CN103330573B - 同步脉冲透视口腔ct及其同步方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种同步脉冲透视口腔CT及脉冲透视同步方法,包括外壳内ARM处理器分别电连接为系统供电的电源模块、触摸屏、显示屏，高压发生器、单片机、PLC，PLC电连接带动编码器运转的电机，特点在于编码器电连接单片机，单片机分别电连接探测器、X射线放线信号接口，X射线放线信号接口电连接高压发生器，高压发生器电连接X射线管；同时提供一种同步脉冲透视口腔CT的脉冲透视同步方法。本发明实现基于定角度的脉冲透视同步方法，在定角度位置，实现脉冲透视的同步采集，X射线管的损耗小，减少了患者吸收的辐射剂量，消除或降低图像上的暗色条纹，减小了图像的角度误差，提高了重建图像的质量。

Description

同步脉冲透视口腔CT及其同步方法
技术领域
本发明属于脉冲透视口腔CT技术领域，涉及同步脉冲透视口腔CT技术，尤其涉及同步脉冲透视口腔CT及脉冲透视同步方法。
背景技术
X射线透视技术是一种简便而常用的基本X射线检查方法，分为连续透视和脉冲透视两种透视模式。连续透视模式是指X射线管在检查期间始终处于放线状态，产生连续的X射线，通过探测器自身产生帧频，在每一帧到来时，采集一幅图像的一种传统的采集模式。连续透视模式由于在CT旋转臂旋转期间需要始终处于放射状态，所以在探测器采集的空闲时间，X射线仍然存在，而这部分射线的放射是没有必要的。连续透视不仅增加了X射线管的损耗，而且使患者吸收的辐射剂量增加，并且由于照射时间长，实际上延长了运动时间内射线在探测器上积分时间，造成图像的清晰度下降，并且连续透视模式采集到的图像上会产生水平或者垂直方向上明显的暗色条纹。脉冲透视模式是指X射线的放射与探测器接收图像的时刻相同步，进行图像采集的一种采集模式。脉冲透视模式相对于连续透视模式，在同样的周期内，X射线放射时间减少，所以减少了X射线管的损耗，同时也减少了患者吸收的辐射剂量。并且使用同步信号使得探测器的接收和X射线的放射同步，减少了无用射线在探测器上的积分时间，增加了图像的清晰度。现有的脉冲透视模式同步信号产生采用的是基于帧频(指每秒钟放映或显示的帧或图像的数量)的同步，这种同步方式是基于时间的一种同步方式，设置每秒采集的图像数量，利用帧频在各个时间点上进行同步的数据采集，而图像的重建是基于采集数据的角度而不是时间点进行的，这就要求口腔CT的旋臂运动精度必须要高，否则采集时间和采集位置的不匹配会降低重建后图像的质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提出一种同步脉冲透视口腔CT及脉冲透视同步方法，针对现有口腔CT所存在的技术问题，降低被患者吸收的辐射计量，减少X射线管的损耗，消除或降低图像上的暗色条纹，减小图像的角度误差，提高重建后图像的质量。
本发明所采用的技术方案为：一种同步脉冲透视口腔CT，包括外壳，所述的外壳内设置有ARM处理器，所述的ARM处理器分别电连接为系统供电的电源模块、触摸屏、显示屏、高压发生器、单片机以及PLC，所述的PLC电连接带动编码器运转的电机；所述的编码器电连接单片机，单片机的输出端分别电连接探测器、X射线放线信号接口；所述的X射线放线信号接口电连接高压发生器，高压发生器电连接X射线管。
进一步的说，本发明所述的单片机与探测器有效电平的电压不相匹配时，单片机与探测器之间设置光电耦合器，单片机电连接光电耦合器后电连接探测器。
同时，本发明还提供了一种同步脉冲透视口腔CT的脉冲透视同步方法，包括以下步骤：
1）确定理论同步脉冲转换比P0；
2）计算实际同步脉冲转换比P；
3）将实际同步脉冲转换比P数值写入单片机程序内，在程序中设置一个变量进行计数，每当该计数值与实际同步脉冲转换比P的数值相同时，将其清零；
4）在单片机I/O口设定输出，在单片机引脚上同时分别形成一个形状相同，但电平相反的脉冲，在X射线管、探测器上产生脉冲透视同步采集信号，实现同步脉冲透视。
其中，所述的理论同步脉冲转换比P0，其中：P0为理论同步脉冲转换比；D1为从动轮直径；D2为编码器码盘直径；R0为编码器每旋转一周产生的脉冲数；Rc为旋臂旋转一周转换的同步脉冲数。所述的实际同步脉冲转换比P，P=[P0+0.5]。所述的步骤4）中，在单片机I/O口设定输出为：在单片机I/O口P0上输出0x80，延时10ms，输出0x40。
本发明的有益效果是：本发明的一种同步脉冲透视口腔CT实现了基于定角度的脉冲透视同步方法，根据旋转的角度，在每个需要进行放射的角度位置，同时给出X射线放射信号和探测器采集信号，实现脉冲透视的同步采集，X射线管的损耗小，减少了患者吸收的辐射剂量，消除或降低图像上的暗色条纹，减小了图像的角度误差，提高了重建图像的质量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明第一实施例结构原理图；
图2是本发明第二实施例结构原理图；
图3是本发明电机带动编码器传动结构原理图；
图中：1.编码器，2.单片机，3.光电耦合器，4.探测器，5.电机，6.电源模块，7.PLC，8.触摸屏，9.显示屏，10.ARM处理器，11.高压发生器，12.X射线管，13.X射线放线信号接口，31.传动皮带，32.从动轮，33主动轮。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1如图1所示，
本发明第一实施例结构原理图，参见图3。本发明电机带动编码器传动结构原理图，一种同步脉冲透视口腔CT，包括外壳内ARM处理器10分别电连接为系统供电的电源模块6、触摸屏8、显示屏9，高压发生器11、单片机2、PLC7，PLC7电连接带动编码器1运转的电机5，特点在于编码器1电连接单片机2，单片机2分别电连接探测器4、X射线放线信号接口13，X射线放线信号接口13电连接高压发生器11，高压发生器11电连接X射线管12。
其中：ARM处理器10选用SEP4020型号，电源模块6选用通用电源模块，触摸屏8选用通用触摸屏，显示屏9选用通用显示屏，高压发生器11选用通用的与X射线管匹配，单片机2选用89C51型号，PLC7选用OMRON公司CP1E-N40DT-A型号，编码器1选用OMRON公司的E6B2-CWZ6C型号，探测器4选用VARIAN公司的1313型号，X射线管12选用IMD公司的E-40R HFX20P L型号。
实施例2如图2所示，
本发明第二实施例结构原理图，参见图3。本发明电机带动编码器传动结构原理图，一种同步脉冲透视口腔CT，包括外壳内ARM处理器10分别电连接为系统供电的电源模块6、触摸屏8、显示屏9，高压发生器11、单片机2、PLC7，PLC7电连接带动编码器1运转的电机5，特点在于编码器1电连接单片机2，当单片机2与探测器4有效电平的电压不相匹配时，单片机2分别电连接光电耦合器3、X射线放线信号接口13，光电耦合器3电连接探测器4，X射线放线信号接口13电连接高压发生器11，高压发生器11电连接X射线管12。
其中：ARM处理器10选用SEP4020型号，电源模块6选用通用电源模块，触摸屏8选用通用触摸屏，显示屏9选用通用显示屏，高压发生器11选用通用的与X射线管匹配，单片机2选用89C51型号，PLC7选用OMRON公司CP1E-N40DT-A型号，编码器1选用OMRON公司的E6B2-CWZ6C型号，探测器4选用VARIAN公司的1313型号，X射线管12选用IMD公司的E-40R HFX20P L型号。
实施例3
参见图1.本发明第一实施例结构原理图，图2.本发明第二实施例结构原理图，图3.本发明电机带动编码器传动结构原理图，一种同步脉冲透视口腔CT的脉冲透视同步方法，包括：确定理论同步脉冲转换比P0。
P 0 = D 1 R 0 D 2 R c = 14.2
其中：P0—理论同步脉冲转换比；
D1—从动轮32直径，实际D1=220mm；
D2—编码器码盘直径，实际D2=43mm；
R0—编码器每旋转一周产生的脉冲数，实际R0=1000P/R；
Rc—旋臂旋转一周转换的同步脉冲数，每旋转1°采集一幅图像，选择Rc=360P/R，预计旋臂旋转一周转换的同步脉冲数为360P/R。
计算实际同步脉冲转换比P，P=[P0+0.5]=14
将编码器产生的脉冲信号接到单片机的P3.2（外部中断0）上，每一个编码器脉冲就会造成单片机的中断服务程序运行，将实际同步脉冲转换比P=14数值写入单片机2程序内，在程序中设置一个变量进行计数，每当该计数值与实际同步脉冲转换比P的数值相同时，将其清零，在单片机I/O口P0上输出0x80，延时10ms，输出0x40，在单片机2引脚P0.6、P0.7上同时分别形成一个形状相同，但电平相反的脉冲，在X射线管12、探测器4上产生脉冲透视同步采集信号，实现同步脉冲透视。
实际旋臂每旋转一周采集图像实际幅数为Ic=365幅，由下式获得：
I c = [ I 0 · P 0 P ] = 365 （幅）
Ic—旋臂每旋转一周采集图像实际幅数，幅；
I0—旋臂每旋转一周采集图像目标幅数，选择360幅，即每旋转1°采集一幅图像。
为了实现旋臂每旋转一周采集图像实际幅数Ic接近或等于旋臂每旋转一周采集图像目标幅数I0，可以改变从动轮直径或编码器码盘直径或改变编码器每旋转一周产生的脉冲数来实现。
同步脉冲透视口腔CT工作时由电机5带动主动轮33通过传动皮带31带动从动轮32转动同时带动编码器1码盘转动工作。
以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。

Claims (4)

1.一种同步脉冲透视口腔CT的脉冲透视同步方法，其特征在于包括以下步骤：
1)确定理论同步脉冲转换比P0；
2)计算实际同步脉冲转换比P；
3)将实际同步脉冲转换比P数值写入单片机程序内，在程序中设置一个变量进行计数，每当该计数值与实际同步脉冲转换比P的数值相同时，将其清零；
4)在单片机I/O口设定输出，在单片机引脚P0.6、P0.7上同时分别形成一个形状相同，但电平相反的脉冲，在X射线管、探测器上产生脉冲透视同步采集信号，实现同步脉冲透视。
2.如权利要求1所述的同步脉冲透视口腔CT的脉冲透视同步方法，其特征在于：所述的理论同步脉冲转换比P0，其中：P0为理论同步脉冲转换比；D1为从动轮直径；D2为编码器码盘直径；R0为编码器每旋转一周产生的脉冲数；Rc为旋臂旋转一周转换的同步脉冲数。
3.如权利要求1所述的同步脉冲透视口腔CT的脉冲透视同步方法，其特征在于：所述的实际同步脉冲转换比P，P＝[P0+0.5]。
4.如权利要求1所述的同步脉冲透视口腔CT的脉冲透视同步方法，其特征在于：所述的步骤4)中，在单片机I/O口设定输出为：在单片机I/O口P0上输出0x80，延时10ms，输出0x40。
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