CN104460181A - 数字放射成像曝光剂量的评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种数字放射成像曝光剂量的评价方法，其包括步骤：采集不同曝光电流下的多幅曝光图像，并记录每幅曝光图像对应的曝光剂量Dose_i，通过线性拟合公式为Dose_i=Slop*Mean_i+Offset确定每幅曝光图像的灰度均值Mean_i与对应的曝光剂量Dose_i进行线性拟合时的斜率Slop和偏移量Offset；在待评价的曝光图像中提取感兴趣区域并计算感兴趣区域的感兴趣值Value，利用公式EI=Slop*Value+Offset计算曝光指数EI；通过计算曝光偏差指数DI，EI_T为预设的目标曝光指数，曝光偏差指数DI为正时表示曝光剂量偏高，曝光偏差指数DI为负时表示曝光剂量偏低。本发明通过计算曝光偏差指数DI来对曝光剂量进行客观的量化评估，从而方便后续调整曝光参数，获得曝光剂量适当的图像。

Description

数字放射成像曝光剂量的评价方法

技术领域

本发明涉及一种医学放射成像技术，尤其是涉及一种数字放射成像曝光剂量的评价方法。

背景技术

随着现代医学技术的不断发展和医疗诊断手段的不断完善，DR图像在临床诊断、医学科研等医学图像分析方面有着广泛的应用。对于放射检查，辐射剂量是非常重要的，应在获得高质量图像的前提下尽可能的降低曝光参数，控制患者的辐射剂量。

中国专利申请CN201010561280.5公开一种数字放射成像曝光参数自适应修正的方法及系统，该申请是根据摄影体位和患者体型自动加载一套曝光参数，然后根据SID和滤线栅状态自动修正曝光参数，得到最终的曝光参数。但是，该申请只能控制当次曝光时的曝光参数以获得较佳的曝光影像，而无法评价图像的曝光剂量的高低。

目前有很多自动曝光控制（AEC）方法来控制当前拍摄图像时的曝光参数，但是还没有比较好的评价图像曝光剂量是否合适的方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种数字放射成像曝光剂量的评价方法，从而方便后续调整曝光参数并获得曝光剂量适当的图像。

本发明采用如下技术方案实现：一种数字放射成像曝光剂量的评价方法，其包括步骤：

采集不同曝光电流下的多幅曝光图像，并记录每幅曝光图像对应的曝光剂量Dose_i，通过线性拟合公式为Dose_i=Slop*Mean_i+Offset确定每幅曝光图像的灰度均值Mean_i与对应的曝光剂量Dose_i进行线性拟合时的斜率Slop和偏移量Offset；

在待评价的曝光图像中提取感兴趣区域并计算感兴趣区域的感兴趣值Value，利用公式EI=Slop*Value+Offset计算曝光指数EI；

通过计算曝光偏差指数DI，EI_T为预设的目标曝光指数，曝光偏差指数DI为正时表示曝光剂量偏高，曝光偏差指数DI为负时表示曝光剂量偏低。

其中，在待评价的曝光图像中提取感兴趣区域的步骤包括：

利用OTSU分割算法，在待评价的曝光图像中分割出组织区域；

在组织区域中心位置按预设大小取组织区域作为感兴趣区域。

其中，所述感兴趣值Value是感兴趣区域的均值或截尾均值。

其中，预设的目标曝光指数EI_T的确定依据包括：

通过采集若干幅与待评价的曝光图像为相同体位的原始曝光图像，计算每幅原始曝光图像的曝光指数；

并根据曝光指数EI的大小范围将这些图像分组，将曝光指数EI处于相同大小范围内的相应曝光图像划分为一组；

选择质量最优组对应曝光指数EI的均值作为胸片的目标曝光指数EI_T。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明利用线性拟合法确定斜率Slop和偏移量Offset，并且利用大量数据确定目标曝光指数，提高了相关数据的准确性，并利用经典的OTSU分割算法分割组织区域，提高了本发明的稳定性与效率；本发明通过计算曝光偏差指数DI来对曝光剂量进行客观的量化评估，从而方便后续调整曝光参数，获得曝光剂量适当的图像。

附图说明

图1是本发明一个实施例的流程示意图。

图2是图1中步骤S1的详细流程示意图。

图3是图1中步骤S2的详细流程示意图。

图4是图1中步骤S3的详细流程示意图。

具体实施方式

本发明按照《中华人民共和国医药行业标准》中《医用电气设备—数字X射线成像系统的曝光指数》的相关要求与标准，开发了一种简单有效的计算曝光指数、目标曝光指数等参数的方法。

如图1所示，本发明包括如下实现步骤：

步骤S1、在使用不同类型的平板探测器前进行曝光指数的校正。

因不同平板探测器对剂量的响应不同，故使用不同类型的平板探测器前均需要先进行曝光指数校正。结合图2所示，所述步骤S1具体包括：

步骤S11、确定RQA5辐射质量，并将剂量仪置于平板探测器上。RQA5辐射质量是本领域研究人员所熟知的相关标准，故在此不做描述。

步骤S12、分别采集不同曝光电流（mAs）下的多幅曝光图像，并记录每幅曝光图像对应的曝光剂量Dose_i。

步骤S13、计算每幅曝光图像的灰度均值Mean_i。采用OTSU分割算法分割掉剂量仪区域。为了克服边界的影响，可适当裁剪掉图像的部分边界，本例中上下左右边界均去除10个像素。OTSU分割算法是本领域研究人员所熟知的相关技术，故在此不做描述。

步骤S14、利用线性拟合法拟合灰度均值Mean_i与对应的曝光剂量Dose_i，得到斜率Slop和偏移量Offset，线性拟合公式为Dose_i=Slop*Mean_i+Offset。可将斜率Slop和偏移量Offset写入配置文件或数据库，供计算曝光指数EI时调用。线性拟合法是本领域研究人员所熟知的相关技术，故在此不做描述。

步骤S2、计算曝光指数EI。在得到斜率Slop和偏移量Offset的前提下计算曝光指数EI。该数据表明拍摄图像时对患者的曝光程度。结合图3所示，该步骤具体包括步骤S21～步骤S25。

步骤S21、读入原始的曝光图像I。对于图像I的要求是允许相关的校正，但是不允许进行增强处理。

步骤S22、利用OTSU分割算法分割出组织区域S。OTSU分割算法是本领域研究人员所熟知的相关技术，故在此不做描述。

步骤S23、提取感兴趣区域ROI，此例中在组织区域中心位置取组织区域1/10大小（该大小可以根据实际需要进行预设）的区域作为感兴趣区域。有关提取感兴趣区域ROI也是本领域技术人员所熟知的相关技术，故在此不做描述。

步骤S24、计算感兴趣区域的感兴趣值Value，可以是感兴趣区域的均值、截尾均值等，此例中取均值。

步骤S25、根据斜率Slop、偏移量Offset以及感兴趣值Value计算曝光指数EI，并将EI写入Dicom文件。

其中，曝光指数EI的计算公式为：EI=Slop*Value+Offset。

步骤S3、确定目标曝光指数EI_T。由于不同体位对应的目标曝光指数不同，下面以胸片为例（其它体位类似），介绍相关的流程，请结合图4所示，包括步骤S31～步骤S34。

步骤S31、收集若干幅（本例中取100）胸片的原始曝光图像。

步骤S32、根据步骤S31计算每幅曝光图像的曝光指数EI，并根据曝光指数EI的大小范围将这些图像分组，将曝光指数EI处于相同大小范围内的相应曝光图像划分为一组。

步骤S33、由经验丰富的医生综合评价每组图像的质量，选择质量最优组对应曝光指数EI的均值作为胸片的目标曝光指数EI_T。

并且，还可以将目标曝光指数EI_T写入配置文件或数据库，供计算目标曝光偏差指数DI时调用。

步骤S4、计算曝光偏差指数DI。

曝光偏差指数DI表示曝光剂量的高低，曝光偏差指数DI为正时表示曝光剂量偏高，曝光偏差指数DI为负时表示曝光剂量偏低。

具体来说，曝光偏差指数DI由下式计算：

$\mathrm{DI}=10*{\log }_{10}\left(\frac{\mathrm{EI}}{{\mathrm{EI}}_T}\right)$

将DI写入Dicom文件，方便以后查看图像的曝光剂量的高低。

综上，本发明利用线性拟合法确定斜率Slop和偏移量Offset，并且利用大量数据确定目标曝光指数，提高了相关数据的准确性，并利用经典的OTSU分割算法分割组织区域，提高了本发明的稳定性与效率；本发明通过计算曝光偏差指数DI来对曝光剂量进行客观的量化评估，从而方便后续调整曝光参数，获得曝光剂量适当的图像。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种数字放射成像曝光剂量的评价方法，其特征在于，包括步骤：

采集不同曝光电流下的多幅曝光图像，并记录每幅曝光图像对应的曝光剂量Dose_i，通过线性拟合公式为Dose_i=Slop*Mean_i+Offset确定每幅曝光图像的灰度均值Mean_i与对应的曝光剂量Dose_i进行线性拟合时的斜率Slop和偏移量Offset；

在待评价的曝光图像中提取感兴趣区域并计算感兴趣区域的感兴趣值Value，利用公式EI=Slop*Value+Offset计算曝光指数EI；

通过计算曝光偏差指数DI，EI_T为预设的目标曝光指数，曝光偏差指数DI为正时表示曝光剂量偏高，曝光偏差指数DI为负时表示曝光剂量偏低。

2.根据权利要求1所述数字放射成像曝光剂量的评价方法，其特征在于，在待评价的曝光图像中提取感兴趣区域的步骤包括：

利用OTSU分割算法，在待评价的曝光图像中分割出组织区域；

在组织区域中心位置按预设大小取组织区域作为感兴趣区域。

3.根据权利要求1所述数字放射成像曝光剂量的评价方法，其特征在于，所述感兴趣值Value是感兴趣区域的均值或截尾均值。

4.根据权利要求1所述数字放射成像曝光剂量的评价方法，其特征在于，预设的目标曝光指数EI_T的确定依据包括：

通过采集若干幅与待评价的曝光图像为相同体位的原始曝光图像，计算每幅原始曝光图像的曝光指数；

并根据曝光指数EI的大小范围将这些图像分组，将曝光指数EI处于相同大小范围内的相应曝光图像划分为一组；

选择质量最优组对应曝光指数EI的均值作为胸片的目标曝光指数EI_T。