CN105748098A - 限束器校正方法及装置、医学影像设备 - Google Patents

限束器校正方法及装置、医学影像设备 Download PDF

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Abstract

一种限束器校正方法及装置，医学影像设备，所述限束器校正方法，包括：执行空曝光以获得第一图像；在所述第一图像中检测限束器边缘；基于所述限束器边缘和探测器有效成像区域边界之间的位置关系对所述限束器进行校正。本发明技术方案在很大程度上提高了限束器校正的准确度，同时在一定程度上也提高了对限束器进行校正的效率。

Description

限束器校正方法及装置、医学影像设备
技术领域
本发明涉及医疗设备领域，特别涉及一种限束器校正方法及装置、医学影像设备。
背景技术
限束器也称为束光器、遮光器等，通常安装在X线球管的套窗口，用于在X线检查中遮去不必要的原发X线。其能将X线照射野限制在所需的最小范围，将病人接受X线照射的剂量减到最小。限制器广泛的应用在数字X射线摄影(DR，DigitalRadiography)系统、乳腺X线摄影(Mammography)系统、数字乳腺断层摄影(DBT,digitalbreasttomosynthsis)系统等中。
在实际应用中，由于限束器的开口尺寸通过铅叶的运动来确定，由于机械误差等原因，可能会出现限束器的实际开口尺寸与设定的开口尺寸不一致的情况，如：设定的限束器的开口尺寸为20cm×20cm，而限束器的实际开口尺寸为22cm×22cm或者为18cm×18cm。若限束器的实际开口尺寸大于预期开口尺寸，则会导致病人受到过多的辐射，对其造成一定的伤害；若限束器的实际开口尺寸小于预期开口尺寸，则可能导致成像质量达不到实际的临床需求。因此，需要对限束器进行校正以使得其实际开口尺寸与设定的开口尺寸一致。
现有技术中，通常通过空曝的方式采集图像，然后通过人眼观察采集到的图像中限束器边缘与有效成像区域边界之间的距离，根据该距离来对限束器进行校正。举例来说，设置限束器初始的开口尺寸为24cm×30cm，在该开口尺寸下进行空曝，人眼观察采集到的图像中限束器边缘与有效成像区域边界之间的距离，或者采用标尺测量限束器边缘与有效成像区域边界之间的距离，在反馈限束器铅叶位移信息的位置编码器输出的位移信息上加上通过上述方式获得的限束器边缘与有效成像区域边界之间的距离，即可以获得限束器开口尺寸为有效成像区域边界尺寸时，限束器铅叶应该运动到的位移信息。而将该位移信息与预存的限束器开口尺寸为有效成像区域边界尺寸时水平方向铅叶和竖直方向铅叶的位移信息进行对比，即可以获得限束器铅叶应校准的尺寸。
然而人眼观察采集到的图像中限束器边缘与有效成像区域边界之间的距离会导致校准不准，而通过标尺测量限束器边缘与有效成像区域边界之间的距离虽然在一定程度上可以提高校准的准确度，但是采用该方式对限束器进行校准后，还需要再进行一次空曝，以确定校准的准确度，降低了限束器校正的速度。
因此，如何能够提供一种校正准确度高且校正速度快的限束器校正方法，成为目前亟待解决的问题之一。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种限束器校正方法及装置，以使得校正准确度高且校正速度快。
为解决上述问题，本发明技术方案提供一种限束器校正方法，包括：
执行空曝光以获得第一图像；
在所述第一图像中检测限束器边缘；
基于所述限束器边缘和探测器有效成像区域边界之间的位置关系对所述限束器进行校正。
可选的，所述基于所述限束器边缘和探测器有效成像区域边界之间的位置关系对所述限束器进行校正包括：
确定生成第一图像时限束器各铅叶的第一位置信息；
计算所述第一图像中与各铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离；
将所述限束器各铅叶的第一位置信息，分别与该铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离相加，以获得与限束器各铅叶对应的第二位置信息；
以所述限束器各铅叶对应的第二位置信息作为限束器开口尺寸为有效成像区域边界时限束器各铅叶的位置信息。
可选的，所述限束器校正方法，还包括：根据限束器开口尺寸与限束器开口尺寸为有效成像区域边界的比例关系，确定限束器开口尺寸不同时各铅叶的位置信息。
可选的，所述基于所述限束器边缘和探测器有效成像区域边界之间的位置关系对所述限束器进行校正包括：
确定生成第一图像时限束器各铅叶的第一位置信息；
计算所述第一图像中与各铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离；
将所述限束器各铅叶的第一位置信息，分别与该铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离相加，以获得与限束器各铅叶对应的第二位置信息；
将所述限束器各铅叶对应的第二位置信息与预存的限束器开口尺寸为有效成像区域边界时限束器各铅叶的位置信息比较以获得限束器各铅叶的校正信息。
为解决上述问题，本发明技术方案还提供一种限束器校正装置，包括：
图像获取单元，用于执行空曝光以获得第一图像；
检测单元，用于在所述第一图像中检测限束器边缘；
校正单元，用于基于所述限束器边缘和探测器有效成像区域边界之间的位置关系对所述限束器进行校正。
可选的，所述校正单元包括：
第一位置信息确定单元，用于确定生成第一图像时限束器各铅叶的第一位置信息；
计算单元，用于计算所述第一图像中与各铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离；
第二位置信息获取单元，用于将所述限束器各铅叶的第一位置信息，分别与该铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离相加，以获得与限束器各铅叶对应的第二位置信息；
位置信息确定单元，用于以所述限束器各铅叶对应的第二位置信息作为限束器开口尺寸为有效成像区域边界时限束器各铅叶的位置信息。
可选的，所述位置信息确定单元，还用于根据限束器开口尺寸与限束器开口尺寸为有效成像区域边界的比例关系，确定限束器开口尺寸不同时各铅叶的位置信息。
可选的，所述校正单元包括：
第一位置信息确定单元，用于确定生成第一图像时限束器各铅叶的第一位置信息；
计算单元，用于计算所述第一图像中与各铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离；
第二位置信息获取单元，用于将所述限束器各铅叶的第一位置信息，分别与该铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离相加，以获得与限束器各铅叶对应的第二位置信息；
校正信息获取单元，用于将所述限束器各铅叶对应的第二位置信息与预存的限束器开口尺寸为有效成像区域边界时限束器各铅叶的位置信息比较以获得限束器各铅叶的校正信息。
为解决上述问题，本发明技术方案还提供一种医学影像设备，包括：X射线管及与所述X射线管套结的限束器以及上述的限束器校正装置。
可选的，所述医学影像设备包括：X射线摄影设备和乳房X射线摄影设备。
与现有技术相比，本发明技术方案具有以下优点：
先执行空曝光以获得第一图像，在所述第一图像中检测限束器边缘，然后基于所述限束器边缘和探测器有效成像区域边界之间的位置关系对所述限束器进行校正，由于不再通过人眼直接观察或者借助人眼和标尺的方式来确定校正的尺寸，而是通过检测算法来确定第一图像中限束器边缘和探测器有效成像区域边界之间位置关系，因此在很大程度上提高了限束器校正的准确度，此外由于无需通过再次空曝的方式验证校正是否准确，因此在一定程度上也提高了对限束器进行校正的效率。
附图说明
图1是本发明实施例的限束器校正方法的流程图；
图2是本发明实施例的限束器边缘与探测器有效成像区域边界之间的位置关系示意图；
图3是本发明实施例的限束器校正装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
正如现有技术中所描述的，目前限束器校正方法存在校正准确度低且校正速度慢的问题。因此，发明人提出在空曝生成的图像中，利用限束器边缘检测算法来精确的检测出限束器边缘，进而根据限束器边缘与探测器有效成像区域边界之间的位置关系来对限束器进行校正。
以下通过具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，本实施例中以乳房X射线摄影设备为例进行相应的说明，但本发明的技术方案对此不做限定。
参见图1，图1是本发明实施例的限束器校正方法的流程图，如图1所示，所述限束器校正方法包括：
S101：执行空曝光以获得第一图像；
S102：在所述第一图像中检测限束器边缘；
S103：基于所述限束器边缘和探测器有效成像区域边界之间的位置关系对所述限束器进行校正。
执行步骤S101，本实施例中即采用乳房X射线摄影设备在没有人或者模体的情况下进行曝光，也可以说是对空气进行曝光，以获得第一图像。执行曝光时，限束器的开口尺寸应小于探测器有效成像区域边界，对于不同的探测器而言，其有效成像区域边界均有所不同，可根据实际情况对限束器开口尺寸进行选择。
执行步骤S102，在所述第一图像中检测限束器边缘，由于空曝时，形成限束器开口尺寸的铅叶和空气在探测器上成像时灰度值差异较大，因此可以通过边缘检测算法检测出限束器边缘在所述第一图像中的位置，如：可以对所述第一图像进行梯度变换获得其梯度图像并二值化，通过hough变换来检测直线(寻找hough域的极值)，把hough域的极值对应到图像空间域的直线，即可以认为是限束器边缘。而对于第一图像而言，探测器有效成像区域的边界也可知晓，即为第一图像的边界。
执行步骤S103，基于所述第一图像中检测到的限束器边缘和探测器有效成像区域边界之间的位置关系来对限束器进行校正。具体的，请参见图2，图2是本发明实施例的限束器边缘与探测器有效成像区域边界之间的位置关系示意图，如图2所示，在第一图像中，四条限束器边缘与探测器有效成像区域边界之间均具有一定的距离，如：限束器边缘a与与其对应的探测器有效成像区域边界a'之间的距离为Da，限束器边缘b与与其对应的探测器有效成像区域边界b'之间的距离为Db，限束器边缘c与与其对应的探测器有效成像区域边界c'之间的距离为Dc，限束器边缘d与与其对应的探测器有效成像区域边界d'之间的距离为Dd，Da、Db、Dc、Dd则可以根据限束器各边缘与与其对应的探测器有效成像区域边界之间的像素点个数和像素尺寸获得。在第一图像中获得了限束器边缘和探测器有效成像区域边界之间的距离后，基于二者之间的位置关系对限束器进行校正。本实施例中，具体地：
先确定生成第一图像时限束器各铅叶的第一位置信息，所述第一位置信息具体可以通过当控制机构控制限束器形成需要的开口尺寸时，位置编码器输出的上下铅叶在Y轴方向的位移信息和左右铅叶在X轴方向的位移信息。对于不同的限束器第一位置信息的获取方式有所不同，若对于限束器的不同开口尺寸，系统已给出与不同开口尺寸对应的上下铅叶和左右铅叶的位移信息，则也可以不根据位置编码器反馈的上下铅叶和水平铅叶的位移信息来获得第一位置信息。
然后计算所述第一图像中与各铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离，本实施中根据检测到每一条限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的像素点个数和像素尺寸来确定每一条限束器边缘与与其对应的探测器有效成像区域边界之间的距离。
接下来，将所述限束器各铅叶的第一位置信息，分别与该铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离相加，以获得与限束器各铅叶对应的第二位置信息。以图2所示的限束器边缘a为例，则是将上述过程中获得的与限束器边缘a对应的上铅叶的第一位置信息加上Da以获得上铅叶对应的第二位置信息，下铅叶、左铅叶以及右铅叶第二位置信息的获得与上铅叶第二位置信息的获得相似，此处不再赘述。
最后，以所述限束器各铅叶对应的第二位置信息作为限束器开口尺寸为有效成像区域边界时限束器各铅叶的位置信息。也即不再将系统给出的限束器开口尺寸为有效成像区域边界的尺寸时各铅叶的位移信息作为限束器各铅叶的实际位移，而是将计算获得的各铅叶的第二位置信息作为限束器开口尺寸为有效成像区域边界尺寸时的实际位置信息。举例来说：若探测器有效成像区域边界为24cm×32cm，空曝时，限束器开口尺寸为20cm×28cm，此时位置编码器输出的上铅叶的位移为+10cm，下铅叶的位移为-10cm，左铅叶的位移为-14cm，右铅叶的位移为+14cm(以限束器开口的中心为坐标原点)。若上述过程中检测到各铅叶对应的限束器边缘与与其对应的探测器有效成像区域边界之间的距离分别为：Da＝1.9cm、Db＝1.9cm、Dc＝2.1cm、Dd＝2.1cm，则此时上铅叶对应的第二位置信息应该为+11.9cm，下铅叶对应的第二位置信息应该为-11.9cm，左铅叶对应的第二位置信息应该为-16.1cm，右铅叶对应的第二位置信息为+16.1cm。也即在需要将限束器开口尺寸设置24cm×32cm时，需将上下左右铅叶的位置分别调整到+11.9cm、-11.9cm、-16.1cm以及+16.1cm，而系统本身给出的限束器开口尺寸为24cm×32cm时，上下左右铅叶的位移不一定与上述各值相同，其为理论上需将限束器开口尺寸调整到24cm×32cm时上下左右铅叶应运动到的位置。
故通过上述方式，可以对限束器开口尺寸为探测器有效成像区域边界尺寸时，对该尺寸下的限束器进行校正。实际应用中，对于乳房X射线摄影系统而言，不同尺寸的压迫板，限束器的开口大小也有所不同，本实施例中，在对限束器开口尺寸为最大时(限束器开口尺寸与探测器有效成像区域边界大小相同)进行了校正，对于其他开口尺寸的限束器而言，则可以根据限束器开口最大尺寸与不同尺寸之间的比例关系来对限束器的不同开口尺寸进行相应的校正。举例来说，在限束器开口尺寸为24cm×32cm时，已经确定了校正后的限束器各铅叶的位移信息，若限束器当前开口尺寸为18cm×18cm，则根据该开口尺寸与开口尺寸为24cm×32cm二者之间在水平方向和竖直方向之间的比例，对已经校正后的限束器开口尺寸为24cm×32cm时，各铅叶对应的第二位置信息进行同等比例的缩放，以获得校正后的限束器开口尺寸为18cm×18cm时，各铅叶的位置信息。因此，通过上述的方式可以对不同开口尺寸的限束器进行校正，且校正的准确度高，校正速度快。
在其他实施例中，还可以计算各铅叶在理论上和实际中位置信息的误差来对限束器进行校正，具体地，就是将所述限束器各铅叶对应的第二位置信息与预存的限束器开口尺寸为有效成像区域边界时限束器各铅叶的位置信息比较以获得限束器各铅叶的校正信息。由于实际使用时，系统均会提供限束器在不同开口尺寸时，理论上各铅叶的位置信息，因此可以计算上述过程中获得的第二位置信息与预存的各铅叶的位置信息之间的误差，进而获得各铅叶在水平方向和竖直方向上应校正的信息。仍以上述为例，若系统预存的限束器开口尺寸为24cm×32cm时，上铅叶的位移为+12cm，下铅叶的位移为-12cm，左铅叶的位移为-16cm，右铅叶的位移为+16cm，而根据上例获得的各铅叶的第二位置信息分别为：上铅叶对应的第二位置信息为+11.9cm，下铅叶对应的第二位置信息为-11.9cm，左铅叶对应的第二位置信息为-16.1cm，右铅叶对应的第二位置信息为+16.1cm。则对于上铅叶而言，其校正信息为-0.1cm，对于下铅叶而言其校正信息为-0.1cm，对于左铅叶而言其校正信息为+0.1cm，对于右铅叶而言其校正信息为+0.1cm。将该校正信息应用于限束器开口尺寸不同时，上下左右铅叶的位移，例如：若系统预存的限束器开口尺寸为18cm×18cm时，上铅叶的位移为+9cm，下铅叶的位移为-9cm，左铅叶的位移为-9cm，右铅叶的位移为+9cm，则校正后的上铅叶的位移应为+8.9cm，下铅叶的位移应该为-8.9cm，左铅叶的位移应该为-9.1cm，右铅叶的位移应该为+9.1cm。通过获得各铅叶的校正信息，也可以实现当限束器开口尺寸不同时，对相应开口尺寸的限束器进行校正。
基于上述的限束器校正方法，本发明实施例还提供一种限束器校正装置，请参见图3，图3是本发明实施例的限束器校正装置的结构示意图，如图3所示，所述限束器校正装置包括：
图像获取单元10，用于执行空曝光以获得第一图像；
检测单元11，用于在所述第一图像中检测限束器边缘；
校正单元12，用于基于所述限束器边缘和探测器有效成像区域边界之间的位置关系对所述限束器进行校正。
本实施例中，所述校正单元12包括：
第一位置信息确定单元，用于确定生成第一图像时限束器各铅叶的第一位置信息；
计算单元，用于计算所述第一图像中与各铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离；
第二位置信息获取单元，用于将所述限束器各铅叶的第一位置信息，分别与该铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离相加，以获得与限束器各铅叶对应的第二位置信息；
位置信息确定单元，用于以所述限束器各铅叶对应的第二位置信息作为限束器开口尺寸为有效成像区域边界时限束器各铅叶的位置信息。
本实施例中，所述位置信息确定单元还用于：根据限束器开口尺寸与限束器开口尺寸为有效成像区域边界的比例关系，确定限束器开口尺寸不同时各铅叶的位置信息。
在其他实施例中，所述校正单元包括：
第一位置信息确定单元，用于确定生成第一图像时限束器各铅叶的第一位置信息；
计算单元，用于计算所述第一图像中与各铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离；
第二位置信息获取单元，用于将所述限束器各铅叶的第一位置信息，分别与该铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离相加，以获得与限束器各铅叶对应的第二位置信息；
校正信息获取单元，用于将所述限束器各铅叶对应的第二位置信息与预存的限束器开口尺寸为有效成像区域边界时限束器各铅叶的位置信息比较以获得限束器各铅叶的校正信息。
上述的限束器校正装置的具体实施可以参见上述的限束器校正方法进行，此处不再赘述。
本实施例还提供一种医学影像设备，包括：X射线管、与所述X射线管套结的限束器，以及上述的限束器校正装置。本实施例中，所述医学影像设备可以为X射线摄影设备，或者乳房X射线摄影设备，也可以为其他的涉及限束器的医学影像设备，在此不做限定。
综上所述，本发明实施例提供的限束器校正方法，至少具有如下有益效果：
先执行空曝光以获得第一图像，在所述第一图像中检测限束器边缘，然后基于所述限束器边缘和探测器有效成像区域边界之间的位置关系对所述限束器进行校正，由于不再通过人眼直接观察或者借助人眼和标尺的方式来确定校正的尺寸，而是通过检测算法来确定第一图像中限束器边缘和探测器有效成像区域边界之间位置关系，因此在很大程度上提高了限束器校正的准确度，此外由于无需通过再次空曝的方式验证校正是否准确，因此在一定程度上也提高了对限束器进行校正的效率。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种限束器校正方法，其特征在于，包括：
执行空曝光以获得第一图像；
在所述第一图像中检测限束器边缘；
基于所述限束器边缘和探测器有效成像区域边界之间的位置关系对所述限束器进行校正。
2.如权利要求1所述的限束器校正方法，其特征在于，所述基于所述限束器边缘和探测器有效成像区域边界之间的位置关系对所述限束器进行校正包括：
确定生成第一图像时限束器各铅叶的第一位置信息；
计算所述第一图像中与各铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离；
将所述限束器各铅叶的第一位置信息，分别与该铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离相加，以获得与限束器各铅叶对应的第二位置信息；
以所述限束器各铅叶对应的第二位置信息作为限束器开口尺寸为有效成像区域边界时限束器各铅叶的位置信息。
3.如权利要求2所述的限束器校正方法，其特征在于，还包括：根据限束器开口尺寸与限束器开口尺寸为有效成像区域边界的比例关系，确定限束器开口尺寸不同时各铅叶的位置信息。
4.如权利要求1所述的限束器校正方法，其特征在于，所述基于所述限束器边缘和探测器有效成像区域边界之间的位置关系对所述限束器进行校正包括：
确定生成第一图像时限束器各铅叶的第一位置信息；
计算所述第一图像中与各铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离；
将所述限束器各铅叶的第一位置信息，分别与该铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离相加，以获得与限束器各铅叶对应的第二位置信息；
将所述限束器各铅叶对应的第二位置信息与预存的限束器开口尺寸为有效成像区域边界时限束器各铅叶的位置信息比较以获得限束器各铅叶的校正信息。
5.一种限束器校正装置，其特征在于，包括：
图像获取单元，用于执行空曝光以获得第一图像；
检测单元，用于在所述第一图像中检测限束器边缘；
校正单元，用于基于所述限束器边缘和探测器有效成像区域边界之间的位置关系对所述限束器进行校正。
6.如权利要求5所述的限束器校正装置，其特征在于，所述校正单元包括：
第一位置信息确定单元，用于确定生成第一图像时限束器各铅叶的第一位置信息；
计算单元，用于计算所述第一图像中与各铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离；
第二位置信息获取单元，用于将所述限束器各铅叶的第一位置信息，分别与该铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离相加，以获得与限束器各铅叶对应的第二位置信息；
位置信息确定单元，用于以所述限束器各铅叶对应的第二位置信息作为限束器开口尺寸为有效成像区域边界时限束器各铅叶的位置信息。
7.如权利要求6所述的限束器校正装置，其特征在于，所述位置信息确定单元，还用于根据限束器开口尺寸与限束器开口尺寸为有效成像区域边界的比例关系，确定限束器开口尺寸不同时各铅叶的位置信息。
8.如权利要求5所述的限束器校正装置，其特征在于，所述校正单元包括：
第一位置信息确定单元，用于确定生成第一图像时限束器各铅叶的第一位置信息；
计算单元，用于计算所述第一图像中与各铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离；
第二位置信息获取单元，用于将所述限束器各铅叶的第一位置信息，分别与该铅叶对应的限束器边缘与与其对应的有效成像区域边界之间的距离相加，以获得与限束器各铅叶对应的第二位置信息；
校正信息获取单元，用于将所述限束器各铅叶对应的第二位置信息与预存的限束器开口尺寸为有效成像区域边界时限束器各铅叶的位置信息比较以获得限束器各铅叶的校正信息。
9.一种医学影像设备，包括：X射线管及与所述X射线管套结的限束器，其特征在于，还包括：权利要求5至8任一项所述的限束器校正装置。
10.如权利要求9所述的医学影像设备，其特征在于，所述医学影像设备包括：X射线摄影设备和乳房X射线摄影设备。
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