專利名稱：X射線數(shù)字一體化攝影方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療X射線攝影方法及其系統(tǒng)設備，特別是利用計算機技術實現(xiàn)數(shù)字一體化攝影圖像采集、診斷、存儲、成像于一體的系統(tǒng)。
背景技術：
在醫(yī)學影像信息學的發(fā)展和PACS的研究過程中，由于醫(yī)療設備生產(chǎn)廠商的不同， 造成與各種設備有關的醫(yī)學圖像存儲格式、傳輸方式千差萬別，使得醫(yī)學影像及其相關信息在不同系統(tǒng)、不同應用之間的交換受到嚴重阻礙?；诖?，DICOM即數(shù)字影像和通信標準應運而生，以規(guī)范醫(yī)學影像及其相關信息的交換行為；PACS是Picture Archiving and Communication Systems的縮寫，意思為影像歸檔和通信系統(tǒng)。PACS是一個涉及放射醫(yī)學、 影像醫(yī)學、數(shù)字圖像技術(采集和處理)、計算機與通訊、C/S體系結構的多媒體DBMS系統(tǒng)， 涉及軟件工程、圖形圖像的綜合及后處理等多種技術，是一個技術含量高、實踐性強的高技術復雜系統(tǒng)。目前國內(nèi)醫(yī)院的X射線攝影系統(tǒng)的使用者信息管理系統(tǒng)、檔案管理系統(tǒng)、射線系統(tǒng)、圖像數(shù)據(jù)系統(tǒng)等大多采用組合方式組成系統(tǒng)，各系統(tǒng)之間相對獨立，缺乏統(tǒng)一控制調度軟件，用戶操作界面變化多，操作不夠方便，而國外同類產(chǎn)品雖然技術較為成熟并可提供成套設備，然而產(chǎn)品設計復雜，部件繁多，且價格相當昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種X射線數(shù)字一體化攝影方法及系統(tǒng)，能有效解決X射線高頻高壓發(fā)生器與圖像采集、存儲、診斷工作站之間由于數(shù)據(jù)格式不一致導致系統(tǒng)不統(tǒng)一，以及由于結構復雜帶來維護困難的問題。本發(fā)明的X射線數(shù)字一體化攝影方法包括X射線攝影、圖像采集、處理、存儲、輸出，其步驟如下1)醫(yī)護人員通過登錄電腦獲得操作權限，登錄后可對不同類別醫(yī)護人員進行管理，如人員的增減、更改、授予不同的權限等，并可設置系統(tǒng)檢查項目、使用科室等參數(shù)；2)醫(yī)護人員使用登記電腦錄入待檢病人信息，并將數(shù)據(jù)信息發(fā)送給安裝在圖像采集電腦上的采集系統(tǒng)，圖像采集電腦通過通信電纜下傳指令參數(shù)給安裝在X射線高頻高壓發(fā)生器內(nèi)的微處理器來控制X射線高頻高壓發(fā)生器的輸出電壓、電流和曝光時間，微處理器根據(jù)接收的參數(shù)調整并回傳給圖像采集電腦核對；3)核對無誤后醫(yī)護人員踩下透視腳踏開關，X射線高頻高壓發(fā)生器將透視所需電壓、電流輸出給球管，圖像采集電腦動態(tài)顯示透視部位圖像，并臨時保存所有動態(tài)圖像；4)透視過程發(fā)現(xiàn)最佳攝影位置時按下曝光手柄，X射線高頻高壓發(fā)生器在設定好的曝光時間內(nèi)輸出對應的電壓、電流給球管，完成曝光操作；5)曝光完成后非晶硅平板X線探測器記錄相應X光量信息，圖像采集電腦讀取非晶硅平板X線探測器的信息，預處理后產(chǎn)生清晰的X光圖像；
6)圖像采集電腦上安裝的采集軟件根據(jù)需要對圖像進行翻轉、消隱、正負片等初步處理，處理后的圖像保存發(fā)送到診斷電腦，診斷電腦上安裝的的診斷軟件對圖像進一步處理；7)診斷電腦提供診斷報告內(nèi)容模板，醫(yī)護人員通過處理、分析圖像后填寫診斷結論，并生成診斷報告；8)診斷報告可打印或存儲，診斷報告數(shù)據(jù)信息聯(lián)網(wǎng)進入醫(yī)院圖像存檔與通信系統(tǒng) (PACS)。登錄電腦、采集電腦、診斷電腦的數(shù)據(jù)儲存在SQL krver數(shù)據(jù)庫中，安裝在登錄電腦的登錄軟件、采集電腦的采集系統(tǒng)、診斷電腦的診斷軟件，以及X射線高頻高壓發(fā)生器的控制軟件采用C++編程語言，在Borland公司的C++bUilder開發(fā)平臺下開發(fā)。運行環(huán)境為 操作系統(tǒng)Win 2000/XP/2003，服務器端安裝.net framework3. 5或以上版本、IIS5. 0或以上版本和SQL krVer2005服務器端組件，客戶端安裝SQL krVer2005客戶端組件。根據(jù)上述方法設計的X射線數(shù)字一體化攝影系統(tǒng)，包括X射線高頻高壓發(fā)生器、非晶硅平板X線探測器、全自動多功能攝影架、攝影床以及圖像處理設備，所述圖像處理設備包括醫(yī)用圖像顯示器、診斷電腦、登記電腦、圖像采集電腦以及用于攝影架的攝影操作工作臺，醫(yī)用圖像顯示器與診斷電腦顯示器共用電腦主機，圖像采集電腦和攝影操作工作臺通過線纜連接控制全自動多功能攝影架和X射線高頻高壓發(fā)生器，診斷電腦、登記電腦和圖像采集電腦通過局域網(wǎng)連通并且其數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)格式采用數(shù)字影像和通信dicom3. 0標準，可以與醫(yī)院圖像存檔與通信系統(tǒng)(PACS)聯(lián)網(wǎng)，圖像采集電腦上安裝有控制X射線高頻高壓發(fā)生器工作的軟件和圖像采集處理的軟件。攝影操作工作臺設置有控制X射線高頻高壓發(fā)生器啟動的開關、控制曝光的手柄，以及控制全自動多功能攝影架移動的遙控器，登記電腦和圖像采集電腦放置在攝影操作工作臺上。本發(fā)明X射線數(shù)字化攝影系統(tǒng)采用非晶硅平板X線探測器將通過檢測物體X射線直接產(chǎn)生相應電信號，通過讀取該探測器電信號經(jīng)處理和軟件變換直接形成數(shù)字X光影像，替代了傳統(tǒng)的膠片成像過程，有利于大量病歷檔案的儲存和遠程會診，是真正意義上的數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)，因無需沖洗片，大大提高了 X光檢查診斷效率。該系統(tǒng)適用于人體各部位的攝影檢查，能直接采集高分辨率、高清晰度、和高對比度的數(shù)字圖像有利于各種微小病灶的發(fā)現(xiàn)，并且不會產(chǎn)生廢片，節(jié)省大量資源。本系統(tǒng)比傳統(tǒng)膠片成像所需的X射線劑量要少，因而它能用較低的X線劑量得到高清晰的圖像，同時也使病人和醫(yī)生減少了受X射線輻射的危害，同時本系統(tǒng)具備自診斷功能，控制軟件可對相關部件進行自檢，如有故障即報警并顯示相應故障內(nèi)容及處理方法，方便用戶維護設備正常運行。


圖1是本發(fā)明結構示意圖；圖2是本發(fā)明原理方框圖；圖3是本發(fā)明的全自動多功能攝影架結構圖。
具體實施方式
如圖1、3所示，X射線數(shù)字化攝影系統(tǒng)包括X射線高頻高壓發(fā)生器8、非晶硅平板 X線探測器9、全自動多功能攝影架7、攝影床6以及圖像處理設備，圖像處理設備由醫(yī)用圖像顯示器1、診斷電腦2、登記電腦4、圖像采集電腦5以及用于控制X射線高頻高壓發(fā)生器和攝影架的攝影操作工作臺3組成，醫(yī)用圖像顯示器1供診斷醫(yī)護人員觀看處理X光圖像， 并連接到診斷電腦2，診斷電腦2安裝有診斷軟件，供診斷醫(yī)護人員填寫、打印、保存診斷報告；采集工作臺3上除放置采集電腦5外，還設置有控制X射線高頻高壓發(fā)生器8啟動的開關、控制曝光的手柄及控制全自動多功能攝影架7的遙控器16 ；登記電腦4供醫(yī)護人員登記待檢人員信息用，可根據(jù)需要安裝再診斷區(qū)入口做為接診排隊登記使用；采集電腦5在本系統(tǒng)中做為系統(tǒng)服務器使用，是系統(tǒng)控制中心，安裝有系統(tǒng)控制軟件，該軟件控制各部件協(xié)調工作以完成數(shù)字攝影任務，拍片醫(yī)護人員可通過軟件調整發(fā)生器參數(shù)及采集、處理、存貯、發(fā)送數(shù)字X光影像。簡易攝影床6，供需要臥姿拍片的待檢者使用；全自動多功能攝影架7上安裝有非晶硅平板X線探測器9和產(chǎn)生X射線的球管組件13、束光器12等；高頻高壓發(fā)生器8由微電腦控制，可以按采集電腦的軟件設置參數(shù)產(chǎn)生穩(wěn)定的正負高壓和燈絲電流供球管使用，同時可按設置精確控制曝光時間。全自動多功能攝影架在可編程控制器(PLC)控制可根據(jù)操作指令調整探測器和球管位置使X射線野和待檢部位吻合，使穿過待檢部位的X射線落入探測器恰當位置，以獲得清晰X光數(shù)字圖像；非晶硅平板X線探測器9安裝在鐮刀臂10上，鐮刀臂和水平導軌14 固定一起，安裝在可旋轉的水平軸上，該水平軸可逆時針旋轉90度，使探測器旋轉到水平位置(拍攝臥姿照片時使用)；立柱11內(nèi)有導軌，在牽引鏈條的驅動下使鐮刀臂10等組件可上下移動；束光器12安裝在球組件13的X射線出口上，通過調整其遮光板可調整X射線的大小，使攝影曝光時X射線正好穿過待檢部位，減小其他部位受到X射線傷害；球管組件 13安裝在球管組件安裝滑塊上，該滑塊可沿水平導軌14移動，從而調整球管組件置探測器的距離，球管組件在高頻高壓發(fā)生器提供的正負高壓、和燈絲電流的驅動下產(chǎn)生攝影所需的X射線。攝影架的控制面板15可控制鐮刀臂10和水平導軌14沿水平軸旋轉或沿立柱上下移動，也可控制球管組件等沿水平導軌移動；遙控器16安裝在攝影操作工作臺3上，遙控攝影架動作。如圖2原理圖所示，醫(yī)護人員通過相應身份認證(工號和密碼)后登錄到相應系統(tǒng)，從而獲得相應的操作權限；系統(tǒng)管理員登錄后可對相關醫(yī)護人員進行管理，如人員的增減、更改、授予不同的權限等，并可設置系統(tǒng)檢查項目、使用科室等參數(shù)，具有登記權限的醫(yī)護人員使用登記電腦4對待檢查人員基本信息(姓名、年齡和檢查部位等等)進行錄入，錄入后在服務器生成相應待檢人員記錄，并發(fā)送消息給采集電腦的采集系統(tǒng)，在采集系統(tǒng)的待檢人員隊列末尾添加一條待檢人員記錄。采集系統(tǒng)自動根據(jù)待檢人員基本信息自動設定相關曝光參數(shù)，如發(fā)生器輸出的電壓、電流、曝光時間等等，拍片醫(yī)護人員核對待檢人員信息后把待檢人員帶入X光防護室， 并指導待檢人員到指定位置(非晶硅平板X線探測器前)，并調整X射線野剛好落在待檢部位上，拍片醫(yī)護人員使用采集電腦5的高頻高壓發(fā)生器控制軟件根據(jù)待檢人員的具體情況再微調曝光參數(shù)，設定好的參數(shù)通過通信電纜下傳給醫(yī)用X射線高頻高壓發(fā)生器的微處理器，該微處理器根據(jù)接收的參數(shù)調整相應控制電路參數(shù)以產(chǎn)生所需的曝光參數(shù)，上傳該參數(shù)給采集電腦以核對，并通知采集電腦發(fā)生器準備就緒，可以曝光。拍片醫(yī)護人員可根據(jù)需要選擇是否需要動態(tài)顯示圖像以尋找最佳拍攝位置，如選擇動態(tài)顯示圖像功能，當醫(yī)護人員踩下透視腳踏開關時發(fā)生器將按透視所需電壓、電流輸出給球管，此時采集軟件將動態(tài)顯示透視部位圖像，并臨時保存所有動態(tài)圖像(透視結束可選擇是否永久保存)，透視過程發(fā)現(xiàn)最佳位置時按下曝光手柄，發(fā)生器即按設定的曝光參數(shù)(電壓、電流、曝光時間等)輸出給球管完成曝光操作，曝光完成后非晶硅平板X線探測器9記錄了相應X光量信息，此后拍片醫(yī)護人員使用采集電腦5圖像采集軟件讀取非晶硅平板X線探測器的信息，并經(jīng)處理產(chǎn)生清晰的X光圖像。該采集軟件可以對圖像進行初步處理，如翻轉、消隱、正負片等，經(jīng)初步處理的圖像通過保存后發(fā)送到診斷工作站，診斷工作站設有兩臺顯示器，其中一臺為專業(yè)醫(yī)用圖像顯示器1，圖像顯示更清晰，診斷工作站的診斷軟件可對圖像做進一步處理，使圖像更能表現(xiàn)診斷部位是否有病變。為方便醫(yī)護人員填寫診斷報告，診斷軟件根據(jù)常見病例提供診斷報告內(nèi)容模板，同時用戶可根據(jù)自身特點修改、增加報告內(nèi)容模板。醫(yī)護人員通過處理、分析圖像后填寫診斷結論，最終生成診斷報告，診斷報告可打印，存儲，系統(tǒng)的接口符合dicom3. 0標準，可直接和PACS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。本發(fā)明X射線數(shù)字化攝影系統(tǒng)采用非晶硅平板X線探測器將通過檢測物體X射線直接產(chǎn)生相應電信號，通過讀取該探測器電信號經(jīng)處理和軟件變換直接形成數(shù)字X光影像，替代了傳統(tǒng)的膠片成像過程，有利于大量病歷檔案的儲存和遠程會診，無需沖洗片，大大提高了 X光檢查診斷效率。該系統(tǒng)適用于人體各部位的攝影檢查，能直接采集高分辨率、 高清晰度、和高對比度的數(shù)字圖像有利于各種微小病灶的發(fā)現(xiàn)，并且不會產(chǎn)生廢片，節(jié)省大量資源。本系統(tǒng)在透視狀態(tài)下，可實時顯示數(shù)字圖像，使醫(yī)生能確定最佳攝片體位，還可通過一系列影像后處理如邊緣增強、放大、黑白翻轉、圖像平滑等功能，從中提取出豐富可靠的臨床診斷信息，尤其對早期病灶的發(fā)現(xiàn)可提供良好的診斷條件。本系統(tǒng)還可進行多幅圖像顯示，進行圖像比較，以利于醫(yī)生準確判別、診斷。通過圖像滾動回放功能，還可為醫(yī)生回憶整個透視檢查過程。本系統(tǒng)比傳統(tǒng)膠片成像所需的X射線劑量要少，因而它能用較低的X線劑量得到高清晰的圖像，同時也使病人和醫(yī)生減少了受X射線輻射的危害。本系統(tǒng)改變了已往傳統(tǒng)的膠片攝影方法，可使醫(yī)院放射線科取消原來的圖像管理方式和省去片庫房，實現(xiàn)了計算機無片化檔案管理，節(jié)省大量的資金和場地，極大地提高工作效率。同時，結束了 X線圖像不能進入醫(yī)院PACS系統(tǒng)的歷史，為醫(yī)院進行遠程專家會診和網(wǎng)上交流提供了極大的便利。另外本系統(tǒng)采用圖形工作站軟件做為統(tǒng)一調度控制系統(tǒng)的各個部件協(xié)調工作，操作界面為視窗操作界面，操作簡單方便，軟件從操作人員權限設置到檢查者信息錄入、曝光參數(shù)設置、圖像獲取、圖像處理、診斷報告各方面均考慮操作方便性，如根據(jù)各部位自動設置相應曝光參數(shù)，常見病例報告模板等，節(jié)約用戶使用時間，提高設備效率。由于使用數(shù)字圖像加密存取技術，診斷報告和圖像可長期存貯，并方便檢索，為醫(yī)護工作者提供大量參考案例資料，方便醫(yī)護人員學習提高診斷水平。由于采用軟件代替原有發(fā)生器控制臺功能降低系統(tǒng)成本；系統(tǒng)具備自診斷功能，控制軟件可對相關部件進行自檢，如有故障即報警并顯示相應故障內(nèi)容及處理方法，方便用戶維護設備正常運行。
權利要求
1.一種X射線數(shù)字一體化攝影方法，包括X射線攝影、圖像采集、處理、存儲、輸出，其特征在于包括以下步驟1)醫(yī)護人員通過登錄電腦獲得操作權限，登錄后可對不同類別醫(yī)護人員進行管理，如人員的增減、更改、授予不同的權限等，并可設置系統(tǒng)檢查項目、使用科室等參數(shù)；2)醫(yī)護人員使用登記電腦錄入待檢病人信息，并將數(shù)據(jù)信息發(fā)送給安裝在圖像采集電腦上的采集系統(tǒng)，圖像采集電腦通過通信電纜下傳指令參數(shù)給安裝在X射線高頻高壓發(fā)生器內(nèi)的微處理器來控制X射線高頻高壓發(fā)生器的輸出電壓、電流和曝光時間，微處理器根據(jù)接收的參數(shù)調整并回傳給圖像采集電腦核對；3)核對無誤后醫(yī)護人員踩下透視腳踏開關，X射線高頻高壓發(fā)生器將透視所需電壓、 電流輸出給球管，圖像采集電腦動態(tài)顯示透視部位圖像，并臨時保存所有動態(tài)圖像；4)透視過程發(fā)現(xiàn)最佳攝影位置時按下曝光手柄，X射線高頻高壓發(fā)生器在設定好的曝光時間內(nèi)輸出對應的電壓、電流給球管，完成曝光操作；5)曝光完成后非晶硅平板X線探測器記錄相應X光量信息，圖像采集電腦讀取非晶硅平板X線探測器的信息，預處理后產(chǎn)生清晰的X光圖像；6)圖像采集電腦上安裝的采集軟件根據(jù)需要對圖像進行翻轉、消隱、正負片等初步處理，處理后的圖像保存發(fā)送到診斷電腦，診斷電腦上安裝的的診斷軟件對圖像進一步處理；7)診斷電腦提供診斷報告內(nèi)容模板，醫(yī)護人員通過處理、分析圖像后填寫診斷結論，并生成診斷報告；8)診斷報告可打印或存儲，診斷報告數(shù)據(jù)信息聯(lián)網(wǎng)進入醫(yī)院圖像存檔與通信系統(tǒng) (PACS)。
2.一種X射線數(shù)字一體化攝影系統(tǒng)，包括X射線高頻高壓發(fā)生器(8)、非晶硅平板X線探測器(9)、全自動多功能攝影架(7)、攝影床(6)以及圖像處理設備，其特征在于所述圖像處理設備包括醫(yī)用圖像顯示器(1)、診斷電腦O)、登記電腦G)、圖像采集電腦(5)以及用于攝影架的攝影操作工作臺(3)，醫(yī)用圖像顯示器(1)與診斷電腦顯示器共用電腦主機， 圖像采集電腦(5)和攝影操作工作臺(3)通過線纜連接控制全自動多功能攝影架(7)和X 射線高頻高壓發(fā)生器(8)，診斷電腦O)、登記電腦(4)和圖像采集電腦( 通過局域網(wǎng)連通ο
3.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述診斷電腦O)、登記電腦G)、圖像采集電腦( 數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)格式采用數(shù)字影像和通信dicom3.0標準，與醫(yī)院圖像存檔與通信系統(tǒng)(PACQ聯(lián)網(wǎng)。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于所述圖像采集電腦(5)安裝有控制X 射線高頻高壓發(fā)生器(8)工作的軟件和圖像采集處理的軟件。
5.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述攝影操作工作臺(3)設置有控制X射線高頻高壓發(fā)生器(8)啟動的開關、控制曝光的手柄，以及控制全自動多功能攝影架移動 (7)的遙控器。
6.根據(jù)權利要求2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于登記電腦(4)和圖像采集電腦(5)放置在攝影操作工作臺(3)上。
全文摘要
本發(fā)明X射線數(shù)字一體化攝影方法及其系統(tǒng)涉及一種利用計算機技術實現(xiàn)數(shù)字一體化攝影圖像采集、診斷、存儲、成像于一體的醫(yī)療攝影方法及系統(tǒng)，包括X射線高頻高壓發(fā)生器、非晶硅平板X線探測器、全自動多功能攝影架、攝影床以及圖像處理設備，醫(yī)用圖像顯示器與診斷電腦顯示器共用電腦主機，圖像采集電腦和攝影操作工作臺通過線纜連接控制攝影架，診斷電腦、登記電腦和圖像采集電腦連通網(wǎng)絡，系統(tǒng)采用數(shù)字影像和通信dicom3.0標準，可直接和PACS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，能有效解決X射線高頻高壓發(fā)生器與圖像采集、存儲、診斷工作站之間由于數(shù)據(jù)格式不一致導致系統(tǒng)不統(tǒng)一，以及由于結構復雜帶來維護困難的問題。
文檔編號A61B6/03GK102247154SQ201110046010
公開日2011年11月23日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權日2011年2月25日
發(fā)明者吳蘭坤, 寧英文, 廖云峰, 徐興科, 楊歐, 滕壽宇, 潘英昂, 蔣健, 陳漢榮, 陳釗, 馬培威 申請人:廖云峰