CN113425317A - 一种x射线成像装置及具有其的x射线成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种X射线成像装置及具有其的X射线成像系统，所述X射线成像装置包括X射线源、X射线探测器、图像采集模块、感应模块、控制模块，X射线源用于提供X射线；X射线探测器与所述X射线源相对设置，且所述X射线源和所述X射线探测器的相对区域用于放置待测物体；感应模块靠近所述相对区域设置，以感应待测物体进入所述相对区域；图像采集模块用于获取待测物体的可见光图像；控制模块与所述X射线源、X射线探测器、图像采集模块、感应模块一一连接，所述控制模块包括图像处理单元和辅助定位单元。本发明提供的技术方案提高了检测效率，缩短了拍摄准备时间，并且减少了医护人员的介入，体积小，使用方便，更加安全。
Description
技术领域
本发明涉及粒子成像领域，特别涉及一种X射线成像装置及具有其的X射线成像系统。
背景技术
粒子成像越来越广泛应用于医学检测、工业检测、安全检查等领域。例如在医疗行业，骨龄是一种用以描述青少年骨骼发育程度的数据，可以用来了解青少年的生物学年龄、生长发育潜力以及性成熟的趋势、预测儿童的成年身高；骨密度测试，可以提早精确评估骨质状态和可能发成骨折的风险，提早接受治疗有利于预防骨折。
传统的粒子成像一般在医院或者测试机构内由大型通用的X-光机拍片，然后由医生读片，判定被测试者的测试结果。在拍片过程中，待测人员者除了拍摄部位外，整个身体都会暴露于X射线的散射范围内，因此待测人员会受到一些对影像没有作用的粒子辐射，另外，由于整个过程都需要人工进行操作，并且成像结果还需要拿至专业医生处进行判定，所以整个过程的耗时较长。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种X射线成像装置及具有其的X射线成像系统，能够实现自动成像并进行诊断，高效智能。本发明提供的技术方案如下：
一方面，本发明提供了一种X射线成像装置，用于对待测物体进行自动成像，所述X射线成像装置包括壳体以及设置在所述壳体内的：
X射线源，其用于提供X射线；
X射线探测器，其与所述X射线源相对设置，且所述X射线源和所述X射线探测器的相对区域用于放置待测物体；
感应模块，其靠近所述相对区域设置，以感应待测物体进入所述相对区域；
图像采集模块，其用于获取待测物体的可见光图像；
控制模块，其与所述X射线源、X射线探测器、图像采集模块、感应模块一一连接，所述控制模块包括图像处理单元和辅助定位单元；
响应于所述感应模块感应到待测物体进入所述相对区域，则所述控制模块控制所述图像采集模块获取所述待测物体的可见光图像，且由所述图像处理单元分析所述可见光图像以得到所述待测物体的当前位置信息；所述辅助定位单元通过比较所述当前位置信息与预设的基准位置信息而生成提示信号，所述待测物体被配置为自身位置和/或角度能够根据所述提示信号而得到调整；响应于所述待测物体被调整后的当前位置信息与预设的基准位置信息相匹配，则所述控制模块控制所述X射线源和所述X射线探测器工作，以得到所述待测物体的X射线图像。
进一步地，所述X射线成像装置还包括设置在所述壳体内的可移动平台，所述可移动平台由X射线可穿透材料制成，所述控制模块与用于驱动可移动平台的驱动机构连接，所述驱动机构根据所述提示信号能够驱动所述可移动平台带动放置在其上的待测物体进行平移和/或转动，直至所述待测物体的当前位置信息与预设的基准位置信息相匹配。
进一步地，所述提示信号包括语音信号和/或图像信号；
所述X射线成像装置还包括语音模块和/或显示模块，所述语音模块用于以语音信号形式输出所述提示信号，所述显示模块用于以图像信号形式输出所述提示信号。
进一步地，所述X射线成像装置还包括设置在所述壳体上的防护装置，其为多层交错设置的防护带或者为能够与待测物体配合的防护件。
进一步地，所述X射线成像装置还包括设置在所述壳体内的：
温度传感器和风扇，其均与所述控制模块连接，所述温度传感器用于监测所述壳体内的实时温度，当所述实时温度高于预设的温度阈值时，所述控制模块控制所述风扇转动，直至所述实时温度低于所述温度阈值。
进一步地，所述X射线成像装置还包括设置在所述壳体上的急停开关，外部人员通过所述急停开关能够控制所述X射线成像装置停止工作。
进一步地，所述X射线成像装置还包括设置在所述壳体上的总控开关和电源接口，所述电源接口用于与外部电源连接，所述总控开关用于切换所述外部电源与所述X射线成像装置之间的通断状态。
另一方面，本发明提供了一种X射线成像系统，包括客户端、处理器以及如上所述的X射线成像装置，其中，所述X射线成像装置对待测物体进行自动成像，并将X射线图像发送至所述处理器，所述处理器处理所述X射线图像以得到检测结果，并将所述检测结果发送至所述客户端。
进一步地，所述X射线成像系统还包括无线网络模块，所述无线网络模块用于将所述X射线图像发送至所述处理器，以及，将所述检测结果发送至所述客户端。
进一步地，所述X射线成像系统还包括存储器，其用于存储所述X射线图像和/或所述检测结果。
本发明提供的技术方案具有下列优点：
a)提供了一种X射线成像一体机，体积小，使用方便。
b)通过感应模块唤醒X射线成像装置的运行，且能够协助待测人员放置待测部位于合适区域，不但提高了检测效率，还缩短了拍摄准备时间，并且减少了医护人员的介入；
c)X射线被屏蔽材料封闭在壳体内，除了待测部位，待测人员及待测人员的其他部位能够不受X射线辐射，另外，本装置使用的X射线剂量小，一定程度上增强了成像过程的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的X射线成像装置的第一示意图；
图2为本发明实施例提供的X射线成像装置的第二示意图；
图3为本发明实施例提供的X射线成像装置的第三示意图；
图4为本发明实施例提供的X射线成像装置的剖视图。
其中，附图标记包括：1-X射线源，2-X射线探测器，3-感应模块，4-防护装置，5-控制模块，6-图像采集模块，7-显示模块，8-光源，9-温度传感器，10-急停开关，11-总控开关，12-电源接口，13-风扇，14-壳体。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，更清楚地了解本发明的目的、技术方案及其优点，以下结合具体实施例并参照附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。除此，本发明的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本发明的一个实施例中，提供了一种X射线成像装置，用于对待测物体进行自动成像，如图1-4所示，所述X射线成像装置包括壳体14，所述壳体14内还设有的X射线源1、X射线探测器2、图像采集模块6、感应模块3以及控制模块5，所述壳体14上还设有防护装置4。
所述X射线源1用于提供X射线；所述X射线探测器2与所述X射线源1相对设置，如图4所示，所述X射线源1设置在所述壳体14内顶部区域，所述X射线探测器2设置在所述壳体14内底部区域，所述X射线源1和所述X射线探测器2的相对区域用于放置待测物体，所述X射线源1和所述X射线探测器2的位置也可以是壳体14的一左一右，具体设置的位置根据实际情况选择，不以此限定本发明的保护范围。
所述感应模块3靠近所述相对区域设置，所述感应模块3用于感应待测物体进入所述相对区域，如图4所示，所述感应模块3的数量为两个，分别设置在所述防护装置4的下方和侧方，需要说明的是，所述感应模块3的数量可以是一个或多个，所述感应模块3的种类可以是红外传感器或其他传感器中的一种或多种，不以数量和种类限定本发明的保护范围。
如图4所示，所述防护装置4为多层交错设置的防护带，待测物体穿过防护带进入到所述相对区域内部，当所述X射线源1发射X射线时，所述防护带能够阻止壳体14内部的X射线出射至壳体14外部，但所述防护装置4也可以是能够与待测物体配合的防护件，所述防护件能够紧密贴合于待测物体与所述防护装置4的连接处，使得所述壳体14内部的X射线不会出射至外部，所述防护装置4的具体设置方式亦根据实际情况选择，不以此限定本发明的保护范围。
所述图像采集模块6用于获取待测物体的可见光图像，其可以是数字相机，也可以是其他能够实现成像功能的模块，另外，若壳体14内部光线较暗，且所述图像采集模块6也无法自行改善成像环境的亮度，则还可以在所述壳体14内部设置光源8，如图4所示，所述图像采集模块6设置在所述壳体14内顶部区域，在所述图像采集模块6的附近还设置了光源8，所述光源8能够在所述图像采集模块6采集图像时给予补光，使获得的待测物体的可见光图像更加清晰。
如图4所示，所述控制模块5设置在所述壳体14的侧面区域，为两个PCB板件，如图3所示，所述壳体14的侧面具有透明区域，使得装置的维护人员方便随时观察所述控制模块5的情况，便于维修控制，所述控制模块5的位置不做具体限定。
所述控制模块5与所述X射线源1、X射线探测器2、图像采集模块6、感应模块3一一连接，所述控制模块5包括图像处理单元和辅助定位单元，所述图像处理单元用于对所述可见光图像进行处理，所述辅助定位单元用于得到提示信号，所述待测物体被配置为自身位置和/或角度能够根据所述提示信号而得到调整。
现假定某一人员的手为待测物体，并作出具体说明：
当手即待测物体通过所述防护装置4进入至所述X射线源1和所述X射线探测器2的相对区域内时，所述感应模块3感应到待测物体进入所述相对区域；响应于所述感应模块3感应到待测物体进入所述相对区域，则所述控制模块5控制所述图像采集模块6获取所述待测物体的可见光图像，且由所述图像处理单元分析所述可见光图像以得到所述待测物体的当前位置信息；所述辅助定位单元通过比较所述当前位置信息与预设的基准位置信息而生成提示信号；响应于所述待测物体被调整后的当前位置信息与预设的基准位置信息相匹配，则所述控制模块5控制所述X射线源1和所述X射线探测器2工作，以得到所述待测物体的X射线图像。
具体地，所述控制模块5存有的预设的基准位置信息可以是一个框，也可以是某个形状，比如，在本实施例中，所述待测物体为手，则可以将所述基准位置信息设置为包括一个手型区域，当所述待测物体的可见光图像中的手的位置正好位于所述手型区域时，所述控制模块5即可控制所述X射线源1和所述X射线探测器2工作，若是所述待测物体的可见光图像中的手仅部分位于所述手型区域时，则需要根据所述辅助定位单元得到提示信号，再通过所述提示信号进行调整，直至所述待测物体的可见光图像中的手的位置位于所述手型区域。
所述提示信号包括的信息有平移的距离和方向、转动的方向和角度，所述提示信号可以是语音信号或图像信号中的一种或两种，不以此限定本发明的保护范围。在本实例中，如图2所示，所述X射线成像装置还包括设置在所述壳体14外部的语音模块(未图示)和设置在所述防护装置4上方的显示模块7，所述语音模块用于以语音信号形式输出所述提示信号，所述显示模块7用于以图像信号形式输出所述提示信号，且所述显示模块7能够对X射线起到防护作用。
在本发明的一个实施例中，提供了一种X射线成像装置，所述X射线成像装置还包括设置在所述壳体14内的可移动平台(未图示)，所述可移动平台由X射线可穿透材料制成，所述控制模块5与用于驱动可移动平台的驱动机构连接，所述驱动机构根据所述提示信号能够驱动所述可移动平台带动放置在其上的待测物体进行平移和/或转动，直至所述待测物体的当前位置信息与预设的基准位置信息相匹配。
在本发明的一个实施例中，提供了一种X射线成像装置，所述X射线成像装置还包括设置在所述壳体14内的温度传感器9和风扇13，所述温度传感器9和风扇13均与所述控制模块5连接，所述温度传感器9用于监测所述壳体14内的实时温度，当所述实时温度高于预设的温度阈值时，所述控制模块5控制所述风扇13转动，直至所述实时温度低于所述温度阈值。需要说明的是，所述温度传感器9的数量不作具体限定，可以是一个或多个，除了测量壳体14内部温度，还可以靠近所述控制模块5设置来实时监测所述控制模块5的工作温度，不以所述温度传感器9的数量和位置来限定本发明的保护范围。
在本发明的一个实施例中，提供了一种X射线成像装置，如图1所示，所述X射线成像装置还包括设置在所述壳体14上的急停开关10，外部人员可以通过所述急停开关10控制所述X射线成像装置立刻停止工作，以防止危险情况的发生。
在本发明的一个实施例中，提供了一种X射线成像装置，如图1所示，所述X射线成像装置还包括设置在所述壳体14上的总控开关11和电源接口12，所述电源接口12用于与外部电源连接，所述总控开关11用于切换所述外部电源与所述X射线成像装置之间的通断状态。
在本发明的一个实施例中，提供了一种X射线成像装置，包括壳体14、X射线源1、X射线探测器2、电路板、中央处理器和图形处理器、急停开关10、视窗/显示屏、可见光图像采集设备、可见光光源8、温度传感器9、系统冷却装置、红外感应器以及防护装置4。
所述壳体14用于安装一体机其他部件并提供射线屏蔽防护；所述X射线源1用于产生X射线；所述X射线探测器2用于探测X粒子并通过光电转换单元成像；所述电路板用于控制X射线源1等设备；所述中央处理器和图形处理器用于处理电路板输入的信号；所述急停开关10用于在紧急情况下切断系统电源，保护测试者和设备；所述视窗/显示屏用于观察装置的测试过程；所述可见光图像采集设备用于采集可见光图像，以进行辅助摆位；所述可见光光源8用于调整一体机内部亮度，使得待测体在可见光图像采集设备成像；所述温度传感器9用于采集装置内关键部件的温度数据；所述系统冷却装置用于冷却系统和关键部件，保护设备正常运行；所述红外感应器用于感应测试者并启动X射线成像装置；所述防护装置4用于在测试时候屏蔽射线，保护测试者。
具体地，接通并打开电源后，所述X射线成像装置将处于待机状态；当测试者接近X射线成像装置并被X射线成像装置的红外感应装置探测到后，可见光图像采集设备和可见光光源8打开；测试者把测试部位伸进X射线成像装置后，可见光图像采集设备不断采集图像并输出给系统，并在辅助摆位的作用下，根据输入的图像给出指令，使得测试者根据指令把测试部位放置于恰当的位置；当测试部位位置正确后，自动触发X射线源1，X射线探测器2采集X射线成像；系统阅读X射线探测器2所成的图像，输出诊断结果。
在本发明的一个实施例中，提供了一种X射线成像系统，包括客户端、处理器以及如上述任一实施例所述的X射线成像装置，其中，所述X射线成像装置对待测物体进行自动成像，并将X射线图像发送至所述处理器，所述处理器处理所述X射线图像以得到检测结果，并将所述检测结果发送至所述客户端。
在本发明的一个实施例中，提供了一种X射线成像系统，所述X射线成像系统还包括无线网络模块，所述无线网络模块用于将所述X射线图像发送至所述处理器，以及，将所述检测结果发送至所述客户端。
在本发明的一个实施例中，提供了一种X射线成像系统，所述X射线成像系统还包括存储器，其用于存储所述X射线图像和/或所述检测结果。
本X射线成像系统实施例的思想与上述实施例中X射线成像装置的工作过程属于同一思想，通过全文引用的方式将上述X射线成像装置实施例的全部内容并入本X射线成像系统实施例，不再赘述。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案结合人工智能(AI)与云计算技术，具备以下显著优点：
a.人工智能阅片：使用人工智能阅读所采集的粒子成像，极大的提高了阅片速度，快速得出结果又不失其准确性；
b.人工智能辅助摆位：使用人工智能帮助待检测者把成像部位放置于合适的区域，提高了测试效率，减少拍摄准备时间，减少了医生/医疗技师的介入；
c.系统可以上云：采集的图片通过DICOM协议上传至云盘或其他DICOM网络节点，便于异地读取、诊断与管理；
d.浸润式阅片：不仅可以实现全自动人工智能阅片，也可以在需要的时候由医生介入，辅助判断结果；
e.多种方式曝光：系统兼容两种曝光模式：自动曝光与手动曝光；
f.自动校准：可以在没有操作人员介入的情况下自动完成对X射线探测器2的全部校准流程；
g.云监控一体机：云端服务器可以远程监控多个装置与系统的工作状态，并能针对每个装置根据需要做出相应的控制；
h.无线接入：可以用多种无线传输的模式(WIFI，蓝牙等)接入专用或者通用的显示与控制设备(各种电脑，手机等)；
i.全屏蔽：X射线被屏蔽材料封闭在一个腔体内，除了测试部位，测试者其他部位和操作者不受X射线辐射。并且，此屏蔽材层本身构成了一体机的框架结构，实现了一种部件承担多种功能；
j.自动温控系统：安装温度传感器9，实现温度的自动控制；
k.GPU加速：使用图像处理器加速处理速度；
l.低剂量大尺寸平板探测器：使用的平板探测器能够满足年各个年龄阶段的测试需要，并且所需射线剂量低；
m.外同步/自动曝光检测(AED，Automatic exposure detection)：X射线探测器2兼具外同步和自动曝光检测同步功能；
n.自动曝光控制(AEC，Automatic exposure control)：X射线探测器2根据图像信息自动决定曝光时机并及时控制X射线源1，在满足成像质量要求的情况下，减少了曝光所用剂量。
本发明提供的技术方案采取整体射线防护，实现低剂量小型化的快速测试诊断，提高了诊断速度，减少了医护介入，设计降低了测试者承受的额外辐射剂量，提高了射线成像的安全性，并且通过云技术，可以实现网端操作与监控。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种X射线成像装置，其特征在于，用于对待测物体进行自动成像，所述X射线成像装置包括壳体以及设置在所述壳体内的：
X射线源，其用于提供X射线；
X射线探测器，其与所述X射线源相对设置，且所述X射线源和所述X射线探测器的相对区域用于放置待测物体；
感应模块，其靠近所述相对区域设置，以感应待测物体进入所述相对区域；
图像采集模块，其用于获取待测物体的可见光图像；
控制模块，其与所述X射线源、X射线探测器、图像采集模块、感应模块一一连接，所述控制模块包括图像处理单元和辅助定位单元；
响应于所述感应模块感应到待测物体进入所述相对区域，则所述控制模块控制所述图像采集模块获取所述待测物体的可见光图像，且由所述图像处理单元分析所述可见光图像以得到所述待测物体的当前位置信息；所述辅助定位单元通过比较所述当前位置信息与预设的基准位置信息而生成提示信号，所述待测物体被配置为自身位置和/或角度能够根据所述提示信号而得到调整；响应于所述待测物体被调整后的当前位置信息与预设的基准位置信息相匹配，则所述控制模块控制所述X射线源和所述X射线探测器工作，以得到所述待测物体的X射线图像。
2.如权利要求1所述的X射线成像装置，其特征在于，还包括设置在所述壳体内的可移动平台，所述可移动平台由X射线可穿透材料制成，所述控制模块与用于驱动可移动平台的驱动机构连接，所述驱动机构根据所述提示信号能够驱动所述可移动平台带动放置在其上的待测物体进行平移和/或转动，直至所述待测物体的当前位置信息与预设的基准位置信息相匹配。
3.如权利要求1所述的X射线成像装置，其特征在于，所述提示信号包括语音信号和/或图像信号；
所述X射线成像装置还包括语音模块和/或显示模块，所述语音模块用于以语音信号形式输出所述提示信号，所述显示模块用于以图像信号形式输出所述提示信号。
4.如权利要求1所述的X射线成像装置，其特征在于，还包括设置在所述壳体上的防护装置，其为多层交错设置的防护带或者为能够与待测物体配合的防护件。
5.如权利要求1所述的X射线成像装置，其特征在于，还包括设置在所述壳体内的：
温度传感器和风扇，其均与所述控制模块连接，所述温度传感器用于监测所述壳体内的实时温度，当所述实时温度高于预设的温度阈值时，所述控制模块控制所述风扇转动，直至所述实时温度低于所述温度阈值。
6.如权利要求1所述的X射线成像装置，其特征在于，还包括设置在所述壳体上的急停开关，外部人员通过所述急停开关能够控制所述X射线成像装置停止工作。
7.如权利要求1所述的X射线成像装置，其特征在于，还包括设置在所述壳体上的总控开关和电源接口，所述电源接口用于与外部电源连接，所述总控开关用于切换所述外部电源与所述X射线成像装置之间的通断状态。
8.一种X射线成像系统，其特征在于，包括客户端、处理器以及如权利要求1-7中任意一项所述的X射线成像装置，其中，所述X射线成像装置对待测物体进行自动成像，并将X射线图像发送至所述处理器，所述处理器处理所述X射线图像以得到检测结果，并将所述检测结果发送至所述客户端。
9.如权利要求8所述的X射线成像系统，其特征在于，还包括无线网络模块，所述无线网络模块用于将所述X射线图像发送至所述处理器，以及，将所述检测结果发送至所述客户端。
10.如权利要求8所述的X射线成像系统，其特征在于，还包括存储器，其用于存储所述X射线图像和/或所述检测结果。
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