CN111281404A - X线影像设备的成像方法以及x线影像设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及X线影像设备的成像方法，其中，X线照射一对象，该方法包括：根据第一X线剂量，生成对象的全局曝光图；选择全局曝光图的感兴趣区域；根据感兴趣区域，将第一X线剂量调整至第二X线剂量；以及根据第二X线剂量，生成感兴趣区域的曝光图。本发明还涉及X线影像设备，包括生成对象全局曝光图的全局曝光图生成装置；选择感兴趣区域的感兴趣区域选择装置；调整X线剂量的X线剂量调整装置；以及生成感兴趣区域的曝光图的感兴趣区域曝光图生成装置。本发明还涉及存储介质，包括用于执行本发明的方法的程序。

Description

X线影像设备的成像方法以及X线影像设备

技术领域

本发明涉及X线影像设备的成像方法以及X线影像设备。

背景技术

医学影像是为了医疗或医学研究目的，对人体或人体某部位，以非入侵的方式获得内部组织影像的技术与处理过程，其已经变成了一种广泛使用的用于所有人体部位的重要的医学诊断技术。在医学影像技术领域，使用X线成像技术的设备被称为X线影像设备。随着计算机技术的发展，可以将普通X线影像设备同电子计算机结合，使得X线信息由模拟转换为数字信息，从而得到数字图像。这种影像技术称为数字X线影像技术。

现有的数字影像设备主要包括X线发生装置、成像装置和操作及显示装置。在X线影像设备运行时，被X线照射的对象位于X线发生装置和成像装置之间，而操作员则通过操作显示装置设定曝光参数。由此，显示装置示出最终生成的医学影像，操作员可根据示出的医学影像，进一步对当前的医学影像处理，或者以手动的方式调整曝光参数，重新进行拍摄。现代的数字影像系统提供了包括用于不同人体器官和患者体位的曝光参数的项目。为了获得良好的成像质量，合适的曝光参数是极其重要的。现在的X线影像设备具有针对手术和荧光透视的动态成像能力，但是其利用现有的算法无法提供期望的良好图像质量，而且使用者也无法使用当前硬件或者软件条件进行改进。

发明内容

本发明提供了X线影像设备的成像方法以及X线影像设备。该X线影像设备尤其可用于手术或透视的动态成像，而且可提供用户自定义选择的区域的良好曝光图像。利用该成像方法获得的图像成像质量良好，可针对用户自定义需求提供达到预期图像质量的曝光图。

根据本发明的一方面，本发明提供了X线影像设备的成像方法，其中，X线照射一对象，该方法包括：根据第一X线剂量，生成对象的全局曝光图；选择全局曝光图的感兴趣区域；根据感兴趣区域，将第一X线剂量调整至第二X线剂量；以及根据第二X线剂量，生成感兴趣区域的曝光图。根据本发明的实施例的成像方法可支持使用者自定义使用成像设备的需求，可提供对使用者自定义区域的良好成像效果，改善了X线影像设备的使用体验。

在本发明的成像方法的示例性实施方式中，将第一X线剂量调整至第二X线剂量包括：根据感兴趣区域，确定目标X线剂量；以及调整第一X线剂量，直到第二X线剂量等于目标X线剂量。在选择感兴趣区域后，可例如由计算机计算出于选择的感兴趣区域对应的优选X线剂量，从而，通过根据该优选X线剂量生成曝光图，改善了对应于感兴趣区域的曝光图的图像质量。

在本发明的成像方法的示例性实施方式中，该方法还包括：调整感兴趣区域的曝光图的图像质量。可通过软件的方式以特定的算法调整感兴趣区域的曝光图的图像质量，使得更容易评估感兴趣区域的曝光图中与对象的特定组织对应的图像。

在本发明的成像方法的示例性实施方式中，调整感兴趣区域的曝光图的图像质量包括：转换感兴趣区域的曝光图，以生成中间图；选择中间图的部分区域；以及根据选择的部分区域，调整感兴趣区域的曝光图的图像质量。例如，该方法可提供对成像图像的清晰度的调整，可通过调整图像质量来观察所探测对象的各组织的分布情况和细微结构的情况。

在本发明的成像方法的示例性实施方式中，选择中间图的部分区域包括：预定窗位和窗宽；以及根据预定的窗位和窗宽，选择部分区域。通过调整窗位和窗宽，可使得成像图像显示出预期的成像质量，例如具有良好的清晰度，便于使用者观察被探测对象的组织分布情况。

在本发明的成像方法的示例性实施方式中，中间图表示用于评价图像质量的数值的分布，根据该数值的最大值和最小值预定窗位和窗宽。可使用计算机根据该数值的最大值和最小值来自动地计算当前所选择区域的图像的适合窗位和窗宽。因此，可针对所选择区域提供相应的清晰图像。

在本发明的成像方法的示例性实施方式中，图像质量是图像清晰度。调整图像清晰度便于使用者观察被探测对象的感兴趣区域的组织分布情况。

在本发明的成像方法的示例性实施方式中，中间图是灰度直方图。该中间图可反映自定义区域的灰度的分布情况，进而提供了该图像的统计特性，便于使用者获得感兴趣区域的更多有效的评价。

根据本发明的另一方面，提供了X线影像设备，其中，X线照射一对象，X线影像设备包括：全局曝光图生成装置，用于根据第一X线剂量，生成对象的全局曝光图；感兴趣区域选择装置，用于选择全局曝光图的感兴趣区域；X线剂量调整装置，用于根据感兴趣区域，将第一X线剂量调整至第二X线剂量；以及感兴趣区域曝光图生成装置，用于根据第二X线剂量，生成感兴趣区域的曝光图。根据本发明实施例的X线影像设备可提供良好的用户使用体验而且易于维护，可支持使用者自定义使用成像设备的需求，可提供对使用者自定义区域的良好成像效果。

在本发明的X线影像设备的示例性实施方式中，X线剂量调整装置还用于：根据感兴趣区域，确定目标X线剂量；以及调整第一X线剂量，直到第二X线剂量等于目标X线剂量。在选择感兴趣区域后，可例如由计算机计算出于选择的感兴趣区域对应的优选X线剂量，从而，通过根据该优选X线剂量生成曝光图，改善了对应于感兴趣区域的曝光图的图像质量。

在本发明的X线影像设备的示例性实施方式中，X线影像设备还包括：图像质量调整装置，用于调整感兴趣区域的图像质量。可以软件的方式使用特定的算法来增强感兴趣区域的曝光图的图像，例如调整图像的清晰度或者对比度，使得更容易评估感兴趣区域的曝光图中与对象的特定组织对应的图像。

在本发明的X线影像设备的示例性实施方式中，图像质量调整装置包括：转换单元，用于转换感兴趣区域的曝光图，以生成中间图；部分区域选择单元，用于选择中间图的部分区域；以及感兴趣区域曝光图调整单元，用于根据选择的部分区域，调整感兴趣区域的曝光图的图像质量。图像质量调整装置可提供对成像图像的清晰度的调整，可通过调整图像质量来观察所探测对象的各组织的分布情况。在本发明的X线影像设备的示例性实施方式中，图像质量是图像清晰度，中间图是灰度直方图。

在本发明的X线影像设备的示例性实施方式中，部分区域选择单元还用于：预定窗位和窗宽；以及根据预定的窗位和窗宽，选择部分区域。通过调整窗位和窗宽，可使得成像图像显示出预期的图像质量，例如具有良好的清晰度，便于使用者观察被探测对象的组织分布情况。

在本发明的X线影像设备的示例性实施方式中，中间图表示用于评价图像质量的数值的分布，部分区域选择单元还用于：根据该数值的最大值和最小值预定窗位和窗宽。例如，可使用计算机根据该数值的最大值和最小值来自动地计算当前所选择区域的图像的适合窗位和窗宽。因此，可针对所选择区域提供相应的清晰图像。

根据本发明的另一方面，还提供了存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行根据以上所描述的方法。

根据本发明的另一方面，还提供了处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行根据以上所描述的方法。

根据本发明的另一方面，还提供了计算机程序产品，计算机程序产品被有形地存储在计算机可读介质上并且包括计算机可执行指令，计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行根据以上所描述的方法。

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：

图1示出根据本发明的实施例的X线影像设备的成像方法的流程示意图。

图2示出根据本发明的示例性实施例的X线影像设备的成像方法的流程示意图。

图3示出根据本发明的实施例的X线影像设备的构造示意图。

图4示出根据本发明的示例性实施例的X线影像设备的构造示意图。

附图标记说明：

100：X线影像设备

101：全局曝光图生成装置

103：感兴趣区域选择装置

105：X线剂量调整装置

107：感兴趣区域曝光图生成装置

109：图像质量调整装置

111：转换单元

113：部分区域选择单元

115：感兴趣区域曝光图调整单元。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的方案，下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他方案，都应当属于本发明的保护范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、设备、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1示出根据本发明的实施例的X线影像设备的成像方法的流程示意图。根据本发明实施例的成像方法包括：

步骤S101，根据第一X线剂量，生成对象的全局曝光图。待探测对象可布置于X线辐射源和探测器之间，以第一X线剂量投射的X线透过待探测对象到达探测器，进而X线影像设备可根据探测器所探测到的X线生成与探测对象的被X线照射的区域对应的全局曝光图像，在该全局曝光图像中可包含待探测对象的多个部位的曝光图像。

步骤S103，选择全局曝光图的感兴趣区域。例如，可在显示装置上通过触屏或者借助点击设备选择全局曝光图上感兴趣的区域。选择该区域即意味着期望看到该区域的更清晰的图像，以获得关于该区域的更丰富或者更细微的图像信息，从而便于作出关于该感兴趣区域的具体评价。

步骤S105，根据感兴趣区域，将第一X线剂量调整至第二X线剂量。为了获得与所选择区域对应的曝光图，并使得该曝光图具有良好的图像质量，可根据感兴趣区域调整X线剂量。进而，可以调整后的X线剂量向待探测对象投射X线。

步骤S107，根据第二X线剂量，生成感兴趣区域的曝光图。对于感兴趣区域而言，相比于仍然以调整前的X线剂量(即第一X线剂量)所生成的曝光图，根据调整后的X线剂量(即第二X线剂量)所生成的曝光图具有更高的图像质量。

图2示出根据本发明的示例性实施例的X线影像设备的成像方法的流程示意图。在该示例性的实施例中，成像方法包括：

步骤S201，根据第一X线剂量，生成对象的全局曝光图。在生成全局曝光图后，该全局曝光图可直接输出至显示装置上，供使用者观察和进一步选择感兴趣区域。

步骤S203，选择全局曝光图的感兴趣区域。使用者可在显示装置上通过触屏或者借助点击设备选择全局曝光图上感兴趣的区域。

步骤S205，根据感兴趣区域，确定目标X线剂量。例如，计算机中存储有预定的算法，使得可自动地根据该预定的算法，计算出与该区域对应的目标X线剂量。

步骤S207，调整第一X线剂量，直到第二X线剂量等于目标X线剂量。例如，可一次或多次地调整X线剂量，直到调整后的X线剂量等于目标X线剂量，从而确保在使用以调整后的X线剂量投射的X线的情况下，可生成高质量的感兴趣区域曝光图。

步骤S209，根据第二X线剂量，生成感兴趣区域的曝光图。对于感兴趣区域而言，相比于仍然以调整前的X线剂量(即第一X线剂量)所生成的曝光图，根据调整后的X线剂量(即第二X线剂量)所生成的曝光图具有更高的图像质量。

步骤S211，转换感兴趣区域的曝光图，以生成灰度直方图。X线影像设备可存储有用于转换图像的算法，例如Fluorospot Compact，其可自动地计算选择的区域的图像，以确定该图像的灰度直方图。灰度直方图统计了该图像中具有每种灰度值的像素的个数，反映了图像的统计特征。图像转换算法无需对全局图像进行计算以确定全局图像的灰度直方图，而是只需要对所选择的区域进行计算。因此，由此确定的灰度直方图即是感兴趣的灰度直方图。

步骤S213，根据由灰度直方图表示的灰度值的最大值和最小值预定窗位和窗宽。为了观察特定组织的结构，可根据预先存储的算法确定窗位和窗宽。例如，在确定了感兴趣区域的图像的灰度直方图后，窗位可被定义为(最大灰度值+最小灰度值)/2，而且窗宽可被定义为(最大灰度值-最小灰度值)/2，这样就可以保证图像显示清晰。

步骤S215，根据预定的窗位和窗宽，选择灰度直方图上的部分区域。窗位是窗宽上限和下限的平均数。在固定窗宽下，窗位的变化会影响图像中表示待探测对象的局部组织密度大小的CT值的变化范围，其表示CT值浮动的中心值。在灰度直方图上通过确定窗宽的上限和下限来确定所选择的部分区域。

步骤S217，根据选择的部分区域，调整感兴趣区域的曝光图的图像清晰度。通过选择灰度直方图的部分区域，与感兴趣区域对应的图像的清晰度发生变化，进而可清晰地观察到该区域中的特定组织的细微结构。

图3示出根据本发明的实施例的X线影像设备100的构造示意图。在本发明的实施例中，例如，X线影像设备100可以是但不限于C型臂X光机。如图3所示，X线影像设备100包括全局曝光图生成装置101，用于根据第一X线剂量，生成对象的全局曝光图；感兴趣区域选择装置103，用于选择全局曝光图的感兴趣区域；X线剂量调整装置105，用于根据感兴趣区域，将第一X线剂量调整至第二X线剂量；以及感兴趣区域曝光图生成装置107，用于根据第二X线剂量，生成感兴趣区域的曝光图。图3中所描述的X线影像设备100及其内部的模块执行如图1所示的X线影像设备的成像方法，此处不再赘述。

图4示出根据本发明的示例性实施例的X线影像设备100的构造示意图。与图3示出的实施例相比，在图4的实施例中，X线剂量调整装置105还用于根据感兴趣区域，确定目标X线剂量，以及调整第一X线剂量，直到第二X线剂量等于目标X线剂量。X线影像设备100还包括图像质量调整装置109，用于调整感兴趣区域的曝光图的图像质量。该图像质量调整装置109具体包括转换单元111，用于转换感兴趣区域的曝光图，以生成灰度直方图；部分区域选择单元113，用于选择灰度直方图的部分区域；以及感兴趣区域曝光图调整单元115，用于根据选择的部分区域，调整感兴趣区域的曝光图的图像清晰度。而且，部分区域选择单元113还用于根据由灰度直方图表示的灰度值的最大值和最小值预定窗位和窗宽，并且根据预定的窗位和窗宽，选择灰度直方图的部分区域。图4中描述的X线影像设备100及其内部模块执行如图2所示的X线影像设备的成像方法，此处不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元或模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元或模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元或模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元或模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元或模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元或模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元或模块可以集成在一个处理单元或模块中，也可以是各个单元或模块单独物理存在，也可以两个或两个以上单元或模块集成在一个单元或模块中。上述集成的单元或模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元或模块的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (15)

1.X线影像设备的成像方法，其中，X线照射一对象，其特征在于，所述方法包括：

根据第一X线剂量，生成所述对象的全局曝光图；

选择所述全局曝光图的感兴趣区域；

根据所述感兴趣区域，将所述第一X线剂量调整至第二X线剂量；以及

根据所述第二X线剂量，生成所述感兴趣区域的曝光图。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述第一X线剂量调整至所述第二X线剂量包括：

根据所述感兴趣区域，确定目标X线剂量；以及

调整所述第一X线剂量，直到所述第二X线剂量等于所述目标X线剂量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

调整所述感兴趣区域的曝光图的图像质量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，调整所述感兴趣区域的曝光图的图像质量包括：

转换所述感兴趣区域的曝光图，以生成中间图；

选择所述中间图的部分区域；以及

根据选择的所述部分区域，调整所述感兴趣区域的曝光图的图像质量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，选择所述中间图的部分区域包括：

预定窗位和窗宽；以及

根据预定的窗位和窗宽，选择所述部分区域。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述中间图表示用于评价图像质量的数值的分布，并根据所述数值的最大值和最小值预定所述窗位和所述窗宽。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述图像质量是图像清晰度。

8.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述中间图是灰度直方图。

9.X线影像设备，其中，X线照射一对象，其特征在于，所述X线影像设备包括：

全局曝光图生成装置，用于根据第一X线剂量，生成所述对象的全局曝光图；

感兴趣区域选择装置，用于选择所述全局曝光图的感兴趣区域；

X线剂量调整装置，用于根据所述感兴趣区域，将所述第一X线剂量调整至第二X线剂量；以及

感兴趣区域曝光图生成装置，用于根据所述第二X线剂量，生成所述感兴趣区域的曝光图。

10.根据权利要求9所述的X线影像设备，其特征在于，所述X线剂量调整装置还用于：

根据所述感兴趣区域，确定目标X线剂量；以及

调整所述第一X线剂量，直到所述第二X线剂量等于所述目标X线剂量。

11.根据权利要求9所述的X线影像设备，其特征在于，所述X线影像设备还包括：

图像质量调整装置，用于调整所述感兴趣区域的曝光图的图像质量。

12.根据权利要求11所述的X线影像设备，其特征在于，所述图像质量调整装置包括：

转换单元，用于转换所述感兴趣区域的曝光图，以生成中间图；

部分区域选择单元，用于选择所述中间图的部分区域；以及

感兴趣区域曝光图调整单元，用于根据选择的所述部分区域，调整所述感兴趣区域的曝光图的图像质量。

13.根据权利要求12所述的X线影像设备，其特征在于，所述部分区域选择单元还用于：

预定窗位和窗宽；以及

根据预定的窗位和窗宽，选择所述部分区域。

14.根据权利要求13所述的X线影像设备，其特征在于，所述中间图表示用于评价图像质量的数值的分布，所述部分区域选择单元还用于：根据所述数值的最大值和最小值预定所述窗位和所述窗宽。

15.存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

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