CN2669793Y - 计算机x射线影像板激光扫描仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种计算机X射线影像板激光扫描仪，包括暗盒、运动装置、激光扫描系统、影像信号收集及放大系统、控制系统和工作台。通过运动装置可自动将IP板拖出，激光扫描系统发射的激光束沿横向对IP板进行扫描，由滑板挂钩钩住的IP板随滑板一起在步进电机驱动下纵向运动，从而完成对IP板的整板扫描激发，激光束扫描完一行之后，IP板在运动装置拖动下前进一固定距离。激光束与IP板的法线的角度为15°至20°光波导接收器端面法线与IP板法线的角度为约15°，通过影像信号收集及放大系统收集影像信息，输入到计算机内，它可以通过互联网进行远距离传送，进行远距离处理。本实用新型造价低廉，使用方便。

Description

计算机X射线影像板激光扫描仪

技术领域：

本实用新型涉及一种影像激光扫描仪，尤其涉及一种计算机X射线影像板激光扫描仪。

背景技术：

目前，医疗上一般用X射线影像板(IP板)取代X光胶片来进行X光摄像，使用方法与传统的X光胶片一样，经X光照射后物体的影像以电子潜影的方式会留存在IP板上，IP板可经过消影处理后重新使用，因此，IP板的应用呈上升趋势。当X光穿透物体时，将会减弱，主要是由于物体光电吸收、Compton散射引起的。IP板纪录了X光能量的变化，由此可以获得物体的内部组成情况。IP板以模拟量的形式记录人体的信息，但其线性范围大大超过普通X射线胶片，可达1∶10000。在避光的环境下，X射线照射后以潜影方式储存人体受照射部分的信息(潜影)。IP板所存影像信息在光照下会以磷光(紫外光)辐射形式消失，其辐射强度与光照条件有关。但当用恒定光强的红色激光(波长650纳米)激发时，IP板上的影像信息受激辐射的磷光强度与穿过人体后的X射线光强成正比。红色激光对IP板逐点扫描，从每一点辐射出来的磷光(包含了该点的影像信息)被光波导收集后，经光电子放大和电子放大，最后通过A/D变换被转换为数字信号，并以文件的形式保留在计算机存储设备内。不用通过传统的显影、定影等暗室操作，从计算机的显示器上就可以直接看到被摄的医学影像。这大大方便了医疗处理。

但是，基于上述原理的CR系统，价格都比较高，结构比较复杂，不利于推广。

实用新型内容：

针对现有X射线影像仪所存在的问题和不足，本实用新型的目的是提供一种造价比较低的计算机X射线影像板激光扫描仪。

本实用新型是这样实现的：一种计算机X射线影像板激光扫描仪，包括有置放IP板的暗盒、可拖动IP板运动的运动装置、激光扫描系统、影像信号收集及放大系统、控制系统和工作台，所述激光扫描系统包括有半导体激光器、扩束准直器、振镜、置于所述振镜前的Fθ物镜和控制所述振镜运动的振镜驱动器；所述信号收集及放大系统包括有光波导接收器、置于所述光波导接收器前端的干涉滤波片、置于所述光波导接收器尾端的光学滤波器、光电倍增管和直流放大器；所述控制系统包括有CPU、存储器、显示器、输入输出端口、A/D转换器、D/A转换器及传感器；所述运动装置固定在所述工作台上，所述暗盒固定在所述工作台上并与所述运动装置对应放置，所述影像信号收集及放大系统置于工作台中，其中，所述光波导接收器置于所述IP板下，其端面置于所述IP板的激发反射光路上，端面长度与IP板宽度相当，所述光波导接收器的尾端外形与所述光电倍增管的接收端形状一致，其特征在于，所述激光扫描系统发射的激光束与IP板的法线夹角为15°至20°所述运动装置拖动所述暗盒里的IP板运动，所述半导体激光器发射的激光经扩束准直器扩束和准直后，经所述振镜反射到所述IP板上，所述IP板内的图像信息被激发，发射到端面与所述IP板法线约15°光波导接收器内，经全反射后进入所述光电倍增管并经直流放大器放大后输出，经A/D转换后，由CPU处理，并通过显示器将影象输出。

该扫描仪还包括有消影板，其置于所述IP板下，并与激光束的运动路线保持有间隙。

所述运动装置包括有两平行导轨，置于平行导轨上的滑板，该滑板上设置有两滑块，两滑块与两平行导轨分别连接，其中一导轨上方还水平设置有丝杠，所述丝杠一端设置有从动轮，该从动轮与电机驱动的驱动轮连接，所述滑板上还设置有另一传动块，该传动块与所述丝杠配合连接；所述滑板上还设置有挂卡IP板的挂钩。

所述暗盒与所述运动装置对应放置是指滑板上的挂钩与暗盒在同一水平面上。

所述从动轮、驱动轮带有齿，传动带与所述从动轮、驱动轮配合连接。

所述电机为步进电机。

所述运动板上设置有继电器，所述导轨上安有红外探测器，所述红外探测器并通过A/D转换器及输入输出端口与所述CPU连接，所述继电器通过D/A转换器及输入输出端口与所述CPU连接。

所述导轨为方形。

所述振镜驱动通过D/A转换器及A/D转换器与所述CPU连接。

所述工作台上置有轮子。

本实用新型通过运动装置，可自动将IP板拖出，激光扫描系统发射的激光束沿横向对IP板进行扫描，由滑板挂钩钩住的IP板随滑板一起在步进电机驱动下纵向运动，从而完成对IP板的整板扫描激发，激光束扫描完一行之后，IP板在运动装置拖动下前进一固定距离。并且，木实用新型保证激光束与IP板的法线的角度为15°至20°光波导接收器端面法线与IP板法线的角度为约15°，该角度可使激光扫描系统和影像信号收集及放大系统在工作台中的布局比较合理；通过影像信号收集及放大系统收集影像信息，并通过A/D转换器及输入输出端口输入到计算机内，经处理后生成文件，作为数字化的图像文件，它不仅可以用不同的手段处理来满足不同的需要，还可以通过互联网进行远距离传送，进行远距离处理；扫描完IP板后，激光扫描系统停止发射激光，同时IP板下的消影板上的消影灯开启，对IP板进行消影，以备下次使用。本实用新型通过设置控制系统，可使扫描、消影自动完成，使用方便，并且，本实用新型造价低廉，易于推广，且其结构合理、布局清晰、安装方便。

附图说明：

下面结合附图，对本实用新型作出详细描述。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的光学系统结构示意图；

图3为本实用新型的运动装置结构示意图；

图4为本实用新型影像信号收集及放大系统示意图；

图5为本实用新型光路结构示意图。

具体实施方式：

如图1和2所示，本实用新型包括有置放IP板的暗盒6、可拖动IP板运动的运动装置、激光扫描系统、影像信号收集及放大系统、控制系统。如图3所示，运动装置包括两平行的方形导轨7，与方形导轨7滑动连接的两滑块2，滑板3固定在滑块2上，IP板的挂钩12固定在滑板3的一侧，消影板13固定在滑板3与固定挂钩12的同侧，且置于挂钩12的下方，丝杠1平行置于一侧方形导轨7的上方，丝杠1侧的滑板3上固定有传动块8，其与丝杠1配合连接；丝杠1两端通过轴承连接于与方形导轨7固定的支架上，且丝杠1一端设置有从动轮9，从动轮9通过传送带与主动轮10连接，从动轮9、主动轮10的外表面设有齿，传送带与之配合。其中，主动轮10与步进电机连接。如图1所示，暗盒6固定在工作台11上表面的一端，运动装置同样也固定在工作台11的上表面，且挂钩12与暗盒6处于同一平面上，暗盒6与消影板13之间有间隙，以使激光扫描系统发射的激光束通过。如图2所示，激光扫描系统置于工作台11中，固定座14有一倾斜的端面，Fθ物镜架15垂直固定在固定座14的端面上，Fθ物镜16固定在Fθ物镜架15中央，半导体激光器27和扩束准直器置于固定座14中央，振镜17固定在固定座14的一侧，并与振镜驱动器18连接；影像信号收集及放大系统包括有光波导接收器19、置于所述光波导接收器19前端的干涉滤波片20、置于所述光波导接收器尾端的光学滤波器、光电倍增管和直流放大器，如图4所示，激发出IP板影像光信号采用光波导接收器收集，为减弱波长为650纳米的红光进入光波导接收器，在光波导接收器的入射端用由5块滤光片构成光学干涉滤光片，用光学胶粘在光波导的前端；光波导接收器的作用是将影像信号有效地收集到端窗型的光电倍增管的光阴极上。光波导接收器的入射端长度与IP板宽度相等，出射端收拢成圆形，与与光电倍增管圆型的光阴极匹配，其采用有机玻璃制作。光波导接收器的设计不仅使入射光改变传播方向，而且其形状要从一端的长条形渐变成准圆型，即与光电倍增管的接收端外形一致，光在光波导接收器中传播必须满足全反射条件。光波导光波导接收器光接收面与IP板法线成约15°

为方便工作台11的移动，工作台底部还设置有轮子25。为适应各种型号IP板，暗盒6的宽度足够大，挂钩12可挂卡多种型号的IP板。

如图5所示，半导体激光器发出的光束经扩束和两次准直，输出圆光斑的平行光束，投射到振动扫描镜上，经轴向与IP板成约75°Fθ物镜聚焦后，在IP板上聚成直径约为0.1mm的激光斑。当振镜驱动使振镜摆动时，在IP板上扫出一条长等于IP板总宽度的亮线。完成对IP板上一行的逐点激发，振动扫描镜由数控阶梯波驱动，振动幅度和频率由阶梯波的参数确定，可实现每分钟最多4800次的扫描。半导体激光器产生可控的恒定激光，用以激射IP板，IP板辐射出包含影像信息的光信号。半导体激光器可以按系统工作的需要输出两种不同的光强。正常扫描时，IP板上接收的光强约12毫瓦，光功率密度达到120瓦/平方厘米。在IP板预扫描时，半导体激光器的输出功率被控制在正常输出功率的1/10。扫描激发系统的同步控制保证半导体激光器与振动扫描镜的驱动阶梯波保持严格的同步关系，每一帧影像读出开始时，半导体激光器被点亮，一帧影像读出结束时自动关闭；每一行扫描正程半导体激光器被点亮，逆程时(回扫)自动关闭。由于需要扫描IP板上的整个影像，因此，在扫描过程中，IP板需要被拖动，并且，需要保证IP板的运动与激光束的扫描周期保持一致。振镜每来回振动一个周期，机械运动装置就带动IP板纵向步进0.1mm，然后进行下一行的扫描，以实现整块IP板影像信息的扫描读出。

光波导接收器接收激发出IP板影像的光信号，但与影像信号一起进入光波导接收器的还有背景光(扫描激光)，它比包含影像信息的IP板受激发射光强数百万倍，但由于两者的波长不同，可通过在光波导接收器的出口处设置一个带通光学吸收滤波器以吸收强大的背景光。在600-800nm波长范围内为截止区，其透过率＜10^-10。可见，此滤波器让影像信号(波长390nm)的绝大部分(84％)通过，而由激发光形成的背景光(波长650nm)几乎完全不能通过。光学滤波器有效地滤除了激发光形成的强大的背景光。IP板辐射的微弱磷光被光波导接收器收集，通过光学吸收滤波器将背景光滤除后送到光电倍增管，从光电倍增管输出的影像信号是数十纳安到数微安的微弱电流，经直流放大器放大到满幅度输出为±5V的信号给A/D转换器变换，最后输入计算机系统。经CPU处理后输出成为图形文件，作为数字化的图像文件，它不仅可以用不同的手段处理来满足不同的需要，还可以通过互联网进行远距离传送，进行远距离处理。当扫描结束后，IP板回撤，由发光二极管组成的消影板开启，对IP板进行消影处理，处理后的IP板可以继续使用。

本实用新型的控制系统包括有CPU、存储器、显示器、输入输出端口、A/D转换器、D/A转换器及传感器等。如图3所示，通过在滑板3上设置的红外传感器4，该传感器4通过D/A转换器与CPU连接，当滑板3拖动IP板并扫描完成时，传感器4通过D/A转换器向CPU发出信号，CPU通过D/A转换器，向与电机连接的电压控制器发出停止信号，电压控制器控制电机的电压以停止。CPU还可控制电机反转。同时，振镜控制器同样也通过A/D、D/A转换器与CPU连接，当CPU控制步进电机工作时，同时，向振镜控制器发出工作开始信号，振镜控制器控制振镜运动，并保证振镜的摆动周期与步进电机同步。本实用新型可实现高度的自动化。

Claims (10)

1.一种计算机X射线影像板激光扫描仪，包括有置放IP板的暗盒、可拖动IP板运动的运动装置、激光扫描系统、影像信号收集及放大系统、控制系统和工作台，所述激光扫描系统包括有半导体激光器、扩束准直器、振镜、置于所述振镜前的Fθ物镜和控制所述振镜运动的振镜驱动器；所述信号收集及放大系统包括有光波导接收器、置于所述光波导接收器前端的干涉滤波片、置于所述光波导接收器尾端的光学滤波器、光电倍增管和直流放大器；所述控制系统包括有CPU、存储器、显示器、输入输出端口、A/D转换器、D/A转换器及传感器；所述运动装置固定在所述工作台上，所述暗盒固定在所述工作台上并与所述运动装置对应放置，所述影像信号收集及放大系统置于工作台中，其中，所述光波导接收器置于所述IP板下，其端面置于所述IP板的激发反射光路上，端面长度与IP板宽度相当，所述光波导接收器的尾端外形与所述光电倍增管的接收端形状一致，其特征在于，所述激光扫描系统发射的激光束与IP板的法线夹角为15°至20°所述运动装置拖动所述暗盒里的IP板运动，所述半导体激光器发射的激光经扩束准直器扩束和准直后，经所述振镜反射到所述IP板上，所述IP板内的图像信息被激发，发射到端面与所述IP板法线约15°光波导接收器内，经全反射后进入所述光电倍增管并经直流放大器放大后输出，经A/D转换后，由CPU处理，并通过显示器将影象输出。

2.如权利要求1所述的计算机X射线影像板激光扫描仪，其特征在于，该扫描仪还包括有消影板，其置于所述IP板下，并与激光束的运动线路保持有间隙。

3.如权利要求1所述的计算机X射线影像板激光扫描仪，其特征在于，所述运动装置包括有两平行导轨，置于平行导轨上的滑板，该滑板上设置有两滑块，两滑块与两平行导轨分别连接，其中一导轨上方还水平设置有丝杠，所述丝杠一端设置有从动轮，该从动轮与电机驱动的驱动轮连接，所述滑板上还设置有另一传动块，该传动块与所述丝杠配合连接；所述滑板上还设置有挂卡IP板的挂钩。

4.如权利要求3所述的计算机X射线影像板激光扫描仪，其特征在于，所述暗盒与所述运动装置对应放置是指滑板上的挂钩与暗盒在同一水平面上。

5.如权利要求3所述的计算机X射线影像板激光扫描仪，其特征在于，所述从动轮、驱动轮带有齿，传动带与所述从动轮、驱动轮配合连接。

6.如权利要求3所述的计算机X射线影像板激光扫描仪，其特征在于，所述电机为步进电机。

7.如权利要求3所述的计算机X射线影像板激光扫描仪，其特征在于，所述运动板上设置有继电器，所述导轨上安有红外探测器，所述红外探测器并通过A/D转换器及输入输出端口与所述CPU连接，所述继电器通过D/A转换器及输入输出端口与所述CPU连接。

8.如权利要求3所述的计算机X射线影像板激光扫描仪，其特征在于，所述导轨为方形。

9.如权利要求1所述的计算机X射线影像板激光扫描仪，其特征在于，所述振镜驱动通过D/A转换器及A/D转换器与所述CPU连接。

10.如权利要求1所述的计算机X射线影像板激光扫描仪，其特征在于，所述工作台上置有轮子。

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