CN113749673A - 宠物dr智能体厚测量和全自动剂量设置的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本专利公开了一种宠物DR智能体厚测量和全自动剂量设置的方法及其装置，所述方法包括：智能体厚测量；自动剂量设置；自动曝光采集图像。所述装置包括智能体厚采集装置，智能体厚计算模块，体厚信息通讯模块，自动剂量设置模块，DR曝光采集装置。本专利采用一种宠物DR智能体厚测量和全自动剂量设置的方法及其装置，通过智能摄像头采集数据，智能计算宠物体厚，反馈给DR设备体厚信息，自动进行相对应体厚的剂量设置，医生只需触发DR设备曝光，就可以采集到剂量合适的图像；该方法简化了宠物DR的工作流程，降低了工作难度，使宠物DR更容易上手操作。

Description

宠物DR智能体厚测量和全自动剂量设置的方法及其装置
技术领域
本发明涉及宠物DR成像的医疗设备领域，具体的说是一种宠物DR智能体厚测量和全自动剂量设置的方法及其装置。
背景技术
传统的宠物DR曝光采集是利用量尺手动测量动物拍摄厚度，然后通过经验值计算出厚度对应的曝光剂量，设置到DR装置上进行曝光，操作工序较复杂。当然不同宠物DR的曝光剂量不同，宠物医院还需要根据不同的宠物DR设置不同的曝光剂量，从而达到较好的图像质量；因此针对不同的DR设备，需要重新培养经验值，相对宠物医生比较耗时。
发明内容
本发明主要针对提高宠物医生临床操作的便捷性和广泛性，提供一种宠物DR智能体厚测量和全自动剂量设置的方法及其装置，该方法可以自动测量宠物体厚并设置所需的曝光剂量，并提供一种使用该方法来实现该方法的装置；通过智能摄像头采集数据，智能计算宠物体厚，反馈给DR设备体厚信息，自动进行相对应体厚的剂量设置，医生只需触发DR设备曝光，就可以采集到剂量合适的图像。该方法简化了宠物DR的工作流程，降低了工作难度，使宠物DR更容易上手操作。
常规宠物医生会采用尺子来量取待检查宠物的体厚值，然后利用自己的经验值进行曝光剂量的设置。采用本发明的方法和装置，医生只需要把待检查宠物放置在成像区域内，设备会自动测量体厚并自动设置曝光剂量，大大减轻了医生的工作量。
本发明采用的是一种智能摄像头和宠物DR相结合的方式，利用智能摄像头提供的深度图像和RGB图像，测量并计算出待检查宠物的体厚，并根据体厚自动关联剂量映射表，使X射线发生装置可以设置满足该体厚的曝光剂量。
本发明的一种宠物DR智能体厚测量和全自动剂量设置的方法，包括以下步骤：
有效体厚测量区域校正：校正并获取设备中有效体厚测量的成像区域；
智能体厚计算：利用智能摄像头采集图像，计算系统中宠物的体厚值；
自动剂量曝光设置：根据宠物所需曝光部位，利用其体厚信息，自动反馈并设置其所需要的曝光剂量和曝光条件。
优选地，其中有效体厚测量区域校正，具体为：利用宠物DR设备中的限束器光野，放置四个刚性线性物体，使其刚好位于光野边缘区域，采用安装的智能摄像头采集RGB图像，计算出限束器光野范围在摄像头成像中的位置，即有效体厚测量区域。
优选地，其中智能体厚计算，具体为：
深度图像获取：采用智能摄像头，实时获取DR设备待检查宠物的深度图像；
将待检查宠物放置在拍摄床体上，启动计算机系统软件，选择所需要拍摄的部位，启动摄像头视频采集功能，实时获取待检查宠物的深度图像。
有效成像区域获取：采用校正获取到的有效体厚测量区域，在深度图像中截取有效计算区域图像数据；
根据已在系统中配置的有效体厚测量区域，选择实时采集的深度图像的有效体厚测量区域。
体厚测量：根据宠物深度图像，实时计算待检查宠物当前的身体厚度值；
利用深度直方图方法计算待检查宠物感兴趣区域的深度值，利用床体深度平均值为床体深度值，采用差值方式得到待检查宠物的体厚值。
优选地，其中深度图像获取，具体为：
在DR设备中安装并使用智能摄像头，并通过上位机采集软件启动摄像头，实时采集摄像头成像范围内的深度图像；
其中有效成像区域获取，具体为：
根据校正获取到的有效体厚测量区域，在实时采集的深度图像中获取到该图像中的有效体厚测量区域；
其中体厚测量，具体为：
深度摄像头采集视野范围内所有物体的深度值，形成深度图像。根据有效体厚测量区域，获取有效体厚测量区域的深度数据ID，计算该区域的深度值的直方图：
Figure BDA0002943230810000031
其中n为像素总数，nk为深度级Sk的像素个数，P(Sk)表示深度级为Sk的直方图；
设定判定阈值，在满足大于判定阈值的直方图区域中，获取最小深度值，即待检测宠物感兴趣区域的深度值；
大于判定阈值的直方图区域公式如下：
H(index)＝Sk，if(P(Sk)＞T)
其中，公式中的H(index)表示满足阈值的直方图区域合集，index对应满足阈值的深度值；
最小深度值DROI计算公式为：
DROI＝min(index)
即为我们我们测量到的感兴趣区域的深度值；
通过阈值分割，如常规使用的OTSU大律法分割等方法，获取深度图像中宠物成像部分和床体部分，获取床体部分的平均深度值DBed；
待检测宠物的体厚值TPet；计算公式如下：
TPet＝DBed-DROI。
优选地，其中自动剂量曝光设置，具体为，根据计算的体厚值，查找对应曝光剂量，在映射表中查找对应剂量和曝光条件，并将体厚值和对应的剂量和曝光条件显示在操作界面上，通过RS232串口通讯方式设置预曝光剂量，使设备处于准备曝光状态。
等待宠物医生按下曝光手柄时，即可完成曝光并采集图像操作。
一种宠物DR智能体厚测量和自动剂量设置的装置，包括：
智能体厚采集装置：用于采集和计算体厚的装置；
有效体厚测量区域校正模块：通过校正获取有效体厚测量区域；
智能体厚计算模块：实时计算待检测宠物的体厚值；
自动剂量曝光设置模块：根据体厚值，设置X射线曝光参数，并设置给X射线发生装置；
X射线发生装置：产生X射线的装置；
X射线成像系统模块：可产生X射线图像，并能供用户操作的计算机软件系统。
优选地，所述智能体厚采集装置，具体为：
采用一种可以实时采集RGB图像和深度图像的智能摄像头装置，安装在限束器中，并连接计算机系统；由计算机采集软件启动摄像头，进行智能体厚采集。
优选地，所述有效体厚测量区域校正模块，具体为：
设定校正方式和校正物体，利用宠物DR设备中的限束器光野，放置四个刚性线性物体，使其刚好位于光野边缘区域，在实时采集到的RGB图像中，计算出限束器光野范围在摄像头成像中的位置，即有效体厚测量区域。
优选地，所述智能体厚计算模块，具体包括：
深度图像获取单元：计算机采集软件启动摄像头，实时获取DR设备待检查宠物的深度图像数据；
有效成像区域获取单元：根据有效体厚测量区域，获取实时深度图像数据中的有效体厚测量区域。
体厚测量单元：在有效体厚测量区域中，通过计算待检测宠物感兴趣区域深度值，和DR设备床体深度值，两者的深度差作为待检查宠物当前的身体厚度值。
优选地，所述自动剂量曝光设置模块，具体为：
根据软件计算的体厚值，在映射表中查找对应剂量和曝光条件，并将体厚值和对应的剂量和曝光条件显示在操作界面上，通过RS232串口通讯方式设置预曝光剂量，使设备处于准备曝光状态。
本发明所述方法和装置，通过在常规宠物DR设备上安装智能摄像头，采集并计算待检查宠物在拍摄床体上的体厚信息，根据体厚与曝光剂量映射表，通过RS232串口通讯方式设置X射线发生装置的预曝光剂量，使宠物DR处于准备曝光状态。宠物医生仅需按下曝光手柄，即可完成通过X射线成像系统模块采集到的图像，用于临床诊断。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的装置框图；
图3为本发明的设备示意图；
图4为本发明的体厚计算方法示意图；
图中1.曝光手柄，2.智能摄像头，3.所需检查部位，4.拍摄床体，5.曝光手柄，6.X射线成像系统。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明做进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-4所示，本发明所述一种宠物DR智能体厚测量和全自动剂量设置的方法流程如下：
A.有效体厚测量区域校正；
B.智能体厚计算；
C.自动剂量曝光设置。
步骤A：有效体厚测量区域校正。
在宠物DR设备中安装智能摄像头2。在宠物DR设备校正时，利用宠物DR设备中的限束器光野，在床体上放置四个刚性线性物体，使其刚好位于光野边缘区域，利用X射线成像系统6，启动智能摄像头，采集此时的RGB图像，计算出限束器光野范围在摄像头成像中的位置，即有效体厚测量区域。并存储于X射线成像系统中。
步骤B：智能体厚计算。
在需要进行宠物检查时，将宠物放置在拍摄床体4上，打开限束器，使其所需检查部位3暴露在限束器的光野下方。
开启X射线成像系统，启动智能摄像头，进行实时深度图像采集，实时获取宠物DR设备中待检查宠物的深度图像；
采用步骤A中存储在系统中的的有效体厚测量区域，在实时采集到的深度图像中获取到该深度图像中有效计算区域。
深度摄像头采集视野范围内所有物体的深度值，形成深度图像。根据有效体厚测量区域，获取有效体厚测量区域的深度数据ID，计算该区域的深度值的直方图：
Figure BDA0002943230810000071
其中n为像素总数，nk为深度级Sk的像素个数，P(Sk)表示深度级为Sk的直方图。
设定判定阈值，在满足大于判定阈值的直方图区域中，获取最小深度值，即待检测宠物感兴趣区域的深度值。
大于判定阈值的直方图区域公式如下：
H(index)＝Sk，if(P(Sk)＞T)
其中，公式中的H(index)表示满足阈值的直方图区域合集，index对应满足阈值的深度值。
最小深度值DROI计算公式为：
DROI＝min(index)
即为我们我们测量到的感兴趣区域的深度值。
通过阈值分割，如常规使用的OTSU大律法分割等方法，获取深度图像中宠物成像部分和床体部分，获取床体部分的平均深度值DBed。
待检测宠物的体厚值TPet示意图可见图4，计算公式如下：
TPet＝DBed-DROI
步骤C：自动剂量曝光设置。
根据计算的体厚值，查找对应曝光剂量，在映射表中查找对应剂量和曝光条件，并将体厚值和对应的剂量和曝光条件显示在操作界面上，通过RS232串口通讯方式设置预曝光剂量，使X射线发生装置1更改曝光剂量，并使设备处于准备曝光状态。
基于以上的步骤，完成了一次待检查宠物智能体厚测量和全自动剂量设置的操作。宠物医生只要按下曝光手柄5，即可完成曝光操作，采集到满足诊断需求的临床图像。
如图2所示，本发明的装置包括：
智能体厚采集装置：用于采集和计算体厚的装置；
有效体厚测量区域校正模块：通过校正获取有效体厚测量区域；
智能体厚计算模块：实时计算待检测宠物的体厚值；
自动剂量曝光设置模块：根据体厚值，设置X射线曝光参数，并设置给X射线发生装置；
X射线发生装置：产生X射线的装置；
X射线成像系统模块：可产生X射线图像，并能供用户操作的计算机软件系统。
各模块及单元的工作方式与方法实施例中方法操作步骤对应，这里不再赘述。
本发明实施例中所述模块和单元可以是或者也可以不是物理分开的，可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来达到本实施例方案的目的。按照本发明的上述步骤，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

Claims (10)

1.一种宠物DR智能体厚测量和自动剂量设置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
有效体厚测量区域校正：校正并获取设备中有效体厚测量的成像区域；
智能体厚计算：利用智能摄像头采集图像，计算系统中宠物的体厚值；
自动剂量曝光设置：根据宠物所需曝光部位，利用其体厚信息，自动反馈并设置其所需要的曝光剂量和曝光条件。
2.根据权利要求1所述的一种宠物DR智能体厚测量和自动剂量设置的方法，其特征在于，其中有效体厚测量区域校正，具体为：
利用宠物DR设备中的限束器光野，放置四个刚性线性物体，使其刚好位于光野边缘区域，采用安装的智能摄像头采集RGB图像，计算出限束器光野范围在摄像头成像中的位置，即有效体厚测量区域。
3.根据权利要求1所述的一种宠物DR智能体厚测量和自动剂量设置的方法，其特征在于，其中智能体厚计算，具体为：
深度图像获取：采用智能摄像头，实时获取DR设备待检查宠物的深度图像；
有效成像区域获取：采用校正获取到的有效体厚测量区域，在深度图像中截取有效计算区域图像数据；
体厚测量：根据宠物深度图像，实时计算待检查宠物当前的身体厚度值。
4.根据权利要求3中所述的一种宠物DR智能体厚测量和自动剂量设置的方法，其特征在于，
其中深度图像获取，具体为：
在DR设备中安装并使用智能摄像头，并通过上位机采集软件启动摄像头，实时采集摄像头成像范围内的深度图像；
其中有效成像区域获取，具体为：
根据校正获取到的有效体厚测量区域，在实时采集的深度图像中获取到该图像中的有效体厚测量区域；
其中体厚测量，具体为：
深度摄像头采集视野范围内所有物体的深度值，形成深度图像。根据有效体厚测量区域，获取有效体厚测量区域的深度数据ID，计算该区域的深度值的直方图：
Figure FDA0002943230800000021
其中n为像素总数，nk为深度级Sk的像素个数，P(Sk)表示深度级为Sk的直方图；
设定判定阈值，在满足大于判定阈值的直方图区域中，获取最小深度值，即待检测宠物感兴趣区域的深度值；
大于判定阈值的直方图区域公式如下：
H(index)＝Sk，if(P(Sk)＞T)
其中，公式中的H(index)表示满足阈值的直方图区域合集，index
对应满足阈值的深度值；
最小深度值DROI计算公式为：
DROI＝min(index)
即为我们我们测量到的感兴趣区域的深度值；
通过阈值分割，如常规使用的OTSU大律法分割等方法，获取深度图像中宠物成像部分和床体部分，获取床体部分的平均深度值
DBed；
待检测宠物的体厚值TPet；计算公式如下：
TPet＝DBed-DROI。
5.根据权利要求1中所述的一种宠物DR智能体厚测量和自动剂量设置的方法，其特征在于，其中自动剂量曝光设置，具体为：
根据计算的体厚值，查找对应曝光剂量，在映射表中查找对应剂量和曝光条件，并将体厚值和对应的剂量和曝光条件显示在操作界面上，通过RS232串口通讯方式设置预曝光剂量，使设备处于准备曝光状态。
6.一种宠物DR智能体厚测量和自动剂量设置的装置，其特征在于，包括：
智能体厚采集装置：用于采集和计算体厚的装置；
有效体厚测量区域校正模块：通过校正获取有效体厚测量区域；
智能体厚计算模块：实时计算待检测宠物的体厚值；
自动剂量曝光设置模块：根据体厚值，设置X射线曝光参数，并设置给X射线发生装置；
X射线发生装置：产生X射线的装置；
X射线成像系统模块：可产生X射线图像，并能供用户操作的计算机软件系统。
7.根据权利要求6所述的一种宠物DR智能体厚测量和自动剂量设置的装置，其特征在于，所述智能体厚采集装置，具体为：
采用一种可以实时采集RGB图像和深度图像的智能摄像头装置，安装在限束器中，并连接计算机系统；由计算机采集软件启动摄像头，进行智能体厚采集。
8.根据权利要求7所述的一种宠物DR智能体厚测量和自动剂量设置的装置，其特征在于，所述有效体厚测量区域校正模块，具体为：
设定校正方式和校正物体，利用宠物DR设备中的限束器光野，放置四个刚性线性物体，使其刚好位于光野边缘区域，在实时采集到的RGB图像中，计算出限束器光野范围在摄像头成像中的位置，即有效体厚测量区域。
9.根据权利要求7所述的一种宠物DR智能体厚测量和自动剂量设置的装置，其特征在于，所述智能体厚计算模块，具体包括：
深度图像获取单元：计算机采集软件启动摄像头，实时获取DR设备待检查宠物的深度图像数据；
有效成像区域获取单元：根据有效体厚测量区域，获取实时深度图像数据中的有效体厚测量区域。
体厚测量单元：在有效体厚测量区域中，通过计算待检测宠物感兴趣区域深度值，和DR设备床体深度值，两者的深度差作为待检查宠物当前的身体厚度值。
10.根据权利要求7所述的一种宠物DR智能体厚测量和自动剂量设置的装置，其特征在于，所述自动剂量曝光设置模块，具体为：
根据软件计算的体厚值，在映射表中查找对应剂量和曝光条件，并将体厚值和对应的剂量和曝光条件显示在操作界面上，通过RS232串口通讯方式设置预曝光剂量，使设备处于准备曝光状态。
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Inventor after: Ye Zhongguang

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