用于數(shù)字乳腺X射線機(jī)的全數(shù)字自動(dòng)曝光方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種用于數(shù)字乳腺X射線機(jī)的全數(shù)字自動(dòng)曝光方法，其包括步驟：預(yù)建立壓迫力及壓迫厚度與預(yù)曝光所需的電壓V0和電流I0之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的查找表；根據(jù)上述查找表計(jì)算出預(yù)曝光的電壓V0和電流I0并進(jìn)行預(yù)曝光，獲得預(yù)曝光圖像M；對(duì)預(yù)曝光圖像M進(jìn)行組織區(qū)域檢測(cè)，將預(yù)曝光圖像M分割為組織區(qū)域和背景區(qū)域；利用組織區(qū)域平均灰度值記為D0，采用公式I1＝θI0DT/D0計(jì)算出正式曝光所需電流I1。本發(fā)明專利技術(shù)可以準(zhǔn)確高效的完成曝光劑量?jī)?yōu)化的全數(shù)字自動(dòng)曝光方法，在降低設(shè)備成本的同時(shí)提高圖像質(zhì)量，且可以最大限度的降低受照者的射線量。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
用于數(shù)字乳腺X射線機(jī)的全數(shù)字自動(dòng)曝光方法
本專利技術(shù)涉及一種自動(dòng)曝光控制（AEC）方法，尤其是涉及一種用于數(shù)字乳腺X射線機(jī)的全數(shù)字自動(dòng)曝光（AEC）方法。
技術(shù)介紹
在當(dāng)前諸多的乳腺疾病檢查篩查手段當(dāng)中，乳腺X射線機(jī)仍然是早期發(fā)現(xiàn)病灶的主流設(shè)備。同時(shí)，隨著數(shù)字平板工藝的不斷改進(jìn)和成本降低，數(shù)字乳腺X射線機(jī)已經(jīng)逐漸開始取代模擬乳腺機(jī)的地位。由于乳腺主要是用脂肪和敏感腺體所組成，過多的X線照射在一定程度上也會(huì)引起乳腺組織的病變，因此如何使用最合適的曝光劑量，從而在獲取可診斷圖像的同時(shí)最大限度降低受照患者的射線劑量一直是放射醫(yī)生和設(shè)備工程師的關(guān)注焦點(diǎn)之一。傳統(tǒng)的方法（比如中國(guó)專利CN200910109280.9）是通過在射線探測(cè)器前額外安裝電離室等傳感元件，配合高壓曝光時(shí)間控制電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)模擬反饋回路，在進(jìn)行曝光的過程中，該回路會(huì)不斷檢測(cè)當(dāng)前的射線累積量，在劑量到達(dá)一定限度的情況下，即會(huì)控制高壓停止觸發(fā)球管放線。現(xiàn)有方法不僅會(huì)增加設(shè)備的成本，并會(huì)因?yàn)榧友b的傳感器元件是放置在射線探測(cè)器之前，從而會(huì)在一定程度上對(duì)通過人體組織的射線信號(hào)進(jìn)行二次衰減，降低信號(hào)質(zhì)量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提出一種用于數(shù)字乳腺X射線機(jī)中不需要在設(shè)備上額外安裝電離室或類似的傳感器件即可更加準(zhǔn)確高效的完成曝光劑量?jī)?yōu)化的全數(shù)字自動(dòng)曝光方法，在降低設(shè)備成本的同時(shí)提高圖像質(zhì)量，且可以最大限度的降低受照者的射線量。本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種用于數(shù)字乳腺X射線機(jī)的全數(shù)字自動(dòng)曝光方法，其包括步驟：A、預(yù)建立壓迫力及壓迫厚度與預(yù)曝光所需的電壓V0和電流I0之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的查找表；B、由數(shù)字乳腺機(jī)的壓迫盤獲取當(dāng)前的壓迫力及壓迫厚度信息，根據(jù)上述查找表計(jì)算出預(yù)曝光的電壓V0和電流I0并進(jìn)行預(yù)曝光，獲得預(yù)曝光圖像M；C、對(duì)預(yù)曝光圖像M進(jìn)行組織區(qū)域檢測(cè)，將預(yù)曝光圖像M分割為組織區(qū)域和背景區(qū)域；D、利用組織區(qū)域平均灰度值記為D0，采用公式I1＝θI0DT/D0計(jì)算出正式曝光所需電流I1，其中，DT為數(shù)字乳腺X射線機(jī)的預(yù)設(shè)目標(biāo)閾值，θ為介于0～1之間的系統(tǒng)預(yù)設(shè)常數(shù)；E、根據(jù)計(jì)算出的正式曝光所需電流I1進(jìn)行曝光處理。其中，步驟A具體包括：數(shù)字乳腺X射線機(jī)的探測(cè)器在無X射線時(shí)，計(jì)算探測(cè)器在暗電流作用下形成的暗場(chǎng)圖像的灰度平均值為Ddark；在一個(gè)確定的壓迫力作用下，依次放置不同厚度的PMMA體模，對(duì)于一個(gè)確定厚度下的PMMA體模，從選定曝光所需的最低初始電壓和電流開始逐漸調(diào)整電壓和電流并依次進(jìn)行圖像拍攝，如果PMMA體模下形成的影像區(qū)域均值滿足Dsamplex>2*Ddark，則選取能滿足該條件時(shí)值最小的電壓和電流組合參數(shù)作為該厚度的PMMA體模對(duì)應(yīng)預(yù)曝光所需的電壓V0和電流I0；建立PMMA體模的厚度與等效組織厚度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。其中，步驟C是計(jì)算出圖像M的最佳灰階分割點(diǎn)，利用最佳灰階分割點(diǎn)將圖像M分割成組織區(qū)域和背景區(qū)域。其中，計(jì)算出圖像M的最佳灰階分割點(diǎn)的步驟具體包括：圖像M的大小為X*Y，利用初始分割閾值T將把圖像M分為組織區(qū)域和背景區(qū)域，其中組織區(qū)域所占的像素個(gè)數(shù)記為K0，其占整幅圖像的比例記為p0，其平均灰度記為μ0，背景區(qū)域占的像素個(gè)數(shù)記為K1，其占整幅圖像的比例記為p1，其平均灰度為μ1，圖像的總平均灰度記為μ，利用下列公式計(jì)算類間方差記為P0＝K0/XY，P1＝K1/XY，采用遍歷法，搜索所有可能的閾值，其中使得最大的閾值T0即為所求的最佳灰階分割點(diǎn)。其中，DT為數(shù)字乳腺X射線機(jī)中探測(cè)器輸出圖像最大灰度值的10%～15%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下有益效果：本專利技術(shù)通過當(dāng)前系統(tǒng)反饋的壓迫厚度和壓迫力，計(jì)算預(yù)曝光時(shí)所需的kV和mAs以及濾過組合，獲取一次極低劑量的預(yù)曝光圖像，對(duì)其進(jìn)行信息的分析和計(jì)算，從而得到正式曝光階段的mAs值，達(dá)到最佳的曝光劑量控制。與傳統(tǒng)的模擬AEC方法相比，該專利技術(shù)不許要額外安裝傳感設(shè)備，僅需要設(shè)備必備的射線探測(cè)器配合系統(tǒng)提供的機(jī)械信息即可實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的劑量控制，獲得最佳的圖像質(zhì)量。附圖說明圖1是本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)公開一種用于數(shù)字乳腺X射線機(jī)（或簡(jiǎn)稱為數(shù)字乳腺機(jī)）的全數(shù)字自動(dòng)曝光(AutomaticExposureControl，AEC)方法，通過當(dāng)前系統(tǒng)反饋的壓迫厚度和壓迫力，計(jì)算預(yù)曝光時(shí)所需的電壓（kV千伏）和電流（毫安秒mAs）以及過濾片類型，獲取一次極低劑量的預(yù)曝光圖像，對(duì)其進(jìn)行信息的分析和計(jì)算，從而得到正式曝光階段的mAs值，達(dá)到最佳的曝光劑量控制。因此，本專利技術(shù)不需要在設(shè)備上額外安裝電離室或類似的傳感器件，即可更加準(zhǔn)確高效的完成曝光劑量?jī)?yōu)化，在降低設(shè)備成本的同時(shí)，提高圖像質(zhì)量，最大限度的降低受照者的射線量。如圖1所示，在本專利技術(shù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，包括如下實(shí)現(xiàn)步驟：步驟S1、將數(shù)字乳腺X射線機(jī)的壓迫盤壓迫組織到合適的狀態(tài)，獲取當(dāng)前的壓迫力P及壓迫厚度T信息通過通訊線路傳遞給AEC計(jì)算模塊。數(shù)字乳腺X射線機(jī)的壓迫盤運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)是為了使得乳腺腺體分布更加均勻，便于固定組織，提升乳腺圖像質(zhì)量的機(jī)械裝置。放射技師操作數(shù)字乳腺機(jī)的壓迫盤，使壓迫盤壓迫組織到合適的狀態(tài)，使得乳腺固定并且緊致，壓迫運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)中的壓力傳感器和位移傳感器分別將當(dāng)前的壓迫力P及壓迫厚度T信息通過通訊線路傳遞給AEC計(jì)算模塊。步驟S2、由AEC計(jì)算模塊根據(jù)壓迫力P及壓迫厚度T的信息，計(jì)算出預(yù)曝光的電壓V0和電流I0以及濾過片類型。AEC計(jì)算模塊根據(jù)輸入的壓迫力P及壓迫厚度T的信息，計(jì)算出預(yù)曝光所需的管電壓V0和管電流I0以及濾過片類型，該結(jié)果可以通過實(shí)驗(yàn)預(yù)先得到，然后制作成查找表，從而提高計(jì)算速度。數(shù)字乳腺X射線機(jī)的探測(cè)器在無X射線時(shí)，自身在工作狀態(tài)下，其暗電流形成的圖像稱為暗場(chǎng)圖像，設(shè)暗場(chǎng)圖像灰度平均值為Ddark，則建立數(shù)據(jù)查找表的方法如下：依次放置不同厚度的PMMA體模，對(duì)于一個(gè)固定厚度下的PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）體模，從選定的最低初始kV和mAs開始，進(jìn)行圖像拍攝，如果PMMA體模下形成的影像區(qū)域均值滿足Dsamplex>2*Ddark，則選取能滿足該條件時(shí)值最小的電壓kV和電流mAs組合參數(shù)作為該厚度的PMMA對(duì)應(yīng)的“等效組織厚度”下的預(yù)曝光參數(shù)，此處某厚度的PMMA對(duì)應(yīng)“等效組織厚度”見下表1。表1.PMMA與等同組織厚度對(duì)照表對(duì)于不同類型的乳腺機(jī)，球管靶面材料以及濾過材料均有較大差異，本專利技術(shù)中濾過類型的選擇，主要是與kV、平均腺體吸收劑量以及圖像中組織對(duì)比度相關(guān)，隨著kV升高，射線穿透力增強(qiáng)，腺體吸收劑量下降，但組織對(duì)比度也會(huì)隨之下降，因此其選擇的原則是在滿足定義的組織對(duì)比度指標(biāo)的情況下，選擇一個(gè)kV，使得X射線的平均腺體吸收劑最小。組織對(duì)比度及平均腺體劑量測(cè)試方法參見“CommissioningandRoutineTestingofFullFieldDigitalMammographySystems.NHSCancerScreeningProgrammes.NHSBSPEquipmentReport0604version3,2009.”同等厚度T下，不同的壓迫力P體現(xiàn)了組織的致密度，但不適用于剛性物體，如PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）。即此參數(shù)的影響是在實(shí)際使用過程中統(tǒng)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)值本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于數(shù)字乳腺X射線機(jī)的全數(shù)字自動(dòng)曝光方法，其特征在于，包括步驟：A、預(yù)建立壓迫力及壓迫厚度與預(yù)曝光所需的電壓V0和電流I0之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的查找表；B、由數(shù)字乳腺機(jī)的壓迫盤獲取當(dāng)前的壓迫力及壓迫厚度信息，根據(jù)上述查找表計(jì)算出預(yù)曝光的電壓V0和電流I0并進(jìn)行預(yù)曝光，獲得預(yù)曝光圖像M；C、對(duì)預(yù)曝光圖像M進(jìn)行組織區(qū)域檢測(cè)，將預(yù)曝光圖像M分割為組織區(qū)域和背景區(qū)域；D、利用組織區(qū)域平均灰度值記為D0，采用公式I1＝θI0DT/D0計(jì)算出正式曝光所需電流I1，其中，DT為數(shù)字乳腺X射線機(jī)的預(yù)設(shè)目標(biāo)閾值，θ為介于0～1之間的系統(tǒng)預(yù)設(shè)常數(shù)；E、根據(jù)計(jì)算出的正式曝光所需電流I1進(jìn)行曝光處理。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于數(shù)字乳腺X射線機(jī)的全數(shù)字自動(dòng)曝光方法，其特征在于，包括步驟：A、預(yù)建立壓迫力及壓迫厚度與預(yù)曝光所需的電壓V0和電流I0之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的查找表；B、由數(shù)字乳腺機(jī)的壓迫盤獲取當(dāng)前的壓迫力及壓迫厚度信息，根據(jù)上述查找表計(jì)算出預(yù)曝光的電壓V0和電流I0并進(jìn)行預(yù)曝光，獲得預(yù)曝光圖像M；C、對(duì)預(yù)曝光圖像M進(jìn)行組織區(qū)域檢測(cè)，將預(yù)曝光圖像M分割為組織區(qū)域和背景區(qū)域；D、利用組織區(qū)域平均灰度值記為D0，采用公式I1＝θI0DT/D0計(jì)算出正式曝光所需電流I1，其中，DT為根據(jù)數(shù)字乳腺X射線機(jī)探測(cè)器輸出圖像最大灰度值預(yù)設(shè)的目標(biāo)閾值，θ為介于0～1之間用于調(diào)節(jié)自動(dòng)曝光過程總光密度的預(yù)設(shè)常數(shù)；E、根據(jù)計(jì)算出的正式曝光所需電流I1進(jìn)行曝光處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于數(shù)字乳腺X射線機(jī)的全數(shù)字自動(dòng)曝光方法，其特征在于，步驟C是計(jì)算出圖像M的最佳灰階分割點(diǎn)，利用最佳...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李訓(xùn)青，康雨，李壽鮮，郭朋，陳旭，劉嘉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：深圳市藍(lán)韻實(shí)業(yè)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東;44