一種組合式x射線醫療影像系統的製作方法

2024-02-14 15:36:15

專利名稱：一種組合式x射線醫療影像系統的製作方法
技術領域：
一種組合式X射線醫療影像系統，尤其涉及一種用於診斷和預防檢查的多功能X射線影像系統，屬於醫用X射線影像領域。
背景技術：
探測器是數位化X線影像系統的核心部件，世界上只有美國、法國、日本、加拿大、俄羅斯等少數國家擁有其生產技術。醫用X射線影像領域的裝置多應具備以下特點:數位化醫療影像系統的結構有兩種主要方式-傳統的平板探測器(二維的)；和一維的(線性)線掃描探測器。每種方式均有自己的優缺點；目前醫用X射線影像設備普遍使用平板探測器，平板探測器採用一個帶有閃爍器的單片非結晶矽面板，將吸收的X光信號轉變成可見光信號，再通過低噪聲光電二極體陣列讀出可見光並轉換為電信號，然後通過低噪聲讀出電路將每個電路的數位化信號傳送到圖像處理器，由計算機將其集成為X線影像。由以上原理可以看出，X射線影像系統的成像質量主要是由平板探測器決定的，探測器的性能指標會對圖像質量產生很大的影響。平板探測器通過幾十年的發展歷程，已經相當成熟，因此其具有很好的成像質量。但不可否認的是，平板探測器也存在著很大的技術瓶頸，即其輻射劑量較高的問題難以解決。輻射劑量過高給受檢者帶來了很大的健康危害，X光攝像引發組織病變及誘發腫瘤、白血病的報導也屢見不鮮，並日益受到了社會的重視。「低劑量數位化X光機技術和產品的開發」也已列入了國家科技中長期發展規劃(新型治療和常規診療設備，數位化醫療技術)。—維線掃描探測器具有其得天獨厚的技術優勢，即其藉助阻止患者體內漫散射的線掃描機構，能夠在最低輻射劑量和最少幾何失真的情況下獲得任何尺寸的圖像，其輻射劑量約為目前市場上普遍使用的平板探測器的十分之一。但另一方面，這種低劑量的線掃描機構空間解析度有限，曝光時間長，不能在瀏覽狀態下使用；二維系統能具有高解析度，曝光時間短，可瀏覽。但圖像尺寸受限，劑量大大提高，幾何失真實際上增多；為了解決上述兩種探測器的技術瓶頸，可安裝垂直和水平的掃描裝置，或者多用的旋轉工作檯。多用工作檯加工複雜，加工昂貴。對於大多數X光檢查擁有站立結構的裝置已足夠；從功能用途上來講，裝置即可用於首先考慮圖像質量(大體上確定的空間解析度)，而劑量無實際意義的診斷檢測；也可用於預防篩查，此時首先要考慮最低劑量，而解析度對該篩查來講足夠即可。因此，我們分析了上述所有特點和問題，首次在世界上搭建了一種低輻射劑量線掃描和使用高解析度平板探測器的普通數位化裝置的組合式結構。發明內容本實用新型的目的在於提供一種同時具有平板探測器和線性探測器的多用低劑量X光機，尤其涉及一種用於診斷和預防檢查的多功能X射線系統。一種組合式X射線醫療影像系統，該影像系統包含有圓柱(I)、橫梁(2)、平板探測器(4)、線掃描式探測器(5)、組合式準直器(7)、X光管(8)、患者站立位置(9)、底座(10)；圓柱⑴安裝在底座(10)上；橫梁(2)安在圓柱(I)上，可在圓柱上調節上下移動；X光管(8)、組合式準直器
(7)、平板探測器(4)和線掃描式探測器(5)都安裝在橫梁(2)上；X光管(8)發射X射線；所述組合式準直器包括方孔式準直器和狹縫式準直器，X光管發射的X射線通過方孔式準直器穿過患者，再由平板探測器探測，X光管發射的X射線通過狹縫式準直器穿過患者，再由線掃描式探測器探測；所述患者站立位置位於底座上；通過調整橫梁在圓柱上的移動，所述X光機能對患者進行上下掃描。本實用新型機構上使用垂直移動的橫梁，橫梁上固定有X光發生器，準直器和一維線性探測器。這種掃描結構能獲得任何尺寸的垂直圖像。在垂直情況下無圖像失真，因此能更準確的測量器官和骨骼細節的垂直尺寸。圖像質量在整個掃描區域內是一樣的，不取決於圖像的尺寸。本實用新型平板探測器可使用以CMOS為基礎的尺寸為210*230mm，解析度為70微米的平板數字探測器。醫生可使用這種X光「放大鏡」對屏幕上的圖像分析後，電腦滑鼠指出的可疑部位進行仔細查看。同時，可將這種相對大的平板探測器用於患者的自行診斷檢測。所述線掃描探測器是一種一維探測器，用於記錄穿過人體的X射線輻射。可選用同方威視的型號MIC-768-3線掃描探測器該實用新型的X光發生器，狹縫式準直器和線性探測器——固定在橫梁上，該橫梁在圖像掃描過程中沿著患者身體豎直勻速移動。每幾毫秒探測器採集的數據記錄到電腦上，掃描完成並快速處理後，重建後的圖像出現在屏幕上。水平方向的平板(探測器)沿線掃描式探測器移動，垂直方向隨橫梁的移動而移動。由裝置本身的準直器生成用於平板輻射的射線，與平板一起沿掃描機構的準直器同步移動。這樣我們加工的儀器具有廣泛的功能可能性，即可進行低劑量篩查，又可進行高解析度(7_線對以內)和X光透視的診斷工作。使用獨特的這種裝置可進行人體測量，分析(可詳細查看病灶)所有脊椎的脊柱側凸；對骨骼結構進行研究，目的是查明外傷和骨質疏鬆跡象。毫無疑問，這種裝置將有很大的市場需求，因為它綜合了線掃描和傳統數位化系統的優點。本實用新型是平板探測器和線掃描探測器的組合。區別於通常使用的典型二維(平板)探測器，或一維(線性)探測器的直立式數位化醫用X光機，本裝置綜合了線掃描和傳統裝置的優點，從本質上擴大了該裝置的使用範圍，因為像線掃描裝置一樣，使用本裝置可進行很好解析度和大尺寸圖像的超低劑量預防檢查，而使用高解析度的二維探測器(用作X光射線放大器)可對屏幕上發現的可疑部位進行詳細的補充查看，或者藉助X光透視進行獨立的X射線檢查。此外，本實用新型輻射劑量低。該結構的其他優點有:a)縮小設備成本山)減少所佔場地空間。
圖1是本實用新型結構圖。其中，1-圓柱，2-橫梁，3-射線，4-平板探測器，5-線掃描式探測器，6-線掃描式探測器射線，7-組合式準直器，8-X光管，9-患者站立位置，10-底座.具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本實用新型。圖1是本實用新型結構圖。如圖1示，一種組合式X射線醫療影像系統，該影像系統包含有圓柱(I)、橫梁(2)、平板探測器(4)、線掃描式探測器(5)、組合式準直器(7)、X光管(8)、患者站立位置(9)、底座(10)；圓柱⑴安裝在底座(10)上；橫梁(2)安在圓柱(I)上，可在圓柱上調節上下移動；X光管(8)、組合式準直器
(7)、平板探測器(4)和線掃描式探測器(5)都安裝在橫梁(2)上；X光管(8)發射X射線；所述組合式準直器包括方孔式準直器和狹縫式準直器，X光管發射的X射線通過方孔式準直器穿過患者，再由平板探測器探測，X光管發射的X射線通過狹縫式準直器穿過患者，再由線掃描式探測器探測；所述患者站立位置位於底座上；通過調整橫梁在圓柱上的移動，X光機能對患者進行上下掃描。所述平板探測器⑷為CMOS為基礎，尺寸為210*230mm，解析度為70微米的平板數字探測器。所述線掃描探測器選用同方威視的型號MIC-768-3線掃描探測器。該低劑量通用X光 機的一些參數為:1.獲得掃描圖像時參數
最大圖像尺寸 430*1200mm (由醫生設置)
空間解析度 2.5mm線對
像素尺寸200*200微米
反差靈敏度 1% (平板探測器劑量為100微倫時)
胸片輻射劑量 <25pSv 掃描速度7 c M /s2.生成診斷圖像時的參數
最大圖像尺寸 230*210mm (由醫生設置)
空間解析度 7mm線對 像素尺寸70*70微米
圖像時間3-25微秒獲得圖像時劑量約為普通的平板探測器的25%區別於通常使用的典型二維(平板)探測器，或一維(線性)探測器的直立式數位化醫用X光機，本裝置綜合了線掃描和傳統裝置的優點，從本質上擴大了該裝置的使用範圍，因為像線掃描裝置一樣，使用本裝置可進行很好解析度和大尺寸圖像的超低劑量預防檢查，而使用高解析度的二維探測器(用作X光射線放大器)可對屏幕上發現的可疑部位進行詳細的補充查看，或者藉助X光透視進行獨立的X射線檢查。本實用新型輻射劑量低，還能縮小設備成本，減少所佔場地空間。
權利要求1.一種組合式X射線醫療影像系統，其特徵在於，該影像系統包含有圓柱(I)、橫梁(2)、平板探測器(4)、線掃描式探測器(5)、組合式準直器(7)、X光管(8)、患者站立位置(9)、底座(10)； 圓柱⑴安裝在底座(10)上； 橫梁(2)安在圓柱(I)上，可在圓柱上調節上下移動；X光管(8)、組合式準直器(7)、平板探測器⑷和線掃描式探測器(5)都安裝在橫梁⑵上； X光管(8)發射X射線；所述組合式準直器包括方孔式準直器和狹縫式準直器，X光管發射的X射線通過方孔式準直器穿過患者，再由平板探測器探測，X光管發射的X射線通過狹縫式準直器穿過患者，再由線掃描式探測器探測；所述患者站立位置位於底座上； 通過調整橫梁在圓柱上的移動，X光機能對患者進行上下掃描。
2.根據權利要求1所述的一種組合式X射線醫療影像系統，其特徵在於，所述平板探測器(4)為CMOS為基礎，尺寸為210*230mm，解析度為70微米的平板數字探測器。
3.根據權利要求1所述的一種組合式X射線醫療影像系統，其特徵在於，所述線掃描式探測器(5)為同方威視型號MIC-768-3線掃描探測器。
專利摘要一種組合式X射線醫療影像系統，屬於醫用X射線影像領域。該影像系統包含有圓柱(1)、平板探測器(4)、線掃描式探測器(5)、組合式準直器(7)、X光管(8)等；橫梁(2)安在圓柱(1)上，可在圓柱上調節上下移動。X光管發射的X射線通過方孔式準直器穿過患者，再由平板探測器探測，X光管發射的X射線通過狹縫式準直器穿過患者，再由線掃描式探測器探測；通過調整橫梁在圓柱上的移動，X光機能對患者進行上下掃描。本實用新型含有平板探測器和線掃描探測器。使用高解析度的二維探測器可對屏幕上發現的可疑部位進行詳細的補充查看，或者藉助X光透視進行獨立的X射線檢查。本實用新型輻射劑量低，能縮小設備成本，減少所佔場地空間。
文檔編號A61B6/00GK202982022SQ201220730119
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者劉偉, 楊麗娜, 宋嘉文, 金鼎 申請人:清華大學, 北京天海元科技有限公司