[發(fā)明專利]非介入式醫(yī)用診斷X線機攝影參數(shù)測試系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210301334.3
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN103622711A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 國華
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領域

非介入式醫(yī)用診斷X線機攝影參數(shù)測試系統(tǒng)屬于醫(yī)學領域。

背景技術(shù)

X線攝影參數(shù)中，管電壓測量最為復雜。目前測量診斷X射線機kVp有多種方法：利用已知元素的K吸收特征能量峰校準X?射線高壓發(fā)生器。將輻射探測器(鍺)?和單/?多道分析器等組成的譜儀可測得最大能量峰,測量靶材料K吸收特征峰所對應的能量，能量大小與峰值電壓相對應。此方法為峰值電壓絕對測量方法,但測量裝置較復雜、費用高,適用于生產(chǎn)廠家或計量部門,不適宜作為常規(guī)質(zhì)量控制。另一種方法，高阻表/分壓器法適用于X?射線機產(chǎn)品和測量儀表的校準。測量時,要由專業(yè)技術(shù)人員將連接X射線管和高壓發(fā)生器的電纜拆開,接入分壓器(或高阻表)?,通過示波器觀察高壓波形及其高度,以此確定kVp?值。測量準確度和精密度可達1?%。缺點是這是一種介入操作方法,若操作不當,可能引起錯誤的測量結(jié)果,甚至設備的損壞,故不宜于在常規(guī)質(zhì)量控制中應用。Wiscosin?kV?檢測盒是較早采用的一種非介入測量方法。其檢測優(yōu)點是設備成本低,由于檢測盒要使用膠片,需沖洗和測量光密度,不僅操作復雜,每一環(huán)節(jié)都可能產(chǎn)生小的誤差,而且一次曝光只能測量一個kVp?值,效率較低，而且無法直接測量X線曝光時間。非介入式攝影參數(shù)測量方法。采用加厚PN節(jié)加厚設計的PIN型Si光敏二極管探頭組成X線探測器與數(shù)字電路組合,實現(xiàn)全部曝光參數(shù)實時測量,一次曝光不僅可得到各種kVp?值,還可打印出kV?波形和輻射波形,給出波紋系數(shù)等多種數(shù)據(jù),進行統(tǒng)計分析，是一種理想的X?射線診斷設備質(zhì)量控制工具,還可用作設備生產(chǎn),查找故障和維修的檢測工具。目前國外非介入式X線攝影綜合參數(shù)測量儀器價格昂貴，單臺報價近20萬元，而國內(nèi)尚沒有相關(guān)研究報道，更沒有商用設備提供。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明將設計制作能夠以非介入方式，實時測量X線攝影峰值管電壓、管電流及X線曝光時間的曝光參數(shù)綜合測量系統(tǒng)。實施方法如下：

1、首先研制適合診斷X線線質(zhì)及強度分析的厚PN節(jié)PIN型半導體X線傳感器。本研究擬采用厚PN節(jié)PIN型半導體X線傳感器，其基本結(jié)構(gòu)與Si光敏二極管相似，探測器加工將委托北京師范大學核技術(shù)研究所制作。探測器加工完成后，主要對探測器輸出與X射線束能量響應、探測器輸出線性性能、光子能量40-150keV探測靈敏性進行研究。探測器性能滿足：

探測器輸出對X射線能量響應變化<±3%（光子能量40-150keV）

探測器輸出對X射線強度（10mR-2R）完全線性（線性相關(guān)系數(shù)r>0.999）

探測器輸出電流>10^-9A(40kV,50mA)

2、確定不同濾過條件時探測器輸出與X線攝影參數(shù)函數(shù)關(guān)系。當X射線照射探測器時,射線束經(jīng)過過濾器達到探測器并產(chǎn)生光電流。通過實驗確定光電信號比與X射線管電壓(kVp)、管電流之間的函數(shù)關(guān)系及探測器輸出信號脈沖寬度，通過這種函數(shù)關(guān)系反求管電壓、mA及曝光時間。

3、研制探測器輸出信號放大、處理及顯示電路。電子學部分包括放大電路、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和嵌入式32位CPU微處理器測控系統(tǒng)（君正Jz4740），使用WinCE操作系統(tǒng)，圖形參數(shù)實時彩屏顯示。X?射線經(jīng)傳感器產(chǎn)生的電信號可低至1nA?,?因此本系統(tǒng)選擇低失調(diào)電壓、低偏置電流、低溫度漂移、高開環(huán)增益、高共模抑制比的高性能儀表放大器。放大器電流信號經(jīng)放大,積分、A/?D?變換,微處理器控制取樣,計算,存儲和校準。校準結(jié)果送入顯示單元和打印機,可顯示測量的kVp?值以及波形、曝光mA值，將存儲的kV波形與時鐘振蕩器比較得到曝光時間。對于單相整流機,照射時間是曝光過程中的輻射脈沖個數(shù)乘以脈沖時間；三相機的照射時間從kV上升到kVp_Avg的75?%開始計算,到照射結(jié)束時kV?再回落到kVp_Avg的75?%時結(jié)束。系統(tǒng)不僅能由積分電流信號比計算得出與Wiscosin?kV檢測盒同樣的kVp_Eff?(有效值)?,還可由瞬時電流信號比給出kVp_Avg?(平均值)?,kVp_Max?(最大值)?,部分波形的kVp?值,以及由瞬時電流信號比計算kV?波形和由薄的過濾片電流信號繪出輻射波形,并具有統(tǒng)計分析功能。

本發(fā)明的創(chuàng)新之處：

非介入式醫(yī)用診斷X線機攝影參數(shù)測試系統(tǒng)，是一種多功能放射診斷設備質(zhì)量保證儀器，使用通用PIN型光敏二極管作為X射線傳感器，自動測量、記錄X線機曝光時所對應的管電壓、管電流、曝光時間、曝光劑量。以上曝光參數(shù)測量無需對X線機進行任何拆裝，計算機自動分析PIN光敏二極管X射線傳感器輸出信號，計算得出所有與本次曝光相關(guān)的成像參數(shù)。系統(tǒng)硬件核心采用先進地嵌入式CPU技術(shù)，在windowsCE操作系統(tǒng)下設計各種測量參數(shù)的顯示、處理、分析、存儲，所形成的最終系統(tǒng)為便攜、智能測量系統(tǒng)，和國外進口設備相比，體積小、智能程度更高。