CN115177276A - 一种x射线成像系统及其影像采集方法 - Google Patents

一种x射线成像系统及其影像采集方法 Download PDF

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CN115177276A CN202210823864.8A CN202210823864A CN115177276A CN 115177276 A CN115177276 A CN 115177276A CN 202210823864 A CN202210823864 A CN 202210823864A CN 115177276 A CN115177276 A CN 115177276A
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Shanghai Taoying Medical Technology Co ltd
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Abstract

本发明提供一种X射线成像系统，包括：第一X光源，其发射的X射线穿过预设的检测部位投至第一接收器的接收板上；第二X光源，其发射的X射线穿过预设的检测部位投至第二接收器的接收板上；控制器，与第一X光源、第二X光源、第一接收器和第二接收器分别电连接，用于控制第一X光源、第二X光源、第一接收器和第二接收器分别在第一导向机构、第二导向机构、第三导向机构和第四导向机构上的位移；在检测过程中，第一X光源、第一接收器和预设的检测部位呈直线设置，第二X光源、第二接收器和预设的检测部位呈直线设置，第一X光源和第二X光源发射的X射线穿过预设的检测部位投至第一接收器和第二接收器的接收板上。该系统能够提供病灶处俯视/仰视影像。

Description

一种X射线成像系统及其影像采集方法
技术领域
本发明属于医学检测技术领域，尤其涉及一种X射线成像系统及其影像采集方法。
背景技术
X射线成像系统是现代医疗基础性的诊断设备，X射线从发射端出射后，透过不同部位的人体组织，然后在探测器上的相应位置被接收。通过分析探测器上的结果，我们就能获得对应人体部位的内部信息。可以广泛应用于胸部、骨关节、乳腺疾病、胆系和泌尿系统结石、消化、呼吸、泌尿、心血管系统疾病的临床诊断。在临床医学上患者病患部位的俯视图/仰视图，具有很高的参考价值，目前医护人员大多采用DR(Digit Radiography，数字化摄影)类产品通过调节X射线源的角度来获取俯视/仰视影像，但是DR类产品成本高昂，且获取的影像为单视角影像，无法高度准确的反映病灶处的真实情况。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种X射线成像系统，该系统能够向医护人员提供多个视角的病灶的影像，有助于高度准确反映病灶处的真实情况，并且成本相较于DR类产品较低。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种X射线成像系统，包括：设置于第一导向机构上的第一X光源，用于发射X射线，其发射的X射线穿过预设的检测部位投至设置于第三导向机构上的第一接收器的接收板上；设置于第二导向机构上的第二X光源，用于发射X射线，其发射的X射线穿过预设的检测部位投至设置于第四导向机构上的第二接收器的接收板上；控制器，与所述第一X光源、所述第二X光源、所述第一接收器和所述第二接收器分别电连接，用于控制所述第一X光源、所述第二X光源、所述第一接收器和所述第二接收器分别在第一导向机构、第二导向机构、第三导向机构和第四导向机构上的位移；其中，在检测过程中，所述第一X光源、所述第一接收器和预设的检测部位呈直线设置，所述第二X光源、所述第二接收器和预设的检测部位呈直线设置，所述第一X光源和所述第二X光源发射的X射线穿过预设的检测部位投至第一接收器和第二接收器的接收板上。
在本发明的一个实施例中，所述第一X光源、所述第一接收器和预设的检测部位所在直线与预设的检测部位所在水平线呈一定夹角，所述第二X光源、所述第二接收器和预设的检测部位所在直线与预设的检测部位所在水平线呈一定夹角。
在本发明的一个实施例中，所述第一X光源和所述第二X光源分别通过一角度调整机构与所述第一导向机构和所述第三导向机构连接，所述角度调整机构与所述控制器电连接并在控制器电信号的驱动下，控制所述第一X光源和所述第二X光源进行角度旋转运动。
在本发明的一个实施例中，所述控制器通过控制所述角度调整机构控制所述第一X光源、所述第一接收器、所述第二X光源和所述第二接收器随着在竖直方向的位移变化进行角度旋转。
在本发明的一个实施例中，所述控制器通过控制所述角度调整机构控制所述第一X光源、所述第一接收器、所述第二X光源和所述第二接收器旋转的过程中，所述第一X光源和所述第一接收器位置所在直线垂直于所述第一接收器的接收板所在平面，所述第二X光源和所述第二接收器位置所在直线垂直于所述第二接收器的接收板所在平面。
在本发明的一个实施例中，所述控制器通过控制所述角度调整机构控制所述第一X光源、所述第一接收器、所述第二X光源和所述第二接收器旋转的过程中，所述第一X光源和所述第二X光源采用序列曝光/脉冲透视的形式发射X射线，所述第一接收器和所述第二接收器接收穿过预设的检测部位的X射线以获取连续影像。
基于相同的构思，本发明还提供一种基于X射线成像系统的影像采集方法，应用于所述的X射线成像系统，包括以下步骤：确定待检测部位的位置坐标；基于所述位置坐标调节所述第一X光源、所述第一接收器、所述第二X光源和所述第二接收器在竖直方向上的位移，其中，所述第一X光源、所述第一接收器和待检测部位呈直线设置，所述第二X光源、所述第二接收器和待检测部位呈直线设置；通过角度调整机构调节所述第一X光源和第二X光源的X射线发射角度；待所述第一X光源、第二X光源、第一接收器和第二接收器到达预设位置，并且在所述第一光源和所述第二光源调整好角度的情况下，第一X光源和第二X光源发射X射线，所述第一接收器和所述第二接收器产生俯视和/或仰视静态影像。
基于相同的构思，本发明还提供一种基于X射线成像系统的影像采集方法，应用于所述的X射线成像系统，包括以下步骤：确定待检测部位的位置坐标；基于所述位置坐标调节所述第一X光源、所述第一接收器、所述第二X光源和所述第二接收器在竖直方向上的位移，其中，所述第一X光源、所述第一接收器和待检测部位呈直线设置，所述第二X光源、所述第二接收器和待检测部位呈直线设置；通过角度调整机构调节所述第一X光源和第二X光源的X射线发射角度，并调整所述第一接收器和第二接收器的接收板旋转角度；所述第一X光源和所述第二X光源采用序列曝光/脉冲透视的形式发射X射线，所述第一接收器和所述第二接收器产生俯视和/或仰视动态影像。
基于相同的构思，本发明还提供一种电子设备，包括：存储器，用于存储处理程序；处理器，执行所述处理程序时实现所述的基于X射线成像系统的影像采集方法。
基于相同的构思，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有处理程序，所述处理程序被处理器执行时实现所述的基于X射线成像系统的影像采集方法。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
1、本发明通过将所述第一X光源、所述第一接收器和预设的检测部位所在直线与预设的检测部位所在水平线呈一定夹角，和将所述第二X光源、所述第二接收器和预设的检测部位所在直线与预设的检测部位所在水平线呈一定夹角设置，能够同时获得待检测部位不同角度、不同视角下的动态影像，可以更加准确、方便的进行待检测部位的三维重建，进而有利于更加真实的反映病灶处的情况，提高诊断的准确性。
2、通过设置角度调整机构，能够使得获取的影像便于三维重建以还原病灶的真实情况。
3、本发明采用序列曝光/脉冲透视的形式，在X光源和接收器几何位置关系发生变化的同时，进行影像的获取，可以同时获得待检测部位多视角，连续角度变化的影像。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
图1为本发明一种X射线成像系统示意图；
图2为本发明一种X射线成像系统俯视图；
图3为本发明一实施例中的X射线成像系统的影像采集方法示意图；
图4为本发明一实施例中的X射线成像系统的影像采集方法示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
第一实施例
如图1所示，一种X射线成像系统，包括：设置于第一导向机构100上的第一X光源101，用于发射X射线，其发射的X射线穿过预设的检测部位投至设置于第三导向机构300上的第一接收器301的接收板上；设置于第二导向机构200上的第二X光源201，用于发射X射线，其发射的X射线穿过预设的检测部位投至设置于第四导向机构400上的第二接收器401的接收板上；控制器，与所述第一X光源101、所述第二X光源201、所述第一接收器301和所述第二接收器401分别电连接，用于控制所述第一X光源101、所述第二X光源201、所述第一接收器301和所述第二接收器401分别在第一导向机构100、第二导向机构200、第三导向机构300和第四导向机构400上的位移；其中，在检测过程中，所述第一X光源101、所述第一接收器301和预设的检测部位呈直线设置，所述第二X光源201、所述第二接收器401和预设的检测部位呈直线设置，所述第一X光源101和所述第二X光源201发射的X射线穿过预设的检测部位投至第一接收器301和第二接收器401的接收板上。
如图2所示，为本实施例的俯视图。在本实施例中，将第一X光源101、第一接收器301和预设的检测部位呈直线设置，第二X光源201、第二接收器401和预设的检测部位呈直线设置，可以通过调整第一X光源101、第二X光源201发射X射线的角度，使得X射线能够穿过预设的检测部位投射至接收器(第一接收器301、第二接收器401)上。
优选的，所述第一X光源101、所述第一接收器301和预设的检测部位所在直线与预设的检测部位所在水平线呈一定夹角，所述第二X光源201、所述第二接收器401和预设的检测部位所在直线与预设的检测部位所在水平线呈一定夹角。
如图3所示，为本实施例的一个优选方案，仅示出第一X光源101、待检测部位以及第一接收器301的相对位置。图中所示的位置1、2、3为示例性的，所述第一X光源101与待检测部位以及第一接收器301始终呈直线设置。由于在位置1和位置3的情况下，X射线并不完全垂直于待检测部位，可以获取部分待检测部位的俯视/仰视的影像，并且第二X光源201也可以获取相对侧部分待检测部位的俯视/仰视的影像，经过软件处理合成之后，可以获取多个角度、多个视角下的动态三维影像，更加能够高度还原病灶的真实影像，有利于疾病的诊断。
优选的，所述第一X光源101、所述第一接收器301、所述第二X光源201和所述第二接收器401分别通过一角度调整机构与所述第一导向机构100、第三导向机构300、第二导向机构200和第四导向机构400连接，所述角度调整机构与所述控制器电连接并在控制器电信号的驱动下，控制所述第一X光源101、所述第一接收器301、所述第二X光源201和所述第二接收器401进行旋转运动。
如图3所示，通过所述角度旋转机构，便于调整X射线的发射角度以及接收器(第一接收器301、第二接收器401)的角度，以便于根据软件处理的需求，通过调整角度调整机构，能够使得获取的多个角度的影像便于软件的三维重建，以还原病灶的真实情况。
具体的，连接第一X光源101的角度调整机构通过Z轴移动电机与第一导向机构100连接，角度调整机构为一角度调整电机，Z轴移动电机和角度调整电机均与控制器电连接，第一X光源101与所述角度调整电机连接，控制器通过控制Z轴移动电机控制第一X光源在竖直方向上的位移，通过控制角度调整电机控制第一X光源101的角度调整。实现X射线路径与待检测部位之间角度的变化。并可以在角度变化的同时，进行序列曝光或者脉冲透视方式摄影，获取多视角，连续角度变化的影像。对于第二X光源201与上述第一X光源101类似，在此不再赘述。
优选的，所述控制器通过控制所述角度调整机构控制所述第一X光源101、所述第一接收器301、所述第二X光源201和所述第二接收器401随着在竖直方向的位移变化进行角度旋转。
具体来说，可以预先设置程序，在所述第一X光源101、所述第一接收器301、所述第二X光源201和所述第二接收器401到达在竖直方向上相对待检测部位的位移满足预设条件的情况下，角度调整机构进行相应角度的调整，以实现自动获取影像、软件自动处理以合成最终的俯视/仰视合成图像。也可以在所述一X光源101、所述第一接收器301、所述第二X光源201和所述第二接收器401在竖直方向上移动的同时，实时计算需要的旋转角度并进行实时跟随旋转。
优选的，X光源和接收器在竖直方向上做反向位移，同时根据X光源和接收器的位移速度计算出X光源和接收器所需的角度变化数值，控制X光源和接收器做角度变化。
在本实施例的一个优选实施例中，所述控制器通过控制所述角度调整机构控制所述第一X光源101、所述第一接收器301、所述第二X光源201和所述第二接收器401旋转的过程中，所述第一X光源101和所述第一接收器301位置所在直线垂直于所述第一接收器301的接收板所在平面，所述第二X光源201和所述第二接收器401位置所在直线垂直于所述第二接收器401的接收板所在平面。这样有利于后期软件处理以合成最终的俯视/仰视合成图像。当然，这只是本实施例的一个优选方案，所述第一X光源101和所述第一接收器301位置所在直线不垂直于所述第一接收器301的接收板所在平面，所述第二X光源201和所述第二接收器401位置所在直线不垂直于所述第二接收器401的接收板所在平面，只要通过软件算法能够实现图像合成的处理以获取最终的俯视/仰视影像即可。
优选的，所述控制器通过控制所述角度调整机构控制所述第一X光源101、所述第一接收器301、所述第二X光源201和所述第二接收器401旋转的过程中，所述第一X光源101和所述第二X光源201采用序列曝光/脉冲透视的形式发射X射线，所述第一接收器301和所述第二接收器401连续获取待检测部位的影像。采用序列曝光/脉冲透视的形式，在X光源和接收器几何位置关系发生变化的同时，进行影像的获取，可以同时获得待检测部位多视角，连续角度变化的影像。
第二实施例
基于相同的构思，本发明还提供一种基于X射线成像系统的影像采集方法，应用于所述的X射线成像系统，包括以下步骤：
确定待检测部位的位置坐标；
基于所述位置坐标调节所述第一X光源101、所述第一接收器301、所述第二X光源201和所述第二接收器401在竖直方向上的位移，其中，所述第一X光源101、所述第一接收器301和待检测部位呈直线设置，所述第二X光源201、所述第二接收器401和待检测部位呈直线设置；
通过角度调整机构调节所述第一X光源101和第二X光源201的X射线发射角度，并调整所述第一接收器301和第二接收器401的角度；
待所述第一X光源101、第二X光源201、第一接收器301和第二接收器401到达预设位置并调整好角度的情况下，第一X光源101和第二X光源201发射X射线，第一接收器301和第二接收器401产生
俯视和/或仰视静态影像。具体的，如图3所示，以第一X光源101和第一接收器301为例，在竖直方向上做反向位移，在到达预设位置的情况下，第一接收器301产生俯视/仰视静态影像。以第二X光源201和第二接收器401为例，在竖直方向上做反向位移，在到达预设位置的情况下，第二接收器401产生俯视/仰视静态影像。经过对第一接收器301的俯视/仰视静态影像和第二接收器401产生的俯视/仰视静态影像进行处理产生俯视/仰视三维静态影像。
在某些情况下，也可以如图4所示，不调整第一接收器301和第二接收器401的旋转角度。只要通过软件算法能够实现图像合成的处理以获取最终的俯视/仰视影像即可。
参看图3，也可以以下述方法来采集影像：具体的，一种基于X射线成像系统的影像采集方法，应用于所述的X射线成像系统，包括以下步骤：
确定待检测部位的位置坐标；
基于所述位置坐标调节所述第一X光源101、所述第一接收器301、所述第二X光源201和所述第二接收器401在竖直方向上的位移，其中，所述第一X光源101、所述第一接收器301和待检测部位呈直线设置，所述第二X光源201、所述第二接收器401和待检测部位呈直线设置；
通过角度调整机构调节所述第一X光源101和第二X光源201的X射线发射角度；
所述第一X光源101和所述第二X光源201采用序列曝光/脉冲透视的形式发射X射线，所述第一接收器301和所述第二接收器401产生俯视和/或仰视动态影像。
具体的，X光源和接收器在竖直方向上做反向位移，同时根据X光源和接收器的位移速度计算出X光源和接收器所需的角度变化数值，控制X光源和接收器做角度变化。
在某些情况下，也可以如图4所示，不调整第一接收器301和第二接收器401的旋转角度。只要通过软件算法能够实现图像合成的处理以获取最终的俯视/仰视动态影像即可。
本发明采用序列曝光/脉冲透视的形式，在X光源和接收器几何位置关系发生变化的同时，进行影像的获取，可以同时获得待检测部位多视角，连续角度变化的影像。
由于，人体在长时间静止状态下，可能会发生不自觉的细小位移，该细小位移可能导致图像信息之间的误差，增大三维重建的难度，以及医护人员的判断。本实施例的方法能够在短时间内获得待检测部位更多角度下的动态图像信息。以减少长时间下物体位移带来图像信息的改变。
第三实施例
基于相同的构思，本发明提供一种电子设备，包括：
存储器，用于存储处理程序；处理器，执行所述处理程序时实现所述的基于X射线成像系统的影像采集方法。
基于相同的构思，本发明提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有处理程序，所述处理程序被处理器执行时实现所述的基于X射线成像系统的影像采集方法。
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(可以是个人计算机，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、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random accessmemory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明的实施例，至少具有如下优点：
1、本发明通过将所述第一X光源101、所述第一接收器301和预设的检测部位所在直线与预设的检测部位所在水平线呈一定夹角，和将所述第二X光源201、所述第二接收器401和预设的检测部位所在直线与预设的检测部位所在水平线呈一定夹角设置，能够同时获得待检测部位不同角度、不同视角下的动态影像，可以更加准确、方便的进行待检测部位的三维重建，进而有利于更加真实的反映病灶处的情况，提高诊断的准确性。
2、通过设置角度调整机构，能够使得获取的影像便于三维重建以还原病灶的真实情况。
3、本发明采用序列曝光/脉冲透视的形式，在X光源和接收器几何位置关系发生变化的同时，进行影像的获取，可以同时获得待检测部位多视角，连续角度变化的影像。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种X射线成像系统，其特征在于，包括：
设置于第一导向机构上的第一X光源，用于发射X射线，其发射的X射线穿过预设的检测部位投至设置于第三导向机构上的第一接收器的接收板上；
设置于第二导向机构上的第二X光源，用于发射X射线，其发射的X射线穿过预设的检测部位后投至设置于第四导向机构上的第二接收器的接收板上；
控制器，与所述第一X光源、所述第二X光源、所述第一接收器和所述第二接收器分别电连接，用于控制所述第一X光源、所述第二X光源、所述第一接收器和所述第二接收器分别在第一导向机构、第二导向机构、第三导向机构和第四导向机构上的位移；
其中，在检测过程中，所述第一X光源、所述第一接收器和预设的检测部位呈直线设置，所述第二X光源、所述第二接收器和预设的检测部位呈直线设置，所述第一X光源和所述第二X光源发射的X射线穿过预设的检测部位投至第一接收器和第二接收器的接收板上。
2.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其特征在于，所述第一X光源、所述第一接收器和预设的检测部位所在直线与预设的检测部位所在水平线呈一定夹角，所述第二X光源、所述第二接收器和预设的检测部位所在直线与预设的检测部位所在水平线呈一定夹角。
3.根据权利要求2所述的X射线成像系统，其特征在于，所述第一X光源和所述第二X光源分别通过一角度调整机构与所述第一导向机构和所述第三导向机构连接，所述角度调整机构与所述控制器电连接并在控制器电信号的驱动下，控制所述第一X光源和所述第二X光源进行角度旋转运动。
4.根据权利要求3所述的X射线成像系统，其特征在于，所述控制器通过控制所述角度调整机构控制所述第一X光源、所述第一接收器、所述第二X光源和所述第二接收器随着在竖直方向的位移变化进行角度旋转。
5.根据权利要求3所述的X射线成像系统，其特征在于，所述控制器通过控制所述角度调整机构控制所述第一X光源、所述第一接收器、所述第二X光源和所述第二接收器旋转的过程中，所述第一X光源和所述第一接收器位置所在直线垂直于所述第一接收器的接收板所在平面，所述第二X光源和所述第二接收器位置所在直线垂直于所述第二接收器的接收板所在平面。
6.根据权利要求3所述的X射线成像系统，其特征在于，所述控制器通过控制所述角度调整机构控制所述第一X光源、所述第一接收器、所述第二X光源和所述第二接收器旋转的过程中，所述第一X光源和所述第二X光源采用序列曝光/脉冲透视的形式发射X射线，所述第一接收器和所述第二接收器接收穿过预设的检测部位的X射线以获取连续影像。
7.一种基于X射线成像系统的影像采集方法，其特征在于，应用于权利要求1-6任意一项所述的X射线成像系统，包括以下步骤：
确定待检测部位的位置坐标；
基于所述位置坐标调节所述第一X光源、所述第一接收器、所述第二X光源和所述第二接收器在竖直方向上的位移，其中，所述第一X光源、所述第一接收器和待检测部位呈直线设置，所述第二X光源、所述第二接收器和待检测部位呈直线设置；
通过角度调整机构调节所述第一X光源和第二X光源的X射线发射角度；
待所述第一X光源、第二X光源、第一接收器和第二接收器到达预设位置，并且在所述第一光源和所述第二光源调整好角度的情况下，第一X光源和第二X光源发射X射线，所述第一接收器和所述第二接收器产生俯视和/或仰视静态影像。
8.一种基于X射线成像系统的影像采集方法，其特征在于，应用于权利要求1-6任意一项所述的X射线成像系统，包括以下步骤：
确定待检测部位的位置坐标；
基于所述位置坐标调节所述第一X光源、所述第一接收器、所述第二X光源和所述第二接收器在竖直方向上的位移，其中，所述第一X光源、所述第一接收器和待检测部位呈直线设置，所述第二X光源、所述第二接收器和待检测部位呈直线设置；
通过调节角度调整机构调节所述第一X光源和第二X光源的X射线发射角度，并调整所述第一接收器和第二接收器的接收板旋转角度；
所述第一X光源和所述第二X光源采用序列曝光/脉冲透视的形式发射X射线，所述第一接收器和所述第二接收器产生俯视和/或仰视动态影像。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储处理程序；
处理器，执行所述处理程序时实现如权利要求7或权利要求8所述的基于X射线成像系统的影像采集方法。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有处理程序，所述处理程序被处理器执行时实现权利要求7或权利要求8所述的基于X射线成像系统的影像采集方法。
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