CN116421207A - 医用x射线成像方法及医用x射线成像装置 - Google Patents
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Abstract
医用X射线成像方法，包括：S10：设置成像目标区域；S20：根据第一数据将成像目标区域分割成数个分割区域，其中所述第一数据为受检者的与所述成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布；S30：针对各分割区域，根据受检者的与该分割区域对应的身体部分的X射线平均吸收率，并根据X射线平均吸收率与X射线拍摄参数的对应关系，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数；S40：根据各分割区域对应的X射线拍摄参数拍摄局部X射线影像；以及S50：将数个分割区域对应的局部X射线影像拼接形成成像目标区域的全景X射线影像。该医用X射线成像方法利于提高全景X射线影像的均匀性。此外，还提供了医用X射线成像装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种医学成像方法，尤其是一种医用X射线成像方法及用于实施该方法的医用X射线成像装置。
背景技术
在临床诊断中，通常需要制作全景X射线影像，以观察受检者的完整骨骼结构，如完整的脊椎或下肢骨。然而，现有的X射线成像装置只能在一次拍摄中获取完整骨骼结构的局部部分的X射线影像（即局部X射线影像），再将数张局部X射线影像拼接形成全景X射线影像。受检者的完整骨骼结构分散在多个局部X射线影像中。目前，同一个全景X射线影像的各局部X射线影像的大小相同且影像大小根据全景X射线影像的范围及相邻的局部X射线影像的重叠部分的大小来设置。由于一个局部X射线影像只有一个照射剂量，同一个局部X射线影像可能存在一部分曝光过度，另一部分曝光不足的情况。例如在制作完整的脊椎的全景X射线影像时，胸部和腹部位于同一个局部X射线影像中，可能存在胸部曝光过度，腹部曝光不足的情况，最终形成的全景X射线影像的均匀性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种医用X射线成像方法，其利于提高全景X射线影像的均匀性。
本发明的另一个目的是提供一种医用X射线成像装置，其利于提高全景X射线影像的均匀性。
本发明提供了一种医用X射线成像方法，其包括：S10：设置成像目标区域；S20：根据第一数据将成像目标区域分割成数个分割区域，其中第一数据为受检者的与成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布，针对各分割区域，受检者的与该分割区域对应的身体部分的X射线吸收率的最大值与最小值的差值不超过一个第一差值预设范围；S30：针对各分割区域，根据受检者的与该分割区域对应的身体部分的X射线平均吸收率，并根据X射线平均吸收率与X射线拍摄参数的对应关系，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数；S40：根据各分割区域对应的X射线拍摄参数拍摄局部X射线影像；以及S50：将数个分割区域对应的局部X射线影像拼接形成成像目标区域的全景X射线影像。
该医用X射线成像方法，根据受检者的与成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布将成像目标区域分割成数个分割区域，并根据受检者的与分割区域对应的身体部分的X射线平均吸收率及X射线平均吸收率与X射线拍摄参数的对应关系生成针对各分割区域的X射线拍摄参数。由于同一分割区域对应的身体部分内的X射线吸收率较为接近，使得各局部X射线影像内的各部分可达到较为一致的曝光程度，借此利于提高全景X射线影像的均匀性。
在医用X射线成像方法的另一种示意性实施方式中，受检者的与所述成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布表示为受检者的各局部部分的位置和尺寸，其中受检者的局部部分互不重叠且局部部分的区分与受检者的X射线吸收率的分布相关。步骤S20中，各分割区域仅覆盖受检者的一个局部部分的局部或一个局部部分的全部。借此利于降低运算量，提高效率。
在医用X射线成像方法的再一种示意性实施方式中，其中一个局部部分为头部、颈部、头颈部、胸部、腹部、上肢或下肢。
在医用X射线成像方法的还一种示意性实施方式中，步骤S20包括：根据受检者的光学影像得到第一数据。光学影像为可见光影像或预扫描X射线影像。光学影像为平面影像或立体影像。借此可方便地得到第一数据。
在医用X射线成像方法的还一种示意性实施方式中，光学影像为受检者的头部影像。步骤S20包括：根据受检者的头部影像测量得到受检者的头部的位置和尺寸，根据受检者的头部的位置和尺寸估算受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到第一数据。借此可方便地得到第一数据。
在医用X射线成像方法的还一种示意性实施方式中，光学影像为受检者的全身影像。步骤S20包括：根据受检者的全身影像得到受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到第一数据。 借此可方便地得到第一数据。
在医用X射线成像方法的还一种示意性实施方式中，受检者被承载于医用床的承载面上。承载面具有一个承载区域。承载区域内设置有数个压力检测部位。医用床能够检测受检者在各压力检测部位对医用床的沿重力方向的压力。步骤S20包括：根据受检者在各压力检测部位对医用床的沿重力方向的压力估算受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到第一数据。借此可方便地得到第一数据。
在医用X射线成像方法的还一种示意性实施方式中，步骤S20包括：根据受检者的身高、体重和体脂率估算受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到第一数据。借此可方便地得到第一数据。
在医用X射线成像方法的还一种示意性实施方式中，步骤S30包括：针对各分割区域，根据与该分割区域对应的受检者的局部部分，并根据局部部分与X射线拍摄参数的对应关系，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数。借此利于提高全景X射线影像的均匀性。
在医用X射线成像方法的还一种示意性实施方式中，局部部分与X射线拍摄参数的对应关系，是根据各局部部分在相同拍摄角度下的历史X射线影像的平均灰度符合一个第一灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第一对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数来确定。借此利于提高全景X射线影像的均匀性。
在医用X射线成像方法的还一种示意性实施方式中，相邻的分割区域对应的拍摄区域的边缘重叠。步骤S30中，针对各分割区域，还根据该分割区域对应的拍摄区域的重叠部分对应的身体部分的历史X射线影像的平均灰度符合一个第二灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第二对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数。借此利于降低重叠部分的灰度和/或对比度的跳变。
在医用X射线成像方法的还一种示意性实施方式中，X射线平均吸收率与X射线拍摄参数的对应关系，是根据符合该X射线平均吸收率的身体部分在相同拍摄角度下的历史X射线影像的平均灰度符合一个第一灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第一对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数来确定。借此利于提高全景X射线影像的均匀性。
在医用X射线成像方法的还一种示意性实施方式中，相邻的分割区域对应的拍摄区域的边缘重叠。步骤S30中，针对各分割区域，还根据该分割区域对应的拍摄区域的重叠部分对应的身体部分的X射线平均吸收率，符合该X射线平均吸收率的身体部分在相同拍摄角度下的历史X射线影像的平均灰度符合一个第二灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第二对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数。借此利于降低重叠部分的灰度和/或对比度的跳变。
在医用X射线成像方法的还一种示意性实施方式中，X射线拍摄参数包括管电压、管电流、曝光时间和拍摄区域。
在医用X射线成像方法的还一种示意性实施方式中，成像目标区域为矩形，数个分割区域沿平行于矩形的一组相对边的方向排列。
本发明还提供了一种医用X射线成像装置，其包括一个目标区域设置模块、一个分割模块、一个参数生成模块、一个拍摄模块和一个拼接模块。目标区域设置模块能够根据使用者输入的数据设置成像目标区域。分割模块能够根据第一数据将成像目标区域分割成数个分割区域。第一数据为受检者的与成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布。分割模块能够针对各分割区域，使受检者的与该分割区域对应的身体部分的X射线吸收率的最大值与最小值的差值不超过一个第一差值预设范围。参数生成模块能够针对各分割区域，根据受检者的与该分割区域对应的身体部分的X射线平均吸收率，并根据X射线平均吸收率与X射线拍摄参数的对应关系，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数。拍摄模块能够根据各分割区域对应的X射线拍摄参数拍摄局部X射线影像。拼接模块能够将数个分割区域对应的局部X射线影像拼接形成成像目标区域的全景X射线影像。
该医用X射线成像装置，根据受检者的与成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布将成像目标区域分割成数个分割区域，并根据受检者的与分割区域对应的身体部分的X射线平均吸收率及X射线平均吸收率与X射线拍摄参数的对应关系生成针对各分割区域的X射线拍摄参数。由于同一分割区域对应的身体部分内的X射线吸收率较为接近，使得各局部X射线影像内的各部分可达到较为一致的曝光程度，借此利于提高全景X射线影像的均匀性。
在医用X射线成像装置的另一种示意性实施方式中，受检者的与所述成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布表示为受检者的各局部部分的位置和尺寸，其中受检者的局部部分互不重叠且局部部分的区分与受检者的X射线吸收率的分布相关。分割模块能够使各分割区域仅覆盖受检者的一个局部部分的局部或一个局部部分的全部。借此利于降低运算量，提高效率。
在医用X射线成像装置的再一种示意性实施方式中，其中一个局部部分为头部、颈部、头颈部、胸部、腹部、上肢或下肢。
在医用X射线成像装置的还一种示意性实施方式中，医用X射线成像装置还包括一个第一数据生成模块。第一数据生成模块能够根据受检者的光学影像得到第一数据。光学影像为可见光影像或预扫描X射线影像。在光学影像为可见光影像的情况下，医用X射线成像装置还包括一个可见光影像获取装置。可见光影像获取装置用于获取受检者的可见光影像。光学影像为平面影像或立体影像。借此可方便地得到第一数据。
在医用X射线成像装置的还一种示意性实施方式中，光学影像为受检者的头部影像。第一数据生成模块能够根据受检者的头部影像测量得到受检者的头部的位置和尺寸，根据受检者的头部的位置和尺寸估算受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到第一数据。借此可方便地得到第一数据。
在医用X射线成像装置的还一种示意性实施方式中，光学影像为受检者的全身影像。第一数据生成模块能够根据受检者的全身影像得到受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到第一数据。 借此可方便地得到第一数据。
在医用X射线成像装置的还一种示意性实施方式中，医用X射线成像装置还包括一个第一数据生成模块。受检者被承载于医用X射线成像装置的医用床的承载面上。承载面具有一个承载区域。承载区域内设置有数个压力检测部位。医用床能够检测受检者在各压力检测部位对医用床的沿重力方向的压力。第一数据生成模块能够根据受检者在各压力检测部位对医用床的沿重力方向的压力估算受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到第一数据。借此可方便地得到第一数据。
在医用X射线成像装置的还一种示意性实施方式中，医用X射线成像装置还包括一个第一数据生成模块。第一数据生成模块能够根据受检者的身高、体重和体脂率估算受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到第一数据。借此可方便地得到第一数据。
在医用X射线成像装置的还一种示意性实施方式中，参数生成模块能够针对各分割区域，根据与该分割区域对应的受检者的局部部分，并根据局部部分与X射线拍摄参数的对应关系，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数。借此利于提高全景X射线影像的均匀性。
在医用X射线成像装置的还一种示意性实施方式中，医用X射线成像装置还包括一个对应关系生成模块。对应关系生成模块能够根据各局部部分在相同拍摄角度下的历史X射线影像的平均灰度符合一个第一灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第一对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数来确定局部部分与X射线拍摄参数的对应关系。借此利于提高全景X射线影像的均匀性。
在医用X射线成像装置的还一种示意性实施方式中，相邻的分割区域对应的拍摄区域的边缘重叠。参数生成模块能够针对各分割区域，还根据该分割区域对应的拍摄区域的重叠部分对应的身体部分的历史X射线影像的平均灰度符合一个第二灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第二对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数。借此利于降低重叠部分的灰度和/或对比度的跳变。
在医用X射线成像装置的还一种示意性实施方式中，医用X射线成像装置还包括一个对应关系生成模块。对应关系生成模块能够根据符合该X射线平均吸收率的身体部分在相同拍摄角度下的历史X射线影像的平均灰度符合一个第一灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第一对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数来确定X射线平均吸收率与X射线拍摄参数的对应关系。借此利于提高全景X射线影像的均匀性。
在医用X射线成像装置的还一种示意性实施方式中，相邻的分割区域对应的拍摄区域的边缘重叠。参数生成模块能够针对各分割区域，还根据该分割区域对应的拍摄区域的重叠部分对应的身体部分的X射线平均吸收率，符合该X射线平均吸收率的身体部分在相同拍摄角度下的历史X射线影像的平均灰度符合一个第二灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第二对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数。借此利于降低重叠部分的灰度和/或对比度的跳变。
附图说明
以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
图1为医用X射线成像方法的一种示意性实施方式的流程图。
图2用于示意性地说明成像目标区域的位置和尺寸。
图3用于示意性地说明分割区域的位置和尺寸。
图4用于显示男性和女性的标准人体模型的比例。
图5用于显示医用床的一种示意性实施方式。
图6显示了分割区域与拍摄区域的对应关系。
图7为医用X射线成像装置的一种示意性实施方式的结构框图。
标号说明
100 医用X射线成像装置
10 目标区域设置模块
20 分割模块
30 参数生成模块
40 拍摄模块
50 拼接模块
60 第一数据生成模块
70 可见光影像获取装置
80 医用床
81 承载面
811 承载区域
812 压力检测部位
90 对应关系生成模块
102 成像目标区域
103 分割区域
104 拍摄区域
105 重叠部分
具体实施方式
为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。
在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
在本文中，“第一”、“第二”等并非表示其重要程度或顺序等，仅用于表示彼此的区别，以利文件的描述。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。
图1为医用X射线成像方法的一种示意性实施方式的流程图，该方法例如用于X射线平面扫描。如图1所示，医用X射线成像方法包括如下步骤S10至S50。
S10：设置成像目标区域。
例如，在制作完整的脊椎的全景X射线影像时，如图2所示，成像目标区域102可设置为图2中的矩形区域。图2中的人体骨骼示意图仅为了方便说明成像目标区域的位置和尺寸，并非实际使用过程中所展示的图片。成像目标区域可根据需要设置，其例如还可以是包括颈部的下半部分和胸部的上半部分。
S20：根据第一数据将成像目标区域分割成数个分割区域，第一数据与受检者的与成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布相关。具体的，第一数据为受检者的与成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布，针对各分割区域，受检者的与该分割区域对应的身体部分的X射线吸收率的最大值与最小值的差值不超过一个第一差值预设范围。其中，例如可通过优化使分割区域的数量减少，以降低曝光次数。例如，图2所示的成像目标区域102被分割成图3所示的三个矩形的分割区域103，三个分割区域103沿平行于成像目标区域102的长边的方向排列。此处的X射线吸收率指的是沿平行于X射线中心线的方向的X射线吸收率。X射线自球靶面射出并垂直于窗口中心的射线称为X射线中心线，X射线中心线是投射方向的代表。X射线吸收率除了与人体沿平行于X射线中心线的方向的厚度有关外，还与人体的密度有关。人体除骨骼外，其他组织密度大致相同，肺就其构成组织的密度来讲与其他脏器相似，但肺在具有生命力时，是个充气组织。气体与血液、肌肉的X射线吸收率的差异较大。
受检者的与成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布例如用受检者的沿平行于X射线中心线的各横截面的X射线吸收率来表示，或者用成像目标区域的各像素点对应的受检者的身体部分的X射线吸收率来表示。在示意性实施方式中，受检者的与成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布还可以表示为受检者的各局部部分的位置和尺寸，其中受检者的局部部分互不重叠且局部部分的区分与受检者的X射线吸收率的分布相关。相较于其他局部部分的X射线吸收率，同一局部部分内的X射线吸收率更为接近，满足身体部分的X射线吸收率的最大值与最小值的差值不超过一个第一差值预设范围。在示意性实施方式中，人体被分为头颈部、胸部、腹部、上肢和下肢五个局部部分，但不限于此。在其他示意性实施方式中，人体例如还可以被分为头部、颈部、胸部、腹部、上肢和下肢六个局部部分。在这种情况下，步骤S20中，各分割区域仅覆盖受检者的一个局部部分的局部或一个局部部分的全部。如图3所示，上侧的分割区域103覆盖受检者的头颈部，中部的分割区域103覆盖受检者的胸部，下侧的分割区域103覆盖受检者的腹部。
在上述实施例中，根据受检者的与该分割区域对应的身体部分的X射线吸收率的最大值与最小值的差值不超过一个第一差值预设范围，第一数据可以例如根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到。第一数据与受检者的身体各部分的位置和尺寸的对应关系例如通过机器学习的方法得到，根据样本中身体各部分的位置和尺寸对应的X射线吸收率的最大值与最小值的差值不超过一个第一差值预设范围，得到一个身体各部分的划分。
在示意性实施方式中，步骤S20还包括：根据受检者的光学影像得到第一数据。光学影像为可见光影像或预扫描X射线影像。X射线预扫描为在X射线成像扫描前的扫描，其剂量低于X射线成像扫描时使用的剂量。光学影像为平面影像或立体影像。受检者的光学影像的体态应与X射线成像的体态一致。
具体地，在示意性实施方式中，光学影像为受检者的头部影像。步骤S20包括：根据受检者的头部影像测量得到受检者的头部的位置和尺寸，根据受检者的头部的位置和尺寸估算受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到第一数据。
如图4所示，人体是由身体各部分按一定比例组成的。如果将头部尺寸定义为a，则可以计算出人体各部分的长度。这个计算可以是根据标准人体模型的比例进行的估算，也可以是根据受检者本人的以往测量得到的人体比例进行计算，可以理解后者的准确性更高。图4中显示了男性和女性的标准人体模型的比例。
在其他示意性实施方式中，光学影像也可以是受检者的全身影像。步骤S20包括：根据受检者的全身影像得到受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到第一数据。
除了根据受检者的光学影像得到第一数据，还可以通过其他方式得到第一数据，例如在其他示意性实施方式中，如图5所示，医用床80的承载面81具有一个承载区域811，成像过程中，受检者被承载于医用床80的承载面81的承载区域811。承载区域811内设置有数个压力检测部位812。数个压力检测部位812可以是均匀设置，也可以是不均匀设置。压力检测部位812例如是点状，在其他示意性实施方式中也可以是线型。医用床80能够检测受检者在各压力检测部位812对医用床的沿重力方向的压力。步骤S20包括：根据受检者在各压力检测部位对医用床的沿重力方向的压力估算受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到第一数据。受检者在各压力检测部位对医用床的沿重力方向的压力与受检者的身体各部分的位置和尺寸的对应关系，例如可利用机器学习的方法得到。
还例如，在其他示意性实施方式中，步骤S20包括：根据受检者的身高、体重和体脂率估算受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到第一数据。受检者的身高、体重和体脂率与受检者的身体各部分的位置和尺寸的对应关系，例如可利用机器学习的方法得到。
S30：根据第一数据生成针对各分割区域的X射线拍摄参数。具体的，针对各分割区域，根据受检者的与该分割区域对应的身体部分的X射线平均吸收率，并根据X射线平均吸收率与X射线拍摄参数的对应关系，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数。X射线拍摄参数例如包括管电压、管电流、曝光时间和拍摄区域。
具体地，X射线平均吸收率与X射线拍摄参数的对应关系，例如是将符合该X射线平均吸收率的身体部分在相同拍摄角度下的历史X射线影像的平均灰度符合一个第一灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第一对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数作为该X射线平均吸收率对应的X射线拍摄参数。历史X射线影像可以是受检者的历史X射线影像，也可以是其他人的历史X射线影像。对于同一个全景X射线影像，各X射线平均吸收率对应的第一灰度预设范围和第一对比度预设范围的取值应相同。可以理解，第一灰度预设范围和第一对比度预设范围的取值范围越小，越利于提高全景X射线影像的均匀性。X射线平均吸收率与X射线拍摄参数的对应关系，例如可利用机器学习的方法得到，当然也可以是使用者根据经验得到。
图6显示了图3中的三个分割区域103对应的三个拍摄区域104。一个拍摄区域即为医用X射线成像过程中一次曝光对应的成像区域。为了便于理解，图6中相邻的拍摄区域104采用了不同的线型绘制。各拍摄区域104覆盖其对应的分割区域103，相邻的分割区域103对应的拍摄区域104的边缘重叠，图6中用点状填充显示了重叠部分105。
进一步地，在示意性实施方式中，步骤S30中，针对各分割区域，还进一步将该分割区域对应的拍摄区域的重叠部分对应的身体部分的X射线平均吸收率，符合该X射线平均吸收率的身体部分在相同拍摄角度下的历史X射线影像的平均灰度符合一个第二灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第二对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数中符合上述“X射线平均吸收率与X射线拍摄参数的对应关系”的X射线拍摄参数作为针对该分割区域的X射线拍摄参数。历史X射线影像可以是受检者的历史X射线影像，也可以是其他人的历史X射线影像。借此利于降低重叠部分的灰度和/或对比度的跳变。可以理解，第二灰度预设范围和第二对比度预设范围的取值范围越小，越利于提高全景X射线影像的均匀性。
但不限于此，在受检者的与成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布表示为受检者的各局部部分的位置和尺寸的示意性实施方式中，步骤S30例如具体包括：针对各分割区域，根据与该分割区域对应的受检者的局部部分，并根据局部部分与X射线拍摄参数的对应关系，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数。
具体地，局部部分与X射线拍摄参数的对应关系，例如是将各局部部分在相同拍摄角度下的历史X射线影像的平均灰度符合一个第一灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第一对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数作为该局部部分对应的X射线拍摄参数。在这里，两相同器官的对比度指代两相同器官的灰度差。两相同器官可以选取临近的，且具有较大灰度差的器官，也可以将其中一个器官选取为感兴趣器官，而另一个选取为和感兴趣器官位于同一次拍摄片子，且灰度差别较大的器官。历史X射线影像可以是受检者的历史X射线影像，也可以是其他人的历史X射线影像。对于同一个全景X射线影像，各局部部分对应的第一灰度预设范围和第一对比度预设范围的取值应相同。可以理解，第一灰度预设范围和第一对比度预设范围的取值范围越小，越利于提高全景X射线影像的均匀性。局部部分与X射线拍摄参数的对应关系，例如可利用机器学习的方法得到，当然也可以是使用者根据经验得到。在考虑平均灰度和两相同器官的对比度时，还可以综合考虑两指标，在两指标中做出权衡。一种考虑的方式是，假设灰度为G，对比度为C，考虑数值U的范围在一个第一均匀度预设范围内，其中：U=a*G+b*C，a和b作为权重系数可以根据经验获取，U可被看作均匀的一个指标。
进一步地，在示意性实施方式中，步骤S30中，针对各分割区域103，还进一步根据该分割区域103对应的拍摄区域104的重叠部分105对应的身体部分的历史X射线影像的平均灰度符合一个第二灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第二对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数。历史X射线影像可以是受检者的历史X射线影像，也可以是其他人的历史X射线影像。例如，若重叠部分对应的身体部分为第n腰椎所在的高度范围的身体部分，则将受检者或其他人的历史X射线影像的第n腰椎对应的高度范围的身体部分的历史X射线影像的平均灰度符合一个第二灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第二对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数中符合上述“局部部分与X射线拍摄参数的对应关系”的X射线拍摄参数作为针对该分割区域的X射线拍摄参数。借此利于降低重叠部分的灰度和/或对比度的跳变。可以理解，第二灰度预设范围和第二对比度预设范围的取值范围越小，越利于提高全景X射线影像的均匀性。
S40：根据各分割区域对应的X射线拍摄参数拍摄局部X射线影像，各局部X射线影像的范围对应于一个拍摄区域。
S50：将数个分割区域对应的局部X射线影像拼接形成成像目标区域的全景X射线影像。重叠部分的图像融合按照现有方法处理，在此不再赘述。
本示意性实施方式的医用X射线成像方法，根据受检者的与成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布将成像目标区域分割成数个分割区域，并根据受检者的与分割区域对应的身体部分的X射线平均吸收率及X射线平均吸收率与X射线拍摄参数的对应关系生成针对各分割区域的X射线拍摄参数。由于同一分割区域对应的身体部分内的X射线吸收率较为接近，使得各局部X射线影像内的各部分可达到较为一致的曝光程度，借此利于提高全景X射线影像的均匀性。
本发明还提供了一种医用X射线成像装置，图7为医用X射线成像装置的一种示意性实施方式的结构框图，如图7所示，医用X射线成像装置100包括一个目标区域设置模块10、一个分割模块20、一个参数生成模块30、一个拍摄模块40和一个拼接模块50。
目标区域设置模块10能够根据使用者输入的数据设置成像目标区域。分割模块20能够根据第一数据将成像目标区域分割成数个分割区域。第一数据为受检者的与成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布。分割模块20能够针对各分割区域，使受检者的与该分割区域对应的身体部分的X射线吸收率的最大值与最小值的差值不超过一个第一差值预设范围。其中，例如可通过优化使分割区域的数量减少，以降低曝光次数。此处的X射线吸收率指的是沿平行于X射线中心线的方向的X射线吸收率。
受检者的与成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布例如用受检者的沿平行于X射线中心线的各横截面的X射线吸收率来表示，或者用成像目标区域的各像素点对应的受检者的身体部分的X射线吸收率来表示。在示意性实施方式中，受检者的与成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布还可以表示为受检者的各局部部分的位置和尺寸，其中受检者的局部部分互不重叠且局部部分的区分与受检者的X射线吸收率的分布相关。在本示意性实施方式中，人体被分为头颈部、胸部、腹部、上肢和下肢五个局部部分，但不限于此。在其他示意性实施方式中，人体例如还可以被分为头部、颈部、胸部、腹部、上肢和下肢六个局部部分。相较于其他局部部分的X射线吸收率，同一局部部分内的X射线吸收率更为接近。分割模块20能够使各分割区域仅覆盖受检者的一个局部部分的局部或一个局部部分的全部。
第一数据例如根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到。第一数据与受检者的身体各部分的位置和尺寸的对应关系例如通过机器学习的方法得到。
在示意性实施方式中，医用X射线成像装置100还包括一个第一数据生成模块60。第一数据生成模块60能够根据受检者的光学影像得到第一数据。光学影像为可见光影像或预扫描X射线影像。在光学影像为可见光影像的情况下，医用X射线成像装置100还包括一个可见光影像获取装置70。可见光影像获取装置70用于获取受检者的可见光影像。医用X射线成像装置例如通过拍摄模块40获取受检者的预扫描X射线影像。光学影像为平面影像或立体影像。受检者的光学影像的体态应与X射线成像的体态一致。
具体地，在示意性实施方式中，光学影像为受检者的头部影像。第一数据生成模块60能够根据受检者的头部影像测量得到受检者的头部的位置和尺寸，根据受检者的头部的位置和尺寸估算受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到第一数据。
在其他示意性实施方式中，光学影像为受检者的全身影像。第一数据生成模块60能够根据受检者的全身影像得到受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到第一数据。
除了根据受检者的光学影像得到第一数据，还可以通过其他方式得到第一数据，例如在示意性实施方式中，如图5所示，医用X射线成像装置100还包括一个医用床80，医用床80的承载面81具有一个承载区域811。承载区域811内设置有数个压力检测部位812。数个压力检测部位812可以是均匀设置，也可以是不均匀设置。压力检测部位812例如是点状，在其他示意性实施方式中也可以是线型。医用床80能够检测受检者在各压力检测部位812对医用床80的沿重力方向的压力。第一数据生成模块60能够根据受检者在各压力检测部位812对医用床80的沿重力方向的压力估算受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到第一数据。受检者在各压力检测部位对医用床的沿重力方向的压力与受检者的身体各部分的位置和尺寸的对应关系，例如可利用机器学习的方法得到。
还例如，在示意性实施方式中，第一数据生成模块60能够根据受检者的身高、体重和体脂率估算受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到第一数据。受检者的身高、体重和体脂率与受检者的身体各部分的位置和尺寸的对应关系，例如可利用机器学习的方法得到。
参数生成模块30能够针对各分割区域，根据受检者的与该分割区域对应的身体部分的X射线平均吸收率，并根据X射线平均吸收率与X射线拍摄参数的对应关系，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数。X射线拍摄参数例如包括管电压、管电流、曝光时间和拍摄区域。
具体地，在示意性实施方式中，医用X射线成像装置100还包括一个对应关系生成模块90。对应关系生成模块90能够将符合该X射线平均吸收率的身体部分在相同拍摄角度下的历史X射线影像的平均灰度符合一个第一灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第一对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数作为该X射线平均吸收率对应的X射线拍摄参数。历史X射线影像可以是受检者的历史X射线影像，也可以是其他人的历史X射线影像。对于同一个全景X射线影像，各X射线平均吸收率对应的第一灰度预设范围和第一对比度预设范围的取值应相同。可以理解，第一灰度预设范围和第一对比度预设范围的取值范围越小，越利于提高全景X射线影像的均匀性。X射线平均吸收率与X射线拍摄参数的对应关系，例如可利用机器学习的方法得到，当然也可以是使用者根据经验得到。
进一步地，在示意性实施方式中，参数生成模块30能够针对各分割区域，还进一步将该分割区域对应的拍摄区域的重叠部分对应的身体部分的X射线平均吸收率，符合该X射线平均吸收率的身体部分在相同拍摄角度下的历史X射线影像的平均灰度符合一个第二灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第二对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数中符合上述“X射线平均吸收率与X射线拍摄参数的对应关系”的X射线拍摄参数作为针对该分割区域的X射线拍摄参数。历史X射线影像可以是受检者的历史X射线影像，也可以是其他人的历史X射线影像。借此利于降低重叠部分的灰度和/或对比度的跳变。可以理解，第二灰度预设范围和第二对比度预设范围的取值范围越小，越利于提高全景X射线影像的均匀性。
但不限于此，在受检者的与成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布表示为受检者的各局部部分的位置和尺寸的示意性实施方式中，参数生成模块30例如能够针对各分割区域，根据与该分割区域对应的受检者的局部部分，并根据局部部分与X射线拍摄参数的对应关系，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数。
具体地，医用X射线成像装置100还包括一个对应关系生成模块90。对应关系生成模块90能够将各局部部分在相同拍摄角度下的历史X射线影像的平均灰度符合一个第一灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第一对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数作为该局部部分对应的X射线拍摄参数。历史X射线影像可以是受检者的历史X射线影像，也可以是其他人的历史X射线影像。对于同一个全景X射线影像，各局部部分对应的第一灰度预设范围和第一对比度预设范围的取值应相同。可以理解，第一灰度预设范围和第一对比度预设范围的取值范围越小，越利于提高全景X射线影像的均匀性。局部部分与X射线拍摄参数的对应关系，例如可利用机器学习的方法得到，当然也可以是使用者根据经验得到。
进一步地，在示意性实施方式中，参数生成模块30能够针对各分割区域，还根据该分割区域对应的拍摄区域的重叠部分对应的身体部分的历史X射线影像的平均灰度符合一个第二灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第二对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数。历史X射线影像可以是受检者的历史X射线影像，也可以是其他人的历史X射线影像。例如，若重叠部分对应的身体部分为第n腰椎所在的高度范围的身体部分，则将受检者或其他人的历史X射线影像的第n腰椎对应的高度范围的身体部分的历史X射线影像的平均灰度符合一个第二灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第二对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数中符合上述“局部部分与X射线拍摄参数的对应关系”的X射线拍摄参数作为针对该分割区域的X射线拍摄参数。借此利于降低重叠部分的灰度和/或对比度的跳变。可以理解，第二灰度预设范围和第二对比度预设范围的取值范围越小，越利于提高全景X射线影像的均匀性。
拍摄模块40能够根据各分割区域对应的X射线拍摄参数拍摄局部X射线影像。拼接模块50能够将数个分割区域对应的局部X射线影像拼接形成成像目标区域的全景X射线影像。
本示意性实施方式的医用X射线成像装置，根据受检者的与成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布将成像目标区域分割成数个分割区域，并根据受检者的与分割区域对应的身体部分的X射线平均吸收率及X射线平均吸收率与X射线拍摄参数的对应关系生成针对各分割区域的X射线拍摄参数。由于同一分割区域对应的身体部分内的X射线吸收率较为接近，使得各局部X射线影像内的各部分可达到较为一致的曝光程度，借此利于提高全景X射线影像的均匀性。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (28)
1.医用X射线成像方法，其特征在于，包括：
S10：设置成像目标区域；
S20：根据第一数据将所述成像目标区域分割成数个分割区域，其中所述第一数据为受检者的与所述成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布，针对各所述分割区域，受检者的与该分割区域对应的身体部分的X射线吸收率的最大值与最小值的差值不超过一个第一差值预设范围；
S30：针对各所述分割区域，根据受检者的与该分割区域对应的身体部分的X射线平均吸收率，并根据X射线平均吸收率与X射线拍摄参数的对应关系，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数；
S40：根据各所述分割区域对应的X射线拍摄参数拍摄局部X射线影像；以及
S50：将所述数个分割区域对应的局部X射线影像拼接形成所述成像目标区域的全景X射线影像。
2.如权利要求1所述的医用X射线成像方法，其特征在于，受检者的与所述成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布表示为受检者的各局部部分的位置和尺寸，其中受检者的所述局部部分互不重叠且所述局部部分的区分与受检者的X射线吸收率的分布相关，所述步骤S20中，各所述分割区域仅覆盖受检者的一个所述局部部分的局部或一个所述局部部分的全部。
3.如权利要求2所述的医用X射线成像方法，其特征在于，其中一个所述局部部分为头部、颈部、头颈部、胸部、腹部、上肢或下肢。
4.如权利要求1所述的医用X射线成像方法，其特征在于，所述步骤S20包括：根据受检者的光学影像得到所述第一数据，所述光学影像为可见光影像或预扫描X射线影像，所述光学影像为平面影像或立体影像。
5.如权利要求4所述的医用X射线成像方法，其特征在于，所述光学影像为受检者的头部影像，所述步骤S20包括：根据受检者的头部影像测量得到受检者的头部的位置和尺寸，根据受检者的头部的位置和尺寸估算受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到所述第一数据。
6.如权利要求4所述的医用X射线成像方法，其特征在于，所述光学影像为受检者的全身影像，所述步骤S20包括：根据受检者的全身影像得到受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到所述第一数据。
7.如权利要求1所述的医用X射线成像方法，其特征在于，受检者被承载于医用床的承载面上，承载面具有一个承载区域，承载区域内设置有数个压力检测部位，医用床能够检测受检者在各所述压力检测部位对医用床的沿重力方向的压力，所述步骤S20包括：根据受检者在各所述压力检测部位对医用床的沿重力方向的压力估算受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到所述第一数据。
8.如权利要求1所述的医用X射线成像方法，其特征在于，所述步骤S20包括：根据受检者的身高、体重和体脂率估算受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到所述第一数据。
9.如权利要求2所述的医用X射线成像方法，其特征在于，所述步骤S30包括：针对各所述分割区域，根据与该分割区域对应的受检者的所述局部部分，并根据所述局部部分与X射线拍摄参数的对应关系，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数。
10.如权利要求9所述的医用X射线成像方法，其特征在于，所述局部部分与X射线拍摄参数的对应关系，是根据各所述局部部分在相同拍摄角度下的历史X射线影像的平均灰度符合一个第一灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第一对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数来确定。
11.如权利要求10所述的医用X射线成像方法，其特征在于，相邻的所述分割区域对应的拍摄区域的边缘重叠，所述步骤S30中，针对各所述分割区域，还根据该分割区域对应的拍摄区域的重叠部分对应的身体部分的历史X射线影像的平均灰度符合一个第二灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第二对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数。
12.如权利要求1所述的医用X射线成像方法，其特征在于，X射线平均吸收率与X射线拍摄参数的对应关系，是根据符合该X射线平均吸收率的身体部分在相同拍摄角度下的历史X射线影像的平均灰度符合一个第一灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第一对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数来确定。
13. 如权利要求 12所述的医用X射线成像方法，其特征在于，相邻的所述分割区域对应的拍摄区域的边缘重叠，所述步骤S30中，针对各所述分割区域，还根据该分割区域对应的拍摄区域的重叠部分对应的身体部分的X射线平均吸收率，符合该X射线平均吸收率的身体部分在相同拍摄角度下的历史X射线影像的平均灰度符合一个第二灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第二对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数。
14.如权利要求1所述的医用X射线成像方法，其特征在于，X射线拍摄参数包括管电压、管电流、曝光时间和拍摄区域。
15.如权利要求1所述的医用X射线成像方法，其特征在于，所述成像目标区域为矩形，所述数个分割区域沿平行于矩形的一组相对边的方向排列。
16.医用X射线成像装置，其特征在于，包括：
一个目标区域设置模块（10），其能够根据使用者输入的数据设置成像目标区域；
一个分割模块（20），其能够根据第一数据将所述成像目标区域分割成数个分割区域，其中所述第一数据为受检者的与所述成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布，所述分割模块（20）能够针对各所述分割区域，使受检者的与该分割区域对应的身体部分的X射线吸收率的最大值与最小值的差值不超过一个第一差值预设范围；
一个参数生成模块（30），其能够针对各所述分割区域，根据受检者的与该分割区域对应的身体部分的X射线平均吸收率，并根据X射线平均吸收率与X射线拍摄参数的对应关系，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数；
一个拍摄模块（40），其能够根据各所述分割区域对应的X射线拍摄参数拍摄局部X射线影像；以及
一个拼接模块（50），其能够将所述数个分割区域对应的局部X射线影像拼接形成所述成像目标区域的全景X射线影像。
17.如权利要求16所述的医用X射线成像装置，其特征在于，受检者的与所述成像目标区域对应的身体部分的X射线吸收率的分布表示为受检者的各局部部分的位置和尺寸，其中受检者的所述局部部分互不重叠且所述局部部分的区分与受检者的X射线吸收率的分布相关，所述分割模块（20）能够使各所述分割区域仅覆盖受检者的一个所述局部部分的局部或一个所述局部部分的全部。
18.如权利要求17所述的医用X射线成像装置，其特征在于，其中一个所述局部部分为头部、颈部、头颈部、胸部、腹部、上肢或下肢。
19.如权利要求16所述的医用X射线成像装置，其特征在于，还包括一个第一数据生成模块（60），所述第一数据生成模块（60）能够根据受检者的光学影像得到所述第一数据，所述光学影像为可见光影像或预扫描X射线影像，在所述光学影像为可见光影像的情况下，所述医用X射线成像装置还包括一个可见光影像获取装置（70），所述可见光影像获取装置（70）用于获取受检者的可见光影像，所述光学影像为平面影像或立体影像。
20.如权利要求19所述的医用X射线成像装置，其特征在于，所述光学影像为受检者的头部影像，所述第一数据生成模块（60）能够根据受检者的头部影像测量得到受检者的头部的位置和尺寸，根据受检者的头部的位置和尺寸估算受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到所述第一数据。
21.如权利要求19所述的医用X射线成像装置，其特征在于，所述光学影像为受检者的全身影像，所述第一数据生成模块（60）能够根据受检者的全身影像得到受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到所述第一数据。
22.如权利要求16所述的医用X射线成像装置，其特征在于，还包括一个第一数据生成模块（60），受检者被承载于医用X射线成像装置的医用床（80）的承载面（81）上，所述承载面（81）具有一个承载区域（811），所述承载区域（811）内设置有数个压力检测部位（812），所述医用床（80）能够检测受检者在各所述压力检测部位（812）对所述医用床（80）的沿重力方向的压力，所述第一数据生成模块（60）能够根据受检者在各所述压力检测部位（812）对医用床（80）的沿重力方向的压力估算受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到所述第一数据。
23.如权利要求16所述的医用X射线成像装置，其特征在于，还包括一个第一数据生成模块（60），所述第一数据生成模块（60）能够根据受检者的身高、体重和体脂率估算受检者的身体各部分的位置和尺寸，根据受检者的身体各部分的位置和尺寸得到所述第一数据。
24.如权利要求17所述的医用X射线成像装置，其特征在于，所述参数生成模块（30）能够针对各所述分割区域，根据与该分割区域对应的受检者的所述局部部分，并根据所述局部部分与X射线拍摄参数的对应关系，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数。
25.如权利要求24所述的医用X射线成像装置，其特征在于，还包括一个对应关系生成模块（90），所述对应关系生成模块（90）能够根据各所述局部部分在相同拍摄角度下的历史X射线影像的平均灰度符合一个第一灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第一对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数来确定所述局部部分与X射线拍摄参数的对应关系。
26.如权利要求25所述的医用X射线成像装置，其特征在于，相邻的所述分割区域对应的拍摄区域的边缘重叠，所述参数生成模块（30）能够针对各所述分割区域，还根据该分割区域对应的拍摄区域的重叠部分对应的身体部分的历史X射线影像的平均灰度符合一个第二灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第二对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数。
27.如权利要求16所述的医用X射线成像装置，其特征在于，还包括一个对应关系生成模块（90），所述对应关系生成模块（90）能够根据符合该X射线平均吸收率的身体部分在相同拍摄角度下的历史X射线影像的平均灰度符合一个第一灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第一对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数来确定X射线平均吸收率与X射线拍摄参数的对应关系。
28. 如权利要求 27所述的医用X射线成像装置，其特征在于，相邻的所述分割区域对应的拍摄区域的边缘重叠，所述参数生成模块（30）能够针对各所述分割区域，还根据该分割区域对应的拍摄区域的重叠部分对应的身体部分的X射线平均吸收率，符合该X射线平均吸收率的身体部分在相同拍摄角度下的历史X射线影像的平均灰度符合一个第二灰度预设范围和/或两相同器官的对比度符合一个第二对比度预设范围的情况下所对应的X射线拍摄参数，生成针对该分割区域的X射线拍摄参数。
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