專利名稱：一種模擬醫(yī)用x光機數(shù)字化成像系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及X光數(shù)字化成像領(lǐng)域，特別涉及一種模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在醫(yī)院有大量模擬X光機用于醫(yī)療成像，成像時用醫(yī)用膠片作為成像介質(zhì)，經(jīng)過繁瑣的膠片沖洗步驟才能看到成像內(nèi)容。傳統(tǒng)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(xiàn)的問題即若拍攝失敗只有等到膠片沖洗之后才能知道；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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)及其控制方法，該發(fā)明替換了現(xiàn)有模擬醫(yī)用X光機的膠片成像盒而不用對現(xiàn)有模擬醫(yī)用X光機做任何改進，即可獲得數(shù)字化成像帶來的種種便利，詳見下文描述一種模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)，所述模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)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(tài)；所述線陣 X光CMOS傳感器上的數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)時，根據(jù)不同的成像模式，所述控制電路板驅(qū)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，所述控制電路板采集所述線陣X光CMOS傳感器上的數(shù)據(jù)。所述控制電路板控制所述線陣X光CMOS傳感器的工作狀態(tài)具體為所述控制電路板調(diào)整所述線陣X光CMOS傳感器的工作參數(shù)；發(fā)送開始信號給所述線陣X光CMOS傳感器，所述線陣X光CMOS傳感器處于工作狀態(tài)；所述控制電路板采集所述線陣X光CMOS傳感器上的數(shù)據(jù)。在所述線陣X光CMOS傳感器和所述控制電路板之間還設(shè)置有一層防護鉛板。一種模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)的控制方法，所述方法包括以下步驟(1)模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)上電，系統(tǒng)進行自檢，并將自檢結(jié)果通過無線傳輸協(xié)議傳輸給上位機；(2)所述上位機對所述自檢結(jié)果進行分析處理，判斷所述自檢結(jié)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(jié)果；如果否，所述上位機將預先設(shè)定的工作參數(shù)發(fā)給所述模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)；(3)所述模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)接收到所述預先設(shè)定的工作參數(shù)并進行分析選定工作模式，通過無線傳輸協(xié)議將拍攝的圖像數(shù)據(jù)傳輸給所述上位機；(4)所述上位機接收所述圖像數(shù)據(jù)并將所述圖像數(shù)據(jù)拼接成完整的圖像，對所述完整的圖像進行圖像處理，最終獲取到用于臨床輔助診斷的人體或器官的X光圖像。本發(fā)明提供的一種模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)及其控制方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點1、本發(fā)明在進行數(shù)字化升級時并不需要把目前已有的模擬醫(yī)用X光機更換掉，只需設(shè)計一種模擬醫(yī)用χ光機數(shù)字化成像系統(tǒng)，替換現(xiàn)有模擬醫(yī)用χ光機的膠片成像盒而不用對現(xiàn)有模擬醫(yī)用X光機做任何改進；2、數(shù)字化改造后可實時成像，與原有膠片成像相比可獲得成像質(zhì)量更高的圖像， 利用數(shù)字技術(shù)可方便對圖像進行處理分析，提高了醫(yī)生的診斷效率；3、采用數(shù)字化成像方式可反復成像能很快看到成像的效果，若出現(xiàn)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(yī)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(xiàn)有的模擬醫(yī)用X光機進行數(shù)字化改造能夠快速、容易地獲取高質(zhì)量的數(shù)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沖洗步驟和安放有毒的膠片盒或者儲存有毒的化學藥
P
m ；5、采用模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)對現(xiàn)有的醫(yī)用X光機進行數(shù)字化升級改造能很大程度上減少醫(yī)院采購器材成本，市場上銷售的數(shù)字化X光機價格都在百萬元以上， 而采用數(shù)字化改造方式成本估算只有20至30萬。


圖1為本發(fā)明提供的一種模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明提供的一種模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明提供的一種模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)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(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。在不改變現(xiàn)有模擬醫(yī)用X光機本身的前提下，使用醫(yī)用X光機數(shù)字化成像套件，配合相應(yīng)的數(shù)字化成像系統(tǒng)對現(xiàn)有設(shè)備加以改造，使其數(shù)字化升級。模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)是數(shù)字化改造的硬件系統(tǒng)。參見圖1，該模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)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(tài)；線陣X光CMOS傳感器4上的數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)時，根據(jù)不同的成像模式，驅(qū)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采集線陣X光CMOS傳感器4上的數(shù)據(jù)。其中，控制電路板1控制線陣X光CMOS傳感器4的工作狀態(tài)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，但總體上有這么幾個步驟1)調(diào)整線陣X 光CMOS傳感器4的工作參數(shù)；2)發(fā)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處于工作狀態(tài)；3)采集線陣X光CMOS傳感器4上的數(shù)據(jù)。其中，控制電路板1對牽引電機3的控制也需要結(jié)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(tài)，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只需先將線陣X光CMOS傳感器4移動到一個適當位置(如模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)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，處于停止狀態(tài)。其中，對線陣X光CMOS傳感器4的工作參數(shù)進行調(diào)整具體包括根據(jù)輻射強度、劑量及成像質(zhì)量，通過無線傳輸協(xié)議，由上位機的控制軟件進行工作參數(shù)的調(diào)整。其中，本發(fā)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(xiàn)對2維平面掃描；其次，在某些醫(yī)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(huán)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(fā)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(shè)置有一層防護鉛板6。參見圖3，一種模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)的控制方法，該方法包括以下步驟101 模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)上電，系統(tǒng)進行自檢，并將自檢結(jié)果通過無線傳輸協(xié)議傳輸給上位機；其中，該模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)主要檢測線陣X光CMOS傳感器4能否正常工作，其自帶的電池剩余電量是否足夠支撐系統(tǒng)運行設(shè)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(yīng)用中，通常采集圖像的時間不多于20秒，待機準備時間為10分鐘。102:上位機對自檢結(jié)果進行分析處理，判斷自檢結(jié)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(jié)果；如果否，上位機將預先設(shè)定的工作參數(shù)發(fā)給模擬醫(yī)用X 光機數(shù)字化成像系統(tǒng)；其中，自檢結(jié)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(yīng)輸出信號，和線陣X光CMOS傳感器4的工作狀態(tài)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(yī)生根據(jù)模擬醫(yī)用X 光機數(shù)字化成像系統(tǒng)接收到的預先設(shè)定的工作參數(shù)就可以拍攝圖片了。103 模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)接收到預先設(shè)定的工作參數(shù)并進行分析選定成像模式，通過無線傳輸協(xié)議將拍攝的圖像數(shù)據(jù)傳輸給上位機；其中，預先設(shè)定的工作參數(shù)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(jié)合具體應(yīng)用的成像模式，例如全景、側(cè)位等；曝光時間根據(jù)具體應(yīng)用和X光輻射強度而定，具體實現(xiàn)時，本發(fā)明實施例對此不做限制。104:上位機接收圖像數(shù)據(jù)并將圖像數(shù)據(jù)拼接成完整的圖像，對完整的圖像進行圖像處理，最終獲取到用于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(guī)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(xiàn)有技術(shù)中的慣用技術(shù)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(qū)動完成面掃描，則工作流程如下模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)進入線陣X 光CMOS傳感器4的數(shù)據(jù)檢測狀態(tài)，判斷X射線源是否開始工作，線陣X光CMOS傳感器4上的數(shù)據(jù)是否為有效數(shù)據(jù)，若滿足判定標準，則是有效數(shù)據(jù)，開始驅(qū)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開始采集線陣X光CMOS傳感器4上的數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)緩存到系統(tǒng)內(nèi)存中，再通過無線傳輸協(xié)議向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)，到設(shè)定的工作時間后即結(jié)束數(shù)據(jù)采集，等待數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，進入待機狀態(tài)，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(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)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(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)的適當位置(如中間位置)，固定不動，然后進入線陣X光CMOS傳感器4的數(shù)據(jù)檢測狀態(tài)，判斷X射線源是否開始工作，線陣X光CMOS 傳感器4上的數(shù)據(jù)是否為有效數(shù)據(jù)，若滿足判定標準，則是有效數(shù)據(jù)，控制電路板1開始采集線陣X光CMOS傳感器4上的數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)緩存到系統(tǒng)內(nèi)存中，然后通過無線傳輸協(xié)議向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)，到設(shè)定的工作時間后即結(jié)束數(shù)據(jù)采集，等待數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，進入待機狀態(tài)，即完成了一次胸透X光圖像拍攝。綜上所述，本發(fā)明實施例提供了一種模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)，本發(fā)明實施例在進行數(shù)字化升級時并不需要把目前已有的模擬醫(yī)用X光機更換掉，只需設(shè)計一種模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)，替換現(xiàn)有模擬醫(yī)用X光機的膠片成像盒而不用對現(xiàn)有模擬醫(yī)用X光機做任何改進；數(shù)字化改造后可實時成像，與原有膠片成像相比可獲得成像質(zhì)量更高的圖像，利用數(shù)字技術(shù)可方便對圖像進行處理分析，提高了醫(yī)生的診斷效率；采用數(shù)字化成像方式可反復成像能很快看到成像的效果，若出現(xiàn)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(yī)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(xiàn)有的模擬醫(yī)用X光機進行數(shù)字化改造能夠快速、容易地獲取高質(zhì)量的數(shù)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沖洗步驟和安放有毒的膠片盒或者儲存有毒的化學藥品；采用模擬醫(yī)用 X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)對現(xiàn)有的醫(yī)用X光機進行數(shù)字化升級改造能很大程度上減少醫(yī)院采購器材成本，市場上銷售的數(shù)字化X光機價格都在百萬元以上，而采用數(shù)字化改造方式成本估算只有20至30萬。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個優(yōu)選實施例的示意圖，上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)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(tài)；所述線陣X光 CMOS傳感器上的數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)時，根據(jù)不同的成像模式，所述控制電路板驅(qū)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，所述控制電路板采集所述線陣X光CMOS傳感器上的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路板控制所述線陣X光CMOS傳感器的工作狀態(tài)具體為所述控制電路板調(diào)整所述線陣X光CMOS傳感器的工作參數(shù)；發(fā)送開始信號給所述線陣 X光CMOS傳感器，所述線陣X光CMOS傳感器處于工作狀態(tài)；所述控制電路板采集所述線陣 X光CMOS傳感器上的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)，其特征在于，在所述線陣X光CMOS傳感器和所述控制電路板之間還設(shè)置有一層防護鉛板。
4.一種用于權(quán)利要求1所述的模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟(1)模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)上電，系統(tǒng)進行自檢，并將自檢結(jié)果通過無線傳輸協(xié)議傳輸給上位機；(2)所述上位機對所述自檢結(jié)果進行分析處理，判斷所述自檢結(jié)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(jié)果；如果否，所述上位機將預先設(shè)定的工作參數(shù)發(fā)給所述模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)；(3)所述模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)接收到所述預先設(shè)定的工作參數(shù)并進行分析選定工作模式，通過無線傳輸協(xié)議將拍攝的圖像數(shù)據(jù)傳輸給所述上位機；(4)所述上位機接收所述圖像數(shù)據(jù)并將所述圖像數(shù)據(jù)拼接成完整的圖像，對所述完整的圖像進行圖像處理，最終獲取到用于臨床輔助診斷的人體或器官的X光圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種模擬醫(yī)用X光機數(shù)字化成像系統(tǒng)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(tài)；傳感器上的數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)時，根據(jù)不同的成像模式，控制電路板驅(qū)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，控制電路板采集傳感器上的數(shù)據(jù)；成像系統(tǒng)上電，將自檢結(jié)果通過無線傳輸協(xié)議傳輸給上位機；上位機對自檢結(jié)果進行分析處理，將預先設(shè)定的工作參數(shù)發(fā)給成像系統(tǒng)；成像系統(tǒng)分析選定工作模式，將拍攝的圖像數(shù)據(jù)傳輸給上位機；上位機對完整的圖像進行圖像處理，最終獲取到用于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(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者倪海日, 劉立, 王天慧, 王建 申請人:天津大學