CN100382754C - 数字化检测骨龄的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数字化检测骨龄的方法及其装置。本发明通过采用的线扫描技术对被检测人体部位的移动扫描方法，并提供一种采用这种方法的检测装置，使得检测骨龄的灵敏度高、效率高、探测范围大，同时极大地降低了成本，价格低廉，同时，在这种模式下，医生可在计算机上应用增强显示功能做进一步图像处理，很大程度上提高了诊断能力，并借助于软件处理技术分析图像，可以实现将图像放大，灰度反置，同时显示几幅图像相比较等功能。

Description

数字化检测骨龄的方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种数字化检测骨龄的方法及其装置。

技术背景

骨骼年龄，简称骨龄，是由骨骼钙化程度所决定的，在人的生长发育过程中，最容易真实地反映生长时间的是骨骼系统，能较精确的反映人从出生到完全成熟的过程中各年龄阶段的发育水平，在发育疾病、内分泌疾病、发育障碍、营养障碍、遗传性疾病及代谢性疾病的分析与诊断方面，骨龄具有重要作用。

判断骨龄大多利用X线摄片。一般以检测手腕部效果最为理想。因为这里集中了大量的长骨、短骨和圆骨，反映了全身骨骼生长发育和成熟状况，检测容易，对人体的损害也最小。有时根据需要也可对肘、膝、踝、头颅进行X线摄片。

判断骨骼钙化程度主要看三点：①骨化中心的数目和大小；②骨化中心和骨骺的形态变化；③骨骺和骨干的愈合情况。再跟作为正常值而使用的骨龄标准相比较，即可判断某个人的骨龄。利用骨龄推断的发育情况，从而反映身体生长发育的状态。骨龄评定的方法，从60年代开始应用于临床实践中，因此，骨龄仪的应用非常广泛。

现有检测骨龄的方法有两种，超声波法和X光检测法。

采用超声法不能直接测量骨矿的含量，在准确性较低。采用X光检测法又可分为直接透视法和普通胶片法和数字化骨龄检测法：

1)直接透视法：检测医师直接接受X光照射，对身体健康造成了极大的威胁和伤害；

2)普通胶片法：将检测到的图像拍摄到化学胶片上，观察费时费力，而且造成大量的材料消耗，并产生许多污染环境的化学废液和废物，此外胶片的保存和传输携带也都很不方便。

而目前的数字化骨龄片也有两种：

第一种是将传统骨龄片通过透射扫描仪转换：这种方法不仅没有简化现有的操作方式，还增加了不少工作量，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，也很难保证拍片质量。

第二种方法是使用CR或平板DR获得数字化骨龄片。CR采用影像板来储存图像，平板DR用X射线转换的超大规模集成电路来采集图像，设备价格非常昂贵。

发明内容

本发明克服了上述缺点，提供一种灵敏度高、对人体危害小、成本低廉的数字化检测骨龄的方法及其装置。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：包括以下步骤：

(1)将被测部位置于X光发生器和探测器之间，被测部位位置固定；

(2)由控制计算机控制所述X光发生器发出的扇形光束，通过被测部位照射在所述探测器上，同时X光发生器发出的扇形光束照射在探测器上，形成投射线，由所述控制计算机控制所述投射线与探测器同步，在探测器所在平面上，沿与X光投射线垂直的方向平行移动；

(3)将探测器接收到的X光信号转变为数字信号传送到控制计算机，由控制计算机将图像处理后显示在控制计算机的显示器上。

所述步骤(2)投射线与探测器的同步平行移动过程，可以通过以下两种方法实现：

a)X光发生器的投射方向固定，使X光发生器与探测器同步平行移动；

b)X光发生器的位置固定，使X光发生器的发出的线状光源的方向按照探测器平行移动的方向同步转动。

一种数字化骨龄仪，包括一个X光发生器、一个探测器、一个框架，其特征在于：还包括一个束光器、一个支撑板、一个驱动装置和一个控制计算机，所述X光发生器由高压发生器和通过高电压激发出X射线的X光球管构成，所述X光球管设置在所述框架的顶部，所述高压发生器与控制计算机联接，所述束光器设置在X光发生器的发光部位的前方，所述探测器为长条状，设置在所述框架的底部，并能够在框架底部平面上，沿着与探测器的长的方向相垂直的方向自由移动，且其移动的方向和速度由所述驱动装置控制，所述支撑板设置在靠近框架底部，所述探测器的上方，并于所述框架的位置固定，所述驱动装置分别与所述控制计算机和探测器相连，并同时连接X光球管或束光器，控制所述X光球管平行移动或控制所述束光器转动。

所述束光器的出光口的缝宽可为0.2～5毫米，优选为1～2毫米。

所述探测器与控制系统连接，由控制系统控制探测器的平移速度可为10～1000毫米/秒。

所述支撑板上可设置有手状的模型。

所述手状模型的个数可至少为两个。

所述球管焦点与探测器之间的垂直距离可为100～1000毫米，优选为200～600毫米。

所述束光器中可设置有用于指示X射线位置的激光灯。

本发明通过采用的线扫描技术对被检测人体部位的移动扫描方法，并提供一种采用这种方法的检测装置，使得检测骨龄的灵敏度高、效率高、探测范围大，同时极大地降低了成本，价格低廉，同时，在这种模式下，医生可在计算机上应用增强显示功能做进一步图像处理，很大程度上提高了诊断能力，并借助于软件处理技术分析图像，可以实现将图像放大，灰度反置，同时显示几幅图像相比较等功能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为本发明中X光球管与束光器的结构示意图

具体实施方式

本发明是通过如下方法实现的：

(1)被测部位置于X光发生器和探测器3之间，被测部位位置固定。

(2)由控制计算机控制所述X光发生器发出的扇形光束，通过被测部位照射在所述探测器3上，同时X光发生器发出的扇形光束照射在探测器3上，由所述控制计算机控制X光发生器与探测器3同步移动，或者控制X光发生器发出的X光束与探测器3平行移动过程同步转动。

(3)将探测器3接收到的X光信号转变为数字信号传送到控制计算机，由控制计算机将图像处理后显示在控制计算机的显示器上。

实施例1如图1、2所示，本发明中的数字化骨龄仪，包括一个X光发生器、一个探测器3、一个框架1、一个束光器6、一个支撑板5、一个驱动装置和一个控制计算机。

所述框架1是一个长方体结构，在框架1内靠近底部的位置设置有一个支撑板5，所述支撑板5上设置有手状模型4，以下简称手模4，在框架1两侧，设置支撑板5的地方设有检测口，用于被检测者将手部通过检测口放置在所述手模4上，在支撑板5的下方即框架1的底部，设置与手模4的手指方向垂直的长条状探测器3。手模4的大小取决于检测人群的手的大小，本实施例中设置两个手模4相对布置，手摸设定宽度为150毫米，长度为200毫米。扫描距离也就是框架1的长度，大于两个手模4的长度即500毫米。双人同时通过，检测效率极高。

所述X光发生器由高压发生器和X光球管2构成，所述X光球管2设置在所述框架1的顶部，所述高压发生器分别与控制计算机和X光球管2连接，高压发生器的作用是依据球管的特性指标，在控制计算机的控制下，产生恒定直流高压并经过高压电缆供给X射线管，产生X射线。所述X光球管2是一种构造精密、易碎的高真空玻璃器件，因此放置在充满油的防护壳内，其基本作用是将电能转换成X射线。所述束光器6设置在X光发生器的发光部位的前方，束光器6由束光板、准直器及结构架组成。束光器6的出光口为准直器，使用束光器6的目的是使X光束成一线，防止X光散射。在束光器6中可以选择安装一个指示用激光灯，用以指示扫描的中心。X射线经过准直器狭缝后，形成薄的扇形X射线束，准直器狭缝的宽度b为1.5毫米，X射线球管焦点发射的X射线经准直器规范后发出的扫描扇形狭长光束要准确对应于X射线探测器3的入射窗上。束光器6及准直器狭缝均由铅防护，保证射线不向其它方向泄漏。由于采用线扫描的方式，即通过窄缝产生扇形光束与探测器同步扫描运动来减少散射，使病人照射剂量减少上百倍；极大地减少了被检测者的受辐射剂量。

所述探测器3为长条状，X光发生器发出的X光射线，经过束光器6形成一个扇形光束，照射在所述长条状的探测器3的接收面上，球管焦点至探测器3的垂直距离a为400毫米，这个距离决定了整个扫描框架1的高度。

所述驱动装置和框架1底部的探测器3由机械结构连接在一起，由所述驱动装置驱动所述探测器3运动。驱动装置根据来自计算机的信号，控制机械对位系统、机械扫描系统的动作；向技术工作站反馈各开关状态的检测信号，同时控制电机的运动，电机通过减速装置，同步驱动探测器3运动，达到扫描的目的。移动速度为500毫米/秒，移动速度取决于医生对扫描速度和扫描质量的选择，一般而言，同样的X线剂量下，扫描速度越慢，图像质量越好。

所述束光器6与所述X光球管2的位置相对固定，所述驱动装置还同时与X光球管2连接，控制X光球管2在框架1顶部平面上沿着与所述探测器3移动相同的方向同步移动，使X光发生器发出的X光射线，经过束光器6后形成的扇形光束，能够照射在所述长条状的探测器3的接收面上。

所述探测器3将接收到X光信号转变成数字信号传输给所述控制计算机，并由所述控制计算机完成数据采集、图像重建和数字图像处理等几乎所有控制功能，如扫描启动、停止，接通高压、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。并提供病历建档、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。

当需要X射线照射检测时，先让被测者的手部放置在所述支撑板5的手模4上，然后，在控制计算机控制下，启动高压发生器向球管加电；当球管完成曝光准备工作时，启动驱动装置驱动X光球管2和探测器3同步沿着手模4的手指方向平行移动，扫描被检测人的手部，在此期间X射线通过束光器6形成薄的扇形光束，穿过被检人员的手部，射入探测器3，探测器3在采集系统的控制下，采集每一行的带X射线影像信息的电信号，并送至模数转换部件变为数字信号，然后在采集系统的控制下传送到计算机进行数据处理，图像采集完成的同时，停止曝光和机械运动，图像采集系统将采集的数字影像进行数据重建，处理后的图像在计算机屏幕上显示并自动存档。实现了直接数字化的X线影像。

实施例2如图1、2所示，与实施例1中的总体结构类似，仅在X光球管2及相关连接有所不同，所述X光球管2的位置固定在框架1上，所述驱动装置与所述束光器6相连，控制束光器6以X光球管2为中心来回转动，使发出的线状光源沿手模4的手指方向来回摆动，并与所述探测器3的移动方向和速度同步，照射在所述探测器3上。

当需要X射线照射检测时，先让被测者的手部放置在所述支撑板5的手模4上，然后，在控制计算机控制下，启动高压发生器向X光球管2加电；当球管完成曝光准备工作时，启动驱动装置驱动束光器6以X光球管2的发光部位为中心来回转动，使从束光器6发出的扇形光束沿和探测器3平移的方向同步，并沿着手模4的手指方向摆动，扫描被检测人的手部，在此期间X射线通过束光器6形成薄的扇形光束，穿过被检人员的手部，射入探测器3，当X射线穿过受检者射入探测器3时，X射线探测器3将接收到的X射线信号，转换为电信号，经过模数转换后，由视频采集系统送入计算机，形成数字图像，再由医用软件对图像进行专业处理，实现了直接数字化的X线影像。

所述控制计算机对整个装置的协调工作进行控制，所述控制计算机控制探测器3和X光球管2或束光器6同步运动，同时控制探测器3采集图像，并将采集到的图像信息以数字的形式存贮，用专用软件对图像进行处理，在显示器上显示，并对处理后的图像进行存储。由于一次扫描过程结束后能够迅速生成一幅数字图像，成像时间可以少于3秒，这种快速成像，有很高的检测效率，尤其适用于大规模人群体检等方面，同时为得到更详细细节的图像，可以由控制计算机控制驱动装置随时延长扫描时间，从而得到更清晰的扫描信息。此外，X光的线扫描由控制计算机控制，将扫描信息输入计算机，由计算机进行图像生成并分析。还可以进行图像放大，灰度调节以及同时显示几幅图像相比对等操作，实现廉价的无胶片的数字化骨龄检测系统。

本发明中所述的数字化骨龄检测方法及采用此方法的数字化骨龄仪占地很小，可以节省大量工作空间，尤其在车载体检系统中有良好的应用前景，能够得到十分广泛的应用。

Claims (11)

1.一种数字化骨龄检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将被测部位置于X光发生器和探测器之间，被测部位位置固定；

(2)由控制计算机控制所述X光发生器发出的扇形光束，穿过被测部位照射在所述探测器上，同时X光发生器发出的扇形光束照射在探测器上，形成投射线，由所述控制计算机控制所述投射线与探测器同步，在探测器所在平面上，沿与X光投射线垂直的方向平行移动；

(3)将探测器接收到的X光信号转变为数字信号传送到控制计算机，由控制计算机将图像处理后显示在控制计算机的显示器上。

2.根据权利要求1所述的数字化骨龄检测方法，其特征在于：所述步骤(2)投射线与探测器的同步平行移动过程，通过以下两种方法实现：

(1)X光发生器的投射方向固定，使X光发生器与探测器同步平行移动；

(2)X光发生器的位置固定，使X光发生器的发出的线状光源的方向按照探测器平行移动的方向同步转动。

3.一种采用权利要求1所述方法的数字化骨龄仪，包括一个X光发生器、一个探测器、一个框架，其特征在于：还包括一个束光器、一个支撑板、一个驱动装置和一个控制计算机，所述X光发生器由高压发生器和通过高电压激发出X射线的X光球管构成，所述X光球管设置在所述框架的顶部，所述高压发生器与控制计算机联接，所述束光器设置在X光发生器的发光部位的前方，所述探测器为长条状，设置在所述框架的底部，并能够在框架底部平面上，沿着与探测器的长的方向相垂直的方向自由移动，且其移动的方向和速度由所述驱动装置控制，所述支撑板设置在靠近框架底部，所述探测器的上方，并于所述框架的位置固定，所述驱动装置分别与所述控制计算机和探测器相连，并同时连接X光球管或束光器，控制所述X光球管平行移动或控制所述束光器转动。

4.根据权利要求3所述的数字化骨龄仪，其特征在于：所述束光器的出光口的缝宽为0.2～5毫米。

5.根据权利要求3所述的数字化骨龄仪，其特征在于：所述探测器与控制系统连接，由控制系统控制探测器以10～1000毫米/秒的速度平移。

6.根据权利要求3所述的数字化骨龄仪，其特征在于：所述支撑板上设置有手状的模型。

7.根据权利要求6所述的数字化骨龄仪，其特征在于：所述手状模型的个数为至少两个。

8.根据权利要求3所述的数字化骨龄仪，其特征在于：所述球管焦点与探测器之间的垂直距离为100～1000毫米。

9.根据权利要求4所述的数字化骨龄仪，其特征在于：所述束光器的出光口的缝宽为1～2毫米。

10.根据权利要求8所述的数字化骨龄仪，其特征在于：所述球管焦点与探测器之间的垂直距离为200～600毫米。

11.根据权利要求3或6所述的数字化骨龄仪，其特征在于：所述束光器中设置有用于指示X射线位置的激光灯。

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