CN106618615B - 一种x光摄像定位系统、定位标识板组件和x光机系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施方式公开了一种X光摄像定位系统、定位标识板组件和X光机系统。X光摄像定位系统包括：一第一摄像设备，用于获取一第一视频信息；一X光摄像组件；一控制设备，用于从所述第一视频信息中识别一预设的标识图案，获取所述标识图案的一空间位置信息，根据所述空间位置信息发出控制所述X光拍摄组件移动的一第一控制信号。

Description

一种X光摄像定位系统、定位标识板组件和X光机系统

技术领域

本发明涉及医学器械技术领域，特别是涉及一种X光摄像定位系统、定位标识板组件和X光机系统。

背景技术

X光是波长介于紫外线和γ射线之间的电磁辐射。X光具有穿透性，对不同密度的物质有不同的穿透能力。在医学上一般用X光投射人体器官及骨骼以形成医学图像。X光之所以能使人体在荧屏上或胶片上形成影像，一方面是基于X光的特性，即其穿透性、荧光效应和摄影效应；另一方面是基于人体组织有密度和厚度的差别。由于存在这种差别，当X光透过人体各种不同组织结构时，它被吸收的程度不同，所以到达荧屏或胶片上的X光量即有差异。

在现有的X光摄像系统中，当需要对拍摄对象的某个部位进行检测时，拍摄人员需要对拍摄对象进行人工摆位，并手动调整X光球管、胸片架或诊断床的位置以对指定区域进行曝光。这种控制方式需要人工干预，拍片效率较低。

发明内容

本发明实施方式提出一种X光摄像定位系统、定位标识板组件和X光机系统，对拍摄对象的待拍照部位进行自动定位。

本发明实施方式的技术方案如下：

根据本发明实施方式的一方面，提出一种X光摄像定位系统，包括：

一第一摄像设备，用于获取一第一视频信息；

一X光摄像组件；

一控制设备，用于从所述第一视频信息中识别一预设的标识图案，获取所述标识图案的一空间位置信息，根据所述空间位置信息发出控制所述X光拍摄组件移动的一第一控制信号。

优选地，所述X光摄像组件包括下列组中的至少一个：

一X光球管；一束光器；一胸片架；一诊断床；一X光图像采集器；一X光发生器。

优选地，所述X光摄像组件包括：一X光球管和一束光器；

该X光摄像定位系统还包括：一第二摄像设备，布置在所述X光球管或束光器上，用于获取一第二视频信息；

所述控制设备，用于从所述第二视频信息中识别所述标识图案，获取所述标识图案的一空间夹角信息和所述标识图案的一边界信息，根据所述空间夹角信息发出控制所述X光球管的旋转角度的一第二控制信号，根据所述边界信息发出控制所述束光器的开口量的一第三控制信号。

优选地，所述X光摄像组件包括：一X光球管和一束光器；

该X光摄像定位系统还包括：一第二摄像设备，布置在所述X光球管或束光器上，用于获取一第二视频信息；

所述控制设备，用于从所述第二视频信息中识别所述标识图案及该标识图案所包含的一曝光区域标识，获取所述标识图案的一空间夹角信息和所述曝光区域标识的一边界信息，根据所述空间夹角信息发出控制所述X光球管的旋转角度的一第四控制信号及根据所述边界信息发出控制所述束光器的开口量的一第五控制信号。

优选地，所述第一摄像设备布置在该X光摄像定位系统所在房间的一天花板上。

根据本发明实施方式的一方面，提出一种定位标识板组件，用于以上所述的X光摄像定位系统，该定位标识板组件包括：

一板；

一预设的标识图案，可拆卸地布置在所述板上。

优选地，还包括：

一曝光区域标识，可移动地布置在所述标识图案中。

优选地，所述曝光区域标识包括：

一曝光区域上边缘标识；

一曝光区域下边缘标识；

一曝光区域左边缘标识；

一曝光区域右边缘标识。

优选地，所述板为透光板。

根据本发明实施方式的一方面，提出一种X光机系统，包括如上任一项所述的X光摄像定位系统和如上任一项所述的定位标识板组件。

从上述技术方案可以看出，在本发明实施方式中，X光摄像定位系统包括：第一摄像设备，用于获取第一视频信息；X光摄像组件；控制设备，用于从第一视频信息中识别预设的标识图案，获取该标识图案的空间位置信息，并根据空间位置信息发出控制X光拍摄组件移动的第一控制信号。由此可见，基于视频获取技术及标识图案识别技术，本发明可以控制X光摄像组件自动定位到待拍照部位。应用本发明后，可以自动和精确地对拍摄对象待拍照部位进行X光摄影。

附图说明

图1为根据本发明实施方式的X光摄像定位系统的第一示范性结构图；

图2为根据本发明实施方式的X光摄像定位系统的第二示范性结构图；

图3为根据本发明实施方式的定位标识板组件的结构图；

图4为根据本发明实施方式的X光机系统的结构图。

其中：

图1的附图标记包括：第一摄像设备11；X光摄像组件12；控制设备13；

图2的附图标记包括：第一摄像设备11；X光摄像组件12；控制设备13；X光球管14；束光器15；第二摄像设备16；

图3的附图标记包括：定位标识板组件30；板31；标识图案32；曝光区域标识33；曝光区域上边缘标识331；曝光区域下边缘标识332；曝光区域左边缘标识333；曝光区域右边缘标识334；

图4的附图标记包括：粗定位摄像头11；X光发生器41；X光球管14；束光器15；控制设备13；诊断床的X光图像采集器42；胸片架43；胸片架的X光图像采集器45；诊断床44；精定位摄像头16；定位标识板组件30；板31；拍摄对象5。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以阐述性说明本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。

图1为根据本发明实施方式的X光摄像定位系统的第一示范性结构图。

如图1所示，X光摄像定位系统，包括：

第一摄像设备11，用于获取第一视频信息；

X光摄像组件12；

控制设备13，用于从第一视频信息中识别出预设的标识图案，获取该标识图案的空间位置信息，并根据空间位置信息发出控制X光拍摄组件12移动的第一控制信号。

预设的标识图案为任何包含明显特征且可被机器识别的图案。控制设备13支持识别的标识图案可以为一或多个，而且每个标识图案都预先存储到预设标识库中。预设标识库可以集成在控制设备13中，或者与控制设备13相分离。控制设备13从预设标识库中获取标识图案，以作为后续图像识别的参照基准。控制设备13中还进一步保存第一摄像设备11拍摄视野内的坐标系定位信息。

包含预设的标识图案的定位标识板组件被置于拍摄对象的待拍照区域上。第一摄像设备11的视野范围涵盖定位标识板组件。第一摄像设备11实时拍摄视野范围以生成第一视频信息，并将第一视频信息发送到控制设备13。

控制设备13接收到第一视频信息后，基于统计模式识别、结构模式识别或模糊模式识别等图像识别方式从第一视频信息中识别出定位标识板组件中的标识图案，并查询坐标系定位信息以获取识别出的标识图案的空间位置信息。具体地，标识图案的空间位置信息可以为标识图案在拍摄视野坐标系中的坐标信息。可选地，标识图案的空间位置信息也可以不实施为标识图案在拍摄视野坐标系中的坐标信息，而用于指示标识图案处于胸片架附近或诊断床附近。

控制设备13根据空间位置信息发出控制X光拍摄组件12移动的第一控制信号。

第一控制信号用于将X光摄像组件12移动到对拍摄对象的待拍照区域执行X光摄像的恰当位置(如拍摄对象的周边位置)。具体地，控制设备13可以将第一控制信号发送到与X光摄像组件12相连接的传动机构，传动机构基于第一控制信号控制X光摄像组件12移动。

在一个实施方式中，X光摄像组件12包括下列组中的至少一个：X光球管；束光器；胸片架；诊断床；X光图像采集器；X光发生器，等等。

优选地，为了获取较大的视野范围，第一摄像设备11通常布置在该X光摄像定位系统所在房间的天花板上。第一摄像设备11具体可以实施为一个全角度摄像头或多个分别用于监视不同方向视野的单方向摄像头。

可见，应用图1所示的X光摄像定位系统，本发明可以控制X光摄像组件自动定位到待拍照部位的恰当位置。

在X光摄像中，通常还要求X光球管与拍摄对象所在平面相垂直且X光球管的中心与拍摄对象的中心对准，而且X光需要完全覆盖拍摄对象的待拍照区域。

图2为根据本发明实施方式的X光摄像定位系统的第二示范性结构图。

如图2所示，X光摄像定位系统，包括：

第一摄像设备11，用于获取第一视频信息；

X光摄像组件12，该X光摄像组件12包含相邻布置在一起的X光球管14和束光器15；

控制设备13，用于从第一视频信息中识别出预设的标识图案，获取该标识图案的空间位置信息，并根据空间位置信息发出控制X光拍摄组件12移动的第一控制信号。

包含预设的标识图案的定位标识板组件被置于拍摄对象的待拍照区域上。第一摄像设备11的视野范围涵盖定位标识板组件。第一摄像设备11实时拍摄视野范围以生成第一视频信息，并将第一视频信息发送到控制设备13。控制设备13接收到第一视频信息后，基于统计模式识别、结构模式识别或模糊模式识别等图像识别方式从第一视频信息中识别出定位标识板组件中的标识图案，并查询坐标系定位信息以获取识别出的标识图案的空间位置信息。控制设备13根据空间位置信息发出控制X光拍摄组件12移动的第一控制信号。

第一控制信号用于将X光摄像组件12移动到对拍摄对象的待拍照区域执行X光摄像的恰当位置。具体地，控制设备13可以将第一控制信号发送到与X光摄像组件12相连接的传动机构，传动机构基于第一控制信号控制X光摄像组件12移动。

该X光摄像定位系统还包括：第二摄像设备16，布置在X光球管14或束光器15上。

X光球管14或束光器15被第一控制信号移动到拍摄位置之后，第二摄像设备16的视野范围涵盖定位标识板组件。第二摄像设备16开始拍摄视野范围以生成第二视频信息，并将第二视频信息发送到控制设备13。

控制设备13接收到第二视频信息后，基于统计模式识别、结构模式识别或模糊模式识别等图像识别方式从第二视频信息中识别出定位标识板组件中的标识图案，获取标识图案的空间夹角信息和标识图案的边界信息，根据空间夹角信息发出控制X光球管14的旋转角度的第二控制信号，根据边界信息发出控制束光器15的开口量的第三控制信号。

第二控制信号用于基于该空间夹角控制X光球管14的旋转角度，使得X光球管14与标识图案所在平面相垂直且X光球管14的中心与标识图案的中心对准，从而保证X光能垂直地、中心对齐地照射于拍摄对象的待拍照区域。第三控制信号用于基于标识图案的边界信息控制束光器15的开口量，使得X光覆盖由标识图案的边界信息所限定的拍照区域。

具体地，控制设备13可以将第二控制信号发送到与X光球管14相连接的微调机构，微调机构基于第二控制信号控制X光球管的旋转角度，使得X光球管14与标识图案所在平面相垂直且X光球管14的中心与标识图案的中心对准；控制设备13可以将第三控制信号发送到与束光器15相连接的光口调节机构，光口调节机构基于第三控制信号控制束光器14的开口量，使得X光覆盖由标识图案的边界信息所限定的拍照区域。

在图2所示的实施方式中，X光照射区域大小由标识图案的边界信息决定，即X光照射区域大小等同于标识图案的大小。

在另一个实施方式中，在标识图案中进一步设置曝光区域标识。优选的，曝光区域标识是可调的。通过在标识图案中设置曝光区域标识，可以调整X光照射区域大小。根据待拍摄区域大小选择不同尺寸的曝光区域标识，束光器15根据曝光区域标记自动调节开口量，以确保X光照射区域与曝光区域标记所标识的区域一致。

具体地，X光球管14或束光器15被第一控制信号移动到拍摄位置之后，第二摄像设备16开始拍摄视野范围以生成第二视频信息，并将第二视频信息发送到控制设备13。

控制设备13接收到第二视频信息后，基于统计模式识别、结构模式识别或模糊模式识别等图像识别方式从第二视频信息中识别出定位标识板组件中的标识图案及该标识图案所包含的曝光区域标识，获取该标识图案的空间夹角信息和该曝光区域标识的边界信息，根据空间夹角信息发出控制X光球管14的旋转角度的第四控制信号及根据曝光区域标识的边界信息控制束光器15的开口量的第五控制信号。

第四控制信号用于基于该空间夹角控制X光球管14的旋转角度，使得X光球管14与标识图案所在平面相垂直且X光球管14的中心与标识图案的中心对准，从而保证X光能垂直地、中心对齐地照射于拍摄对象的待拍照区域。第五控制信号用于基于曝光区域标识的边界信息控制束光器15的开口量，以保证X光覆盖由曝光区域标识的边界信息所限定的拍照区域。

具体地，控制设备13可以将第四控制信号发送到与X光球管14相连接的微调机构，微调机构基于第四控制信号控制X光球管的移动角度，使得X光球管14与标识图案所在平面相垂直且X光球管14的中心与标识图案的中心对准；控制设备13可以将第五控制信号发送到与束光器15相连接的光口调节机构，光口调节机构基于第五控制信号控制束光器15的开口量，使得X光覆盖由曝光区域标识的边界信息所限定的拍照区域。

基于上述描述，本发明还提出了一种定位标识板组件。

图3为根据本发明实施方式的定位标识板组件的结构图。

如图3所示，该定位标识板组件30包括：

板31；

预设的标识图案32，该标识图案32可拆卸地布置在板31上。

优选地，该定位标识板组件还包括：

曝光区域标识33，该曝光区域标识33可移动地布置在标识图案32中。

优选地，曝光区域标识33包括：曝光区域上边缘标识331；曝光区域下边缘标识332；曝光区域左边缘标识333；曝光区域右边缘标识334，等等。

优选地，板31实施为透光板，标识图案32实施为布置在透光板上的具有预定图案的透光膜。因此，标识图案32及板31不会对X光摄像的成像质量造成显著影响。

曝光区域标识33可以可移动地吸附于板31上。举例，曝光区域标识33可以通过电磁吸附、材料粘结等方式吸附于板31上。拍摄人员可以在板31上自由移动曝光区域标识33，从而自由移动曝光区域标识33所围成的矩形区域以标记实际曝光区域。需要指出的是，曝光区域标识33为定位标识板组件30中的可选部件，若移去该曝光区域标识33，将以整个标识图案32作为实际曝光区域。

可以将本发明提出的X光摄像定位系统和定位标识板组件应用到X光机系统中，比如直接数字化放射摄影(Digital Radiology，DR)系统中。

图4为根据本发明实施方式的X光机系统的结构图。

如图4所示，该X光机包括：X光发生器41、X光球管14、束光器15、控制设备13、诊断床的X光图像采集器42、胸片架的X光图像采集器45、胸片架43和诊断床44。

在现有技术中，当需要对拍摄对象5的某个部位进行检查时，拍摄人员需要对拍摄对象5进行摆位，然后手动调整X光球管14、胸片架43或诊断床44的位置以对指定区域进行曝光。当拍摄对象5过多时，需要反复调整检测区域，频繁手动调整X光球管14、胸片架43或诊断床44的位置，从而给拍摄人员带来很多不便。

在本发明中，定位标识板组件30的板上包含有预定的标识图案。板实施为透光板，标识图案实施为布置在透光板上的透光膜，标识图案中具有曝光区域标识。定位标识板组件30不会对X光摄像的成像质量造成显著影响。

如图4所示，拍摄对象5躺在诊断床44上，在拍摄对象5的待拍照区域布置定位标识板组件30。当拍摄对象5站在胸片架43旁时，同样需要在拍摄对象5的待拍照区域布置定位标识板组件30。

在铅房内不同位置(如天花板)安装一或多个用于对标识板组件30中的标识图案进行空间位置定位的粗定位摄像头11。粗定位摄像头11实时同步捕获视野内的视频信息，并将视频信息发送到控制设备13。

控制设备13对粗定位摄像头11发送的视频信息进行实时同步分析以检测出标识板组件30中的标识图案，并获取该标识图案的空间位置信息。一旦标识图案被定位，控制设备13通过传动机构将X光球管14和束光器15移动到定位标识板组件30的附近。然后，安装于X光球管14或束光器15上的精定位摄像头16启动。精定位摄像头16实时同步捕获视野内的视频信息，并将视频信息发送到控制设备13。

控制设备13从精定位摄像头16发送的视频信息中识别出标识图案及该标识图案所包含的曝光区域标识，获取该标识图案的空间夹角信息和该曝光区域标识的边界信息。控制设备13基于空间夹角信息控制微调机构旋转X光球管14，使得X光球管14与标识图案所在平面相垂直且X光球管的中心与标识图案的中心对准，从而保证X光能垂直地、中心对齐地照射于拍摄对象的待拍照区域。而且，控制设备13基于边界信息调整束光器15的光口调节机构以控制束光器15的开口量，使得X光覆盖曝光区域标识。

随后，拍摄人员可以移去定位标识板组件30，X光机系统对拍摄对象5进行拍照。或者，拍摄人员也可以保留定位标识板组件30，并对定位标识板组件30及其后方的拍摄对象5进行拍照。定位标识板组件30并不会对最终的图像质量产生显著影响。

综上所述，在本发明实施方式中，X光摄像定位系统包括：第一摄像设备，用于获取第一视频信息；X光摄像组件；控制设备，用于从第一视频信息中识别预设标识图案，获取该预设标识图案的空间位置信息，并根据空间位置信息发出控制X光拍摄组件移动的第一控制信号。由此可见，本发明可以对拍摄对象的待拍照部位进行定位。应用本发明后，可以自动和精确地对拍摄对象待拍照部位进行X光摄影。

以上所述，仅为本发明的较佳实施方式而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种X光摄像定位系统，其特征在于，包括：

一第一摄像设备，用于获取一第一视频信息；

一X光摄像组件，所述X光摄像组件包括：一X光球管和一束光器；

一第二摄像设备，布置在所述X光球管或束光器上，用于获取一第二视频信息；

一控制设备，用于从所述第一视频信息中识别一预设的标识图案，获取所述标识图案的一空间位置信息，根据所述空间位置信息发出控制所述X光摄像组件移动的一第一控制信号；

所述控制设备还用于从所述第二视频信息中识别所述标识图案及该标识图案所包含的一曝光区域标识，获取所述标识图案的一空间夹角信息和所述曝光区域标识的一边界信息，根据所述空间夹角信息发出控制所述X光球管的旋转角度的一第四控制信号及根据所述边界信息发出控制所述束光器的开口量的一第五控制信号。

2.根据权利要求1所述的X光摄像定位系统，其特征在于，所述第一摄像设备布置在该X光摄像定位系统所在房间的一天花板上。

3.一种X光机系统，其特征在于，包括如权利要求1-2中任一项所述的X光摄像定位系统和一定位标识板组件。

4.如权利要求3所述的X光机系统，其特征在于，该定位标识板组件包括：

一板；

一预设的标识图案，可拆卸地布置在所述板上。

5.根据权利要求4所述的X光机系统，其特征在于，所述曝光区域标识可移动地布置在所述标识图案中。

6.根据权利要求5所述的X光机系统，其特征在于，所述曝光区域标识包括：

一曝光区域上边缘标识；

一曝光区域下边缘标识；

一曝光区域左边缘标识；

一曝光区域右边缘标识。

7.根据权利要求4所述的X光机系统，其特征在于，所述板为透光板。

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