一種基于透射可見(jiàn)光的曝光控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及平板探測(cè)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種基于透射可見(jiàn)光的曝光控制系統(tǒng)及方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在X線透視時(shí)，一般是靠人工憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)選擇不同病人、不同照射體位拍攝條件下的 管電壓kV和管電流mA，要使影像達(dá)到相同的照射量具有很大的盲目性，另外在介入或造影 中由于手術(shù)設(shè)備(鋼釘或?qū)Ч?會(huì)經(jīng)過(guò)吸收率不同的人體組織，如照射劑量固定則前后圖像 會(huì)出線明暗不一的跳躍，無(wú)法得到有足夠診斷信息的影像。因此，在X射線透視系統(tǒng)中需要 自動(dòng)亮度控制系統(tǒng)功能，W實(shí)現(xiàn)受檢者不同體厚(胖瘦，老幼）、不同器官或其他變化(如有 無(wú)濾線柵、焦點(diǎn)到增強(qiáng)器輸入屏的距離等)時(shí)，根據(jù)被測(cè)物體對(duì)X射線的吸收來(lái)調(diào)節(jié)加載因 素 kV和mA，簡(jiǎn)稱自動(dòng)照射量率控制(AERC)，保持探測(cè)器(影像增強(qiáng)器或非晶娃平板或CMOS探 測(cè)器)穩(wěn)定的平均圖像亮度，簡(jiǎn)稱自動(dòng)亮度控制(ABS)。
[0003] 自動(dòng)曝光控制(AEC)和自動(dòng)亮度控制(ABS)的實(shí)現(xiàn)方式目前有兩種，一種是基于外 置電離室的控制方式;另一種是基于探測(cè)器動(dòng)態(tài)圖像的亮度提取控制方式。
[0004] 基于外置電離室的控制方式:如圖1所示，電離室2位于被測(cè)物體1和探測(cè)器3(影像 增強(qiáng)器或平板探測(cè)器)之間，電離室2輸出的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)自動(dòng)曝光控制電路輸出到高壓發(fā) 生器端。但是，在X射線的傳播路徑上，被電離室2吸收的運(yùn)部分X射線對(duì)成像無(wú)貢獻(xiàn)，而被測(cè) 物體1所接受的X射線劑量會(huì)卻要相應(yīng)提高；前置的電離室2含有吸收率不均勻的構(gòu)件則會(huì) 形成校正不掉的偽影；電離室2的厚度一般為3mm~5mm，在被測(cè)物體1和成像面之間置入電 離室2會(huì)使被測(cè)物體1和成像面之間的距離增大，造成幾何模糊增大，降低空間分辨率。
[0005] 基于探測(cè)器動(dòng)態(tài)圖像的亮度提取控制方式:如圖2所示，在X射線透視中，探測(cè)器會(huì) 輸出一系列的動(dòng)態(tài)圖像序列，使用初始參數(shù)的第1帖圖像通過(guò)亮度提取后，計(jì)算機(jī)可計(jì)算出 第2帖滿足臨床圖像所需的曝光參數(shù)，并進(jìn)行高壓發(fā)生器配置，當(dāng)前帖曝光參數(shù)的控制可能 在第2帖或第3帖生效，視帖率而定，其亮度可W是平均亮度值、峰值亮度或圖象數(shù)值組合的 亮度反饋信號(hào)。但是，其實(shí)時(shí)性不夠，其本質(zhì)是用前一張圖像的亮度信息來(lái)調(diào)節(jié)當(dāng)前帖或后 兩張的曝光劑量，當(dāng)前后兩張拍攝物體吸收率變化較大時(shí)，調(diào)節(jié)效果不佳;第一帖圖像使用 默認(rèn)參數(shù)，未經(jīng)自動(dòng)亮度控制;對(duì)于單張拍攝的點(diǎn)片模式不適用，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)曝光控制。
[0006] 因此，如何提高平板探測(cè)器自動(dòng)曝光控制和自動(dòng)亮度控制的實(shí)時(shí)性，降低難度實(shí) 現(xiàn)靜態(tài)平板的點(diǎn)片模式和動(dòng)態(tài)平板的脈沖透視模式的通用，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解 決的問(wèn)題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 鑒于W上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種基于透射可見(jiàn)光的曝 光控制系統(tǒng)及方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中平板探測(cè)器的自動(dòng)曝光控制和自動(dòng)亮度控制實(shí)時(shí) 性差，難度大，不通用于靜態(tài)平板的點(diǎn)片模式和動(dòng)態(tài)平板的脈沖透視模式等問(wèn)題。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種基于透射可見(jiàn)光的曝光控制系 統(tǒng)，所述基于透射可見(jiàn)光的曝光控制系統(tǒng)至少包括：
[0009] 光信號(hào)采集模塊，用于采集曝光后平板探測(cè)器中非晶娃TFT陣列未吸收的可見(jiàn)光 信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為電荷；
[0010] 電流轉(zhuǎn)電壓模塊，連接于所述光信號(hào)采集模塊的輸出端，用于將所述光信號(hào)采集 模塊輸出的電荷轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，得到曝光信號(hào)；
[0011] 微處理器模塊，連接于所述電流轉(zhuǎn)電壓模塊的輸出端，在點(diǎn)片模式下根據(jù)所述曝 光信號(hào)計(jì)算累計(jì)曝光劑量，得到自動(dòng)曝光控制信號(hào)，當(dāng)所述累計(jì)曝光劑量達(dá)到闊值時(shí)自動(dòng) 曝光控制信號(hào)控制高壓發(fā)生器結(jié)束曝光;在脈沖透視模式下對(duì)所述曝光信號(hào)采樣并輸出所 述曝光信號(hào)的幅值；
[0012] 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，連接于所述微處理器模塊的輸出端，用于將所述曝光信號(hào)的幅值 轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，作為所述自動(dòng)亮度控制信號(hào)；
[0013] 電平匹配模塊，連接于所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的輸出端，用于將所述自動(dòng)亮度控制信 號(hào)的電平與所述高壓發(fā)生器匹配，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)曝光劑量率的調(diào)節(jié)。
[0014] 優(yōu)選地，所述光信號(hào)采集模塊為多個(gè)并聯(lián)的光電二極管。
[0015] 優(yōu)選地，所述電流轉(zhuǎn)電壓模塊為對(duì)數(shù)放大器，將所述光信號(hào)采集模塊輸出的電荷 進(jìn)行對(duì)數(shù)放大處理得到所述曝光信號(hào)。
[0016] 更優(yōu)選地，所述微處理器模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、反對(duì)數(shù)放大器、積分器W及比較 器;所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)所述曝光信號(hào)采樣;所述反對(duì)數(shù)放大器對(duì)所述曝光信號(hào)進(jìn)行反對(duì)數(shù) 處理，得到所述曝光信號(hào)的幅值;所述積分器對(duì)所述曝光信號(hào)的幅值進(jìn)行求和積分，得到所 述累計(jì)曝光劑量;所述比較器將所述累計(jì)曝光劑量和所述闊值進(jìn)行比較，得到自動(dòng)曝光控 制信號(hào)。
[0017] 優(yōu)選地，還包括連接于所述微處理器模塊與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊之間的現(xiàn)場(chǎng)可編程 口陣列，所述現(xiàn)場(chǎng)可編程口陣列用于設(shè)置所述基于透射可見(jiàn)光的曝光控制系統(tǒng)輸出的自動(dòng) 亮度控制信號(hào)的量程。
[0018] 優(yōu)選地，所述基于透射可見(jiàn)光的曝光控制系統(tǒng)內(nèi)置于平板探測(cè)器內(nèi)，X射線通過(guò)閃 爍體、非晶娃TFT陣列及透明鉛玻璃后被所述基于透射可見(jiàn)光的曝光控制系統(tǒng)采集到。
[0019] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明還提供一種基于透射可見(jiàn)光的曝光控制 方法，所述基于透射可見(jiàn)光的曝光控制方法至少包括：
[0020] 在點(diǎn)片模式下，給定曝光劑量率，通過(guò)檢測(cè)累計(jì)曝光劑量或圖像灰度調(diào)節(jié)曝光時(shí) 間；
[0021] 在脈沖透視模式下，給定曝光時(shí)間，通過(guò)檢測(cè)曝光信號(hào)的幅值實(shí)時(shí)反饋?zhàn)詣?dòng)亮度 控制信號(hào)，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述曝光劑量率。
[0022] 優(yōu)選地，在點(diǎn)片模式下，檢測(cè)曝光后非晶娃TFT陣列未吸收的可見(jiàn)光信號(hào)；將所述 光信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓信號(hào)，得到曝光信號(hào);根據(jù)所述曝光信號(hào)計(jì)算累計(jì)曝光劑量，得到 自動(dòng)曝光控制信號(hào)，當(dāng)所述累計(jì)曝光劑量達(dá)到闊值時(shí)所述自動(dòng)曝光控制信號(hào)控制高壓發(fā)生 器結(jié)束曝光。
[0023] 優(yōu)選地，在脈沖透視模式下，檢測(cè)曝光后非晶娃TFT陣列未吸收的可見(jiàn)光信號(hào)；將 所述光信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓信號(hào)，得到曝光信號(hào);對(duì)所述曝光信號(hào)進(jìn)行采樣，輸出所述曝 光信號(hào)的幅值;確定輸出的自動(dòng)亮度控制信號(hào)的量程和調(diào)節(jié)精度，并將所述曝光信號(hào)的幅 值轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，作為所述自動(dòng)亮度控制信號(hào);將所述自動(dòng)亮度控制信號(hào)的電平與所述 高壓發(fā)生器的電平匹配，并輸出到所述高壓發(fā)生器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所述曝光劑量率的調(diào)節(jié)。
[0024] 更優(yōu)選地，還包括:根據(jù)對(duì)所述曝光信號(hào)的采樣獲取當(dāng)前帖下的單帖劑量，W此調(diào) 節(jié)跨導(dǎo)積分放大器中積分電容的值，實(shí)現(xiàn)增益自動(dòng)調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)。
[0025] 更優(yōu)選地，所述自動(dòng)亮度控制信號(hào)的量程通過(guò)軟件配置調(diào)節(jié)。
[0026] 更優(yōu)選地，通過(guò)對(duì)數(shù)放大將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。
[0027] 如上所述，本發(fā)明的基于透射可見(jiàn)光的曝光控制系統(tǒng)及方法，具有W下有益效果：
[0028] 1、本發(fā)明的基于透射可見(jiàn)光的曝光控制系統(tǒng)內(nèi)置于平板探測(cè)器內(nèi)，無(wú)前置偽影， 浪費(fèi)劑量和降低空間分辨率的問(wèn)題。
[0029] 2、本發(fā)明的基于透射可見(jiàn)光的曝光控制系統(tǒng)及方法通用于靜態(tài)平板的點(diǎn)片模式 和動(dòng)態(tài)平板的脈沖透視模式，即使單張圖像或第一張圖像也能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)曝光控制。
[0030] 3、本發(fā)明的基于透射可見(jiàn)光的曝光控制系統(tǒng)及方法實(shí)時(shí)性好，提供實(shí)時(shí)的亮度反 饋信號(hào)到高壓發(fā)生器可實(shí)現(xiàn)當(dāng)前帖曝光參數(shù)的控制，根據(jù)接收到劑量動(dòng)態(tài)自動(dòng)增益調(diào)節(jié)， 實(shí)現(xiàn)當(dāng)前帖圖像的自動(dòng)亮度控制。
[0031] 4、本發(fā)明的基于透射可見(jiàn)光的曝光控制系統(tǒng)及方法減少了外