專利名稱：超長x線數(shù)字成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種X線數(shù)字成像裝置，尤其是指可以在普通X線攝影機上用單次X
線曝光、不需要圖像拼接就能直接得到全脊柱或全下肢數(shù)字x線圖像的成像裝置。
背景技術(shù)：
常規(guī)X線攝影使用的拍攝介質(zhì)如膠片、計算機放射攝影(CR， Computered Radiography)的IP (Image Plate)板、直接數(shù)字化放射攝影(DDR， Direct Digital Radiography)的平板探測器(FD， Flat Detector)最大邊長都只有43cm，而在脊柱或全下 肢骨外科疾病的診斷和治療過程中經(jīng)常要求拍攝全脊柱或全下肢X線圖像，因此人們對多 種方法進行了探索。用特制超長X光膠片可以拍攝全脊柱或全下肢X線圖像，典型的如張 新華使用特制的長X光膠片(長24-25英時)，可以單次曝光得到全脊柱X線圖像(中國 專利ZL00219545. 3)，使用規(guī)格為35. 5X96. 5cm即14X38英時X線膠片可以單次曝光得 到全下肢X線圖像(張新華.全下肢和全脊柱X線攝影技術(shù)的研究[J].醫(yī)療設(shè)備信息， 2005,20(7) :6-7.)。但這類方法使用非常麻煩，而且昂貴，很難推廣應用。目前X線成像已 基本數(shù)字化，很多數(shù)字化X線成像設(shè)備在相應軟件和附件支持下可以用來獲取全下肢或全 脊柱X線圖像，如數(shù)字多功能X線機(數(shù)字胃腸機)、數(shù)字減影血管造影機(DSA， Digital Subtraction Angiography)禾P CT (Computed Tomography)機，但臨床上應用最廣泛最成熟 的還是不同方式的CR和DDR技術(shù)。 多焦點、多次曝光加圖像拼接成像如圖l所示，X線球管(11)和X線探測器(14) (可以是CR的IP板或DDR的FD等)相對固定，沿被拍攝部位(13)的長軸拍攝兩幅(全 脊柱)或三幅(全下肢)有一定區(qū)域重疊(A12-B11)的X光圖像，然后再拼接成全幅圖像。 由于X線(12)呈扇形分布而被拍攝部位(13)又有一定厚度，被拍攝部位(13)上的同一點 在不同焦點拍攝時有不同的像，圖1中，被拍攝部位(13)上的點P0(15)在第一次拍攝時的 像是點P1(16)，第二次拍攝時的像是點P2(17)，兩個像點明顯不一樣，在整體圖像上表現(xiàn) 為偽影或誤差，這是本方法與下面介紹的單焦點技術(shù)相比存在的最大問題，也是本方法基 本退出應用的主要原因。 單焦點、多次曝光加圖像拼接成像如圖2所示，X線球管(11)固定不動，X線 探測器(14)(可以是CR的IP板或DDR的FD)沿被拍攝部位(13)的長軸移動，拍攝兩幅 (全脊柱)或三幅(全下肢)有一定區(qū)域重疊(A12-B11)的X光圖像，然后再拼接成全幅 圖像。趙廷強等用直接數(shù)字化x線機(DDR)，單焦點投照技術(shù)，兩次曝光采集全脊柱兩幅 圖像，三次曝光采集全下肢的三幅圖像(趙廷強，吳南洲l，肖越勇等.直接數(shù)字化x線成 像系統(tǒng)實現(xiàn)負重位全脊柱全下肢成像的方法研究[J].中華實驗外科雜志，2009，26(5): 675.) ;Yun C. Chang等介紹了使用類似方法拍攝全脊柱和全下肢數(shù)字X線圖像(美國專利 US2005翻18A1)。圖2中，由于X線球管(11)固定，焦點不動，被拍攝部位(13)上的點 P0(15)在兩次拍攝中的像都是點P3(20)。但這種方法需要兩或三次X線曝光，要求病人在 整個拍攝期間保持體位不動，而這很難做到，可能由于拍攝期間病人體位變化太大而導致
3拍攝失敗。 單焦點、單次曝光加圖像拼接成像如圖3所示，影像板0(24) (A11-B11)和影像板 1(34) (A12-B12)都是通用規(guī)格(14X17英時)IP板，它們隨暗合放置在特制的攝片架中， 重疊一定區(qū)域(A12-B11)，只需一次X線曝光經(jīng)圖像拼接就可得到超長(A11-B12)的圖像。 史建靜等使用德國愛克發(fā)(AGFA)公司全下肢和全脊柱軟件及攝片架，一次曝光拍攝全下 肢或全脊柱圖像(史建靜，許崇永，趙曉君.全下肢及全脊柱成像技術(shù)的臨床應用[J].放 射學實踐，2005，20(9) :833-834.)。這種方法的主要問題是影像板在暗合中的位置可能不 一致，影像板在CR掃描儀內(nèi)掃描時的起始位置可能不一致，這兩個不一致導致圖像偏移， 影響圖像的自動拼接，而圖像的手動拼接非常費時、費力；嚴重時手動拼接也無效，因而攝 影失敗。 理論上，如果制造超長的IP板及能對超長IP板掃描的CR掃描儀，或制造超長的 數(shù)字平板探測器，就能很容易實現(xiàn)一次X線曝光直接得到全脊柱或全下肢數(shù)字化X線圖像， 這在技術(shù)上并沒有多大問題，但制造成本非常高，因而目前還沒有實際產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服當前全脊柱或全下肢X線攝影操作繁瑣、費時費力和圖像拼接誤差等不 足，本發(fā)明提出一種超長X線數(shù)字成像裝置，該裝置利用普通X線攝影機，只需一次X線曝 光、不需圖像拼接就能直接得到全脊柱或全下肢數(shù)字化X線圖像。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是如圖4，在立式攝影支架(44)后安 裝長度為105cm到120cm、寬為35cm到43cm的超長感綠X線增感屏(45)把穿過被拍攝人 體(43)全脊柱或全下肢的X線圖像轉(zhuǎn)換成光學圖像，此光學圖像被平面反射鏡(46)偏轉(zhuǎn) 90度后被數(shù)碼照相機(48)拍攝成數(shù)字圖像，曝光同步電路(52)配合計算機(50)使X線機 的曝光和數(shù)碼照相機(48)的曝光同步，計算機(50)還通過usb2.0或1394接口與數(shù)碼照 相機(48)連接，用軟件控制數(shù)碼照相機的拍攝參數(shù)并對數(shù)碼照相機所拍攝的圖像數(shù)據(jù)進 行處理。 與現(xiàn)有全脊柱或全下肢X線攝影操相比，本發(fā)明的突出優(yōu)點是只需一次X線曝光、 不需要圖像拼接就能直接得到全脊柱或全下肢數(shù)字X線圖像，而且比現(xiàn)有技術(shù)操作簡單、 方便快捷；另外還克服了多焦點攝影誤差、拼接誤差等現(xiàn)有技術(shù)不可避免的缺點。


附圖1為多焦點、多次曝光加圖像拼接成像示意圖；
附圖2為單焦點、多次曝光加圖像拼接成像示意圖；
附圖3為單焦點、單次曝光加圖像拼接成像示意圖；
附圖4為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中11.X線球管，12.X射線，13.被拍攝部位，14.X線探測器，15.點P0，16.點P1， 17.點P2，20.點P3，24.影像板0，34.影像板1，43.被拍攝人體，44.立式投影支架，45.超 長感綠X線增感屏，46.平面反射鏡，47.鏡頭，48.數(shù)碼照相機，49.usb2.0電纜，50.計算 機，51.并行口，52.曝光同步電路，53.X線機控制臺，54.X線機曝光手閘。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖4說明一種利用美國GE公司XRD直接數(shù)字X線攝影系統(tǒng)的X線 發(fā)生和控制部分實現(xiàn)超長數(shù)字化X線攝影的一個實例。X線球管(11)是MX-100，立式攝 影支架(4)是用不銹鋼材料和X線攝影床板組合而成，超長感綠X線增感屏(45)大小為 105cmX43cm，由三塊35cmX43cm規(guī)格的感綠高速增感屏后屏拼接成，平面反射鏡(46)是 長為120cm、寬為60cm、厚為3mm的前反射平面鏡，鏡頭(47)選用佳能EF50F/1. 2，數(shù)碼照 相機(48)選用佳能EOS 5匿ark II全畫幅數(shù)碼單反照相機，計算機(50)為COMPAQ Evo N610c， X線機控制臺(53)為Advantx，它所連接的X線機曝光手閘(54)有兩檔，第一檔為 預曝光，啟動X線球管的陽極高速旋轉(zhuǎn)，第二檔啟動球管曝光，曝光同步電路(52)實現(xiàn)的功 能是當X線機曝光手閘(54)處于第一檔時，該電路產(chǎn)生一個邏輯高電平，此電平通過光藕 隔離送到計算機(50)并行口 (51)的2腳，計算機軟件查詢到此高電平就立即通過usb2.0 電纜(49)啟動數(shù)碼照相機(48)曝光，曝光時間經(jīng)試驗固定為4秒鐘。 用本實例拍攝全脊柱正位X線圖像的步驟為1.調(diào)整X線球管(11)焦點到立式 攝影支架(44)的距離為250cm，2.病人緊貼立式攝影支架(44)，調(diào)整超長感綠X線增感屏 (45)的中心與病人全脊柱中心重合，3.在X線機控制臺(53)上選擇手動曝光，曝光參數(shù)管 電壓(Kv)值同標準攝影，管電流(mAs)為標準攝影的兩倍，4.啟動計算機(50)上的應用程 序，5.壓住X線機曝光手閘(54)第一檔一秒鐘后立即壓下到第二檔，6.曝光結(jié)束10秒左 右原始圖像自動經(jīng)usb2. 0電纜(49)傳回到計算機(50)并顯示在計算機屏幕上，7.調(diào)整圖 像窗寬、窗位，對比度、亮度并在彈出的對話框中輸入有關(guān)病人的信息，按下確認按鈕，8.經(jīng) 過約5秒鐘，此病人圖像將以DIC0M3. 0格式存儲在硬盤上，可以在通用醫(yī)學影像工作站上 處理或打印成膠片。
權(quán)利要求
一種超長X線數(shù)字成像裝置，包括立式攝影支架、超長X線增感屏、數(shù)碼照相機、曝光同步電路、計算機及軟件，其特征在于超長X線增感屏把穿過全脊柱或全下肢的X線圖像轉(zhuǎn)換成超長的光學圖像，此光學圖像被數(shù)碼照相機拍攝成數(shù)字圖像，曝光同步電路配合計算機使X線機的曝光和數(shù)碼照相機的曝光同步。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超長X線數(shù)字成像裝置，其特征在于只需進行一次X線曝光，不需要圖像拼就能直接得到全脊柱或全下肢的數(shù)字化x線圖像。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超長X線數(shù)字成像裝置，其特征在于所述的超長X線增感屏是長為105cm到120cm、寬為35cm到43cm的感綠X線增感屏。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超長X線數(shù)字成像裝置，其特征在于所述的數(shù)碼照相機為 數(shù)碼單反照相機或大幅面致冷CCD照相機。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超長X線數(shù)字成像裝置，其特征在于所述的曝光同步電路 有兩種實現(xiàn)方式， 一種為把X線機的曝光控制信號送到計算機的并行口 ，計算機通過軟件 檢測此信號并用此信號控制數(shù)碼照相機拍攝動作，使數(shù)碼照相機的曝光與X線機的曝光同 步；另一種為從計算機并行口接收數(shù)碼照相機曝光控制信號，并根據(jù)此信號生成X線機曝 光控制信號，使X線機的曝光與數(shù)碼照相機的曝光同步。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可以采集超長規(guī)格X線圖像的數(shù)字成像裝置，包括立式攝影支架、超長X線增感屏、數(shù)碼照相機、曝光同步電路、計算機及軟件，其主要特點是使用超長的感綠X線增感屏把穿過全脊柱或全下肢的X線圖像轉(zhuǎn)換成超長的光學圖像，此光學圖像被數(shù)碼照相機拍攝成數(shù)字圖像，曝光同步電路配合計算機使X線機的曝光和數(shù)碼照相機的曝光同步。該裝置只需進行一次X線曝光，不需要圖像拼接就能直接得到全脊柱或全下肢X線圖像，避免了現(xiàn)有方法因多次曝光、圖像拼接而帶來的操作復雜、圖像失真等缺點。
文檔編號H04N5/32GK101783880SQ201010115429
公開日2010年7月21日 申請日期2010年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月1日
發(fā)明者劉冰川, 陳自謙 申請人:中國人民解放軍南京軍區(qū)福州總醫(yī)院