X射线图像获取方法及装置制造方法
【专利摘要】一种X射线图像获取方法及装置，所述获取方法包括：根据预曝光区域设定初始的机架参数及相邻两帧图像的重叠区域，计算进行图像拼接的初始曝光帧数；调整所述初始曝光帧数得到实际曝光帧数，并根据所述实际曝光帧数确定实际机架参数，使得实际曝光区域不大于所述预曝光区域，且所述实际曝光帧数与所述初始曝光帧数的差值的绝对值小于1；基于所述实际曝光帧数和所述实际机架参数，计算采集每帧图像时对应的探测器位置及球管旋转角度；以所述实际机架参数、采集每帧图像时对应的探测器位置及球管旋转角度进行曝光，获取待拼接图像。采用所述方法及装置，可以有效地避免受检对象在摄影过程中接受过多的辐射剂量。
【专利说明】X射线图像获取方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像处理【技术领域】，尤其涉及一种X射线图像获取方法及装置。
【背景技术】
[0002] 采用X射线摄影系统，进行大尺寸、大视野范围的影像拍片，如：拍摄骨骼影像、脊 柱影像等已经成为一种广泛的应用。
[0003] 就目前而言，由于受X射线摄影系统在物理特性上的限制，如探测器的面积限制， 源像距（SID, Source Image Distance)距离限制等，在对大尺寸的待摄影部位进行成像时， 通常采用将大尺寸的待摄影部位，分割为单张摄影时探测器能满足的尺寸要求进行序列摄 影，然后通过图像工作站对摄影获得的序列图像进行融合、拼接、处理，以获得大尺寸的影 像。
[0004] 然而采用上述方式对大尺寸的待摄影部位进行摄影时，可能会导致受检对象接受 过多的辐射剂量，对其产生一定的伤害。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例解决的问题是如何避免受检对象在摄影过程中接受过多的辐射剂 量。
[0006] 为解决上述问题，本发明实施例提供一种X射线图像获取方法，包括：
[0007] 根据预曝光区域设定初始的机架参数及相邻两帧图像的重叠区域，计算进行图像 拼接的初始曝光帧数；机架参数包括：有效光野的起始位置、终止位置以及有效光野的高 度，所述有效光野的起始位置与终止位置之间至少包括两个所述有效光野的高度，所述有 效光野的高度与坚直方向上限束器的开口大小相关；
[0008] 调整所述初始曝光帧数得到实际曝光帧数，并根据所述实际曝光帧数确定实际机 架参数，使得实际曝光区域不大于所述预曝光区域，且所述实际曝光帧数与所述初始曝光 帧数的差值的绝对值小于1 ;
[0009] 基于所述实际曝光帧数和所述实际机架参数，计算采集每帧图像时对应的探测器 位置及球管旋转角度；
[0010] 以所述实际机架参数、采集每帧图像时对应的探测器位置及球管旋转角度进行曝 光，获取待拼接图像。
[0011] 可选的，通过如下公式计算进行图像拼接的初始曝光帧数：
[0012] Y = (L0-Lp) / (h〇-Lp);
[0013] 其中，Y为初始曝光帧数，Lp为相邻两帧图像的重叠区域，b为初始有效光野的高 度，U为初始拼接行程；
[0014] 所述初始拼接行程Ltl通过如下公式获得：
[0015] L0 - ZstartQ-Zstop0 ；
[0016] 其中，Zstarttl为初始有效光野的起始位置，Zst_为初始有效光野的终止位置。
[0017] 可选的，所述调整所述初始曝光帧数得到实际曝光帧数，包括：
[0018] 所述初始曝光帧数为整数，所述实际曝光帧数为所述初始曝光帧数；
[0019] 所述初始曝光帧数为非整数，所述实际曝光帧数关联于图像拼接行程的变化率， 所述图像拼接行程的变化率通过如下公式获得：
[0020] P = (L0-L1) /L0 ；
[0021] 其中，L1为预设拼接行程，P为图像拼接行程的变化率；
[0022] 所述预设拼接行程L1通过如下公式获得：
[0023] L1 = floor (Y) X (h〇-Lp)+Lp ；
[0024] 其中，函数floor (X)为取小于x的最大整数。
[0025] 可选的，所述实际曝光帧数为初始曝光帧数，所述实际机架参数为初始的机架参 数，所述基于所述实际曝光帧数和所述实际机架参数，计算采集每帧图像时对应的探测器 位置通过如下公式进行：
[0026] ZFDn = Zstarto- ((2n_l) /2) X h0+ (n-1) X Lp ;
[0027] 其中，ZFDn为采集第n帧图像时对应的探测器中心位置，n为曝光帧数；
[0028] 所述基于所述实际曝光帧数和所述实际机架参数，计算采集每帧图像时对应的球 管旋转角度通过如下公式进行：
[0029]
【权利要求】
1. 一种X射线图像获取方法，其特征在于，包括： 根据预曝光区域设定初始的机架参数及相邻两帧图像的重叠区域，计算进行图像拼接 的初始曝光帧数；机架参数包括：有效光野的起始位置、终止位置以及有效光野的高度，所 述有效光野的起始位置与终止位置之间至少包括两个所述有效光野的高度，所述有效光野 的高度与坚直方向上限束器的开口大小相关； 调整所述初始曝光帧数得到实际曝光帧数，并根据所述实际曝光帧数确定实际机架参 数，使得实际曝光区域不大于所述预曝光区域，且所述实际曝光帧数与所述初始曝光帧数 的差值的绝对值小于1 ; 基于所述实际曝光帧数和所述实际机架参数，计算采集每帧图像时对应的探测器位置 及球管旋转角度； 以所述实际机架参数、采集每帧图像时对应的探测器位置及球管旋转角度进行曝光， 获取待拼接图像。
2. 如权利要求1所述的X射线图像获取方法，其特征在于，通过如下公式计算进行图像 拼接的初始曝光帧数： Y = (L〇_Lp) / (h〇_Lp)； 其中，Y为初始曝光帧数，Lp为相邻两帧图像的重叠区域，&为初始有效光野的高度，Lq 为初始拼接行程； 所述初始拼接行程U通过如下公式获得： L〇 一 Zstart〇-Zstop〇 ； 其中，zstart(l为初始有效光野的起始位置，zst_为初始有效光野的终止位置。
3. 如权利要求2所述的X射线图像获取方法，其特征在于，所述调整所述初始曝光帧数 得到实际曝光帧数，包括： 所述初始曝光帧数为整数，所述实际曝光帧数为所述初始曝光帧数； 所述初始曝光帧数为非整数，所述实际曝光帧数关联于图像拼接行程的变化率，所述 图像拼接行程的变化率通过如下公式获得： P = (U-L^/U ； 其中，U为预设拼接行程，P为图像拼接行程的变化率； 所述预设拼接行程U通过如下公式获得： Li = floor (Y) X (h〇-Lp)+Lp ； 其中，函数floor (x)为取小于x的最大整数。
4. 如权利要求3所述的X射线图像获取方法，其特征在于，所述实际曝光帧数为初始曝 光帧数，所述实际机架参数为初始的机架参数，所述基于所述实际曝光帧数和所述实际机 架参数，计算采集每帧图像时对应的探测器位置通过如下公式进行： ZFDn = Zstart〇-((2n-l)/2) Xh〇+(n-l) XLP ； 其中，ZFDn为采集第η帧图像时对应的探测器中心位置，η为曝光帧数； 所述基于所述实际曝光帧数和所述实际机架参数，计算采集每帧图像时对应的球管旋 转角度通过如下公式进行： 1 SSIDx (|Zn - ZTCSI + |Zn - ZTCS- h0 丨) 2 @ID-(|zn-zTCS|x|z n-zTCS-h0|)_ 其中，a KHA为采集第n帧图像时，球管在XZ平面旋转时球管的轴线与X轴的夹角，与采 集第n-1帧图像时球管在XZ平面旋转时球管的轴线与X轴的夹角之差；arctan ( ·)为反正 切函数，SSID为源像距，Zra为所述球管焦点与地平面的距离，Z n为第η帧图像的初始位置； 所述第η帧图像的初始位置Ζη通过如下公式获得： Zn = Zstart0-(n-l) Xh0+(n-l) XLP。
5. 如权利要求3所述的X射线图像获取方法，其特征在于，所述图像拼接行程的变化率 小于等于预设阈值，所述实际曝光帧数为小于所述初始曝光帧数的最大整数。
6. 如权利要求5所述的X射线图像获取方法，其特征在于，所述实际曝光帧数为小于所 述初始曝光帧数的最大整数，对应的实际机架参数中实际有效光野的高度为所述初始有效 光野的高度，实际有效光野的起始位置Z start及终止位置Zs_分别通过如下公式获得： Zstart ^startO (L〇_Li)/2 ; ^stop Zg；t〇p〇+ 仏〇-1^)/2。
7. 如权利要求6所述的X射线图像获取方法，其特征在于，所述基于所述实际曝光帧数 和所述实际机架参数，计算采集每帧图像时对应的探测器位置通过如下公式进行： ZFDn = Zstart-((2n-l)/2) Xh〇+(n-l) XLP ； 其中，ZFDn为采集第η帧图像时对应的探测器中心位置，η为曝光帧数； 所述基于所述实际曝光帧数和所述实际机架参数，计算采集每帧图像时对应的球管旋 转角度通过如下公式进行： 1 SSIDx(|Zn-ZTCS|+ |Zn-ZTCS-h0|) =-xarctan -^-,-； 其中，a m为采集第n帧图像时球管在XZ平面旋转时球管的轴线与X轴的夹角，与采 集第n-Ι帧图像时球管在XZ平面旋转时球管的轴线与X轴的夹角之差之差；arctan (·)为 反正切函数，SSID为源像距，Zra为所述球管焦点与地平面的距离，Z n为第η帧图像的初始位 置； 所述第η帧图像的初始位置Ζη通过如下公式获得： Zn = Zstart-(n-l) Xh0+(n-l) XLP。
8. 如权利要求3所述的X射线图像获取方法，其特征在于，所述图像拼接行程的变化率 大于预设阈值，所述实际曝光帧数为小于所述初始曝光帧数的最大整数加1。
9. 如权利要求8所述的X射线图像获取方法，其特征在于，所述实际曝光帧数为所述初 始曝光帧数的最大整数加1，对应的实际机架参数中实际有效光野的起始位置为初始有效 光野的起始位置，实际有效光野的终止位置为初始有效光野的终止位置，实际有效光野的 高度通过如下公式获得： h = Lp+(L0-Lp)/(floor (Y)+l)。
10. 如权利要求9所述的X射线图像获取方法，其特征在于，所述基于所述实际曝光帧 数和所述实际机架参数，计算采集每帧图像时对应的探测器位置通过如下公式进行： ZFDn = Zstart0-((2n-l)/2) Xh+(n-l) XLP ; 其中，ZFDn为采集第n帧图像时对应的探测器中心位置，n为曝光帧数； 所述基于所述实际曝光帧数和所述实际机架参数，计算采集每帧图像时对应的球管旋 转角度通过如下公式进行： 1 SSIDx(|Zn -ZTCS| + |Zn -ZTCS-h|) ?ι?ι? = -xarctan -7；-^-If ; 2 [s^ID-(|zn-zTCS|x|z n-zTCS-h|)_ 其中，a m为采集第n帧图像时球管在XZ平面旋转时球管的轴线与X轴的夹角，与采 集第n-Ι帧图像时球管在XZ平面旋转时球管的轴线与X轴的夹角之差；arctan ( ·)为反正 切函数，SSID为源像距，Zra为所述球管焦点与地平面的距离，Z n为第η帧图像的初始位置； 所述第η帧图像的初始位置Ζη通过如下公式获得： Zn = Zstart0-(n-l) Xh+(n-l) XLP。
11. 一种X射线图像获取装置，其特征在于，包括： 第一计算单元，用于根据预曝光区域设定初始的机架参数及相邻两帧图像的重叠区 域，计算进行图像拼接的初始曝光帧数；机架参数包括：有效光野的起始位置、终止位置以 及有效光野的高度，所述有效光野的起始位置与终止位置之间至少包括两个所述有效光野 的高度，所述有效光野的高度与坚直方向上限束器的开口大小相关； 第一获取单元，用于调整所述初始曝光帧数得到实际曝光帧数，并根据所述实际曝光 帧数确定实际机架参数，使得实际曝光区域不大于所述预曝光区域，且所述实际曝光帧数 与所述初始曝光帧数的差值的绝对值小于1 ; 第二计算单元，用于基于所述实际曝光帧数和所述实际机架参数，计算采集每帧图像 时对应的探测器位置及球管旋转角度； 图像获取单元，用于以所述实际机架参数、采集每帧图像时对应的探测器位置及球管 旋转角度进行曝光，获取待拼接图像。
【文档编号】A61B6/00GK104287756SQ201410508290
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】金香翠, 胡扬, 肖海峰, 陈宏伟, 王炜 申请人:上海联影医疗科技有限公司