一種模擬醫用x光機數位化成像系統及其控制方法
2023-12-04 14:45:31 1
專利名稱：一種模擬醫用x光機數位化成像系統及其控制方法
技術領域：
本發明涉及X光數位化成像領域，特別涉及一種模擬醫用X光機數位化成像系統及其控制方法。
背景技術：
現在醫院有大量模擬X光機用於醫療成像，成像時用醫用膠片作為成像介質，經過繁瑣的膠片衝洗步驟才能看到成像內容。傳統的模擬X光機成像步驟繁瑣，成像周期過長，膠片只能使用一次無法多次使用浪費膠片資源，隨之而來的問題就是膠片存儲也很不方便，其次就是無法實時解決拍攝過程中出現的問題即若拍攝失敗只有等到膠片衝洗之後才能知道；且需要安放有毒的膠片盒或者儲存有毒的化學藥品，這些負面因素都影響著模擬X光機的使用。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於提供一種模擬醫用X光機數位化成像系統及其控制方法，該發明替換了現有模擬醫用X光機的膠片成像盒而不用對現有模擬醫用X光機做任何改進，即可獲得數位化成像帶來的種種便利，詳見下文描述一種模擬醫用X光機數位化成像系統，所述模擬醫用X光機數位化成像系統包括 控制電路板、供電電池、牽引電機、線陣X光CMOS傳感器和滑動導軌，所述供電電池給所述控制電路板、所述牽引電機和所述線陣X光CMOS傳感器供電；所述控制電路板控制所述線陣X光CMOS傳感器和所述牽引電機的工作狀態；所述線陣 X光CMOS傳感器上的數據為有效數據時，根據不同的成像模式，所述控制電路板驅動所述牽引電機帶動所述線陣X光CMOS傳感器在所述滑動導軌上移動或所述牽引電機將所述線陣X光CMOS傳感器移動到一個適當位置，所述控制電路板採集所述線陣X光CMOS傳感器上的數據。所述控制電路板控制所述線陣X光CMOS傳感器的工作狀態具體為所述控制電路板調整所述線陣X光CMOS傳感器的工作參數；發送開始信號給所述線陣X光CMOS傳感器，所述線陣X光CMOS傳感器處於工作狀態；所述控制電路板採集所述線陣X光CMOS傳感器上的數據。在所述線陣X光CMOS傳感器和所述控制電路板之間還設置有一層防護鉛板。一種模擬醫用X光機數位化成像系統的控制方法，所述方法包括以下步驟(1)模擬醫用X光機數位化成像系統上電，系統進行自檢，並將自檢結果通過無線傳輸協議傳輸給上位機；(2)所述上位機對所述自檢結果進行分析處理，判斷所述自檢結果中的輸出信號是否異常，如果有，彈出消息窗口顯示檢測結果；如果否，所述上位機將預先設定的工作參數發給所述模擬醫用X光機數位化成像系統；(3)所述模擬醫用X光機數位化成像系統接收到所述預先設定的工作參數並進行分析選定工作模式，通過無線傳輸協議將拍攝的圖像數據傳輸給所述上位機；(4)所述上位機接收所述圖像數據並將所述圖像數據拼接成完整的圖像，對所述完整的圖像進行圖像處理，最終獲取到用於臨床輔助診斷的人體或器官的X光圖像。本發明提供的一種模擬醫用X光機數位化成像系統及其控制方法，與現有技術相比具有如下的優點1、本發明在進行數位化升級時並不需要把目前已有的模擬醫用X光機更換掉，只需設計一種模擬醫用χ光機數位化成像系統，替換現有模擬醫用χ光機的膠片成像盒而不用對現有模擬醫用X光機做任何改進；2、數位化改造後可實時成像，與原有膠片成像相比可獲得成像質量更高的圖像， 利用數位技術可方便對圖像進行處理分析，提高了醫生的診斷效率；3、採用數位化成像方式可反覆成像能很快看到成像的效果，若出現拍攝效果不理想的情況可很快進行第二次拍攝，這縮短了醫生診斷的時間，提高診斷效率也減少了圖像拍攝失敗的可能；4、對現有的模擬醫用X光機進行數位化改造能夠快速、容易地獲取高質量的數字 X光機影像，圖像用電子化方式儲存起來，再也沒有膠片的損壞或丟失了 ；這完全擺脫了膠片帶來的困擾，不再需要繁瑣的圖片衝洗步驟和安放有毒的膠片盒或者儲存有毒的化學藥
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m ；5、採用模擬醫用X光機數位化成像系統對現有的醫用X光機進行數位化升級改造能很大程度上減少醫院採購器材成本，市場上銷售的數位化X光機價格都在百萬元以上， 而採用數位化改造方式成本估算只有20至30萬。
圖1為本發明提供的一種模擬醫用X光機數位化成像系統的結構示意圖；圖2為本發明提供的一種模擬醫用X光機數位化成像系統的側面結構示意圖；圖3為本發明提供的一種模擬醫用X光機數位化成像系統的控制方法的流程圖。附圖中所列部件列表如下所示1 控制電路板；2 供電電池；3:牽引電機；4 線陣X光CMOS傳感器；5:滑動導軌；6:防護鉛板。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。在不改變現有模擬醫用X光機本身的前提下，使用醫用X光機數位化成像套件，配合相應的數位化成像系統對現有設備加以改造，使其數位化升級。模擬醫用X光機數位化成像系統是數位化改造的硬體系統。參見圖1，該模擬醫用X光機數位化成像系統包括控制電路板1、供電電池2、牽引電機3、線陣X光CMOS傳感器4和滑動導軌5， 供電電池2給控制電路板1、牽引電機3和線陣X光CMOS傳感器4供電；控制電路板1控制線陣X光CMOS傳感器4和牽引電機3的工作狀態；線陣X光CMOS傳感器4上的數據為有效數據時，根據不同的成像模式，驅動牽引電機3帶動線陣X光CMOS傳感器4在滑動導軌5上移動或牽引電機3將線陣X光CMOS傳感器4移動到一個適當位置，控制電路板1採集線陣X光CMOS傳感器4上的數據。其中，控制電路板1控制線陣X光CMOS傳感器4的工作狀態具體為控制電路板 1對線陣X光CMOS傳感器4有不同的控制方式，但總體上有這麼幾個步驟1)調整線陣X 光CMOS傳感器4的工作參數；2)發送開始信號給線陣X光CMOS傳感器4，讓線陣X光CMOS 傳感器4處於工作狀態；3)採集線陣X光CMOS傳感器4上的數據。其中，控制電路板1對牽引電機3的控制也需要結合具體的成像模式，不同的成像模式下，牽引電機3有不同的工作狀態，例如，乳腺X光成像模式下，在圖像拍攝過程中牽引電機3需要帶動線陣X光CMOS傳感器4在滑動導軌3上移動；而在胸透成像模式下，牽引電機3隻需先將線陣X光CMOS傳感器4移動到一個適當位置(如模擬醫用X光機數位化成像系統的中間位置)，在圖像拍攝過程中牽引電機3就不需要工作了，處於停止狀態。其中，對線陣X光CMOS傳感器4的工作參數進行調整具體包括根據輻射強度、劑量及成像質量，通過無線傳輸協議，由上位機的控制軟體進行工作參數的調整。其中，本發明實施例中的傳感器是線陣的，為模擬2維面陣成像，需要由牽引電機 3帶動線陣X光CMOS傳感器4掃描整個成像平面，實現對2維平面掃描；其次，在某些醫學成像模式中，光源與成像模塊相對位置不變，同時在探測目標周圍環繞或平行運動，這樣線陣X光CMOS傳感器4在模塊上的位置也就靜止。參見圖2，為了隔離X光對控制電路板1的影響，保證控制電路板1的正常工作，本發明實施例在線陣X光CMOS傳感器4和控制電路板1之間還設置有一層防護鉛板6。參見圖3，一種模擬醫用X光機數位化成像系統的控制方法，該方法包括以下步驟101 模擬醫用X光機數位化成像系統上電，系統進行自檢，並將自檢結果通過無線傳輸協議傳輸給上位機；其中，該模擬醫用X光機數位化成像系統主要檢測線陣X光CMOS傳感器4能否正常工作，其自帶的電池剩餘電量是否足夠支撐系統運行設定的最小工作時間等。其中，最小工作時間是完成一次照相的時間，實際應用中，通常採集圖像的時間不多於20秒，待機準備時間為10分鐘。102:上位機對自檢結果進行分析處理，判斷自檢結果中的輸出信號是否異常，如果是，彈出消息窗口顯示檢測結果；如果否，上位機將預先設定的工作參數發給模擬醫用X 光機數位化成像系統；其中，自檢結果中的輸出信號異常是指有無信號和信號幅度是否正常，信號通常為線陣X光CMOS傳感器4的光學響應輸出信號，和線陣X光CMOS傳感器4的工作狀態信號；信號幅度正常時輸出為0或為均勻黑色，如果不是，就是異常等。醫生根據模擬醫用X 光機數位化成像系統接收到的預先設定的工作參數就可以拍攝圖片了。103 模擬醫用X光機數位化成像系統接收到預先設定的工作參數並進行分析選定成像模式，通過無線傳輸協議將拍攝的圖像數據傳輸給上位機；其中，預先設定的工作參數包括成像模式和線陣X光CMOS傳感器4的曝光時間等，成像模式通常包括局部、整體，以及結合具體應用的成像模式，例如全景、側位等；曝光時間根據具體應用和X光輻射強度而定，具體實現時，本發明實施例對此不做限制。104:上位機接收圖像數據並將圖像數據拼接成完整的圖像，對完整的圖像進行圖像處理，最終獲取到用於臨床輔助診斷的人體或器官的X光圖像。其中，該步驟中的圖像處理具體為常規的去噪、圖像銳化、亮度對比度增強、直方圖均衡和灰度增強等處理，該處理手段為現有技術中的慣用技術手段，在此不再贅述。此處以乳腺X光成像為例，此種成像模式下光源靜止，線陣X光CMOS傳感器4由牽引電機3驅動完成面掃描，則工作流程如下模擬醫用X光機數位化成像系統進入線陣X 光CMOS傳感器4的數據檢測狀態，判斷X射線源是否開始工作，線陣X光CMOS傳感器4上的數據是否為有效數據，若滿足判定標準，則是有效數據，開始驅動牽引電機3帶動線陣X 光CMOS傳感器4在滑動導軌5上移動，控制電路板1開始採集線陣X光CMOS傳感器4上的數據，將採集到的數據緩存到系統內存中，再通過無線傳輸協議向上位機發送數據，到設定的工作時間後即結束數據採集，等待數據發送完畢，進入待機狀態，即完成了一次乳腺X 光圖像拍攝。此處以胸透成像為例，此時光源與模塊同時運動，線陣X光CMOS傳感器4相對模擬醫用X光機數位化成像系統靜止，則工作流程如下首先牽引電機3帶動線陣X光CMOS 傳感器移動到模擬醫用X光機數位化成像系統的適當位置(如中間位置)，固定不動，然後進入線陣X光CMOS傳感器4的數據檢測狀態，判斷X射線源是否開始工作，線陣X光CMOS 傳感器4上的數據是否為有效數據，若滿足判定標準，則是有效數據，控制電路板1開始採集線陣X光CMOS傳感器4上的數據，將採集到的數據緩存到系統內存中，然後通過無線傳輸協議向上位機發送數據，到設定的工作時間後即結束數據採集，等待數據發送完畢，進入待機狀態，即完成了一次胸透X光圖像拍攝。綜上所述，本發明實施例提供了一種模擬醫用X光機數位化成像系統，本發明實施例在進行數位化升級時並不需要把目前已有的模擬醫用X光機更換掉，只需設計一種模擬醫用X光機數位化成像系統，替換現有模擬醫用X光機的膠片成像盒而不用對現有模擬醫用X光機做任何改進；數位化改造後可實時成像，與原有膠片成像相比可獲得成像質量更高的圖像，利用數位技術可方便對圖像進行處理分析，提高了醫生的診斷效率；採用數位化成像方式可反覆成像能很快看到成像的效果，若出現拍攝效果不理想的情況可很快進行第二次拍攝，這縮短了醫生診斷的時間，提高診斷效率也減少了圖像拍攝失敗的可能；對現有的模擬醫用X光機進行數位化改造能夠快速、容易地獲取高質量的數字X光機影像，圖像用電子化方式儲存起來，再也沒有膠片的損壞或丟失了 ；這完全擺脫了膠片帶來的困擾，不再需要繁瑣的圖片衝洗步驟和安放有毒的膠片盒或者儲存有毒的化學藥品；採用模擬醫用 X光機數位化成像系統對現有的醫用X光機進行數位化升級改造能很大程度上減少醫院採購器材成本，市場上銷售的數位化X光機價格都在百萬元以上，而採用數位化改造方式成本估算只有20至30萬。本領域技術人員可以理解附圖只是一個優選實施例的示意圖，上述本發明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種模擬醫用X光機數位化成像系統，其特徵在於，所述模擬醫用X光機數位化成像系統包括控制電路板、供電電池、牽引電機、線陣X光CMOS傳感器和滑動導軌，所述供電電池給所述控制電路板、所述牽引電機和所述線陣X光CMOS傳感器供電；所述控制電路板控制所述線陣X光CMOS傳感器和所述牽引電機的工作狀態；所述線陣X光 CMOS傳感器上的數據為有效數據時，根據不同的成像模式，所述控制電路板驅動所述牽引電機帶動所述線陣X光CMOS傳感器在所述滑動導軌上移動或所述牽引電機將所述線陣X 光CMOS傳感器移動到一個適當位置，所述控制電路板採集所述線陣X光CMOS傳感器上的數據。
2.根據權利要求1所述的一種模擬醫用X光機數位化成像系統，其特徵在於，所述控制電路板控制所述線陣X光CMOS傳感器的工作狀態具體為所述控制電路板調整所述線陣X光CMOS傳感器的工作參數；發送開始信號給所述線陣 X光CMOS傳感器，所述線陣X光CMOS傳感器處於工作狀態；所述控制電路板採集所述線陣 X光CMOS傳感器上的數據。
3.根據權利要求1所述的一種模擬醫用X光機數位化成像系統，其特徵在於，在所述線陣X光CMOS傳感器和所述控制電路板之間還設置有一層防護鉛板。
4.一種用於權利要求1所述的模擬醫用X光機數位化成像系統的控制方法，其特徵在於，所述方法包括以下步驟(1)模擬醫用X光機數位化成像系統上電，系統進行自檢，並將自檢結果通過無線傳輸協議傳輸給上位機；(2)所述上位機對所述自檢結果進行分析處理，判斷所述自檢結果中的輸出信號是否異常，如果有，彈出消息窗口顯示檢測結果；如果否，所述上位機將預先設定的工作參數發給所述模擬醫用X光機數位化成像系統；(3)所述模擬醫用X光機數位化成像系統接收到所述預先設定的工作參數並進行分析選定工作模式，通過無線傳輸協議將拍攝的圖像數據傳輸給所述上位機；(4)所述上位機接收所述圖像數據並將所述圖像數據拼接成完整的圖像，對所述完整的圖像進行圖像處理，最終獲取到用於臨床輔助診斷的人體或器官的X光圖像。
全文摘要
本發明公開了一種模擬醫用X光機數位化成像系統及其控制方法，供電電池給控制電路板、牽引電機和線陣X光CMOS傳感器供電；控制電路板控制線陣X光CMOS傳感器和牽引電機的工作狀態；傳感器上的數據為有效數據時，根據不同的成像模式，控制電路板驅動牽引電機帶動傳感器在滑動導軌上移動或牽引電機將傳感器移動到一個適當位置，控制電路板採集傳感器上的數據；成像系統上電，將自檢結果通過無線傳輸協議傳輸給上位機；上位機對自檢結果進行分析處理，將預先設定的工作參數發給成像系統；成像系統分析選定工作模式，將拍攝的圖像數據傳輸給上位機；上位機對完整的圖像進行圖像處理，最終獲取到用於臨床輔助診斷的人體或器官的X光圖像。
文檔編號A61B6/00GK102429673SQ20111026779
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月9日 優先權日2011年9月9日
發明者倪海日, 劉立, 王天慧, 王建 申請人:天津大學