CN109378048A - 放射剂量分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种放射剂量分析系统，包括：X光机主体，包括射线放射设备、闪烁屏、影像增强板、反光镜、镜头组和CMOS感应设备；射线放射设备将放射出的X射线发射到闪烁屏上，影像增强板设置在闪烁屏的后方，反光镜设置在影像增强板的后方，用于将来自影像增强板的X射线投射到镜头组，镜头组设置在反光镜的下方，CMOS感应设备设置在反光镜的下方，用于感应出射线投影图像；超标检测设备，在R颜色参考值大于等于第一R颜色分量阈值时，发出剂量超标信号，以及在R颜色参考值小于第二R颜色分量阈值时，发出剂量不足信号；第一R颜色分量阈值是第二R颜色分量阈值的两倍。通过本发明，为X射线的剂量释放提供有效的反馈机制。

Description

放射剂量分析系统

技术领域

本发明涉及射线放射领域，尤其涉及一种放射剂量分析系统。

背景技术

X线的发生程序是首先接通电源，经过降压变压器，供X线管灯丝加热，产生自由电子并云集在阴极附近。当升压变压器向X线管两极提供高压电时，阴极与阳极间的电势差陡增，处于活跃状态的自由电子，受强有力的吸引，使成束的电子，以高速由阴极向阳极行进，撞击阳极钨靶原子结构。此时发生了能量转换，其中约1％以下的能量形成了X线，其余99％以上则转换为热能。前者主要由X线管窗口发射，后者由散热设施散发。

发明内容

为了解决现有技术中X射线剂量释放缺乏有效反馈机制的技术问题，本发明提供了一种放射剂量分析系统。

本发明至少具有以下两个重要发明点：

(1)对定制图像选择的数据进行R颜色分量值的均值分析，以基于分析结果确定当前射线放射设备放射出的X射线是否剂量不足或过量；

(2)采用无线通信方式获知最新的标准测试图，基于标准测试图执行对形状校准处理后的图像的形状符合度的分析，以确定是否需要补加形状校准动作。

根据本发明的一方面，提供了一种放射剂量分析系统，所述系统包括：

X光机主体，包括射线放射设备、闪烁屏、影像增强板、反光镜、镜头组和CMOS感应设备；其中，所述射线放射设备将放射出的X射线发射到所述闪烁屏上，所述影像增强板设置在所述闪烁屏的后方。

更具体地，在所述放射剂量分析系统中：所述反光镜设置在所述影像增强板的后方，用于将来自所述影像增强板的X射线投射到所述镜头组。

更具体地，在所述放射剂量分析系统中：所述镜头组设置在所述反光镜的下方，所述CMOS感应设备设置在所述反光镜的下方，用于感应出射线投影图像，所述CMOS感应设备包括被动式CMOS传感器。

更具体地，在所述放射剂量分析系统中，还包括：

超标检测设备，与数据解析设备连接，用于在R颜色参考值大于等于第一R颜色分量阈值时，发出剂量超标信号，用于在所述R颜色参考值小于第二R颜色分量阈值时，发出剂量不足信号；在所述超标检测设备中，所述第一R颜色分量阈值是所述第二R颜色分量阈值的两倍；图像增强设备，与所述CMOS感应设备连接，用于接收所述射线投影图像，对所述射线投影图像执行基于信噪比的多次图像增强，以获得相应的多次增强图像，所述射线投影图像的信噪比越低，执行的图像增强的次数越多；形状校准设备，与所述图像增强设备连接，用于接收所述多次增强图像，对所述多次增强图像执行形状校准处理，以获得并输出相应的形状校准图像；数据选择设备，与所述形状校准设备连接，用于接收所述形状校准图像，对所述形状校准图像执行基于九宫图的图像块获取以获得九个相同大小的图像块，将所述形状校准图像内所述九个图像块的九个形状符合度进行算术平均值计算以获得图像形状符合度，还用于对标准测试图执行基于九宫图的图像块获取以获得九个相同大小的图像块，将所述标准测试图内所述九个图像块的九个形状符合度进行算术平均值计算以获得测试形状符合度；在所述数据选择设备中，当所述图像形状符合度超过所述测试形状符合度时，发出参数可靠命令，当所述图像形状符合度未超过所述测试形状符合度时，发出参数不可靠命令；补加校准设备，与所述数据选择设备连接，用于在接收到所述参数不可靠命令，对所述形状校准图像执行补加形状校准动作，以获得补加校准图像，还用于在接收到所述参数可靠命令，将所述形状校准图像作为补加校准图像输出；数据解析设备，与所述补加校准设备连接，用于接收所述补加校准图像，并对所述补加校准图像的各个组成像素点的各个R颜色分量值进行均值计算以获得R颜色参考值。

更具体地，在所述放射剂量分析系统中，还包括：

WIFI收发设备，与所述数据选择设备连接，用于通过WIFI通信链路无线获知所述标准测试图，并将所述标准测试图发送给所述数据选择设备。

更具体地，在所述放射剂量分析系统中，还包括：

HSB解析设备，与所述CMOS感应设备连接，用于解析出所述射线投影图像中每一个像素点的色相成分值即H成分值、亮度成分值即S成分值和饱和度成分值即B成分值；成分分析设备，与所述HSB解析设备连接，用于确定单位面积图像块内各个像素点去重后的H成分值的总数，确定单位面积图像块内各个像素点去重后的S成分值的总数以及确定单位面积图像块内各个像素点去重后的B成分值的总数。

更具体地，在所述放射剂量分析系统中，还包括：

总数累计设备，与所述成分分析设备连接，用于将单位面积图像块的H成分值的总数、S成分值的总数和B成分值的总数相加以获得单位面积图像块的累计值；累计值处理设备，与所述总数累计设备连接，用于将累计值最多的单位面积图像块作为目标图像块输出。

更具体地，在所述放射剂量分析系统中，还包括：

第一分析设备，与所述累计值处理设备连接，用于对所述目标图像块执行信号的小波分析，以实现相应的小波滤波处理，并获得对应的第一分析图像；第二分析设备，与所述第一分析设备连接，用于在接收到所述第一分析图像时，对所述第一分析图像执行与所述第一分析图像当前直方图均衡等级对应的直方图均衡处理，以获得第二分析图像，并将所述第二分析图像替换所述射线投影图像发送给所述图像增强设备。

更具体地，在所述放射剂量分析系统中：所述成分分析设备包括H值分析子设备、S值分析子设备和B值分析子设备；其中，所述第一分析图像当前直方图均衡等级越大，执行的对应的直方图均衡处理的强度越小。

更具体地，在所述放射剂量分析系统中，还包括：

PSTN通信接口，与所述第二分析设备连接，用于接收所述第二分析图像，并发送所述第二分析图像；其中，所述HSB解析设备通过对所述射线投影图像执行RGB颜色空间到HSB颜色空间的转换以获得所述射线投影图像中每一个像素点的色相成分值即H成分值、亮度成分值即S成分值和饱和度成分值即B成分值。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的放射剂量分析系统的工作场景图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的放射剂量分析系统的实施方案进行详细说明。

X光机应用于医学诊断，主要依据X射线的穿透作用、差别吸收、感光作用和荧光作用。由于X射线穿过人体时，受到不同程度的吸收，如骨骼吸收的X射线量比肌肉吸收的量要多，那么通过人体后的X射线量就不一样，这样便携带了人体各部密度分布的信息，在荧光屏上或摄影胶片上引起的荧光作用或感光作用的强弱就有较大差别，因而在荧光屏上或摄影胶片上(经过显影、定影)将显示出不同密度的阴影。

根据阴影浓淡的对比，结合临床表现、化验结果和病理诊断，即可判断人体某一部分是否正常。于是，X射线诊断技术便成了世界上最早应用的非刨伤性的内脏检查技术。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种放射剂量分析系统，能够有效解决相应的技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的放射剂量分析系统的工作场景图，所述系统包括：

X光机主体，包括射线放射设备、闪烁屏、影像增强板、反光镜、镜头组和CMOS感应设备；

其中，所述射线放射设备将放射出的X射线发射到所述闪烁屏上，所述影像增强板设置在所述闪烁屏的后方。

接着，继续对本发明的放射剂量分析系统的具体结构进行进一步的说明。

在所述放射剂量分析系统中：所述反光镜设置在所述影像增强板的后方，用于将来自所述影像增强板的X射线投射到所述镜头组。

在所述放射剂量分析系统中：所述镜头组设置在所述反光镜的下方，所述CMOS感应设备设置在所述反光镜的下方，用于感应出射线投影图像，所述CMOS感应设备包括被动式CMOS传感器。

在所述放射剂量分析系统中，还包括：

超标检测设备，与数据解析设备连接，用于在R颜色参考值大于等于第一R颜色分量阈值时，发出剂量超标信号，用于在所述R颜色参考值小于第二R颜色分量阈值时，发出剂量不足信号；

在所述超标检测设备中，所述第一R颜色分量阈值是所述第二R颜色分量阈值的两倍；

图像增强设备，与所述CMOS感应设备连接，用于接收所述射线投影图像，对所述射线投影图像执行基于信噪比的多次图像增强，以获得相应的多次增强图像，所述射线投影图像的信噪比越低，执行的图像增强的次数越多；

形状校准设备，与所述图像增强设备连接，用于接收所述多次增强图像，对所述多次增强图像执行形状校准处理，以获得并输出相应的形状校准图像；

数据选择设备，与所述形状校准设备连接，用于接收所述形状校准图像，对所述形状校准图像执行基于九宫图的图像块获取以获得九个相同大小的图像块，将所述形状校准图像内所述九个图像块的九个形状符合度进行算术平均值计算以获得图像形状符合度，还用于对标准测试图执行基于九宫图的图像块获取以获得九个相同大小的图像块，将所述标准测试图内所述九个图像块的九个形状符合度进行算术平均值计算以获得测试形状符合度；

在所述数据选择设备中，当所述图像形状符合度超过所述测试形状符合度时，发出参数可靠命令，当所述图像形状符合度未超过所述测试形状符合度时，发出参数不可靠命令；

补加校准设备，与所述数据选择设备连接，用于在接收到所述参数不可靠命令，对所述形状校准图像执行补加形状校准动作，以获得补加校准图像，还用于在接收到所述参数可靠命令，将所述形状校准图像作为补加校准图像输出；

数据解析设备，与所述补加校准设备连接，用于接收所述补加校准图像，并对所述补加校准图像的各个组成像素点的各个R颜色分量值进行均值计算以获得R颜色参考值。

在所述放射剂量分析系统中，还包括：

WIFI收发设备，与所述数据选择设备连接，用于通过WIFI通信链路无线获知所述标准测试图，并将所述标准测试图发送给所述数据选择设备。

在所述放射剂量分析系统中，还包括：

HSB解析设备，与所述CMOS感应设备连接，用于解析出所述射线投影图像中每一个像素点的色相成分值即H成分值、亮度成分值即S成分值和饱和度成分值即B成分值；

成分分析设备，与所述HSB解析设备连接，用于确定单位面积图像块内各个像素点去重后的H成分值的总数，确定单位面积图像块内各个像素点去重后的S成分值的总数以及确定单位面积图像块内各个像素点去重后的B成分值的总数。

在所述放射剂量分析系统中，还包括：

总数累计设备，与所述成分分析设备连接，用于将单位面积图像块的H成分值的总数、S成分值的总数和B成分值的总数相加以获得单位面积图像块的累计值；

累计值处理设备，与所述总数累计设备连接，用于将累计值最多的单位面积图像块作为目标图像块输出。

在所述放射剂量分析系统中，还包括：

第一分析设备，与所述累计值处理设备连接，用于对所述目标图像块执行信号的小波分析，以实现相应的小波滤波处理，并获得对应的第一分析图像；

第二分析设备，与所述第一分析设备连接，用于在接收到所述第一分析图像时，对所述第一分析图像执行与所述第一分析图像当前直方图均衡等级对应的直方图均衡处理，以获得第二分析图像，并将所述第二分析图像替换所述射线投影图像发送给所述图像增强设备。

在所述放射剂量分析系统中：所述成分分析设备包括H值分析子设备、S值分析子设备和B值分析子设备；

其中，所述第一分析图像当前直方图均衡等级越大，执行的对应的直方图均衡处理的强度越小。

在所述放射剂量分析系统中，还包括：

PSTN通信接口，与所述第二分析设备连接，用于接收所述第二分析图像，并发送所述第二分析图像；

其中，所述HSB解析设备通过对所述射线投影图像执行RGB颜色空间到HSB颜色空间的转换以获得所述射线投影图像中每一个像素点的色相成分值即H成分值、亮度成分值即S成分值和饱和度成分值即B成分值。

另外，所述CMOS感应设备为被动式像素传感器。被动式像素传感器(PassivePixel Sensor，简称PPS)，又叫无源式像素传感器，他由一个反向偏置的光敏二极管和一个开关管构成。光敏二极管本质上是一个由P型半导体和N型半导体组成的PN结，他可等效为一个反向偏置的二极管和一个MOS电容并联。当开关管开启时，光敏二极管与垂直的列线(Column bus)连通。位于列线末端的电荷积分放大器读出电路(Charge integratingamplifier)保持列线电压为一常数，当光敏二极管存贮的信号电荷被读出时，其电压被复位到列线电压水平，与此同时，与光信号成正比的电荷由电荷积分放大器转换为电荷输出。

采用本发明的放射剂量分析系统，针对现有技术中X射线剂量释放缺乏有效反馈机制的技术问题，通过对定制图像选择的数据进行R颜色分量值的均值分析，以基于分析结果确定当前射线放射设备放射出的X射线是否剂量不足或过量；同时还采用无线通信方式获知最新的标准测试图，基于标准测试图执行对形状校准处理后的图像的形状符合度的分析，以确定是否需要补加形状校准动作。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。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做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种放射剂量分析系统，其特征在于，包括：

X光机主体，包括射线放射设备、闪烁屏、影像增强板、反光镜、镜头组和CMOS感应设备；

其中，所述射线放射设备将放射出的X射线发射到所述闪烁屏上，所述影像增强板设置在所述闪烁屏的后方。

2.如权利要求1所述的放射剂量分析系统，其特征在于：

所述反光镜设置在所述影像增强板的后方，用于将来自所述影像增强板的X射线投射到所述镜头组。

3.如权利要求2所述的放射剂量分析系统，其特征在于：

所述镜头组设置在所述反光镜的下方，所述CMOS感应设备设置在所述反光镜的下方，用于感应出射线投影图像，所述CMOS感应设备包括被动式CMOS传感器。

4.如权利要求3所述的放射剂量分析系统，其特征在于，所述系统还包括：

超标检测设备，与数据解析设备连接，用于在R颜色参考值大于等于第一R颜色分量阈值时，发出剂量超标信号，用于在所述R颜色参考值小于第二R颜色分量阈值时，发出剂量不足信号；

在所述超标检测设备中，所述第一R颜色分量阈值是所述第二R颜色分量阈值的两倍；

图像增强设备，与所述CMOS感应设备连接，用于接收所述射线投影图像，对所述射线投影图像执行基于信噪比的多次图像增强，以获得相应的多次增强图像，所述射线投影图像的信噪比越低，执行的图像增强的次数越多；

形状校准设备，与所述图像增强设备连接，用于接收所述多次增强图像，对所述多次增强图像执行形状校准处理，以获得并输出相应的形状校准图像；

数据选择设备，与所述形状校准设备连接，用于接收所述形状校准图像，对所述形状校准图像执行基于九宫图的图像块获取以获得九个相同大小的图像块，将所述形状校准图像内所述九个图像块的九个形状符合度进行算术平均值计算以获得图像形状符合度，还用于对标准测试图执行基于九宫图的图像块获取以获得九个相同大小的图像块，将所述标准测试图内所述九个图像块的九个形状符合度进行算术平均值计算以获得测试形状符合度；

在所述数据选择设备中，当所述图像形状符合度超过所述测试形状符合度时，发出参数可靠命令，当所述图像形状符合度未超过所述测试形状符合度时，发出参数不可靠命令；

补加校准设备，与所述数据选择设备连接，用于在接收到所述参数不可靠命令，对所述形状校准图像执行补加形状校准动作，以获得补加校准图像，还用于在接收到所述参数可靠命令，将所述形状校准图像作为补加校准图像输出；

数据解析设备，与所述补加校准设备连接，用于接收所述补加校准图像，并对所述补加校准图像的各个组成像素点的各个R颜色分量值进行均值计算以获得R颜色参考值。

5.如权利要求4所述的放射剂量分析系统，其特征在于，所述系统还包括：

WIFI收发设备，与所述数据选择设备连接，用于通过WIFI通信链路无线获知所述标准测试图，并将所述标准测试图发送给所述数据选择设备。

6.如权利要求5所述的放射剂量分析系统，其特征在于，所述系统还包括：

HSB解析设备，与所述CMOS感应设备连接，用于解析出所述射线投影图像中每一个像素点的色相成分值即H成分值、亮度成分值即S成分值和饱和度成分值即B成分值；

成分分析设备，与所述HSB解析设备连接，用于确定单位面积图像块内各个像素点去重后的H成分值的总数，确定单位面积图像块内各个像素点去重后的S成分值的总数以及确定单位面积图像块内各个像素点去重后的B成分值的总数。

7.如权利要求6所述的放射剂量分析系统，其特征在于，所述系统还包括：

总数累计设备，与所述成分分析设备连接，用于将单位面积图像块的H成分值的总数、S成分值的总数和B成分值的总数相加以获得单位面积图像块的累计值；

累计值处理设备，与所述总数累计设备连接，用于将累计值最多的单位面积图像块作为目标图像块输出。

8.如权利要求7所述的放射剂量分析系统，其特征在于，所述系统还包括：

第一分析设备，与所述累计值处理设备连接，用于对所述目标图像块执行信号的小波分析，以实现相应的小波滤波处理，并获得对应的第一分析图像；

第二分析设备，与所述第一分析设备连接，用于在接收到所述第一分析图像时，对所述第一分析图像执行与所述第一分析图像当前直方图均衡等级对应的直方图均衡处理，以获得第二分析图像，并将所述第二分析图像替换所述射线投影图像发送给所述图像增强设备。

9.如权利要求8所述的放射剂量分析系统，其特征在于：

所述成分分析设备包括H值分析子设备、S值分析子设备和B值分析子设备；

其中，所述第一分析图像当前直方图均衡等级越大，执行的对应的直方图均衡处理的强度越小。

10.如权利要求9所述的放射剂量分析系统，其特征在于，所述系统还包括：

PSTN通信接口，与所述第二分析设备连接，用于接收所述第二分析图像，并发送所述第二分析图像；

其中，所述HSB解析设备通过对所述射线投影图像执行RGB颜色空间到HSB颜色空间的转换以获得所述射线投影图像中每一个像素点的色相成分值即H成分值、亮度成分值即S成分值和饱和度成分值即B成分值。