专利名称：一种模拟医用x光机数字化成像系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及X光数字化成像领域，特别涉及一种模拟医用X光机数字化成像系统及其控制方法。
背景技术：
现在医院有大量模拟X光机用于医疗成像，成像时用医用胶片作为成像介质，经过繁琐的胶片冲洗步骤才能看到成像内容。传统的模拟X光机成像步骤繁琐，成像周期过长，胶片只能使用一次无法多次使用浪费胶片资源，随之而来的问题就是胶片存储也很不方便，其次就是无法实时解决拍摄过程中出现的问题即若拍摄失败只有等到胶片冲洗之后才能知道；且需要安放有毒的胶片盒或者储存有毒的化学药品，这些负面因素都影响着模拟X光机的使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种模拟医用X光机数字化成像系统及其控制方法，该发明替换了现有模拟医用X光机的胶片成像盒而不用对现有模拟医用X光机做任何改进，即可获得数字化成像带来的种种便利，详见下文描述一种模拟医用X光机数字化成像系统，所述模拟医用X光机数字化成像系统包括 控制电路板、供电电池、牵引电机、线阵X光CMOS传感器和滑动导轨，所述供电电池给所述控制电路板、所述牵引电机和所述线阵X光CMOS传感器供电；所述控制电路板控制所述线阵X光CMOS传感器和所述牵引电机的工作状态；所述线阵 X光CMOS传感器上的数据为有效数据时，根据不同的成像模式，所述控制电路板驱动所述牵引电机带动所述线阵X光CMOS传感器在所述滑动导轨上移动或所述牵引电机将所述线阵X光CMOS传感器移动到一个适当位置，所述控制电路板采集所述线阵X光CMOS传感器上的数据。所述控制电路板控制所述线阵X光CMOS传感器的工作状态具体为所述控制电路板调整所述线阵X光CMOS传感器的工作参数；发送开始信号给所述线阵X光CMOS传感器，所述线阵X光CMOS传感器处于工作状态；所述控制电路板采集所述线阵X光CMOS传感器上的数据。在所述线阵X光CMOS传感器和所述控制电路板之间还设置有一层防护铅板。一种模拟医用X光机数字化成像系统的控制方法，所述方法包括以下步骤(1)模拟医用X光机数字化成像系统上电，系统进行自检，并将自检结果通过无线传输协议传输给上位机；(2)所述上位机对所述自检结果进行分析处理，判断所述自检结果中的输出信号是否异常，如果有，弹出消息窗口显示检测结果；如果否，所述上位机将预先设定的工作参数发给所述模拟医用X光机数字化成像系统；(3)所述模拟医用X光机数字化成像系统接收到所述预先设定的工作参数并进行分析选定工作模式，通过无线传输协议将拍摄的图像数据传输给所述上位机；(4)所述上位机接收所述图像数据并将所述图像数据拼接成完整的图像，对所述完整的图像进行图像处理，最终获取到用于临床辅助诊断的人体或器官的X光图像。本发明提供的一种模拟医用X光机数字化成像系统及其控制方法，与现有技术相比具有如下的优点1、本发明在进行数字化升级时并不需要把目前已有的模拟医用X光机更换掉，只需设计一种模拟医用χ光机数字化成像系统，替换现有模拟医用χ光机的胶片成像盒而不用对现有模拟医用X光机做任何改进；2、数字化改造后可实时成像，与原有胶片成像相比可获得成像质量更高的图像， 利用数字技术可方便对图像进行处理分析，提高了医生的诊断效率；3、采用数字化成像方式可反复成像能很快看到成像的效果，若出现拍摄效果不理想的情况可很快进行第二次拍摄，这缩短了医生诊断的时间，提高诊断效率也减少了图像拍摄失败的可能；4、对现有的模拟医用X光机进行数字化改造能够快速、容易地获取高质量的数字 X光机影像，图像用电子化方式储存起来，再也没有胶片的损坏或丢失了 ；这完全摆脱了胶片带来的困扰，不再需要繁琐的图片冲洗步骤和安放有毒的胶片盒或者储存有毒的化学药
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m ；5、采用模拟医用X光机数字化成像系统对现有的医用X光机进行数字化升级改造能很大程度上减少医院采购器材成本，市场上销售的数字化X光机价格都在百万元以上， 而采用数字化改造方式成本估算只有20至30万。
图1为本发明提供的一种模拟医用X光机数字化成像系统的结构示意图；图2为本发明提供的一种模拟医用X光机数字化成像系统的侧面结构示意图；图3为本发明提供的一种模拟医用X光机数字化成像系统的控制方法的流程图。附图中所列部件列表如下所示1 控制电路板；2 供电电池；3:牵引电机；4 线阵X光CMOS传感器；5:滑动导轨；6:防护铅板。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。在不改变现有模拟医用X光机本身的前提下，使用医用X光机数字化成像套件，配合相应的数字化成像系统对现有设备加以改造，使其数字化升级。模拟医用X光机数字化成像系统是数字化改造的硬件系统。参见图1，该模拟医用X光机数字化成像系统包括控制电路板1、供电电池2、牵引电机3、线阵X光CMOS传感器4和滑动导轨5， 供电电池2给控制电路板1、牵引电机3和线阵X光CMOS传感器4供电；控制电路板1控制线阵X光CMOS传感器4和牵引电机3的工作状态；线阵X光CMOS传感器4上的数据为有效数据时，根据不同的成像模式，驱动牵引电机3带动线阵X光CMOS传感器4在滑动导轨5上移动或牵引电机3将线阵X光CMOS传感器4移动到一个适当位置，控制电路板1采集线阵X光CMOS传感器4上的数据。其中，控制电路板1控制线阵X光CMOS传感器4的工作状态具体为控制电路板 1对线阵X光CMOS传感器4有不同的控制方式，但总体上有这么几个步骤1)调整线阵X 光CMOS传感器4的工作参数；2)发送开始信号给线阵X光CMOS传感器4，让线阵X光CMOS 传感器4处于工作状态；3)采集线阵X光CMOS传感器4上的数据。其中，控制电路板1对牵引电机3的控制也需要结合具体的成像模式，不同的成像模式下，牵引电机3有不同的工作状态，例如，乳腺X光成像模式下，在图像拍摄过程中牵引电机3需要带动线阵X光CMOS传感器4在滑动导轨3上移动；而在胸透成像模式下，牵引电机3只需先将线阵X光CMOS传感器4移动到一个适当位置(如模拟医用X光机数字化成像系统的中间位置)，在图像拍摄过程中牵引电机3就不需要工作了，处于停止状态。其中，对线阵X光CMOS传感器4的工作参数进行调整具体包括根据辐射强度、剂量及成像质量，通过无线传输协议，由上位机的控制软件进行工作参数的调整。其中，本发明实施例中的传感器是线阵的，为模拟2维面阵成像，需要由牵引电机 3带动线阵X光CMOS传感器4扫描整个成像平面，实现对2维平面扫描；其次，在某些医学成像模式中，光源与成像模块相对位置不变，同时在探测目标周围环绕或平行运动，这样线阵X光CMOS传感器4在模块上的位置也就静止。参见图2，为了隔离X光对控制电路板1的影响，保证控制电路板1的正常工作，本发明实施例在线阵X光CMOS传感器4和控制电路板1之间还设置有一层防护铅板6。参见图3，一种模拟医用X光机数字化成像系统的控制方法，该方法包括以下步骤101 模拟医用X光机数字化成像系统上电，系统进行自检，并将自检结果通过无线传输协议传输给上位机；其中，该模拟医用X光机数字化成像系统主要检测线阵X光CMOS传感器4能否正常工作，其自带的电池剩余电量是否足够支撑系统运行设定的最小工作时间等。其中，最小工作时间是完成一次照相的时间，实际应用中，通常采集图像的时间不多于20秒，待机准备时间为10分钟。102:上位机对自检结果进行分析处理，判断自检结果中的输出信号是否异常，如果是，弹出消息窗口显示检测结果；如果否，上位机将预先设定的工作参数发给模拟医用X 光机数字化成像系统；其中，自检结果中的输出信号异常是指有无信号和信号幅度是否正常，信号通常为线阵X光CMOS传感器4的光学响应输出信号，和线阵X光CMOS传感器4的工作状态信号；信号幅度正常时输出为0或为均勻黑色，如果不是，就是异常等。医生根据模拟医用X 光机数字化成像系统接收到的预先设定的工作参数就可以拍摄图片了。103 模拟医用X光机数字化成像系统接收到预先设定的工作参数并进行分析选定成像模式，通过无线传输协议将拍摄的图像数据传输给上位机；其中，预先设定的工作参数包括成像模式和线阵X光CMOS传感器4的曝光时间等，成像模式通常包括局部、整体，以及结合具体应用的成像模式，例如全景、侧位等；曝光时间根据具体应用和X光辐射强度而定，具体实现时，本发明实施例对此不做限制。104:上位机接收图像数据并将图像数据拼接成完整的图像，对完整的图像进行图像处理，最终获取到用于临床辅助诊断的人体或器官的X光图像。其中，该步骤中的图像处理具体为常规的去噪、图像锐化、亮度对比度增强、直方图均衡和灰度增强等处理，该处理手段为现有技术中的惯用技术手段，在此不再赘述。此处以乳腺X光成像为例，此种成像模式下光源静止，线阵X光CMOS传感器4由牵引电机3驱动完成面扫描，则工作流程如下模拟医用X光机数字化成像系统进入线阵X 光CMOS传感器4的数据检测状态，判断X射线源是否开始工作，线阵X光CMOS传感器4上的数据是否为有效数据，若满足判定标准，则是有效数据，开始驱动牵引电机3带动线阵X 光CMOS传感器4在滑动导轨5上移动，控制电路板1开始采集线阵X光CMOS传感器4上的数据，将采集到的数据缓存到系统内存中，再通过无线传输协议向上位机发送数据，到设定的工作时间后即结束数据采集，等待数据发送完毕，进入待机状态，即完成了一次乳腺X 光图像拍摄。此处以胸透成像为例，此时光源与模块同时运动，线阵X光CMOS传感器4相对模拟医用X光机数字化成像系统静止，则工作流程如下首先牵引电机3带动线阵X光CMOS 传感器移动到模拟医用X光机数字化成像系统的适当位置(如中间位置)，固定不动，然后进入线阵X光CMOS传感器4的数据检测状态，判断X射线源是否开始工作，线阵X光CMOS 传感器4上的数据是否为有效数据，若满足判定标准，则是有效数据，控制电路板1开始采集线阵X光CMOS传感器4上的数据，将采集到的数据缓存到系统内存中，然后通过无线传输协议向上位机发送数据，到设定的工作时间后即结束数据采集，等待数据发送完毕，进入待机状态，即完成了一次胸透X光图像拍摄。综上所述，本发明实施例提供了一种模拟医用X光机数字化成像系统，本发明实施例在进行数字化升级时并不需要把目前已有的模拟医用X光机更换掉，只需设计一种模拟医用X光机数字化成像系统，替换现有模拟医用X光机的胶片成像盒而不用对现有模拟医用X光机做任何改进；数字化改造后可实时成像，与原有胶片成像相比可获得成像质量更高的图像，利用数字技术可方便对图像进行处理分析，提高了医生的诊断效率；采用数字化成像方式可反复成像能很快看到成像的效果，若出现拍摄效果不理想的情况可很快进行第二次拍摄，这缩短了医生诊断的时间，提高诊断效率也减少了图像拍摄失败的可能；对现有的模拟医用X光机进行数字化改造能够快速、容易地获取高质量的数字X光机影像，图像用电子化方式储存起来，再也没有胶片的损坏或丢失了 ；这完全摆脱了胶片带来的困扰，不再需要繁琐的图片冲洗步骤和安放有毒的胶片盒或者储存有毒的化学药品；采用模拟医用 X光机数字化成像系统对现有的医用X光机进行数字化升级改造能很大程度上减少医院采购器材成本，市场上销售的数字化X光机价格都在百万元以上，而采用数字化改造方式成本估算只有20至30万。本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种模拟医用X光机数字化成像系统，其特征在于，所述模拟医用X光机数字化成像系统包括控制电路板、供电电池、牵引电机、线阵X光CMOS传感器和滑动导轨，所述供电电池给所述控制电路板、所述牵引电机和所述线阵X光CMOS传感器供电；所述控制电路板控制所述线阵X光CMOS传感器和所述牵引电机的工作状态；所述线阵X光 CMOS传感器上的数据为有效数据时，根据不同的成像模式，所述控制电路板驱动所述牵引电机带动所述线阵X光CMOS传感器在所述滑动导轨上移动或所述牵引电机将所述线阵X 光CMOS传感器移动到一个适当位置，所述控制电路板采集所述线阵X光CMOS传感器上的数据。
2.根据权利要求1所述的一种模拟医用X光机数字化成像系统，其特征在于，所述控制电路板控制所述线阵X光CMOS传感器的工作状态具体为所述控制电路板调整所述线阵X光CMOS传感器的工作参数；发送开始信号给所述线阵 X光CMOS传感器，所述线阵X光CMOS传感器处于工作状态；所述控制电路板采集所述线阵 X光CMOS传感器上的数据。
3.根据权利要求1所述的一种模拟医用X光机数字化成像系统，其特征在于，在所述线阵X光CMOS传感器和所述控制电路板之间还设置有一层防护铅板。
4.一种用于权利要求1所述的模拟医用X光机数字化成像系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤(1)模拟医用X光机数字化成像系统上电，系统进行自检，并将自检结果通过无线传输协议传输给上位机；(2)所述上位机对所述自检结果进行分析处理，判断所述自检结果中的输出信号是否异常，如果有，弹出消息窗口显示检测结果；如果否，所述上位机将预先设定的工作参数发给所述模拟医用X光机数字化成像系统；(3)所述模拟医用X光机数字化成像系统接收到所述预先设定的工作参数并进行分析选定工作模式，通过无线传输协议将拍摄的图像数据传输给所述上位机；(4)所述上位机接收所述图像数据并将所述图像数据拼接成完整的图像，对所述完整的图像进行图像处理，最终获取到用于临床辅助诊断的人体或器官的X光图像。
全文摘要
本发明公开了一种模拟医用X光机数字化成像系统及其控制方法，供电电池给控制电路板、牵引电机和线阵X光CMOS传感器供电；控制电路板控制线阵X光CMOS传感器和牵引电机的工作状态；传感器上的数据为有效数据时，根据不同的成像模式，控制电路板驱动牵引电机带动传感器在滑动导轨上移动或牵引电机将传感器移动到一个适当位置，控制电路板采集传感器上的数据；成像系统上电，将自检结果通过无线传输协议传输给上位机；上位机对自检结果进行分析处理，将预先设定的工作参数发给成像系统；成像系统分析选定工作模式，将拍摄的图像数据传输给上位机；上位机对完整的图像进行图像处理，最终获取到用于临床辅助诊断的人体或器官的X光图像。
文档编号A61B6/00GK102429673SQ20111026779
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者倪海日, 刘立, 王天慧, 王建 申请人:天津大学