一種快速采集圖像的x射線數字成像系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種快速采集圖像的X射線數字成像系統，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、轉換屏以及EMCCD探測器；所述圖像傳輸模塊包括光電轉換模塊、發送模塊以及接收模塊，其特征在于，所述EMCCD的技術指標：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轉換為14位，軟件控制電子放大增益1～10000倍，光譜響應為400～1000nm,制冷溫度為-80℃；所述發送模塊為光纖發送模塊，所述接收模塊為光纖接收模塊，所述光纖發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射線數字成像系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及X射線成像技術，尤其涉及一種快速采集圖像的X射線數字成像系統。【背景技術】
[0002]自1895年德國物理學家倫琴發現了X射線，并為他夫人的手拍了史上第一張醫學圖像，隨著X射線照相技術在醫學上的廣泛應用，成像技術也不斷的發展。醫學圖像對早期病情發現、病情確診、治療效果跟蹤以及后續治療計劃確定都有著至關重要的作用。X射線成像是獲取醫學圖像的重要方式，它經歷了膠片成像、CR成像和DR成像的發展歷程。DR系統由于圖像質量高、成像速度快、直接生成數字化圖像、圖像處理功能強大、輻照劑量小等優點，成為當前X射線成像領域的熱門研究方向。
[0003]但是，國內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，現有的一些X射線數字成像系統在微弱的光源下成像效果較差，而且成像速度較低；還有一些成像系統因系統本身性能的局限不能在低溫、昏暗的惡劣環境下成像；普通的CXD對PC機的圖像傳輸距離為2~4mm，不能滿足遠距離傳輸圖像的要求。
【發明內容】
[0004]本發明克服了現有技術的不足，提供一種成像速度快、分辨率高并可用于昏暗條件下的X射線數字成像系統。
[0005]為達到上述目的，本發明采用的技術方案為:一種快速采集圖像的X射線數字成像系統，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射X射線的X射線源，將X射線轉換為可見光線的轉換屏，將可見光線反射的反射鏡以及獲得圖像的EMCCD探測器；所述圖像傳輸模塊包括將數字信號轉換為光電信號的光電轉換模塊，將光電信號發送出去的發送模塊 以及接收光電信號的接收模塊，其特征在于，所述EMCCD的技術指標: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轉換為14位，軟件控制電子放大增益I~10000倍，光譜響應為400~lOOOnm，制冷溫度為_80°C ;所述發送模塊為光纖發送模塊，所述接收模塊為光纖接收模塊，所述光纖發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]本發明一個較佳實施例中，進步一包括，所述X射線源為X射線機，所述X射線機的有效角度為45±2°，所述X射線機的焦點尺寸為2mmX 2mm，所述X射線機為陽極接地強迫風冷式結構。
[0007]本發明一個較佳實施例中，進步一包括，所述轉換屏為CsI (TI)單晶轉換屏，所述CsI (TI)單晶轉換屏的主要技術指標為:有效成像直徑120mm，對比靈敏度為0.2%，分辨能力為4~61p/mm，可用X射線能量范圍為0.1~lOOMeV。
[0008]本發明一個較佳實施例中，進步一包括，所述反射鏡的有效使用面積為180mm X 100mm,反射率為 99%。
[0009]本發明一個較佳實施例中，進步一包括，所述圖像采集模塊采集到圖像后輸出的是LVDS信號。
[0010]本發明一個較佳實施例中，進步一包括，所述的LVDS信號被所述光電轉換模塊轉換為PCEL信號。
[0011 ] 本發明一個較佳實施例中，進步一包括，所述PCEL信號由所述光纖發送模塊發送出去再通過所述光纖接收模塊接收。
[0012]本發明解決了【背景技術】中存在的缺陷，具有如下有益效果:
1.本發明提供的X射線數字成像系統是一種基于EMCCD技術的成像系統，采用在微弱光源下可采集高質量圖像的EMCCD探測器，其制冷溫度為_80°C，也可滿足在低溫下得到高質量的圖像，使得該系統具有更高的靈敏度、更高的空間分辨率和低噪聲的優點。
[0013]2.本發明的X射線數字成像系統，不但可以滿足快速采集圖像的需求，而且還可以實現傳輸距離為200~10000m的遠距離傳輸，這是普通CCD X射線數字成像系統所不可比擬的優點，解決了普通CXD相機與PC之間的傳輸距離為2~4m的缺陷，遠距離傳輸圖像可以減少X射線對人體的影響。
[0014]本發明是基于EMCXD技術，EMCXD技術是一種全新的微弱光信號增強探測技術。EMCCD是一炔基于硅的半導體芯片，具有二維矩陣的光電傳感器或像素。與傳統的CCD不同，EMCCD沒有限制輸出放大器的讀出噪聲，有時甚至是在相當高的讀出速率下工作。
[0015]本
【發明內容】
提及的LVDS是低壓差分信號，是一種利用差分信號邏輯在電子器件之間進行通信接口電路。使用非常低的幅度信號(100-450mV)，通過一對平行的PCB走線或平衡電纜傳輸數據，在兩條平行的差分信號上流經的電流及電壓振幅相反，噪聲信號同時耦合到兩條線上，而接收端只關心兩信號的差值，于是噪聲波抵消。這種技術可以實現點對點或一點對多點的連接，具有低功耗、低誤碼率、低串擾和低輻射等優點，LVDS得到了廣泛的應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0017]圖1是本發明的優選實施例的系統結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]現在結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明，這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。
[0019]如圖1所示，本發明提供一種快速采集圖像的X射線數字成像系統，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射X射線的X射線源，將X射線轉換為可見光線的轉換屏，將可見光線反射的反射鏡以及獲得圖像的EMCCD探測器。本發明的實施例，具體的EMCXD的技術指標: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轉換為14位，軟件控制電子放大增益I~10000倍，光譜響應為400~IOOOnm,制冷溫度為_80°C。本EMCXD探測器的增益可調范圍I~10000倍，系統的讀出速度高達IOMHz，而且其熱電制冷裝置使EMCXD的工作溫度可達_80°C，這些參數的改進都有效的降低暗電流的影響，滿足本發明的X射線數字成像系統快速獲得高分辨率的圖像。
[0021 ] X射線源為X射線機，本發明實施例中采用便攜式2505系列的X射線機，上述X射線機的有效角度為45±2°，上述X射線機的焦點尺寸為2mmX 2臟，上述X射線機為陽極接地強迫風冷式結構，全部采用變頻技術，具有體積小，重量輕，攜帶方便的優點。
[0022]本發明的轉換屏為CsI (TI)單晶轉換屏，上述CsI (TI)單晶轉換屏的主要技術指標為:有效成像直徑120mm，對比靈敏度為0.2%，分辨能力為4~61p/mm，可用X射線能量范圍為0.1~lOOMeV。該轉換屏面積較大，這樣成像較大，檢測速度快，而且不潮解，發光率高。
[0023]本發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]本發明的圖像傳輸模塊包括將數字信號轉換為光電信號的光電轉換模塊，將光電信號發送出去的發送模塊以及接收光電信號的接收模塊，其中，上述發送模塊為光纖發送模塊，上述接收模塊為光纖接收模塊，上述光纖發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]本發明的EMCXD探測器通過采集卡將圖像傳輸給PC機，EMCXD探測器的機頭與采集卡之間采用LVDS信號傳輸，即從圖像采集模塊采集到圖像后輸出的是LVDS信號；該LVDS信號被光電轉換模塊轉換為PCEL信號；然后PCEL信號由上述光纖發送模塊發送出去再通過上述光纖接收模塊接收。本發明實施例中的光電轉換模塊為M155-E3-SC-L-5光電轉換模塊。
[0026] 通過本發明的圖像傳輸模塊可以實現由EMCXD勘測器所成的圖像的遠距離傳輸，可以有效避免在X射線檢測中，射線對人體近距離的輻射影響，而且傳輸速度最低達到500Mbps，不但滿足距離的傳輸要求，還滿足速度的傳輸要求。
[0027]以上依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定技術性范圍。
【權利要求】
1.一種快速采集圖像的X射線數字成像系統，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射X射線的X射線源，將X射線轉換為可見光線的轉換屏，將可見光線反射的反射鏡以及獲得圖像的EMCCD探測器；所述圖像傳輸模塊包括將數字信號轉換為光電信號的光電轉換模塊，將光電信號發送出去的發送模塊以及接收光電信號的接收模塊，其特征在于，所述EMCXD的技術指標: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轉換為14位，軟件控制電子放大增益I~10000倍，光譜響應為400~IOOOnm,制冷溫度為_80°C ;所述發送模塊為光纖發送模塊，所述接收模塊為光纖接收模塊，所述光纖發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.根據權利要求1所述的一種快速采集圖像的X射線數字成像系統，其特征在于，所述X射線源為X射線機，所述X射線機的有效角度為45±2°，所述X射線機的焦點尺寸為2mmX 2mm,所述X射線機為陽極接地強迫風冷式結構。
3.根據權利要求1所述的一種快速采集圖像的X射線數字成像系統，其特征在于，所述轉換屏為CsI (TI)單晶轉換屏，所述CsI (TI)單晶轉換屏的主要技術指標為:有效成像直徑120mm，對比靈敏度為0.2%，分辨能力為4~61p/mm，可用X射線能量范圍為0.1~IOOMeV0
4.根據權利要求1所述的一種快速采集圖像的X射線數字成像系統，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.根據權利要求1-4任一項所述的一種快速采集圖像的X射線數字成像系統，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。
6.根據權利要求5所述的一種快速采集圖像的X射線數字成像系統，其特征在于，所述的LVDS信號被所述光電轉換.模塊轉換為PCEL信號。
7.根據權利要求6所述的一種快速采集圖像的X射線數字成像系統，其特征在于，所述PCEL信號由所述光纖發送模塊發送出去再通過所述光纖接收模塊接收。
【文檔編號】A61B6/00GK103462623SQ201310396923
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月4日 優先權日:2013年9月4日
【發明者】韓立軍 申請人:江蘇美倫影像系統有限公司