CN106372403A - 一种基于无创成像的医用影像输出系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于无创成像的医用影像输出系统，属于医学成像技术领域，包括光电倍增管、可变增益放大器、可编程门阵列、图像转换器、数字模拟转换器、图像浏览器和成像喷墨打印机，可变增益放大器包括数据路径和时间路径，光电倍增管与可变增益放大器之间有低噪声前置放大器，在数据路径里，可变增益放大器依次连接模数转换器、可编程门阵列、后端图像信号处理器、图像转换器，在时间路径里，可变增益放大器依次连接有超高速比较器、天线端口、时间数字转换器、数字成像通讯接口连接。本发明无需专门观片灯，节约病人开支，节省社会资源，集黑白、彩色、三维打印功能于一体，采用无创成像技术，更加直观、清晰，提高诊断精度。

Description

一种基于无创成像的医用影像输出系统
技术领域
本发明涉及一种医用影像输出系统，特别是涉及一种基于无创成像的医用影像输出系统，属于医学成像技术领域。
背景技术
随着社会的不断发展，科学技术的不断进步与创新，各种医疗设备也是越发的先进，使得医疗水平也在不断提高，而对于病人的病情，通过各种医疗设备的辅助诊断后，都会根据病人的病情诊断结果出具一些纸质报告及胶片等，以供医生作出后续的治疗方案，目前，中国每年有6～8亿张医用胶片的使用量，97％的市场被柯达、富士、爱克发、柯尼卡垄断，近年来由于传统胶片原材料(银、塑料、硝酸盐等)价格成本和环境污染问题，越来越引起国家和社会的广泛关注，传统的医用影像系统是非数字化的，和普通的胶卷一样，胶片需要在暗室内，在显影液和定影液的相互作用下成像，费时、耗力耗材、清晰度低、不易保存、医生需要借助观片灯观看，且传统胶片的感光乳剂层是由明胶、银盐和添加剂构成，严重污染环境。
发明内容
本发明的主要目的是为了解决目前现有技术中存在的上述问题，提供一种基于无创成像的医用影像输出系统。
本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：
一种基于无创成像的医用影像输出系统，包括光电倍增管、可变增益放大器、可编程门阵列、图像转换器、数字模拟转换器、图像浏览器和成像喷墨打印机，所述光电倍增管的输出端与所述可变增益放大器的输入端电连接，所述可变增益放大器的输出端与所述可编程门阵列的输入端之间电连接，所述可编程门阵列的输出端与所述图像转换器的输入端之间电连接，所述可变增益放大器的输出端与所述数字模拟转换器之间电连接，所述图像转换器与所述图像浏览器之间电连接，所述图像浏览器的输出端与所述成像喷墨打印机的输入端之间电连接，所述光电倍增管将伽马射线转换为可见光，并将电流输出信号转换为电压，所述可变增益放大器用于补偿所述光电倍增管的差异变化，所述可变增益放大器的输出包括两条路径，一条是数据路径，另一条是时间路径，所述可编程门阵列对图像数据进行滤波和直流偏移补偿，然后输出给所述图像转换器，所述图像转换器将图像数据进行转换数字信号，并将数字信号输入到所述数字模拟转换器，所述图像转换器通过所述数字模拟转换器将碰撞活动重建并在所述图像浏览器上显示为黑白、彩色、三维图像，并通过所述成像喷墨打印机打印出来，所述图像浏览器用于显示黑白、彩色、三维图像，所述成像喷墨打印机用于打印黑白、彩色、三维图像。
进一步的，所述光电倍增管的输出端与所述可变增益放大器的输入端之间设有低噪声前置放大器，所述低噪声前置放大器对所述光电倍增管的电流输出信号转换成的电压进行放大。
进一步的，在所述可变增益放大器输出的所述数据路径里，所述可变增益放大器的输出端与所述可编程门阵列的输入端之间电连接有多个模数转换器，所述模数转换器对所述可变增益放大器的数据路径进行模数转换，并输出数据到所述可编程门阵列。
进一步的，所述可编程门阵列的输出端与所述图像转换器的输入端之间电连接有后端图像信号处理器，所述后端图像信号处理器接收所述可编程门阵列滤波和直流偏移补偿后的图像数据，并将滤波和直流偏移补偿后的图像数据进行信号处理，形成图像信号，然后将所述图像信号输出给所述图像转换器。
进一步的，在所述可变增益放大器输出的所述时间路径里，所述可变增益放大器的输出端电连接有超高速比较器，所述超高速比较器的输入端连接在所述可变增益放大器的输出端与所述模数转换器的输入端之间，所述超高速比较器的输出端电连接有天线端口。
进一步的，所述天线端口的输出端与时间数字转换器的输入端电连接，所述时间数字转换器的输出端和所述图像转换器的输出端均与数字成像通讯接口的输入端电连接，所述数字成像通讯接口的输出端与所述图像浏览器电连接。
进一步的，所述可变增益放大器输出四个或更多的信号进行汇合形成信号组，所述信号组输入到所述超高速比较器，通过所述超高速比较器的输出信号和所述超高速比较器内的超高速时钟来生成数字时间戳，以便获取时间信息。
进一步的，所述可编程门阵列和所述超高速比较器均与直流转换器电连接。
进一步的，所述可变增益放大器中包括多个VGA可变增益放大器，每个所述VGA可变增益放大器均与所述数字模拟转换器、所述超高速比较器电连接，每个所述VGA可变增益放大器单独连接一个所述模数转换器。
进一步的，所述可编程门阵列中包括多个FPGA可编程门阵列，每个所述FPGA可编程门阵列均与所述后端图像信号处理器、所述直流转换器电连接。
本发明的工作原理：该系统将伽马射线转换为可见光，并通过光电倍增管进行放大，然后，光电倍增管的电流输出信号转换为电压，并由低噪声前置放大器进行放大，再进入可变增益放大器以补偿光电倍增管的差异变化，可变增益放大器的输出传送到两条路径，一条是数据路径，另一条是时间路径，在数据路径中，可编程门阵列的输出进行滤波和直流偏移补偿，然后传送到后端图像信号处理器，通常使用现场可编程门阵列来处理模数转换器输出数据以获取能量信息，在时间路径中，来自四个或更多邻近通道的信号进行汇合，此组合信号输入到超高速比较器，使用超高速比较器的输出信号和超高速时钟来生成数字时间戳，以便获取时间信息，经过天线端口，天线端口再接时间数字转换器，后端图像信号处理器接图像转换器通过数字成像通讯接口可将碰撞活动重建并在图像浏览器上显示为黑白、彩色、三维图像，并通过成像喷墨打印机打印出来。
本发明的有益技术效果：本发明设计的一种基于无创成像的医用影像输出系统，设计合理，本医用影像输出系统可将数码成像的图片输出，打印出高分辨率、确保医疗诊断效果的、无需专门观片灯的纸质胶片，低碳、环保、绿色、经济，解决了传统胶片原材料价格成本和环境污染问题，节约病人开支，节省社会资源，较少了不可再生资源的浪费，该医用影像输出系统集黑白、彩色、三维纸质胶片打印功能于一体，高精度成像，最佳的医疗影像处理服务，采用无创成像技术，不仅更加直观，而且图像更加细致清晰，提高医生的诊断精确度，该医用影像输出系统可接入PACS网络、PACS系统、图像工作站，轻松实现打印功能，本系统可满足国内医院进行各种常规医疗影像检查，包括运动系统、呼吸系统、消化系统、泌尿生殖系统、乳腺软X线片，操作简便，医务人员只需几分钟，便可制做一份有检查影像和诊断报告的病历档案。
附图说明
图1为本发明基于无创成像的医用影像输出系统示意图。
图中：1-光电倍增管，2-低噪声前置放大器，3-可变增益放大器，4-模数转换器，5-可编程门阵列，6-后端图像信号处理器，7-图像转换器，8-数字模拟转换器，9-直流转换器，10-超高速比较器，11-天线端口，12-时间数字转换器，13-数字成像通讯接口，14-图像浏览器，15-成像喷墨打印机。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，一种基于无创成像的医用影像输出系统，包括光电倍增管1、可变增益放大器3、可编程门阵列5、图像转换器7、数字模拟转换器8、图像浏览器14和成像喷墨打印机15，所述光电倍增管1的输出端与所述可变增益放大器3的输入端电连接，所述可变增益放大器3的输出端与所述可编程门阵列5的输入端之间电连接，所述可编程门阵列5的输出端与所述图像转换器7的输入端之间电连接，所述可变增益放大器3的输出端与所述数字模拟转换器8之间电连接，所述图像转换器7与所述图像浏览器14之间电连接，所述图像浏览器14的输出端与所述成像喷墨打印机15的输入端之间电连接，所述光电倍增管1将伽马射线转换为可见光，并将电流输出信号转换为电压，所述可变增益放大器3用于补偿所述光电倍增管1的差异变化，所述可变增益放大器3的输出包括两条路径，一条是数据路径，另一条是时间路径，所述可编程门阵列5对图像数据进行滤波和直流偏移补偿，然后输出给所述图像转换器7，所述图像转换器7将图像数据进行转换数字信号，并将数字信号输入到所述数字模拟转换器8，所述图像转换器7通过所述数字模拟转换器8将碰撞活动重建并在所述图像浏览器14上显示为黑白、彩色、三维图像，并通过所述成像喷墨打印机15打印出来，所述图像浏览器14用于显示黑白、彩色、三维图像，所述成像喷墨打印机15用于打印黑白、彩色、三维图像。
进一步的，如图1所示，所述光电倍增管1的输出端与所述可变增益放大器3的输入端之间设有低噪声前置放大器2，所述低噪声前置放大器2对所述光电倍增管1的电流输出信号转换成的电压进行放大。
进一步的，如图1所示，在所述可变增益放大器3输出的所述数据路径里，所述可变增益放大器3的输出端与所述可编程门阵列5的输入端之间电连接有多个模数转换器4，所述模数转换器4对所述可变增益放大器3的数据路径进行模数转换，并输出数据到所述可编程门阵列5，所述可编程门阵列5的输出端与所述图像转换器7的输入端之间电连接有后端图像信号处理器6，所述后端图像信号处理器6接收所述可编程门阵列5滤波和直流偏移补偿后的图像数据，并将滤波和直流偏移补偿后的图像数据进行信号处理，形成图像信号，然后将所述图像信号输出给所述图像转换器7。
进一步的，如图1所示，在所述可变增益放大器3输出的所述时间路径里，所述可变增益放大器3的输出端电连接有超高速比较器10，所述超高速比较器10的输入端连接在所述可变增益放大器3的输出端与所述模数转换器4的输入端之间，所述超高速比较器10的输出端电连接有天线端口11，所述天线端口11的输出端与时间数字转换器12的输入端电连接，所述时间数字转换器12的输出端和所述图像转换器7的输出端均与数字成像通讯接口13的输入端电连接，所述数字成像通讯接口13的输出端与所述图像浏览器14电连接，所述可变增益放大器3输出四个或更多的信号进行汇合形成信号组，所述信号组输入到所述超高速比较器10，通过所述超高速比较器10的输出信号和所述超高速比较器10内的超高速时钟来生成数字时间戳，以便获取时间信息。
进一步的，如图1所示，所述可编程门阵列5和所述超高速比较器10均与直流转换器9电连接，所述可变增益放大器3中包括多个VGA可变增益放大器，每个所述VGA可变增益放大器均与所述数字模拟转换器8、所述超高速比较器10电连接，每个所述VGA可变增益放大器单独连接一个所述模数转换器4，所述可编程门阵列5中包括多个FPGA可编程门阵列，每个所述FPGA可编程门阵列均与所述后端图像信号处理器6、所述直流转换器9电连接。
本发明的工作原理：该系统将伽马射线转换为可见光，并通过光电倍增管进行放大，然后，光电倍增管的电流输出信号转换为电压，并由低噪声前置放大器进行放大，再进入可变增益放大器以补偿光电倍增管的差异变化，可变增益放大器的输出传送到两条路径，一条是数据路径，另一条是时间路径，在数据路径中，可编程门阵列的输出进行滤波和直流偏移补偿，然后传送到后端图像信号处理器，通常使用现场可编程门阵列来处理模数转换器输出数据以获取能量信息，在时间路径中，来自四个或更多邻近通道的信号进行汇合，此组合信号输入到超高速比较器，使用超高速比较器的输出信号和超高速时钟来生成数字时间戳，以便获取时间信息，经过天线端口，天线端口再接时间数字转换器，后端图像信号处理器接图像转换器通过数字成像通讯接口可将碰撞活动重建并在图像浏览器上显示为黑白、彩色、三维图像，并通过成像喷墨打印机打印出来。
综上所述，本实施例提供的一种基于无创成像的医用影像输出系统，设计合理，本医用影像输出系统可将数码成像的图片输出，打印出高分辨率、确保医疗诊断效果的、无需专门观片灯的纸质胶片，低碳、环保、绿色、经济，解决了传统胶片原材料价格成本和环境污染问题，节约病人开支，节省社会资源，较少了不可再生资源的浪费，该医用影像输出系统集黑白、彩色、三维纸质胶片打印功能于一体，高精度成像，最佳的医疗影像处理服务，采用无创成像技术，不仅更加直观，而且图像更加细致清晰，提高医生的诊断精确度，该医用影像输出系统可接入PACS网络、PACS系统、图像工作站，轻松实现打印功能，本系统可满足国内医院进行各种常规医疗影像检查，包括运动系统、呼吸系统、消化系统、泌尿生殖系统、乳腺软X线片，操作简便，医务人员只需几分钟，便可制做一份有检查影像和诊断报告的病历档案。
以上所述，仅为本发明优选的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于无创成像的医用影像输出系统，其特征在于：包括光电倍增管(1)、可变增益放大器(3)、可编程门阵列(5)、图像转换器(7)、数字模拟转换器(8)、图像浏览器(14)和成像喷墨打印机(15)，所述光电倍增管(1)的输出端与所述可变增益放大器(3)的输入端电连接，所述可变增益放大器(3)的输出端与所述可编程门阵列(5)的输入端之间电连接，所述可编程门阵列(5)的输出端与所述图像转换器(7)的输入端之间电连接，所述可变增益放大器(3)的输出端与所述数字模拟转换器(8)之间电连接，所述图像转换器(7)与所述图像浏览器(14)之间电连接，所述图像浏览器(14)的输出端与所述成像喷墨打印机(15)的输入端之间电连接，所述光电倍增管(1)将伽马射线转换为可见光，并将电流输出信号转换为电压，所述可变增益放大器(3)用于补偿所述光电倍增管(1)的差异变化，所述可变增益放大器(3)的输出包括两条路径，一条是数据路径，另一条是时间路径，所述可编程门阵列(5)对图像数据进行滤波和直流偏移补偿，然后输出给所述图像转换器(7)，所述图像转换器(7)将图像数据进行转换数字信号，并将数字信号输入到所述数字模拟转换器(8)，所述图像转换器(7)通过所述数字模拟转换器(8)将碰撞活动重建并在所述图像浏览器(14)上显示为黑白、彩色、三维图像，并通过所述成像喷墨打印机(15)打印出来，所述图像浏览器(14)用于显示黑白、彩色、三维图像，所述成像喷墨打印机(15)用于打印黑白、彩色、三维图像。
2.根据权利要求1所述的一种基于无创成像的医用影像输出系统，其特征在于：所述光电倍增管(1)的输出端与所述可变增益放大器(3)的输入端之间设有低噪声前置放大器(2)，所述低噪声前置放大器(2)对所述光电倍增管(1)的电流输出信号转换成的电压进行放大。
3.根据权利要求1所述的一种基于无创成像的医用影像输出系统，其特征在于：在所述可变增益放大器(3)输出的所述数据路径里，所述可变增益放大器(3)的输出端与所述可编程门阵列(5)的输入端之间电连接有多个模数转换器(4)，所述模数转换器(4)对所述可变增益放大器(3)的数据路径进行模数转换，并输出数据到所述可编程门阵列(5)。
4.根据权利要求3所述的一种基于无创成像的医用影像输出系统，其特征在于：所述可编程门阵列(5)的输出端与所述图像转换器(7)的输入端之间电连接有后端图像信号处理器(6)，所述后端图像信号处理器(6)接收所述可编程门阵列(5)滤波和直流偏移补偿后的图像数据，并将滤波和直流偏移补偿后的图像数据进行信号处理，形成图像信号，然后将所述图像信号输出给所述图像转换器(7)。
5.根据权利要求3所述的一种基于无创成像的医用影像输出系统，其特征在于：在所述可变增益放大器(3)输出的所述时间路径里，所述可变增益放大器(3)的输出端电连接有超高速比较器(10)，所述超高速比较器(10)的输入端连接在所述可变增益放大器(3)的输出端与所述模数转换器(4)的输入端之间，所述超高速比较器(10)的输出端电连接有天线端口(11)。
6.根据权利要求5所述的一种基于无创成像的医用影像输出系统，其特征在于：所述天线端口(11)的输出端与时间数字转换器(12)的输入端电连接，所述时间数字转换器(12)的输出端和所述图像转换器(7)的输出端均与数字成像通讯接口(13)的输入端电连接，所述数字成像通讯接口(13)的输出端与所述图像浏览器(14)电连接。
7.根据权利要求6所述的一种基于无创成像的医用影像输出系统，其特征在于：所述可变增益放大器(3)输出四个或更多的信号进行汇合形成信号组，所述信号组输入到所述超高速比较器(10)，通过所述超高速比较器(10)的输出信号和所述超高速比较器(10)内的超高速时钟来生成数字时间戳，以便获取时间信息。
8.根据权利要求5所述的一种基于无创成像的医用影像输出系统，其特征在于：所述可编程门阵列(5)和所述超高速比较器(10)均与直流转换器(9)电连接。
9.根据权利要求5所述的一种基于无创成像的医用影像输出系统，其特征在于：所述可变增益放大器(3)中包括多个VGA可变增益放大器，每个所述VGA可变增益放大器均与所述数字模拟转换器(8)、所述超高速比较器(10)电连接，每个所述VGA可变增益放大器单独连接一个所述模数转换器(4)。
10.根据权利要求8所述的一种基于无创成像的医用影像输出系统，其特征在于：所述可编程门阵列(5)中包括多个FPGA可编程门阵列，每个所述FPGA可编程门阵列均与所述后端图像信号处理器(6)、所述直流转换器(9)电连接。
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