C型臂X射线机自动曝光控制方法、控制系统及控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种C型臂X射线机自动曝光控制方法、控制系统及控制装置，根据设定的曝光参数采集图像，分析图像做出曝光参数的调整，重新采集图像，通过这样一个快速、连续的采集与调节过程，在短时间内自动输出最佳的曝光参数并锁定。可实现C型臂X射线机使用过程中的自动曝光控制，避免人工设定相关曝光参数，减轻医生负担，降低手术风险。本发明专利技术可实现针对不同体型病患不同部位的诊断图像一致性，并且在满足图像诊断质量的前提下，将射线辐射水平控制在最低，降低医患辐射风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种C型臂X射线机自动曝光控制方法、系统及装置。
技术介绍
在医疗领域，X射线被广泛应用于医疗诊断，尤其是对患者体内的情况进行无创伤诊断。X射线可穿透人体至成像器件最终生成诊断图像，人体内不同组织对X射线的吸收强度不同，因此穿透人体达到成像器件的X射线会有数量上的差异，这种差异可导致诊断图像中的灰度差异，从而帮助医生进行诊断。长时间过量的X射线会对人体造成伤害，因此要在医疗诊断过程中对人体接受到的X射线的曝光剂量进行严格的控制。多种医疗设备使用了X射线，包括：CR、DR、CT、直线加速器、C型臂X射线机等。其中CR、DR、CT、直线加速器都是按照预先设置好的程序进行一次性的曝光，因此曝光剂量相对可控，并且只有病人会受到曝光辐射，医生处于安全隔离区域。在所有使用X射线的医疗设备中，C型臂X射线机是唯一在手术室中使用的设备，并且设备使用过程中需要由医生现场操作，因此医患均需暴露在X射线中，使用时依据病患手术的复杂程度需进行长时间多次X射线照射。因此，出于射线剂量控制的需求，对C型臂X射线机的曝光控制要求很高。医疗诊断用X射线的参数主要有：电压kV，电流mA，曝光时间s，这三个参数决定了X射线的曝光量，也决定了最终诊断图像的质量。电压kV决定了射线的质，即穿透能力，一定程度上会影响图像的对比度，而电流mA和曝光时间s决定了射线的量，即数量多少，会影响图像的明暗度。图像质量效果需满足医生诊断需求。曝光控制关键难点有两个：1.诊断图像一致性，即针对不同体型病患的不同部位，生成的诊断图像应尽可能保持一致性。2.低剂量，即在保证生成图像满足诊断要求的前提下，尽可能的将射线辐射水平控制在最低。部分设备没有自动曝光控制技术，需要医生或技师针对病人体型与检查部位厚度等具体情况，手动调节电压kV，电流mA，曝光时间s等参数，根据经验生成诊断图像。可能会因医生操作不当或技术经验不足设置的错误参数导致诊断图像有问题，重新设置参数再次曝光不仅增加了手术时间，加重病人风险，而且也额外增加了医患X射线剂量。现有设备有多种自动曝光控制技术，技术层面主要分两种：1.使用电离室的自动曝光控制技术。使用气态或固态电离室，配合前置放大器实现对X射线剂量的精确测量，当剂量达到设定值时通过电路瞬间中断X射线的发射。2.使用荧光效应控制的光电倍增管。将射线剂量转换成电压(或电流)，经时间积分后的电压正比于X射线剂量，当积分电压达到设定的电压时通过电路瞬间切断高压，实现自动曝光控制。现有自动曝光控制技术的缺点是只能自动调节电流mA和曝光时间s这两个参数，不能自动调节电压kV参数，也就是说实际使用时还需要通过人工选择病患体型(幼儿、瘦、中等、胖、超胖)来间接确定电压kV的大致范围。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种C型臂X射线机自动曝光控制方法及控制系统，实现对不同体型病患的不同部分的自动曝光控制，实现诊断图像的一致性。本专利技术的另一目的在于提供一种C型臂X射线机自动曝光控制装置，以提高曝光控制的稳定性和准确性，降低医患受到的辐射量，减少手术风险。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。一种C型臂X射线机自动曝光控制方法，包括以下步骤：210：初始化步骤，其中对硬件进行初始化，以及对电压相关调节值、电流相关调节值进行初始化；220：电压调节步骤，其中对电压进行更新调节；230：电流调节步骤，其中对电流进行更新调节；240：增益调节步骤：其中对增益进行更新调节；250：参数输出步骤：其中对电压、电流、增益以及球管大、小焦点进行设置并进行输出。优选的，步骤210中，所述初始化步骤具体包括：211：硬件初始化；212：初始化电压调节亮度Ev，电流调节亮度Ec；213：初始化电压调节阈值Tv，电流调节阈值Tc，增益调节阈值Tg；214：初始化电压调节步长Sv，电流调节步长Sc，增益调节步长Sg；215：初始化电压kV，电流mA，增益gain；216：初始化完成。其中，亮度Ev与Ec，阈值Tv、Tc与Tg，步长Sv、Sc与Sg，电压kV，电流mA，增益gain均由工程师在安装调试设备时进行设置。优选的，步骤220中，所述电压调节步骤具体包括：221：设定电压kV，电流mA；222：获取射线图像img；223：获取图像感兴趣区域平均灰度值avg＝mean(img(roi))；224：计算偏差值comp＝1-avg/Ev；225：进行比较comp＜Tv，若否，则跳转到226，若是，则跳转到227；226：更新电压kV＝kV+Sv*comp，然后跳转到221；227：电压调节完成，存储当前电压kV。其中，roi表示感兴趣区域，mean表示求算术平均值。优选的，步骤230中，所述电流调节步骤具体包括：231：设定电压kV，电流mA；232：获取射线图像img；233：获取图像感兴趣区域平均灰度值avg＝mean(img(roi))；234：计算偏差值comp＝1-avg/Ec；235：进行比较comp＜Tc，若否，则跳转到236，若是，则跳转到237；236：更新电流mA＝mA+Sc*comp，然后跳转到231；237：电流调节完成，存储当前电流mA值。其中，roi表示感兴趣区域，mean表示求算术平均值。优选的，步骤240中，所述增益调节步骤具体包括：241：设定电压kV，电流mA，设定增益gain；242：获取射线图像img；243：计算图像局部对比度contrast＝sdev(img)；244：计算图像噪声水平noise245：进行比较contrast/noise＞Tg，若是，则跳转到246，若否，则跳转到247；246：更新增益gain＝gain+Sg，并更新电流mA＝mA/10∧(Sg/10)，然后跳转到241；247：增益调节完成，存储当前增益gain和电流mA。其中，sdev表示求标准方差，增益gain的单位是dB优选的，步骤250中，所述参数输出步骤具体包括：251：建立连接；252：设置电压kV，电流mA；253：设置增益gain；254：设置球管大、小焦点；255：输出完成。一种C型臂X射线机自动曝光控制系统，包括：初始化模块(210’)，用于对硬件进行初始化，以及对电压相关调节值、电流相关调节值进行初始化；电压调节模块(220’)，用于对电压进行更新调节；电流调节模块(230’)，用于对电流进行更新调节；增益调节模块(240’)，用于对增益进行更新调节；参数输出模块(250’)，用于对电压、电流、增益以及球管大、小焦点进行设置并进行输出。优选的，初始化模块(210’)中的初始化具体包括：211：硬件初始化；212：初始化电压调节亮度Ev，电流调节亮度Ec；213：初始化电压调节阈值Tv，电流调节阈值Tc，增益调节阈值Tg；214：初始化电压调节步长Sv，电流调节步长Sc，增益调节步长Sg；215：初始化电压kV，电流mA，增益gain；216：初始化完成。其中，亮度Ev与Ec，阈值Tv、Tc与Tg，步长Sv、Sc与Sg，电压kV，电流mA，增益gain均由工程师在安装调试设备时进行设置。优选的，所述电压调节模块(220’)对电流值行更新调节具体包括：221’：设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种C型臂X射线机自动曝光控制方法，其特征在于，包括以下步骤：210：初始化步骤，其中对硬件进行初始化，以及对电压相关调节值、电流相关调节值进行初始化；220：电压调节步骤，其中对电压值进行更新调节；230：电流调节步骤，其中对电流值进行更新调节；240：增益调节步骤：其中对增益值进行更新调节；250：参数输出步骤：其中对电压、电流、增益以及球管大、小焦点进行设置并进行输出。

【技术特征摘要】
1.一种C型臂X射线机自动曝光控制方法，其特征在于，包括以下步骤：210：初始化步骤，其中对硬件进行初始化，以及对电压相关调节值、电流相关调节值进行初始化；220：电压调节步骤，其中对电压值进行更新调节；230：电流调节步骤，其中对电流值进行更新调节；240：增益调节步骤：其中对增益值进行更新调节；250：参数输出步骤：其中对电压、电流、增益以及球管大、小焦点进行设置并进行输出。2.如权利要求1所述的C型臂X射线机自动曝光控制方法，其特征在于，步骤210中，所述初始化步骤具体包括：211：硬件初始化；212：初始化电压调节亮度Ev，电流调节亮度Ec；213：初始化电压调节阈值Tv，电流调节阈值Tc，增益调节阈值Tg；214：初始化电压调节步长Sv，电流调节步长Sc，增益调节步长Sg；215：初始化电压kV，电流mA，增益gain；216：初始化完成；其中，亮度Ev与Ec，阈值Tv、Tc与Tg，步长Sv、Sc与Sg，电压kV，电流mA，增益gain均由工程师在安装调试设备时进行设置。3.如权利要求2所述的C型臂X射线机自动曝光控制方法，其特征在于，步骤220中，所述电压调节步骤具体包括：221：设定电压kV，电流mA；222：获取射线图像img；223：获取图像感兴趣区域平均灰度值avg＝mean(img(roi))；224：计算偏差值comp＝1-avg/Ev；225：进行比较comp＜Tv，若否，则跳转到226，若是，则跳转到227；226：更新电压kV＝kV+Sv*comp，然后跳转到221；227：电压调节完成，存储当前电压kV；其中，roi表示感兴趣区域，mean表示求算术平均值。4.如权利要求2所述的C型臂X射线机自动曝光控制方法，其特征在于，步骤230中，所述电流调节步骤具体包括：231：设定电压kV，电流mA；232：获取射线图像img；233：获取图像感兴趣区域平均灰度值avg＝mean(img(roi))；234：计算偏差值comp＝1-avg/Ec；235：进行比较comp＜Tc，若否，则跳转到236，若是，则跳转到237；236：更新电流mA＝mA+Sc*comp，然后跳转到231；237：电流调节完成，存储当前电流mA；其中，roi表示感兴趣区域，mean表示求算术平均值。5.如权利要求2所述的C型臂X射线机自动曝光控制方法，其特征在于，步骤240中，所述增益调节步骤具体包括：241：设定电压kV，电流mA，设定增益gain；242：获取射线图像img；243：计算图像局部对比度contrast＝sdev(img)；244：计算图像噪声水平noise245：进行比较contrast/noise＞Tg，若是，则跳转到246，若否，则跳转到247；246：更新增益gain＝gain+Sg，并更新电流mA＝mA/10^(Sg/10)，然后跳转到241；247：增益调节完成，存储当前增益gain和电流mA；其中，sdev表示求标准方差，增益gain的单位是dB。6.如权利要求2所述的C型臂X射线机自动曝光控制方法，其特征在于，步骤250中，所述参数输出步骤具体包括：251：建立连接；252：设置电压kV，电流mA；253：设置增益gain；254：设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴元，颜继永，刘佳音，
申请(专利权)人：深海精密科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44