[发明专利]一种智能曝光控制系统和方法

说明书

本发明公开了一种智能曝光控制系统和方法，方法包括以下步骤：持续拍摄患者的身体轮廓并提取轮廓特征点，定位出特征中轴；根据特征中轴定位出身体部位特征点；进行身体部位特征点追踪，当满足曝光条件时触发X射线机曝光。由于新生儿没有依从性，肢体活动迅速且无规律性，因此本发明通过识别特征点的方式来判断新生儿的身体轮廓和肢体运动，在达到曝光条件时进行曝光。本发明创新性运用非接触式人像识别技术，对新生儿进行高效稳定的识别，能有效控制X线摄影范围，避免因新生儿手臂下颌等遮挡或身体扭曲等原因造成的二次摄片，为获得质量稳定的国际标准新生儿胸部图像提供可靠的技术基础，便于婴幼儿胸部X线摄影检查。

技术领域

本发明涉及射线探测技术领域，特别涉及一种智能曝光控制系统和方法。

背景技术

在新生儿诊疗过程中，胸部X线摄片不仅是高发病率、高病死率新生儿疾病的重要诊断依据，也是PICC置管后头端定位的金标准，因此X线摄影图像质量直接关系到高危新生儿的救治成功率，在拍摄患儿胸片时，要求患儿两臂自然展开，下肢平放，去枕，摆正头颅，但在实际拍片过程中，新生儿容易因哭闹、躁动及无意识动作致使身体扭曲，或手臂挥动遮挡胸部造成废片。新生儿胸部X线图像质量无法满足临床诊疗需求需要重新拍摄，这既增加患儿辐射剂量，又增加医务人员的工作量，同时造成医疗资源浪费，甚至会延误诊治等。而为了避免新生儿扭动造成重复摄片，部分技师选择扩大照射野，但新生儿的性腺和器官对辐射非常敏感，这种辐射损伤终生且不可逆。因此，在尽可能缩小照射野的情况下，提高一次摄片成功率变得刻不容缓。

而现有技术对于射线探测方面的研究大多局限于探测装置本身的控制，如授权公告号CN104825176B的发明公开了一种X射线曝光控制的方法、装置与X射线设备；授权公告号CN109618113B的发明公开一种自动曝光控制方法及自动曝光控制组件系统。它们对于新生儿的摄片并起不到作用。因此现在急需一种能够自动把握拍摄时机的摄片系统。

发明内容

针对现有技术无法把握新生儿摄片过程中抓拍时机的问题，本发明提供了一种智能曝光控制系统和方法，通过对新生儿动作的识别，准确把握抓拍时机，防止多次摄片，以减少对新生儿的身体损伤。

以下是本发明的技术方案。

一种智能曝光控制方法，包括以下步骤：持续拍摄患者的身体轮廓并提取轮廓特征点，定位出特征中轴；根据特征中轴定位出身体部位特征点；进行身体部位特征点追踪，当满足曝光条件时触发X射线机曝光。其中特征中轴是根据两侧对称的特征点来确定的人体中轴线。由于新生儿没有依从性，肢体活动迅速且无规律性，因此本发明通过识别特征点的方式来判断新生儿的身体轮廓和肢体运动，在达到曝光条件时进行曝光。

作为优选，所述轮廓特征点的提取过程包括：从图像中去除预先设置的背景色，其余颜色组成的封闭图像即为轮廓，根据所需的精确度设置轮廓特征点的提取数量。通过图像处理可以识别出轮廓，进一步提取特征点。

作为一种替代方案，所述轮廓特征点的提取过程包括：使用热成像仪拍摄，显示的图像中温度高于阈值的封闭图像即为轮廓范围，根据所需的精确度设置轮廓特征点的提取数量。由于新生儿体温高于环境温度，因此也可以通过热成像的方式识别出轮廓。

作为一种替代方案，所述轮廓特征点的提取过程包括：在X射线机的平板探测器内设置光感器件阵列，接受到光强低于阈值的封闭区域为轮廓范围，根据所需的精确度设置轮廓特征点的提取数量。新生儿躺在平板探测器上后，部分区域的光感器件被遮挡，因此接收到的光强明显降低，以此可以判断身体轮廓。

作为优选，所述身体部位特征点的定位过程包括：求每个轮廓特征点在不同时刻距离特征中轴的距离，变化幅度最大的部分定位为手足远端特征点，包含指尖特征点以及脚尖特征点；同一时刻特征中轴两侧范围内横径变化最大的部分，为颈部至肩部的肩峰特征点；根据肩峰特征点与指尖特征点连线中点的垂直线确认肘部特征点。通过特征点在时间维度上的变化情况，可以判断出躯干部分，通过特征点空间维度上的变化情况，可以识别特定的部位，如肩峰。