專利名稱：多功能x線透視攝影成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，尤其是具有多功能信號(hào)控制和成像傳輸綜合能力的控制系統(tǒng)，具體地說是一種多功能X線透視攝影成像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的傳統(tǒng)X線成像方式有熒光成像、熒光屏+微光攝像機(jī)、影像增強(qiáng)器+攝像機(jī)、直接數(shù)字化成像(DR)等方式。其中以影像增強(qiáng)器+攝像機(jī)性能價(jià)格比最高，是目前應(yīng)用最為廣泛的一種透視和攝影成像方式。在影像增強(qiáng)器+攝像機(jī)方式中攝像機(jī)有模擬和數(shù)字兩種，而數(shù)字成像相機(jī)有LVDS、USB、GIGE方式。其中模擬成像，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低。缺點(diǎn)是圖像清晰度低、控制不方便、需要專門采集卡才能數(shù)字化。其中LVDS(低壓差分信號(hào))方式采用的攝像機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是圖像清晰度高、傳輸距離遠(yuǎn)。缺點(diǎn)是造價(jià)高、控制不方便。其中USB方式優(yōu)點(diǎn)是圖像清晰度高、造價(jià)低。缺點(diǎn)是控制不方便、傳輸距離近無法滿足隔室透視的需求。其中GIGE方式優(yōu)點(diǎn)是圖像清晰度高、傳輸距離遠(yuǎn)、速度快。缺點(diǎn)是造價(jià)高、控制不方便。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)傳統(tǒng)X成像方式中，圖像清晰度、傳輸距離、多種功能控制之間不能兼容的問題，提出一種多功能X線透視攝影成像系統(tǒng)。將CMOS圖像傳感器、LVDS傳輸模塊和USB數(shù)據(jù)傳輸模塊結(jié)合，COMS圖像傳感器完成X線圖像的捕捉和數(shù)字化，用LVDS方式完成長(zhǎng)距離的傳輸，用USB方式完成圖像的采集，這樣既克服了 USB傳輸距離太短的不足又解決了 LVDS采集卡結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價(jià)高的問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種多功能X線透視攝影成像系統(tǒng)，它包括由COMS圖像傳感器、第一 LVDS傳輸模塊構(gòu)成的圖像采集單元，由第二 LVDS傳輸模塊、USB數(shù)據(jù)傳輸模塊、耦合電路、圖像亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)電路即IBS電路和鍵盤模塊構(gòu)成的圖像處理單元以及PC，所述的圖像采集單元作為多功能X線透視攝影成像系統(tǒng)的圖像信號(hào)采集設(shè)備，設(shè)置在X線機(jī)的影像增強(qiáng)器(影像增強(qiáng)器是將X線圖像轉(zhuǎn)換為可見光圖像，并將此可見光圖像亮度提高的裝置)的后端，圖像采集單兀通過第一 LVDS傳輸模塊與圖像處理單兀的第二 LVDS傳輸模塊相連,第二 LVDS傳輸模塊的一數(shù)據(jù)信號(hào)端與USB數(shù)據(jù)傳輸模塊的數(shù)據(jù)信號(hào)端相連，另一數(shù)據(jù)信號(hào)端通過IBS電路與X線機(jī)的信號(hào)輸入端相連，USB數(shù)據(jù)傳輸模塊的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端與PC的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端相連，X線機(jī)的控制信號(hào)輸出通過耦合電路后與鍵盤模塊、USB數(shù)據(jù)傳輸模塊、IBS電路的對(duì)應(yīng)控制信號(hào)輸入端相連。本實(shí)用新型的USB數(shù)據(jù)傳輸模塊的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端通過第一 USB接口與PC的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端相連；鍵盤模塊的控制信號(hào)輸出端通過第二 USB接口與PC的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端相連。本實(shí)用新型的第二 LVDS傳輸模塊的另一數(shù)據(jù)信號(hào)端與IBS電路的信號(hào)輸入端相連，IBS電路的信號(hào)輸出端通過控制接口與X線機(jī)的控制接口相連。本實(shí)用新型的第一 LVDS傳輸模塊和第二 LVDS傳輸模塊均包括LVDS數(shù)據(jù)發(fā)送芯片和LVDS數(shù)據(jù)接收芯片。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型的視頻傳輸通道由COMS圖像傳感器+LVDS方式的圖像信號(hào)傳輸+USB方式的圖像采集模塊組成，COMS傳感器完成X線圖像的捕捉和數(shù)字化，用LVDS方式完成長(zhǎng)距離的傳輸，用USB方式完成圖像的采集，這樣既克服了 USB傳輸距離太短的不足又解決了 LVDS采集卡結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價(jià)高的問題。本實(shí)用新型的控制信號(hào)通道通過接口接收X線機(jī)的控制信號(hào)，包括透視、準(zhǔn)備、攝影等信號(hào)，通過變換和編碼，轉(zhuǎn)換成鍵盤模塊可以接收的信號(hào)，通過USB鍵盤接口送入PC計(jì)算機(jī)，這些信號(hào)可以定義為圖像處理軟件的各種熱鍵，便于各種軟件使用，從而控制透視·信號(hào)的顯示、采集、存儲(chǔ)以及點(diǎn)片圖像的顯示和采集。本實(shí)用新型的球管(產(chǎn)生X線的部件)管電壓控制信號(hào)產(chǎn)生通道。第二 LVDS傳輸模塊把接收的圖像信號(hào)在送給USB數(shù)據(jù)傳輸模塊的同時(shí)，將圖像信號(hào)發(fā)送至圖像亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)電路即IBS電路，其信號(hào)分出兩路，一路直接與設(shè)置的X線圖像亮度信號(hào)進(jìn)行比較輸出X線產(chǎn)生所需的高頻KV+ (或mA+)，KV-(或mA-)信號(hào)；一路經(jīng)過數(shù)/模轉(zhuǎn)換，通過積分、比較分別輸出圖像亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)(IBS)信號(hào)和通用KV+ (或mA+)，KV-(或mA_)信號(hào)，這些IBS和KV+/KV-信號(hào)可以適應(yīng)不同X線機(jī)的需求。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連接方便和成本低的優(yōu)點(diǎn)，具有很強(qiáng)的兼容性，可以與目前的各種X線機(jī)以及各種X線圖像處理軟件很好結(jié)合，對(duì)于生產(chǎn)數(shù)字化X線機(jī)以及升級(jí)現(xiàn)有X線機(jī)都十分方便。

圖I是本實(shí)用新型的原理框圖。圖2是本實(shí)用新型圖像采集單元的電路原理圖。圖3是本實(shí)用新型圖像處理單元的電路原理圖。圖中Ul. COMS圖像傳感器，U2. LVDS數(shù)據(jù)發(fā)送芯片，U3. LVDS數(shù)據(jù)接收芯片，Pl.接口，LI. LVDS傳輸電纜，U4. AVR-ATtiny控制單片機(jī)，P3. X線機(jī)信號(hào)輸入接口，U10.X線機(jī)信號(hào)耦合電路，Ul I.邏輯組合電路，U13.鍵盤控制芯片，U14—U18.圖像亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)和球管電壓控制信號(hào)產(chǎn)生電路(U14.D/A轉(zhuǎn)換電路，U15.數(shù)字比較電路，U16.積分電路，U17.模擬比較電路，U18 .控制X線機(jī)的信號(hào)驅(qū)動(dòng)輸出電路)，USB2.USB鍵盤接口，P2. LVDS信號(hào)接口，U5 LVDS數(shù)據(jù)接收芯片，U6. LVDS數(shù)據(jù)發(fā)送芯片，U7. USB數(shù)據(jù)傳輸模塊，U8.存儲(chǔ)器，USB1.圖像信號(hào)USB接口，P4. X線機(jī)控制信號(hào)輸出接口，U9/U12.電源轉(zhuǎn)換模塊。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。如圖I所示，一種多功能X線透視攝影成像系統(tǒng)，它包括由COMS圖像傳感器、第一LVDS傳輸模塊構(gòu)成的圖像采集單元，由第二 LVDS傳輸模塊、USB數(shù)據(jù)傳輸模塊、耦合電路、圖像亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)電路即IBS電路和鍵盤模塊構(gòu)成的圖像處理單元以及PC，所述的圖像采集單元作為多功能X線透視攝影成像系統(tǒng)的圖像信號(hào)采集設(shè)備，設(shè)置在X線機(jī)的影像增強(qiáng)器(影像增強(qiáng)器是將X線圖像轉(zhuǎn)換為可見光圖像，并將此可見光圖像亮度提高的裝置)的后端，圖像采集單元通過第一 LVDS傳輸模塊與圖像處理單元的第二 LVDS傳輸模塊相連，第二LVDS傳輸模塊的一數(shù)據(jù)信號(hào)端與USB數(shù)據(jù)傳輸模塊的數(shù)據(jù)信號(hào)端相連，另一數(shù)據(jù)信號(hào)端通過IBS電路與X線機(jī)的信號(hào)輸入端相連，USB數(shù)據(jù)傳輸模塊的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端與PC的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端相連，X線機(jī)的控制信號(hào)輸出通過耦合電路后與鍵盤模塊、USB數(shù)據(jù)傳輸模塊、IBS電路的對(duì)應(yīng)控制信號(hào)輸入端相連。在圖2中，COMS圖像傳感器Ul通過鏡頭接收X線影像增強(qiáng)器輸出屏的X線影像，AVR單片機(jī)U4對(duì)COMS圖像傳感器Ul的參數(shù)(包括圖像的幅面大小、位置、圖像增益等)進(jìn)行設(shè)置，COMS圖像傳感器Ul按照設(shè)置的參數(shù)對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行處理，并將圖像的模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，直接輸出數(shù)字信號(hào)。LVDS模塊U2將其數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)VDS信號(hào)，通過接口Pl和傳輸電纜LI將數(shù)字圖像信號(hào)送入U(xiǎn)SB采集模塊。LVDS模塊可以將USB采集模塊送來的COMS圖像傳感器Ul控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為COMS圖像傳感器Ul可以接收的信號(hào)，并對(duì)COMS圖像傳感器Ul進(jìn)行控制。對(duì)COMS圖像傳感器進(jìn)行控制的有兩路，切換使用，用AVR單片機(jī)U4控制時(shí)，攝像頭可以作為獨(dú)立的LVDS相機(jī)使用；用外來控制信號(hào)時(shí)，可以配合USB采集模塊使用，也可以與其他LVDS采集卡配合使用。靈活配置，兼容性強(qiáng)。在圖3中，接口 P2接收?qǐng)DI中通過LVDS電纜送達(dá)(或其他LVDS相機(jī))的數(shù)字圖像信號(hào)，經(jīng)過LVDS芯片U5將其轉(zhuǎn)換為USB2. O數(shù)據(jù)傳輸模塊U7接收的信號(hào)，USB數(shù)據(jù)傳輸模塊U7在存儲(chǔ)器U8的程序控制下，把數(shù)字圖像信號(hào)按控制要求轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的USB串行信號(hào)，經(jīng)USB接口 USBl送達(dá)計(jì)算機(jī)；USB數(shù)據(jù)傳輸模塊U7可以按照程序要求，產(chǎn)生圖I中COMS圖像傳感器Ul所需的時(shí)鐘和控制信號(hào)經(jīng)LVDS輸出芯片U6轉(zhuǎn)換輸出，控制COMS圖像傳感器Ul工作。LVDS方式完成長(zhǎng)距離的傳輸，用USB方式完成圖像的采集，這樣既克服了 USB傳輸距離太短的不足又解決了 LVDS采集卡結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價(jià)高的問題。在圖3中，LVDS芯片U5接收的數(shù)字圖像信號(hào)同時(shí)送達(dá)IBS及球管電壓控制信號(hào)產(chǎn)生電路U14 — U18中的D/A轉(zhuǎn)換電路U14將數(shù)字圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，經(jīng)積分電路U16產(chǎn)生透視用的圖像亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)IBS信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路U18輸出到接口 P4送達(dá)X線機(jī)供工頻X線機(jī)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用。積分電路U16產(chǎn)生的IBS信號(hào)經(jīng)模擬比較電路U17與設(shè)定得電平進(jìn)行比較，產(chǎn)生F-KV+/-信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路U18輸出到接口 P4送達(dá)用送達(dá)X線機(jī)供中頻數(shù)字化X線機(jī)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用。在圖3中，LVDS芯片U5接收的數(shù)字圖像信號(hào)同時(shí)送達(dá)數(shù)字比較電路U15，與設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較，產(chǎn)生高頻F-KV+/-信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路U18輸出到接口 P4送達(dá)X線機(jī)供中高頻數(shù)字化X線機(jī)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用。在圖3中，接口 P3接收X線機(jī)的透視、曝光準(zhǔn)備、曝光等信號(hào)，經(jīng)耦合電路UlO和邏輯組合電路U11，轉(zhuǎn)換為鍵盤芯片U13、USB數(shù)據(jù)傳輸模塊U7、驅(qū)動(dòng)電路U18的信號(hào)，鍵盤芯片U13按設(shè)定將其轉(zhuǎn)換為不同的USB鍵盤熱鍵信號(hào)，經(jīng)鍵盤的USB接口 USB2送達(dá)計(jì)算機(jī)，為不同的圖像處理軟件使用。USB數(shù)據(jù)傳輸模塊U7和驅(qū)動(dòng)電路U18按照邏輯組合電路Ull的信號(hào)要求，工作在不同的狀態(tài)。本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種多功能X線透視攝影成像系統(tǒng)，其特征是它包括由COMS圖像傳感器、第一 LVDS傳輸模塊構(gòu)成的圖像采集單元，由第二 LVDS傳輸模塊、USB數(shù)據(jù)傳輸模塊、耦合電路、圖像亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)電路即IBS電路和鍵盤模塊構(gòu)成的圖像處理單元以及PC，所述的圖像采集單元作為多功能X線透視攝影成像系統(tǒng)的圖像信號(hào)采集設(shè)備，設(shè)置在X線機(jī)的影像增強(qiáng)器的后端，圖像采集單元通過第一 LVDS傳輸模塊與圖像處理單元的第二 LVDS傳輸模塊相連，第二 LVDS傳輸模塊的一數(shù)據(jù)信號(hào)端與USB數(shù)據(jù)傳輸模塊的數(shù)據(jù)信號(hào)端相連，另一數(shù)據(jù)信號(hào)端通過IBS電路與X線機(jī)的信號(hào)輸入端相連，USB數(shù)據(jù)傳輸模塊的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端與PC的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端相連，X線機(jī)的控制信號(hào)輸出通過稱合電路后與鍵盤模塊、USB數(shù)據(jù)傳輸模塊、IBS電路的對(duì)應(yīng)控制信號(hào)輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多功能X線透視攝影成像系統(tǒng)，其特征是所述的USB數(shù)據(jù)傳輸模塊的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端通過第一 USB接口與PC的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端相連；鍵盤模塊的控制信號(hào)輸出端通過第二 USB接口與PC的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多功能X線透視攝影成像系統(tǒng)，其特征是所述的第二LVDS傳輸模塊的另一數(shù)據(jù)信號(hào)端與IBS電路的信號(hào)輸入端相連，IBS電路的信號(hào)輸出端通過控制接口與X線機(jī)的控制接口相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多功能X線透視攝影成像系統(tǒng)，其特征是所述的第一LVDS傳輸模塊和第二 LVDS傳輸模塊均包括LVDS數(shù)據(jù)發(fā)送芯片和LVDS數(shù)據(jù)接收芯片。
專利摘要一種多功能X線透視攝影成像系統(tǒng)，包括由COMS圖像傳感器、第一LVDS傳輸模塊構(gòu)成的圖像采集單元，由第二LVDS傳輸模塊、USB數(shù)據(jù)傳輸模塊、耦合電路、IBS電路和鍵盤模塊構(gòu)成的圖像處理單元以及PC，所述的圖像采集單元通過第一LVDS傳輸模塊與圖像處理單元的第二LVDS傳輸模塊相連，第二LVDS傳輸模塊與USB數(shù)據(jù)傳輸模塊相連，通過IBS電路與X線機(jī)相連，USB數(shù)據(jù)傳輸模塊與PC相連，X線機(jī)的控制輸出通過耦合電路后與鍵盤模塊、USB數(shù)據(jù)傳輸模塊、IBS電路的對(duì)應(yīng)控制信號(hào)輸入端相連。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連接方便和成本低的優(yōu)點(diǎn)，具有很強(qiáng)的兼容性。
文檔編號(hào)A61B6/00GK202723865SQ20122036581
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者沈啟松 申請(qǐng)人:沈啟松