專利名稱：計算機x射線影像板激光掃描儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種影像激光掃描儀，尤其涉及一種計算機X射線影像板激光掃描儀。
背景技術：
目前，醫療上一般用X射線影像板(IP板)取代X光膠片來進行X光攝像，使用方法與傳統的X光膠片一樣，經X光照射后物體的影像以電子潛影的方式會留存在IP板上，IP板可經過消影處理后重新使用，因此，IP板的應用呈上升趨勢。當X光穿透物體時，將會減弱，主要是由于物體光電吸收、Compton散射引起的。IP板紀錄了X光能量的變化，由此可以獲得物體的內部組成情況。IP板以模擬量的形式記錄人體的信息，但其線性范圍大大超過普通X射線膠片，可達1∶10000。在避光的環境下，X射線照射后以潛影方式儲存人體受照射部分的信息(潛影)。IP板所存影像信息在光照下會以磷光(紫外光)輻射形式消失，其輻射強度與光照條件有關。但當用恒定光強的紅色激光(波長650納米)激發時，IP板上的影像信息受激輻射的磷光強度與穿過人體后的X射線光強成正比。紅色激光對IP板逐點掃描，從每一點輻射出來的磷光(包含了該點的影像信息)被光波導收集后，經光電子放大和電子放大，最后通過A/D變換被轉換為數字信號，并以文件的形式保留在計算機存儲設備內。不用通過傳統的顯影、定影等暗室操作，從計算機的顯示器上就可以直接看到被攝的醫學影像。這大大方便了醫療處理。
但是，基于上述原理的CR系統，價格都比較高，結構比較復雜，不利于推廣。
實用新型內容針對現有X射線影像儀所存在的問題和不足，本實用新型的目的是提供一種造價比較低的計算機X射線影像板激光掃描儀。
本實用新型是這樣實現的一種計算機X射線影像板激光掃描儀，包括有置放IP板的暗盒、可拖動IP板運動的運動裝置、激光掃描系統、影像信號收集及放大系統、控制系統和工作臺，所述激光掃描系統包括有半導體激光器、擴束準直器、振鏡、置于所述振鏡前的Fθ物鏡和控制所述振鏡運動的振鏡驅動器；所述信號收集及放大系統包括有光波導接收器、置于所述光波導接收器前端的干涉濾波片、置于所述光波導接收器尾端的光學濾波器、光電倍增管和直流放大器；所述控制系統包括有CPU、存儲器、顯示器、輸入輸出端口、A/D轉換器、D/A轉換器及傳感器；所述運動裝置固定在所述工作臺上，所述暗盒固定在所述工作臺上并與所述運動裝置對應放置，所述影像信號收集及放大系統置于工作臺中，其中，所述光波導接收器置于所述IP板下，其端面置于所述IP板的激發反射光路上，端面長度與IP板寬度相當，所述光波導接收器的尾端外形與所述光電倍增管的接收端形狀一致，其特征在于，所述激光掃描系統發射的激光束與IP板的法線夾角為15°至20°所述運動裝置拖動所述暗盒里的IP板運動，所述半導體激光器發射的激光經擴束準直器擴束和準直后，經所述振鏡反射到所述IP板上，所述IP板內的圖像信息被激發，發射到端面與所述IP板法線約15°光波導接收器內，經全反射后進入所述光電倍增管并經直流放大器放大后輸出，經A/D轉換后，由CPU處理，并通過顯示器將影象輸出。
該掃描儀還包括有消影板，其置于所述IP板下，并與激光束的運動路線保持有間隙。
所述運動裝置包括有兩平行導軌，置于平行導軌上的滑板，該滑板上設置有兩滑塊，兩滑塊與兩平行導軌分別連接，其中一導軌上方還水平設置有絲杠，所述絲杠一端設置有從動輪，該從動輪與電機驅動的驅動輪連接，所述滑板上還設置有另一傳動塊，該傳動塊與所述絲杠配合連接；所述滑板上還設置有掛卡IP板的掛鉤。
所述暗盒與所述運動裝置對應放置是指滑板上的掛鉤與暗盒在同一水平面上。
所述從動輪、驅動輪帶有齒，傳動帶與所述從動輪、驅動輪配合連接。
所述電機為步進電機。
所述運動板上設置有繼電器，所述導軌上安有紅外探測器，所述紅外探測器并通過A/D轉換器及輸入輸出端口與所述CPU連接，所述繼電器通過D/A轉換器及輸入輸出端口與所述CPU連接。
所述導軌為方形。
所述振鏡驅動通過D/A轉換器及A/D轉換器與所述CPU連接。
所述工作臺上置有輪子。
本實用新型通過運動裝置，可自動將IP板拖出，激光掃描系統發射的激光束沿橫向對IP板進行掃描，由滑板掛鉤鉤住的IP板隨滑板一起在步進電機驅動下縱向運動，從而完成對IP板的整板掃描激發，激光束掃描完一行之后，IP板在運動裝置拖動下前進一固定距離。并且，木實用新型保證激光束與IP板的法線的角度為15°至20°光波導接收器端面法線與IP板法線的角度為約15°，該角度可使激光掃描系統和影像信號收集及放大系統在工作臺中的布局比較合理；通過影像信號收集及放大系統收集影像信息，并通過A/D轉換器及輸入輸出端口輸入到計算機內，經處理后生成文件，作為數字化的圖像文件，它不僅可以用不同的手段處理來滿足不同的需要，還可以通過互聯網進行遠距離傳送，進行遠距離處理；掃描完IP板后，激光掃描系統停止發射激光，同時IP板下的消影板上的消影燈開啟，對IP板進行消影，以備下次使用。本實用新型通過設置控制系統，可使掃描、消影自動完成，使用方便，并且，本實用新型造價低廉，易于推廣，且其結構合理、布局清晰、安裝方便。
以下結合附圖，對本實用新型作出詳細描述。
圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型的光學系統結構示意圖；圖3為本實用新型的運動裝置結構示意圖；圖4為本實用新型影像信號收集及放大系統示意圖；
圖5為本實用新型光路結構示意圖。
具體實施方式
如圖1和2所示，本實用新型包括有置放IP板的暗盒6、可拖動IP板運動的運動裝置、激光掃描系統、影像信號收集及放大系統、控制系統。如圖3所示，運動裝置包括兩平行的方形導軌7，與方形導軌7滑動連接的兩滑塊2，滑板3固定在滑塊2上，IP板的掛鉤12固定在滑板3的一側，消影板13固定在滑板3與固定掛鉤12的同側，且置于掛鉤12的下方，絲杠1平行置于一側方形導軌7的上方，絲杠1側的滑板3上固定有傳動塊8，其與絲杠1配合連接；絲杠1兩端通過軸承連接于與方形導軌7固定的支架上，且絲杠1一端設置有從動輪9，從動輪9通過傳送帶與主動輪10連接，從動輪9、主動輪10的外表面設有齒，傳送帶與之配合。其中，主動輪10與步進電機連接。如圖1所示，暗盒6固定在工作臺11上表面的一端，運動裝置同樣也固定在工作臺11的上表面，且掛鉤12與暗盒6處于同一平面上，暗盒6與消影板13之間有間隙，以使激光掃描系統發射的激光束通過。如圖2所示，激光掃描系統置于工作臺11中，固定座14有一傾斜的端面，Fθ物鏡架15垂直固定在固定座14的端面上，Fθ物鏡16固定在Fθ物鏡架15中央，半導體激光器27和擴束準直器置于固定座14中央，振鏡17固定在固定座14的一側，并與振鏡驅動器18連接；影像信號收集及放大系統包括有光波導接收器19、置于所述光波導接收器19前端的干涉濾波片20、置于所述光波導接收器尾端的光學濾波器、光電倍增管和直流放大器，如圖4所示，激發出IP板影像光信號采用光波導接收器收集，為減弱波長為650納米的紅光進入光波導接收器，在光波導接收器的入射端用由5塊濾光片構成光學干涉濾光片，用光學膠粘在光波導的前端；光波導接收器的作用是將影像信號有效地收集到端窗型的光電倍增管的光陰極上。光波導接收器的入射端長度與IP板寬度相等，出射端收攏成圓形，與與光電倍增管圓型的光陰極匹配，其采用有機玻璃制作。光波導接收器的設計不僅使入射光改變傳播方向，而且其形狀要從一端的長條形漸變成準圓型，即與光電倍增管的接收端外形一致，光在光波導接收器中傳播必須滿足全反射條件。光波導光波導接收器光接收面與IP板法線成約15°為方便工作臺11的移動，工作臺底部還設置有輪子25。為適應各種型號IP板，暗盒6的寬度足夠大，掛鉤12可掛卡多種型號的IP板。
如圖5所示，半導體激光器發出的光束經擴束和兩次準直，輸出圓光斑的平行光束，投射到振動掃描鏡上，經軸向與IP板成約75°Fθ物鏡聚焦后，在IP板上聚成直徑約為0.1mm的激光斑。當振鏡驅動使振鏡擺動時，在IP板上掃出一條長等于IP板總寬度的亮線。完成對IP板上一行的逐點激發，振動掃描鏡由數控階梯波驅動，振動幅度和頻率由階梯波的參數確定，可實現每分鐘最多4800次的掃描。半導體激光器產生可控的恒定激光，用以激射IP板，IP板輻射出包含影像信息的光信號。半導體激光器可以按系統工作的需要輸出兩種不同的光強。正常掃描時，IP板上接收的光強約12毫瓦，光功率密度達到120瓦/平方厘米。在IP板預掃描時，半導體激光器的輸出功率被控制在正常輸出功率的1/10。掃描激發系統的同步控制保證半導體激光器與振動掃描鏡的驅動階梯波保持嚴格的同步關系，每一幀影像讀出開始時，半導體激光器被點亮，一幀影像讀出結束時自動關閉；每一行掃描正程半導體激光器被點亮，逆程時(回掃)自動關閉。由于需要掃描IP板上的整個影像，因此，在掃描過程中，IP板需要被拖動，并且，需要保證IP板的運動與激光束的掃描周期保持一致。振鏡每來回振動一個周期，機械運動裝置就帶動IP板縱向步進0.1mm，然后進行下一行的掃描，以實現整塊IP板影像信息的掃描讀出。
光波導接收器接收激發出IP板影像的光信號，但與影像信號一起進入光波導接收器的還有背景光(掃描激光)，它比包含影像信息的IP板受激發射光強數百萬倍，但由于兩者的波長不同，可通過在光波導接收器的出口處設置一個帶通光學吸收濾波器以吸收強大的背景光。在600-800nm波長范圍內為截止區，其透過率＜10-10。可見，此濾波器讓影像信號(波長390nm)的絕大部分(84％)通過，而由激發光形成的背景光(波長650nm)幾乎完全不能通過。光學濾波器有效地濾除了激發光形成的強大的背景光。IP板輻射的微弱磷光被光波導接收器收集，通過光學吸收濾波器將背景光濾除后送到光電倍增管，從光電倍增管輸出的影像信號是數十納安到數微安的微弱電流，經直流放大器放大到滿幅度輸出為±5V的信號給A/D轉換器變換，最后輸入計算機系統。經CPU處理后輸出成為圖形文件，作為數字化的圖像文件，它不僅可以用不同的手段處理來滿足不同的需要，還可以通過互聯網進行遠距離傳送，進行遠距離處理。當掃描結束后，IP板回撤，由發光二極管組成的消影板開啟，對IP板進行消影處理，處理后的IP板可以繼續使用。
本實用新型的控制系統包括有CPU、存儲器、顯示器、輸入輸出端口、A/D轉換器、D/A轉換器及傳感器等。如圖3所示，通過在滑板3上設置的紅外傳感器4，該傳感器4通過D/A轉換器與CPU連接，當滑板3拖動IP板并掃描完成時，傳感器4通過D/A轉換器向CPU發出信號，CPU通過D/A轉換器，向與電機連接的電壓控制器發出停止信號，電壓控制器控制電機的電壓以停止。CPU還可控制電機反轉。同時，振鏡控制器同樣也通過A/D、D/A轉換器與CPU連接，當CPU控制步進電機工作時，同時，向振鏡控制器發出工作開始信號，振鏡控制器控制振鏡運動，并保證振鏡的擺動周期與步進電機同步。本實用新型可實現高度的自動化。
權利要求1.一種計算機X射線影像板激光掃描儀，包括有置放IP板的暗盒、可拖動IP板運動的運動裝置、激光掃描系統、影像信號收集及放大系統、控制系統和工作臺，所述激光掃描系統包括有半導體激光器、擴束準直器、振鏡、置于所述振鏡前的Fθ物鏡和控制所述振鏡運動的振鏡驅動器；所述信號收集及放大系統包括有光波導接收器、置于所述光波導接收器前端的干涉濾波片、置于所述光波導接收器尾端的光學濾波器、光電倍增管和直流放大器；所述控制系統包括有CPU、存儲器、顯示器、輸入輸出端口、A/D轉換器、D/A轉換器及傳感器；所述運動裝置固定在所述工作臺上，所述暗盒固定在所述工作臺上并與所述運動裝置對應放置，所述影像信號收集及放大系統置于工作臺中，其中，所述光波導接收器置于所述IP板下，其端面置于所述IP板的激發反射光路上，端面長度與IP板寬度相當，所述光波導接收器的尾端外形與所述光電倍增管的接收端形狀一致，其特征在于，所述激光掃描系統發射的激光束與IP板的法線夾角為15°至20°所述運動裝置拖動所述暗盒里的IP板運動，所述半導體激光器發射的激光經擴束準直器擴束和準直后，經所述振鏡反射到所述IP板上，所述IP板內的圖像信息被激發，發射到端面與所述IP板法線約15°光波導接收器內，經全反射后進入所述光電倍增管并經直流放大器放大后輸出，經A/D轉換后，由CPU處理，并通過顯示器將影象輸出。
2.如權利要求1所述的計算機X射線影像板激光掃描儀，其特征在于，該掃描儀還包括有消影板，其置于所述IP板下，并與激光束的運動線路保持有間隙。
3.如權利要求1所述的計算機X射線影像板激光掃描儀，其特征在于，所述運動裝置包括有兩平行導軌，置于平行導軌上的滑板，該滑板上設置有兩滑塊，兩滑塊與兩平行導軌分別連接，其中一導軌上方還水平設置有絲杠，所述絲杠一端設置有從動輪，該從動輪與電機驅動的驅動輪連接，所述滑板上還設置有另一傳動塊，該傳動塊與所述絲杠配合連接；所述滑板上還設置有掛卡IP板的掛鉤。
4.如權利要求3所述的計算機X射線影像板激光掃描儀，其特征在于，所述暗盒與所述運動裝置對應放置是指滑板上的掛鉤與暗盒在同一水平面上。
5.如權利要求3所述的計算機X射線影像板激光掃描儀，其特征在于，所述從動輪、驅動輪帶有齒，傳動帶與所述從動輪、驅動輪配合連接。
6.如權利要求3所述的計算機X射線影像板激光掃描儀，其特征在于，所述電機為步進電機。
7.如權利要求3所述的計算機X射線影像板激光掃描儀，其特征在于，所述運動板上設置有繼電器，所述導軌上安有紅外探測器，所述紅外探測器并通過A/D轉換器及輸入輸出端口與所述CPU連接，所述繼電器通過D/A轉換器及輸入輸出端口與所述CPU連接。
8.如權利要求3所述的計算機X射線影像板激光掃描儀，其特征在于，所述導軌為方形。
9.如權利要求1所述的計算機X射線影像板激光掃描儀，其特征在于，所述振鏡驅動通過D/A轉換器及A/D轉換器與所述CPU連接。
10.如權利要求1所述的計算機X射線影像板激光掃描儀，其特征在于，所述工作臺上置有輪子。
專利摘要本實用新型公開了一種計算機X射線影像板激光掃描儀，包括暗盒、運動裝置、激光掃描系統、影像信號收集及放大系統、控制系統和工作臺。通過運動裝置可自動將IP板拖出，激光掃描系統發射的激光束沿橫向對IP板進行掃描，由滑板掛鉤鉤住的IP板隨滑板一起在步進電機驅動下縱向運動，從而完成對IP板的整板掃描激發，激光束掃描完一行之后，IP板在運動裝置拖動下前進一固定距離。激光束與IP板的法線的角度為15°至20°光波導接收器端面法線與IP板法線的角度為約15°，通過影像信號收集及放大系統收集影像信息，輸入到計算機內，它可以通過互聯網進行遠距離傳送，進行遠距離處理。本實用新型造價低廉，使用方便。
文檔編號A61B6/00GK2669793SQ20032012803
公開日2005年1月12日 申請日期2003年12月17日 優先權日2003年12月17日
發明者李新章, 鄭寶常, 童其美, 劉慶偉, 李東杰, 徐聚民, 葉學敏 申請人:北京金龍泉技術研究所