专利名称：数字化节育环检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数字化节育环检测装置。
技术背景宫内节育器简称节育器或节育环，是我国使用最多、最受欢迎的一种女用避孕工具。节育环按照性能可分为两大类一类是惰性节育环或称无活性节育环，是第一代产品。它们大多采用不锈钢丝或塑料制成，这类节育环在我国使用得最早，也最为广泛，目前使用的节育环仍以不锈钢单环为主。它们的缺点是脱落率和带环怀孕率较高。
另一类为活性节育环，大多是用塑料或硅橡胶做支架，再绕上铜丝或放入孕酮(女性激素)，故又称为带铜或带孕酮节育环。
目前国外主要采用带钢节育环，我国也在逐渐推广使用，常用的有带铜T型、V型和宫型节育器，据有关资料统计，我国年轻的育龄妇女，放置节育环避孕者达85％以上。但脱环以及带环怀孕率也较高，达14％以上。因此，宫腔内放置节育环以后必须要进行定期、多次检查，在放环后一个月、三个月、半年各复查一次，以后每半年复查一次，以了解节育环是否还在宫腔里以及节育环在宫腔里的位置是否正常。目前，检查节育环的方法主要有两种1、目前较常用的是X线透视。此方法简单，金属环可以在X线透视下显影。缺点是X线透视对节育环的位置确定不准确，而且影像质量不高，被检查者所受的辐射剂量大。
2、采用B型超声诊断仪检查，可以确定宫腔内有无节育环，而且还可以确定子宫的位置、大小和形状，进而可以判断节育环在宫腔内的位置，因此要比X线透视精确。缺点是检查的通过率较低，医患直接接触，无影像记录。
3、采用X线拍片检查，传统的胶片方式拍片检查，图像质量高，准确，但工作效率低、费用高，较少用来做节育环的大量检查。
而且现有检测的成像方式主要有两种，一是将传统X光片通过透射扫描仪转换，二是使用CR或DR获得数字化X光片。
由于第一种方法不仅没有简化现有的操作方式还增加了工作内容，而且对拍摄用的X设备和冲洗设备及操作人员的技术都有较高的要求，即使如此，也很难保证所拍X光片的质量符合要求。就目前普遍使用的CR和DR设备而言，第二种数字X光片的获取方式较第一种方法基本保证了数字化X光片的质量，但是使用的设备更加昂贵，在发达国家或许是一种可行的办法，而在我国，用价值几百万的设备做检测很难得到普及应用。
实用新型内容本实用新型克服了现有技术的缺陷，提供一种检测效率高、辐射剂量低能够清晰记录检测影像的节育环检测装置。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是包括相连的检测装置和控制装置，所述检测装置包括一个X光球管、一个探测器和一个驱动装置，所述驱动装置分别连接与所述X光球管和所述探测器相连，并带动所述X光球管和所述探测器同步同向平行移动，所述探测器和X射线管之间的空间为检测通道，所述控制装置给所述检测装置提供工作电源和控制信号。
所述探测器和检测通道、所述X光射线管与检测通道之间可分别设置有碳纤维面板。
所述驱动装置可包括扫描电机和传动机构，所述传动机构由传动轮和传送带构成，分别连接X光射线管和探测器分别固定设置在扫描传送带和探测传送带上，通过一个同步传送带控制所述扫描传送带和探测传动带同步运动，所述各传送带之间分别通过所述传动轮连接，所述驱动电机的输出轴通过输出传动轮与所述传动机构相连。
所述探测器可水平放置，所述X射线管上设置有带有水平准直缝的束光器，所述探测器和Z光射线管的共同在竖直方向上平行移动。
所述探测器可包括依次叠置的准直器、密封铝膜、晶体阵列和采集所述晶体阵列输出信号的信号采集电路，所述信号采集电路与控制中心相连，将采集到的信号传送给所述控制中心。
还可包括一个操作控制台，所述操作控制台与所述控制装置电连接，包括由计算机构成的工作站、手控盒以及输出设备。
本实用新型包括相连的检测装置和控制装置，所述检测装置包括一个X光球管、一个探测器和一个驱动装置，所述驱动装置分别连接与所述X光球管和所述探测器相连，并带动所述X光球管和所述探测器同步同向平行移动，所述探测器和X射线管之间的空间为检测通道，所述控制装置给所述检测装置提供工作电源和控制信号。本实用新型采用上述设计的突出效果在于1.高通过率从拍摄到屏幕出片只需几秒至几分钟时间，被检者顺序通过，检测效率极高。尤其适用于大规模人群检查。
2.数字化X线机的线扫描由微机控制，扫描信息进入计算机，由计算机进行图像生成并分析，实现廉价的无胶片化的数字化节育环检查拍片系统。
3.低剂量；采用数字化线扫描直接成像技术，大大减小了拍片剂量，标准被检查者的拍片条件为100kV、4mA、2.5S，被检者的受照剂量约为6uGy，所受辐射剂量仅为透视检查的800分之一，小于观看家用电视时的辐射量(约10uGy)。
4.非接触、远程会诊医患分室，检查医生可隔室操作，诊断医师可远程会诊。
图1为本实用新型中扫描装置的结构示意图图2为本实用新型中探测器内部结构示意图具体实施方式
本实用新型包括一个扫描装置、一个控制装置和一个操作控制台，所述控制装置控制所述扫描装置的扫描，所述操作控制台用于控制装置的运行。
所述扫描装置如图1所示，包括分别设置在检测通道20两侧的X射线管1和探测器2，还包括由扫描电机3驱动的传动机构，所述X射线管1由一个连接块4固定在一个滑动环5上，所述滑动环5套接在一个竖直固定的固定支架6上，并在所述固定支架6上滑动。所述传动机构主要由多个传动轮和传送带构成，所述扫描电机3的输出轴通过一个输出传送带7带动输出传动轮8转动，一个同步传动轮9和一个扫描传动轮10都与一个所述传动轮8同轴，所述扫描传动轮10与另一个扫描传动轮11一同带动一个扫描传送带12运动，所述固定有X射线管1的滑动环5通过另一个连接块13与所述扫描传送带12固定，在所述扫描传送带12运动的同时带动所述X射线管1在竖直方向上平行移动。所述同步传动轮9和另一个同步传动轮14一同带动一个同步传送带15运动，所述另一个同步传动轮与一个探测传动轮16同轴，所述探测传动轮16和另一个探测传动17一同带动一个探测传送带18运动，所述探测器2固定安装到一个探测器固定座19上，所述探测器固定座19的中间位置设置有一个连接块，并通过所述连接块将探测器2与所述探测传送带18固定连接在一起，在所述探测传送带18运动的同时带动所述探测器2在竖直方向上平行移动。
整个机械扫描装置的运动过程由所述电机3的运转，并通过所述同步传动轮9、14和同步传送带15的作用，使所述扫描传送带12和探测传送带18的运动方向和速度相同，进而带动所述X射线管1和探测器2由上向下同步同向运动，使所述X射线管1发出的X光射线被所述探测器2同步检测到。一次扫描结束后，电机转动方向变换，使探测器和球管由下向上运动回到扫描的起始位置，或者在下一次扫描过程由下向上开始扫描，由上一次扫描的结束位置回复至起始位置。
所述探测器2通过传送带在作上下扫描运动，扫描行程不小于700mm；扫描速度通常为160mm/s～200mm/s，X射线管1焦点至探测器2距离为通常为1000mm，扫描速度和距离根据扫描位置的不同进行设定。所述检测通道20的两侧，即检测通道与X射线管之间，以及检测通道与探测器之间各设置有一个碳纤维面板21、22，其衰减当量不大于0.9mmAl。
所述检测通道20为前后直通式的，被测者可在所述检测通道20中直行通过，由所述扫描装置自上而下或自下而上扫描检测，可以大大提高检测的效率，所述碳纤维面板即为设备的扫描检测的视野范围。所述碳纤维面板的上边沿高度为1100mm，下边高度为400mm，这个高度可以满足99％的国内妇女的节育环检查的要求，由于采用了高强度、低衰减的碳纤维面板，以利于穿过被检患者的X射线被探测器接收。此外还有一个用于容纳上述包括扫描电机3、传动机构、X射线管1、探测器2等扫描装置在内的外壳，所述外壳由PVC专用塑料制成。
所述扫描装置中的X光射线管1也叫球管，是由管壳和管芯组成，管芯是一种构造精密、易碎的高真空玻璃器件，它放置在充满油的防护管壳内，管芯的作用是将电能转换成X线，X射线管采用的是双焦点固定阳极X射线管。X射线管管芯的阳极是一个铼—钨合金盘，因此被电子撞击的位置就固定在靶面的局部面积上，而不是均匀分布在整个靶面上。球管与高压发生器之间通过两根电缆线相连，阴极和阳极高压电缆线各一根。新的球管被装入时，由于球管参数的不一致，要进行高压发生器的参数校正。由于球管为贵重部件，运用时必须有保护措施。球管由于长时间的连续使用热量很大，其热容量下降到20％以下时会出现报警。
所述高压发生器是用来产生恒定直流高压并经过高压电缆供给X射线管组件的装置，它是X射线发生装置的重要部件，为了保证X射线的质量和平稳性，采用高频高压发生器，高压范围为40KV～125KV，最高电流为64mA。高压发生器的参数由计算机软件设置。可靠性比较高。高压发生器主要包括微处理器、高压油箱、AC/DC、高频逆变器、稳压稳流电路、高压插座、充放电板、接线板及接地线等。
所述X射线管的焦点为2.0mm，球管的出光口上安装有狭缝式束光器，束光器由束光板、准直缝及结构架组成。束光器的入口缝和出口准直缝由铅板制成，两者之间的筒形结构件保证形成扇形窄光束，外包有铅板防护，以保证射线向其它方向的泄漏低于我国关于X射线设备泄漏的环保标准。所述束光器用于限制无用部分的X射线束。X射线经过束光板，形成有效的薄的扇形X射线束，投照在前端准直器狭缝处尺寸约为100mm×1.2mm，并进一步缩小照射区。准直缝的位置可以调节，必须调节到使探测器的入射窗精确地对准照射中心，保证射出的X光平面全部投影到探测器的入射窗，且两者的中心重合，而且整个扫描运动过程中，束光器的前端准直缝、球管的焦点与探测器入射窗的准直缝始终处于同一条直线上。前准直缝的调整对图像质量的影响关系重大，否则将影响图像的计数的数值和图像质量。
所述探测装置在结构上由以下部件组成X射线探头、信号采集电路、低压电源组合、数据采集器，其中X射线探头和信号采集电路一起被封装在一个长方体的铝合金盒内，即为图1中的探测器2；而低压电源组合则单独被封装在一个具有良好散热功能的金属方盒中并设置在所述控制装置中；数据采集器是一数据卡置于控制装置中，来接收所述探测器传来的图像数据。
所述探测器2主要包括叠置的密封铝膜和晶体阵列，结构如图2所示。所述探测器2是一个封闭的铝合金腔室，前面板是具有屏蔽作用的铅锑合金材料，其偏上部是一铅准直器A，准直器A下层为密封铝膜B，铝膜B下一层面为晶体阵列C，所述晶体阵列C的引出线连接所述信号采集电路，并经过后续的还有A/D转换电路、缓存器、通信接口传送到所述控制装置中。
当X射线透过患者投照到探所述探测器上，经准直器A准直后，穿过密封铝膜B，到达晶体阵列C，所述晶体阵列C将X射线信号转换为电信号，由其后端的信号采集电路采集，经A/D转换为数字信号，存入缓存器，再由所述通信接口电路把缓存器中的数字图像数据发送给计算机。探测器的主要部件就是由晶体单元组成的一条阵列，每个晶体单元的信号，作为图像的一个像素，用14个字节表示，每个晶体单元的灵敏面积基本上是相同的，所以，探测器的整个测量区域中的空间分辨率是一致的。
所述信号采集电路紧挨着探测器固定，由控制器、适配器和电源系统组件组成。所述控制器包括信号模拟处理电路、16位模/数变换器和可编程逻辑控制电路，所述模拟处理电路用来在可编程逻辑电路指令的控制下读出信号和积分信号，所述模/数变换器用来把模拟信号转换为数字代码，以便写入适配器的动态存储器DRAM中。所述可编程逻辑电路可以完成以下功能①使探头多路线阵同步工作；②可将数字信息写入适配器的DRAM中；③将接收的信号经适配器送到微机上；④检测电源；⑤测试探头电路；⑥测试适配器DRAM。
另外还设有容量为16位的控制器状态寄存器和帧长写入用的行计数器等。所述扫描装置通过线缆与所述供电电源、控制装置中的数据采集器相接，也可以根据需要连接外部传感器(RS485)。
所述控制装置可设置在一个控制机柜中，所述控制机柜中包括整机的电气配电控制部件和高压发生器部件。机柜左后侧为电气配电部件，装有接线端子、空气开关和接触器等；经配电分配后送往所述高压发生器和扫描装置。
电气控制部件安装在机柜的上部隔板上。其功能是根据来自技术工作站的信号，控制扫描运动；向计算机上报各开关状态的检测信号；实现手动按键控制电机；必要时使运动部分断电。本机供电为单相220V，功率为10KVA，开关设在机柜上方。
还有一个手动控制按钮设在球管罩正前面可由操作员控制升降柱的上下运动，以便于医生对患者对位，控制探测器的左右扫描运动。
所述操作控制台包括由计算机及应用软件组成的技术工作站、手控盒以及一个输出设备，所述操作控制台可设置在另一控制室中。
所述技术工作站在计算机控制下完成数据采集、图像重建和数字图像处理。如扫描启动、停止，接通高压、旋转阳极转动、控制曝光等。此外还用于工作状态的在线检测和故障报警、在扫描完成后，完成数据处理，并显示图像等。还可提供病历建档、查询，扫描条件选择，扫描控制，图像显示，诊断报告编写、打印及诊断时所需的基本功能。
还可设置一个医生工作站兼做图像病历数据库，数据库的管理系统DBMS为MySQL网络数据库类型。医生工作站以病人图像诊断为主，并设有增强的多种医生常用的图像处理功能，例如开窗、放大、平移、尺寸测量、密度测量，以及多幅图像比较等处理，使医生能将最终报告与病灶图像直接打印在同一报告页上，编号存档。如果需要胶片时，也可以通过高质量激光相机得到结果。
技术工作站、医生工作站、激光相机等，可组成本地计算机网络，实现对整个图像信息共享，并可以和外部网连接，扩大信息应用范围。
所述手控盒，也称高压发生器控制盒，是在控制台上开启和关闭高压发生器的装置。高压发生器控制盒引出的电缆分别与高压发生器，控制装置和计算机相连。球管的曝光控制及高压发生器kV与mA设定均由计算机通过软件完成。所述手控盒对高压发生器的高压控制是由计算机通过串行接口传送命令实现的，并保证在每单次扫描时，技术条件的选择不会超过X射线管的额定容量。
在手控盒上还可设有对讲装置，音箱安装在诊断室中。当需要对患者讲话时开启开关，否则病人不能听见医生在诊断室中的讲话。
本实用新型的检测成像是采用直接数字化成像方式，无须暗室和胶片冲洗设备，保证不产生有害化学性、生物性的污染，在防护区域以外，辐照强度低于国家标准的限值。
采用本实用新型设备，在处理模式下，医生可在计算机上应用增强显示功能做进一步图像处理，因而改善了放射学的诊断能力。借助于数字图像处理技术，可以把图像转变成最适于可视性分析的形式。如果选用医生诊断终端，放射医生科通过软件进行图像放大，灰度反置，同时显示几幅图像等功能控制。如果有必要，医生可以运行特殊的诊断程序来进一步处理所获得的信息。
由于诊断结果是数字图像，可以方便的存贮，打印报告和打印胶片图像，便于对病历的存档。
完整的检测过程如下当需要对患者进行X射线节育环检查时，首先建立病历，设备在操作控制台中计算机系统控制下，首先启动高压发生器向X光球管加电，当球管达到准备好曝光时，启动扫描驱动装置，使球管和探测器从上向下同步扫描运动；当机械扫描速度达到稳定时，开始曝光，在此期间X射线通过束光器形成薄的扇形光束，穿过被测者的被检部位，射入探测器的入射窗；探测器在计算机系统控制下，将X射线信号转换为电信号，由数据采集器将采集的每一行电信号送至电子学部件变为数字信号，数字信号再传送到计算机，当扫描过被检部位待一幅图像采集完成后，计算机系统进行数据重建处理，同时停止曝光和机械运动，处理后的图像在计算机屏幕上显示出来，并自动存档，机械装置同时将探测器回退到扫描的起始位置，准备下一次图像采集。
本实用新型中与传统的X光机相比，具有以下显著优点1)探测器直接接受X射线，灵敏度高、效率高、探测范围大；2)采用窄缝式射线束与探头同步扫描运动减少散射，使病人照射剂量减少10～50倍；3)扫描后迅速生成一幅数字图像，成像时间小于3秒；4)由于背景噪音极低，14bit计数方式保证了高对比敏感度和宽的动态范围，这个特点使得医生可以找到很细微的病变区；5)通过改变显示的窗宽、窗位来获得更好的视觉效果，医生可以迅速地将节育环部位进行分析处理；6)可以获得定量诊断数据；7)存贮和输出方式多样化，可以用软盘、硬盘、磁光盘、光盘等记录图像；8)提供图像及诊断报告输出接口；
9)诊断图像数据可通过网络传至任何距离。
以上对本实用新型所提供的节育环检测装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种数字化节育环检测装置，包括相连的检测装置和控制装置，其特征在于所述检测装置包括一个X光球管、一个探测器和一个驱动装置，所述驱动装置分别连接与所述X光球管和所述探测器相连，并带动所述X光球管和所述探测器同步同向平行移动，所述探测器和X射线管之间的空间为检测通道，所述控制装置给所述检测装置提供工作电源和控制信号。
2.根据权利要求1所述的数字化节育环检测装置，其特征在于所述探测器和检测通道、所述X光射线管与检测通道之间可分别设置有碳纤维面板。
3.根据权利要求1所述的数字化节育环检测装置，其特征在于所述驱动装置包括扫描电机和传动机构，所述传动机构由传动轮和传送带构成，分别连接X光射线管和探测器分别固定设置在扫描传送带和探测传送带上，通过一个同步传送带控制所述扫描传送带和探测传动带同步运动，所述各传送带之间分别通过所述传动轮连接，所述驱动电机的输出轴通过输出传动轮与所述传动机构相连。
4.根据权利要求1所述的数字化节育环检测装置，其特征在于所述探测器水平放置，所述X射线管上设置有带有水平准直缝的束光器，所述探测器和Z光射线管的共同在竖直方向上平行移动。
5.根据权利要求1所述的数字化节育环检测装置，其特征在于所述探测器包括依次叠置的准直器、密封铝膜、晶体阵列和采集所述晶体阵列输出信号的信号采集电路，所述信号采集电路与控制中心相连，将采集到的信号传送给所述控制中心。
6.根据权利要求1所述的数字化节育环检测装置，其特征在于还包括一个操作控制台，所述操作控制台与所述控制装置电连接，包括由计算机构成的工作站、手控盒以及输出设备。
专利摘要本实用新型包括相连的检测装置和控制装置，所述检测装置包括一个X光球管、一个探测器和一个驱动装置，所述驱动装置分别连接与所述X光球管和所述探测器相连，并带动所述X光球管和所述探测器同步同向平行移动，所述探测器和X射线管之间的空间为检测通道，本实用新型检测效率极高，适用于大规模人群检查，扫描后形成数字图像，便于存档和分析，还能够实现非接触、远程会诊，并且，采用数字化线扫描直接成像技术，大大减小了拍片剂量，对人体的辐射量低。
文档编号A61B6/12GK2865568SQ20052014204
公开日2007年2月7日 申请日期2005年11月28日 优先权日2005年11月28日
发明者于红林, 王宝慧, 李川 申请人:于红林, 王宝慧, 李川