CN210009040U - 一种影像仪器及其成像系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种影像仪器及其成像系统，其中影像仪器，包括壳体、控制模组、低压驱动模组、二次荧光发射模组、电源模组和把手；所述电源模组、低压驱动模组和二次荧光发射模组依次电性连接；所述低压驱动模组和二次荧光发射模组均设于壳体内；所述控制模组用于控制二次荧光发射模组工作；所述二次荧光发射模组用于发射二次荧光进行曝光；所述壳体上设有与二次荧光发射模组的发射端对齐的出光口；所述把手设于壳体上。本实用新型便携性能优良，通过能够发射二次荧光的二次荧光发射模组大幅度减小了整体的体积，适用于野外工作、紧急处理、救护应用、上门就诊等移动便携场合。

Description

一种影像仪器及其成像系统

技术领域

本实用新型涉及一种影像仪器及其成像系统和成像系统的控制方法。

背景技术

二次荧光的发射机理和传统库里奇不同。库里奇主要应用的是Bremsstrahlung(轫致辐射)射线，而二次荧光主要使用的是特征谱线。由于Bremsstrahlung的转换效率低下只有万分之一，设备往往需要大功率高压电源和散热，笨重巨大，无法实现真正意义上的便携。传统便携意义的设备往往轮轴传输等传统，比如床旁机，只能提供有限的功率和光亮，或者功能有限或者无法达到大型机理想的成像效果；同时此类设备还是要外接电源，移动仍然需要轮轴移动装置或者车辆辅助，并不是真正意义的手持或者肩背式的便携。

另一些功率和光亮更低的使用小型库里奇球管的应用可以实现真正意义上的便携甚至可以手持，但是由于空间重量有限，电压功率固定，光亮弱，只能依靠曝光时间来改变成像曝光量，应用场景十分有限，一般牙科类对光亮要求低的应用较多。也有少数应用到手足类和兽医应用的如小动物类的。但是这类设备由于散热问题无法有效解决，都需要较长的曝光间隔时间，比如每曝光一秒，间隔60秒进行散热，无法长时间曝光，也无法连续曝光，应用场景仍然有限。

而另一种使用二次荧光的便携式设备(XRF)虽然真正实现了便携，但其电流微弱，二次荧光光亮也很微弱，只能直接被探测板近距离检测。应用也只限于样品成分检测，而无其他更多的成像用途。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的是提供一种小型化的影像仪器。

实现本实用新型第一个目的的技术方案是：一种影像仪器，包括壳体、控制模组、低压驱动模组、二次荧光发射模组、电源模组和把手；所述电源模组、低压驱动模组和二次荧光发射模组依次电性连接；所述低压驱动模组和二次荧光发射模组均设于壳体内；所述控制模组用于控制二次荧光发射模组工作；所述二次荧光发射模组用于发射二次荧光进行曝光；所述壳体上设有与二次荧光发射模组的发射端对齐的出光口；所述把手设于壳体上。

优选的技术方案是，所述电源模组包括设置在壳体上的电源接口；所述电源接口与低压驱动模组电性连接。

另一种优选的技术方案是，所述电源模组包括充电电池和充电接口；所述充电接口设于壳体上，并且与设置在壳体内的充电电池电性连接；所述充电电池与低压驱动模组电性连接。

所述壳体上设有与出光口位于同一端面的距离检测模组。

所述控制模组包括中控平板、远端曝光控制接口、电源开关和控制电路；所述控制电路用于控制二次荧光发射模组曝光；所述中控平板、远端曝光控制接口和电源开关均设于壳体上，并且与控制电路电性连接；所述中控平板上显示有准备按钮和开始按钮；所述远端曝光控制接口用于与远端控制设备电性连接或通讯联接，并且远端控制设备上显示有或实际具有能够控制二次荧光发射模组工作的触发开关。

所述控制模组还包括曝光控制开关；所述曝光控制开关与控制电路电性连接。

所述壳体的出光口上安装有用于约束二次荧光发射角度的约束罩。

所述壳体的约束罩的内壁上均布有激光二极管；所述电源模组为激光二极管供电。

本实用新型的第二个目的是提供一种减少无用辐射对操作人员身体健康的影响的影像仪器的成像系统。

实现本实用新型第二个目的的技术方案是：一种影像仪器的成像系统，包括二次荧光影像仪器、探测板和中控设备；所述二次荧光影像仪器的结构与上述的影像仪器的结构一致；所述二次荧光影像仪器用于发射二次荧光穿透待测体照射在探测板上；所述中控设备与影像仪器的控制模组电性连接或通讯联接，并且用于控制二次荧光发射模组工作。

采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：(1)本实用新型便携性能优良，通过能够发射二次荧光的二次荧光发射模组大幅度减小了整体的体积，适用于野外工作、紧急处理、救护应用、上门就诊等移动便携场合。

(2)本实用新型的所述电源模组包括设置在壳体上的电源接口，电源接口与低压驱动模组电性连接，使用时可通过电源接口连接外部电源进行供电，操作方便。

(3)本实用新型的电源模组包括充电电池和充电接口，充电接口设于壳体上，并且与设置在壳体内的充电电池电性连接，充电电池与低压驱动模组电性连接，充电电池的设置大大提高了便携性。

(4)本实用新型的壳体上设有与出光口位于同一端面的距离检测模组，便于操作时确定自身与待测体之间的距离。

(5)本实用新型的控制模组还包括曝光控制开关，曝光控制开关与控制电路电性连接，便于在特殊环境下进行强制曝光。

(6)本实用新型的壳体的约束罩的内壁上均布有激光二极管，电源模组为激光二极管供电，便于出光口对准待测体。

(7)本实用新型的影像仪器的成像系统，通过中控设备进行远端控制，能够减少无用辐射对操作人员身体健康的影响。

(8)本实用新型的影像仪器的步骤三和步骤四中的操作都需要持续按压超过一秒，因此能够充分避免意外曝光的情况发生。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型的实施例1的影像仪器的前侧视角的立体图。

图2为本实用新型的实施例1的影像仪器的后侧视角的立体图。

图3本实用新型的实施例1的影像仪器的二次荧光发射模组的结构示意图。

图4为本实用新型的实施例1的影像仪器的约束罩的结构示意图。

图5为本实用新型的实施例1的影像仪器的约束罩的前视图。

图6为本实用新型的实施例1的影像仪器的剖视图。

图7为本实用新型的实施例1的影像仪器的成像系统的结构示意图。

图8为使用本实用新型的实施例1的影像仪器的成像系统获得的样品单能图像。

图9为本实用新型的实施例1的影像仪器的成像系统的二次荧光的发射和探测板的接收过程图。

图10为本实用新型的实施例1的影像仪器的控制方法的流程图。

图11为本实用新型的实施例2的影像仪器的前侧视角的立体图。

图12为本实用新型的实施例2的影像仪器的后侧视角的立体图。

图13为本实用新型的实施例3的影像仪器的前侧视角的立体图。

图14为本实用新型的实施例3的影像仪器的后侧视角的立体图。

附图中的标号为：

壳体1、出光口1-1、约束罩1-2、激光二极管1-2-1、控制模组2、中控平板2-1、远端曝光控制接口2-2、曝光控制开关2-3、睡眠/唤醒按钮2-4、低压驱动模组3、二次荧光发射模组4、真空管4-1、陶瓷管4-1-1、壳体4-1-2、灯丝发射器4-2、聚焦器4-3、靶材组件4-4、主靶材4-4-1、副靶材4-4-2、防辐射屏蔽罩4-5、高压电模组4-6、磁场发生器4-7、电源模组5、电源接口5-1、充电电池5-2、充电接口5-3、把手6、探测板7、中控设备8。

具体实施方式

(实施例1)

见图1至图6，本实施例的影像仪器，包括壳体1、控制模组2、低压驱动模组3、二次荧光发射模组4、电源模组5和把手6。电源模组5、低压驱动模组3和二次荧光发射模组4依次电性连接。低压驱动模组3和二次荧光发射模组4均设于壳体1内。控制模组2用于控制二次荧光发射模组4工作。二次荧光发射模组4用于发射二次荧光进行曝光。壳体1上设有与二次荧光发射模组4的发射端对齐的出光口1-1。把手6设于壳体1的尾部上，壳体1的尾部端面向前倾斜为握持把手6提供更大空间。壳体1的底部设有托槽，使用时操作者可一手握持把手6，另一手拖住托槽进行使用。壳体1上设有用于散热的散热孔。

电源模组5包括充电电池5-2和充电接口5-3。充电接口5-3设于壳体1上，并且与设置在壳体1内的充电电池5-2电性连接。充电电池5-2与低压驱动模组3电性连接。优选的，壳体1的侧壁上设有便于更换充电电池5-2的电池盖板。优选的，充电电池5-2为22.2V的6S锂电池。优选的，电源模组5还包括与充电电池5-2和充电接口5-3电性连接的充电管理电路。

二次荧光发射模组4包括真空管4-1、灯丝发射器4-2、聚焦器4-3和靶材组件4-4。灯丝发射器4-2设于真空管4-1内，用于发射电子。聚焦器4-3设于真空管4-1内，用于使灯丝发射器4-2发出的电子聚拢成电子束。靶材组件4-4安装在真空管4-1上，包括沿电子束的发射方向依次设置的主靶材4-4-1和副靶材4-4-2，并且主靶材4-4-1的厚度小于副靶材4-4-2的厚度。电子束在主靶材4-4-1上产生小焦点或分散焦点。

二次荧光发射模组4的真空管4-1包括陶瓷管4-1-1和壳体4-1-2。壳体4-1-2用于封闭陶瓷管4-1-1。灯丝发射器4-2和聚焦器4-3均设于陶瓷管4-1-1内。靶材组件4-4设于壳体4-1-2的一端，并且靶材组件4-4与灯丝发射器4-2对齐。

二次荧光发射模组4的真空管4-1的壳体4-1-2与陶瓷管4-1-1之间填充有绝缘材料。

二次荧光发射模组4还包括套设在真空管4-1外壁上的，屏蔽多余辐射的防辐射屏蔽罩4-5。

二次荧光发射模组4还包括设于真空管4-1的陶瓷管4-1-1与壳体4-1-2之间的高压电模组4-6。靶材组件4-4、灯丝发射器4-2和聚焦器4-3分别与高压电模组4-6电性连接，并且靶材组件4-4与灯丝发射器4-2形成电势差异。高压电模组4-6与低压驱动模组3电性连接。

二次荧光发射模组4的聚焦器4-3通过电压对灯丝发射器4-2释放的电子施压，来将电子限制在狭小的行走角度里，从而形成电子束，并使电子束打击靶材组件4-4的主靶材4-4-1。

二次荧光发射模组4还包括磁场发生器4-7。磁场发生器4-7用于从真空管4-1外侧发生磁场穿透真空管4-1来影响灯丝发射器4-2发出的电子最终在靶材组件4-4的主靶材4-4-1上的焦点位置。

控制模组2包括中控平板2-1、远端曝光控制接口2-2、电源开关和控制电路。控制电路用于控制二次荧光发射模组4曝光。远端曝光控制接口2-2和电源开关均设于壳体1上，并且与控制电路电性连接。壳体1的顶部设有凸台，并且凸台前部的高度高于后部的高度，中控平板2-1设于凸台的顶部上。控制电路包括单片机组件。

中控平板2-1上显示有准备按钮和开始按钮。远端曝光控制接口2-2用于与远端控制设备电性连接或通讯联接，并且远端控制设备上显示有或实际具有能够控制二次荧光发射模组4工作的触发开关。

控制模组2还包括设置在把手6上的曝光控制开关2-3，以及设置在壳体1上的睡眠/唤醒按钮2-4。曝光控制开关2-3和睡眠/唤醒按钮2-4与控制电路电性连接。

壳体1上设有与出光口1-1位于同一端面的距离检测模组1-3。距离检测模组1-3为光感距离检测器，用于检测自身与探测板之间的直线距离，并将数据传输至中控平板2-1或远端控制设备。

壳体1的出光口1-1上可拆卸式固定有用于约束二次荧光发射角度的约束罩1-2。

壳体1的约束罩1-2与出光口1-1可拆卸式固定连接。约束罩1-2内腔在竖向上的截面呈矩形，并且内腔在竖向上的截面由后至前平滑递增。

壳体1的约束罩1-2的内壁上均布有激光二极管1-2-1。电源模组5为激光二极管1-2-1供电。

见图7，本实施例的影像仪器的成像系统，包括二次荧光影像仪器、探测板7和中控设备8。二次荧光影像仪器的结构与上述的影像仪器的结构一致。二次荧光影像仪器用于发射二次荧光穿透待测体照射在探测板7上。中控设备8与影像仪器的控制模组2电性连接或通讯联接，并且用于控制二次荧光发射模组4工作。

使用时，二次荧光影像仪器发射的二次荧光穿透待测体被探测板7探测到，由于待测体的组织密度厚度不同，导致对二次荧光的吸收程度不同，探测板7上的光亮分布也不均匀，从而探测板7通过对光亮强度的探测可以形成对比度，从而完成成像。二次荧光影像仪器可以通过中控平板2-1来进行参数调节，然后通过自身的中控平板2-1上显示的开始按钮或曝光控制开关2-3进行曝光，二次荧光影像仪器也可以通过远端曝光控制接口2-2与中控设备8连接，使用中控设备8进行中控，然后曝光操作可以通过中控设备8上的触发开关来实现，从而减少无用辐射对操作人员身体健康的影响。探测板7和中控设备8进行连接，可以采用有线或者无线联接，从而对曝光的检测时间点进行同步接收控制。同时中控设备8可以读取探测板7探测获得的影像，进行进一步的数据分析处理以及存储等操作。探测板7的探测器可以具有不同的类型和形状，也可以由多个探测器拼接成。

见图8，图像为灰度对比度图像，该成像使用参数：80千伏电压、200微安电流、200毫秒曝光时间和50厘米的探测距离。

见图9和图10，本实施例的影像仪器的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、准备曝光，打开电源开关。

步骤二：通过中控平板2-1输入曝光参数。

步骤三、持续按压中控平板2-1上的准备按钮超过一秒，然后进入步骤四，若未进行前述操作则返回步骤一；

步骤四：持续按压曝光控制开关2-3超过一秒、或者持续按压中控平板2-1上的开始按钮超过一秒、或者持续按压远端控制设备上的触发开关超过一秒，然后进入步骤五，若未进行前述操作则返回步骤一。

步骤五：二次荧光发射模组4进行曝光，具体包括以下步骤：

①、曝光开始后，初始阶段二次荧光发射模组4电压升压到高压稳定后接通电流进入曝光阶段，同时二次荧光发射模组4产生二次荧光，并且探测板7打开开始接收放射信号，并进行成像；

②、成像结束后二次荧光发射模组4电压开始下降，同时探测板7开始缓冲高压成像数据；二次荧光发射模组4电压下降到合适阶段进入低压曝光阶段后，探测板7进行第二次检测与成像；

③、探测板7成像接收结束后进入降压阶段，探测板7关闭，二次荧光发射模组4电压逐步归零。

步骤六：曝光结束，按任意按键返回步骤一；曝光结束具体包括以下几种情况：曝光时间自然结束、按压曝光控制开关提前结束曝光、按压中控平板上的开始按钮提前结束曝光或者按压远端控制设备上触发开提前关结束曝光。

(实施例2)

见图11和图12，本实施例的影像仪器与实施例1基本相同，不同之处在于：

壳体1呈方盒状，把手6设于壳体1的顶面上。中控平板2-1可拆卸式设置在壳体1上，并且通过电线或远程发射模块与控制电路联接。控制电路包括处理器和远程接收模块。远程发射模块为无线发射模块或蓝牙发射模块，远程接收模块为无线接收模块或蓝牙接收模块。壳体1上设有与外部X光探测板连接的接口。壳体1上设有用于安装肩带的挂环(图中未示出)。本实施例的影像仪器携带时可采用肩背或通过行李箱携带，使用时可放置在桌面或者支架上，适合相对固定的场所，如诊所，影像中心等。

电源模组5包括设置在壳体1上的电源接口5-1。电源接口5-1与低压驱动模组3电性连接。电源接口5-1用于外接110/220V电源。

(实施例3)

见图13和图14，本实施例的影像仪器与实施例1基本相同，不同之处在于：壳体1呈矩形，把手6设置在壳体1的底部。中控平板2-1设于壳体1的顶面上。

(实施例4)

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：约束罩1-2不可拆卸地固定再壳体1的出光口1-1上。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种影像仪器，其特征在于：包括壳体(1)、控制模组(2)、低压驱动模组(3)、二次荧光发射模组(4)、电源模组(5)和把手(6)；所述电源模组(5)、低压驱动模组(3)和二次荧光发射模组(4)依次电性连接；所述低压驱动模组(3)和二次荧光发射模组(4)均设于壳体(1)内；所述控制模组(2)用于控制二次荧光发射模组(4)工作；所述二次荧光发射模组(4)用于发射二次荧光；所述壳体(1)上设有与二次荧光发射模组(4)的发射端对齐的出光口(1-1)；所述把手(6)设于壳体(1)上。

2.根据权利要求1所述的一种影像仪器，其特征在于：所述电源模组(5)包括设置在壳体(1)上的电源接口(5-1)；所述电源接口(5-1)与低压驱动模组(3)电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种影像仪器，其特征在于：所述电源模组(5)包括充电电池(5-2)和充电接口(5-3)；所述充电接口(5-3)设于壳体(1)上，并且与设置在壳体(1)内的充电电池(5-2)电性连接；所述充电电池(5-2)与低压驱动模组(3)电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种影像仪器，其特征在于：所述壳体(1)上设有与出光口(1-1)位于同一端面的距离检测模组(1-3)。

5.根据权利要求1所述的一种影像仪器，其特征在于：所述控制模组(2)包括中控平板(2-1)、远端曝光控制接口(2-2)、电源开关和控制电路；所述控制电路用于控制二次荧光发射模组(4)曝光；所述中控平板(2-1)、远端曝光控制接口(2-2)和电源开关均设于壳体(1)上，并且与控制电路电性连接；所述中控平板(2-1)上显示有准备按钮和开始按钮；所述远端曝光控制接口(2-2)用于与远端控制设备电性连接或通讯联接，并且远端控制设备上显示有或实际具有能够控制二次荧光发射模组(4)工作的触发开关。

6.根据权利要求5所述的一种影像仪器，其特征在于：所述控制模组(2)还包括曝光控制开关(2-3)；所述曝光控制开关(2-3)与控制电路电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种影像仪器，其特征在于：所述壳体(1)的出光口(1-1)上安装有用于约束二次荧光发射角度的约束罩(1-2)。

8.根据权利要求7所述的一种影像仪器，其特征在于：所述壳体(1)的约束罩(1-2)的内壁上均布有激光二极管(1-2-1)；所述电源模组(5)为激光二极管(1-2-1)供电。

9.一种影像仪器的成像系统，其特征在于：包括二次荧光影像仪器、探测板(7)和中控设备(8)；所述二次荧光影像仪器的结构与权利要求1至8之一所述的影像仪器的结构一致；所述二次荧光影像仪器用于发射二次荧光穿透待测体照射在探测板(7)上；所述中控设备(8)与影像仪器的控制模组(2)电性连接或通讯联接，并且用于控制二次荧光发射模组(4)工作。

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