一種快速采集圖像的x射線數(shù)字成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種快速采集圖像的X射線數(shù)字成像系統(tǒng)，其包括圖像采集模塊和圖像傳輸模塊，所述圖像采集模塊包括X射線源、轉(zhuǎn)換屏以及EMCCD探測(cè)器；所述圖像傳輸模塊包括光電轉(zhuǎn)換模塊、發(fā)送模塊以及接收模塊，其特征在于，所述EMCCD的技術(shù)指標(biāo)：有效像元為1004×1002，像素尺寸6×6μm，電子讀出速度10MHz，全分辨率幀頻為9幀，線性度為5%，A/D轉(zhuǎn)換為14位，軟件控制電子放大增益1～10000倍，光譜響應(yīng)為400～1000nm,制冷溫度為-80℃；所述發(fā)送模塊為光纖發(fā)送模塊，所述接收模塊為光纖接收模塊，所述光纖發(fā)送模塊和所述光纖接收模塊能夠滿足圖像傳輸模塊的傳輸速率為500～1000Mbps，所述光纖發(fā)送模塊和所述光纖接收模塊能夠滿足圖像傳輸模塊的傳輸距離為200～10000m。
【專利說明】一種快速采集圖像的X射線數(shù)字成像系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及X射線成像技術(shù)，尤其涉及一種快速采集圖像的X射線數(shù)字成像系統(tǒng)。【背景技術(shù)】
[0002]自1895年德國物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線，并為他夫人的手拍了史上第一張醫(yī)學(xué)圖像，隨著X射線照相技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的廣泛應(yīng)用，成像技術(shù)也不斷的發(fā)展。醫(yī)學(xué)圖像對(duì)早期病情發(fā)現(xiàn)、病情確診、治療效果跟蹤以及后續(xù)治療計(jì)劃確定都有著至關(guān)重要的作用。X射線成像是獲取醫(yī)學(xué)圖像的重要方式，它經(jīng)歷了膠片成像、CR成像和DR成像的發(fā)展歷程。DR系統(tǒng)由于圖像質(zhì)量高、成像速度快、直接生成數(shù)字化圖像、圖像處理功能強(qiáng)大、輻照劑量小等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前X射線成像領(lǐng)域的熱門研究方向。
[0003]但是，國內(nèi)DR的研究歷程尚短，因此還存在著巨大的研究空間和一些需要解決的問題。例如，現(xiàn)有的一些X射線數(shù)字成像系統(tǒng)在微弱的光源下成像效果較差，而且成像速度較低；還有一些成像系統(tǒng)因系統(tǒng)本身性能的局限不能在低溫、昏暗的惡劣環(huán)境下成像；普通的CXD對(duì)PC機(jī)的圖像傳輸距離為2~4mm，不能滿足遠(yuǎn)距離傳輸圖像的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成像速度快、分辨率高并可用于昏暗條件下的X射線數(shù)字成像系統(tǒng)。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種快速采集圖像的X射線數(shù)字成像系統(tǒng)，其特征在于，其包括圖像采集模塊和圖像傳輸模塊，所述圖像采集模塊包括發(fā)射X射線的X射線源，將X射線轉(zhuǎn)換為可見光線的轉(zhuǎn)換屏，將可見光線反射的反射鏡以及獲得圖像的EMCCD探測(cè)器；所述圖像傳輸模塊包括將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為光電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換模塊，將光電信號(hào)發(fā)送出去的發(fā)送模塊 以及接收光電信號(hào)的接收模塊，其特征在于，所述EMCCD的技術(shù)指標(biāo):有效像元為1004X1002，像素尺寸6X6 μ m，電子讀出速度IOMHz，全分辨率幀頻為9幀，線性度為5%，A/D轉(zhuǎn)換為14位，軟件控制電子放大增益I~10000倍，光譜響應(yīng)為400~lOOOnm，制冷溫度為_80°C ;所述發(fā)送模塊為光纖發(fā)送模塊，所述接收模塊為光纖接收模塊，所述光纖發(fā)送模塊和所述光纖接收模塊能夠滿足圖像傳輸模塊的傳輸速率為500~1000Mbps,所述光纖發(fā)送模塊和所述光纖接收模塊能夠滿足圖像傳輸模塊的傳輸距離為 200 ~10000m。
[0006]本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)步一包括，所述X射線源為X射線機(jī)，所述X射線機(jī)的有效角度為45±2°，所述X射線機(jī)的焦點(diǎn)尺寸為2mmX 2mm，所述X射線機(jī)為陽極接地強(qiáng)迫風(fēng)冷式結(jié)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)步一包括，所述轉(zhuǎn)換屏為CsI (TI)單晶轉(zhuǎn)換屏，所述CsI (TI)單晶轉(zhuǎn)換屏的主要技術(shù)指標(biāo)為:有效成像直徑120mm，對(duì)比靈敏度為0.2%，分辨能力為4~61p/mm，可用X射線能量范圍為0.1~lOOMeV。
[0008]本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)步一包括，所述反射鏡的有效使用面積為180mm X 100mm,反射率為 99%。
[0009]本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)步一包括，所述圖像采集模塊采集到圖像后輸出的是LVDS信號(hào)。
[0010]本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)步一包括，所述的LVDS信號(hào)被所述光電轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為PCEL信號(hào)。
[0011 ] 本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)步一包括，所述PCEL信號(hào)由所述光纖發(fā)送模塊發(fā)送出去再通過所述光纖接收模塊接收。
[0012]本發(fā)明解決了【背景技術(shù)】中存在的缺陷，具有如下有益效果:
1.本發(fā)明提供的X射線數(shù)字成像系統(tǒng)是一種基于EMCCD技術(shù)的成像系統(tǒng)，采用在微弱光源下可采集高質(zhì)量圖像的EMCCD探測(cè)器，其制冷溫度為_80°C，也可滿足在低溫下得到高質(zhì)量的圖像，使得該系統(tǒng)具有更高的靈敏度、更高的空間分辨率和低噪聲的優(yōu)點(diǎn)。
[0013]2.本發(fā)明的X射線數(shù)字成像系統(tǒng)，不但可以滿足快速采集圖像的需求，而且還可以實(shí)現(xiàn)傳輸距離為200~10000m的遠(yuǎn)距離傳輸，這是普通CCD X射線數(shù)字成像系統(tǒng)所不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，解決了普通CXD相機(jī)與PC之間的傳輸距離為2~4m的缺陷，遠(yuǎn)距離傳輸圖像可以減少X射線對(duì)人體的影響。
[0014]本發(fā)明是基于EMCXD技術(shù)，EMCXD技術(shù)是一種全新的微弱光信號(hào)增強(qiáng)探測(cè)技術(shù)。EMCCD是一炔基于硅的半導(dǎo)體芯片，具有二維矩陣的光電傳感器或像素。與傳統(tǒng)的CCD不同，EMCCD沒有限制輸出放大器的讀出噪聲，有時(shí)甚至是在相當(dāng)高的讀出速率下工作。
[0015]本
【發(fā)明內(nèi)容】
提及的LVDS是低壓差分信號(hào)，是一種利用差分信號(hào)邏輯在電子器件之間進(jìn)行通信接口電路。使用非常低的幅度信號(hào)(100-450mV)，通過一對(duì)平行的PCB走線或平衡電纜傳輸數(shù)據(jù)，在兩條平行的差分信號(hào)上流經(jīng)的電流及電壓振幅相反，噪聲信號(hào)同時(shí)耦合到兩條線上，而接收端只關(guān)心兩信號(hào)的差值，于是噪聲波抵消。這種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的連接，具有低功耗、低誤碼率、低串?dāng)_和低輻射等優(yōu)點(diǎn)，LVDS得到了廣泛的應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0017]圖1是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]現(xiàn)在結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明提供一種快速采集圖像的X射線數(shù)字成像系統(tǒng)，其包括圖像采集模塊和圖像傳輸模塊，圖像采集模塊用于圖像采集，圖像傳輸模塊用于圖像傳輸。
[0020]其中，上述圖像采集模塊包括發(fā)射X射線的X射線源，將X射線轉(zhuǎn)換為可見光線的轉(zhuǎn)換屏，將可見光線反射的反射鏡以及獲得圖像的EMCCD探測(cè)器。本發(fā)明的實(shí)施例，具體的EMCXD的技術(shù)指標(biāo):有效像元為1004X1002，像素尺寸6X6 μ m，電子讀出速度10MHz，全分辨率幀頻為9幀，線性度為5%，A/D轉(zhuǎn)換為14位，軟件控制電子放大增益I~10000倍，光譜響應(yīng)為400~IOOOnm,制冷溫度為_80°C。本EMCXD探測(cè)器的增益可調(diào)范圍I~10000倍，系統(tǒng)的讀出速度高達(dá)IOMHz，而且其熱電制冷裝置使EMCXD的工作溫度可達(dá)_80°C，這些參數(shù)的改進(jìn)都有效的降低暗電流的影響，滿足本發(fā)明的X射線數(shù)字成像系統(tǒng)快速獲得高分辨率的圖像。
[0021 ] X射線源為X射線機(jī)，本發(fā)明實(shí)施例中采用便攜式2505系列的X射線機(jī)，上述X射線機(jī)的有效角度為45±2°，上述X射線機(jī)的焦點(diǎn)尺寸為2mmX 2臟，上述X射線機(jī)為陽極接地強(qiáng)迫風(fēng)冷式結(jié)構(gòu)，全部采用變頻技術(shù)，具有體積小，重量輕，攜帶方便的優(yōu)點(diǎn)。
[0022]本發(fā)明的轉(zhuǎn)換屏為CsI (TI)單晶轉(zhuǎn)換屏，上述CsI (TI)單晶轉(zhuǎn)換屏的主要技術(shù)指標(biāo)為:有效成像直徑120mm，對(duì)比靈敏度為0.2%，分辨能力為4~61p/mm，可用X射線能量范圍為0.1~lOOMeV。該轉(zhuǎn)換屏面積較大，這樣成像較大，檢測(cè)速度快，而且不潮解，發(fā)光率高。
[0023]本發(fā)明的反射鏡有效使用面積為180mmX 100mm，反射率為99%。該反射鏡可以最大限度的減少光的損耗和減少光接收所需要的空間，具有更好的反射效果。
[0024]本發(fā)明的圖像傳輸模塊包括將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為光電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換模塊，將光電信號(hào)發(fā)送出去的發(fā)送模塊以及接收光電信號(hào)的接收模塊，其中，上述發(fā)送模塊為光纖發(fā)送模塊，上述接收模塊為光纖接收模塊，上述光纖發(fā)送模塊和上述光纖接收模塊能夠滿足圖像傳輸模塊的傳輸速率為500~1000Mbps,上述光纖發(fā)送模塊和上述光纖接收模塊能夠滿足圖像傳輸模塊的傳輸距離為200~10000m。
[0025]本發(fā)明的EMCXD探測(cè)器通過采集卡將圖像傳輸給PC機(jī)，EMCXD探測(cè)器的機(jī)頭與采集卡之間采用LVDS信號(hào)傳輸，即從圖像采集模塊采集到圖像后輸出的是LVDS信號(hào)；該LVDS信號(hào)被光電轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為PCEL信號(hào)；然后PCEL信號(hào)由上述光纖發(fā)送模塊發(fā)送出去再通過上述光纖接收模塊接收。本發(fā)明實(shí)施例中的光電轉(zhuǎn)換模塊為M155-E3-SC-L-5光電轉(zhuǎn)換模塊。
[0026] 通過本發(fā)明的圖像傳輸模塊可以實(shí)現(xiàn)由EMCXD勘測(cè)器所成的圖像的遠(yuǎn)距離傳輸，可以有效避免在X射線檢測(cè)中，射線對(duì)人體近距離的輻射影響，而且傳輸速度最低達(dá)到500Mbps，不但滿足距離的傳輸要求，還滿足速度的傳輸要求。
[0027]以上依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種快速采集圖像的X射線數(shù)字成像系統(tǒng)，其包括圖像采集模塊和圖像傳輸模塊，所述圖像采集模塊包括發(fā)射X射線的X射線源，將X射線轉(zhuǎn)換為可見光線的轉(zhuǎn)換屏，將可見光線反射的反射鏡以及獲得圖像的EMCCD探測(cè)器；所述圖像傳輸模塊包括將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為光電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換模塊，將光電信號(hào)發(fā)送出去的發(fā)送模塊以及接收光電信號(hào)的接收模塊，其特征在于，所述EMCXD的技術(shù)指標(biāo):有效像元為1004X1002，像素尺寸6X6 μ m，電子讀出速度10MHz，全分辨率幀頻為9幀，線性度為5%，A/D轉(zhuǎn)換為14位，軟件控制電子放大增益I~10000倍，光譜響應(yīng)為400~IOOOnm,制冷溫度為_80°C ;所述發(fā)送模塊為光纖發(fā)送模塊，所述接收模塊為光纖接收模塊，所述光纖發(fā)送模塊和所述光纖接收模塊能夠滿足圖像傳輸模塊的傳輸速率為500~1000Mbps,所述光纖發(fā)送模塊和所述光纖接收模塊能夠滿足圖像傳輸模塊的傳輸距離為200~10000m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速采集圖像的X射線數(shù)字成像系統(tǒng)，其特征在于，所述X射線源為X射線機(jī)，所述X射線機(jī)的有效角度為45±2°，所述X射線機(jī)的焦點(diǎn)尺寸為2mmX 2mm,所述X射線機(jī)為陽極接地強(qiáng)迫風(fēng)冷式結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速采集圖像的X射線數(shù)字成像系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換屏為CsI (TI)單晶轉(zhuǎn)換屏，所述CsI (TI)單晶轉(zhuǎn)換屏的主要技術(shù)指標(biāo)為:有效成像直徑120mm，對(duì)比靈敏度為0.2%，分辨能力為4~61p/mm，可用X射線能量范圍為0.1~IOOMeV0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速采集圖像的X射線數(shù)字成像系統(tǒng)，其特征在于，所述反射鏡的有效使用面積為180mmX 100mm，反射率為99%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種快速采集圖像的X射線數(shù)字成像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集模塊采集到圖像后輸出的是LVDS信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種快速采集圖像的X射線數(shù)字成像系統(tǒng)，其特征在于，所述的LVDS信號(hào)被所述光電轉(zhuǎn)換.模塊轉(zhuǎn)換為PCEL信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種快速采集圖像的X射線數(shù)字成像系統(tǒng)，其特征在于，所述PCEL信號(hào)由所述光纖發(fā)送模塊發(fā)送出去再通過所述光纖接收模塊接收。
【文檔編號(hào)】A61B6/00GK103462623SQ201310396923
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】韓立軍 申請(qǐng)人:江蘇美倫影像系統(tǒng)有限公司