CN106344054B - 多段位双光面x光机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种多段位双光面X光机系统，包括：两列X光源、两列X光面接收器、及控制器；每列X光面接收器的各X光面接收器处于同一平面；一列X光源与一列X光面接收器相对，且两列X光源的朝向交叉，交叉位置为检测区域；每列X光源中的各X光源分别朝着相对列的X光面接收器中的各X光面接收器，以使一X光面接收器的接收板仅接收对应的一X光源的X光；所述控制器控制全部X光源同时或分时发射一次X光，以在各X光面接收器上获得相应光面下相应段位的面图像，从而得到多段位双光面的预检测对象面图像。辐射剂量小，可获得两个方位的人体站立位全身图，便于医疗分析及规划，扫描速度很快。
Description
技术领域
本发明涉及医疗透视扫描领域，特别涉及的是一种多段位双光面X光机系统。
背景技术
目前的医疗技术中，通过扫描人体形成透视片的方式包括CT扫描、X射线扫描。现有的X光机系统均只能从一个方位扫描人体的局部，形成的只有单面局部透视图，这对于医疗分析来说存在较大的局限。而且，现有的X光机系统扫描方式为线扫描，对准人体的局部从上至下连续扫描，从而获得完整的局部透视图，由于X射线具有较强的辐射性，辐射过多会对人体存在较大的危害，而线扫描的方式需要从始至终发射X光，所以辐射过大，而且线扫描方式扫描的速度很慢，影响医疗进度。
现有的CT机可以扫描人体的全身，但是CT扫描辐射非常大，并且扫描过程中，人体需要躺下进行扫描，人体姿态、角度单一，这会限制手术规划，妨碍有些部位的观察。
动态透视(Fluoroscopy)是指使X线透过人体被检查部位并在荧光屏上形成动态影像的X线诊断的基本方法。透视是病人置于X线管与荧光屏之间的直接检查。可做全面动态的直接观察，如心脏搏动、横隔活动、胃肠蠕动、关节活动等。动态透视的接收器一般采用影像增强器或平板探测器(flat panel detector)。
静态摄片(radiography)是指以X线作为载体，利用其穿透性和荧光作用对增感屏和(或)胶片系统进行曝光，以获取被照体信息影像的摄影方法。即一张X线照片的产生过程。受检部位的影像永久保留在胶片上。静态摄片的接收器一般为CR(computedradiography，计算机x线摄影)或DR(digital radiography，数字x线摄影)摄片接收器。
换言之，动态透视是获得连续或断续的一系列X线图像，并将其连续地显示为可见影像；静态摄片则是获得一张X线静态照片。
静态摄片和动态透视两种方式目前是各自发挥各自的用途、优点。
发明内容
本发明的目的是提供一种多段位双光面X光机系统，以克服现有技术中存在的技术问题。
为解决上述问题，一种多段位双光面X光机系统，包括：两列X光源、两列X光面接收器、及控制器；每列X光面接收器的各X光面接收器处于同一平面；一列X光源与一列X光面接收器相对，且两列X光源的朝向交叉，交叉位置为检测区域；每列X光源中的各X光源分别朝着相对列的X光面接收器中的各X光面接收器，以使一X光面接收器的接收板仅接收对应的一X光源的X光；所述控制器控制全部X光源同时或分时发射一次X光，以在各X光面接收器上获得相应光面下相应段位的面图像，从而得到多段位双光面的预检测对象面图像。
根据本发明的一个实施例，
所述控制器控制分时或同时地生成不同触发信号，各触发信号控制各X光源发射X光，每个触发信号仅包括一个或几个有效脉冲；
所述两列X光面接收器的各X光面接收器均为动态透视影像接收器，分别在有效脉冲触发发射的X光拍摄下得到动态透视影像中的一帧或几帧的静态面图像，实现动态透视静用。
根据本发明的一个实施例，所述控制器包括：
触发信号生成单元，接收并响应于开启信号而生成触发信号，触发信号输出给相应X光源的光源驱动装置，以驱动相应X光源发射X光、并在各对应的X光面接收器上获得一帧或几帧的静态面图像；
第一光面图像接收处理单元，接收一列X光面接收器上获得的全部段位的面图像，并根据该列段位位置关系将面图像进行上下拼接，形成第一光面对应的预检测对象面图像；
第二光面图像接收处理单元，接收另一列X光面接收器上获得的全部段位的面图像，并根据该列段位位置关系将面图像进行上下拼接，形成第二光面对应的预检测对象面图像。
根据本发明的一个实施例，所述控制器还包括：
图像处理单元，用以将所述第一光面对应的预检测对象面图像和第二光面对应的预检测对象面图像处理成立体预检测对象面图像。
根据本发明的一个实施例，所述两列X光面接收器的各X光面接收器均为动态透视影像接收器，在控制器控制对应X光源发射X光拍摄下，各X光面接收器接收一定时间的X光得到动态透视影像。
根据本发明的一个实施例，所述两列X光面接收器的各X光面接收器均为静态摄片接收器，在控制器控制对应X光源发射X光拍摄下，各X光面接收器接收一定时间的X光得到静态摄片图像。
根据本发明的一个实施例，每列X光面接收器的相邻X光面接收器紧挨，从而该列各段位位置上下相接，相应光面对应的各段位的面图像之间连续。
根据本发明的一个实施例，各X光面接收器的接收板的板面呈方形，边长均在20cm～60cm之间；一列X光面接收器的接收板延长面和另一列X光面接收器的接收板延长面的相交线到各接收板的垂直距离在0～50cm之间。
根据本发明的一个实施例，X光源的发光部位与所朝着的X光面接收器的接收板之间的距离在0.5m～2.0m之间。
根据本发明的一个实施例，还包括与控制器相连接的距离调节机构，用以在所述控制器的控制下调节一列或两列X光源的发光部位与其相对列的X光面接收器的接收板之间的距离。
根据本发明的一个实施例，X光源均为X射线球管，各X射线球管的中心对准相应接收板的中心，各X射线球管的光圈大小调整至发射的X光投至相应接收板后完全覆盖且仅覆盖该接收板的板面。
根据本发明的一个实施例，所述X光源上设置有光罩或可调光罩，光罩的出光口大小配置为以使X光源发射的X光投至相应接收板后完全覆盖且仅覆盖该接收板的板面，或调节可调光罩的出光口大小使得X光源发射的X光投至相应接收板后完全覆盖且仅覆盖该接收板的板面。
根据本发明的一个实施例，还包括光源驱动装置，连接所述控制器和X光源；所述光源驱动装置包括一高压发生器和多路开关电路；所述高压发生器输出高压脉冲，并通过多路开关电路的一路输出将高压脉冲输出至一对应的X光源触发发射X光；所述多路开关电路的各路输出分别连接各X光源，并在控制器输出不同触发信号时选中不同的一路导通，从而依次控制X光源发射一次X光。
采用上述技术方案后，本发明相比现有技术具有以下有益效果：
通过两列X光源和两列X光面接收器来对检测区域扫描，扫描时，人体可站于检测区域中，两列X光源的投射角度不同，从而在两列X光面接收器上接收的面图像中所显示的角度是不同的，且两列X光源和两列X光面接收器对应有多个拍摄段位，可以获得两个光面上全部段位对应的预检测部位面图像，根据段位位置关系拼接图像便可获得人体全身三维图像，便于医疗分析及规划，图像处理更简单；由于是面扫描，因而扫描速度很快，全部X光源均仅发射一次X光，便可获得全身检测图像，大大减小辐射；
X光面接收器为动态透视影像接收器，对应每个X光源的触发信号仅产生一个有效脉冲，在每个X光面接收器上获得一帧或几帧静态X光图像，采用动态透视摄像的装置，但通过控制脉冲的产生使每个X光面接收器获取一帧或几帧静态图像，动态透视模式下的静态拍摄，实现动态透视静用的目的，动态透视获得一帧或几帧静态图像的辐射剂量远远小于静态摄片获得一幅照片的辐射剂量，相比静态摄片而言动态透视静用，极大降低辐射剂量；或者，X光面接收器为动态透视影像接收器，各X光面接收器上均接收一段时间的X光，形成动态透视影像，可以做动态的全身上下的透视；
设置距离调节机构，在光源距接收器近一点时，可以使得接收的图像更为清晰，且光源发射的功率也可较小，从而减小辐射，而在光源距接收器远一点时，可以使得光线越趋于平行，图像变形少，接收板的板面尺寸也可做的更小。
附图说明
图1是本发明一实施例的多段位双光面X光机系统的结构示意图；
图2是本发明一实施例的多段位双光面X光机系统的结构框图；
图3是本发明一实施例的光源驱动的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
参看图1和图2，多段位双光面X光机系统，包括：两列X光源1和3、两列X光面接收器2和4、及控制器5。
每列X光源从上至下依次排列，每列X光面接收器对应从上至下依次排列，每列X光源数量和X光面接收器的数量对应一致，每列至少为两个，优选为3～5个，图1中示出的是每列4个，但不作为限制。两列X光源和两列X光面接收器的布置高度使得能够获得两个方位的人体全身检测图像或人体局部检测图像。
每列X光面接收器的各X光面接收器处于同一平面，从而一列上的各X光面接收器上得到的是同一方位的检测图像。一列X光源与一列X光面接收器相对(图1和图2中，X光源1和X光面接收器2相对，X光源3和X光面接收器4相对)，且两列X光源的朝向交叉，交叉位置为检测区域，检测区域10根据X光源1，X光面接收器2，X光源3，X光面接收器4的整体布局位置而定，位于两列X光束的交集之处，检测区域10用于人体站立。每列X光源中的各X光源分别朝着相对列的X光面接收器中的各X光面接收器，以使一X光面接收器的接收板仅接收对应的一X光源的X光。一个X光源与对应的一个X光面接收器所处的位置对应构成一个段位。
控制器5控制全部X光源同时或分时发射一次X光，以在各X光面接收器上获得相应光面下相应段位的面图像，从而得到多段位双光面的预检测对象面图像。各X光源的光源驱动装置可以是同一个或各有一个；若为同一个光源驱动装置，则可分时地依次驱动不同X光源发射X光；若为各有一个，则这些光源驱动装置可以同时驱动也可分时驱动各自的X光源发射X光。
在一个实施例中，两列X光面接收器的各X光面接收器均为静态摄片接收器，在控制器5控制对应X光源发射X光拍摄下，各X光面接收器接收一定时间的X光得到静态摄片图像，从而在X光源发射一次X光时，接收一幅静态图像。
或者，X光面接收器可以是动态透视影像接收器。在一个较佳的实施例中，控制器5控制分时或同时地生成不同触发信号，各触发信号控制各X光源(一列X光源1和另一列X光源3的全部X光源)发射X光，每个触发信号仅包括一个或几个有效脉冲；两列X光面接收器的各X光面接收器均为动态透视影像接收器，分别在有效脉冲触发发射的X光拍摄下得到一帧或几帧静态面图像，优选为1-20帧静态面图像，实现动态透视静用。接收板在接收到X光之后，将板面所形成的面图像存储。X光面接收器例如可以为影像增强器或平板探测器，X光源1和X光源3可以为通常的X光源，通过控制器5控制X光源的发射时机，实现动态透视静用的目的。
具体的，分时触发时，控制器5可以控制周期地生成触发信号，从而周期地选通光源驱动装置的驱动信号，通过不同输出端口连接并输出驱动信号给不同的X光源，从而分时地控制X光源发光，并且由于每个周期的触发信号仅包含一个或几个有效脉冲，因而X光源仅在该有效脉冲的控制下发射X光，每个有效脉冲的持续时间可以使得相应X光面接收器上接收到一帧或几帧图像即可，因而可以大大减小辐射剂量。同时触发时，控制器可以一次控制生成多个触发信号(与所需发射X光的X光源数量一致)，不同触发信号控制不同的光源驱动装置同时驱动全部X光源同时发射X光，同样的，由于每个触发信号仅包含一个或几个有效脉冲，因而X光源仅在该有效脉冲的控制下发射X光，每个有效脉冲的持续时间可以使得相应X光面接收器上接收到一帧图像即可，因而可以大大减小辐射剂量。
在一个实施例中，控制器5可以包括：触发信号生成单元，第一光面图像接收处理单元和第二光面图像接收处理单元。触发信号生成单元与光源驱动装置相连，光源驱动装置与X光源相连，第一光面图像接收处理单元和一列X光面接收器2的各X光面接收器相连，第二光面图像接收处理单元与另一列X光面接收器4的各X光面接收器相连。
触发信号生成单元接收并响应于开启信号而生成触发信号，开启信号例如是人工输入产生或者响应于其他信号而产生。触发信号的产生可以通过常规的脉冲生成电路来实现，触发信号输出给相应X光源的光源驱动装置，以驱动相应X光源发射X光，并在各对应的X光面接收器上获得一帧或几帧静态面图像。
第一光面图像接收处理单元接收一列X光面接收器2上获得的全部段位的面图像，并根据该列段位位置关系将面图像进行上下拼接，形成第一光面对应的预检测对象面图像。
第二光面图像接收处理单元，接收另一列X光面接收器4上获得的全部段位的面图像，并根据该列段位位置关系将面图像进行上下拼接，形成第二光面对应的预检测对象面图像。
由于两列X光源、两列X光面接收器之间及各列光面接收器之间的位置关系是在拍摄之前即确定的，因而每个光面的段位位置关系是确定的，将每个光面的图像按照各列的段位位置关系进行直接拼接即可，图像处理方式更为简便。
进一步的，控制器5还包括：图像处理单元。图像处理单元将第一光面对应的预检测对象面图像和第二光面对应的预检测对象面图像处理成立体预检测对象面图像。得到人体两个方位的全身图像后，便可经三维图像处理获得人体三维全身图像。
较佳的，为了实现人体全身图像的无缝拼接，每列X光面接收器的相邻X光面接收器紧挨，最好是相连的两个X光面接收器之间不留空隙，从而该列各段位位置上下相接，相应光面对应的各段位的面图像之间连续。更佳的，两列X光面接收器的上下位置对齐，并且各X光面接收器的接收板的形状大小相同，从而得到的两个光面上的预检测对象面图像除了拍摄方位不同，其他都相同，当然，也可以各X光面接收器的接收板的形状大小不相同，从而得到的两个光面上的预检测对象面图像除了拍摄方位不同、大小比例不同，其他都相同。
在另一个实施例中，两列X光面接收器的各X光面接收器均为动态透视影像接收器，在控制器5控制对应X光源发射X光拍摄下，各X光面接收器接收一定时间的X光得到动态透视影像，也就是采用通常的动态透视方式。
值得说明的是，由于接收板的价格随着尺寸的增加而几十倍增长，因而接收板无法做的很大，一方面原因是大尺寸的接收板价格非常贵，增加系统的实现成本，不利于产品扩大市场，另一方面原因是接收板尺寸做大了，X光源也同样需要做的很大，才能实现X光覆盖满接收板的整个板面，在接收板的整个板面上获得面图像，成本增加的同时辐射也大大增加，非常不利于人体，而且由于光线会因方向及射程而有强弱变化，在接收板的边缘部位接收的图像会存在模糊不清、重影等问题。
因此，需要合理地设置各X光面接收器的尺寸。优选的，各X光面接收器的接收板的板面呈方形，边长均在20cm～60cm之间。一列X光面接收器2的接收板延长面和另一列X光面接收器4的接收板延长面的相交线到各接收板的垂直距离在0～50cm之间。两列X光面接收器的接收板挨得近，有利于在接收板上成像清晰。
可选的，X光源的发光部位与所朝着的X光面接收器的接收板之间的距离在0.5m～2.0m之间。此范围区间的X光投射可以保证在接收板上收到较好的图像，也可以避免接收板所需尺寸过大。
在一个实施例中，多段位双光面X光机系统还包括与控制器5相连接的距离调节机构(图中未示出)，用以在控制器5的控制下调节一列或两列X光源的发光部位与其相对列的X光面接收器的接收板之间的距离。
距离调节机构的结构可以采用现有的距离调节机构来实现，可以是一个机构共同用来调节两个距离，也可是两个机构分别用来调节两个距离。具体不作为限制。例如可以在一列X光源1和另一列X光源2上设置滑块，在下方设置滑轨，轨向朝向相应X光面接收器的方向，从而可实现光源距离可调。如此，在光源距接收器近一点时，可以使得接收的图像更为清晰，且光源发射的功率也可较小，从而减小辐射，而在光源距接收器远一点时，可以使得光线越趋于平行，图像变形少，接收板的板面尺寸也可做的更小。
在一个实施例中，X光源均可以为X射线球管，各X射线球管的中心对准相应接收板的中心，各X射线球管的光圈大小调整至发射的X光投至相应接收板后完全覆盖且仅覆盖该接收板的板面。例如，X光源1的中心对准X光面接收器2的接收板的中心位置，朝着接收板发射X光，发射出的X光能够将接收板的板面完整覆盖，换言之，光投至接收板位置的光面可以等于接收板的面积。
在另一个实施例中，X光源上可以设置有光罩或可调光罩，用来调节X光的发射，光罩的出光口大小配置为以使X光源发射的X光投至相应接收板后完全覆盖且仅覆盖该接收板的板面，或调节可调光罩的出光口大小使得X光源发射的X光投至相应接收板后完全覆盖且仅覆盖该接收板的板面。
可选的，X光面接收器2的接收板的延长面和X光面接收器4的接收板的延长面之间的夹角呈直角、锐角或钝角，X光源1的发光部位正对X光面接收器2的接收板，X光源3的发光部位正对X光面接收器4的接收板。只要在检测区域两X光束具有交集，以及最终能够分别投至各自的接收板即可。在图1和图2中，X光面接收器2的接收板的延长面和X光面接收器4的接收板的延长面之间的夹角呈直角。较佳的，X光面接收器2的接收板和/或X光面接收器4的接收板可以绕着一竖直轴线转动，从而实现两者延长面之间的夹角可调，灵活地获得所需要拍摄的不同方位的人体图像。
在一个实施例中，参看图3，多段位双光面X光机系统还可以包括光源驱动装置，连接控制器5和X光源；光源驱动装置包括一高压发生器71和多路开关电路72。高压发生器71输出高压脉冲，并通过多路开关电路72的一路输出将高压脉冲输出至一对应的X光源触发发射X光。多路开关电路72的各路输出分别连接各X光源，并在控制器5输出不同触发信号时选中不同的一路导通，从而依次控制X光源发射一次X光。换言之，控制器5输出不同触发信号，控制多路开关电路72选中其中一路导通，将高压发生器71的高压脉冲输出给X光源，以驱动该X光源发射X光，如此重复使得每个X光源依次发射一次X光。
参看图1和2，在一个实施例中，多段位双光面X光机系统还可以包括铅房6，整个铅房6由金属铅制成，可以视为保护壳体，起到防护的作用。各X光源和X光面接收器可以固定设置在铅房6的不同侧壁上。
铅房6上具有可开合的铅门11，以供人进出，优选为移门，在铅门61上可以设置铅化玻璃观察窗62，用以从外部观察铅房6内部。在铅房6内部设置有一列X光源1、一列X光面接收器2、一列X光源3、一列X光面接收器4、控制器5等，还可设置相应所需的设备，设置铅房6可以使得扫描在完全独立封闭的空间内进行，防止X光外射。此外，铅房6可以实现双X光机系统的可移动化，无需在所需扫描的地方重新现场安装，增加使用的范围，可实现量产，也相应减少成本。铅房6的尺寸可以根据需要设置。可选的，在铅房6上还可以设置行走轮，便于移动。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
Claims (7)
1.一种多段位双光面X光机系统，其特征在于，包括：两列X光源、两列X光面接收器、及控制器；每列X光面接收器的各X光面接收器处于同一平面；一列X光源与一列X光面接收器相对，且两列X光源的朝向交叉，交叉位置为检测区域；每列X光源中的各X光源分别朝着相对列的X光面接收器中的各X光面接收器，以使一X光面接收器的接收板仅接收对应的一X光源的X光，以使两列X光源和两列X光面接收器对应有多个拍摄段位，且，每列X光面接收器的相邻X光面接收器之间无空隙，从而该列各段位位置上下相接，相应光面对应的各段位的面图像之间连续；所述控制器控制全部X光源同时发射一次X光，以在各X光面接收器上获得相应光面下相应段位的面图像，根据段位位置关系将面图像进行拼接形成立体预检测对象面图像；其中，所述控制器同时地生成不同触发信号，各触发信号控制各X光源发射X光，每个触发信号仅包括一个或几个有效脉冲；所述两列X光面接收器的各X光面接收器均为动态透视影像接收器，分别在有效脉冲触发发射的X光拍摄下得到动态透视影像中的一帧或几帧的静态面图像，实现动态透视静用；
各X光面接收器的接收板的板面呈方形，边长均在20cm～60cm之间；一列X光面接收器的接收板延长面和另一列X光面接收器的接收板延长面的相交线到各接收板的垂直距离在0～50cm之间；
X光源的发光部位与所朝着的X光面接收器的接收板之间的距离在0.5m～2.0m之间。
2.如权利要求1所述的多段位双光面X光机系统，其特征在于，所述控制器包括：
触发信号生成单元，接收并响应于开启信号而生成触发信号，触发信号输出给相应X光源的光源驱动装置，以驱动相应X光源发射X光、并在各对应的X光面接收器上获得一帧或几帧的静态面图像；
第一光面图像接收处理单元，接收一列X光面接收器上获得的全部段位的面图像，并根据该列段位位置关系将面图像进行上下拼接，形成第一光面对应的预检测对象面图像；
第二光面图像接收处理单元，接收另一列X光面接收器上获得的全部段位的面图像，并根据该列段位位置关系将面图像进行上下拼接，形成第二光面对应的预检测对象面图像。
3.如权利要求2所述的多段位双光面X光机系统，其特征在于，所述控制器还包括：
图像处理单元，用以将所述第一光面对应的预检测对象面图像和第二光面对应的预检测对象面图像处理成立体预检测对象面图像。
4.如权利要求1所述的多段位双光面X光机系统，其特征在于，还包括与控制器相连接的距离调节机构，用以在所述控制器的控制下调节一列或两列X光源的发光部位与其相对列的X光面接收器的接收板之间的距离。
5.如权利要求1所述的多段位双光面X光机系统，其特征在于，X光源均为X射线球管，各X射线球管的中心对准相应接收板的中心，各X射线球管的光圈大小调整至发射的X光投至相应接收板后完全覆盖且仅覆盖该接收板的板面。
6.如权利要求1所述的多段位双光面X光机系统，其特征在于，所述X光源上设置有光罩或可调光罩，光罩的出光口大小配置为以使X光源发射的X光投至相应接收板后完全覆盖且仅覆盖该接收板的板面，或调节可调光罩的出光口大小使得X光源发射的X光投至相应接收板后完全覆盖且仅覆盖该接收板的板面。
7.如权利要求1所述的多段位双光面X光机系统，其特征在于，还包括光源驱动装置，连接所述控制器和X光源；所述光源驱动装置包括一高压发生器和多路开关电路；所述高压发生器输出高压脉冲，并通过多路开关电路的一路输出将高压脉冲输出至一对应的X光源触发发射X光；所述多路开关电路的各路输出分别连接各X光源，并在控制器输出不同触发信号时选中不同的一路导通，从而依次控制X光源发射一次X光。
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