CN110044935A - 医用辐射防护产品检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种医用辐射防护产品检测系统，包括X线发生装置、X线探测装置、检测模块、管理模块和移动终端，其特征在于：所述检测模块包括图像处理模块和合格性判断模块，所述管理模块包括医用辐射防护产品数据库和二维码生成模块，所述医用辐射防护产品与二维码一一对应，医用辐射防护产品X线图像传输至图像处理模块，X线图像经过图像处理后自动判断医用辐射防护产品是否存在裂缝，通过移动终端可以实时查询检测结果。本发明利用计算机视觉技术和参数提取算法实现辐射防护产品的智能检测，方便医用辐射防护产品检测结果的追溯，与传统的目测判读检测方法相比，本发明的检测系统检测结果更为可靠。

Description

医用辐射防护产品检测系统
技术领域
本发明涉及辐射防护技术领域，具体地说是一种医用辐射防护产品检测系统。
背景技术
近年来放射技术愈来愈多地被应用于临床诊疗工作中，为了在X线诊断或治疗过程中提供更安全有效的放射防护，医院一般采取缩短接触X射线的时间或增加辐射源与被照对象之间距离的方法来减少人体所受的辐射剂量。此外，医护人员和患者的个体防护以穿戴铅系列防护产品实现。目前国内现行的医用辐射防护产品相关标准主要有《医用诊断X射线个人防护材料及用品标准》GBZ 176-2006，该标准从防护材料及用品的选用、应用中的检查、使用年限要求及防护手套的要求四方面确定了X射线个人防护材料及用品的防护性能要求。国家卫生和计划生育委员会于2013年发布的国家职业卫生标准《医用X射线诊断放射防护要求》GBZ 130-2013中做出了“防护用品和辅助防护设施的铅当量应不低于0.25mmPb；应为不同年龄儿童的不同检查，配备有保护相应组织和器官的防护用品，防护用品和辅助防护设施的铅当量应不低于0.5mm Pb”的要求。上述标准未对X射线个人防护材料及用品的检测方法做出详细的阐述。
现有的辐射防护产品的质量控制管理体系还不完善：首先，辐射防护产品检测结果的保存和管理还处于纸质记录或基本数据电子化阶段，检测结果的记录工作量大，容易造成数据记录遗漏或混淆，由于没有图像保存，检测结果追溯起来也不方便。其次，对于辐射防护用产品的检测结果，目测判读存在遗漏或误判的风险。因此，有必要研发一套医用辐射防护产品检测系统，利用计算机视觉技术和新型铅当量检测方法判别辐射防护产品的合格性，建立产品数据库，从而使得辐射防护产品的管理体系更加完善。
发明内容
有鉴于此，本发明针对上述与医用辐射防护产品检测相关的现有技术存在的检测结果不方便追溯、检测方法存在遗漏或误判的风险等技术问题，提供一种方便追溯、检测方法科学的医用辐射防护产品检测系统。
本发明的技术解决方案是，提供一种医用辐射防护产品检测系统，包括X线机、检测模块、管理模块和移动终端，其特征在于：所述检测模块包括图像处理模块和合格性判断模块，所述管理模块包括医用辐射防护产品数据库，医用辐射防护产品在X线机下透视得到的X线图像传输至图像处理模块，X线图像经过图像处理后由合格性判断模块判断医用辐射防护产品是否存在裂缝，通过移动终端可以实时查询检测结果。
作为改进，X线图像经过图像处理后，所述医用辐射防护产品检测系统自动计算医用辐射防护产品裂缝的面积。
作为改进，X线图像经过图像处理后，所述医用辐射防护产品检测系统自动识别裂缝所在的位置。
作为改进，医用辐射防护产品的合格标准为胸部、盆腔等关键部位破损面积低于15mm2，接缝处、重叠部位、医用辐射防护产品的背面破损面积低于670mm2，铅围脖破损面积低于11mm2。
作为改进，所述医用辐射防护产品数据库中包括医用辐射防护产品的产品类型、生产日期、归属部门、清洁消毒记录、定期检测记录和维修维护记录，可以利用移动终端扫描医用辐射防护产品上的二维码读取产品的清洁消毒、定期检测和维修维护记录。
作为改进，所述X线图像处理包括对X线图像进行预处理、去噪处理、图像分割、裂缝图像提取和计算裂缝的特征参数。
作为改进，利用主成分分析法进行去噪处理，利用最大类间方差法进行图像分割，利用图像膨胀算法进行裂缝图像提取。
作为改进，利用相似块匹配结合主成分分析法图像去噪，去噪方法分为两个阶段，第一个阶段包含四步：1)对图像利用相似块匹配法选取类似块，组成主成分分析变换的训练集；2)对每个块进行主成分分析变换，得到变换域；3)采用自适应阈值对主成分分析变换域中的信号进行估计；4)对处理后的各子块进行主成分分析逆变换，得到第一次去噪后的图像；
第一阶段去噪处理结束，更新噪声水平并进入第二阶段去噪处理。第二个阶段步骤与第一个阶段相同，包括对输入图像进行相似块匹配，利用主成分分析法进行去噪处理，采用自适应阈值对主成分分析变换域中的信号进行估计，和对处理后的各子块进行主成分分析逆变换。经过两个阶段的去噪处理，得到最终去噪图像。
在第一阶段去噪处理结束后，利用以下公式进行噪声水平估计：
其中σ2是噪声方差，可由含噪图像在小波域高频子带系数幅值的中值估计得到，Iv是原始输入的含噪图像，是经过第一阶段去噪处理得到的图像，σs是经过第一阶段去噪处理后图像的噪声水平估计。
作为改进，利用Matlab图像处理工具箱中基于Canny算子的edge函数进行图像分割，然后用bwpropfilt函数和regionprops函数计算裂缝面积。
作为改进，所述医用辐射防护产品检测系统还包括标尺，用于辅助将多次曝光的X线图像拼接成一张图像。
作为改进，所述医用辐射防护产品检测系统还包括铅当量检测模块，采用直接测量法实现对医用辐射防护产品铅当量的定量计量检测，在选定的性能稳定的X射线机照射下，借助诊断水平剂量仪测量直接照射和添加医用辐射防护产品后的剂量仪所吸收的X射线剂量值，分别记录n组读数，取剂量仪所吸收的X射线剂量值的平均值A1与A2，经过温度气压修正计算，以A2/A1比值计算得到最终的X射线衰减系数，计算得到医用辐射防护产品的铅当量。
作为改进，所述医用辐射防护产品检测系统还包括铅当量检测模块，采用间接测量法实现对医用辐射防护产品铅当量的定量计量检测，选取与所测医用辐射防护产品等同铅当量的铅片，在选定的稳定的X线机照射下，借助诊断水平剂量仪测量得到所吸收的X射线剂量值，记录n组读数，取其平均值A3；然后再次测量得到添加医用辐射防护产品后的剂量仪所吸收的X射线剂量值，记录n组读数，取其平均值A4，比较A3和A4的偏差，判断医用辐射防护产品的铅当量是否合格。
采用以上医用辐射防护产品检测系统，本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)基于计算机视觉技术和参数提取算法，实现辐射防护产品的智能检测，在此基础上建立辐射防护产品数据库，实现产品检测结果与历史数据的实时查询。(2)与传统的目测判读检测结果方法相比，本发明的检测系统检测结果更为可靠，可提高检测人员的工作效率；(3)有别于之前目测、触检等常规检查方法，提出了一种更科学合理地借助诊断水平剂量仪与标准铅片对医用辐射防护产品的铅当量进行检测的新方法，在此基础上结合检测实验数据确定辐射防护产品铅当量的计量控制要求。
附图说明
图1医用辐射防护产品检测系统框图；
图2铅内裤在X线机透视下的图像；
图3铅内裤X线透视图像经过图像处理获得的边缘检测图像；
图4铅内裤破损区域示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
根据一个实施例，如图1所示，本发明提供一种医用辐射防护产品检测系统，包括X线机、检测模块、管理模块和移动终端，所述检测模块包括图像处理模块和合格性判断模块，医用辐射防护产品在X线机下透视得到的X线图像传输至图像处理模块，X线图像经过图像处理后由合格性判断模块判断医用辐射防护产品是否存在裂缝，通过移动终端可以实时查询检测结果。所述医用辐射防护产品数据库中包括医用辐射防护产品的产品类型、生产日期、归属部门、检测记录、清洁消毒记录和维修维护记录，可以利用移动终端扫描二维码读取产品的上述信息。首先利用移动终端扫描医用辐射防护产品上的二维码，获得辐射防护产品的产品类型等信息，然后将辐射防护产品放在X线发生装置下进行透视，X线探测装置获得的医用辐射防护产品X线成像传输至图像处理模块，X线图像经过处理后自动判断医用辐射防护产品是否存在裂缝，并将X线图像和检测结果保存至辐射防护产品数据库，利用移动终端可以实时查询检测结果。所述医用辐射防护产品检测系统还包括标尺，用于辅助将多次曝光的X线图像拼接成一张图像。
所述X线图像处理包括对X线成像进行去噪处理、图像分割、裂缝图像提取和计算裂缝的特征参数等流程。优选利用相似块匹配结合主成分分析法进行去噪处理，利用最大类间方差法进行图像分割，利用图像膨胀算法进行裂缝图像提取。
作为改进，所述相似块匹配结合主成分分析法图像去噪分为两个阶段，第一个阶段包含四步：1)对图像利用相似块匹配法选取类似块，组成主成分分析变换的训练集；2)对每个块进行主成分分析变换，得到变换域；3)采用自适应阈值对主成分分析变换域中的信号进行估计；4)对处理后的各子块进行主成分分析逆变换，得到第一次去噪后的图像；
第一阶段去噪处理结束，更新噪声水平并进入第二阶段去噪处理。第二个阶段步骤与第一个阶段相同，包括对输入图像进行相似块匹配，利用主成分分析法进行去噪处理，采用自适应阈值对主成分分析变换域中的信号进行估计，和对处理后的各子块进行主成分分析逆变换。经过两个阶段的去噪处理，得到最终去噪图像。
在第一阶段去噪处理结束后，利用以下公式进行噪声水平估计：
其中σ2是噪声方差，可由含噪图像在小波域高频子带系数幅值的中值估计得到，Iv是原始输入的含噪图像，是经过第一阶段去噪处理得到的图像，σs是经过第一阶段去噪处理后图像的噪声水平估计。
利用Matlab图像处理工具箱中基于Canny算子的edge函数进行图像分割，然后用bwpropfilt函数和regionprops函数计算裂缝面积。
X线图像经过图像处理后，所述医用辐射防护产品检测系统自动识别裂缝所在的位置，并计算医用辐射防护产品裂缝的面积，自动判断医用辐射防护产品是否合格，合格标准为：胸部、盆腔等关键部位破损面积低于15mm2，接缝处、重叠部位、铅衣背面破损面积低于670mm2，铅围脖破损面积低于11mm2。
图2所示为铅内裤在X线机下透视得到的图像，可以看到铅内裤有较大破损，图3所示为经过图像处理后的边缘检测图像，可见破损区域已经识别出来。图4所示为提取出的破损区域，经过计算，三个破损区域的面积分别为75mm2,、59mm2和102mm2，破损面积总计为236mm2，由于铅内裤用于保护性腺组织，属于关键部位，破损面积已经远大于合格标准(15mm2)因此该铅内裤检测结果为不合格。
根据一个实施例，本发明提供一种医用辐射防护产品检测系统，包括X线机、检测模块、管理模块和移动终端，所述检测模块包括图像处理模块和合格性判断模块，医用辐射防护产品在X线机下透视得到的X线图像传输至图像处理模块，X线图像经过图像处理后由合格性判断模块判断医用辐射防护产品是否存在裂缝，通过移动终端可以实时查询检测结果。所述医用辐射防护产品检测系统还包括铅当量检测模块，采用直接测量法实现对医用辐射防护产品铅当量的定量计量检测，在选定的性能稳定的X射线机照射下，借助诊断水平剂量仪测量直接照射和添加防护产品后的剂量仪所吸收的X射线剂量值，分别记录n组读数，取剂量仪所吸收的X射线剂量值的平均值A1与A2，经过温度气压修正计算，以A2/A1比值计算得到最终的X射线衰减系数，计算得到医用辐射防护产品的铅当量。
根据一个实施例，本发明提供一种医用辐射防护产品检测系统，包括X线机、检测模块、管理模块和移动终端，所述检测模块包括图像处理模块和合格性判断模块，医用辐射防护产品在X线机下透视得到的X线图像传输至图像处理模块，X线图像经过图像处理后由合格性判断模块判断医用辐射防护产品是否存在裂缝，通过移动终端可以实时查询检测结果。所述医用辐射防护产品检测系统还包括铅当量检测模块，采用间接测量法实现对防护产品铅当量的定量计量检测，选取与所测防护产品等同铅当量的铅片，在选定的稳定的X线机照射下，借助诊断水平剂量仪测量得到所吸收的X射线剂量值，记录n组读数，取其平均值A3；然后再次测量得到添加防护产品后的剂量仪所吸收的X射线剂量值，记录n组读数，取其平均值A4，比较A3和A4的偏差，判断医用辐射防护产品的铅当量是否合格。
以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。总之，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种医用辐射防护产品检测系统，包括X线机、检测模块、管理模块和移动终端，其特征在于：所述检测模块包括图像处理模块和合格性判断模块，所述管理模块包括医用辐射防护产品数据库，医用辐射防护产品在X线机下透视得到的X线图像传输至图像处理模块，X线图像经过图像处理后由合格性判断模块判断医用辐射防护产品是否存在裂缝，通过移动终端可以实时查询检测结果。
2.根据权利要求1所述的医用辐射防护产品检测系统，其特征在于：X线图像经过图像处理后，所述医用辐射防护产品检测系统自动识别裂缝所在的位置，并计算医用辐射防护产品裂缝的面积，从而判断医用辐射防护产品是否合格，依据的合格标准为胸部、盆腔等关键部位破损面积低于15mm2，接缝处、重叠部位、医用辐射防护产品的背面破损面积低于670mm2，铅围脖破损面积低于11mm2。
3.根据权利要求2所述的医用辐射防护产品检测系统，其特征在于：所述医用辐射防护产品数据库中包括医用辐射防护产品的产品类型、生产日期、归属部门、清洁消毒记录、定期检测记录和维修维护记录，可以利用移动终端扫描医用辐射防护产品上的二维码读取产品的清洁消毒、定期检测和维修维护记录。
4.根据权利要求3所述的医用辐射防护产品检测系统，其特征在于：所述X线图像处理包括对X线图像进行预处理、去噪处理、图像分割、裂缝图像提取和计算裂缝的特征参数，利用主成分分析法进行去噪处理，利用最大类间方差法进行图像分割，利用图像膨胀算法进行裂缝图像提取。
5.根据权利要求4所述的医用辐射防护产品检测系统，其特征在于：利用相似块匹配结合主成分分析法图像去噪，去噪方法分为两个阶段，第一个阶段包含四步：1)对图像利用相似块匹配法选取类似块，组成主成分分析变换的训练集；2)对每个块进行主成分分析变换，得到变换域；3)采用自适应阈值对主成分分析变换域中的信号进行估计；4)对处理后的各子块进行主成分分析逆变换，得到第一次去噪后的图像；
第一阶段去噪处理结束，更新噪声水平并进入第二阶段去噪处理，利用以下公式进行噪声水平估计：
其中σ2是噪声方差，可由含噪图像在小波域高频子带系数幅值的中值估计得到，Iv是原始输入的含噪图像，是经过第一阶段去噪处理得到的图像，σs是经过第一阶段去噪处理后图像的噪声水平估计；
第二个阶段步骤与第一个阶段相同，包括对输入图像进行相似块匹配，利用主成分分析法进行去噪处理，采用自适应阈值对主成分分析变换域中的信号进行估计，和对处理后的各子块进行主成分分析逆变换；
经过两个阶段的去噪处理，得到最终去噪图像。
6.根据权利要求5所述的医用辐射防护产品检测系统，其特征在于：利用Matlab图像处理工具箱中基于Canny算子的edge函数进行图像分割，然后用bwpropfilt函数和regionprops函数计算裂缝面积。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的医用辐射防护产品检测系统，其特征在于：所述医用辐射防护产品检测系统还包括标尺，用于辅助将多次曝光的X线图像拼接成一张图像。
8.根据权利要求2-7中任一项所述的医用辐射防护产品检测系统，其特征在于：所述医用辐射防护产品检测系统还包括铅当量检测模块，采用直接测量法实现对医用辐射防护产品铅当量的定量计量检测，在选定的性能稳定的X射线机照射下，借助诊断水平剂量仪测量直接照射和添加医用辐射防护产品后的剂量仪所吸收的X射线剂量值，分别记录n组读数，取剂量仪所吸收的X射线剂量值的平均值A1与A2，经过温度气压修正计算，以A2/A1比值计算得到最终的X射线衰减系数，计算得到医用辐射防护产品的铅当量。
9.根据权利要求2-7中任一项所述的医用辐射防护产品检测系统，其特征在于：所述医用辐射防护产品检测系统还包括铅当量检测模块，采用间接测量法实现对医用辐射防护产品铅当量的定量计量检测，选取与所测医用辐射防护产品等同铅当量的铅片，在选定的稳定的X线机照射下，借助诊断水平剂量仪测量得到所吸收的X射线剂量值，记录n组读数，取其平均值A3；然后再次测量得到添加医用辐射防护产品后的剂量仪所吸收的X射线剂量值，记录n组读数，取其平均值A4，比较A3和A4的偏差，判断医用辐射防护产品的铅当量是否合格。
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