[发明专利]一种X射线曝光控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种X射线曝光控制系统，其特征在于，至少包括：

深度相机，用于采集深度图像；

X光发生器，基于曝光剂量参数产生X射线并执行曝光；

限束器，对X射线执行束光功能；

工作站，分别与所述深度相机、X光发生器以及限束器连接，基于所述深度图像控制所述X光发生器的曝光剂量及所述限束器的光束大小。

2.根据权利要求1所述的X射线曝光控制系统，其特征在于，所述深度相机包括结构光相机、双目视觉相机和TOF相机中的一种或多种组合。

3.根据权利要求1所述的X射线曝光控制系统，其特征在于，所述X射线曝光控制系统包括若干个通信接口，所述通信接口包括：串口、CAN总线接口以及USB接口中的一种或多种组合。

4.根据权利要求1所述的X射线曝光控制系统，其特征在于，所述X光发生器至少包括X射线球管和高压发生器。

5.一种X射线曝光控制方法，其特征在于，所述X射线曝光控制方法包括：

采集人体深度图像；

解析所述深度图像信息，建立局部人体模型；

结合所述局部人体模型及预先录入的病人信息，计算出曝光范围和曝光剂量；

基于所述曝光范围及所述曝光剂量完成曝光。

6.根据权利要求5所述的X射线曝光控制方法，其特征在于，采集人体深度图像的方法包括结构光法、飞行时间法或双目立体视觉法。

7.根据权利要求6所述的X射线曝光控制方法，其特征在于，解析所述深度图像信息，建立局部人体模型的步骤包括通过前景提取将人物提取出来，通过图像识别分割出待测部位，然后根据识别出的病人待测部位，将其深度坐标换算到世界坐标。

8.根据权利要求6所述的X射线曝光控制方法，其特征在于，前景提取方法满足如下关系式：

B＝A₀-A(1)

其中，B矩阵为前景部分，A₀矩阵为无人拍摄的深度图像，A矩阵为含病人的深度图像，选取矩阵B的非零值区域(B≠0)即可计算出前景部分。

9.根据权利要求6所述的X射线曝光控制方法，其特征在于，图像识别利用深度图像与高斯核的卷积来建立尺度空间，并在高斯差分空间金字塔上提取尺度不变性的特征点，其中，尺度空间满足如下关系式：

L(x，y，σ)＝G(x，y，σ)×I(x，y) (2)

其中，I(x，y)表示深度图像的坐标，G(x，y，σ)表示高斯滤波器，σ表示高斯核。

10.根据权利要求6所述的X射线曝光控制方法，其特征在于，坐标变换满足如下关系式：

Z_w＝Z_c (6)

其中，X_w Y_w Z_w为世界坐标系，μv为深度图像坐标，μ₀ v₀为深度图像中心坐标，Zc表示相机坐标的Z轴值，即目标到深度相机的距离，f为深度相机焦距。

11.根据权利要求5所述的X射线曝光控制方法，其特征在于，计算曝光范围采用关系式：

其中，k_x、k_y表示为遮线铅板在X轴、Y轴方向上的缩放系数，X_{w_max}、Y_{w_max}表示为病人待测部位坐标值，X_{0_max}、Y_{0_max}表示为遮线铅板开口最大时的坐标。

12.根据权利要求5所述的X射线曝光控制方法，其特征在于，计算曝光剂量首先采用如下关系式：

d＝s1-h_min (8)

计算待测部位体厚d，其中，h_min为深度数据最小值，s1为平板探测器到X射线源的距离；

然后根据待测部位体厚d，调用待测部位预先存储的标准厚度对应剂量参数，计算待测部位所需曝光剂量I₀，采用如下关系式：

I＝I₀*exp(-μ*d) (9)

其中，μ为衰减系数，I为根据经验得到的呈现最佳成像状态所需的出射能量。