一种X射线影像获取方法和系统与流程

一种x射线影像获取方法和系统
技术领域
1.本技术涉及医学成像方法和系统，特别涉及一种x射线影像获取方法和系统。


背景技术：

2.在x射线医疗影像产品中，可以采用场致发射技术的冷阴极作为射线源，这种场致发射射线源受多种因素的影响，往往单个射线源的照射范围无法完全覆盖整个待诊断部位。所以在x射线医疗影像产品中需要设置多个场致发射射线源且以一定的规律来排布多个射线源。由于多个射线源在同一区域同时曝光会产生重影，影响照片质量，因此在x射线医疗影像产品中常常需要按照一定的顺序进行曝光。为了提高效率缩短诊断过程的扫描时间，需要一种能够有效提高影像获取速度和提升影像质量的获取影像的系统和方法。


技术实现要素：

3.本说明书实施例的一个方面提供一种x射线影像获取方法，所述方法包括：确定阵列式x射线源中的待曝光x射线源；基于所述待曝光x射线源的曝光区域，控制所述待曝光x射线源中第一组的至少两个x射线源同时曝光；基于探测器所采集的曝光数据获得x射线影像。
4.本说明书实施例的一个方面提供一种x射线影像获取系统，该x射线影像获取系统包括待曝光x射线源确定模块，用于确定阵列式x射线源中的待曝光x射线源；控制模块，用于基于所述待曝光x射线源的曝光区域，控制所述待曝光x射线源中第一组的至少两个x射线源同时曝光；影像获得模块，用于基于探测器所采集的曝光数据获得x射线影像。
5.本说明书实施例的一个方面提供一种x射线影像获取装置，包括处理器，所述处理器用于执行x射线影像获取方法。
6.本说明书实施例的一个方面提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机执行x射线影像获取方法。
7.本说明书实施例的一个方面提供一种x射线影像获取方法，用于对患者的待成像区域成像，包括：确定阵列式x射线源的待曝光x射线源的曝光参数，所述曝光参数包括曝光顺序；依据所述曝光顺序，控制所述待曝光x射线源对所述待成像区域依次曝光；基于探测器所采集的曝光数据，获得x射线图像。
附图说明
8.本技术将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
9.图1是根据本技术一些实施例所示的x射线影像获取系统的应用场景示意图；
10.图2是根据本技术一些实施例所示的x射线影像获取系统中联动曝光的示意图；
11.图3是根据本技术一些实施例所示的x射线影像获取系统中射线源位置排布示意图；
12.图4是根据本技术一些实施例所示的x射线影像获取系统的影像获取过程的示例性场景图。
具体实施方式
13.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
14.相反，本技术涵盖任何由权利要求定义的在本技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本技术有更好的了解，在下文对本技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本技术。
15.图1是根据本技术一些实施例所示的x射线影像获取系统的应用场景示意图。
16.在一些实施例中，x射线影像获取系统100可以包括：待曝光x射线源确定模块110、控制模块120、探测器130和影像获得模块140。在一些实施例中，x射线影像获取系统100还可以包括存储设备150。图中，160表示的是待成像物体。
17.待曝光x射线源确定模块110可以用于确定阵列式x射线源中的待曝光x射线源。如图1所示，阵列式x射线源中可以包含多个x射线源111。待曝光x射线源可以是阵列式x射线源中部分或全部x射线源。在一些实施例中，待曝光x射线源确定模块110可以根据拍摄的部位确定固定的一个或多个x射线源为待曝光x射线源。在一些实施例中，待曝光x射线源确定模块110还可以用来确定影像获取任务。在一些实施例中，影像获取任务可以至少包括待成像区域的信息，待成像区域为扫描对象中需要获取影像的区域。例如，待成像区域可以为整个乳房区域。又例如，待成像区域可以为乳腺。在一些实施例中，影像获取任务还可以包括获取扫描对象的信息和/或拍摄要求的信息。扫描对象的信息可以包括但不限于扫描对象的年龄、性别、病史、疾病情况、肿瘤位置等一种或多种的组合。拍摄要求的信息可以包括拍摄角度、曝光剂量等。
18.在一些实施例中，控制模块120可以确定待曝光x射线源中曝光的次数、曝光的顺序等。在一些实施例中，控制模块120可以基于待曝光x射线源的曝光区域，确定待曝光x射线源的分组。具体的，可以将曝光区域不重叠的一个或多个x射线源分为一组。例如，待曝光x射线源可以至少被分为第一组和第二组。其中，第一组可以包括至少两个x射线源，第二组可以包括至少一个x射线源。第一组和第二组的每一组是同时曝光，且第一组和第二组的曝光顺序是不同的。在一些实施例中，控制模块120还可以用于基于所述待曝光x射线源的曝光区域，控制所述待曝光x射线源中第一组的至少两个x射线源111同时曝光。在一些实施例中，控制模块120可以基于所述待曝光x射线源的曝光区域，控制所述待曝光x射线源中第二组的至少一个x射线源曝光，其中，所述第一组和第二组的曝光是顺序性的。在一些实施例中，控制模块120可以根据影像获取任务控制射线源111曝光。
19.探测器130可以接收来自不同射线源111的光子，以采集曝光数据。
20.影像获得模块140可以用于基于探测器130所采集到的曝光数据获得x射线影像。
21.应当理解，图1所示的系统及其模块可以利用各种方式来实现。例如，在一些实施例中，系统及其模块可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。其中，硬件部分可
以利用专用逻辑来实现；软件部分则可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域技术人员可以理解上述的方法和系统可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、cd或dvd-rom的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本技术的系统及其模块不仅可以有诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用例如由各种类型的处理器所执行的软件实现，还可以由上述硬件电路和软件的结合(例如，固件)来实现。
22.在本技术的实施例中，由于各个射线源发出的x射线所照射的区域不同，控制模块120可以通过控制至少两个曝光区域互不重合的射线源同时曝光；探测器130可以接收来自不同射线源111的光子，并以此为依据实现成像。通过这样的方式，可以使得至少两个射线源同时曝光，从而减少拍摄过程中曝光次数，缩短拍摄时间。本技术涉及的x射线曝光系统100可以应用于能够发射和探测x射线的各种设备中，包括但不限于ct、dr、x射线机等设备。
23.在一些实施例中，阵列式x射线源可以包括至少三个x射线源。该至少三个射线源111可以间隔设置在平行于探测器130(如探测器)接收表面的一条直线上。在另一些实施例中，至少三个射线源111可以阵列设置在平行于探测器130接收表面的一个平面上。具体的，射线源111可以设置为多种形状的阵列，例如圆形阵列、方形阵列或三角形阵列等。通过将至少三个射线源111设置在一条直线上或一个平面上，可以便于射线源111的布置，且能够更容易且准确地确定各个射线源111在探测器130接收表面的曝光区域。在一些替代性实施例中，至少三个射线源111也可以布置在一条曲线上或者一个曲面上等。
24.需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际的成像需要来选择所设置的射线源111的数量或者选择进行曝光的射线源111的数量。例如，当所需照射的范围更大时，可以增加射线源111的数量，反之则可以减少射线源111的数量。在一些实施例中，射线源111可以设置为3个、4个、5个、9个等，本技术对此不作进一步限制。
25.在一些实施例中，x射线成像系统100还可以包括存储器150。存储器150可以用于存储x射线影像获取过程的相关信息/数据。例如，存储器150可以存储影像获得模块140获得的医疗影像。在一些实施例中，存储器150可以存储控制模块120执行使用的数据和/或指令，控制模块120可以通过执行或使用所述数据和/或指令以实现本说明书中的示例性方法。在一些实施例中，存储设备可包括大容量存储器、可移动存储器、易失性读写存储器、只读存储器(rom)等或其任意组合。
26.在一些实施例中，x射线影像获取系统100还可以包括网络(未示出)。所述网络可以是局域网(lan)、广域网(wan)、公共网络、专用网络、专属网络、公共电话交换网(pstn)、互联网、虚拟网络、都市城域网、电话网络等或者多种的组合。在一些实施例中，x射线影像获取系统100可以是全数字化乳房x线摄影(ffdm)系统或数字化乳腺断层合成(dbt)系统。在一些实施例中，待曝光x射线源确定模块110、控制模块120、探测器130、影像获得模块140、存储设备150之间的通信可以通过有线连接、无线连接或者多种的组合来实现。
27.以上描述旨在说明，并不限制本公开的范围。对于本领域技术人员而言，许多替代、修正和变化是显而易见的。本文描述的示例性实施例的特点、结构、方法和其他特征可以以各种方式组合以获得另外的和/或可替代的示例性实施例。例如，存储器150可以为包
括云计算平台(例如公共云、私有云、社群云和混合云等)的数据存储器。然而，这些变化和修正并未脱离本公开的范围。
28.图2是根据本技术一些实施例所示的x射线影像获取系统中曝光的示意图，下面将结合图2对曝光过程进行具体说明。图中，曝光区域210为一个射线源111的照射范围，160为待成像物体，130为探测器。如图2所示，多个射线源111的曝光区域210共同覆盖待成像物体160。通过这样的设置，可以保证待成像物体160能够被一个或多个射线源111发出的x射线照射到。
29.在一些实施例中，待曝光x射线源确定模块110可以获取待成像区域的信息。控制模块120可以根据待成像区域的信息的需要确定进行曝光的射线源111的数量及位置。例如，在确定扫描对象中需要获取影像的区域后，控制模块120可以根据此区域设定射线源111曝光的个数。又例如，控制模块120可以根据射线源111曝光的个数和位置，确定各个射线源111曝光的次序和组合。
30.在一些实施例中，射线源可以有多种，例如热阴极发射射线源、冷阴极发射射线源及场致发射射线源等及其组合。优选地，可以使用场致发射射线源作为本说明书所述的射线源。场致发射射线源是金属内的自由电子在强电场作用下通过势垒穿透的量子效应从金属表面逸出，不用通过加热就能产生电子。场致发射可以让多种材料(例如金属针尖、碳纳米管等)在常温下产生电子发射，获得电子束流，具有启动/关断速度快、节能、无需散热等明显优点。
31.本技术中的x射线影像获取方法所采用的多射线源同时曝光的模式，使得在探测器上照射区域不重叠的多个射线源同时曝光，然后在探测器上多个区域接受完数值后同时读出被诊断部位的影像数据，这样可大大缩短完成影像获取任务的时间，提高诊断效率，也可以减小引起被诊断者在影像获取过程中身体和被诊断部位发生移动，并减小产生运动伪影的可能性。
32.在图2所示的实施例中可以采取多射线源同时曝光的方式。
33.在一些实施例中，可以采用多射线源同时曝光的方式以获取待成像区域的全部的曝光影像，每次曝光的射线源可以为一组射线源。例如图2中11、12、13、21、22、23、31、32、33分别代表不同的射线源的曝光区域，任选其中两个不同的区域，则两个区域存在重合以及不重合两种可能。以区域11为例，区域11与区域12以及区域21具有重合区域，而与其他区域(如区域22、23等)不重合。
34.通过合理安排曝光方式，可以使得至少一次曝光由至少两个曝光区域不重合的射线源进行。如图2所示，曝光的射线源可以分为两组，且两组射线源的曝光是顺序性的。例如，射线源11、13、22、31、33可以为a组，本组射线源共5个，且本组射线源的5个射线源的曝光范围互相不重合；射线源12、21、23、32可以为b组，本组射线源共4个，且本组射线源的4个射线源的曝光范围互相不重合。在一些实施例中，至少两组射线源的曝光次序可以由控制模块120确定。例如，a组射线源可以先进行曝光。也可以由b组射线源先进行曝光。
35.需要说明的是，本领域技术人员可以在本技术的基础上对本技术技术方案做出各种合理的变换。例如，射线源的组合方式可以是多样的。例如，图2所示的射线源曝光的组合可以为(射线源11、13)、(射线源22、31、33)和(射线源12、21、23、32)共三组；也可以为(射线源11)、(射线源22、13)、(射线源31、33)、(射线源12、21)和(射线源23、32)共5组。类似这样
的变换，仍处于本技术的保护范围之内。在一些实施例中，一组射线源可以同时曝光。
36.通过以上至少两个曝光区域不重合的射线源进行同时曝光，可以避免待成像区域重合，不仅避免了伪影，也减少获取影像时使用x射线曝光的次数，缩短获取影像所用的时间。
37.图3是根据本技术一些实施例所示的x射线影像获取系统中射线源位置排布示意图。
38.如图3所示，311、312、313、321、322、323、331、332、333分别代表另一些不同的阵列射线源。在一些实施例中，x射线曝光方法可以由至少两个不相邻的射线源进行。不相邻是指存在其他射线源，与所述至少两个射线源中至少一个的距离小于所述至少两个射线源中任意两个之间的距离。以射线源311为例，在图3中，射线源311和射线源322为两个不相邻的射线源，射线源312为一个不参与此次曝光的射线源；射线源312至射线源311的距离为d1，射线源311至射线源322的距离d2。若d1小于d2，则可以说射线源311与射线源322不相邻。
39.由不相邻的射线源曝光，可以减少同一次曝光中不同射线源曝光区域的重合部分，从而减少伪影的产生。在一些实施例中，可以以各种方式安排曝光次序，使得曝光由不相邻的射线源进行。例如，可以间隔地使用射线源，以使得不相邻的射线源同时曝光。间隔使用射线源是指至少一次所述曝光由至少两个不相邻的射线源进行。例如，如图3所示，射线源311，313中间间隔排布着射线源312；又例如，射线源313，331之间间隔排布着射线源322。这种方式与前述区域不重合的射线源排布方式有相似之处，区别在于此方式主要是从射线源的位置来进行限定，而前述方式主要是从射线源的待成像区域来进行限定。
40.如图2和图3的方法是对射线源排布的不同限定，需要说明的是，图2和图3所示的方法仅作为示例，不构成对本技术的限定。
41.在一些实施例中，x射线影像获取系统100可以基于所获取的患者的信息和/或拍摄要求的信息，确定阵列式x射线源的待曝光x射线源的曝光参数。在一些实施例中，所述待曝光x射线源的曝光参数包括曝光顺序。x射线影像获取系统100可以基于曝光顺序，控制待曝光x射线源对待成像区域依次曝光，从而获得x射线图像。在一些实施例中，x射线影像获取系统100中使用的射线源可以有多种，例如热阴极发射射线源、冷阴极发射射线源及场致发射射线源等及其组合。优选地，可以使用冷阴极发射射线源作为本实施例所述的射线源。
42.在一些实施例中，所述待曝光x射线源的曝光参数还可以包括以下一种或几种：a)确定待成像区域需要曝光的次数以及每次曝光需要使用的射线源；b)确定每次曝光中射线源的曝光强度和/或曝光时间。
43.在一些实施例中，确定待成像区域需要曝光的次数以及每次曝光需要使用的射线源可以包括：根据各个射线源曝光区域的大小、形状和位置确定为获得待成像区域的完整影像所需要的射线源和位置信息；根据需要的射线源及其位置信息确定曝光过程中需要进行的曝光次数；确定每次曝光使用的射线源。其中，每次曝光中的曝光顺序可以被设置以使得在单次曝光中所述待曝光x射线源的曝光数据是非重合的。
44.在一些实施例中，确定每次曝光中射线源的曝光强度和/或曝光时间包括：可以针对患者的信息和/或拍摄要求的信息确定每次曝光中射线源的曝光强度和/或曝光时间。例如，可以针对诊断部位的不同区域采用不同的曝光强度进行曝光，也可以针对诊断部位的不同区域采用不同的曝光时间来进行曝光。例如，对于诊断部位较厚的区域，可以适当地提
高曝光强度和/或延长曝光时间以提高所摄影像的清晰度。又例如，患者要求进行最少量的曝光，可以在保证图片清晰的情况下，适当地减少曝光强度和/或缩短曝光时间。
45.在一些实施例中，待曝光x射线源可以至少包括第一组和第二组，所述第一组包括至少两个x射线源，所述第二组包括至少一个x射线源；其中，所述第一组和第二组的每一组是同时曝光，且第一组和第二组的曝光顺序是不同的。有关待曝光x射线源具体分组的设置可见图2中实施例的相应描述，在此不再赘述。
46.在一些实施例中，患者的信息和/或拍摄要求的信息可以在确定影像获取任务时获取。例如，患者的年龄、身高、体重、病史、胖瘦程度、拍摄部位厚度骨骼关节点信息和诊断要求等。在一些实施例中，上述信息也可以通过直接输入、检索数据库中患者的个人资料或其他方式来获取。例如，以上信息可以基于3d摄像头(又可成为深度相机)获取，然后基于患者的图像信息获取该患者的体态信息。
47.在一些实施例中，待曝光x射线源确定模块110可以将患者的待成像区域进行划分，划分后可以进一步确定：每一部分待成像区域的位置、大小和形状；划分后的部分待成像区域的个数。一些实施例中，待曝光x射线源确定模块110可以根据所述部分待成像区域的个数确定射线源参与曝光的次数；根据各个部分待成像区域的位置、大小和形状可以确定每次曝光使用的所述射线源的数量和位置。具体地，待曝光x射线源确定模块110可以将待成像区域划分不同的曝光等级。例如，可以将待成像区域划分为重点待成像区域和次重点待成像区域。在曝光时，针对重点待成像区域可以适当地提高曝光强度和/或延长曝光时间以提高所摄影像的清晰度；针对次重点待成像区域使用较低的曝光强度曝光和/或减短曝光时间以降低曝光剂量。
48.在一些实施例中，待曝光x射线源确定模块110还可以用于对待成像区域进行预曝光。所述预曝光是指利用较低的曝光强度对待成像区域进行曝光，以进一步确定患者的被诊断部位中的需要重点曝光的待成像区域。在一些实施例中，待曝光x射线源确定模块还可以用于确定每一部分待成像区域的重要性。待曝光x射线源确定模块110可以根据待成像区域的重要性确定射线源参与曝光的次数；根据各个部分待成像区域的位置、大小和形状可以确定每次曝光使用的所述射线源的数量和位置。
49.在一些实施例中，可以将本说明书的方法用于获取乳腺影像，图4提供了一个示例。
50.如图4所示，4100为乳腺影像装置的正视图，4200为乳腺影像装置的俯视图。图中，410表示第一区域，420表示第二区域，160即代表需要获取影像的乳房，430为乳房压迫板。如图4所示，乳房160置于第二区域420内。乳房压迫板430覆盖在乳房160的上方，其作用是挤压乳房，使乳房离射线源的距离更远，离探测器的距离更近，从而可以提高获取到的影像的信噪比。同时由于乳房的结构特性，乳房的形状在自然条件下呈锥形结构，乳房压迫板430可以使乳房在垂直方向上的高度平均，使获取到的影像的灰度更加均匀。
51.在获取x射线影像时，人体位于第一区域410侧站立，胸部紧贴第一区域，胸墙外侧朝向第二区域420。胸墙是指胸骨和肋骨以及肋骨间人体组织所构成的区域，胸墙内侧为胸腔，胸腔内有心脏、肺、脾、胰腺等组织和器官；胸墙外侧为人体的胸肌以及女性的乳腺和乳房。在乳腺影像获取过程中应尽量避免x射线穿过胸墙照射到胸墙内组织和器官。
52.在一些实施例中，第二区域420中的射线源可以线性排列。在一些实施例中，第二
区域420中的射线源也可以阵列在一个平面上。具体的，第二区域420中的射线源可以设置为多种规则形状的阵列，例如圆形阵列、方形阵列或三角形阵列等。通过将第二区域420中的射线源设置为规则形状的阵列，可以便于射线源的布置，且能够更容易且准确地确定射线源的照射区域。在一些替代性实施例中，第二区域420中的射线源也可以布置在一条曲线上或者一个曲面上等。
53.第一区域410中的射线源可以以直线的方式排列。在一些实施例中，第一区域410中的射线源也可以以非直线的方式线性排列。例如，可以结合被诊断者的胸墙的形状具体设置。
54.在一些实施例中，第一区域410中的射线源在平行于胸墙方向上的排布密度可以高于第二区域420中的射线源在在平行于胸墙方向上的排布密度。靠近人体胸墙侧的人体组织的密度更高，增加射线源的排布密度可以提高最终获取影像的清晰度。
55.在一些实施例中，第一区域410中的射线源的照射方向可以向垂直于被诊断者的胸墙的外侧方向偏转一定角度，所述偏转一定角度后的射线源发射的x射线不会穿过被诊断者的胸墙。
56.在一些实施例中，在曝光获取影像后，可以对影像进行重建和拼接。在一些实施例中，x射线影像获取方法包括重建影像。所述重建影像是基于一次或多次曝光中所采集的一个或多个x射线源的曝光数据进行影像重建。在一些实施例中，所述重建影像过程可以由影像获得模块140完成。获得重建影像后，影像获得模块140还可以将一次或多次曝光中各个射线源所对应的获得的重建影像进行拼接。在一些实施例中，在拼接时，影像获得模块140可以根据阵列式x射线源与待成像区域对应的位置关系进行畸变调整、色彩调整、和/或灰度调整，进而通过合成或三维图像重建等方法确定待成像区域的扫描图像。三维图像重建方法可以包括但不限于代数法、迭代法、傅立叶变换法、卷积反投影法等。
57.仅作为示例，在拼接时，影像获得模块140可以选取一张或多张扫描图像中的至少一张为参照扫描图像；按阵列式x射线源与对应的待成像区域的位置关系排布所获得的图像；将一张或多张扫描图像中不重叠的部分分别提取；将重叠的部分的非参照扫描图像进行删除；以及将不重叠的部分和重叠的部分进行拼接，拼接后可以得到完整的诊断部位的影像。
58.本技术所披露的基于面光源的多点联动曝光控制系统可能带来的有益效果包括但不限于：(1)提升影像获取的速度；(2)提高获取影像的质量；(3)提升诊断过程中的体验；(4)减少被诊断者的射线被辐射量。需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。
59.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。