一种智能胸腹片拍摄的控制系统及方法与流程

1.本技术涉及胸腹片拍摄，具体地，涉及一种智能胸腹片拍摄的控制系统及方法。


背景技术：

2.数字化x射线机作为现有成熟的医疗器械，其成像时间短，摄影剂量低，空间分辨率高，已经广泛应用于临床诊断。
3.目前患者在通过x射线机进行胸腹片拍摄，医生透过铅玻璃窗口，指挥患者进行吸气呼气的操作，然后观察数米以外被照患者的呼吸状态，凭工作经验选择最佳曝光时刻，通过手按开关进行曝光。此种拍摄方式，难以准确掌握最佳曝光时刻，影响胸腹片的拍摄质量。特别针对婴幼儿、聋哑人及昏迷的重病患者，无法准确听从指挥的病患，因此亟待改进。


技术实现要素：

4.本技术解决背景技术中提出的技术问题，提供一种智能胸腹片拍摄的控制系统及方法，在自然呼吸状态下，智能拍摄最佳胸腹片，减少人为操作的误差，提高医疗质量。
5.为解决上述技术问题，本技术提供的技术方案为：一种智能胸腹片拍摄的控制系统，包括前端测量部分和后端执行控制部分，所述前端测量部分包括前端单片机最小系统、胸围宽带、回力弹簧、位移传感器、lcd触摸液晶显示屏、前端无线数传模块和前端电源模块；所述后端执行控制部分包括后端单片机最小系统、后端无线数传模块、x射线机、后端电源模块和手动按钮；
6.所述前端无线数传模块电性连接前端单片机最小系统，所述前端单片机最小系统通过前端无线数传模块接收人为的命令，开始测量动作，并通过前端无线数传模块回传测量结果，继而启动x射线机进行拍照；
7.所述后端无线数传模块电性连接后端单片机最小系统，所述后端单片机最小系统通过后端无线数传模块向前端测量部分发送指令并回传测量结果；所述手动按钮电性连接后端单片机最小系统，用于控制x射线机的启动。
8.进一步的，所述lcd触摸液晶显示屏电性连接前端单片机最小系统，用于显示测量进程和数值、点触启动测量和设置测量参数；
9.进一步的，所述位移传感器采用拉线式位移传感器，所述位移传感器的拉线沿所述胸围宽带的长度方向设置，所述回力弹簧内置于胸围宽带内，所述胸围宽带用于围绕包覆测量者的胸部或者腹部，所述位移传感器电性连接前端单片机最小系统，所述后端电源模块用于对后端单片机最小系统进行供电。
10.进一步的，所述前端电源模块用于对前端单片机最小系统进行供电。
11.一种智能胸腹片拍摄的控制方法，包括如下步骤：
12.1)、开机上电后，后端测量部分监视手动按钮s1，当s1被按下，一个低电平“0”信号被后端单片机最小系统读取，一次拍照过程开始启动；
13.2)、后端单片机最小系统唤醒后端无线数传模块，并通过其向前端测量部分发送
数据命令，接着便转入读取输入状态，等待预测过程的完成；
14.3)、当前端测量部分的预测过程完成之后，会传回一个“ready”信息，后端单片机最小系统收到这个信息之后点亮led指示灯，操作人员看到led灯亮，再次按下s1，后端单片机最小系统向前端测量部分发送“拍照测量”的命令，再次转入读取输入状态，等待拍照测量过程的完成；
15.4)、通过lcd触摸液晶显示屏点击“进入测量页面”，首先监视读取前端无线数传模块，一旦有“预测”命令，随即开始按照设定的时间周期和测量次数，去读取位移传感器，读到的值换算成实际的长度，随时在lcd触摸液晶显示屏上显示出来，同时捕捉每次测量的最大值，记忆备用；
16.5)、当设定的测量次数完成之后，取几次测量最大值的平均值，再乘以预设的阀值系数，作为本次启动拍照的阀值，同时经过后端无线数传模块向后端单片机最小系统发送一个“ready”信号后，等待新的命令；
17.6)、后端执行控制部分发送“action”信号，前端测量部分收到这个信号之后，开始新的测量，一旦从位移传感器读到的胸/腹围长度达到计算好的阀值，立刻在lcd屏上显示“锁定”图标，同时通过前端无线数传模块向后端发送锁定信号，启动x射线机自动完成对焦和实拍，完成一次精准拍照。
18.进一步的，所述lcd触摸液晶显示屏包括选择页面，通过触控选择“进入设置页面”或“进入测量页面”，在设置页面共有四个设置项目，分别是“预测次数”、“预测时间”、“锁定阀值”和“拍照延时”，其参数有开机默认值且可修改，修改过的参数记忆到前端单片机最小系统的eeprom中保存。
19.本技术具有如下优点：本技术能够在患者自然呼吸状态下，拍摄到最佳效果的胸腹片，拍摄效果好，有利于后续医生对疾病的迅速准确诊断，同时对阅片医生水平的要求可相对降低。对现有拍摄x光片的医生起到很好的辅助作用，特别是针对婴幼儿、聋哑人及昏迷的重病患者等，无法准确听从指挥的病患，能够大幅度的减少因拍摄难度升高，造成的拍摄困难的问题，减少排队等候病人的等待时间，提高拍摄的效率，帮助提高医疗质量。
附图说明
20.图1是根据本发明实施例的前端测量部分系统框图。
21.图2是根据本发明实施例的后端执行控制部分系统框图。
22.图3是根据本发明实施例后端执行控制部分的流程图。
23.图4是根据本发明实施例前端测量部分的流程图。
24.图5是根据本发明实施例前端测量部分电路图。
25.图6是根据本发明实施例后端执行控制部分电路图。
具体实施方式
26.下面结合实施例对本技术做进一步的详细说明。
27.本技术在具体实施时，
28.1、系统组成：
29.有鉴于测量拍照部分安装在具有x射线发射、感光设备的房间内，工作人员以及启
动控制、图像处理、报告生成等要在拍摄房间之外，因此将整个系统一分为二，为了不破坏机房结构，两部分没有实体连接，所有命令和测量数据的传输采用无线数传模式，简化安装步骤，简化操作流程。
30.前端测量部分包括胸围宽带、回力弹簧、位移传感器、前端单片机最小系统、lcd触摸液晶显示屏、无线数传模块、前端电源模块。后端执行控制部分包括后端单片机最小系统、后端无线数传模块、x射线机接口电路、后端电源模块。
31.前端单片机最小系统是前端测量部分的核心部件，是智能中心，它通过前端无线数传模块与机房外的部分模块进行通信，接收人为的命令，开始测量动作，并通过前端无线模块回传测量结果，继而启动x射线机进行拍照。在前端单片机最小系统上外接一个lcd触摸液晶显示屏，作为测量现场的人机交互设备，lcd触摸液晶显示屏主要有三个方面方面的作用：
32.1、显示测量值，显示测量步骤和进程。2、通过点触，直接在现场进行测量。3、设置有关参数，使得仪器能够更加合理的完成全部测量过程。
33.位移传感器采用拉线式的，将拉线与合适长度的胸围宽带连成一体，预测过程为，将胸围宽带围绕在被测量者的胸部或者腹部，并且拉紧宽带，当胸部或者腹部吸气涨紧时，胸围或腹围尺寸变大，位移传感器的拉线被拉出，当胸部或者腹部呼气收缩，胸围或腹围尺寸变小，在回力弹簧作用下，位移传感器的拉线又被收回，这样位移传感器拉线的进出长短变成电的信号，用单片机读取，继而分析、判断、显示、存储、控制有关设备运行。
34.后端执行控制部分的核心是后端单片机最小系统，有一个手动按钮连接在单片机的i/o输入/输出上，按钮接通的信号传给单片机，代表一次测量的开始，后端单片机最小系统通过后端无线数传模块向前端测量部分发送命令，等待测量结果，一旦测量结束，前端传回准确信号，单片机通过接口电路立刻启动x射线机，完成一次拍照作业。
35.2、系统软件程序设计
36.后端执行控制部分的流程：
37.开机上电以后，程序首先监视手动按钮键s1，一旦s1被按下，一个低电平“0”信号被后端单片机最小系统读取，一次拍照过程就开始启动了；后端单片机最小系统唤醒后端无线数传模块，并通过它向前端测量部分发送一组数据命令，接着便转入读取输入状态，等待预测过程的完成，当前端模块预测完成之后会传回一个“ready”信息，后端单片机最小系统收到这个信息之后就点亮led指示灯，操作人员看到led灯亮了，即可再次按下s1按键，后端单片机最小系统就会向前端测量部分发送“拍照测量”的命令，再次转入读取输入状态，等待拍照测量过程的完成，当前端测量部分完成测量之时会传回一个“action”信息，本后端执行控制部分收到这个信息之后就立刻启动x射线机的拍照机制，自动完成对焦和实拍，完成一次精准拍照。
38.前端测量部分的流程：
39.在这一部分配置了一个lcd触摸液晶显示屏，开机之后首先进入一个选择页面，通过触控，可以选择进入设置页面；在设置页面，共有四个设置项目，分别是“预测次数”、“预测时间”、“锁定阀值”和“拍照延时”，这四个参数有开机默认值，如果感觉不合适，可以分别点触对应的显示框，此时会出现一个小型键盘，输入新的值，点击“确认”键，修改过的参数就会被记忆到单片机的eeprom中，可以长期保存，直至再次修改。
40.如果点击“进入测量页面”，则开始了正常工作流程，首先监视读取前端无线数传模块，一旦有“预测”命令，随即开始按照设定的时间周期和测量次数，去读取位移传感器，读到的值换算成实际的长度，随时在液晶屏上显示出来，同时捕捉每次测量的最大值，记忆备用，当设定的次数进行完成之后，取几次测量最大值的平均值，再乘以预设的阀值系数，作为本次启动拍照的阀值，同时经过后端无线数传模块向后端单片机最小系统发送一个“ready”信号，等待后端发来新的命令，后端根据实际环境需求，适时向前端发送“action”信号，前端收到这个信号之后，即可开始新的测量，一旦从位移前端传感器读到的胸/腹围长度达到计算好的阀值，立刻在lcd屏上显示“锁定”图标，同时通过无线数传模块向后端发送锁定信号，启动x射线机进行拍照。
41.3、硬件电路设计
42.前端测量部分的电路：在这部分电路中，单片机u1与晶体振荡电路y1以及r2、c7组成的复位电路共同组成了最小系统，写入程序即可正常运行。程序下载是通过p4口进行的，空的单片机直接焊接在pcb电路板上，通电之后即可利用编程器在线下载应用程序。p2口连接一个无线数传模块，平时处于接收信号状态，当接到后端模块发来的测量命令后，启动位移传感器的测量过程，位移传感器连接在p1端口，所有测量过程和测量数据都会在液晶屏上显示出来。测量过程按照预先设定的流程步骤依次进行，达到满意结果时立刻锁定，锁定信息通过无线数传模块传送到后端的执行机构。
43.后端执行控制部分电路：在这一部分电路中，为了简化设计，单片机最小系统和图3前端测量部分电路是一样的，无线数传模块也是一样的。增加的内容是s1启动按键，直接连接到单片机的ra0口，当s1按下时在单片机的ra0口出现一个低电平，以此为据，开始自动完成一轮新的测量-锁定-拍照的过程。另外在rc0和rc1两个i/o口分别经过三极管放大、驱动两个继电器，对x射线机进行聚焦预备和执行拍照的控制。
44.4、硬件选型
45.测量传感器可用滑动电阻自行改装、称重传感器(成本较低)，也可以用专用传感器移传感器；
46.输出信号可选用0-10v或4-20ma。精准度高且具备自动回弹。
47.屏幕可选用5、7、8、10寸的工业抗干扰触摸屏。
48.信号传输部分可选：有线、蓝牙、wifi等形式，体积很小。
49.相关技术参数：
50.屏幕端供电可选24v电源适配器或者锂电池。测量端可做一个固定式的支架用于存放设备并给设备充电。
51.测量范围0-1500mm，最大往复1000/s，拉线力度约4n，分辨率
±
1mm内。
52.尽管主要参照确定的实施形式已示出和已描述本发明，但是熟悉本专业领域的技术人员应理解，可以对其在构建方案和细节方面等进行众多改变，而不背离权利要求所限定的保护范围。因而，本发明的保护范围通过权利要求来确定，并且包括落入权利要求的词义或者等同范围之下的所有改变。