[發(fā)明專利]一種實(shí)時雙源X線3D數(shù)字成像裝置

在審

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• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106725559A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊蘇民;趙宗凱
• 申請（專利權(quán)）人: 青島大學(xué)
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所37104
• 代理人: 高澤玉

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于X射線成像設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種X線數(shù)字成像裝置，特別涉及一種實(shí)時雙源X線3D數(shù)字成像裝置，其通過設(shè)置雙X射線源實(shí)現(xiàn)3D成像的效果。

技術(shù)背景：

數(shù)字化X線成像技術(shù)是指把X線透射圖像數(shù)字化處理，再轉(zhuǎn)化為模擬圖像顯示出來的成像技術(shù)；隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字成像技術(shù)開始進(jìn)入到快速發(fā)展時期，其優(yōu)良的成像、高分辨率特點(diǎn)，使得其廣泛的應(yīng)用于臨床工作中，為各種疾病的診斷及治療提供了真實(shí)、準(zhǔn)確的圖像資料；然而，在實(shí)際臨床應(yīng)用中，由于X線成像的局限性，其圖像為二維圖像，空間分辨率低，致使其對病變部位的觀察較為單一，特別是在查看動態(tài)的冠狀動脈造影、顱內(nèi)血管造影等空間圖像時，其二維成像的特點(diǎn)增加了觀察難度，有時需反復(fù)調(diào)整多個觀察角度來獲得較為準(zhǔn)確的病變信息；在介入手術(shù)操作過程中同樣會遇到類似問題，增加了手術(shù)操作的難度。雖然，目前也有相關(guān)3D成像系統(tǒng)的研究，例如傳統(tǒng)的CT血管重建及可以行冠狀動脈重建的雙源CTA等，但這一類成像系統(tǒng)是通過圖像的三維重建獲得的靜態(tài)3D圖像，并不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時的3D動態(tài)成像，這就限制了它們在某些臨床操作中的應(yīng)用。因此尋求設(shè)計一種實(shí)時雙源X線3D數(shù)字成像裝置，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，尋求涉及一種實(shí)時雙源X線3D數(shù)字成像裝置，基于普通的3D成像原理，通過設(shè)置雙X射線源實(shí)現(xiàn)3D成像的效果。

實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的實(shí)時雙源X線3D數(shù)字成像裝置的主體結(jié)構(gòu)包括：第一X線發(fā)射管、第二X射線發(fā)射管、步進(jìn)電機(jī)、X射線、被測對象、成像板、計算機(jī)、顯示器和圖像轉(zhuǎn)化模塊；第一X線發(fā)射管和第二X線發(fā)射管與計算機(jī)電信息連接，計算機(jī)控制第一X線發(fā)射管和第二X線發(fā)射管發(fā)射X射線；第一X線發(fā)射管和第二X線發(fā)射管前端旋轉(zhuǎn)固定，球狀結(jié)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)與第一X線發(fā)射管和第二X線發(fā)射管的后端滾動式連接，步進(jìn)電機(jī)與計算機(jī)電信息連接，計算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的前后運(yùn)動以便調(diào)節(jié)第一X線發(fā)射管和第二X線發(fā)射管發(fā)射的X射線的夾角角度；方形結(jié)構(gòu)的成像板設(shè)置在第一X線發(fā)射管和第二X線發(fā)射管的前方，以便接收第一X線發(fā)射管和第二X線發(fā)射管的發(fā)射的穿過被測對象的X射線信號；圖像轉(zhuǎn)化模塊與成像板固定連接，以便將成像板接收的X射線信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像并存儲，圖像轉(zhuǎn)化模塊與計算機(jī)電信息連接，圖像轉(zhuǎn)化模塊將數(shù)字圖像傳送至計算機(jī)中，計算機(jī)控制圖像轉(zhuǎn)化模塊和成像板上下運(yùn)動，以便準(zhǔn)確接收將穿過被測對象的X射線；計算機(jī)與顯示器電信息連接，計算機(jī)控制第一X線發(fā)射管、第二X線發(fā)射管和步進(jìn)電機(jī)工作，計算機(jī)接收圖像轉(zhuǎn)化模塊生成的數(shù)字圖像并進(jìn)行3D矯正處理，形成3D圖像傳送至顯示器中顯示。

本發(fā)明涉及的第一X線發(fā)射管和第二X線發(fā)射管發(fā)射X射線的間隔時間為1-15ms。

本發(fā)明涉及的計算機(jī)形成的3D圖像為紅藍(lán)3D圖像、偏振3D圖像或裸眼3D圖像。

本發(fā)明涉及的實(shí)時雙源X線3D數(shù)字成像裝置在成像過程中需要移動成像板時，計算機(jī)會根據(jù)成像板的位置，實(shí)時的控制兩球管處步進(jìn)電機(jī)來調(diào)節(jié)兩球管的夾角，使得成像板與觀察對象的距離L(單位mm)、射線與兩球管中軸線的夾角β，滿足關(guān)系式：β＝arctan(30/L)。

本發(fā)明使用時，可以作為普通X射線機(jī)使用，計算機(jī)控制第一X線發(fā)射管和第二X線發(fā)射管中的一個發(fā)射管工作，計算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)滾動使得第一X線發(fā)射管和第二X線發(fā)射管處于水平平行位置，然后將被測對象置于發(fā)射管和成像板之間進(jìn)行觀測；本發(fā)明以3D模式使用時，計算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)向前運(yùn)動使得第一X線發(fā)射管和第二X線發(fā)射管形成一定的夾角，被測對象置于發(fā)射管和成像板中間，計算機(jī)控制第一X線發(fā)射管和第二X線發(fā)射管間隔1-15ms發(fā)射X射線，成像板和圖像轉(zhuǎn)化模塊接收X射線信號并轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像傳送至計算機(jī)中，計算機(jī)進(jìn)行處理后在顯示器中顯示，并重復(fù)上述步驟實(shí)現(xiàn)實(shí)時顯示3D圖像。

本發(fā)明涉及一種實(shí)時3D數(shù)字成像的方法，使用實(shí)時雙源X線3D數(shù)字成像裝置，其成像步驟如下：

步驟一：兩放射源先后發(fā)射出X射線；

步驟二：兩放射源發(fā)出的射線先后透過觀察對象后被成像板接收；

步驟三：成像板處接收的X線信號被轉(zhuǎn)化為兩幅略有差異的數(shù)字圖像并臨時存儲；

步驟四：兩幅數(shù)字圖像經(jīng)矯正處理后，被計算機(jī)合成1幀3D圖像并顯示在顯示器上；

步驟五：此過程重復(fù)循環(huán)，計算機(jī)輸出實(shí)時的3D圖像。