專利名稱：X射線數(shù)字一體化攝影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)療X射線攝影設(shè)備，特別是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字一體化攝影圖像采集、診斷、存儲(chǔ)、成像于一體的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在醫(yī)學(xué)影像信息學(xué)的發(fā)展和PACS的研究過程中，由于醫(yī)療設(shè)備生產(chǎn)廠商的不同， 造成與各種設(shè)備有關(guān)的醫(yī)學(xué)圖像存儲(chǔ)格式、傳輸方式千差萬別，使得醫(yī)學(xué)影像及其相關(guān)信息在不同系統(tǒng)、不同應(yīng)用之間的交換受到嚴(yán)重阻礙。基于此，DICOM即數(shù)字影像和通信標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生，以規(guī)范醫(yī)學(xué)影像及其相關(guān)信息的交換行為；PACS是Picture Archiving and Communication Systems的縮寫，意思為影像歸檔和通信系統(tǒng)。PACS是一個(gè)涉及放射醫(yī)學(xué)、 影像醫(yī)學(xué)、數(shù)字圖像技術(shù)(采集和處理)、計(jì)算機(jī)與通訊、C/S體系結(jié)構(gòu)的多媒體DBMS系統(tǒng)， 涉及軟件工程、圖形圖像的綜合及后處理等多種技術(shù)，是一個(gè)技術(shù)含量高、實(shí)踐性強(qiáng)的高技術(shù)復(fù)雜系統(tǒng)。目前國(guó)內(nèi)醫(yī)院的X射線攝影系統(tǒng)的使用者信息管理系統(tǒng)、檔案管理系統(tǒng)、射線系統(tǒng)、圖像數(shù)據(jù)系統(tǒng)等大多采用組合方式組成系統(tǒng)，各系統(tǒng)之間相對(duì)獨(dú)立，缺乏統(tǒng)一控制調(diào)度軟件，用戶操作界面變化多，操作不夠方便，而國(guó)外同類產(chǎn)品雖然技術(shù)較為成熟并可提供成套設(shè)備，然而產(chǎn)品設(shè)計(jì)復(fù)雜，部件繁多，且價(jià)格相當(dāng)昂貴。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的X射線數(shù)字一體化攝影系統(tǒng)，能有效解決X射線高頻高壓發(fā)生器與圖像采集、存儲(chǔ)、診斷工作站之間由于數(shù)據(jù)格式不一致導(dǎo)致系統(tǒng)不統(tǒng)一， 以及由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜帶來維護(hù)困難的問題。本實(shí)用新型X射線數(shù)字一體化攝影系統(tǒng)包括X射線高頻高壓發(fā)生器、非晶硅平板X 線探測(cè)器、全自動(dòng)多功能攝影架、攝影床以及圖像處理設(shè)備，所述圖像處理設(shè)備由醫(yī)用圖像顯示器、診斷電腦、登記電腦、圖像采集電腦以及用于控制X射線高頻高壓發(fā)生器和攝影架的攝影操作工作臺(tái)組成，醫(yī)用圖像顯示器與診斷電腦顯示器共用電腦主機(jī)，圖像采集電腦和攝影操作工作臺(tái)通過線纜連接控制全自動(dòng)多功能攝影架和χ射線高頻高壓發(fā)生器，診斷電腦、登記電腦和圖像采集電腦通過局域網(wǎng)連通并且其數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)格式采用數(shù)字影像和通信dicom3. 0標(biāo)準(zhǔn)，可以與醫(yī)院圖像存檔與通信系統(tǒng)(PACS)聯(lián)網(wǎng)，圖像采集電腦上安裝有控制X射線高頻高壓發(fā)生器工作的軟件和圖像采集處理的軟件。攝影操作工作臺(tái)設(shè)置有控制X射線高頻高壓發(fā)生器啟動(dòng)的開關(guān)、控制曝光的手柄，以及控制全自動(dòng)多功能攝影架移動(dòng)的遙控器，登記電腦和圖像采集電腦放置在攝影操作工作臺(tái)上。本系統(tǒng)采用非晶硅平板X線探測(cè)器將通過檢測(cè)物體X射線直接產(chǎn)生相應(yīng)電信號(hào)， 通過讀取該探測(cè)器電信號(hào)經(jīng)處理和軟件變換直接形成數(shù)字X光影像，替代了傳統(tǒng)的膠片成像過程，有利于大量病歷檔案的儲(chǔ)存和遠(yuǎn)程會(huì)診，是真正意義上的數(shù)字一體化X射線攝影系統(tǒng)，因無需沖洗片，大大提高了 X光檢查診斷效率。該系統(tǒng)適用于人體各部位的攝影檢查，能直接采集高分辨率、高清晰度、和高對(duì)比度的數(shù)字圖像有利于各種微小病灶的發(fā)現(xiàn)， 并且不會(huì)產(chǎn)生廢片，節(jié)省大量資源。本系統(tǒng)比傳統(tǒng)膠片成像所需的X射線劑量要少，因而它能用較低的X線劑量得到高清晰的圖像，同時(shí)也使病人和醫(yī)生減少了受X射線輻射的危害， 同時(shí)本系統(tǒng)具備自診斷功能，控制軟件可對(duì)相關(guān)部件進(jìn)行自檢，如有故障即報(bào)警并顯示相應(yīng)故障內(nèi)容及處理方法，方便用戶維護(hù)設(shè)備正常運(yùn)行。

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型原理方框圖；圖3是本實(shí)用新型的全自動(dòng)多功能攝影架結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、3所示，X射線數(shù)字一體化攝影系統(tǒng)包括X射線高頻高壓發(fā)生器8、非晶硅平板X線探測(cè)器9、全自動(dòng)多功能攝影架7、攝影床6以及圖像處理設(shè)備，圖像處理設(shè)備由醫(yī)用圖像顯示器1、診斷電腦2、登記電腦4、圖像采集電腦5以及用于控制X射線高頻高壓發(fā)生器和攝影架的攝影操作工作臺(tái)3組成，醫(yī)用圖像顯示器1供診斷醫(yī)護(hù)人員觀看處理X光圖像，并連接到診斷電腦2，診斷電腦2安裝有診斷軟件，供診斷醫(yī)護(hù)人員填寫、打印、保存診斷報(bào)告；采集工作臺(tái)3上除放置采集電腦5外，還設(shè)置有控制X射線高頻高壓發(fā)生器8啟動(dòng)的開關(guān)、控制曝光的手柄及控制全自動(dòng)多功能攝影架7的遙控器16 ；登記電腦4供醫(yī)護(hù)人員登記待檢人員信息用，可根據(jù)需要安裝再診斷區(qū)入口做為接診排隊(duì)登記使用；采集電腦5在本系統(tǒng)中做為系統(tǒng)服務(wù)器使用，是系統(tǒng)控制中心，安裝有系統(tǒng)控制軟件，該軟件控制各部件協(xié)調(diào)工作以完成數(shù)字?jǐn)z影任務(wù)，拍片醫(yī)護(hù)人員可通過軟件調(diào)整發(fā)生器參數(shù)及采集、 處理、存貯、發(fā)送數(shù)字X光影像。簡(jiǎn)易攝影床6，供需要臥姿拍片的待檢者使用；全自動(dòng)多功能攝影架7上安裝有非晶硅平板X線探測(cè)器9和產(chǎn)生X射線的球管組件13、束光器12等； 高頻高壓發(fā)生器8由微電腦控制，可以按采集電腦的軟件設(shè)置參數(shù)產(chǎn)生穩(wěn)定的正負(fù)高壓和燈絲電流供球管使用，同時(shí)可按設(shè)置精確控制曝光時(shí)間。全自動(dòng)多功能攝影架在可編程控制器(PLC)控制可根據(jù)操作指令調(diào)整探測(cè)器和球管位置使X射線野和待檢部位吻合，使穿過待檢部位的X射線落入探測(cè)器恰當(dāng)位置，以獲得清晰X光數(shù)字圖像；非晶硅平板X線探測(cè)器9安裝在鐮刀臂10上，鐮刀臂和水平導(dǎo)軌14 固定一起，安裝在可旋轉(zhuǎn)的水平軸上，該水平軸可逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度，使探測(cè)器旋轉(zhuǎn)到水平位置(拍攝臥姿照片時(shí)使用)；立柱11內(nèi)有導(dǎo)軌，在牽引鏈條的驅(qū)動(dòng)下使鐮刀臂10等組件可上下移動(dòng)；束光器12安裝在球組件13的X射線出口上，通過調(diào)整其遮光板可調(diào)整X射線的大小，使攝影曝光時(shí)X射線正好穿過待檢部位，減小其他部位受到X射線傷害；球管組件 13安裝在球管組件安裝滑塊上，該滑塊可沿水平導(dǎo)軌14移動(dòng)，從而調(diào)整球管組件置探測(cè)器的距離，球管組件在高頻高壓發(fā)生器提供的正負(fù)高壓、和燈絲電流的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生攝影所需的X射線。攝影架的控制面板15可控制鐮刀臂10和水平導(dǎo)軌14沿水平軸旋轉(zhuǎn)或沿立柱上下移動(dòng)，也可控制球管組件等沿水平導(dǎo)軌移動(dòng)；遙控器16安裝在攝影操作工作臺(tái)3上，遙控?cái)z影架動(dòng)作。[0013]如圖2原理圖所示，醫(yī)護(hù)人員通過相應(yīng)身份認(rèn)證(工號(hào)和密碼)后登錄到相應(yīng)系統(tǒng)，從而獲得相應(yīng)的操作權(quán)限；系統(tǒng)管理員登錄后可對(duì)相關(guān)醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行管理，如人員的增減、更改、授予不同的權(quán)限等，并可設(shè)置系統(tǒng)檢查項(xiàng)目、使用科室等參數(shù)，具有登記權(quán)限的醫(yī)護(hù)人員使用登記電腦4對(duì)待檢查人員基本信息(姓名、年齡和檢查部位等等)進(jìn)行錄入，錄入后在服務(wù)器生成相應(yīng)待檢人員記錄，并發(fā)送消息給采集電腦的采集系統(tǒng)，在采集系統(tǒng)的待檢人員隊(duì)列末尾添加一條待檢人員記錄。采集系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)待檢人員基本信息自動(dòng)設(shè)定相關(guān)曝光參數(shù)，如發(fā)生器輸出的電壓、電流、曝光時(shí)間等等，拍片醫(yī)護(hù)人員核對(duì)待檢人員信息后把待檢人員帶入X光防護(hù)室， 并指導(dǎo)待檢人員到指定位置(非晶硅平板X線探測(cè)器前)，并調(diào)整X射線野剛好落在待檢部位上，拍片醫(yī)護(hù)人員使用采集電腦5的高頻高壓發(fā)生器控制軟件根據(jù)待檢人員的具體情況再微調(diào)曝光參數(shù)，設(shè)定好的參數(shù)通過通信電纜下傳給醫(yī)用X射線高頻高壓發(fā)生器的微處理器，該微處理器根據(jù)接收的參數(shù)調(diào)整相應(yīng)控制電路參數(shù)以產(chǎn)生所需的曝光參數(shù)，上傳該參數(shù)給采集電腦以核對(duì)，并通知采集電腦發(fā)生器準(zhǔn)備就緒，可以曝光。拍片醫(yī)護(hù)人員可根據(jù)需要選擇是否需要?jiǎng)討B(tài)顯示圖像以尋找最佳拍攝位置，如選擇動(dòng)態(tài)顯示圖像功能，發(fā)生器將按透視所需電壓、電流輸出給球管，此時(shí)采集軟件將動(dòng)態(tài)顯示透視部位圖像，并臨時(shí)保存所有動(dòng)態(tài)圖像(透視結(jié)束可選擇是否永久保存)，透視過程發(fā)現(xiàn)最佳位置時(shí)按下曝光手柄，發(fā)生器即按設(shè)定的曝光參數(shù)(電壓、電流、曝光時(shí)間等)輸出給球管完成曝光操作，曝光完成后非晶硅平板X線探測(cè)器9記錄了相應(yīng)X光量信息，此后拍片醫(yī)護(hù)人員使用采集電腦5圖像采集軟件讀取非晶硅平板X線探測(cè)器的信息，并經(jīng)處理產(chǎn)生清晰的X光圖像。該采集軟件可以對(duì)圖像進(jìn)行初步處理，如翻轉(zhuǎn)、消隱、正負(fù)片等，經(jīng)初步處理的圖像通過保存后發(fā)送到診斷工作站，診斷工作站設(shè)有兩臺(tái)顯示器，其中一臺(tái)為專業(yè)醫(yī)用圖像顯示器1，圖像顯示更清晰，診斷工作站的診斷軟件可對(duì)圖像做進(jìn)一步處理，使圖像更能表現(xiàn)診斷部位是否有病變。為方便醫(yī)護(hù)人員填寫診斷報(bào)告，診斷軟件根據(jù)常見病例提供診斷報(bào)告內(nèi)容模板，同時(shí)用戶可根據(jù)自身特點(diǎn)修改、增加報(bào)告內(nèi)容模板。醫(yī)護(hù)人員通過處理、分析圖像后填寫診斷結(jié)論，最終生成診斷報(bào)告，診斷報(bào)告可打印，存儲(chǔ)，系統(tǒng)的接口符合dicom3. 0標(biāo)準(zhǔn)，可直接和 PACS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。本系統(tǒng)采用非晶硅平板X線探測(cè)器將通過檢測(cè)物體X射線直接產(chǎn)生相應(yīng)電信號(hào)， 通過讀取該探測(cè)器電信號(hào)經(jīng)處理和軟件變換直接形成數(shù)字X光影像，替代了傳統(tǒng)的膠片成像過程，有利于大量病歷檔案的儲(chǔ)存和遠(yuǎn)程會(huì)診，無需沖洗片，大大提高了 X光檢查診斷效率。該系統(tǒng)適用于人體各部位的攝影檢查，能直接采集高分辨率、高清晰度、和高對(duì)比度的數(shù)字圖像有利于各種微小病灶的發(fā)現(xiàn)，并且不會(huì)產(chǎn)生廢片，節(jié)省大量資源。本系統(tǒng)在透視狀態(tài)下，可實(shí)時(shí)顯示數(shù)字圖像，使醫(yī)生能確定最佳攝片體位，還可通過一系列影像后處理如邊緣增強(qiáng)、放大、黑白翻轉(zhuǎn)、圖像平滑等功能，從中提取出豐富可靠的臨床診斷信息，尤其對(duì)早期病灶的發(fā)現(xiàn)可提供良好的診斷條件。本系統(tǒng)還可進(jìn)行多幅圖像顯示，進(jìn)行圖像比較，以利于醫(yī)生準(zhǔn)確判別、診斷。通過圖像滾動(dòng)回放功能，還可為醫(yī)生回憶整個(gè)透視檢查過程。本系統(tǒng)比傳統(tǒng)膠片成像所需的X射線劑量要少，因而它能用較低的X線劑量得到高清晰的圖像，同時(shí)也使病人和醫(yī)生減少了受X射線輻射的危害。本系統(tǒng)改變了已往傳統(tǒng)的膠片攝影方法，可使醫(yī)院放射線科取消原來的圖像管理方式和省去片庫房，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)無片化檔案管理，節(jié)省大量的資金和場(chǎng)地，極大地提高工
5作效率。同時(shí)，結(jié)束了 X線圖像不能進(jìn)入醫(yī)院PACS系統(tǒng)的歷史，為醫(yī)院進(jìn)行遠(yuǎn)程專家會(huì)診和網(wǎng)上交流提供了極大的便利。 另外本系統(tǒng)采用圖形工作站軟件做為統(tǒng)一調(diào)度控制系統(tǒng)的各個(gè)部件協(xié)調(diào)工作，操作界面為視窗操作界面，操作簡(jiǎn)單方便，軟件從操作人員權(quán)限設(shè)置到檢查者信息錄入、曝光參數(shù)設(shè)置、圖像獲取、圖像處理、診斷報(bào)告各方面均考慮操作方便性，如根據(jù)各部位自動(dòng)設(shè)置相應(yīng)曝光參數(shù)，常見病例報(bào)告模板等，節(jié)約用戶使用時(shí)間，提高設(shè)備效率。由于使用數(shù)字圖像加密存取技術(shù)，診斷報(bào)告和圖像可長(zhǎng)期存貯，并方便檢索，為醫(yī)護(hù)工作者提供大量參考案例資料，方便醫(yī)護(hù)人員學(xué)習(xí)提高診斷水平。由于采用軟件代替原有發(fā)生器控制臺(tái)功能降低系統(tǒng)成本；系統(tǒng)具備自診斷功能，控制軟件可對(duì)相關(guān)部件進(jìn)行自檢，如有故障即報(bào)警并顯示相應(yīng)故障內(nèi)容及處理方法，方便用戶維護(hù)設(shè)備正常運(yùn)行。
權(quán)利要求1.一種X射線數(shù)字一體化攝影系統(tǒng)，包括X射線高頻高壓發(fā)生器(8)、非晶硅平板X線探測(cè)器(9)、全自動(dòng)多功能攝影架(7)、攝影床(6)以及圖像處理設(shè)備，其特征在于所述圖像處理設(shè)備由醫(yī)用圖像顯示器(1)、診斷電腦O)、登記電腦G)、圖像采集電腦(5)以及用于攝影架的攝影操作工作臺(tái)(3)組成，醫(yī)用圖像顯示器(1)與診斷電腦顯示器共用電腦主機(jī)，圖像采集電腦(5)和攝影操作工作臺(tái)(3)通過線纜連接控制全自動(dòng)多功能攝影架(7) 和X射線高頻高壓發(fā)生器(8)，診斷電腦O)、登記電腦(4)和圖像采集電腦( 通過局域網(wǎng)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述診斷電腦(2)、登記電腦、圖像采集電腦( 數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)格式采用數(shù)字影像和通信dicom3.0標(biāo)準(zhǔn)，與醫(yī)院圖像存檔與通信系統(tǒng)PACS聯(lián)網(wǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述攝影操作工作臺(tái)(3)設(shè)置有控制X射線高頻高壓發(fā)生器(8)啟動(dòng)的開關(guān)、控制曝光的手柄，以及控制全自動(dòng)多功能攝影架移動(dòng) (7)的遙控器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于登記電腦(4)和圖像采集電腦(5)放置在攝影操作工作臺(tái)(3)上。
專利摘要本實(shí)用新型X射線數(shù)字一體化攝影系統(tǒng)涉及一種利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字一體化攝影圖像采集、診斷、存儲(chǔ)、成像于一體的醫(yī)療攝影系統(tǒng)，包括X射線高頻高壓發(fā)生器、非晶硅平板X線探測(cè)器、全自動(dòng)多功能攝影架、攝影床以及圖像處理設(shè)備，醫(yī)用圖像顯示器與診斷電腦顯示器共用電腦主機(jī)，圖像采集電腦和攝影操作工作臺(tái)通過線纜連接控制攝影架，診斷電腦、登記電腦和圖像采集電腦連通網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)采用數(shù)字影像和通信dicom3.0標(biāo)準(zhǔn)，可直接和PACS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，能有效解決X射線高頻高壓發(fā)生器與圖像采集、存儲(chǔ)、診斷工作站之間由于數(shù)據(jù)格式不一致導(dǎo)致系統(tǒng)不統(tǒng)一，以及由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜帶來維護(hù)困難的問題。
文檔編號(hào)A61B6/00GK201977814SQ201120048118
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者吳蘭坤, 寧英文, 廖云峰, 徐興科, 楊歐, 滕壽宇, 潘英昂, 蔣健, 陳漢榮, 陳釗, 馬培威 申請(qǐng)人:廖云峰