[发明专利]一种基于非接触式呼吸模式检测的X光机成像触发方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及医学领域，特别涉及一种基于非接触式呼吸模式检测的X光机成像触发方法。

背景技术

数字化X射线摄影系统(Digital radiography,DR)是计算机数字图像处理技术与X射线放射技术结合的一种先进的医学设备，具有成像速度快、放射剂量低、影像质量较高等特点，广泛应用于临床疾病诊断。

随着人工智能技术的发展和应用领域的拓展，DR逐渐向智能化、移动化、微型化发展。传统的DR设备在拍摄时往往需要拍摄者和被摄者进行交流，一方面由于信号的传递和接收存在时间差，导致拍摄成像的最佳时刻出现偏差；另一方面，被摄被拍者由于疾病等原因有时并不能理解拍摄者的意图，甚至面向动物应用的DR成像时拍摄者与被摄者根本无法交流。此外，在拍摄过程中时刻掌握被摄者的生理状态对于成像结果分析具有重要指导意义。

DR设备在进行胸部成像时往往要求被摄者吸入气体并保持一段时间，如何判断被摄者呼吸运动中吸入气体最大量的时刻显得特别重要。近年来，基于非接触式的呼吸运动检测成为研究热点，主要有基于热成像设备、雷达、体感相机和摄像头等。热成像设备一般通过检测颈部、口鼻腔附近的温度变化信号来提取呼吸信号，但由于人体呼出气体的温度动态特征保留时间短暂且信号幅值微弱，对动态特征信号的提取以及处理速度有较高要求。而雷达设备造价高、体积大，不便于DR设备集成。

发明内容

本发明为克服上述现有技术存在的不足之处，提供一种基于非接触式呼吸模式检测的X成机成像触发方法，以期自动获取胸部充满气体的最佳时刻，从而提高X光机成像效果。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案如下：

本发明一种基于非接触式呼吸模式检测的X光机成像触发方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1：在数字化X光机上设置用于进行非接触式呼吸模式检测的传感装置；

步骤2：利用所述传感装置获取包含胸部和人脸区域的N帧图像，记为I＝[I₁,I₂,…,I_n,…,I_N]；其中，I_n为第n帧图像，n＝1,2,…,N，且N＝W×f，W为设定的时间窗长，f为所述传感装置的帧率；

步骤3：对第n帧图像I_n进行人脸区域的自动检测，并根据生理比例关系得到第n帧图像I_n的胸部感兴趣区域ROI_n，从而得到胸部感兴趣区域序列ROI＝[ROI₁,ROI₂,…,ROI_n,…,ROI_N]；

步骤4：计算第n个胸部感兴趣区域ROI_n的灰度像素均值x_i，从而获得灰度像素均值时间序列X＝[x₁,x₂,…,x_n,…,x_N]；

步骤5：对所述灰度像素均值时间序列X进行去噪处理，得到去噪后的灰度像素均值时间序列X′＝[x₁′,x′₂,…,x′_n,…,x′_N]；

步骤6：利用峰值检测算法对所述去噪后的灰度像素均值时间序列X′进行峰值检测，得到的峰值所对应的时刻作为呼吸运动中吸入气体量最多的时刻；

步骤7：根据呼吸运动中吸入气体量最多的时刻，确认胸部充满气体的最佳时刻，并触发X光机成像，从而得到成像结果图。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明方法采用非接触式方式进行呼吸模式检测，将其应用于X光机成像的触发，一方面提高了X光机的成像效果，另一方面提供了被摄者生理状态监测的通道。

2、本发明方法中呼吸模式检测的传感装置成本低、体积小、易于安装或集成，不会额外增加X光机的成本。且本发明方法中涉及到的呼吸模式检测算法原理清晰，易于实现，便于DR设备端的开发和移植。

3、本发明方法不仅适用于X光机的胸部成像，还适用于X光机成像时需要进行生理参数实时检测的场合，具有应用广泛的特点。

附图说明

图1为本发明方法的流程图。

具体实施方式

以下以普通摄像头为例，结合附图和具体实施来对本发明做进一步说明。