一种手持式X光机可视化X射线定位方法及系统与流程

一种手持式x光机可视化x射线定位方法及系统
技术领域
1.本发明涉及x光机应用领域，尤其是涉及一种手持式x光机可视化x射线定位方法及系统。


背景技术：

2.x光机是产生x光的设备，其主要由x光球管和x光机电源以及控制电路等组成，而x光球管又由阴极灯丝和阳极靶以及真空玻璃管组成，x光机电源又可分为高压电源和灯丝电源两部分，其中灯丝电源用于为灯丝加热，高压电源的高压输出端分别夹在阴极灯丝和阳极靶两端，提供一个高压电场使灯丝上活跃的电子加速流向阳极靶，形成一个高速的电子流，轰击阳极靶面后，99%转化为热量，1%由于轫致投射产生x射线。
3.传统的手持式x光机通过光野限束器定位、锥形限束器定位、圆筒限束器定位。目前x射线的定位方式，都是通过可见光的视野进行定位，x光机的操作者，只有靠近限束器附近才能看到光野的面积大小，从而定位到x射线的面积。
4.针对上述相关技术，发明人认为不方便操作者在工作台上实时了解到x射线面积的大小，不利于操作者对x射线的面积定位。


技术实现要素：

5.为了便于实时了解到x射线面积的大小，利于操作者对x射线的定位，本技术提供一种手持式x光机可视化x射线定位方法及系统。
6.第一方面，本技术提供的一种手持式x光机可视化x射线定位方法，采用如下的技术方案：一种手持式x光机可视化x射线定位方法，包括：获取视频采集信息以及预设的距离获取模块到影像接收面的距离信息；对所述视频采集信息和所述距离信息进行处理并生成处理结果；基于所述处理结果，呈现x射线的投射面积区域。
7.通过采用上述技术方案，需要对患者进行x光照射时，通过摄像模块采集病患区域的图像信息，然后再获取距离获取模块到影像接收面的距离，通过限束器模块对x射线的束缚作用，将x射线束缚在一定的范围内，然后再通过焦点到影像接收面的距离，能计算出影像接收面被x射线所投射的面积范围，然后再通过摄像模块获取的图像信息进行呈现，从而无需靠近限束器模块附近才能看到光野的面积大小，因此便于实时了解到x射线面积的大小，利于操作者对x射线的定位。
8.可选的，所述对所述视频采集信息和所述距离信息进行处理并生成处理结果的步骤包括：获取当前x射线束缚模式信息；基于所述当前x射线束缚模式信息以及所述距离信息，计算x射线的投射面积并生成处理结果。
9.通过采用上述技术方案，限束器模块通过调节自身的x射线束缚模式，从而调节x射线的发散程度，例如锥形限束器sid在1.5米x射线视野覆盖范围为43*43cm，35*35cm，10*10cm等多档位，因此在固定距离下，能根据不同的工作状况，调节不同的x射线投射面积。
10.可选的，所述呈现x射线的投射面积区域的步骤包括：所述投射面积区域包括拼接成的第一面积区域和第二面积区域；所述第一面积区域用于显示人体x光投射区域，所述第二面积区域用于显示人体外表面图像区域。
11.通过采用上述技术方案，通过拼接而成的第一面积区域和第二面积区域，例如，在对患者的上半身身体器官进行拍摄时，通过观察x光视线下的骨骼器官以及人身的外部位置，来观察骨骼器官真正对应在人体外部的哪个位置，能便于医护人员观察病情。
12.可选的，所述呈现x射线的投射面积区域的步骤还包括：基于所述第一面积区域显示的人体x光投射区域，获取所述第一面积区域内的器官特征信息；基于所述第一面积区域内的器官特征信息，获取所述器官特征的完整度；判断所述器官特征的完整度是否达到预设的完整度阈值；在所述器官特征的完整度未达到预设的完整度阈值时，增大所述第一面积区域，同时所述第二面积区域适应性减小。
13.通过采用上述技术方案，在拍摄的过程中，若以中轴线的形式分开显示屏的窗口区域，一半区域显示x光下的器官特征，一半区域显示人体的外部图像，需要根据观察的情况自适应调整x光视野的面积，使医护人员能在x光视野下观察整个器官的状况。
14.可选的，所述呈现x射线的投射面积区域的步骤之后包括：获取呈现x射线的投射面积区域的图像信息；基于所述图像信息，捕捉骨骼器官特征信息；获取所述骨骼器官特征信息与预设的骨骼器官特征边界模型的匹配度；判断所述匹配度是否达到预设的匹配度阈值；若所述匹配度未达到预设的匹配度阈值，则进行警示。
15.通过采用上述技术方案，在拍摄的过程中，通过将摄像头拍摄到的图像信息与原有的边界模型进行匹配，例如边界模型为水平线、垂直线和边界线，从而对拍摄的图像信息的方位和显示位置进行比对校正，能减少出现图像歪斜的现象。
16.可选的，所述匹配度未达到预设的匹配度阈值，则进行警示的步骤之后还包括：获取警示时间信息；当所述警示时间达到预设的警示时间阈值时，控制预设的校正模块调节摄像模块，以使所述匹配度达到预设的匹配度阈值。
17.通过采用上述技术方案，当匹配度未达到预设的匹配度阈值时，说明拍摄的图像没有达到合适的拍摄角度或者拍摄的图像出现歪斜，当这种现象持续存在时，则需要进行校正，以使能达到比较好的x光图像获取效果，因此在校正时，当警示时间超过阈值时，则需要自动调节摄像头模块，以使摄像头模块能获得较为标准的x光图像。
18.第二方面，本技术提供的一种手持式x光机可视化x射线定位系统，采用如下的技术方案：
一种手持式x光机可视化x射线定位系统，应用于上述的一种手持式x光机可视化x射线定位方法，包括：x射线发出模块、摄像模块、距离获取模块、处理模块和显示模块；所述摄像模块，用于获取视频采集信息；所述距离获取模块，用于获取所述距离获取模块到影像接收面的距离信息；所述处理模块，用于对所述视频采集信息和所述距离信息进行处理并生成处理结果；所述显示模块，用于基于所述处理结果，呈现x射线的投射面积区域。
19.通过采用上述技术方案，需要对患者进行x光照射时，通过摄像模块采集病患区域的图像信息，然后再获取距离获取模块到影像接收面的距离，通过限束器模块对x射线的束缚作用，将x射线束缚在一定的范围内，然后再通过焦点到影像接收面的距离，能计算出影像接收面被x射线所投射的面积范围，然后再通过摄像模块获取的图像信息进行呈现，从而无需靠近限束器模块附近才能看到光野的面积大小，因此便于实时了解到x射线面积的大小，利于操作者对x射线的定位。
20.可选的，该系统还包括限束器模块；所述限束器模块用于调节当前x射线束缚模式，以调节x射线的投射面积。
21.通过采用上述技术方案，限束器模块通过调节自身的x射线束缚模式，从而调节x射线的发散程度，例如锥形限束器sid在1.5米x射线视野覆盖范围为43*43cm，35*35cm，10*10cm等多档位，因此在固定距离下，能根据不同的工作状况，调节不同的x射线投射面积。
22.综上所述，本技术包括以下有益技术效果：1.通过焦点到影像接收面的距离，能计算出影像接收面被x射线所投射的面积范围，然后再通过摄像模块获取的图像信息进行呈现，从而无需靠近限束器模块附近才能看到光野的面积大小，因此便于实时了解到x射线面积的大小，利于操作者对x射线的定位；2.通过拼接而成的第一面积区域和第二面积区域，通过观察x光视线下的骨骼器官以及人身的外部位置，来观察骨骼器官真正对应在人体外部的哪个位置，能便于医护人员观察病情。
附图说明
23.图1是本技术实施例的一种手持式x光机可视化x射线定位系统的整体结构示意图一。
24.图2是本技术实施例的一种手持式x光机可视化x射线定位系统的整体结构示意图二。
25.图3是本技术实施例的一种手持式x光机可视化x射线定位系统的硬件架构示意图。
26.图4是图1中限束器模块的工作示意图。
27.图5是本技术实施例的一种x光机可视化x射线定位方法的流程图。
28.图6是图5中步骤s300的展开流程图。
29.图7是图4中步骤s300之后的流程图。
30.附图标记说明：1、x射线发出模块；2、摄像模块；3、距离获取模块；4、处理模块；5、显示模块；6、限
束器模块；7、校正模块。
具体实施方式
31.以下结合附图1-7对本技术作进一步详细说明。
32.本技术实施例公开一种手持式x光机可视化x射线定位系统，参照图1和图2，为本技术实施例的一种手持式x光机可视化x射线定位系统的整体结构示意图一和整体结构示意图二。包括摄像模块2、距离获取模块3、显示模块5和限束器模块6。
33.参照图3，还包括x射线发出模块1和处理模块4。
34.摄像模块2用于获取视频采集信息；摄像模块2包括且不限于摄像头、线阵相机等具有录像功能的设备。
35.距离获取模块3，用于获取摄像模块2的焦点到影像接收面的距离信息（sid）；可以为测距仪、超声传感器等，例如测距仪获取的距离为1米、1.5米等。
36.处理模块4，用于对视频采集信息和距离信息进行处理并生成处理结果；可以为能够使x光机进行可视化x射线视野定位的芯片、处理器等电子元器件。
37.显示模块5，用于基于处理结果，呈现x射线的投射面积区域，例如led显示屏、液晶显示屏等。
38.超声传感器主要是采集焦点到影像接收面的距离信号。通过处理模块4对信号进行处理加工，然后在显示模块5中显示视频区域，其等同于x射线视野的区域，让操作者感知x射线的区域范围。即视频中能看到的区域就是x射线视野的区域。
39.限束器模块6自身调节当前x射线束缚模式，对x射线束缚在一定的面积范围内，防止x射线的散射。
40.参照图4，假如已经知道sid为1米的时候，锥形限束器x射线视野面积为s1；sid为1.5米时，锥形限束器x射线视野面积为s2。软件算法根据已知的不同距离的下的x射线视野面积，自动调节视频视野可看到区域，达到视频视野与x射线视野一致。
41.举例来说，操作者用手持式x光机拍胸片的时候，在sid 为1.5米的时候，锥形限束器可以覆盖43*43cm面积的x射线视野，摄像头采集到的视频信号在屏幕上显示的也是43*43cm区域，达到了x射线视野和视频显示区域一致性。方便了操作者实时定位x射线面积，防止拍摄部位拍摄不全，或者x射线面积大于拍摄部位，患者受到不必要的投射。
42.摄像头采集到视频信号，超声传感器也采集焦点到影像接收面的距离信号。这两个信号经过处理模块4的算法计算后，可以确定当前距离的x射线视野的区域，然后控制屏幕显示x射线视野的区域，所以操作者能看到的视频区域就是x射线视野覆盖的区域。
43.如何实现视频区域和x射线视野的区域达到一致：1.锥形限束器的束缚了x射线视野的区域，所以在不同距离的sid（焦点到影像接收面的距离）下，x射线视野的区域是固定的；2.摄像头的焦距和视角是可以改变的，可以调节成与x射线视野一致的视野，从而达到视频视野与x射线视野一致的；3.使用软件调节摄像头焦距和视野的面积大小，其算法可以根据已知的锥形限束器在不同sid下x射线范围来调节视频视野的面积大小；本示例的只是列举锥形限束器在不同sid下，限束器的x射线视野是一一对应的情
况。假如使用电机或者手动可以调节档位的类似限束器也在本专利保护范围内。例如锥形限束器sid在1.5米x射线视野覆盖范围为43*43cm，35*35cm，10*10cm等多档位锥形限束器，也可以使用本方案实现。
44.本技术实施例一种手持式x光机可视化x射线定位系统的实施原理为：在工作时，调节限束器模块6的模式，然后再获取摄像模块2的焦点与投影区域的直线距离，根据限束器模块6的模式，计算出x射线所覆盖的面积区域，并将此区域在显示模块5上显示。方便手持式x光机操作者快速定位x射线视野的面积大小，能提高成像质量，减少患者受辐射面积。
45.基于上述硬件架构，参照图5，本技术实施例还公开了一种手持式x光机可视化x射线定位方法，包括步骤s100~s300：步骤s100：获取视频采集信息以及预设的距离获取模块3到影像接收面的距离信息。
46.摄像模块2获取视频图像的同时，距离获取模块3获取到影像接收面的距离信息（sid）；距离获取模块3可以为测距仪，例如测距仪获取的距离为1米、1.5米等。
47.步骤s200：对所述视频采集信息和所述距离信息进行处理并生成处理结果。
48.根据处理模块4预先存在的运算程序，且根据限束器模块6对x射线的束缚效果，获得在一定的距离下x射线的投射面积大小。
49.步骤s300：基于所述处理结果，呈现x射线的投射面积区域。
50.根据x射线的投射面积，然后通过摄像头模块进行拍摄，能将x射线的投射面积通过显示模块5进行显示。
51.本实施例只是列举锥形限束器在不同sid下，限束器的x射线视野是一一对应的情况。其中使用电机或者手动可以调节档位的类似限束器也在本专利保护范围内，对于一些通用的限束器而言，能在相同的sid下，调整x射线视野覆盖范围，例如限束器sid在1.5米x射线视野覆盖范围为43*43cm，35*35cm，10*10cm等多档位，也可以使用本方案实现。
52.其中，参照图6，步骤s300还包括步骤s310~s320：步骤s310：所述投射面积区域包括拼接成的第一面积区域和第二面积区域；所述第一面积区域用于显示人体x光投射区域，所述第二面积区域用于显示人体外表面图像区域。
53.通过拼接而成的第一面积区域和第二面积区域，例如，在对患者的上半身身体器官进行拍摄时，通过x光视线下的骨骼器官以及人身的外部位置进行对比，比如说在显示屏中轴线上，左边为身体外部图像，右边为x射线下的骨骼器官图像，从而来观察骨骼器官真正对应在人体外部的哪个位置，能便于医护人员观察病情。
54.步骤s320：基于所述第一面积区域显示的人体x光投射区域，获取所述第一面积区域内的器官特征信息。
55.步骤s330：基于所述第一面积区域内的器官特征信息，获取所述器官特征的完整度。
56.步骤s340：判断所述器官特征的完整度是否达到预设的完整度阈值。
57.步骤s350：在所述器官特征的完整度未达到预设的完整度阈值时，增大所述第一面积区域，同时所述第二面积区域适应性减小。
58.在拍摄的过程中，若以中轴线的形式分开显示屏的窗口区域，一半区域显示x光下的器官特征，一半区域显示人体的外部图像，当需要观察的器官在x光下没有显示完整，则需要自适应调整x光视野的面积，使医护人员能在x光视野下观察整个器官的状况；举例来说，初始状态下，第一面积区域为9cm*15cm，第二面积区域同样为9cm*15cm，当在第一面积区域下只能看到完整度为70的器官特征时，而预设的完整度阈值为90时，则需要调整第一面积区域和第二面积区域的面积大小，调整后的第一面积区域为12cm*15cm，第二面积区域为6cm*15cm，使第一面积区域内能尽可能显示所需要观察的完整的器官图像。
59.其中，参照图7，步骤s300之后包括步骤s3a0~s3g0：步骤s3a0：获取呈现x射线的投射面积区域的图像信息。
60.步骤s3b0：基于所述图像信息，捕捉骨骼器官特征信息。
61.步骤s3c0：获取所述骨骼器官特征信息与预设的骨骼器官特征边界模型的匹配度。
62.在拍摄的过程中，通过将摄像头拍摄到的图像信息与原有的边界模型进行匹配，例如边界模型为水平线、垂直线和边界线，从而对拍摄的图像信息的方位和显示位置进行比对校正，能减少出现图像歪斜的现象。
63.步骤s3d0：判断所述匹配度是否达到预设的匹配度阈值。
64.步骤s3e0：若所述匹配度未达到预设的匹配度阈值，则进行警示。
65.举例来说，当所获取的图像一直处于歪斜或者超出边界的情况，则会进行警示，警示可以为声光报警或者在显示屏上以图像标记的形式进行警示。
66.步骤s3f0：获取警示时间信息。
67.步骤s3g0：当所述警示时间达到预设的警示时间阈值时，控制预设的校正模块7调节摄像模块2，以使所述匹配度达到预设的匹配度阈值。
68.当匹配度未达到预设的匹配度阈值时，说明拍摄的图像没有达到合适的拍摄角度或者拍摄的图像出现歪斜，当这种现象持续存在时，则需要进行校正，以使能达到比较好的x光图像获取效果，因此在校正时，当警示时间超过阈值时，例如警示时间阈值为5s时，若超过这个警示时间阈值，则为了提高效率，需要自动调节摄像头模块，以使摄像头模块能获得较为标准的x光图像。校正模块7可以为设置在摄像头模块上的旋转装置，处理模块4发出命令，通过旋转装置控制摄像头进行偏转，使摄像头拍摄的图像中的主体特征能处于较为合适的位置。
69.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种手持式x光机可视化x射线定位方法，其特征在于：包括：获取视频采集信息以及预设的距离获取模块(3)到影像接收面的距离信息；对所述视频采集信息和所述距离信息进行处理并生成处理结果；基于所述处理结果，呈现x射线的投射面积区域。2.根据权利要求1所述的一种手持式x光机可视化x射线定位方法，其特征在于：所述对所述视频采集信息和所述距离信息进行处理并生成处理结果的步骤包括：获取当前x射线束缚模式信息；基于所述当前x射线束缚模式信息以及所述距离信息，计算x射线的投射面积并生成处理结果。3.根据权利要求1所述的一种手持式x光机可视化x射线定位方法，其特征在于：所述呈现x射线的投射面积区域的步骤包括：所述投射面积区域包括拼接成的第一面积区域和第二面积区域；所述第一面积区域用于显示人体x光投射区域，所述第二面积区域用于显示人体外表面图像区域。4.根据权利要求3所述的一种手持式x光机可视化x射线定位方法，其特征在于：所述呈现x射线的投射面积区域的步骤还包括：基于所述第一面积区域显示的人体x光投射区域，获取所述第一面积区域内的器官特征信息；基于所述第一面积区域内的器官特征信息，获取所述器官特征的完整度；判断所述器官特征的完整度是否达到预设的完整度阈值；在所述器官特征的完整度未达到预设的完整度阈值时，增大所述第一面积区域，同时所述第二面积区域适应性减小。5.根据权利要求1所述的一种手持式x光机可视化x射线定位方法，其特征在于：所述呈现x射线的投射面积区域的步骤之后包括：获取呈现x射线的投射面积区域的图像信息；基于所述图像信息，捕捉骨骼器官特征信息；获取所述骨骼器官特征信息与预设的骨骼器官特征边界模型的匹配度；判断所述匹配度是否达到预设的匹配度阈值；若所述匹配度未达到预设的匹配度阈值，则进行警示。6.根据权利要求5所述的一种手持式x光机可视化x射线定位方法，其特征在于：所述匹配度未达到预设的匹配度阈值，则进行警示的步骤之后还包括：获取警示时间信息；当所述警示时间达到预设的警示时间阈值时，控制预设的校正模块(7)调节预设的摄像模块(2)，以使所述匹配度达到预设的匹配度阈值。7.一种手持式x光机可视化x射线定位系统，其特征在于：应用于上述权利要求1-6任意一项所述的一种手持式x光机可视化x射线定位方法，包括：x射线发出模块(1)、摄像模块(2)、距离获取模块(3)、处理模块(4)和显示模块(5)；所述摄像模块(2)，用于获取视频采集信息；所述距离获取模块(3)，用于获取所述摄像模块(2)的焦点到影像接收面的距离信息；
所述处理模块(4)，用于对所述视频采集信息和所述距离信息进行处理并生成处理结果；所述显示模块(5)，用于基于所述处理结果，呈现x射线的投射面积区域。8.根据权利要求7所述的一种手持式x光机可视化x射线定位系统，其特征在于：该系统还包括限束器模块(6)；所述限束器模块(6)用于调节当前x射线束缚模式，以调节x射线的投射面积。

技术总结
本申请涉及X光机应用领域，公开了一种手持式X光机可视化X射线定位方法及系统，其方法包括：获取视频采集信息以及预设的距离获取模块到影像接收面的距离信息；对所述视频采集信息和所述距离信息进行处理并生成处理结果；基于所述处理结果，呈现X射线的投射面积区域。本申请通过采集病患区域的图像信息以及获取距离获取模块到影像接收面的距离，能计算出影像接收面被X射线所投射的面积范围，然后再通过摄像模块获取的图像信息进行呈现，从而无需靠近限束器模块附近才能看到光野的面积大小，因此便于实时了解到X射线面积的大小，利于操作者对X射线的定位。者对X射线的定位。者对X射线的定位。


技术研发人员：王安山 钟富生 谭海龙
受保护的技术使用者：深圳市宝润科技有限公司
技术研发日：2022.04.20
技术公布日：2022/5/25