一種X光攝像定位系統、定位標識板組件和X光機系統的製作方法

2023-09-23 07:37:00 2

本發明涉及醫學器械技術領域，特別是涉及一種X光攝像定位系統、定位標識板組件和X光機系統。

背景技術：

X光是波長介於紫外線和γ射線之間的電磁輻射。X光具有穿透性，對不同密度的物質有不同的穿透能力。在醫學上一般用X光投射人體器官及骨骼以形成醫學圖像。X光之所以能使人體在螢屏上或膠片上形成影像，一方面是基於X光的特性，即其穿透性、螢光效應和攝影效應；另一方面是基於人體組織有密度和厚度的差別。由於存在這種差別，當X光透過人體各種不同組織結構時，它被吸收的程度不同，所以到達螢屏或膠片上的X光量即有差異。

在現有的X光攝像系統中，當需要對拍攝對象的某個部位進行檢測時，拍攝人員需要對拍攝對象進行人工擺位，並手動調整X光球管、胸片架或診斷床的位置以對指定區域進行曝光。這種控制方式需要人工幹預，拍片效率較低。

技術實現要素：

本發明實施方式提出一種X光攝像定位系統、定位標識板組件和X光機系統，對拍攝對象的待拍照部位進行自動定位。

本發明實施方式的技術方案如下：

根據本發明實施方式的一方面，提出一種X光攝像定位系統，包括：

一第一攝像設備，用於獲取一第一視頻信息；

一X光攝像組件；

一控制設備，用於從所述第一視頻信息中識別一預設的標識圖案，獲取所述標識圖案的一空間位置信息，根據所述空間位置信息發出控制所述X光拍攝組件移動的一第一控制信號。

優選地，所述X光攝像組件包括下列組中的至少一個：

一X光球管；一束光器；一胸片架；一診斷床；一X光圖像採集器；一X光發生器。

優選地，所述X光攝像組件包括：一X光球管和一束光器；

該X光攝像定位系統還包括：一第二攝像設備，布置在所述X光球管或束光器上，用於獲取一第二視頻信息；

所述控制設備，用於從所述第二視頻信息中識別所述標識圖案，獲取所述標識圖案的一空間夾角信息和所述標識圖案的一邊界信息，根據所述空間夾角信息發出控制所述X光球管的旋轉角度的一第二控制信號，根據所述邊界信息發出控制所述束光器的開口量的一第三控制信號。

優選地，所述X光攝像組件包括：一X光球管和一束光器；

該X光攝像定位系統還包括：一第二攝像設備，布置在所述X光球管或束光器上，用於獲取一第二視頻信息；

所述控制設備，用於從所述第二視頻信息中識別所述標識圖案及該標識圖案所包含的一曝光區域標識，獲取所述標識圖案的一空間夾角信息和所述曝光區域標識的一邊界信息，根據所述空間夾角信息發出控制所述X光球管的旋轉角度的一第四控制信號及根據所述邊界信息發出控制所述束光器的開口量的一第五控制信號。

優選地，所述第一攝像設備布置在該X光攝像定位系統所在房間的一天花板上。

根據本發明實施方式的一方面，提出一種定位標識板組件，用於以上所述的X光攝像定位系統，該定位標識板組件包括：

一板；

一預設的標識圖案，可拆卸地布置在所述板上。

優選地，還包括：

一曝光區域標識，可移動地布置在所述標識圖案中。

優選地，所述曝光區域標識包括：

一曝光區域上邊緣標識；

一曝光區域下邊緣標識；

一曝光區域左邊緣標識；

一曝光區域右邊緣標識。

優選地，所述板為透光板。

根據本發明實施方式的一方面，提出一種X光機系統，包括如上任一項所述的X光攝像定位系統和如上任一項所述的定位標識板組件。

從上述技術方案可以看出，在本發明實施方式中，X光攝像定位系統包括：第一攝像設備，用於獲取第一視頻信息；X光攝像組件；控制設備，用於從第一視頻信息中識別預設的標識圖案，獲取該標識圖案的空間位置信息，並根據空間位置信息發出控制X光拍攝組件移動的第一控制信號。由此可見，基於視頻獲取技術及標識圖案識別技術，本發明可以控制X光攝像組件自動定位到待拍照部位。應用本發明後，可以自動和精確地對拍攝對象待拍照部位進行X光攝影。

附圖說明

圖1為根據本發明實施方式的X光攝像定位系統的第一示範性結構圖；

圖2為根據本發明實施方式的X光攝像定位系統的第二示範性結構圖；

圖3為根據本發明實施方式的定位標識板組件的結構圖；

圖4為根據本發明實施方式的X光機系統的結構圖。

其中：

圖1的附圖標記包括：第一攝像設備11；X光攝像組件12；控制設備13；

圖2的附圖標記包括：第一攝像設備11；X光攝像組件12；控制設備13；X光球管14；束光器15；第二攝像設備16；

圖3的附圖標記包括：定位標識板組件30；板31；標識圖案32；曝光區域標識33；曝光區域上邊緣標識331；曝光區域下邊緣標識332；曝光區域左邊緣標識333；曝光區域右邊緣標識334；

圖4的附圖標記包括：粗定位攝像頭11；X光發生器41；X光球管14；束光器15；控制設備13；診斷床的X光圖像採集器42；胸片架43；胸片架的X光圖像採集器45；診斷床44；精定位攝像頭16；定位標識板組件30；板31；拍攝對象5。

具體實施方式

為了使本發明的技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施方式，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施方式僅僅用以闡述性說明本發明，並不用於限定本發明的保護範圍。

為了描述上的簡潔和直觀，下文通過描述若干代表性的實施方式來對本發明的方案進行闡述。實施方式中大量的細節僅用於幫助理解本發明的方案。但是很明顯，本發明的技術方案實現時可以不局限於這些細節。為了避免不必要地模糊了本發明的方案，一些實施方式沒有進行細緻地描述，而是僅給出了框架。下文中，「包括」是指「包括但不限於」，「根據……」是指「至少根據……，但不限於僅根據……」。由於漢語的語言習慣，下文中沒有特別指出一個成分的數量時，意味著該成分可以是一個也可以是多個，或可理解為至少一個。

圖1為根據本發明實施方式的X光攝像定位系統的第一示範性結構圖。

如圖1所示，X光攝像定位系統，包括：

第一攝像設備11，用於獲取第一視頻信息；

X光攝像組件12；

控制設備13，用於從第一視頻信息中識別出預設的標識圖案，獲取該標識圖案的空間位置信息，並根據空間位置信息發出控制X光拍攝組件12移動的第一控制信號。

預設的標識圖案為任何包含明顯特徵且可被機器識別的圖案。控制設備13支持識別的標識圖案可以 為一或多個，而且每個標識圖案都預先存儲到預設標識庫中。預設標識庫可以集成在控制設備13中，或者與控制設備13相分離。控制設備13從預設標識庫中獲取標識圖案，以作為後續圖像識別的參照基準。控制設備13中還進一步保存第一攝像設備11拍攝視野內的坐標系定位信息。

包含預設的標識圖案的定位標識板組件被置於拍攝對象的待拍照區域上。第一攝像設備11的視野範圍涵蓋定位標識板組件。第一攝像設備11實時拍攝視野範圍以生成第一視頻信息，並將第一視頻信息發送到控制設備13。

控制設備13接收到第一視頻信息後，基於統計模式識別、結構模式識別或模糊模式識別等圖像識別方式從第一視頻信息中識別出定位標識板組件中的標識圖案，並查詢坐標系定位信息以獲取識別出的標識圖案的空間位置信息。具體地，標識圖案的空間位置信息可以為標識圖案在拍攝視野坐標系中的坐標信息。可選地，標識圖案的空間位置信息也可以不實施為標識圖案在拍攝視野坐標系中的坐標信息，而用於指示標識圖案處於胸片架附近或診斷床附近。

控制設備13根據空間位置信息發出控制X光拍攝組件12移動的第一控制信號。

第一控制信號用於將X光攝像組件12移動到對拍攝對象的待拍照區域執行X光攝像的恰當位置(如拍攝對象的周邊位置)。具體地，控制設備13可以將第一控制信號發送到與X光攝像組件12相連接的傳動機構，傳動機構基於第一控制信號控制X光攝像組件12移動。

在一個實施方式中，X光攝像組件12包括下列組中的至少一個：X光球管；束光器；胸片架；診斷床；X光圖像採集器；X光發生器，等等。

優選地，為了獲取較大的視野範圍，第一攝像設備12通常布置在該X光攝像定位系統所在房間的天花板上。第一攝像設備12具體可以實施為一個全角度攝像頭或多個分別用於監視不同方向視野的單方向攝像頭。

可見，應用圖1所示的X光攝像定位系統，本發明可以控制X光攝像組件自動定位到待拍照部位的恰當位置。

在X光攝像中，通常還要求X光球管與拍攝對象所在平面相垂直且X光球管的中心與拍攝對象的中心對準，而且X光需要完全覆蓋拍攝對象的待拍照區域。

圖2為根據本發明實施方式的X光攝像定位系統的第二示範性結構圖。

如圖2所示，X光攝像定位系統，包括：

第一攝像設備11，用於獲取第一視頻信息；

X光攝像組件12，該X光攝像組件12包含相鄰布置在一起的X光球管14和束光器15；

控制設備13，用於從第一視頻信息中識別出預設的標識圖案，獲取該標識圖案的空間位置信息，並根據空間位置信息發出控制X光拍攝組件12移動的第一控制信號。

包含預設的標識圖案的定位標識板組件被置於拍攝對象的待拍照區域上。第一攝像設備11的視野範 圍涵蓋定位標識板組件。第一攝像設備11實時拍攝視野範圍以生成第一視頻信息，並將第一視頻信息發送到控制設備13。控制設備13接收到第一視頻信息後，基於統計模式識別、結構模式識別或模糊模式識別等圖像識別方式從第一視頻信息中識別出定位標識板組件中的標識圖案，並查詢坐標系定位信息以獲取識別出的標識圖案的空間位置信息。控制設備13根據空間位置信息發出控制X光拍攝組件12移動的第一控制信號。

第一控制信號用於將X光攝像組件12移動到對拍攝對象的待拍照區域執行X光攝像的恰當位置。具體地，控制設備13可以將第一控制信號發送到與X光攝像組件12相連接的傳動機構，傳動機構基於第一控制信號控制X光攝像組件12移動。

該X光攝像定位系統還包括：第二攝像設備16，布置在X光球管14或束光器15上。

X光球管14或束光器15被第一控制信號移動到拍攝位置之後，第二攝像設備16的視野範圍涵蓋定位標識板組件。第二攝像設備16開始拍攝視野範圍以生成第二視頻信息，並將第二視頻信息發送到控制設備13。

控制設備13接收到第二視頻信息後，基於統計模式識別、結構模式識別或模糊模式識別等圖像識別方式從第二視頻信息中識別出定位標識板組件中的標識圖案，獲取標識圖案的空間夾角信息和標識圖案的邊界信息，根據空間夾角信息發出控制X光球管14的旋轉角度的第二控制信號，根據邊界信息發出控制束光器15的開口量的第三控制信號。

第二控制信號用於基於該空間夾角控制X光球管14的旋轉角度，使得X光球管14與標識圖案所在平面相垂直且X光球管14的中心與標識圖案的中心對準，從而保證X光能垂直地、中心對齊地照射於拍攝對象的待拍照區域。第三控制信號用於基於標識圖案的邊界信息控制束光器15的開口量，使得X光覆蓋由標識圖案的邊界信息所限定的拍照區域。

具體地，控制設備13可以將第二控制信號發送到與X光球管14相連接的微調機構，微調機構基於第二控制信號控制X光球管的旋轉角度，使得X光球管14與標識圖案所在平面相垂直且X光球管14的中心與標識圖案的中心對準；控制設備13可以將第三控制信號發送到與束光器15相連接的光口調節機構，光口調節機構基於第三控制信號控制束光器14的開口量，使得X光覆蓋由標識圖案的邊界信息所限定的拍照區域。

在圖2所示的實施方式中，X光照射區域大小由標識圖案的邊界信息決定，即X光照射區域大小等同於標識圖案的大小。

在另一個實施方式中，在標識圖案中進一步設置曝光區域標識。優選的，曝光區域標識是可調的。通過在標識圖案中設置曝光區域標識，可以調整X光照射區域大小。根據待拍攝區域大小選擇不同尺寸的曝光區域標識，束光器15根據曝光區域標記自動調節開口量，以確保X光照射區域與曝光區域標記所標識的區域一致。

具體地，X光球管14或束光器15被第一控制信號移動到拍攝位置之後，第二攝像設備16開始拍攝視野範圍以生成第二視頻信息，並將第二視頻信息發送到控制設備13。

控制設備13接收到第二視頻信息後，基於統計模式識別、結構模式識別或模糊模式識別等圖像識別方式從第二視頻信息中識別出定位標識板組件中的標識圖案及該標識圖案所包含的曝光區域標識，獲取該標識圖案的空間夾角信息和該曝光區域標識的邊界信息，根據空間夾角信息發出控制X光球管14的旋轉角度的第四控制信號及根據曝光區域標識的邊界信息控制束光器15的開口量的第五控制信號。

第四控制信號用於基於該空間夾角控制X光球管14的旋轉角度，使得X光球管14與標識圖案所在平面相垂直且X光球管14的中心與標識圖案的中心對準，從而保證X光能垂直地、中心對齊地照射於拍攝對象的待拍照區域。第五控制信號用於基於曝光區域標識的邊界信息控制束光器15的開口量，以保證X光覆蓋由曝光區域標識的邊界信息所限定的拍照區域。

具體地，控制設備13可以將第四控制信號發送到與X光球管14相連接的微調機構，微調機構基於第四控制信號控制X光球管的移動角度，使得X光球管14與標識圖案所在平面相垂直且X光球管14的中心與標識圖案的中心對準；控制設備13可以將第五控制信號發送到與束光器15相連接的光口調節機構，光口調節機構基於第五控制信號控制束光器15的開口量，使得X光覆蓋由曝光區域標識的邊界信息所限定的拍照區域。

基於上述描述，本發明還提出了一種定位標識板組件。

圖3為根據本發明實施方式的定位標識板組件的結構圖。

如圖3所示，該定位標識板組件30包括：

板31；

預設的標識圖案32，該標識圖案32可拆卸地布置在板31上。

優選地，該定位標識板組件還包括：

曝光區域標識33，該曝光區域標識33可移動地布置在標識圖案32中。

優選地，曝光區域標識33包括：曝光區域上邊緣標識331；曝光區域下邊緣標識332；曝光區域左邊緣標識333；曝光區域右邊緣標識334，等等。

優選地，板31實施為透光板，標識圖案32實施為布置在透光板上的具有預定圖案的透光膜。因此，標識圖案32及板31不會對X光攝像的成像質量造成顯著影響。

曝光區域標識33可以可移動地吸附於板31上。舉例，曝光區域標識33可以通過電磁吸附、材料粘結等方式吸附於板31上。拍攝人員可以在板31上自由移動曝光區域標識33，從而自由移動曝光區域標識33所圍成的矩形區域以標記實際曝光區域。需要指出的是，曝光區域標識33為定位標識板組件30中的可選部件，若移去該曝光區域標識33，將以整個標識圖案32作為實際曝光區域。

可以將本發明提出的X光攝像定位系統和定位標識板組件應用到X光機系統中，比如直接數位化放 射攝影(Digital Radiology，DR)系統中。

圖4為根據本發明實施方式的X光機系統的結構圖。

如圖4所示，該X光機包括：X光發生器41、X光球管14、束光器15、控制設備13、診斷床的X光圖像採集器42、胸片架的X光圖像採集器45、胸片架43和診斷床44。

在現有技術中，當需要對拍攝對象5的某個部位進行檢查時，拍攝人員需要對拍攝對象5進行擺位，然後手動調整X光球管14、胸片架43或診斷床44的位置以對指定區域進行曝光。當拍攝對象5過多時，需要反覆調整檢測區域，頻繁手動調整X光球管14、胸片架43或診斷床44的位置，從而給拍攝人員帶來很多不便。

在本發明中，定位標識板組件30的板上包含有預定的標識圖案。板實施為透光板，標識圖案實施為布置在透光板上的透光膜，標識圖案中具有曝光區域標識。定位標識板組件30不會對X光攝像的成像質量造成顯著影響。

如圖4所示，拍攝對象5躺在診斷床44上，在拍攝對象5的待拍照區域布置定位標識板組件30。當拍攝對象5站在胸片架43旁時，同樣需要在拍攝對象5的待拍照區域布置定位標識板組件30。

在鉛房內不同位置(如天花板)安裝一或多個用於對標識板組件30中的標識圖案進行空間位置定位的粗定位攝像頭11。粗定位攝像頭11實時同步捕獲視野內的視頻信息，並將視頻信息發送到控制設備13。

控制設備13對粗定位攝像頭11發送的視頻信息進行實時同步分析以檢測出標識板組件30中的標識圖案，並獲取該標識圖案的空間位置信息。一旦標識圖案被定位，控制設備13通過傳動機構將X光球管14和束光器15移動到定位標識板組件30的附近。然後，安裝於X光球管14或束光器15上的精定位攝像頭16啟動。精定位攝像頭16實時同步捕獲視野內的視頻信息，並將視頻信息發送到控制設備13。

控制設備13從精定位攝像頭16發送的視頻信息中識別出標識圖案及該標識圖案所包含的曝光區域標識，獲取該標識圖案的空間夾角信息和該曝光區域標識的邊界信息。控制設備13基於空間夾角信息控制微調機構旋轉X光球管14，使得X光球管14與標識圖案所在平面相垂直且X光球管的中心與標識圖案的中心對準，從而保證X光能垂直地、中心對齊地照射於拍攝對象的待拍照區域。而且，控制設備13基於邊界信息調整束光器15的光口調節機構以控制束光器15的開口量，使得X光覆蓋曝光區域標識。

隨後，拍攝人員可以移去定位標識板組件30，X光機系統對拍攝對象5進行拍照。或者，拍攝人員也可以保留定位標識板組件30，並對定位標識板組件30及其後方的拍攝對象5進行拍照。定位標識板組件30並不會對最終的圖像質量產生顯著影響。

綜上所述，在本發明實施方式中，X光攝像定位系統包括：第一攝像設備，用於獲取第一視頻信息；X光攝像組件；控制設備，用於從第一視頻信息中識別預設標識圖案，獲取該預設標識圖案的空間位置信息，並根據空間位置信息發出控制X光拍攝組件移動的第一控制信號。由此可見，本發明可以對拍攝對象的待拍照部位進行定位。應用本發明後，可以自動和精確地對拍攝對象待拍照部位進行X光攝影。

以上所述，僅為本發明的較佳實施方式而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。