专利名称：全身x射线数字成像系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及X射线数字成像技术领域，尤其涉及一种新的全身X射线数字成像系 统。
背景技术：
目前，X射线成像是医学和工业无损检测的重要技术手段，受X射线成像胶片尺寸 的限制，人体X射线成像仅能一次实现局部成像，对于大型物体的X射线无损检测也是如 此，而且检测分辨率较低，对于微小损伤的检查判别尤为不利。X射线敏感CCD成像器件的 出现有力地推动了 X射线数字成像技术的发展，不需要费用较高的X射线胶片，X射线图像 以数字形式完成采集、存储和处理，图像分辨率高，便于携带和交流，所需的X射线剂量远 远小于胶片成像，极大地降低了对患者的射线损害。但是单片X射线敏感C⑶的尺寸较小， 不能实现大范围检测，如何利用X射线敏感CCD数字成像的优势，实现大面积高分辨率数字 X射线成像是目前亟待解决的一个技术问题。
发明内容
本发明为解决现有X射线成像系统无法实现大面积、高分辨率的数字成像的问 题，提供一种全身X射线数字成像系统。全身X射线数字成像系统，包括X射线机、0型架、精密移动平台、多片X射线敏感 CCD探测器阵列和精密移动导轨，所述多片X射线敏感CCD探测器阵列以两行交错排列方式 排列成弧形，所述两行交错排列的多片X射线敏感CCD探测器阵列间有重叠区，所述重叠区 的范围在两行至五行的X射线敏感CCD探测器阵列的探测像元之间；所述X射线机固定在 0型架外顶端，X射线敏感CCD探测器阵列固定在0型架的内底端，所述X射线机的出射口 与X射线敏感CCD探测器阵列的中心对准，X射线机出射扇形的X射线束，所述扇形的X射 线束与0型架的内底端的X射线敏感CCD探测器阵列成中心投影关系，所述精密移动平台 固定在精密移动导轨上；通过控制精密移动导轨，实现被检测体以X射线敏感CCD探测器阵 列宽度为进给量，完成被检测体的全身X射线数字成像，采用软件将被检测体的每个进给 量得到的X射线图像拼接成整体图像。本发明的工作原理是将X射线敏感CXD探测器阵列拼接成弧形并且配合一维扫 描精密移动平台，从而实现大面积的X射线数字成像；所述X射线机的发射强度根据被检测 体的衰减强度和X射线敏感CCD探测器阵列可接受X射线辐射剂量的范围适当调整，被检 测体的衰减强度大，增大X射线机的发射强度；被检测体的衰减强度小，则降低X射线机的 发射强度，保证X射线敏感CCD探测器阵列输出信号在一个适当的线性范围，并且控制X射 线敏感CCD探测器阵列的照射时间，保证输出图像具有较好的质量；X射线敏感CCD探测器 阵列的选择方面应选择像元尺寸较小的CCD，保证CCD有足够高的分辨率，对于分辨率要求 不高的条件，也可选择像元尺寸较大的CCD ；采用两行交错排列的两行X射线敏感CCD探测 器阵列，两行之间的X射线敏感CCD探测器阵列相互具有一定的重叠区，重叠区大小一般在两行至五行的CXD探测像元，所述两行X射线敏感CXD探测器阵列获取的图像产生交错，通 过图像拼接处理可以实现全身X射线图像的无缝拼接，因此，X射线敏感CXD探测器阵列交 错拼接的方法是优选方案；精密移动导轨需要与探测器的尺寸和像元尺寸配合，每次进给 量为一个探测器的宽度，移动精度优于探测器像元尺寸的一半，且稳定性亦优于CCD探测 像元尺寸的一半，这样可以保证图像的空间定位精度，实现图像的无缝拼接。正常工作时， 移动平台移动一次，触发X射线机发射X射线束，照射被检测体，X射线敏感CCD探测器阵列 接收衰减有的X射线辐射，当信号积累到一定水平后触发读出电路开始读出CCD信号，不再 接收辐射信号，输出信号经过数字量化后输入计算机形成局部条状X射线数字图像。精密 移动平台移动扫描完全身后，就可以将获得的所有局部条状图像通过软件拼接成全身X射 线数字图像。本发明的有益效果 —、本发明充分利用X射线敏感CCD分辨率高、X射线辐射剂量小、数字化图像传 输的优点，将X射线敏感CCD排列成长条形阵列，配合一维移动扫描运动平台实现大面积X 射线数字成像，全身X射线数字图像便于图像处理、交流和存贮，通过数字图像处理技术可 以实现图像的伪彩色显示等，突出显示病患位置或物体内部损伤位置；二、采用X射线敏感CXD作为X射线成像CXD探测器，需要的辐射剂量小，尤其是 采用狭缝限制X射线束的宽度，与传统胶片相比对患者的辐射损伤至少降低90%以上；采 用CXD成像，分辨率高，可达101p/mm以上，能够实现局部微小患处的发现；采用扫描方式获 得X射线数字全身图像，尤其适用于全身不明受伤部位的患者(如车祸受伤者、战场受伤士 兵等)检查以及大型物体内的微细结构无损探伤。
图1为本发明的全身X射线数字成像系统的结构示意图；图2为本发明的全身X射线数字成像系统的主视图；图3为本发明的全身X射线数字成像系统的侧视图；图4为本发明的全身X射线数字成像系统的俯视图；图5为本发明的多片X射线敏感CCD探测器阵列的结构示意图。图中1、X射线机，2、0型架，3、精密移动平台，4、X射线敏感CXD探测器阵列，5、精 密移动导轨，6、被检测体。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图1至图5说明本实施方式，全身X射线数字成像系统，包 括X射线机1、O型架2、精密移动平台3、多片X射线敏感CCD探测器阵列4和精密移动导 轨5，所述多片X射线敏感CCD探测器阵列4以两行交错排列方式排列成弧形，所述两行交 错排列的多片X射线敏感CCD探测器阵列4间有重叠区，所述重叠区的范围在两行至五行 的X射线敏感CXD探测器阵列4的探测像元之间；所述X射线机1固定在O型架2外顶端， X射线敏感CCD探测器阵列4固定在O型架2的内底端，所述X射线机1的出射口与X射线 敏感CCD探测器阵列4的中心对准，X射线机1出射扇形的X射线束，所述扇形的X射线束 与O型架2的内底端的X射线敏感CCD探测器阵列4成中心投影关系，所述精密移动平台3固定在精密移动导轨5上；通过控制精密移动导轨5，实现被检测体6以X射线敏感CCD 探测器阵列4中的探测器宽度为进给量，完成被检测体6的全身X射线数字成像，采用软件 将被检测体6的每个进给量得到的X射线图像拼接成整体图像。本实施方式所述X射线敏感CCD探测器阵列4的长度大于被检测体6的宽度，X射线敏感CCD探测器阵列4获得被检测体6每次成像的局部X射线图像，所述局部X射线图 像的范围与X射线敏感CCD探测器阵列4的宽度范围相同。本实施方式所述的精密移动平台3为塑料移动平台，采用塑料移动平台易于X射 线穿透，降低X射线机1的发射强度。本实施方式所述的精密移动导轨5的移动精度为X射线敏感CCD探测器阵列4的 探测像元尺寸的二分之一；若探测像元尺寸为18微米，精密移动导轨5的移动精度为9微 米；若探测像元尺寸为22微米，精密移动导轨5的移动精度为11微米。本实施方式所述的X射线敏感CCD探测器阵列4宽度由选定的X射线敏感CCD探 测器阵列4的宽度决定，交错排列方式X射线敏感CCD探测器阵列4的宽度为X射线敏感 CXD探测器阵列4宽度的2倍以上，若X射线敏感CXD探测器阵列4宽度为18毫米，则X射 线敏感CCD探测器阵列4宽度大于36毫米，精密移动平台3的进给量为18毫米；若探测器 宽度为22. 5毫米，则阵列4的宽度大于45毫米，精密移动平台3的进给量为22. 5毫米。本实施方式所述的采用软件将被检测体6的每个进给量得到的X射线图像拼接成 整体图像中的软件可以采用PhotoShop或者自行编制的图像拼接软件。
权利要求
全身X射线数字成像系统，包括X射线机(1)、O型架(2)、精密移动平台(3)、多片X射线敏感CCD探测器阵列(4)和精密移动导轨(5)，其特征是，所述多片X射线敏感CCD探测器阵列(4)以两行交错排列方式排列成弧形，所述两行交错排列的多片X射线敏感CCD探测器阵列(4)间有重叠区，所述重叠区的范围在两行至五行的X射线敏感CCD探测器阵列(4)的探测像元之间；所述X射线机(1)固定在O型架(2)外顶端，X射线敏感CCD探测器阵列(4)固定在O型架(2)的内底端，所述X射线机(1)的出射口与X射线敏感CCD探测器阵列(4)的中心对准，X射线机(1)出射扇形的X射线束，所述扇形的X射线束与O型架(2)的内底端的X射线敏感CCD探测器阵列(4)成中心投影关系，所述精密移动平台(3)固定在精密移动导轨(5)上；通过控制精密移动导轨(5)，实现被检测体(6)以X射线敏感CCD探测器阵列(4)中CCD探测器宽度为进给量，完成被检测体(6)的全身X射线数字成像，采用软件将被检测体(6)的每个进给量得到的X射线图像拼接成整体图像。
2.根据权利要求1所述的全身X射线数字成像系统，其特征在于，所述X射线敏感CCD 探测器阵列(4)的长度大于被检测体(6)的宽度，X射线敏感CCD探测器阵列(4)获得被 检测体(6)每次成像的局部X射线图像，所述局部X射线图像的范围与X射线敏感CCD探 测器阵列(4)的宽度范围相同。
3.根据权利要求1所述的全身X射线数字成像系统，其特征在于，所述精密移动平台 (3)为塑料移动平台。
4.根据权利要求1所述的全身X射线数字成像系统，其特征在于，所述精密移动导轨 (5)的移动精度为X射线敏感CCD探测器阵列(4)的探测像元的二分之一。
5.根据权利要求1所述的全身X射线数字成像系统，其特征在于，所述X射线敏感CCD 探测器阵列(4)宽度由选用的X射线敏感CCD探测器的宽度决定，交错排列方式X射线敏 感CCD探测器阵列(4)的宽度大于CCD探测器宽度的2倍，精密移动平台(3)的进给量为 X射线敏感CCD探测器阵列(4)宽度。
全文摘要
全身X射线数字成像系统，涉及一种新的全身X射线数字成像领域，解决了现有X射线成像系统无法实现大面积、高分辨率的数字成像的问题，包括X射线机、O型架、精密移动平台、多片X射线敏感CCD探测器阵列和精密移动导轨，多片X射线敏感CCD探测器阵列排列成弧形，X射线机固定在O型架外顶端，X射线敏感CCD探测器阵列固定在O型架的内底端，X射线机出射扇形的X射线束，所述精密移动平台固定在精密移动导轨上；通过控制精密移动导轨，实现被检测体的全身X射线数字成像，采用软件将被检测体的进给量得到的X射线图像拼接成整体的图像。本发明适用于大面积的全身扫描的X射线数字成像系统。
文档编号A61B6/00GK101862197SQ20101018960
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月2日 优先权日2010年6月2日
发明者蔺超, 郑玉权 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所