[发明专利]一种X光机曝光剂量控制方法及电子装置

说明书

本申请属于X光机技术领域，公开一种X光机曝光剂量控制方法及电子装置。在曝光的第N帧，X射线发出后检测MA反馈值并与工作站下发MA值比较；若MA误差值小于或等于0.1倍工作站下发MA值，不进行MA校准；若MA误差值大于0.1倍工作站下发MA值，且小于0.3倍工作站下发MA值，用积分分离PID控制算法修正MA，若MA误差值大于或等于0.3倍工作站下发MA值，发出报警；若第N帧曝光结束，积分分离PID控制算法未完成MA值修正，以设定时间增加曝光一次，使积分分离PID控制算法完成MA值修正。本申请采用积分分离PID控制算法来调节X光机的MA值，避免采用PID控制使MA调节过大，产生多余剂量辐射的问题。

技术领域

本发明涉及X光机技术领域，具体地说，涉及一种X光机曝光剂量控制方法及电子装置。

背景技术

X光机已经成为现代医院手术室中不可或缺的临床医疗设备，在目前的X光机系统中，其机架通常是C型臂或G型臂，在机架上设置有X光发射器和影像接收器，可以对患者透视成像。

X光机C型臂或G型臂系统对曝光剂量的准确性有着很高的要求，它不但会影响图像的质量，而且多余的曝光剂量对医生和病人都会有很大的危害。一般X射线光机在出厂检测时有对设备进行一次剂量校准，在设备的长期使用过程中，X射线源和系统的控制电路性能会出现差异，特别是随着曝光的频繁使用，X光机的曝光剂量会出现严重的偏差。并且，设备每进行一次剂量校准的时间比较长，每次在手术开始时进行剂量校准不可行。

在曝光中，剂量是与管电压(KV)和管电流(MA)有关。其中，X光机的参数管电压是由机架的高压发生器产生的，高压发生器的高压输出与低压输入保持严格线性关系，只要保证控制高压发生器的低压输入稳定准确，高压发生器的KV便可稳定控制，不会随着时间和使用的次数发生改变；而MA是非线性关系，它会随着时间、油温和曝光的次数出现不可预知的偏差，保证曝光剂量的准确性就是要保证每次曝光MA的准确。而目前，对于MA的控制，通常采用PID调节，而调节过程中的超调量会产生多余的X射线辐射，增加对医生和病人的辐射时间。

发明内容

为解决以上问题，本申请的X光机曝光剂量控制方法，包括：

在曝光的第N帧，X射线发出后检测MA反馈值并与工作站下发MA值比较，获得MA误差值，N大于等于1；

若MA误差值小于或等于0.1倍工作站下发MA值，则不进行MA的校准；若MA误差值大于0.1倍工作站下发MA值，且小于0.3倍工作站下发MA值，则采用积分分离PID控制算法修正MA，若MA误差值大于或等于0.3倍工作站下发MA值，则发出报警信息给工作站；

若所述第N帧曝光结束，积分分离PID控制算法未完成MA值修正，则以设定时间增加曝光一次，以使得积分分离PID控制算法完成MA值修正。

可选地，所述积分分离PID控制算法中，

设定阈值为0.15倍工作站下发MA值，当MA误差值大于阈值时，采用PD控制；当MA误差值小于或等于阈值时，则采用PID控制。

可选地，积分分离PID控制算法的公式表示如下：

式中，error(k)为当前MA误差值；

j是积分次数，error(j)为第j次积分的MA误差值；

k_i为积分系数；

k_d是微分系数，

u(k)为调节后的MA误差值；T为采样时间，可以为20us，β项为积分项的开关系数，当|error(k)|≤阈值，β＝1；当|error(k)|＞阈值，β＝0；

kp为比例系数；ki为积分系数；kd为微分系数。