CN113712580A - 双路影像链曝光控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双路影像链曝光控制方法及装置，该双路影像链曝光控制方法包括：在影像的第1帧，正位球管单独曝光以产生正位入射射线，正位探测器进行正位透射射线采集，侧位探测器进行部分正位散射射线采集；在影像的第2帧，侧位球管单独曝光以产生侧位入射射线，侧位探测器进行侧位透射射线采集，正位探测器进行部分侧位散射射线采集；在影像的第N帧，正位球管和侧位球管同时曝光以分别产生正位入射射线和侧位入射射线，正位探测器和侧位探测器同时进行射线采集，将正位探测器采集到的第一混合射线滤除部分侧位散射射线后进行转化，以及，将侧位探测器采集到的第二混合射线滤除部分正位散射射线后进行转化，其中，N为大于2的整数。

Description

双路影像链曝光控制方法及装置

技术领域

本发明涉及影像曝光技术领域，尤其是涉及一种双路影像链曝光控制方法及装置。

背景技术

在具备双路的医用X射线影像链的产品中，例如传统G形臂或可变形的G/C形臂X光机中，两路影像链以正交的方向来安装固定，使用者需要同时观测两路影像(通常对应患者的正位影像和侧位影像)。而当两路影像链同时曝光成像时，两路影像链会互相产生散射干扰，使得两路影像链中的探测器均不能有效地转化X射线以使计算机显示无干扰的影像。

为使两路探测器能够有效地转化X射线以使计算机显示无干扰的影像，常规的方法是使两路影像链中的球管交替曝光，从而避免了散射辐射的干扰。但双路球管交替曝光的方式，会导致每一路球管的曝光帧率减半，从而影响了双路成像的实时性。尤其是对于使用非晶硅的平板探测器的G形臂系统，其影像读出时间较长，进一步降低了双路球管的曝光帧率。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明提出了一种双路影像链曝光控制方法及装置，能够有效解决双路同时曝光时产生的散射干扰，有利于提高曝光帧率，改善成像系统的实时性。

根据本申请的第一方面，提供了一种双路影像链曝光控制方法，该方法包括：

步骤S101：在影像的第1帧，正位球管单独曝光以产生正位入射射线，正位探测器进行正位透射射线采集，侧位探测器进行部分正位散射射线采集；

步骤S102：在影像的第2帧，侧位球管单独曝光以产生侧位入射射线，侧位探测器进行侧位透射射线采集，正位探测器进行部分侧位散射射线采集；

步骤S103：在影像的第N帧，所述正位球管和所述侧位球管同时曝光以分别产生所述正位入射射线和所述侧位入射射线，所述正位探测器和所述侧位探测器同时进行射线采集，将所述正位探测器采集到的第一混合射线滤除所述部分侧位散射射线后进行转化以形成正位影像，以及，将所述侧位探测器采集到的第二混合射线滤除所述部分正位散射射线后进行转化以形成侧位影像，其中，N为大于2的整数。

在上述方法中，所述步骤S101包括：

所述侧位探测器采集所述部分正位散射射线后，生成相对应的正位散射蒙片影像并保存在系统内存中以调用。

在上述方法中，所述步骤S102包括：

所述正位探测器采集所述部分侧位散射射线后，生成相对应的侧位散射蒙片影像并保存在系统内存中以调用。

在上述方法中，所述第一混合射线的射线强度公式为：

式中，AP表示正位，LT表示侧位，I_AP表示正位透射的射线强度，I_OAP表示正位入射的射线强度，I_OLT表示侧位入射的射线强度，L_AP表示正位射线穿过的人体厚度，L_LT表示侧位射线穿过的人体厚度，τ_AP表示射线在人体正位时的吸收衰减系数，σ_AP表示射线在人体正位时的散射衰减系数，σ_LT表示射线在人体侧位时的散射衰减系数。

在上述方法中，所述第一混合射线滤除所述部分侧位散射射线后的射线强度公式为：

式中，I_MaskLT表示侧位散射蒙片影像。

在上述方法中，所述第二混合射线的射线强度公式为：

式中，AP表示正位，LT表示侧位，I_LT表示侧位透射的射线强度，I_OLT表示侧位入射的射线强度，I_OAP表示正位入射的射线强度，L_LT表示侧位射线穿过的人体厚度，L_AP表示正位射线穿过的人体厚度，τ_LT表示射线在人体侧位时的吸收衰减系数，σ_LT表示射线在人体侧位时的散射衰减系数，σ_AP表示射线在人体正位时的散射衰减系数。

在上述方法中，所述第二混合射线滤除所述部分正位散射射线后的射线强度公式为：

式中，I_MaskAP表示正位散射蒙片影像。

根据本申请的第二方面，提供了一种双路影像链曝光控制装置，该装置包括：

正位球管，用于正位曝光以产生正位入射射线；

侧位球管，用于侧位曝光以产生侧位入射射线；

正位探测器，用于当所述正位球管单独曝光时，对正位透射射线进行采集；以及用于当所述侧位球管单独曝光时，对部分侧位散射射线进行采集；以及用于当所述正位球管和所述侧位球管同时曝光时，进行射线采集，并将采集到的第一混合射线滤除所述部分侧位散射射线后转化以形成正位影像；

侧位探测器，用于当所述侧位球管单独曝光时，对侧位透射射线进行采集；以及用于当所述正位球管单独曝光时，对部分正位散射射线进行采集；以及用于当所述正位球管和所述侧位球管同时曝光时，进行射线采集，并将采集到的第二混合射线滤除所述部分正位散射射线后转化以形成侧位影像。

根据本申请的第三方面，提供了一种终端，该终端包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行上述任一项所述的双路影像链曝光控制方法。

根据本申请的第四方面，提供了一种存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序被处理器运行时控制所述存储介质所在终端执行上述任一项所述的双路影像链曝光控制方法。

根据本申请所提供的技术方案，至少具有如下有益效果：在影像的第1帧，正位球管单独曝光，使侧位探测器能够采集到部分正位散射射线；在影像的第2帧，侧位球管单独曝光，使正位探测器能够采集到部分侧位散射射线；在影像的第三帧至第N帧，正位球管曝光和侧位球管曝光同时曝光，双路影像链互相产生散射干扰时，将正位探测器在第三帧至第N帧中采集到的第一混合射线滤除在第二帧中采集到的部分侧位散射射线后，正位探测器即可将滤除后的第一混合射线进行转化以使计算机显示无干扰的人体正位影像；同时，将侧位探测器在第三帧至第N帧中采集到的第二混合射线滤除在第一帧中采集到的部分正位散射射线后，侧位探测器即可将滤除后的第二混合射线进行转化以使计算机显示无干扰的人体侧位影像。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的应用场景图；

图2为本申请实施例提供的双路影像链曝光控制方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的双路影像链曝光控制装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而非用于描述特定的顺序或先后次序。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

首先，描述本申请的一个实施例的具体应用场景。

图1所示为具有双路影像链的X光机，包括一个正位球管、一个正位探测器、一个侧位球管和一个侧位探测器，正位球管和正位探测器的连接轴线与侧位球管和侧位探测器的连接轴线正交布置，正位球管产生的X射线穿过人体正位后被正位探测器接收以形成正位影像链，侧位球管产生的X射线穿过人体侧位后被侧位探测器接收以形成侧位影像链。需要说明的是，在正位球管产生的X射线穿过人体正位的过程中，以及在侧位球管产生的X射线穿过人体侧位的过程中，X射线均会发生散射和衰减，导致正位探测器和侧位探测器无法接收完整的接收X射线。因此，当两路影像链同时工作时，会互相形成散射干扰，导致正位探测器和侧位探测器无法有效地转化X射线以使计算机显示无干扰的影像；而当两路影像链单独工作时，计算机无法同时显示两路影像，在降低医护人员观察效率的同时，容易导致误诊；而当两路影像链交替工作时，在同一间隔时间段内，X光机的控制中心就需产生两组交替间隔的脉冲信号来驱动各自对应的球管曝光，如此会导致每一路的球管的曝光帧率减半，进而会影响双路成像的实时性。

在图1所示的应用场景的基础上，本申请的一个实施例提供了一种双路影像链曝光控制方法，当两路影像链同时工作时，能够有效地去除散射干扰，使得计算机能够显示无干扰的影像。

如图2所示，该双路影像链曝光控制方法包括：步骤S101至步骤S103。

步骤S101：在影像的第1帧，正位球管单独曝光以产生正位入射射线，正位探测器进行正位透射射线采集，侧位探测器进行部分正位散射射线采集。

步骤S102：在影像的第2帧，侧位球管单独曝光以产生侧位入射射线，侧位探测器进行侧位透射射线采集，正位探测器进行部分侧位散射射线采集。

在本申请中，正位球管单独曝光和侧位球管单独曝光的顺序可以进行调换。

在本申请中，正位球管或侧位球管分别单独曝光时，X射线透过人体后的强度公式为：

I＝I₀e^-(τ+σ)L

式中，I₀表示入射的射线强度，即照射到人体表面的射线强度；

I表示透射的射线强度，即穿透人体后的射线强度；

L表示射线穿过的人体厚度，τ表示射线在人体的吸收衰减系数，σ表示射线在人体的散射衰减系数。

需要说明的是，因人体正位躺和侧位躺时的人体厚度L不同，人体的吸收衰减系数τ和人体的散射衰减系数σ也会发生相应变化。

因此，在步骤S101中，在影像的第1帧，正位探测器采集到的正位透射射线的强度公式为：

侧位探测器采集到的部分正位散射射线的强度公式为：

式中，AP表示正位，LT表示侧位。

进一步地，侧位探测器采集到部分正位散射射线后，生成相对应的正位散射蒙片影像并保存在系统内存中以调用。

正位散射蒙片影像：

在步骤S102中，在影像的第2帧，侧位探测器采集到侧位透射射线的强度公式为：

正位探测器采集到的部分侧位散射射线的强度公式为：

进一步地，正位探测器采集到的部分侧位散射射线后，生成相对应的侧位散射蒙片影像并保存在系统内存中以调用。

侧位散射蒙片影像：

步骤S103：在影像的第N帧，正位球管和侧位球管同时曝光以分别产生正位入射射线和侧位入射射线，正位探测器和侧位探测器同时进行射线采集，将正位探测器采集到的第一混合射线滤除部分侧位散射射线后进行转化以形成正位影像，以及，将侧位探测器采集到的第二混合射线滤除部分正位散射射线后进行转化以形成侧位影像，其中，N为大于2的整数。

需要说明的是，影像的帧数指的是探测器读取的影像的帧数，这个影像帧数与X光机的控制中心的时钟也是相对应的。

在本申请中，当正位球管曝光和侧位球管曝光同时曝光时，正位影像链和侧位影像链会互相产生散射干扰，因此，正位探测器在进行正位透射射线采集时，还会采集到部分侧位散射射线，相应地，侧位探测器在进行侧位透射射线采集时，还会采集到部分正位散射射线。

进一步地，第一混合射线包括两个部分：一部分是正位球管单独曝光时，正位探测器采集到的正位透射射线；另一部分是侧位球管单独曝光时，正位探测器采集到的部分侧位散射射线。

具体地，第一混合射线的射线强度公式为：

式中，AP表示正位，LT表示侧位，I_AP表示正位透射的射线强度，I_OAP表示正位入射的射线强度，I_OLT表示侧位入射的射线强度，L_AP表示正位射线穿过的人体厚度，L_LT表示侧位射线穿过的人体厚度，τ_AP表示射线在人体正位时的吸收衰减系数，σ_AP表示射线在人体正位时的散射衰减系数，σ_LT表示射线在人体侧位时的散射衰减系数。

进一步地，将正位探测器采集到的第一混合射线滤除部分侧位散射射线(即侧位散射蒙片)后进行转化，以使计算机显示无干扰的人体正位影像。

具体地，第一混合射线滤除部分侧位散射射线后的射线强度公式为：

进一步地，第二混合射线包括两个部分：一部分是侧位球管单独曝光时，侧位探测器采集到的侧位透射射线；另一部分是正位球管单独曝光时，侧位探测器采集到的部分正位散射射线。

具体地，第二混合射线的射线强度公式为：

式中，AP表示正位，LT表示侧位，I_LT表示侧位透射的射线强度，I_OLT表示侧位入射的射线强度，I_OAP表示正位入射的射线强度，L_LT表示侧位射线穿过的人体厚度，L_AP表示正位射线穿过的人体厚度，τ_LT表示射线在人体侧位时的吸收衰减系数，σ_LT表示射线在人体侧位时的散射衰减系数，σ_AP表示射线在人体正位时的散射衰减系数。

进一步地，将侧位探测器采集到的第二混合射线滤除部分正位散射射线(即正位散射蒙片)后进行转化，以使计算机显示无干扰的人体侧位影像。

具体地，第二混合射线滤除部分正位散射射线后的射线强度公式为：

采用本申请中的双路影像链曝光控制方法，在影像的第1帧，正位球管单独曝光，使侧位探测器能够采集到部分正位散射射线；在影像的第2帧，侧位球管单独曝光，使正位探测器能够采集到部分侧位散射射线；在影像的第三帧至第N帧，正位球管曝光和侧位球管曝光同时曝光，双路影像链互相产生散射干扰时，将正位探测器在第三帧至第N帧中采集到的第一混合射线滤除在第二帧中采集到的部分侧位散射射线后，正位探测器即可将滤除后的第一混合射线进行转化以使计算机显示无干扰的人体正位影像；同时，将侧位探测器在第三帧至第N帧中采集到的第二混合射线滤除在第一帧中采集到的部分正位散射射线后，侧位探测器即可将滤除后的第二混合射线进行转化以使计算机显示无干扰的人体侧位影像。

下述为本申请装置实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本发明方法实施例。

如图3所示，本申请的一个实施例提供了一种双路影像链曝光控制装置，该控制装置包括正位球管31、侧位球管32、正位探测器33和侧位探测器34。

其中：

正位球管31，用于正位曝光以产生正位入射射线；

侧位球管32，用于侧位曝光以产生侧位入射射线；

正位探测器33，用于当正位球管单独曝光时，对正位透射射线进行采集；以及用于当侧位球管单独曝光时，对部分侧位散射射线进行采集；以及用于当正位球管和侧位球管同时曝光时，进行射线采集，并将采集到的第一混合射线滤除部分侧位散射射线后转化以形成正位影像；

侧位探测器34，用于当侧位球管单独曝光时，对侧位透射射线进行采集；以及用于当正位球管单独曝光时，对部分正位散射射线进行采集；以及用于当正位球管和侧位球管同时曝光时，进行射线采集，并将采集到的第二混合射线滤除部分正位散射射线后转化以形成侧位影像。

本申请的一个实施例还提供了一种终端，包括存储器和处理器，存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器运行计算机程序时执行上述图2所示的双路影像链曝光控制方法。

具体地，处理器可以是CPU，通用处理器，DSP，ASIC，FPGA或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。

具体地，处理器通过总线与存储器连接，总线可包括通路，以用于传送信息。总线可以是PCI总线或EISA总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。

存储器可以是ROM或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。

可选的，存储器用于存储执行本申请方案的计算机程序的代码，并由处理器来控制执行。处理器用于执行存储器中存储的应用程序代码，以实现图3所示实施例提供的双路影像链曝光控制装置的动作。

本申请的一个实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在计算机程序被处理器运行时控制存储介质所在终端执行上述图2所示的双路影像链曝光控制方法。

以上所描述的装置实施例仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种双路影像链曝光控制方法，其特征在于，包括：

步骤S101：在影像的第1帧，正位球管单独曝光以产生正位入射射线，正位探测器进行正位透射射线采集，侧位探测器进行部分正位散射射线采集；

步骤S102：在影像的第2帧，侧位球管单独曝光以产生侧位入射射线，侧位探测器进行侧位透射射线采集，正位探测器进行部分侧位散射射线采集；

步骤S103：在影像的第N帧，所述正位球管和所述侧位球管同时曝光以分别产生所述正位入射射线和所述侧位入射射线，所述正位探测器和所述侧位探测器同时进行射线采集，将所述正位探测器采集到的第一混合射线滤除所述部分侧位散射射线后进行转化以形成正位影像，以及，将所述侧位探测器采集到的第二混合射线滤除所述部分正位散射射线后进行转化以形成侧位影像，其中，N为大于2的整数。

2.根据权利要求1所述的双路影像链曝光控制方法，其特征在于，所述步骤S101包括：

所述侧位探测器采集所述部分正位散射射线后，生成相对应的正位散射蒙片影像并保存在系统内存中以调用。

3.根据权利要求1所述的双路影像链曝光控制方法，其特征在于，所述步骤S102包括：

所述正位探测器采集所述部分侧位散射射线后，生成相对应的侧位散射蒙片影像并保存在系统内存中以调用。

4.根据权利要求1所述的双路影像链曝光控制方法，其特征在于，所述第一混合射线的射线强度公式为：

式中，AP表示正位，LT表示侧位，I_AP表示正位透射的射线强度，I_OAP表示正位入射的射线强度，I_OLT表示侧位入射的射线强度，L_AP表示正位射线穿过的人体厚度，L_LT表示侧位射线穿过的人体厚度，τ_AP表示射线在人体正位时的吸收衰减系数，σ_AP表示射线在人体正位时的散射衰减系数，σ_LT表示射线在人体侧位时的散射衰减系数。

5.根据权利要求4所述的双路影像链曝光控制方法，其特征在于，所述第一混合射线滤除所述部分侧位散射射线后的射线强度公式为：

式中，I_MaskLT表示侧位散射蒙片影像。

6.根据权利要求1所述的双路影像链曝光控制方法，其特征在于，所述第二混合射线的射线强度公式为：

式中，AP表示正位，LT表示侧位，I_LT表示侧位透射的射线强度，I_OLT表示侧位入射的射线强度，I_OAP表示正位入射的射线强度，L_LT表示侧位射线穿过的人体厚度，L_AP表示正位射线穿过的人体厚度，τ_LT表示射线在人体侧位时的吸收衰减系数，σ_LT表示射线在人体侧位时的散射衰减系数，σ_AP表示射线在人体正位时的散射衰减系数。

7.根据权利要求6所述的双路影像链曝光控制方法，其特征在于，所述第二混合射线滤除所述部分正位散射射线后的射线强度公式为：

式中，I_MaskAP表示正位散射蒙片影像。

8.一种双路影像链曝光控制装置，其特征在于，包括：

正位球管，用于正位曝光以产生正位入射射线；

侧位球管，用于侧位曝光以产生侧位入射射线；

正位探测器，用于当所述正位球管单独曝光时，对正位透射射线进行采集；以及用于当所述侧位球管单独曝光时，对部分侧位散射射线进行采集；以及用于当所述正位球管和所述侧位球管同时曝光时，进行射线采集，并将采集到的第一混合射线滤除所述部分侧位散射射线后转化以形成正位影像；

侧位探测器，用于当所述侧位球管单独曝光时，对侧位透射射线进行采集；以及用于当所述正位球管单独曝光时，对部分正位散射射线进行采集；以及用于当所述正位球管和所述侧位球管同时曝光时，进行射线采集，并将采集到的第二混合射线滤除所述部分正位散射射线后转化以形成侧位影像。

9.一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器运行所述计算机程序时执行权利要求1至7中任一项所述的双路影像链曝光控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序被处理器运行时控制所述存储介质所在终端执行权利要求1至7中任一项所述的双路影像链曝光控制方法。

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