CN109620275B - 一种医学影像的成像方法及终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种医学影像的成像方法及终端，方法包括：获取患者的基本信息；根据所述基本信息获取初始曝光参数和选择束光器；根据所述初始曝光参数和选择的束光器对患者的待诊断部位进行初次曝光，得到初始图像；在所述初始图像上获取感兴趣区域；根据所述感兴趣区域的图像质量调整所述初始曝光参数，得到二次曝光参数；根据所述感兴趣区域的形状和尺寸调整所述束光器的形状和大小；根据所述二次曝光参数和调整后的束光器对患者的待诊断部位进行二次曝光，得到医学影像。具有操作简单，灵活性强和可有效降低辐射剂量的优点。
Description
技术领域
本发明涉及成像技术领域，尤其涉及一种医学影像的成像方法及终端。
背景技术
X射线已普遍应用于医学诊断，其主要依据X摄像的穿透作用、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。
医生感兴趣的区域(ROI，region of interest)大多数处在医学影像中间。为了便于医生快速检查中间的感兴趣区域，影像链中的束光器起着决定性的作用。临床应用中，束光器的尺寸、中心位置和形状决定了一定范围的辐射视野(FOV，field of view)。在辐射视野内的曝光参数(可选择的管电流mA，高压kV，滤过器材料和厚度)直接影响着医学影像感兴趣区域的成像质量。同时，对于经过几何校准后的球管-束光器-探测器组合，在不同球管热容条件下，由于阳极靶面热胀冷缩导致的足跟效应，焦点漂移也会带来辐射区域的变化，使本影区不能完全覆盖到探测器感应区域，导致遮挡现象的发生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种医学影像的成像方法及终端，可大大提升图像质量，减少不必要的辐射剂量。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种医学影像的成像方法，包括：
获取患者的基本信息；
根据所述基本信息获取初始曝光参数和选择束光器；
根据所述初始曝光参数和选择的束光器对患者的待诊断部位进行初次曝光，得到初始图像；
在所述初始图像上获取感兴趣区域；
根据所述感兴趣区域的图像质量调整所述初始曝光参数，得到二次曝光参数；
根据所述感兴趣区域的形状和尺寸调整所述束光器的形状和大小；
根据所述二次曝光参数和调整后的束光器对患者的待诊断部位进行二次曝光，得到医学影像。
本发明采用的另一技术方案为：
一种医学影像的成像终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取患者的基本信息；
根据所述基本信息获取初始曝光参数和选择束光器；
根据所述初始曝光参数和选择的束光器对患者的待诊断部位进行初次曝光，得到初始图像；
在所述初始图像上获取感兴趣区域；
根据所述感兴趣区域的图像质量调整所述初始曝光参数，得到二次曝光参数；
根据所述感兴趣区域的形状和尺寸调整所述束光器的形状和大小；
根据所述二次曝光参数和调整后的束光器对患者的待诊断部位进行二次曝光，得到医学影像。
本发明的有益效果在于：初始曝光参数的曝光剂量可以设置较小，通过初次曝光后感兴趣区域的图像质量调整初始曝光参数，可以减少不必要的辐射剂量；通过感兴趣区域的形状和尺寸调整束光器的形状和大小，可以实现二次精准曝光。本发明的医学影像的成像方法具有操作简单，灵活性强和可有效降低辐射剂量的优点。
附图说明
图1为本发明实施例一的医学影像的成像方法的流程图；
图2为本发明实施例一的医学影像的成像方法的另一流程图；
图3为本发明实施例一的成像区域的示意图；
图4为本发明实施例一的对圆孔束光器进行缩窗处理的示意图；
图5为本发明实施例二的医学影像的成像终端的结构示意图。
标号说明：
100、医学影像的成像终端；1、存储器；2、处理器。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：根据初次曝光获得的初始图像来调整初始曝光参数以及束光器的形状和大小，可以有效降低辐射剂量。
请参照图1以及图2，一种医学影像的成像方法，包括：
获取患者的基本信息；
根据所述基本信息获取初始曝光参数和选择束光器；
根据所述初始曝光参数和选择的束光器对患者的待诊断部位进行初次曝光，得到初始图像；
在所述初始图像上获取感兴趣区域；
根据所述感兴趣区域的图像质量调整所述初始曝光参数，得到二次曝光参数；
根据所述感兴趣区域的形状和尺寸调整所述束光器的形状和大小；
根据所述二次曝光参数和调整后的束光器对患者的待诊断部位进行二次曝光，得到医学影像。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：初始曝光参数的曝光剂量可以设置较小，通过初次曝光后感兴趣区域的图像质量调整初始曝光参数，可以减少不必要的辐射剂量；通过感兴趣区域的形状和尺寸调整束光器的形状和大小，可以实现二次精准曝光。本发明的医学影像的成像方法具有操作简单，灵活性强和可有效降低辐射剂量的优点。
进一步的，所述根据所述初始曝光参数和选择的束光器对患者的待诊断部位进行初次曝光，得到初始图像之前还包括：
获取患者的红外图像信息；
根据所述红外图像信息调整患者的位置。
由上述描述可知，根据红外图像信息可以对患者的位置进行初步调整，红外图像信息可通过红外装置获取。
进一步的，所述根据所述初始曝光参数和选择的束光器对患者的待诊断部位进行初次曝光，得到初始图像之前还包括：
获取探测器的成像区域；
在所述成像区域上分别获取中间参考区域以及四个的边角区域；
分别获取所述中间参考区域以及四个的所述边角区域的平均灰度值；
根据所述平均灰度值计算得到特征变量；
根据所述特征变量调整所述束光器的位置。
由上述描述可知，通过特征变量可以实时监控探测器焦点的位置，调整束光器的位置可以对焦点的位置变化进行补偿。
进一步的，所述在所述初始图像上获取感兴趣区域之后还包括：
根据患者的基本信息和所述感兴趣区域的部位选择滤过器的材质和厚度。
由上述描述可知，滤过器的厚度和材质会影响成像质量，感兴趣区域的部位不同，可以配置不同的滤过器。
进一步的，在所述初始图像上获取感兴趣区域之后还包括：
获取所述感兴趣区域相对于水平方向的偏转角度；
根据所述偏转角度调整束光器的角度。
由上述描述可知，通过调整束光器的角度可以避免患者待诊断部位与束光器的方位不一致的情况。
请参照图5，本发明涉及的另一技术方案为：
一种医学影像的成像终端100，包括存储器1、处理器2以及存储在所述存储器1上并可在所述处理器2上运行的计算机程序，所述处理器2执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取患者的基本信息；
根据所述基本信息获取初始曝光参数和选择束光器；
根据所述初始曝光参数和选择的束光器对患者的待诊断部位进行初次曝光，得到初始图像；
在所述初始图像上获取感兴趣区域；
根据所述感兴趣区域的图像质量调整所述初始曝光参数，得到二次曝光参数；
根据所述感兴趣区域的形状和尺寸调整所述束光器的形状和大小；
根据所述二次曝光参数和调整后的束光器对患者的待诊断部位进行二次曝光，得到医学影像。
进一步的，所述处理器2执行所述计算机程序时还实现以下步骤：
所述根据所述初始曝光参数和选择的束光器对患者的待诊断部位进行初次曝光，得到初始图像之前还包括：
获取患者的红外图像信息；
根据所述红外图像信息调整患者的位置。
进一步的，所述处理器2执行所述计算机程序时还实现以下步骤：
所述根据所述初始曝光参数和选择的束光器对患者的待诊断部位进行初次曝光，得到初始图像之前还包括：
获取探测器的成像区域；
在所述成像区域上分别获取中间参考区域以及四个的边角区域；
分别获取所述中间参考区域以及四个的所述边角区域的平均灰度值；
根据所述平均灰度值计算得到特征变量；
根据所述特征变量调整所述束光器的位置。
进一步的，所述处理器2执行所述计算机程序时还实现以下步骤：
所述在所述初始图像上获取感兴趣区域之后还包括：
根据患者的基本信息和所述感兴趣区域的部位选择滤过器的材质和厚度。
进一步的，所述处理器2执行所述计算机程序时还实现以下步骤：
在所述初始图像上获取感兴趣区域之后还包括：
获取所述感兴趣区域相对于水平方向的偏转角度；
根据所述偏转角度调整束光器的角度。
请参照图1至图3，本发明的实施例一为：
一种医学影像的成像方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1、获取患者的基本信息。患者的基本信息包括身高、体重和年龄等。
S2、根据所述基本信息获取初始曝光参数和选择束光器。曝光参数包括可选择的管电流大小，电压大小滤过器的材质和厚度等，初始曝光参数中的电流和电压可以设置较小。本实施例中，原则上束光器可以为任意形状，如一维的窄缝，二维的长方形或者正方形、圆孔状或者多边形。对于一维的窄缝，束光器由两个金属长挡片组成，两个金属长挡片可以在相向或相反方向上移动。对于二维长方形或者正方形开口，束光器由四个金属挡片组成，四个金属挡片可以在X和Y方向上独立运动，为了更好地控制精度，金属挡片由步进电机通过传送带和编码器带动。对于圆孔状以及多边形开口，这里采用足够多的金属挡片成相同角度间隔绕束光器中心旋转排列，扩大窗口时，可以逐步增加金属挡片之间的弧度间距，缩小窗口时，可以逐步减小金属挡片之间的弧度间距，束光器每个挡片都是独立控制运动，可反馈实时的几何位置。
S3、根据所述初始曝光参数和选择的束光器对患者的待诊断部位进行初次曝光，得到初始图像。
S4、在所述初始图像上获取感兴趣区域。
S5、根据所述感兴趣区域的图像质量调整所述初始曝光参数，得到二次曝光参数。根据图像的明暗程度等可以合理调整曝光剂量。
S6、根据所述感兴趣区域的形状和尺寸调整所述束光器的形状和大小。医生在初始图像上选择感兴趣区域，然后通过简单的相似三角几何关系换算为束光器相应的开口大小和形状。其中，假设光源距离探测器中心的距离为SID，光源距离束光器中心的距离为SC，那么探测器感应区域面积DA和束光器开口面积CA的关系为：CA＝DA*SC2/SID2。
S7、根据所述二次曝光参数和调整后的束光器对患者的待诊断部位进行二次曝光，得到医学影像。
本实施例中，步骤S5与S6不分前后。
本实施例中，步骤S3之前还包括：
S301、获取患者的红外图像信息；S302、根据所述红外图像信息调整患者的位置。可在诊断床下配备红外装置，当患者躺在诊断床上后，医生可以根据诊断床下的红外装置对患者的位置进行红外成像，初步调整患者体位，使患者体位中心与探测器中心保持在同一垂直位置。
如图2所示，步骤S3之前还包括：
S303、获取探测器的成像区域；
S304、在所述成像区域上分别获取中间参考区域以及四个的边角区域；
S305、分别获取所述中间参考区域以及四个的所述边角区域的平均灰度值；
S306、根据所述平均灰度值计算得到特征变量；
S307、根据所述特征变量调整所述束光器的位置。
如图3所示，假设探测器的成像区域为一矩形，那么四个边角区域分别为ROI1、ROI2、ROI3和ROI4，中间参考区域为ROIC。ROI1、ROI2、ROI3和ROI4距离每边的距离为n个像素，其大小为N×N的像素矩阵，假设其灰度值的平均值分别为R1、R2、R3、R4和RC，取R1/RC，R2/RC，R3/RC，R4/RC作为特征变量。按照经验，默认取n＝10，N＝100，n取大于1的整数是因为在成像区域的边缘很可能存在被遮挡的情况，N的取值较大是为了减小误差，使计算得到的平均值更加接近真实值。如果成像区域能够完全覆盖探测器感应区域，那么这些特征变量将会接近1，并且数值非常接近，反之，如果其中一个特征变量数值小于1，并且明显异于其他特征变量，那么可以判定该区域被遮挡，进而在相应方向上通过偏移束光器位置来补偿焦点中心位置的偏移，直到这四个特征变量接近到可接受的程度同时接近1，才可以判定成像区域已完全覆盖探测器感应区域，不存在边缘遮挡。
本实施例中，步骤S4之后还包括：根据患者的基本信息和所述感兴趣区域的部位选择滤过器的材质和厚度。滤过器选择材料为铜、钼或铝，厚度选择为0.1～0.9mm，考虑到铜对软射线具有良好的吸收特性，默认使用铜片。这里将患者部位分为三种，第一种是大尺寸部位，如胸部、腹部、颈椎以及头部，大窗口可以提供最好观察效果的比例，考虑到关心部位在中心，也可以缩窗，主要看中心信号。第二种是细长部位，如胳膊和腿，主要看中心的亮度，避免图像暗导致层次不足。如图4所示，为通过圆孔状的束光器对膝盖部位进行二次曝光处理后的示意图，由于腿属于较为细长的区域，且膝盖位置为感兴趣区域，可以通过缩窗处理对准膝盖位置。第三种是低剂量部位，如小而薄部位手、足，中心稍显重要，同时也要顾及大窗口的整体信息。
本实施例中，步骤S4之后还包括：获取所述感兴趣区域相对于水平方向的偏转角度；根据所述偏转角度调整束光器的角度。考虑到有时候患者部位与束光器的方位不一致，可以通过探测器十字激光中心移动床位，但是这时候移动患者重新摆位非常不方便，因此可通过调整束光器的角度来实现。
请参照图5，本发明的实施例二为：
一种医学影像的成像终端100，与实施例一的方法相对应，包括存储器1、处理器2以及存储在所述存储器1上并可在所述处理器2上运行的计算机程序，所述处理器2执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取患者的基本信息；
根据所述基本信息获取初始曝光参数和选择束光器；
根据所述初始曝光参数和选择的束光器对患者的待诊断部位进行初次曝光，得到初始图像；
在所述初始图像上获取感兴趣区域；
根据所述感兴趣区域的图像质量调整所述初始曝光参数，得到二次曝光参数；
根据所述感兴趣区域的形状和尺寸调整所述束光器的形状和大小；
根据所述二次曝光参数和调整后的束光器对患者的待诊断部位进行二次曝光，得到医学影像。
进一步的，所述处理器2执行所述计算机程序时还实现以下步骤：
所述根据所述初始曝光参数和选择的束光器对患者的待诊断部位进行初次曝光，得到初始图像之前还包括：
获取患者的红外图像信息；
根据所述红外图像信息调整患者的位置。
进一步的，所述处理器2执行所述计算机程序时还实现以下步骤：
所述根据所述初始曝光参数和选择的束光器对患者的待诊断部位进行初次曝光，得到初始图像之前还包括：
获取探测器的成像区域；
在所述成像区域上分别获取中间参考区域以及四个的边角区域；
分别获取所述中间参考区域以及四个的所述边角区域的平均灰度值；
根据所述平均灰度值计算得到特征变量；
根据所述特征变量调整所述束光器的位置。
进一步的，所述处理器2执行所述计算机程序时还实现以下步骤：
所述在所述初始图像上获取感兴趣区域之后还包括：
根据患者的基本信息和所述感兴趣区域的部位选择滤过器的材质和厚度。
进一步的，所述处理器2执行所述计算机程序时还实现以下步骤：
在所述初始图像上获取感兴趣区域之后还包括：
获取所述感兴趣区域相对于水平方向的偏转角度；
根据所述偏转角度调整束光器的角度。
综上所述，本发明提供的一种医学影像的成像方法及终端，具有操作简单，灵活性强和可有效降低辐射剂量的优点。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种医学影像的成像方法，其特征在于，包括：
获取患者的基本信息；
根据所述基本信息获取初始曝光参数和选择束光器，所述曝光参数包括管电流大小、电压大小以及滤过器的材质和厚度；
根据所述初始曝光参数和选择的束光器对患者的待诊断部位进行初次曝光，得到初始图像；
在所述初始图像上获取感兴趣区域；
根据所述感兴趣区域的图像质量调整所述初始曝光参数，得到二次曝光参数；
根据所述感兴趣区域的形状和尺寸调整所述束光器的形状和大小；
根据所述二次曝光参数和调整后的束光器对患者的待诊断部位进行二次曝光，得到医学影像；
所述在所述初始图像上获取感兴趣区域之后还包括：
根据患者的基本信息和所述感兴趣区域的部位选择滤过器的材质和厚度；
在所述初始图像上获取感兴趣区域之后还包括：
获取所述感兴趣区域相对于水平方向的偏转角度；
根据所述偏转角度调整束光器的角度；
所述根据所述初始曝光参数和选择的束光器对患者的待诊断部位进行初次曝光，得到初始图像之前还包括：
获取探测器的成像区域；
在所述成像区域上分别获取中间参考区域以及四个边角区域；
分别获取所述中间参考区域以及四个所述边角区域的平均灰度值；
根据所述平均灰度值计算得到特征变量；
根据所述特征变量调整所述束光器的位置。
2.根据权利要求1所述的医学影像的成像方法，其特征在于，所述根据所述初始曝光参数和选择的束光器对患者的待诊断部位进行初次曝光，得到初始图像之前还包括：
获取患者的红外图像信息；
根据所述红外图像信息调整患者的位置。
3.一种医学影像的成像终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取患者的基本信息；
根据所述基本信息获取初始曝光参数和选择束光器，所述曝光参数包括管电流大小、电压大小以及滤过器的材质和厚度；
根据所述初始曝光参数和选择的束光器对患者的待诊断部位进行初次曝光，得到初始图像；
在所述初始图像上获取感兴趣区域；
根据所述感兴趣区域的图像质量调整所述初始曝光参数，得到二次曝光参数；
根据所述感兴趣区域的形状和尺寸调整所述束光器的形状和大小；
根据所述二次曝光参数和调整后的束光器对患者的待诊断部位进行二次曝光，得到医学影像；
所述处理器执行所述计算机程序时还实现以下步骤：
所述在所述初始图像上获取感兴趣区域之后还包括：
根据患者的基本信息和所述感兴趣区域的部位选择滤过器的材质和厚度；
所述处理器执行所述计算机程序时还实现以下步骤：
在所述初始图像上获取感兴趣区域之后还包括：
获取所述感兴趣区域相对于水平方向的偏转角度；
根据所述偏转角度调整束光器的角度；
所述处理器执行所述计算机程序时还实现以下步骤：
所述根据所述初始曝光参数和选择的束光器对患者的待诊断部位进行初次曝光，得到初始图像之前还包括：
获取探测器的成像区域；
在所述成像区域上分别获取中间参考区域以及四个边角区域；
分别获取所述中间参考区域以及四个所述边角区域的平均灰度值；
根据所述平均灰度值计算得到特征变量；
根据所述特征变量调整所述束光器的位置。
4.根据权利要求3所述的医学影像的成像终端，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时还实现以下步骤：
所述根据所述初始曝光参数和选择的束光器对患者的待诊断部位进行初次曝光，得到初始图像之前还包括：
获取患者的红外图像信息；
根据所述红外图像信息调整患者的位置。
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