一種高解析度醫用x射線數字成像系統的製作方法
2023-09-17 18:34:10 2
一種高解析度醫用x射線數字成像系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種高解析度醫用X射線數字成像系統，其包括硬體模塊和軟體模塊，所述硬體模塊包括發射X射線的X射線源、將所述X射線源發射的X射線轉換為可見光的X射線轉換屏以及獲得高質量圖像的CCD相機；所述軟體模塊包括圖像採集模塊和圖像處理模塊，所述圖像採集模塊用於採集CCD相機輸出的數位化圖像，所述圖像處理模塊用於處理所述圖像採集模塊採集到的數位化圖像得到醫生可使用的圖像，所述CCD相機為科學級CCD相機，所述科學級CCD相機的像素為4K×4K像元，所述科學級CCD相機的CCD晶片的工作溫度低於-50℃，所述科學級CCD相機的動態範圍為12～18bit，所述科學級CCD相機線性度在所述動態範圍內小於0.05%。
【專利說明】一種高解析度醫用X射線數字成像系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及醫學成像技術，尤其涉及一種高解析度醫用X射線數字成像系統。
【背景技術】
[0002]自1895年德國物理學家倫琴發現了X射線，並為他夫人的手拍了史上第一張醫學圖像，隨著X射線照相技術在醫學上的廣泛應用，成像技術也不斷的發展。醫學圖像對早期病情發現、病情確診、治療效果跟蹤以及後續治療計劃確定都有著至關重要的作用。X射線成像是獲取醫學圖像的重要方式，它經歷了膠片成像、CR成像和DR成像的發展歷程。DR系統由於圖像質量高、成像速度快、直接生成數位化圖像、圖像處理功能強大、輻照劑量小等優點，成為當前X射線成像領域的熱門研究方向。
[0003]但是，國內DR的研究歷程尚短，因此還存在著巨大的研究空間和一些需要解決的問題。例如，現有常用的一些醫用X射線數字成像系統的空間解析度不高、動態範圍較小和可靠性不高等缺點，而且系統相對龐大複雜，系統的價格較貴，操作流程複雜，推廣使用不便。因此，開發具有好的空間解析度、動態範圍和可靠性的醫用X射線數字成像系統有助於推動我國DR系統的發展和應用。
【發明內容】
[0004]本發明克服了現有技術的不足，提供一種可準確對病人、病例、病房、病床和藥品之間進行信息核對的系統。
[0005]為達到上述目的，本發明採用的技術方案為:一種高解析度醫用X射線數字成像系統，其包括硬體模塊和軟體模塊，所述硬體模塊包括發射X射線的X射線源、將所述X射線源發射的X射線轉換為可見光的X射線轉換屏以及獲得高質量圖像的CCD相機；所述軟體模塊包括圖像採集模塊和圖像處理模塊，所述圖像採集模塊用於採集CCD相機輸出的數位化圖像，所述圖像處理模塊用於處理所述圖像採集模塊採集到的數位化圖像得到醫生可使用的圖像，其特徵在於，所述CCD相機為科學級CCD相機，所述科學級CCD相機的像素為4KX4K像元，所述科學級CXD相機的CXD晶片的工作溫度低於_50°C，所述科學級CXD相機的動態範圍為12~18bit，所述科學級CCD相機線性度在所述動態範圍內小於0.05%。
[0006]本發明一個較佳實施例中，進步一包括，所述的X射線轉換屏為CsI(TI)閃爍屏，所述CsI (TI)閃爍屏吸收X射線的同時能夠抑制光線散射，填充率達100%。
[0007]本發明一個較佳實施例中，進步一包括，所述X射線源為X光機，所述X光機設置有旋轉陽極的陽極靶，所述X光機設有焦點為0.6~1.0mm的X光管。
[0008]本發明一個較佳實施例中，進步一包括，其還包括置於所述X射線源與所述X射線轉換屏之間的X射線濾線柵，所述X射線濾線柵用於減少X射線的散射作用。
[0009]本發明一個較佳實施例中，進步一包括，所述X射線轉換屏與所述科學級CCD相機之間設置有反射鏡頭組，所述反射鏡頭組為焦距短且接受度大的鏡頭組，所述鏡頭組用於改變由所述X射線轉換屏出來的可見光的傳播方向來避免散射對所述科學級CCD相機的影響。
[0010]本發明一個較佳實施例中，進步一包括，所述圖像處理模塊包括圖像查看、圖像標註和圖像處理三個子模塊，所述圖像查看子模塊用於圖像窗口顯示、圖像移動、圖像縮放以及圖像旋轉，所述圖像標註子模塊用於對圖像進行文字、圖形以及特殊符號的標註，所述圖像處理子模塊用於圖像局部處理、分割、剪裁、反相、平滑、銳化、降噪、灰度均衡、圖像相加減、圖像平均以及圖像融合。
[0011]本發明一個較佳實施例中，進步一包括，所述軟體模塊還設有管理模塊，所述管理模塊與醫療機構的中心醫療系統連接。
[0012]本發明一個較佳實施例中，進步一包括，所述管理模塊分為圖像數據管理子模塊、病人管理子模塊和病例管理子模塊，所述圖像數據管理子模塊用於圖像和數據的存儲、查詢和刪除，所述病人管理子模塊用於對病人的基本信息的輸入、修改、存儲、刪除和查詢，所述病例管理子模塊用於對病人就診和治療信息進行錄入、修改和查詢。
[0013]本發明一個較佳實施例中，進步一包括，所述病人管理子模塊直接從醫療機構的中心醫療系統連接中調取非第一次看病問診的病人基本信息，所述病例管理子模塊直接從醫療機構的中心醫療系統連接中調取非第一次看病問診的病人的病例信息。
[0014]本發明一個較佳實施例中，進步一包括，所述軟體系統基於DIC0M3.0標準，確保所述軟體系統與醫療機構信息系統對接實現醫學資源共享。本發明解決了【背景技術】中存在的缺陷，具有如下有益效果:
1.本發明提供的X射線數字成像系統，採用解析度高的科學級CCD相機，其像素為4KX4K像元，CXD晶片的工作溫度低於-50°C，動態範圍為12~18bit，線性度在所述動態範圍內小於0.05%，使得本系統具有很好的空間解析度，以43cmX43cm的檢查區域為例，其空間解析度達4.81p/mm。
[0015]2.本發明的X射線數字成像系統，在科學級CXD相機之前加了反射鏡頭組，改變由X射線轉換屏出來的可見光的傳播方向來避免散射對科學級CCD相機的影響，同時對CCD相機的輻射損傷較小，保護了 CCD相機，保證了 X射線數字成像系統的可靠性。
[0016]本發明提供的醫用X射線數字成像系統通過硬體模塊，完成了 X射線圖像的拍攝，通過軟體模塊對拍攝的圖像進行採集和處理，而且還能夠與醫療機構的中心系統實現資源共享，本系統是一個解析度高、動態範圍較大和可靠性高的X射線數字成像系統。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0018]圖1是本發明的優選實施例的示意框圖。
【具體實施方式】
[0019]現在結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明，這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。
[0020]如圖1所示，本發明提供一種高解析度醫用X射線數字成像系統，其包括硬體模塊和軟體模塊，通過硬體模塊完成了 X射線圖像的拍攝，通過軟體模塊對拍攝的圖像進行採集和處理。[0021 ] 其中，硬體模塊包括發射X射線的X射線源、將所述X射線源發射的X射線轉換為可見光的X射線轉換屏以及獲得高質量圖像的CCD相機。X射線在照射的時候，會有部分射線發生散射作用，散射線作用於X射線轉換屏後會使所照射的影像對比度和清晰度下降，因此，為了減少X射線的散射作用，在所述X射線源與所述X射線轉換屏之間的X射線濾線柵。同時，在所述X射線轉換屏與所述科學級CCD相機之間設置有反射鏡頭組，所述反射鏡頭組為焦距短且接受度大的鏡頭組，所述鏡頭組用於改變由所述X射線轉換屏出來的可見光的傳播方向來避免散射對所述科學級CCD相機的影響，反射鏡頭組可以有效的提高系統的可靠性。
[0022]本發明的實施例中，具體的，CCD相機為科學級CCD相機，所述科學級CCD相機的像素為4KX 4K像元，所述科學級CXD相機的CXD晶片的工作溫度低於_50°C，所述科學級CXD相機的動態範圍為12~18bit，所述科學級CCD相機線性度在所述動態範圍內小於0.05%。
[0023]X射線源為X光機，X光機主要由X光管、X光機電源以及控制電路組成，本發明的X光機設置有旋轉陽極的陽極靶，X光管的焦點為0.6~1.0_。X光機的工作原理是，陰極燈絲被加熱產生電子，電子在高壓電場中被加速形成高速電子流，高速電子流轟擊陽極靶產生X射線。其中X光管的焦點大小是X光機的重要參數，焦點分為有效焦點和實際焦點，實際焦點是電子束打在陽極靶上的實際面積，有效焦點是實際焦點在中心線方向上的投影面積。本發明所說的焦點就是有效焦點，有效焦點的面積越小越有利於提高圖像的解析度。
[0024]本發明的X射線轉換屏為CsI (TI)閃爍屏，所述CsI(TI)閃爍屏吸收X射線的同時能夠抑制光線散射，填充率達100%。CsI (TI)閃爍屏中的CsI製備成針狀排列的晶體，這種排列結構能夠抑制螢光的橫向擴展，在有效吸收X射線的同時有效抑制光線的散射，具有較高的解析度。
[0025]本發明提供的X射線數字成像系統的軟體模塊包括圖像採集模塊、圖像處理模塊和管理模塊，因為CCD相機採集到的圖像屬於數位化圖像，即圖像採集模塊採集到的圖像是CCD相機輸出的數位化圖像，所以需要圖像處理模塊用於處理所述圖像採集模塊採集到的數位化圖像得到醫生可使用的圖像。
[0026]圖像處理模塊包括圖像查看、圖像標註和圖像處理三個子模塊，所述圖像查看子模塊用於圖像窗口顯示、圖像移動、圖像縮放以及圖像旋轉，所述圖像標註子模塊用於對圖像進行文字、圖形以及特殊符號的標註，所述圖像處理子模塊用於圖像局部處理、分割、剪裁、反相、平滑、銳化、降噪、灰度均衡、圖像相加減、圖像平均以及圖像融合。
[0027]管理模塊與醫療機構的中心醫療系統連接。管理模塊分為圖像數據管理子模塊、病人管理子模塊和病例管理子模塊，所述圖像數據管理子模塊用於圖像和數據的存儲、查詢和刪除，所述病人管理子模塊用於對病人的基本信息的輸入、修改、存儲、刪除和查詢，所述病例管理子模塊用於對病人就診和治療信息進行錄入、修改和查詢。還可以用病人管理子模塊直接從醫療機構的中心醫療系統連接中調取非第一次看病問診的病人基本信息，病例管理子模塊直接從醫療機構的中心醫療系統連接中調取非第一次看病問診的病人的病例信息。
[0028]本發明的軟體系統基於DIC0M3.0標準，確保所述軟體系統與醫療機構信息系統對接實現醫學資源共享。DICOM是醫學數字成像與通信標準的簡稱，該標準是由美國放射學院和美國電氣製造商協會聯合制定的關於數字醫學圖像的標準格式和通信協議，該標準制定的目的是為了在各種醫療成像產品製件提供一致性接口，使設備之間實現互相操作。該標準使各種醫學成像產品可以通過網絡相互交換數據，實現資源共享。
[0029]以上依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內 容，必須要根據權利要求範圍來確定技術性範圍。
【權利要求】
1.一種高解析度醫用X射線數字成像系統，其包括硬體模塊和軟體模塊，所述硬體模塊包括發射X射線的X射線源、將所述X射線源發射的X射線轉換為可見光的X射線轉換屏以及獲得高質量圖像的CCD相機；所述軟體模塊包括圖像採集模塊和圖像處理模塊，所述圖像採集模塊用於採集CCD相機輸出的數位化圖像，所述圖像處理模塊用於處理所述圖像採集模塊採集到的數位化圖像得到醫生可使用的圖像，其特徵在於，所述CCD相機為科學級CXD相機，所述科學級CXD相機的像素為4KX4K像元，所述科學級CXD相機的CXD晶片的工作溫度低於_50°C，所述科學級C⑶相機的動態範圍為12~18bit，所述科學級CXD相機線性度在所述動態範圍內小於0.05%。
2.根據權利要求1所述的一種高解析度醫用X射線數字成像系統，其特徵在於，所述的X射線轉換屏為CsI(TI)閃爍屏，所述CsI (TI)閃爍屏吸收X射線的同時能夠抑制光線散射，填充率達100%。
3.根據權利要求1所述的一種高解析度醫用X射線數字成像系統，其特徵在於，所述X射線源為X光機，所述X光機設置有旋轉陽極的陽極靶，所述X光機設有焦點為0.6~1.0mm的X光管。
4.根據權利要求1-3任一項所述的一種高解析度醫用X射線數字成像系統，其特徵在於，其還包括置於所述X射線源與所述X射線轉換屏之間的X射線濾線柵，所述X射線濾線柵用於減少X射線的散射作用。
5.根據權利要求1所述的一種高解析度醫用X射線數字成像系統，其特徵在於，所述X射線轉換屏與所述科學級CCD相機之間設置有反射鏡頭組，所述反射鏡頭組為焦距短且接受度大的鏡頭組，所述鏡頭組用於改變由所述X射線轉換屏出來的可見光的傳播方向來避免散射對所述科學級CCD相機的影響。
6.根據權利要求1所述的一種高解析度醫用X射線數字成像系統，其特徵在於，所述圖像處理模塊包括圖像查看、.圖像標註和圖像處理三個子模塊，所述圖像查看子模塊用於圖像窗口顯示、圖像移動、圖像縮放以及圖像旋轉，所述圖像標註子模塊用於對圖像進行文字、圖形以及特殊符號的標註，所述圖像處理子模塊用於圖像局部處理、分割、剪裁、反相、平滑、銳化、降噪、灰度均衡、圖像相加減、圖像平均以及圖像融合。
7.根據權利要求1所述的一種高解析度醫用X射線數字成像系統，其特徵在於，所述軟體模塊還設有管理模塊，所述管理模塊與醫療機構的中心醫療系統連接。
8.根據權利要求7所述的一種高解析度醫用X射線數字成像系統，其特徵在於，所述管理模塊分為圖像數據管理子模塊、病人管理子模塊和病例管理子模塊，所述圖像數據管理子模塊用於圖像和數據的存儲、查詢和刪除，所述病人管理子模塊用於對病人的基本信息的輸入、修改、存儲、刪除和查詢，所述病例管理子模塊用於對病人就診和治療信息進行錄入、修改和查詢。
9.根據權利要求7或8任意一項所述的一種高解析度醫用X射線數字成像系統，其特徵在於，所述病人管理子模塊直接從醫療機構的中心醫療系統連接中調取非第一次看病問診的病人基本信息，所述病例管理子模塊直接從醫療機構的中心醫療系統連接中調取非第一次看病問診的病人的病例信息。
10.根據權利要求1所述的一種高解析度醫用X射線數字成像系統，其特徵在於，所述軟體系統基於DICOM3.0標準，確保所述軟體系統與醫療機構信息系統對接實現醫學資源共享。
【文檔編號】A61B6/00GK103462622SQ201310396258
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月4日 優先權日:2013年9月4日
【發明者】韓立軍 申請人:江蘇美倫影像系統有限公司