專利名稱：一種數(shù)字化x射線醫(yī)療影像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字化X射線醫(yī)療影像系統(tǒng)，尤其涉及一種超低劑量數(shù)字化X射線影像系統(tǒng)，屬于醫(yī)療X射線影像設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)是關(guān)系到人類身體健康和生命安全的新興產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)品集聚和融入了大量現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的最新成就，許多產(chǎn)品是醫(yī)學(xué)與多種學(xué)科相結(jié)合的高新技術(shù)產(chǎn)物。全球醫(yī)療器械市場(chǎng)份額中，美國(guó)占到40%多，歐洲占30%左右，日本占15% 18%，中國(guó)僅占2%。目前，我國(guó)高端醫(yī)療影像設(shè)備市場(chǎng)幾乎被GE、SIEMENS等國(guó)外公司壟斷。在巨大的市場(chǎng)需求下，世界各國(guó)都在全力研發(fā)和完善相關(guān)技術(shù)，以角逐競(jìng)爭(zhēng)愈來(lái)愈激烈的高端醫(yī)療設(shè)備市場(chǎng)。因此，中國(guó)迫切需要解決該領(lǐng)域的關(guān)鍵瓶頸技術(shù)，為發(fā)展自己的民族企業(yè)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，并以此帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。國(guó)際醫(yī)學(xué)X射線影像設(shè)備的主流發(fā)展方向是直接數(shù)字化和降低輻射劑量。近年來(lái)，X光放射診療對(duì)人體健康帶來(lái)的危害日益受到人們的重視。X光攝像引發(fā)組織病變及誘發(fā)腫瘤、白血病的報(bào)道屢見不鮮。在西方國(guó)家，對(duì)X光攝像的使用和放射劑量均有強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。衛(wèi)生部在2007年頒布的《衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)---五”規(guī)劃》中明確指出了放射醫(yī)療安
全的重要性，特別強(qiáng)調(diào)制定放射衛(wèi)生防護(hù)、放射防護(hù)評(píng)價(jià)和醫(yī)用輻射準(zhǔn)入及其相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。目前我國(guó)生產(chǎn)的數(shù)字化X光機(jī)的核心器件一探測(cè)器均依賴于進(jìn)口，不能自主生產(chǎn)；另外，現(xiàn)有的數(shù)字化X光機(jī)由于輻射劑量高不適合嬰幼兒、青少年、孕婦和體弱多病者。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)有33萬(wàn)家醫(yī)療 單位，大型醫(yī)療機(jī)構(gòu)和體檢中心近萬(wàn)家，擁有普通X射線機(jī)約12萬(wàn)臺(tái)，屆時(shí)產(chǎn)品更新?lián)Q代市場(chǎng)巨大。因此，加快國(guó)產(chǎn)低劑量數(shù)字化醫(yī)用X光機(jī)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化已迫在眉睫。另外，在以往我國(guó)患者X線診斷中，無(wú)論有病與否都要出膠片，而其中真正患病的也就占30%，由此浪費(fèi)了大量膠片，一般大型醫(yī)院每年僅膠片費(fèi)用就高達(dá)200-300萬(wàn)元，而其中大多是無(wú)謂的浪費(fèi)，使用超低劑量數(shù)字化X線醫(yī)療影像設(shè)備后，沒(méi)有患病可以不出片，或者先進(jìn)行存儲(chǔ)，等到需要時(shí)再調(diào)出來(lái)使用，這樣便節(jié)省了大量的費(fèi)用，該設(shè)備將以最優(yōu)秀的直按數(shù)字化攝影系統(tǒng)解決普通放射的數(shù)字化問(wèn)題，提高醫(yī)院的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，在給醫(yī)院帶來(lái)良好經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的同時(shí)，也創(chuàng)造了良好的社會(huì)效應(yīng)。日前公布的國(guó)家醫(yī)療器械科技產(chǎn)業(yè)“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃中已把“數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備”的開發(fā)明確作為重點(diǎn)任務(wù)提出來(lái)，“低劑量數(shù)字化X光機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品的開發(fā)”也列入了國(guó)家科技中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(新型治療和常規(guī)診療設(shè)備，數(shù)字化醫(yī)療技術(shù))。世界上只有美國(guó)、法國(guó)、日本、加拿大、俄羅斯等少數(shù)國(guó)家擁有數(shù)字化醫(yī)用X線影像設(shè)備的關(guān)鍵部件的生產(chǎn)技術(shù)。其中平板探測(cè)器國(guó)際上只有美國(guó)H0LIGIC、日本CANON、法國(guó)TRIXELL SAS、美國(guó)GE等幾家企業(yè)能夠生產(chǎn)。
熒光平板CXD探測(cè)器推出熒光平板CXD探測(cè)器的企業(yè)有瑞士 SWISSRAY公司、力口拿大IDC公司。線掃描探測(cè)器世界上，據(jù)報(bào)道，僅有俄羅斯掌握高靈敏度一維充氣電離室探測(cè)器的核心技術(shù)并將其用于數(shù)字化影像設(shè)備DR。線掃描探測(cè)器與技術(shù)性能接近的平板和熒光平板探測(cè)器相比，其成本不足十分之一。本發(fā)明屬于現(xiàn)代數(shù)字化醫(yī)療核心裝備與關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域。在我國(guó)該領(lǐng)域技術(shù)水平相對(duì)落后的今天，該項(xiàng)目的意義尤為突出。不僅可以有效帶動(dòng)我國(guó)高靈敏度核物理探測(cè)技術(shù)、高清晰輻射成像技術(shù)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，還對(duì)提高我國(guó)核技術(shù)的綜合應(yīng)用水平、推動(dòng)我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種超低劑量數(shù)字化X射線影像系統(tǒng)。(一 )本發(fā)明提供一種超低劑量數(shù)字化X射線影像系統(tǒng)一種超低劑量數(shù)字化X射線影像系統(tǒng)，該系統(tǒng)由X射線發(fā)生器、準(zhǔn)直器、數(shù)字化探測(cè)器、掃描機(jī)構(gòu)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成；由X射線發(fā)生器發(fā)出的X射線經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器后成為平面扇形束，穿過(guò)人體到達(dá)數(shù)字化探測(cè)器，射線強(qiáng)度的分布情況被數(shù)字化探測(cè)器直接檢測(cè)出來(lái)，得到“一行”信號(hào)數(shù)據(jù)，所述掃描機(jī)構(gòu)使X射線發(fā)生器、準(zhǔn)直器、數(shù)字化探測(cè)器自下而上勻速移動(dòng)，始終保持在同一平面上，以線掃描方式逐行掃描，獲得一行行的象素?cái)?shù)據(jù)；將一行行的象素?cái)?shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理、重建，得到需要的完整的數(shù)字影像。所述X射線發(fā)生器包括球管以及高壓發(fā)生器；所述準(zhǔn)直器為狹縫式準(zhǔn)直器，所述狹縫高度為O. 6mm ；所述數(shù)字化探測(cè)器為充氣電離室探測(cè)器陣列； 所述掃描機(jī)構(gòu)為機(jī)械絲杠線性導(dǎo)軌或者電動(dòng)機(jī)帶式傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。所述經(jīng)計(jì)算機(jī)處理、重建為(通過(guò)/即)直接數(shù)字化技術(shù)，將X射線信號(hào)轉(zhuǎn)換為圖像像素值，從而，保證在最低輻射劑量的前提下，得到需要的完整的數(shù)字影像。所述充氣電離室探測(cè)器陣列包括電離室外殼(I);入射射線導(dǎo)管(2);陰極帶條板
(3);陽(yáng)極板(4);電荷敏感放大器(5);多叢模塊￠);模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(7);單行記錄器及聯(lián)接電路板⑶；電子計(jì)數(shù)器及電源(9)；電離室外殼⑴包圍的電離室內(nèi)含有入射射線導(dǎo)管(2)、陰極帶條板(3)、陽(yáng)極板
(4);電荷敏感放大器(5)、多叢模塊￠)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(7)、單行記錄器及聯(lián)接電路板
(8)；陽(yáng)極板(4)連接+IkV的高壓，陰極為帶條板，陰極的每一個(gè)帶條都與電荷敏感放大器(5)相連；電荷敏感放大器(5)通過(guò)多叢模塊(6)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(7)、單行記錄器及聯(lián)接電路板(8)最終與電子計(jì)數(shù)器相聯(lián)接，電子計(jì)數(shù)器連接電源；電離室外殼(I)包圍的電離室內(nèi)充滿壓強(qiáng)為15個(gè)大氣壓的純氙氣；X射線經(jīng)過(guò)入射射線導(dǎo)管(2)進(jìn)入電離室，光導(dǎo)管使得盲區(qū)最小化，并保證沿入射窗高度方向是均勻的；當(dāng)X射線光子與工作氣體的原子相互作用后被電離成包含電子和離子的氣體，在電場(chǎng)的作用下， 電荷向相應(yīng)的電離室電極游離，在每個(gè)陰極帶條板(3)的帶條聚集的電荷被與之相連的電荷敏感放大器(5)放大；電荷敏感放大器(5)通過(guò)多叢模塊￠)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(7)、單行記錄器及聯(lián)接電路板(8)最終送給外部的電子計(jì)數(shù)器，電子計(jì)數(shù)器連接計(jì)算機(jī)，然后計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)，這樣X射線圖像通過(guò)探測(cè)器和輻射源對(duì)被檢者進(jìn)行同步掃描后獲得。所述充氣電離室探測(cè)器陣列充氣電離室?guī)l數(shù)量768條,帶條間隔1.06mm,帶條長(zhǎng)度60mm，每行的收集時(shí)間2. 5ms，讀數(shù)的盲時(shí)O. 125ms，通道容量Y 16384，電子學(xué)噪聲，δ ^5y ;探測(cè)器的自動(dòng)電子計(jì)數(shù)器ADU的最小電荷刻度Y1. 4，氙氣壓強(qiáng)，15大氣壓，陽(yáng)極電壓，+lkV。為什么要采用充氣電離室探測(cè)器呢？(I)充氣電離室探測(cè)器沒(méi)有暗電流，也就是說(shuō)沒(méi)有它們的起伏。同時(shí)，對(duì)應(yīng)每一個(gè)被記錄光子的電荷數(shù)(約為2000電子)足以使本底噪聲(Y光子)不大，且不會(huì)增加實(shí)際上的統(tǒng)計(jì)噪聲。(2)當(dāng)空間分辨率足夠高時(shí)(Imm)充氣電離室探測(cè)器的記錄線為連續(xù)的，不需要采用插值法“縫合”，也不存在盲區(qū)。(3)充氣電離室探測(cè)器不含有受X射線影響而衰退的元件。高質(zhì)量制造出的這種探測(cè)器可靠性好，無(wú)需保養(yǎng)和維護(hù)，可以連續(xù)使用很多年。

所述掃描機(jī)構(gòu)在掃描時(shí)光束相對(duì)于數(shù)字化探測(cè)器窗口的中央的晃動(dòng)應(yīng)該是最小的。在理想的調(diào)準(zhǔn)情況下余量應(yīng)在±0. 9mm之內(nèi)?？紤]到多種因素(非精確調(diào)準(zhǔn)，準(zhǔn)直器和數(shù)字化探測(cè)器窗口的非平直，球管陽(yáng)極的振擺)，這一晃動(dòng)不應(yīng)超出±0. 2_。所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)與所述掃描機(jī)構(gòu)相連。另外，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)使得X射線發(fā)生器(、狹縫式準(zhǔn)直器、數(shù)字化探測(cè)器)上升的速度為40cm/s的速度對(duì)我們來(lái)說(shuō)是合理的。本發(fā)明把X射線信號(hào)轉(zhuǎn)換為圖像象素值，從而在保證最低輻射劑量前提下，得到無(wú)信息丟失的數(shù)字化圖像。另外，關(guān)于本發(fā)明為什么采用系統(tǒng)自下而上勻速同步運(yùn)動(dòng)掃描方式現(xiàn)有系統(tǒng)掃描方式有若干種——射線源可以移動(dòng)或靜止，數(shù)字化探測(cè)器可以水平或豎直放置，并能做平行或是圓弧移動(dòng)。本發(fā)明采取將數(shù)字化探測(cè)器水平放置，并實(shí)現(xiàn)平面平行掃描方式。本發(fā)明這種掃描方式具有如下優(yōu)勢(shì)a)長(zhǎng)度短，因此也是相對(duì)簡(jiǎn)單便宜的數(shù)字化探測(cè)器；b)圖像沿人體縱方向完全沒(méi)有幾何失真，而橫向失真很小，因?yàn)槲锲烦叽缭谘卮藱M向方向要小幾倍。c)成像質(zhì)量不會(huì)受到檢查過(guò)程中人體的不自主運(yùn)動(dòng)的影響。這種移動(dòng)在圖像上可以看出來(lái)，但并不影響其質(zhì)量(見圖2，圖2是本發(fā)明允許的圖像失真。)因?yàn)橹灰@種在掃描過(guò)程中發(fā)生的運(yùn)動(dòng)方向與掃描方向垂直，那么就不會(huì)影響圖像。圖像的“每一行”象素都是在很短的時(shí)間內(nèi)逐一完成的，因此即使在采集過(guò)程中產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，圖像質(zhì)量依然清晰。同時(shí)，所述數(shù)字化探測(cè)器可獲得最低輻射劑量的基本工作條件之一即是所有穿過(guò)受檢者身體的射線都進(jìn)入數(shù)字化探測(cè)器的窗口。本發(fā)明使用多通道電離室探測(cè)器，其窗口的高度為3mm。a)數(shù)字化探測(cè)器窗口的合理寬度為800mm。這樣在采集圖像時(shí)受檢者可以放松站立，并且從左右兩側(cè)還有余量。因此，當(dāng)焦斑至數(shù)字化探測(cè)器的距離約為2000mm時(shí)，才能保證探測(cè)器窗口的照射均勻，且圖像沿水平方向的失真較小。X射線發(fā)生器球管立式放置，因?yàn)檫@樣可以提高探測(cè)器窗口的照射均勻度。b)檢查室需要占據(jù)2000mm中的一部分，其合理寬度應(yīng)為700mm。當(dāng)寬度大于這一數(shù)值時(shí)，數(shù)字化探測(cè)器平面內(nèi)的光束尺寸(沿垂直方向)的變大，沿該坐標(biāo)的分辨率會(huì)隨之降低。為保持一定的分辨率，需要相應(yīng)地減小準(zhǔn)直器狹縫的高度，而這會(huì)增加球管的受熱程度。因此，給定檢查室寬度為700_，那么相對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直器至數(shù)字化探測(cè)器窗口的距離為750mmoc)如果準(zhǔn)直器的高度為O. 6_，焦斑沿垂直方向的尺寸也為O. 6_，那么光束在數(shù)字化探測(cè)器平面的高度則為1.2mm。這樣就足以保證垂直方向的必要分辨率，且光束的上、下方都各有O. 9mm的余量。而這一余量是保證在掃描過(guò)程中光束接觸不到數(shù)字化探測(cè)器窗口的上、下邊緣所必須的。假如存在接觸的話，就會(huì)在圖像上出現(xiàn)水平方向的條紋。機(jī)械機(jī)構(gòu)的不完善(運(yùn)動(dòng)未調(diào)準(zhǔn)，準(zhǔn)直器、球管或數(shù)字化探測(cè)器的振動(dòng)，或者球管陽(yáng)極的振擺)都可導(dǎo)致在數(shù)字化探測(cè)器窗口處光束的垂直晃動(dòng)。無(wú)論是準(zhǔn)直器還是數(shù)字化探測(cè)器窗口都不是理想的平直狀態(tài)更加重了這一情況。d)根據(jù)IEC336標(biāo)準(zhǔn)對(duì)球管焦斑尺寸的規(guī)定，如果焦斑垂直方向的尺寸為O. 6mm,那么實(shí)際上這一尺寸在O. 91. 3mm范圍，只有高端球管能達(dá)到O. 9mm。為了獲得我們期望的
O.6mm,可以將球管向后傾斜約5度。( 二)劑量?jī)?yōu)化(減小)

在本發(fā)明獲得的人體圖像上，對(duì)應(yīng)腰部的通道所記錄的光子數(shù)量最少。而在頸部、肺部和腿部對(duì)應(yīng)的通道上記錄的光子數(shù)量要高出許多倍，也就是說(shuō)，人體這些部位的對(duì)比靈敏度比腰部要高很多(例如，對(duì)應(yīng)肺部的通道每條可記錄的數(shù)量達(dá)3500光子，可同時(shí)在對(duì)應(yīng)腰部的每條通道中總共只記錄約75個(gè)光子)。因此，為降低總的輻射劑量，我們建議隨掃描進(jìn)程(垂直)對(duì)輻射強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整，使得X線透射在每一行上的輻射強(qiáng)度不一樣。由于每行信息是依次傳輸給計(jì)算機(jī)的，因此這種調(diào)整是可行的。如果對(duì)應(yīng)待檢測(cè)人體》通道光子數(shù)量可能過(guò)高，即可以發(fā)出降低球管電流的指令。當(dāng)然，電流減小會(huì)延遲幾行，但這對(duì)降低劑量這一任務(wù)來(lái)講無(wú)關(guān)緊要。掃描完成后，用于處理和顯示的圖像可以通過(guò)對(duì)應(yīng)行的正常化轉(zhuǎn)換成正常形式。該方法除了可以降低輻射劑量，還可降低平均穩(wěn)定散射功率等且?guī)?lái)一系列正面的效果。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了直接數(shù)字化和降低輻射劑量。本發(fā)明我們所選擇的X射線發(fā)生器高壓發(fā)生器、球管和掃描方法以及數(shù)字化探測(cè)器都是為了保證最低的輻射劑量和最高的成像質(zhì)量。同時(shí)我們對(duì)掃描機(jī)構(gòu)也提出了要求，其可靠性在很大程度上決定了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，也是為了保證檢測(cè)效果。本發(fā)明有益效果本發(fā)明降低了輻射劑量，保證了成像質(zhì)量，在我國(guó)高靈敏度核物理探測(cè)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)發(fā)展具有重要意義。本發(fā)明還可以在，沒(méi)有患病可以不出片，節(jié)省了大量的費(fèi)用；同時(shí)，提高醫(yī)院的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。另外，使用輻射劑量低的X光機(jī)，對(duì)嬰幼兒、青少年、孕婦和體弱多病者更適宜。更具有廣闊市場(chǎng)前途。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)有33萬(wàn)家醫(yī)療單位，大型醫(yī)療機(jī)構(gòu)和體檢中心近萬(wàn)家，擁有普通X射線機(jī)約12萬(wàn)臺(tái)，產(chǎn)品更新?lián)Q代市場(chǎng)巨大。


圖1是本發(fā)明邏輯示意圖。圖中省略畫去計(jì)算機(jī)和探測(cè)器之間的連接線。圖2是本發(fā)明允許的圖像失真。圖3是本發(fā)明原理示意圖。圖4是本發(fā)明X射線光學(xué)系統(tǒng)示意圖。圖5是充氣電離室探測(cè)器結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1-電離室外殼，2-入射射線導(dǎo)管，3-陰極帶條板，4-陽(yáng)極板，5-電荷敏感放大器，6-多叢模塊，7-模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，8-單行記錄器及聯(lián)接電路板，9-電子計(jì)數(shù)器及電源。圖6是本發(fā)明掃描結(jié)構(gòu)(絲杠-線性導(dǎo)軌-環(huán)形齒帶)結(jié)構(gòu)示意圖。其中，Il-X射線發(fā)生器，12-線性導(dǎo)軌立柱，13-準(zhǔn)直器，14-電動(dòng)機(jī)，15-探測(cè)器。圖7是是本發(fā)明掃描結(jié)構(gòu)(絲杠-線性導(dǎo)軌-軌道)結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本發(fā)明掃描結(jié)構(gòu)(金屬帶-發(fā)動(dòng)機(jī)-輪轂)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，16-金屬帶。圖9是本發(fā)明掃描結(jié)構(gòu)(單獨(dú)立柱-金屬帶-發(fā)動(dòng)機(jī)-輪轂)結(jié)構(gòu)示意圖。14-電動(dòng)機(jī)，16-金屬帶，17-金屬繩索。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。系統(tǒng)的一些(大 多數(shù))元件都可以通過(guò)直接購(gòu)買得到，如高壓發(fā)生器、球管、計(jì)算機(jī)和顯示器等等。本發(fā)明只是提供一個(gè)具體實(shí)施例，部件等同替換同樣在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。一種超低劑量數(shù)字化X射線影像系統(tǒng)，該系統(tǒng)由X射線發(fā)生器(包括球管、高壓發(fā)生器)、狹縫式準(zhǔn)直器、數(shù)字化探測(cè)器、掃描機(jī)構(gòu)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成；由X射線發(fā)生器X光球管發(fā)出的X射線經(jīng)準(zhǔn)直器后成為平面扇形束，然后穿過(guò)人體到達(dá)充氣電離室探測(cè)器陣列，射線強(qiáng)度的分布情況被直接檢測(cè)出來(lái)，得到“一行”信號(hào)數(shù)據(jù)。在掃描機(jī)構(gòu)(移動(dòng)組件在2m的跨度范圍內(nèi)誤差不超過(guò)100 μ m)的幫助下，球管、準(zhǔn)直器和數(shù)字化探測(cè)器平行勻速移動(dòng)，以線掃描方式逐行掃描，獲得一行行的象素?cái)?shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理后得到一幅完整的數(shù)字圖像。本發(fā)明把X射線信號(hào)轉(zhuǎn)換為圖像象素值，從而在保證最低輻射劑量前提下，得到無(wú)信息丟失的數(shù)字化圖像。所述X射線發(fā)生器包括高壓發(fā)生器以及球管。所述高壓發(fā)生器的技術(shù)要求、推薦的發(fā)生器型號(hào)本系統(tǒng)可以使用那些用于醫(yī)療X光成像設(shè)備的工業(yè)化批量生產(chǎn)的發(fā)生器之一。在選擇高壓發(fā)生器時(shí)，需要滿足以下條件1、開啟的全部時(shí)間不得超過(guò)2s鐘。在此球管的陽(yáng)極滑轉(zhuǎn)電壓與預(yù)熱電壓應(yīng)在發(fā)出“啟動(dòng)”指令后O. 5s內(nèi)出現(xiàn)，而高壓則再過(guò)I秒鐘。2、高壓脈沖時(shí)間為3. 5 5秒(與受檢者的身高有關(guān))，過(guò)渡過(guò)程時(shí)間不能超過(guò)200msο在此期間高壓的穩(wěn)定性不低于O. 5%。3、高壓脈動(dòng)不能超過(guò)O. 5%。
4、電壓為100 140kV，進(jìn)行設(shè)定的間隔為5kV。5、電流可以在5至30mA范圍內(nèi)進(jìn)行間隔為ImA的設(shè)定；6、執(zhí)行電流改變指令的時(shí)間不能超過(guò)2ms/lmA(這一參數(shù)為將來(lái)進(jìn)一步降低劑量
做鋪墊)。7、出口處的最大功率為5kW。8、最大值 mAs 為 200。
·
9、開啟、關(guān)閉以及電流和電壓的設(shè)定都應(yīng)按照計(jì)算機(jī)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)端口發(fā)出的指令完成。不需要手動(dòng)設(shè)定裝置。同時(shí)a、調(diào)節(jié)電流是為了降低劑量。對(duì)于身材較瘦的人，電流可以如此減小，即使X線吸收量少，但要保持腹部區(qū)域的負(fù)荷不變。相應(yīng)地，人體受到的輻射劑量減小。b、當(dāng)需要進(jìn)行大劑量的檢查時(shí)(如對(duì)可疑病情進(jìn)行掃描檢查時(shí))，當(dāng)然，為了實(shí)現(xiàn)這種檢查需要功率更大的發(fā)生器和球管。即使這樣，也有批量生產(chǎn)的工業(yè)化發(fā)生器可供選擇。C、可以購(gòu)買世界著名的“Sedecal”或南韓“Poscom”生產(chǎn)商的發(fā)生器。我們認(rèn)為，南韓生產(chǎn)的發(fā)生器為首選1、當(dāng)前，“Poscom”發(fā)生器比“Sedecal”的價(jià)格要優(yōu)惠的多；2、“POSCOm”公司的發(fā)生器已經(jīng)在掃描式醫(yī)療X光成像系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用，它的產(chǎn)品已經(jīng)適合類似醫(yī)療系統(tǒng)的各種要求。所述球管，當(dāng)每天檢查數(shù)量達(dá)到1000例左右時(shí)，即使最好的球管也只有幾個(gè)月的使用壽命，另一選擇可能是使用有固定式陽(yáng)極和水冷或油冷的工業(yè)化球管。這里，我們推薦采用意大利IAE公司生產(chǎn)的高質(zhì)量的醫(yī)用球管，其產(chǎn)品非?？煽坎⑶耶a(chǎn)品直到現(xiàn)在都故障很小。所述球管
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字化X射線影像系統(tǒng)，其特征在于，該數(shù)字化X射線影像系統(tǒng)由X射線發(fā)生器、準(zhǔn)直器、數(shù)字化探測(cè)器、掃描機(jī)構(gòu)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成； 所述X射線發(fā)生器發(fā)出的X射線經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器后成為平面扇形束，穿過(guò)人體到達(dá)數(shù)字化探測(cè)器，射線強(qiáng)度的分布情況被數(shù)字化探測(cè)器直接檢測(cè)出來(lái)，得到“一行”信號(hào)數(shù)據(jù)；所述掃描機(jī)構(gòu)使X射線發(fā)生器、準(zhǔn)直器、數(shù)字化探測(cè)器自下而上勻速移動(dòng)，始終保持在同一平面上，以線掃描方式逐行掃描，獲得一行行的象素?cái)?shù)據(jù)；將一行行的象素?cái)?shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后，得到需要的完整的數(shù)字影像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字化X射線影像系統(tǒng)，其特征在于，所述X射線發(fā)生器包括球管以及高壓發(fā)生器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)字化X射線影像系統(tǒng)，其特征在于，所述球管為意大利IAE公司生產(chǎn)的RTMlOl型球管或者意大利IAE公司生產(chǎn)的RTM103MAX0. 3/0. 6型球管； 所述高壓發(fā)生器需至少滿足以下條件高壓脈沖時(shí)間為3. 5 5秒，過(guò)渡過(guò)程時(shí)間不能超過(guò)200ms，高壓的穩(wěn)定性不低于O. 5%;電流可以在5至30mA范圍內(nèi)進(jìn)行間隔為ImA的設(shè)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種數(shù)字化X射線影像系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓發(fā)生器為南韓“Poscom”生產(chǎn)商的發(fā)生器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字化X射線影像系統(tǒng)，其特征在于，所述準(zhǔn)直器為狹縫式準(zhǔn)直器，所述狹縫高度為O. 6_。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字化X射線影像系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描機(jī)構(gòu)為機(jī)械絲杠線性導(dǎo)軌或者電動(dòng)機(jī)帶式傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字化X射線影像系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描機(jī)構(gòu)上升速度為40cm/s。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字化X射線影像系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字化探測(cè)器為充氣電離室探測(cè)器陣列。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字化X射線影像系統(tǒng)，其特征在于，所述充氣電離室探測(cè)器陣列包括電離室外殼⑴；入射射線導(dǎo)管⑵；陰極帶條板⑶；陽(yáng)極板⑷；電荷敏感放大器(5);多叢模塊￠);模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(7);單行記錄器及聯(lián)接電路板(8);電子計(jì)數(shù)器及電源(9)； 電離室外殼(I)包圍的電離室內(nèi)含有入射射線導(dǎo)管(2)、陰極帶條板(3)、陽(yáng)極板(4)；電荷敏感放大器(5)、多叢模塊￠)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(7)、單行記錄器及聯(lián)接電路板(8)； 陽(yáng)極板(4)連接+IkV的高壓，陰極為帶條板，陰極的每一個(gè)帶條都與電荷敏感放大器(5)相連；電荷敏感放大器(5)通過(guò)多叢模塊￠)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(7)、單行記錄器及聯(lián)接電路板(8)最終與電子計(jì)數(shù)器相聯(lián)接，電子計(jì)數(shù)器連接電源； 電離室外殼(I)包圍的電離室內(nèi)充滿壓強(qiáng)為15個(gè)大氣壓的純氙氣；X射線經(jīng)過(guò)入射射線導(dǎo)管(2)進(jìn)入電離室，光導(dǎo)管使得盲區(qū)最小化，并保證沿入射窗高度方向是均勻的； 當(dāng)X射線光子與工作氣體的原子相互作用后被電離成包含電子和離子的氣體，在電場(chǎng)的作用下，電荷向相應(yīng)的電離室電極游離，在每個(gè)陰極帶條板(3)的帶條聚集的電荷被與之相連的電荷敏感放大器(5)放大；電荷敏感放大器(5)通過(guò)多叢模塊￠)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(7)、單行記錄器及聯(lián)接電路板(8)最終送給外部的電子計(jì)數(shù)器，電子計(jì)數(shù)器連接計(jì)算機(jī)，然后計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)，這樣X射線圖像通過(guò)探測(cè)器和輻射源對(duì)被檢者進(jìn)行同步掃描后獲得。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字化X射線影像系統(tǒng)，其特征在于，所述充氣電離室?guī)l數(shù)量768條,帶條間隔1. 06mm,帶條長(zhǎng)度60mm,每行的收集時(shí)間2. 5ms,讀數(shù)的盲時(shí)O.125ms，通道容量Y 16384，電子學(xué)噪聲，δ ^ 5y ;探測(cè)器的自動(dòng)電子計(jì)數(shù)器ADU的最小電荷刻度Y1. 4,氣氣壓強(qiáng)，15大氣壓，陽(yáng)極電壓，+lkV。
全文摘要
一種數(shù)字化X射線影像系統(tǒng)，屬于醫(yī)療X射線影像設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。系統(tǒng)由X射線發(fā)生器、準(zhǔn)直器、數(shù)字化探測(cè)器、掃描機(jī)構(gòu)和計(jì)算機(jī)組成；X射線發(fā)生器發(fā)出的X射線經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器后成為平面扇形束，穿過(guò)人體到達(dá)數(shù)字化探測(cè)器，射線強(qiáng)度的分布情況被數(shù)字化探測(cè)器直接檢測(cè)出來(lái)，得到“一行”信號(hào)數(shù)據(jù)；以線掃描方式逐行掃描，獲得一行行的象素?cái)?shù)據(jù)；將一行行的象素?cái)?shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，得到需要的完整的數(shù)字影像。所述X射線發(fā)生器包括球管、高壓發(fā)生器；所述數(shù)字化探測(cè)器為充氣電離室探測(cè)器陣列。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了直接數(shù)字化和降低輻射劑量成像；節(jié)省了費(fèi)用；對(duì)嬰幼兒、青少年、孕婦和體弱多病者更適宜，提高了醫(yī)院的綜合競(jìng)爭(zhēng)力；具有廣闊市場(chǎng)前途。
文檔編號(hào)A61B6/03GK103040480SQ201210529759
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者金鼎, 吳越 申請(qǐng)人:北京天海元科技有限公司