專利名稱：胸部x線自動攝影臺的制作方法
技術領域：
本實用新型是涉及一種用于檢查疾病的胸部X線自動攝影臺。
背景技術：
X線照片質(zhì)量直接影響通過X線影像檢查疾病的診斷質(zhì)量。X線攝影參數(shù)選擇不當，是影響X線照片質(zhì)量的主要原因，而X線攝影參數(shù)的選擇，在普通X線設備中，實際上就是對射線管電壓KV和X線照射量mAs的選擇，在X線照片中，攝影參數(shù)包括管電流mA、管電壓KV、曝光時間S、焦一片距D。X線感光效應PE與它們的關系為PE＝KV2×mA×S÷D2。對于不同的檢查部位，其焦—片距基本上是固定的。為了獲取高質(zhì)量的胸片，攝影工作者根據(jù)被檢者的體質(zhì)、胖瘦和設備條件，通常只能在KV和mAs的檔位上憑經(jīng)驗進行選擇。在一個醫(yī)院，其設備條件是固定的。因此，攝影參數(shù)KV和mAs的選擇，主要取決于被檢者的體質(zhì)因素。這些參數(shù)的確定主要取決于人體胖瘦程度和病理因數(shù)。傳統(tǒng)的X線投照方法，都是用尺子測量被檢部位的厚度來確定X線攝影參數(shù)，在工作繁忙時，就憑目測估計體厚，胖瘦程度完全靠主觀經(jīng)驗判斷。X線攝影參數(shù)的選擇確定，在很大程度上取決于攝影者個人的素質(zhì)，所以出現(xiàn)廢片和重照幾率較大，病人遭受不必要的照射，醫(yī)院也蒙受了經(jīng)濟損失。
中國專利公開了名稱為“胸部X線自控攝影架”(專利號為02242290)的實用新型專利，該專利雖然采用可移動的呼吸板對人體的呼吸進行檢測，利用患者的吸氣使呼吸傳感板的位移通過接近開關控制X線起曝時機，保證放射技師能自動準確地捕捉患者最大吸氣峰值時機進行X線曝光，保證X線影像的質(zhì)量提供可靠依據(jù)，但病人仍要攝影師憑目測確定體厚，胖瘦程度完全靠觀察判斷，X線攝影參數(shù)的選擇確定，實際上取決于攝影操作者個人的素質(zhì)和經(jīng)驗。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的設計目的就是自動對被檢者的身高體重(胖瘦程度)呼吸位移進行測量，通過計算機獲得最佳的攝影參數(shù)和攝影時機，控制X光機自動進行攝影，以盡可能減少不同的操作放射技師主觀人為判斷誤差，保證胸部X線照片的質(zhì)量，減少廢片率和重照率，減少病人遭受不必要的照射，實現(xiàn)X線攝影自動化、規(guī)范化，提高醫(yī)療診斷質(zhì)量水平。
本實用新型的解決方案是這樣的在暗盒架的立柱的上端安裝有身高傳感器，在暗盒架前人體站立位置安裝有體重傳感器。
所述的身高傳感器是經(jīng)變送電路將信號接到A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路；所述的體重傳感器是經(jīng)變送電路將信號接到A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路；兩路A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路接到計算機控制器進行顯示控制。
上述身高傳感器、體重傳感器經(jīng)過變送電路將信號送到A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路進入到計算機控制器，計算機采集到身高、體重信號后，根據(jù)預先設定的模式和數(shù)學模型進行曝光參數(shù)計算和控制；如果增加呼吸位移傳感器對呼吸參數(shù)進行測量，還可由計算機控制器利用呼吸位移傳感器檢測記錄和捕捉到被檢者最大吸氣量，從而在最佳吸氣時機對被檢者進行X線曝光控制。
增加呼吸位移傳感器對呼吸參數(shù)進行測量后，計算機控制器就具有自動采集身高、體重，自動計算曝光量和自動控制曝光的功能。
計算機控制器還具有人工手動設定身高、體重、曝光量的切換方式，以方便特例攝影需要或傳感器故障時臨時切換使用。
計算機控制器還具有自動控制曝光/手動控制曝光的切換方式，以在不需要吸氣曝光或被檢者不能正確呼吸或呼吸傳感器故障時臨時切換使用。
上述技術方案，是依據(jù)X線感光效應公式，分析密度值為1.2～1.6胸片的患者體重、身高和X線攝影條件KV、mAs之間的關系，得出在一定條件下X線量mAs與人體相對重量(G÷H)的關系式mAs＝K×G÷H(K是與設備條件和體型有關的修正系數(shù)，G是體重，單位Kg，H是身高，單位cm)。
上述自動控制部分的技術方案，是應用傳感器技術自動檢測被檢者的體重、身高、呼吸位移量，通過變換傳送、A/D轉(zhuǎn)換進入到計算機控制器，經(jīng)計算機進行相應計算處理，得到基于體重W、身高H、系數(shù)K值的曝光量mAs＝K×G÷H，同時，根據(jù)記錄和捕捉到被檢者最大吸氣量曝光時機，控制X光機的工作。人機界面是應用計算機技術提供人機對話窗口，實現(xiàn)有關參數(shù)圖型的顯示、數(shù)據(jù)的輸入以及操作控制的方便。
本實用新型的優(yōu)點是能對病人的身高體重(胖瘦)進行測量，提供最佳的攝影參數(shù)和攝影時機，盡可能減少人為誤差，保證胸部X線照片的質(zhì)量，重照率廢片率降到最小，減少病人遭受不必要的照射，使用方便快捷，測量操作準確規(guī)范。


附圖是本實用新型的實施例。
附圖1是本實用新型的結(jié)構示意圖。
附圖2是本實用新型自動攝影系統(tǒng)方框圖。
附圖3是身高傳感器H及其變送器電路。
附圖4是體重傳感器W及其變送器電路。
附圖5是呼吸位移傳感器δ及其變送器電路。
附圖6是控制器及A/D擴展模塊接線圖。
附圖7-10是人機界面圖例。
具體實施方式
暗盒架2的前端設置有可移動的呼吸傳感板，在暗盒架的立柱1的上端安裝有身高傳感器H，在暗盒架2前人體站立位置安裝有體重傳感器W。
所述的身高傳感器H是經(jīng)變送電路將信號接到A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路；所述的體重傳感器W是經(jīng)變送電路將信號接到A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路；兩路A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路接到計算機控制器進行顯示控制。由計算機控制器與X光機曝光控制電路連接。
計算機控制器還具有與曝光時機選擇裝置相接的控制支路。
曝光時機的選擇可以采取手動方式、自動方式、自動方式與手方式共同作用的方式。
在曝光時機采用手動方式中，所述的曝光時機選擇裝置與手動選擇器連接，攝影師依據(jù)計算機顯示出病人的最佳呼吸時機進行曝光。
在曝光時機采用自動方式中，所述的曝光時機選擇裝置與自動曝光時機選擇器連接，所述的曝光時機選擇裝置與自動曝光時機選擇器連接，所述的自動曝光時機選擇器具有A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路，A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路的輸入接到呼吸位移傳感器δ。
所述的計算機控制器與人機界面(顯示和操作面板)連接。
所述的曝光時機的選擇可以采取自動方式、手動方式、自動方式與手方式共同作用的方式。
在曝光時機采用手動方式中，攝影師可依據(jù)計算機人機界面顯示出病人的實時呼吸時機進行曝光。
在曝光時機采用自動方式中，所述的自動曝光時機選擇是通過計算機控制器利用呼吸位移傳感器δ檢測記錄和捕捉到被檢者(病人)最佳呼吸時機的時候自動控制X光機進行曝光。
在自動方式與手方式共同作用的方式中，是將上述兩種方式組合，可以選擇采用自動方式工作，也可以采用手動方式工作。如果自動方式能完成攝影，就采用自動方式工作；如果情況特殊，就采用手動方式工作。
本實施例中同時采用身高傳感器H、體重傳感器W和呼吸位移傳感器δ，如附圖1所示。
因此，本實施例中所述的人機界面(顯示和操作面板)主界面上設計有身高cm、體重Kg、呼吸狀態(tài)、建議曝光量mAs、管電壓KV、管電流mA、曝光時間mS等顯示窗口；還設計有“側(cè)位”、“正位”、“斜位”、“頸椎”部位拍攝按鈕和“KV檔”、“mA檔”、“自動檔”、“自動開始”、“手動開始”等按鈕，如附圖(7、8、9、10)所示。
所述的人機界面(顯示和操作面板)還設計有輔助設定界面。
所述的呼吸位移傳感器δ是通過其變送電路接到A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路進入到計算機控制器，如附圖5所示。
所述的身高傳感器H是通過變送電路接到A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路進入到計算機控制器，如附圖3所示。
所述的體重傳感器W是通過變送電路接到A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路進入到計算機控制器，如附圖4所示。
所述的計算機控制器設計有自動采集身高、體重，自動計算曝光量和人工手動設定身高、體重、曝光量的切換方式，以方便特例攝影需要或傳感器故障時臨時切換使用。
所述的計算機控制器設計有自動控制曝光/手動控制曝光的切換方式，以在不需要吸氣曝光或被檢者不能正確呼吸或呼吸傳感器出現(xiàn)故障時臨時切換使用。
呼吸位移傳感器δ是由一個滑動式電位器(滑動可變電阻)和三個固定電阻組成的橋路來實現(xiàn)。與胸片架連接結(jié)構采用中國專利公開的名稱為“胸部X線自控攝影架”(專利號為02242290)的實用新型專利所述結(jié)構，位移傳感器則采用附圖5所示的電路。也可采用其它的傳感器和電路，只要能測量出被檢人的呼吸位移，并將測量到的數(shù)據(jù)送到計算機控制器進行處理的測量方式都可使用；體重傳感器W是采用附圖4所示的稱重傳感器和變送電路，也可采用其它的傳感器和電路，只要能測量出被檢人的體重，并將測量到的數(shù)據(jù)送到計算機進行處理的測量方式都可使用；身高傳感器H是采用附圖3所示的超聲波測高傳感器和變送電路，也可采用其它的傳感器和電路，只要能測量出被檢人的身高，并將測量到的數(shù)據(jù)送到計算機進行處理的測量方式都可使用；A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路和計算機控制器采用西門子S7-200系列EM231模擬量輸入擴展模塊和西門子S7-200系列CPU222可編程控制器實現(xiàn)，如附圖6所示。A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路和計算機控制器也不局限于使用西門子S7-200系列EM231模擬量輸入擴展模塊和CPU222可編程控制器，也可以采用其它A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路和其他計算機控制器等設備；人機界面(顯示和操作面板)采用西門子TP070觸摸屏作為操作平臺，實現(xiàn)有關參數(shù)和圖型的顯示、數(shù)據(jù)的輸入以及操作控制，如附圖7-10所示。人機界面(顯示和操作面板)也不局限于使用西門子TP070觸摸屏，也可以采用其它形式顯示和操作面板，也可以采用計算機顯示器和鼠標鍵盤。
本實施例的工作過程為在系統(tǒng)上電并正常后，讓被檢者(病人)站到攝影臺，這時體重傳感器W將被檢者的體重變換為0-20mA信號傳送到附圖6的EM231，經(jīng)控制器CPU222處理后在觸摸屏TP070顯示出被檢者的體重量。同時控制器CPU222向身高傳感器H供電Eh，身高傳感器H開始工作，將被檢者的身高量變換為0-20mA信號傳送到附圖6的EM231，經(jīng)控制器CPU222處理后在觸摸屏TP070顯示出被檢者的身高量。這時控制器根據(jù)被檢者的身高體重和預設的KV、mA檔位以及(“側(cè)位”、“正位”、“斜位”、“頸椎”)拍攝方式，計算出建議曝光量mAs和曝光時間ms。這時讓被檢者胸部緊貼呼吸傳感板，在被檢者呼吸時呼吸傳感板將隨之上下移動，呼吸位移傳感器δ工作，并將測量到的位移量變換為0-20mA信號送到附圖6的EM231，再經(jīng)控制器處理后，在觸摸屏TP070顯示出被檢者的呼吸狀況，并以兩條光柱的上下波動直觀地顯示出來，其中一條光柱顯示呼吸的變化值，另一條光柱記憶捕捉呼吸的最大值。按下“自動開始”按鈕后，當被檢者(病人)的呼吸瞬時值等于系統(tǒng)記錄的呼吸最大值時，系統(tǒng)則控制X光機自動曝光。在特殊情況下不需要吸氣曝光或被檢者不能正確呼吸時，放射技師可根據(jù)實際情況，按下“手動開始”按鈕，系統(tǒng)立即執(zhí)行手動曝光。
權利要求1.一種胸部X線自動攝影臺，其暗盒架(2)的前端設置有可移動的呼吸傳感板，其特征在于在暗盒架的立柱(1)的上端安裝有身高傳感器(H)，在暗盒架(2)前人體站立位置安裝有體重傳感器(W)。
2.根據(jù)權利要求1所述的胸部X線自動攝影臺，其特征在于所述的身高傳感器(H)是經(jīng)變送電路將信號接到A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路；所述的體重傳感器(W)是經(jīng)變送電路將信號接到A/D(模數(shù))轉(zhuǎn)換電路；兩路A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路接到計算機控制器進行顯示控制。
3.根據(jù)權利要求1所述的胸部X線自動攝影臺，其特征在于所述的計算機控制器還具有與曝光時機選擇裝置相接的控制支路。
4.根據(jù)權利要求2所述的胸部X線自動攝影臺，其特征在于所述的曝光時機選擇裝置與手動曝光時機選擇器連接。
5.根據(jù)權利要求2所述的胸部X線自動攝影臺，其特征在于所述的曝光時機選擇裝置與自動曝光時機選擇器連接，所述的自動曝光時機選擇器具有A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路，A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路的輸入接到呼吸位移傳感器(δ)。
專利摘要一種胸部X線自動攝影臺，在暗盒架的前端設置有可移動的呼吸傳感板，在暗盒架的上方安裝有身高傳感器，在呼吸傳感板前人體站立位置安裝有體重傳感器。身高傳感器、體重傳感器是接到A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路；兩路A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路接到計算機控制器進行曝光量控制；計算機控制器還具有與曝光時機選擇裝置相接的控制支路。利用呼吸位移傳感器δ檢測到病人最佳呼吸時間對病人進行X線曝光。其優(yōu)點是能對病人的身高體重(胖瘦)進行測量，提供最佳的攝影時機和攝影參數(shù)，盡可能減少人為誤差，保證胸部X線照片的質(zhì)量，重照率廢片率降到最小，減少病人遭受不必要的照射，使用方便快捷，測量操作準確規(guī)范。
文檔編號A61B6/00GK2735934SQ20042005886
公開日2005年10月26日 申請日期2004年5月8日 優(yōu)先權日2004年5月8日
發(fā)明者曾克良, 梁龍華, 黃懿湘, 楊剛英, 龐家柳, 黎志文 申請人:廣西壯族自治區(qū)柳州市自動化科學研究所, 柳州市工人醫(yī)院