CN108056785A - 一种平板探测器增益校正模板的更新方法 - Google Patents
一种平板探测器增益校正模板的更新方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108056785A CN108056785A CN201711261069.XA CN201711261069A CN108056785A CN 108056785 A CN108056785 A CN 108056785A CN 201711261069 A CN201711261069 A CN 201711261069A CN 108056785 A CN108056785 A CN 108056785A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flat panel
- panel detector
- image
- gain calibration
- calibration template
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 40
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 32
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 17
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 13
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 9
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 7
- 238000003705 background correction Methods 0.000 claims description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000004980 dosimetry Methods 0.000 claims description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 231100000673 dose–response relationship Toxicity 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 2
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 2
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 2
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 230000002746 orthostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/4208—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
- A61B6/582—Calibration
- A61B6/585—Calibration of detector units
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
本发明提供一种平板探测器增益校正模板的更新方法，在平板探测器移动到任何一个待矫正的位置，通过一帧待处理的空场图像，并结合已获取的图像增益校正文件即可演算出该位置状态下的图像增益校正系数。因而，无需重新大量拍摄不同剂量的参考图像就可以将X‑ray射线所成的图像不均匀性进行准确校正，减少操作人员的预曝光时间，降低操作难度，压缩技术培训周期，实时性强，即拍即用，也同步地减少了患者的等待时间，提高工作效率，更新方法和步骤简便，进一步增强了平板探测器的移动性、便携性。
Description
技术领域
本发明属于平板探测器物理技术领域，特别是涉及一种平板探测器增益校正模板的更新方法。
背景技术
X-ray平板探测器是由大量具有相对坐标位置的像素(pixel)组成，每个像素都是X射线的探测单元，精确定量X-ray射线量，从而形成良好的图像信息。理想的平板探测器应具备探测特性一致的像素，但在实际中，每一台平板探测器的各个像素不可能做到完全一致的探测特性品质。为了能使每个像素发挥最大的测量范围，必须对每个像素的测量精度进行校准，对本底的归一化校准称作Offset校正，对增益的归一化校准称作Gain校正。
图像的不均匀性由两方面造成：一方面是在近距离情况下，由于平板探测器表面接收单元距离射线源不同所形成(射线强度与该距离平方成反比)；另一方面是由于X-ray射线强度本身随着射线离开焦点的角度变化而变化的，这称为Heel效应。Heel效应是由于靠近阳极这一侧的部分射线会被阳极靶材料所吸收，因此靠近阳极这一侧的射线强度要低于靠近阴极一侧的射线强度。
当前，在Gain校正中，需要生成静态增益校正模板，而模板是具有时效性的，当探测器与球管之间的空间信息或者物理信息发生变化时，就存在频繁更新的问题：原因一是，X-ray射线从球管发出后呈锥状向探测器方向发散，只有中心线的区域强度最高，随着远离中心射线，强度是逐渐降低；原因二是，随着球管焦点与探测器入射面的距离延长(SID增大)，到达探测器入射面的X-ray射线的强度逐渐降低，且X-ray射线的发散程度、中心和外周的X-ray射线强度差异也随之减小；原因三是，X-ray射线自球管的阳极靶面向探测器发出，由于阳极有一定的靶角，导致球管阴极一端的辐射剂量较高，而阳极一端的辐射剂量逐步降低。综上所述，在实际的设计和应用中，很多因素都能造成X-ray射线到达探测器表面的剂量不一致，因此，所有的数字化X-ray射线机都需要进行辐射不均匀性的校正。
一般需要对常用的SID和体位进行校正：如平床位和直立位的射线辐射规律往往不一样；又如胸片的SID往往在150cm以上，甚至达到180cm；此外，滤线栅是用来减少到达探测器入射面散射线的装置，由于滤线栅具有物理特性，包括栅格的密度和栅格指向的焦点距离，当SID发生变化时，到达探测器表面的X-ray射线剂量强度会发生改变，以及因为焦点变化而造成透过滤线栅的X-ray射线分布不均匀性；还有，在RQA5条件下取得的校正文件，在非RQA5条件下进行采集和归一化处理后，会出现图像不均匀，且校正消除的不良干扰影像也会重新显现。尤其对于便携移动式平板探测器，增益校正文件需要随着环境情况的变化而实时更新，否则会导致增益校正错乱，出现临床误诊问题。不同的环境情况，需要生成不同的静态增益校正文件来克服不同情况下的辐射不均匀性。
因此，良好的增益校正应当可以避免所有这些失校正现象的出现。但是，更新增益校正文件，需要在特定的剂量下拍摄一定数量(一般为五张或更多的无任意物体的空场图像)的亮场图像，具有一定的限制条件，这就增加了操作人员的工作准备时间、工作量和工作难度，也影响了客户体验，增加了被照射物体的等待时间，降低了工作效率。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种平板探测器增益校正模板的更新方法，用于解决现有技术中实时更新增益校正文件需要在特定的剂量下拍摄一定数量的亮场图像，增加了操作人员的工作准备时间、工作量和工作难度，也影响了客户体验，增加了被照射物体的等待时间，降低了工作效率的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下方案：一种平板探测器增益校正模板的更新方法，所述更新方法至少包括以下步骤：S1、获取本底校正模板和静态增益校正模板，并同步存储基准图像；S2、检测到平板探测器相对于球管有空间变化时，触发更新；S3、选择主动更新或被动更新，若选择主动更新，则进入步骤S4；若选择被动更新，则进入步骤S5；S4、拍摄一帧无物体的同等灵敏度灰度图像，得到更新增益模板所需的参考图像；S5、点击被动更新按钮，基于拍摄过程中的临床图像，提取感兴趣区域做递推类比，构造同等灵敏度灰度图像，得到更新增益模板所需的参考图像；S6、调用基准图像，基于所述基准图像和当前的参考图像获取平板探测器与球管的相对空间信息或物理信息，并更新到静态增益校正文件内，完成所述增益校正模板的更新过程。
于本发明的一实施方式中，在所述步骤S1中，具体包括以下步骤：S11、平板探测器开机预热；S12、本底暗电流校正；S13、进入静态增益校正模板生成、更新界面；S14、根据预先设置好的曝光窗口，生成静态增益校正模板，同时，采集多帧图像，并选取一帧或者所有图像求平均作为基准图像存储。
于本发明的一实施方式中，在所述步骤S12中，根据暗场校正前图像中点(x,y)的灰度值P0(x,y)，以及平板探测器的暗场校正模板offset(x,y)，求得暗场校正后图像中点(x,y)的灰度值：P(x,y)＝P0(x,y)-offset(x,y),以实现本底暗电流校正。
于本发明的一实施方式中，在步骤S14中，计算得到静态增益校正模板Gainmap，满足如下关系：Ib(x,y)是某一剂量下平均原始亮场图像中点(x,y)的灰度值，并根据平板探测器的剂量响应范围，从低到高选取合适的剂量参数范围，保证静态增益校正模板是基于线性校正公式进行增益校正。
于本发明的一实施方式中，在所述步骤S2中，通过人为判定或者在平板探测器内部设置传感器感应信号的变化来判断平板探测器相对于球管的空间变化。
于本发明的一实施方式中，在所述步骤S2中，平板探测器相对于球管的空间变化包括：平板探测器和球管位于标准位置、平板探测器相对于球管平移、平板探测器相对于球管上下移动、平板探测器相对于球管旋转、平板探测器相对于球管倾斜及平板探测器与球管之间存在均匀过滤装置中的一种或几种组合。
于本发明的一实施方式中，在所述步骤S4中，还包括判断是否存在静态增益文件的步骤；若是，则保持相同像素灵敏度空拍摄一帧，得到参考图像，更新静态增益校正模板；若否，则完整采集多帧图像，选取基准图像，再更新静态增益校正模板。
于本发明的一实施方式中，在所述步骤S5中，具体包括以下步骤：S51、基于临床图像的大小，划分若干个感兴趣区域，计算每一个感兴趣区域的灰度均值；S52、当最大均值的感兴趣区域的灰度值在5500～10000之间变化时，将该感兴趣区域作为构造空场图像的特定感兴趣区域，并标记顺序坐标位置；S53、利用公式i＝1,2,3,…,N；1≤M≤N，构造同等灵敏度灰度图像，即构造的图像反映该帧图像在某一剂量下真实的平均响应程度，其中，N是整幅图像的感兴趣区域的个数，N为正整数，M是其中灰度值最大的感兴趣区域的顺序坐标，为已知的参考图像中第i个感兴趣区域的灰度均值，为已知的参考图像中特定感兴趣区域的灰度均值，为临床图像的第i个感兴趣区域的灰度均值，为临床图像的特定感兴趣区域的灰度均值；S54、对整帧图像和感兴趣区域进行均值滤波，得到参考图像。
于本发明的一实施方式中，所述感兴趣区域的大小为32×32、64×64或128×128。
于本发明的一实施方式中，在所述步骤S54中，对整帧图像和感兴趣区域进行均值滤波至少包括以下步骤：S541、对偏离上限、下限的像素点进行置换，满足如下关系：其中，AvgI为构造的整幅图像的均值，TH为上限，满足TH＝2×AvgI；TL为下限，满足TL＝0.5×AvgI；S542、根据图像尺寸选取均值滤波核进行均值滤波，得：其中，f(x,y)是滤波函数，m是滤波核内的像素点总数。
于本发明的一实施方式中，在所述步骤S6中，具体包括以下步骤：S61、基于所述参考图像及所述基准图像得到空间位置变化信息参数：其中，Ii(x,y)为经过均值滤波后的参考图像，Li(x,y)为经过均值滤波后的基准图像；S62、根据空间位置变化信息参数Spci(i,j)，求取增益校正所需的更新模板，即：G‘i(x,y)＝Gi(x,y)×Speci(x,y)，其中，Gi(x,y)是原始增益校正模板，Gi’(x,y)是更新的增益校正模板。
本发明还提供一种平板探测器增益校正方法，所述增益校正方法至少包括以下步骤：根据所述的平板探测器增益校正模板的更新方法获取更新的静态增益校正模板，基于所述静态增益校正模板对目标图像进行增益校正。
于本发明的一实施方式中，增益校正后的图像满足如下关系：I(x,y)＝Gi’(x,y)×(I0(x,y)-offset(x,y))，其中，Gi’(x,y)为更新的增益校正模板，I(x,y)为增益校正后像素点(x，y)的灰度值，I0(x,y)为当前实时拍摄的临床图,offset(x,y)为所述本底校正模板。
如上所述，本发明的平板探测器增益校正模板的更新方法，具有以下有益效果：
1、保证平板探测器的增益校正高质量的前提下，实时更新增益校正模板，保证模板文件的准确性、有效性，使得图像更加均匀，细腻；
2、无需重新大量拍摄不同剂量的参考图像就可以将X-ray射线所成的图像不均匀性进行准确校正，减少操作人员的预曝光时间，降低操作难度，压缩技术培训周期，实时性强，即拍即用，也同步地减少了患者的等待时间，提高工作效率；
3、更新方法和步骤简便，进一步增强了平板探测器的移动性、便携性，实现在平板探测器上的系统集成和应用，使得平板探测器具备高度的集成性、灵活性和可观的实际应用价值。
附图说明
图1为本发明非晶硅平板探测器的TFT阵列以及驱动和读出示意图。
图2为平板探测器和球管位于标准位置示意图。
图3为为平板探测器相对于球管平移示意图。
图4为平板探测器相对于球管上下移动示意图。
图5为平板探测器相对于球管旋转示意图。
图6为平板探测器相对于球管倾斜示意图。
图7为平板探测器与球管之间存在均匀过滤装置示意图。
图8为本发明平板探测器Gain map生成、主动更新示意图。
图9为本发明平板探测器Gain map生成、被动更新示意图。
图10为本发明平板探测器的更新增益校正模板的工作流程图。
图11为本发明平板探测器增益更新前校正效果图。
图12为本发明平板探测器增益更新后校正效果图。
元件标号说明
1 球管
2 平板探测器
3 过滤装置
S1-S27 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如附图1所示，为本发明所涉及的X射线非晶硅平板探测器的光电转换、积分放大、A/D转换以及数据输出、读取驱动和通道，当平板探测器开机预热完全后，在无X-ray照射下，对平板探测器进行数据采集，仍有一定大小的信号输出，即暗电流，且受温度影响，因此在生成增益模板(gain map)之前，需要进行暗电流(dark current)校正；然后进入静态模板生成、更新界面；最后根据预先设置好的曝光窗口(Exposure window)，获得增益模板的生成，同时，采集多帧图像，并选取一帧或者所有图像求平均作为基准图像存储。
作为示例，本底暗电流校正过程包括：设P(x,y)为暗场校正后图像中点(x,y)的灰度值，P0(x,y)为暗场校正前图像中点(x,y)的灰度值，offset(x,y)为探测器的暗场校正模板。求得暗场校正后图像中点(x,y)的灰度值：P(x,y)＝P0(x,y)-offset(x,y)。
从增益校正模板更新的原理来说，即修正平板探测器和球管相对位置信息改变后的模板内的物理系数，表征各个像素点的光电转换特性不均匀性强度。
作为示例，对目标图像进行增益均匀性校正的步骤包括：
根据公式 求得静态增益校正模板，其中，Ib(x,y)是某一剂量下平均原始亮场图像中点(x,y)的灰度值；为了保证基于线性校正公式进行增益校正，应当从低到高，选取合适的剂量参数，以免亮场图像中像元响应饱和。
请参阅图2-图7，为本发明平板探测器2相对于球管1的空间变化示意图，平板探测器2相对于球管1发生以下任意一种或几种空间变化组合时均可触发更新：平板探测器2和球管1位于标准位置(图2)、平板探测器2相对于球管1平移(图3)、平板探测器2相对于球管1上下移动(图4)、平板探测器2相对于球管1旋转(图5)、平板探测器2相对于球管1倾斜(图6)、平板探测器2与球管1之间存在均匀过滤装置3(图7)。
作为示例，判断平板探测器相对于球管的空间变化，是通过人为判定或者在平板探测器内部设置传感器感应信号的变化来实现的。
如图8所示，为平板探测器Gain map生成、主动更新示意图。首先要获取本底校正模板和静态增益校正模板，并同步存储基准图像，具体步骤包括：步骤S1，平板探测器开机预热，选择offset模式；步骤S2，进入静态增益校正模板生成、更新界面；步骤S3，单点或多点Gain map选择；步骤S4，生成Gain map，保存一定量的基准图像；步骤S5，确定更新参数Gi、Ii(i表示计量点)；步骤S6，主观感知更新需求(主动更新)；步骤S7，进入增益模板更新模式；步骤S8，保持“相同像素灵敏度”空拍摄一帧(参考图像)；步骤S9，基于存在的基准图像和当前的参考图像获取空间位置变化信息，即：其中，Spci(i,j)是所求的空间位置变化信息参数，得到经过均值滤波后的参考图像Ii(i,j)，Li(i,j)是经过均值滤波后的基准图像；步骤S10，根据Spci(i,j)，求取增益校正所需的更新模板，即G‘i(x,y)＝Gi(x,y)×Speci(x,y)，其中，Gi(i,j)是原始增益模板，Gi’(i,j)是更新增益模板。
如图9所示，为被动更新示意图。同主动更新一样，首先要获取本底校正模板和静态增益校正模板，并同步存储基准图像，具体步骤相同，不在赘述。区别在于，步骤S11，主观感知选择被动更新；步骤S12，点击更新按钮；步骤S13，根据最新、多次原始亮场图像获取特定、符合灰度要求的感兴趣区域，具体为：基于临床图像的大小，划分若干个感兴趣区域，计算每一个感兴趣区域的灰度均值；感兴趣区域的大小可以为32×32、64×64或128×128等，不易过大，不易过小，当最大均值感兴趣区域的灰度值在5500～10000时间变化时，将该感兴趣区域作为构造空场图像的特定感兴趣区域，并标记顺序坐标位置M；步骤S14，计算特定感兴趣区域的均值，满足：i＝1,2,3,…,N；1≤M≤N，构造同等灵敏度灰度图像，即构造的图像反映该帧图像在某一剂量下真实的、平均响应程度，其中，N是整幅图像的感兴趣区域的个数，N为正整数，M是其中灰度值最大的感兴趣区域的顺序坐标，为已知的参考图像中第i个感兴趣区域的灰度均值，为已知的参考图像中特定感兴趣区域的灰度均值，为临床图像的第i个感兴趣区域的灰度均值，为临床图像的特定感兴趣区域的灰度均值；每个感兴趣区域都需进行均值滤波，防止电子噪声的信息带入到增益模板中，当获得构造出的空场图像，即可作为参考图像；步骤S15，按照更新公式进行更新动作(同步骤S10)。
需要注意的是，不管是得到整帧图像，还是ROI数据，都要进行均值滤波。即，首先，需对偏离上限、下限的像素点进行置换，其中，AvgI为构造的整幅图像的均值，TH为上限，满足：TH＝2×AvgI；TL为下限，满足：TL＝0.5×AvgI；。再根据图像尺寸，选取合适的均值滤波核，如3×3、5×5等，进行均值滤波，即：m是滤波核内的像素点总数，f(x,y)为滤波函数。
综上所述，可得到本发明平板探测器的更新增益校正模板的工作流程图，如附图10所示，本发明包括两类更新方式，第一类是主动更新模式，获取无物体的同等灵敏度灰度图像，需要多曝光一次，第二类是被动更新模式，基于拍摄过程中的图像，提取感兴趣区域作递推类比，构造同等灵敏度灰度图像，无需再次曝光。具体步骤如下：
在生成Gain map，保存一定量的基准图像，并确定更新参数Gi、Ii(i表示计量点)后，即进入更新模式选择步骤S16，在SDK界面的增益模板更新法则选项中，通过主观感知选择主动或者被动更新，按照提示进行操作；步骤S17，选择主动更新，则进入步骤S18，进入增益模板生成界面；步骤S19，判别是否存在增益文件，若是，则进入步骤S20，空场曝光一帧，作为参考图像；步骤S21，按照更新公式进行更新动作；在步骤S19中，判别是否存在增益文件，若否，则进入步骤S22，完整采集多帧，并选取一帧或者所有图像求平均作为基准图像存储，进入步骤S21，按照更新公式进行更新动作。步骤S23，即选择被动更新；则进入步骤S24，点击更新按钮；步骤S25，调用临床图像；步骤S26，获得特定ROI构造同等灵敏度灰度图像；步骤S27，按照更新公式进行更新动作。
通过两种更新增益模板的数学模型，可以实现均匀性校正的实时性和准确性，最后，验证更新机制的有效性，如附图11和图12所示的对比效果图，明显存在差异，表明平板探测器的移动会改变不均匀性的物理特性，需要有效的修正增益系数，防止伪校正。
本发明还提供一种平板探测器增益校正方法，所述增益校正方法至少包括以下步骤：根据所述的平板探测器增益校正模板的更新方法获取更新的静态增益校正模板，基于所述静态增益校正模板对目标图像进行增益校正。
作为示例，增益校正后的图像满足如下关系：I(x,y)＝Gi’(x,y)×(I0(x,y)-offset(x,y))，其中，Gi’(x,y)为更新的增益校正模板，I(x,y)为增益校正后像素点(x，y)的灰度值，I0(x,y)为当前实时拍摄的临床图,offset(x,y)为所述本底校正模板。
需要说明的是，根据本发明的技术方案或者构思进行相应的改动或者替换，比如相似可变环境下，不曝光拍摄更新，利用公式进行递推更新，又比如提前模拟好各类可变环境，利用本发明相同的更新公式，提前生成静态文件库，再根据实际情况对应提取某一静态增益校正文件，都应该属于本发明所附有的权利要求和保护范围。
综上所述，本发明的平板探测器增益校正模板的更新方法，在保证平板探测器的增益校正高质量的前提下，实时更新增益校正模板，保证模板文件的准确性、有效性，使得图像更加均匀，细腻；无需重新大量拍摄不同剂量的参考图像就可以将X-ray射线所成的图像不均匀性进行准确校正；更新方法和步骤简便，进一步增强了平板探测器的移动性、便携性；本发明的平板探测器增益校正模板的更新方法利用图像处理技术，减少操作人员的预曝光时间，降低操作难度，压缩技术培训周期，实时性强，即拍即用，也同步地减少了患者的等待时间，提高工作效率。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (13)
1.一种平板探测器增益校正模板的更新方法，其特征在于，所述更新方法至少包括以下步骤：
S1、获取本底校正模板和静态增益校正模板，并同步存储基准图像；
S2、检测到平板探测器相对于球管有空间变化时，触发更新；
S3、选择主动更新或被动更新，若选择主动更新，则进入步骤S4；若选择被动更新，则进入步骤S5；
S4、拍摄一帧无物体的同等灵敏度灰度图像，得到更新增益模板所需的参考图像；
S5、点击被动更新按钮，基于拍摄过程中的临床图像，提取感兴趣区域做递推类比，构造同等灵敏度灰度图像，得到更新增益模板所需的参考图像；
S6、调用基准图像，基于所述基准图像和当前的参考图像获取平板探测器与球管的相对空间信息或物理信息，并更新到静态增益校正文件内，完成所述增益校正模板的更新过程。
2.根据权利要求1所述的平板探测器增益校正模板的更新方法，其特征在于，在所述步骤S1中，具体包括以下步骤：
S11、平板探测器开机预热；
S12、本底暗电流校正；
S13、进入静态增益校正模板生成、更新界面；
S14、根据预先设置好的曝光窗口，生成静态增益校正模板，同时，采集多帧图像，并选取一帧或者所有图像求平均作为基准图像存储。
3.根据权利要求2所述的平板探测器增益校正模板的更新方法，其特征在于，在所述步骤S12中，根据暗场校正前图像中点(x,y)的灰度值P0(x,y)，以及平板探测器的暗场校正模板offset(x,y)，求得暗场校正后图像中点(x,y)的灰度值：P(x,y)＝P0(x,y)-offset(x,y)，以实现本底暗电流校正。
4.根据权利要求3所述的平板探测器增益校正模板的更新方法，其特征在于，在步骤S14中，计算得到静态增益校正模板Gainmap，满足如下关系：Ib(x,y)是某一剂量下平均原始亮场图像中点(x,y)的灰度值，并根据平板探测器的剂量响应范围，从低到高选取合适的剂量参数范围，保证静态增益校正模板是基于线性校正公式进行增益校正。
5.根据权利要求1所述的平板探测器增益校正模板的更新方法，其特征在于，在所述步骤S2中，通过人为判定或者在平板探测器内部设置传感器感应信号的变化来判断平板探测器相对于球管的空间变化。
6.根据权利要求5所述的平板探测器增益校正模板的更新方法，其特征在于，在所述步骤S2中，平板探测器相对于球管的空间变化包括：平板探测器和球管位于标准位置、平板探测器相对于球管平移、平板探测器相对于球管上下移动、平板探测器相对于球管旋转、平板探测器相对于球管倾斜及平板探测器与球管之间存在均匀过滤装置中的一种或几种组合。
7.根据权利要求1所述的平板探测器增益校正模板的更新方法，其特征在于，在所述步骤S4中，还包括判断是否存在静态增益文件的步骤；若是，则保持相同像素灵敏度空拍摄一帧，得到参考图像，更新静态增益校正模板；若否，则完整采集多帧图像，选取基准图像，再更新静态增益校正模板。
8.根据权利要求1所述的平板探测器增益校正模板的更新方法，其特征在于，在所述步骤S5中，具体包括以下步骤：
S51、基于临床图像的大小，划分若干个感兴趣区域，计算每一个感兴趣区域的灰度均值；
S52、当最大均值的感兴趣区域的灰度值在5500～10000之间变化时，将该感兴趣区域作为构造空场图像的特定感兴趣区域，并标记顺序坐标位置；
S53、利用公式构造同等灵敏度灰度图像，即构造的图像反映该帧图像在某一剂量下真实的平均响应程度，其中，N是整幅图像的感兴趣区域的个数，N为正整数，M是其中灰度值最大的感兴趣区域的顺序坐标，为已知的参考图像中第i个感兴趣区域的灰度均值，为已知的参考图像中特定感兴趣区域的灰度均值，为临床图像的第i个感兴趣区域的灰度均值，为临床图像的特定感兴趣区域的灰度均值；
S54、对整帧图像和感兴趣区域进行均值滤波，得到参考图像。
9.根据权利要求8所述的平板探测器增益校正模板的更新方法，其特征在于，所述感兴趣区域的大小为32×32、64×64或128×128。
10.根据权利要求8所述的平板探测器增益校正模板的更新方法，其特征在于，在所述步骤S54中，对整帧图像和感兴趣区域进行均值滤波至少包括以下步骤：
S541、对偏离上限、下限的像素点进行置换，满足如下关系：
其中，AvgI为构造的整幅图像的均值；TH为上限，满足TH＝2×AvgI；TL为下限，满足TL＝0.5×AvgI；
S542、根据图像尺寸选取均值滤波核进行均值滤波，得：其中，f(x,y)是滤波函数，m是滤波核内的像素点总数。
11.根据权利要求10所述的平板探测器增益校正模板的更新方法，其特征在于，在所述步骤S6中，具体包括以下步骤：
S61、基于所述参考图像及所述基准图像得到空间位置变化信息参数：
其中，Ii(x,y)为经过均值滤波后的参考图像，Li(x,y)为经过均值滤波后的基准图像；
S62、根据空间位置变化信息参数Spci(i,j)，求取增益校正所需的更新模板，即：G‘i(x,y)＝Gi(x,y)×Speci(x,y)，其中，Gi(x,y)是原始增益校正模板，Gi’(x,y)是更新的增益校正模板。
12.一种平板探测器增益校正方法，其特征在于，所述增益校正方法至少包括以下步骤：
根据如权利要求1～11任意一项所述的平板探测器增益校正模板的更新方法获取更新的静态增益校正模板，基于所述静态增益校正模板对目标图像进行增益校正。
13.根据权利要求12所述的平板探测器增益校正方法，其特征在于，增益校正后的图像满足如下关系：I(x,y)＝Gi’(x,y)×(I0(x,y)-offset(x,y))，其中，I(x,y)为增益校正后像素点(x，y)的灰度值，Gi’(x,y)为更新的增益校正模板，I0(x,y)为当前实时拍摄的临床图,offset(x,y)为所述本底校正模板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711261069.XA CN108056785B (zh) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | 一种平板探测器增益校正模板的更新方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711261069.XA CN108056785B (zh) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | 一种平板探测器增益校正模板的更新方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108056785A true CN108056785A (zh) | 2018-05-22 |
| CN108056785B CN108056785B (zh) | 2021-05-07 |
Family
ID=62135967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711261069.XA Active CN108056785B (zh) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | 一种平板探测器增益校正模板的更新方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108056785B (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109709597A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-05-03 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | 平板探测器的增益校正方法 |
| CN110161555A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-23 | 深圳市菲森科技有限公司 | 一种x射线探测器校正方法、装置、系统及存储介质 |
| CN110426402A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-11-08 | 北京万东医疗科技股份有限公司 | 一种数据处理装置、平板探测器、系统及数据处理方法 |
| CN111436963A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-07-24 | 南京安科医疗科技有限公司 | 一种头部移动ct探测器的自校准方法及扫描系统 |
| CN111476728A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-07-31 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | 图像校正方法及图像校正的触发方法 |
| CN111820927A (zh) * | 2019-04-22 | 2020-10-27 | 株式会社岛津制作所 | X射线相位成像装置以及x射线相位对比度图像生成方法 |
| CN112053312A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-12-08 | 深圳市安健科技股份有限公司 | 一种多层x射线探测器图像校准方法及终端 |
| CN112184634A (zh) * | 2020-09-09 | 2021-01-05 | 东软医疗系统股份有限公司 | 平板探测器校正方法、装置、存储介质及电子设备 |
| CN113129239A (zh) * | 2021-05-06 | 2021-07-16 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 图像校正方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN113379677A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-09-10 | 哈尔滨理工大学 | 基于人工智能的静态堆码co60放射源预警方法 |
| CN113379677B (zh) * | 2021-05-08 | 2024-07-12 | 南京新频点电子科技有限公司 | 基于人工智能的静态堆码co60放射源预警方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040120468A1 (en) * | 2002-12-18 | 2004-06-24 | Dhawale Paritosh Jayant | Method and apparatus for reducing spectrally-sensitive artifacts |
| JP2006192150A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Canon Inc | Ｘ線撮影装置 |
| US20120177174A1 (en) * | 2011-01-11 | 2012-07-12 | Abdelaziz Ikhlef | Temperature drift correction for multi-slice detector in computed tomography |
| CN104306008A (zh) * | 2014-10-22 | 2015-01-28 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 一种基于辅助模体的x射线探测器校准方法 |
| CN105982683A (zh) * | 2015-02-15 | 2016-10-05 | 北京纳米维景科技有限公司 | 一种同时消除射线硬化影响的x射线探测器综合校正方法 |
| WO2017045620A1 (zh) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | 上海联影医疗科技有限公司 | 一种计算机断层成像方法与系统 |
| CN106551701A (zh) * | 2015-09-18 | 2017-04-05 | 上海奕瑞光电子科技有限公司 | 一种无线平板探测器及其图像校正方法 |
-
2017
- 2017-12-04 CN CN201711261069.XA patent/CN108056785B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040120468A1 (en) * | 2002-12-18 | 2004-06-24 | Dhawale Paritosh Jayant | Method and apparatus for reducing spectrally-sensitive artifacts |
| JP2006192150A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Canon Inc | Ｘ線撮影装置 |
| US20120177174A1 (en) * | 2011-01-11 | 2012-07-12 | Abdelaziz Ikhlef | Temperature drift correction for multi-slice detector in computed tomography |
| CN104306008A (zh) * | 2014-10-22 | 2015-01-28 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 一种基于辅助模体的x射线探测器校准方法 |
| CN105982683A (zh) * | 2015-02-15 | 2016-10-05 | 北京纳米维景科技有限公司 | 一种同时消除射线硬化影响的x射线探测器综合校正方法 |
| WO2017045620A1 (zh) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | 上海联影医疗科技有限公司 | 一种计算机断层成像方法与系统 |
| CN106551701A (zh) * | 2015-09-18 | 2017-04-05 | 上海奕瑞光电子科技有限公司 | 一种无线平板探测器及其图像校正方法 |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109709597B (zh) * | 2018-11-13 | 2023-10-03 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | 平板探测器的增益校正方法 |
| CN109709597A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-05-03 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | 平板探测器的增益校正方法 |
| CN111820927A (zh) * | 2019-04-22 | 2020-10-27 | 株式会社岛津制作所 | X射线相位成像装置以及x射线相位对比度图像生成方法 |
| CN110161555A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-23 | 深圳市菲森科技有限公司 | 一种x射线探测器校正方法、装置、系统及存储介质 |
| CN110426402A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-11-08 | 北京万东医疗科技股份有限公司 | 一种数据处理装置、平板探测器、系统及数据处理方法 |
| CN111476728A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-07-31 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | 图像校正方法及图像校正的触发方法 |
| CN111476728B (zh) * | 2020-03-26 | 2024-05-24 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | 图像校正方法及图像校正的触发方法 |
| CN111436963A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-07-24 | 南京安科医疗科技有限公司 | 一种头部移动ct探测器的自校准方法及扫描系统 |
| CN111436963B (zh) * | 2020-06-17 | 2020-09-15 | 南京安科医疗科技有限公司 | 一种头部移动ct探测器的自校准方法及扫描系统 |
| CN112053312A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-12-08 | 深圳市安健科技股份有限公司 | 一种多层x射线探测器图像校准方法及终端 |
| CN112184634A (zh) * | 2020-09-09 | 2021-01-05 | 东软医疗系统股份有限公司 | 平板探测器校正方法、装置、存储介质及电子设备 |
| CN112184634B (zh) * | 2020-09-09 | 2023-05-12 | 东软医疗系统股份有限公司 | 平板探测器校正方法、装置、存储介质及电子设备 |
| CN113129239A (zh) * | 2021-05-06 | 2021-07-16 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 图像校正方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN113379677A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-09-10 | 哈尔滨理工大学 | 基于人工智能的静态堆码co60放射源预警方法 |
| CN113379677B (zh) * | 2021-05-08 | 2024-07-12 | 南京新频点电子科技有限公司 | 基于人工智能的静态堆码co60放射源预警方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108056785B (zh) | 2021-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108056785A (zh) | 一种平板探测器增益校正模板的更新方法 | |
| CN105854191B (zh) | 一种放射治疗中三维剂量验证系统及验证方法 | |
| CN106413236B (zh) | 一种曝光参数调整方法和装置 | |
| JP5384521B2 (ja) | 放射線撮像装置 | |
| Chen et al. | Calibration of an amorphous‐silicon flat panel portal imager for exit‐beam dosimetry | |
| US7024026B1 (en) | Relative calibration for dosimetric devices | |
| US7851763B2 (en) | Method for improving clinical data quality in positron emission tomography | |
| CN103124520A (zh) | 用于计算机断层摄影（ct）的动态滤波器 | |
| CN105451658B (zh) | X射线ct装置以及校正处理装置 | |
| Freed et al. | A prototype instrument for single pinhole small animal adaptive SPECT imaging | |
| EP2702450B1 (en) | System and method for correction of vignetting effect in multi-camera flat panel x-ray detectors | |
| Rilling et al. | Tomographic‐based 3D scintillation dosimetry using a three‐view plenoptic imaging system | |
| TWI400470B (zh) | 決定晶體穿透效應與偵檢效率以及偵檢效率校正之方法 | |
| US7449680B2 (en) | Non-uniformity energy correction method and apparatus | |
| CN114469151A (zh) | 数据校正方法、装置、计算机设备、存储介质和程序产品 | |
| Boriano et al. | A new approach for the pixel map sensitivity (PMS) evaluation of an electronic portal imaging device (EPID) | |
| CN106023107B (zh) | 一种用于x射线光栅相衬成像装置的探测器图像校正方法 | |
| CN110109174A (zh) | 平板探测器的漂移校正方法、装置、系统和存储介质 | |
| CN106256327A (zh) | 一种基于大数据的锥束ct散射校正系统及校正方法 | |
| CN102970933A (zh) | 用于模拟x射线系统的采集剂量减少的方法、计算机系统以及x射线系统 | |
| TW200408373A (en) | Method for calibrating the intensity profile for a movable x-ray source | |
| CN108742663A (zh) | 曝光剂量评价方法、装置及计算机可读存储介质 | |
| CN101109820A (zh) | 确定辐射检测器的灵敏度的方法 | |
| Brost et al. | Space‐variant deconvolution of Cerenkov light images acquired from a curved surface | |
| CN107961028A (zh) | 一种归一化校正因子获取、确定方法及医学成像方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |