一种数字乳腺x射线机及其自动曝光图像优化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗电子设备技术领域，尤其涉及一种数字乳腺X射线机及其自动曝光图像优化方法。
【背景技术】
[0002]目前的数字乳腺X射线机的自动曝光控制模式通常如下:数字乳腺X射线机使用压迫器压迫乳腺，系统通过分析压迫后乳房厚度及压力来判断乳房的大小及致密程度，以决定所采用X射线管电压，然后系统再采用该管电压和一个固定的管电流时间积(如1mAs)的组合来进行一次预曝光，通过预曝光所获取到的预曝光图像的灰度，计算出正式曝光时所需的管电流时间积，当曝光剂量达到计算所得值时即停止曝光，从而实现自动曝光控制。在此种自动曝光控制模式下，系统会建立一种“乳房厚度和致密程度”与“管电压”的对应关系算法，当乳房厚度越厚，系统管电压越高，乳腺的致密程度越密时，系统管电压越高。
[0003]用致密程度来区分，乳腺分为致密性、多腺体型、少腺体型和脂肪型，亚洲女性的致密型乳腺的比例较高，临床中发现检查病例中小而致密的乳腺比例很高，当系统遇到此类型的乳腺时，厚度的因素决定了曝光系统采用较低的管电压，而致密因素则决定了曝光系统采用较高的管电压，在两个矛盾的因素的综合作用下，管电压只能设置成一个不大不小的适中值，此时的剂量并不一样获取较佳的图像。此外，当乳房又厚又为致密型时，曝光系统会采用一个较高的管电压和管电流，此时，曝光剂量较高，人体所接受的辐射也较大，而一味的增大剂量，图像的对比度会下降，皮肤及乳头等组织还存在被打穿的可能，不同密度之间的差异更小，图像质量因此下降。
[0004]因此，现有技术还有待改进和发展。
【发明内容】
[0005]鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种数字乳腺X射线机及其自动曝光图像优化方法，旨在解决现有技术中数字乳腺X射线机在自动曝光时确定所需的管电流时间积不准确，导致采集的图像质量不佳的问题。
[0006]为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案:
一种数字乳腺X射线机，其中，包括:
乳腺X射线机底座；
球管支架，所述球管支架设置在所述乳腺X射线机底座上；
球管，所述球管设置在球管支架的顶部上，用于发出X射线；
乳腺限束器，所述乳腺限束器设置在球管支架上、并位于所述球管的下方，用于过滤所述球管发出的X射线中的硬质射线或软质射线、及提示X射线的照射范围；
步进电机，所述步进电机设置在所述乳腺X射线机底座上；
丝杆，所述丝杆的一端与所述步进电机的旋转轴连接；
电位器，所述电位器设置在所述丝杆的另一端； 丝杆螺母，所述丝杆螺母设置在所述丝杆上，并在所述丝杆转动时在丝杆上运动；
压力传感器，所述压力传感器与所述丝杆螺母连接，并可随所述丝杆螺母运动；
压迫器，所述压迫器与所述压力传感器连接；
乳房支撑架，所述乳房支撑架设置在所述乳腺X射线机底座上、并位于所述压迫器的下方。
[0007]所述数字乳腺X射线机，其中，所述乳腺限束器包括:
限束器本体；
过滤片切换装置，所述过滤片切换装置设置在所述限束器本体上，并可绕转轴旋转； 第一限束器窗口，所述第一限束器窗口设置在所述过滤片切换装置上；
第一过滤片，所述第一过滤片设置在所述第一限束器窗口内，用于过滤硬质射线放行软质射线；
第二限束器窗口，所述第二限束器窗口设置在所述过滤片切换装置上；
第二过滤片，所述第二过滤片设置在所述第二限束器窗口内，用于过滤软质射线放行硬质射线；
驱动电机，所述驱动电机设置在所述限束器本体上，用于驱动过滤片切换装置转动。
[0008]所述数字乳腺X射线机，其中，所述第一过滤片为钼过滤片。
[0009]所述数字乳腺X射线机，其中，所述第二过滤片为铝过滤片或铑过滤片。
[0010]所述数字乳腺X射线机，其中，所述压迫器的材质为PMMA。
[0011]所述数字乳腺X射线机，其中，所述压力传感器的一端固定在所述丝杆螺母上，所述压力传感器的另一端通过插销固定设置有金属框;所述压迫器固定设置在所述金属框上。
[0012]—种数字乳腺X射线机的自动曝光图像优化方法，其中，所述方法包括以下步骤:
A、压迫器对目标乳腺进行压迫使目标乳腺厚度均匀；
B、获取压迫器受到目标乳腺的反作用力的变化量AF及压迫器压迫乳腺的行程变化量AS，通过计算AF/AS的比值确定目标乳腺的乳腺类型；
C、根据乳腺类型，及预设的乳腺类型与X射线类型的对应关系确定乳腺限束器的X射线过滤类型；
D、根据目标乳腺被压迫后的厚度，计算出管电压大小，采用计算所得的管电压和预设的管电流时间积进行预曝光，得到预曝光图像；
E、根据预曝光图像的灰度值获取正式曝光所需管电流时间积，并采用正式曝光所需管电流时间积及之前所计算得到的管电压进行正式曝光，获取正式曝光图像。
[0013]所述数字乳腺X射线机的自动曝光图像优化方法，其中，所述步骤C具体包括:
Cl、判断目标乳腺的乳腺类型；
C2、当乳腺类型为致密型或多腺体型时，则通过控制乳腺限束器的过滤片切换装置旋转，并使第一限束器窗口正对球管，并过滤球管所发出X射线中的软质射线，并放行硬质射线；
C3、当乳腺类型为脂肪型或少腺体型时，则通过控制乳腺限束器的过滤片切换装置旋转，并使第二限束器窗口正对球管，并过滤球管所发出X射线中的硬质射线，并放行软质射线。
[0014]本发明所述的数字乳腺X射线机及其自动曝光图像优化方法，包括:乳腺X射线机底座;球管支架;球管，其设置在球管支架的顶部上;乳腺限束器，其设置在球管支架上并位于球管的下方，用于过滤所述球管发出的X射线中的硬质射线或软质射线、及提示X射线的照射范围；步进电机，其设置在乳腺X射线机底座上;丝杆，其一端与步进电机的旋转轴连接；电位器，其设置在丝杆的另一端;丝杆螺母，其设置在丝杆上；压力传感器，其与所述丝杆螺母连接;压迫器，其与所述压力传感器连接;乳房支撑架，其位于所述压迫器的下方。本发明中可在确定乳腺类型后，通过乳腺限束器过滤X射线中的硬质射线或软质射线，以改变剩余X射线的穿透力，从而保证采集到最佳的图像及降低患者所接受辐射剂量。
【附图说明】
[0015]图1为本发明所述数字乳腺X射线机较佳实施例的结构示意图。
[0016]图2为本发明所述数字乳腺X射线机的侧视图。
[0017]图3为本发明所述数字乳腺X射线机中乳腺限束器的爆炸图。
[0018]图4为本发明所述数字乳腺X射线机的自动曝光图像优化方法较佳实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0019]本发明提供一种数字乳腺X射线机及其自动曝光图像优化方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0020]请同时参考图1-图3，其中图1为本发明所述数字乳腺X射线机较佳实施例的结构示意图，图2为本发明所述数字乳腺X射线机的侧视图，图3为本发明所述数字乳腺X射线机中乳腺限束器的爆炸图。如图1-图3所示，所述数字乳腺X射线机包括:
乳腺X射线机底座(图中未画出)；
球管支架100，所述球管支架100设置在所述乳腺X射线机底座上；
球管I，所述球管I设置在球管支架100的顶部上，用于发出X射线；
乳腺限束器2，所述乳腺限束器2设置在球管支架100上、并位于所述球管I的下方，用于过滤所述球管I发出的X射线中的硬质射线或软质射线、及提示X射线的照射范围；
步进电机8，所述步进电机8设置在所述乳腺X射线机底座上；
丝杆9，所述丝杆9的一端与所述步进电机8的旋转轴连接；
电位器10，所述电位器10设置在所述丝杆9的另一端；
丝杆螺母11，所述丝杆螺母11设置在所述丝杆9上，并在所述丝杆9转动时在丝杆9上运动；
压力传感器6，所述压力传感器6与所述丝杆螺母11连接，并可随所述丝杆螺母11运动； 压迫器4，所述压迫器4与所述压力传感器6连接；
乳房支撑架5，所述乳房支撑架设置在所述乳腺X射线机底座上、并位于所述压迫器4的下方。
[0021]本发明的实施例中，所述压力传感器6的一端固定在所述丝杆螺母11上，所述压力传感器6的另一端通过插销3固定设置有金属框7;所述压迫器4固定设置在所述金属框7上。
[0022]本发明中确定管电流时间积并进行曝光图像采集的具体实现过程如下:(1)压迫器4对目标乳腺进行压迫使目标乳腺厚度均匀；(2)获取压迫器4受到目标乳腺的反作用力的变化量，及压迫器4压迫乳腺的行程，并确定目标乳腺的乳腺类型；(3)根据乳腺类型，及预设的乳腺类型与X射线类型的对应关系确定乳腺限束器2的X射线过滤类型；(4)根据目标乳腺被压迫后的厚度确定球管I的管电压，并在管电压下发出X射线；(5)根据预曝光图像获取正式曝光所需管电流时间积，并在该管电流时间积下获取正式曝光图像。
[0023]球管I是发出X射线的装置，乳腺X射线机所采用的球管通常为钼靶球管。跟钨靶或铑靶等球管相比，钼靶球管发出的射线中软质射线成分比例比其余两者要多，此类射线更适用于像乳腺等软组织的成像。
[0024]X射线是一种波长很短的电磁辐射，其波长约为(20?0.06) X 10—8厘米之间。由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现，故又称伦琴射线。伦琴射线具有很高的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质，如墨纸、木料等。这种肉眼看不见的射线可以使很多固体材料发生可见的荧光，使照相底片感光以及空气电离等效应。波长越短的X射线能量越大，叫做硬X射线(即硬质射线);波长长的X射线能量较低，称为软X射线(即软质射线)。波长小于
0.1埃的称超硬X射线，在0.1?I埃范围内的称硬X射线，I?10埃范围内的称软X射线。
[0025]乳腺限束器2安装于球管I下方，限束器主要有三大功能:1、可以设置切换不同材料的过滤片材料;2、限