CN112754507A - 一种通过狭缝扫描的成像设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及数字化X射线成像方法技术领域，公开了一种通过狭缝扫描的成像设备，包括：发射端，用于将X射线准直成狭缝X射线，向待成像对象连续发送狭缝X射线，以线动成面的方式使得待成像对象被狭缝X射线完全拍摄；接收端，用于在每一次发送的狭缝X射线穿过待成像对象之后，自动在接收端上激活与狭缝X射线发射方向相对应的狭缝感兴趣区域，获取衰减后的所述狭缝X射线，转化成与狭缝X射线拍摄范围相同的狭缝图像进行存储，并在完全拍摄后，将狭缝图像进行拼接。通过狭缝扫描的方式，对X射线进行准直，避免点光源成像的放大作用，可以用于采集患者真实比例的图像，且其受到的辐射剂量也远远低于螺旋扫描的剂量，处于普通放射的水平。

Description

一种通过狭缝扫描的成像设备
技术领域
本发明涉及数字化X射线成像方法技术领域，尤其涉及一种通过狭缝扫描的成像设备。
背景技术
目前，医学影像技术已经在临床上广泛应用，常规的X射线平片是最重要的检查方法，目前数字化X射线摄影***在各大医院都有配备，对疾病的定性诊断有着不可或缺的作用，但是对定量分析显得有些不足，归因于点光源成像有对物体放大的作用，所以获得患者真实比例的图像一直是临床上的追求。现有技术中接收器是一个平板，拍摄出来是一个矩形的图像，基于几张矩形图像进行拼接，由于放大率的不同，拼接上存在误差。
随着技术的发展，计算机X射线体层摄影通过螺旋切片扫描的方式连续获得多幅图像，并在短时间内获得大量连续的薄层轴位数据，以及结合三维重建技术，进行患者真实比例数据的还原，极大地扩展了临床的应用范围。但是患者所接受到的辐射剂量也数量级的增长，如今体层摄影一直追求用最低的剂量获取有价值的图像。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种通过狭缝扫描的成像设备。通过狭缝扫描的方式，对X射线进行准直，避免点光源成像的放大作用，可以用于采集患者真实比例的图像，且其受到的辐射剂量也远远低于螺旋扫描的剂量，处于普通放射的水平。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种通过狭缝扫描的成像设备，包括：发射端和接收端，其中，所述发射端与所述接收端相对设置；
所述发射端，用于将X射线准直成狭缝X射线，向待成像对象连续发送采用包括上下、左右在内的任意一种方式移动的所述狭缝X射线，以线动成面的方式使得所述待成像对象被所述狭缝X射线完全拍摄；
所述接收端，用于在每一次发送的所述狭缝X射线穿过所述待成像对象之后，自动在所述接收端上激活与所述狭缝X射线发射方向相对应的狭缝感兴趣区域，通过所述狭缝感兴趣区域获取衰减后的所述狭缝X射线，转化成与所述狭缝X射线拍摄范围相同的狭缝图像进行存储，并在所述待成像对象被完全拍摄后，将全部的所述狭缝图像进行拼接，形成完整的所述待成像对象的成像图片。
进一步地，所述发射端，还包括：X射线发射器和自动化控制束光器，其中所述X射线发射器设置于所述发射端的主体上，所述自动化控制束光器设置于所述X射线发射器的前端；
所述X射线发射器，用于发射X射线；
所述自动化控制束光器，用于将所述X射线准直成所述狭缝X射线。
进一步地，所述接收端，还包括：ROI成像接收板，其中，所述ROI成像接收板设置于所述接收端的主体上；
所述ROI成像接收板，采用可调节感兴趣区域的ROI成像技术，在拍摄前将所述狭缝感兴趣区域设置为固定大小，同时结合所述自动化控制束光器的自动调节，将所述X射线准直成与所述狭缝感兴趣区域相同大小的所述狭缝X射线；在拍摄时跟随所述狭缝X射线的发射方向在所述ROI成像接收板激活对应的所述狭缝感兴趣区域，获取衰减后的所述狭缝X射线。
进一步地，所述发射端，还包括：发射端支架；
所述发射端支架，用于固定所述X射线发射器，并控制所述X射线发射器做包括上下、左右在内的运动。
进一步地，所述发射端支架，还包括：第一发射端支架和第二发射端支架；
所述第一发射端支架水平设置，所述第二发射端支架垂直设置，所述第二发射端支架的底端滑动设置于所述第一发射端支架上。
进一步地，所述发射端，还包括：第一发射端滑轨和第二发射端滑轨；
所述第一发射端滑轨设置于所述第一发射端支架的上表面，用于控制所述X射线发射器做左右运动；
所述第二发射端滑轨设置于所述第二发射端支架的与所述X射线发射器相同的一侧表面上，用于控制所述X射线发射器做上下运动。
进一步地，所述接收端，还包括：接收端支架；
所述接收端支架，用于固定所述ROI成像接收板，并控制所述ROI成像接收板进行包括上下、左右在内位置调节。
进一步地，所述接收端支架，还包括：第一接收端支架和第二接收端支架；
所述第一接收端支架水平设置，所述第二接收端支架垂直设置，所述第二接收端支架的底端滑动设置于所述第一接收端支架上。
进一步地，所述接收端，还包括：第一接收端滑轨和第二接收端滑轨；
所述第一接收端滑轨设置于所述第一接收端支架的上表面，用于控制所述ROI成像接收板做左右运动；
所述第二接收端滑轨设置于所述第二接收端支架的与所述ROI成像接收板相同的一侧表面上，用于控制所述ROI成像接收板做上下运动。
进一步地，所述接收端，还包括：转动机构；
所述转动机构设置于所述第二接收端支架与所述ROI成像接收板之间，用于旋转所述ROI成像接收板在竖直和水平方向进行切换，以适应于在包括竖直或水平在内的任意一种方向上对所述待成像对象进行拍摄。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)通过提供了一种通过狭缝扫描的成像设备，包括：发射端和接收端，其中，所述发射端与所述接收端相对设置；所述发射端，用于将X射线准直成狭缝X射线，向待成像对象连续发送采用包括上下、左右在内的任意一种方式移动的所述狭缝X射线，以线动成面的方式使得所述待成像对象被所述狭缝X射线完全拍摄；所述接收端，用于在每一次发送的所述狭缝X射线穿过所述待成像对象之后，自动在所述接收端上激活与所述狭缝X射线发射方向相对应的狭缝感兴趣区域，通过所述狭缝感兴趣区域获取衰减后的所述狭缝X射线，转化成与所述狭缝X射线拍摄范围相同的狭缝图像进行存储，并在所述待成像对象被完全拍摄后，将全部的所述狭缝图像进行拼接，形成完整的所述待成像对象的成像图片。上述技术方案中，通过狭缝扫描的方式，对X射线进行准直，避免点光源成像的放大作用，可以用于采集待成像对象(比如说人体)的真实比例图像，且其受到的辐射剂量也远远低于螺旋扫描的剂量，处于普通放射的水平。
(2)针对于设置于发射端上的X射线发射器，可以设置成旋转的，从不同的方向上进行扫描，通过选择接收端的感兴趣区域ROI(Region Of Interest)进行成像，抑制点光源放大效应造成的影响，为临床诊断提供准确的数据。
(3)通过在接收端上设置转动机构，用于旋转ROI成像接收板在竖直和水平方向进行切换，能够适应于在包括竖直或水平在内的任意一种方向上对待成像对象进行拍摄。可以应用于门诊、手术室等多种不同的应用场景中。
附图说明
图1为本发明竖直方向上ROI扫描方式的成像设备示意图；
图2为本发明水平方向上ROI扫描方式的成像设备示意图；
图3为本发明基于ROI感兴趣区域成像的原理示意图；
图4为长视野的水平方向的长视野接收端的示意图；
图5为长视野的竖直方向的长视野接收端的示意图。
附图标记
1、发射端；
11、X射线发射器；
12、发射端支架；121、第一发射端支架；122、第二发射端支架；
131、第一发射端滑轨；132、第二发射端滑轨；
2、接收端；
21、ROI成像接收板；
22、接收端支架；221、第一接收端支架；222、第一接收端支架；
231、第一接收端滑轨；232、第二接收端滑轨；
24、转动机构。
具体实施方式
除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。
本发明提供的狭缝扫描的成像设备，首先利用高频高压X射线发生装置产生诊断用X射线(发射端)，然后用自动控制束光器对X射线光束进行控制，在接收端前端限定成一个狭缝，连续拍摄ROI感兴趣区域的图像，通过线动成面的方式获取图像，形成一幅接近人体真实比例的成像。以下通过具体实施例进行说明。
实施例
如图1和图2所示，本实施例提供了一种通过狭缝扫描的成像设备，包括：发射端1和接收端2，其中，所述发射端1与所述接收端2相对设置；
所述发射端1，用于将X射线准直成狭缝X射线，向待成像对象连续发送采用包括上下、左右在内的任意一种方式移动的所述狭缝X射线，以线动成面的方式使得所述待成像对象被所述狭缝X射线完全拍摄；所述接收端2，用于在每一次发送的所述狭缝X射线穿过所述待成像对象之后，自动在所述接收端2上激活与所述狭缝X射线发射方向相对应的狭缝感兴趣区域，通过所述狭缝感兴趣区域获取衰减后的所述狭缝X射线，转化成与所述狭缝X射线拍摄范围相同的狭缝图像进行存储，并在所述待成像对象被完全拍摄后，将全部的所述狭缝图像进行拼接，形成完整的所述待成像对象的成像图片。
具体地，在传统的医学影像技术中，一般的是通过X射线平片进行扫描的方式获取到X射线图像，当通过点光源发射出X射线时，会形成一个圆锥形的光源散射出去，此时对于待成像对象的不同部位接收到的X射线将具有不同的放大倍数，基于放大倍数的不同，拍摄出来的影像将容易失真。尤其是在需要获取到比如说一个完整的人体的影像时，由于传统方法拍摄的范围受限，需要将几张不同部位的影像进行拼接，由于方法率的不同，拼接上将存在很大的误差。
基于以上现有技术中存在的问题，本发明采用狭缝扫描的方式，将X射线准直成一个线形的狭缝X射线，在单次拍摄过程中发射端1保持一定速度的匀速运动同时按下曝光按钮连续发射狭缝X射线，透过待成像对象(如人体)后，在接收端2选择的拍摄区域进行成像(接收端在拍摄过程中不动)。
假设拍摄的时间为t,运动的速度为r,被激活的狭缝感兴趣区域的狭缝的宽度为r,则待成像对象的被拍摄区域的整体长度S＝r*v*t。曝光过程中的参数可以选择根据部位进行预设的参数，或者可以根据上一个ROI图像储存的灰度值，参考接受器的灵敏度和目标灰度值自动计算下一个ROI成像所需要曝光参数进行拍摄，曝光结束后松开曝光按钮，一幅完整的图像传输到工作站进行后处理和分析；运动的发射端恢复到初始的位置，保证下一次从上到下的竖直扫描或者从左到右的水平扫描。
进一步地，所述发射端1，还包括：X射线发射器11和自动化控制束光器(图中未标出)，其中所述X射线发射器11设置于所述发射端1的主体上，所述自动化控制束光器设置于所述X射线发射器11的前端；
所述X射线发射器11，用于发射X射线；所述自动化控制束光器，用于将所述X射线准直成所述狭缝X射线。
其中，被所述自动化控制束光器准直后的狭缝X射线的大小根据选择狭缝感兴趣区域的大小进行设置，设置为与狭缝感兴趣区域相同的大小。
进一步地，所述接收端2，还包括：ROI成像接收板21，其中，所述ROI成像接收板21设置于所述接收端2的主体上；
所述ROI成像接收板21，采用可调节感兴趣区域的ROI成像技术，在拍摄前将所述狭缝感兴趣区域设置为固定大小，同时结合所述自动化控制束光器的自动调节，将所述X射线准直成与所述狭缝感兴趣区域相同大小的所述狭缝X射线；在拍摄时跟随所述狭缝X射线的发射方向在所述ROI成像接收板激活对应的所述狭缝感兴趣区域，获取衰减后的所述狭缝X射线。
如图3所示，为基于ROI感兴趣区域成像的原理图示。本发明采用兼容识别感兴趣区域的接收板，可以在接收板上选择比如说不同尺寸的方形(如图3中ROl1和ROl2)或者是如ROl3的狭缝感兴趣区域。本发明选用的是如ROl3的狭缝感兴趣区域。拍摄时狭缝感兴趣区域的大小形状固定，但是会随着发射端的移动而移动，激活对应位置的狭缝感兴趣区域进行曝光。
狭缝X射线透过人体到达接受器后，自动激活狭缝感兴趣区域获取不同衰减的X射线，转化成灰度值进行储存，然后根据拍摄部位和选择区域的大小以线动成面方式进行成像，最终把存储的全部灰度信息进行读取，从接受器端避免了图像的失真而且可以获取一幅一致性较好的图像。
进一步地，所述发射端1，还包括：发射端支架12；所述发射端支架12，用于固定所述X射线发射器11，并控制所述X射线发射器11做包括上下、左右在内的运动。
进一步地，所述发射端支架12，还包括：第一发射端支架121和第二发射端支架122；所述第一发射端支架121水平设置，所述第二发射端支架122垂直设置，所述第二发射端支架122的底端滑动设置于所述第一发射端支架121上。
进一步地，所述发射端1，还包括：第一发射端滑轨131和第二发射端滑轨132(图中未示出)；
所述第一发射端滑轨131设置于所述第一发射端支架121的上表面，用于控制所述X射线发射器11做左右运动；所述第二发射端滑轨132设置于所述第二发射端支架132的与所述X射线发射器11相同的一侧表面上，用于控制所述X射线发射器11做上下运动。具体地，对发射端1左右或上下移动，以充分将待成像对象的全部进行扫射。
进一步地，所述接收端2，还包括：接收端支架22；所述接收端支架22，用于固定所述ROI成像接收板21，并控制所述ROI成像接收板21进行包括上下、左右在内位置调节。
进一步地，所述接收端支架22，还包括：第一接收端支架221和第二接收端支架222；所述第一接收端支架221水平设置，所述第二接收端支架222垂直设置，所述第二接收端支架222的底端滑动设置于所述第一接收端支架221上。
进一步地，所述接收端2，还包括：第一接收端滑轨231和第二接收端滑轨232；
所述第一接收端滑轨231设置于所述第一接收端支架221的上表面，用于控制所述ROI成像接收板21做左右运动；所述第二接收端滑轨232设置于所述第二接收端支架222的与所述ROI成像接收板21相同的一侧表面上，用于控制所述ROI成像接收板21做上下运动。
需要说明的是，接收端2在成像时是固定不动的，动的是发射端1。接收端2的滑轨仅在成像之前对ROI成像接收板21的位置进行调整，以将ROI成像接收板21调整到最佳的曝光位置。同时也可以采用如图4和5中的滑轮的形式。
进一步地，如图4和5所示，所述接收端2，还包括：转动机构24；所述转动机构24设置于所述第二接收端支架222与所述ROI成像接收板21之间，用于旋转所述ROI成像接收板21在竖直和水平方向进行切换，以适应于在包括竖直或水平在内的任意一种方向上对所述待成像对象进行拍摄。通过可旋转的设置可以适应站立或平躺等多种不同的场景中。
进一步地，本发明的接收器可以设置为任意的长度，如图4和5所述，ROI成像接收板21设置为一个超长的平板，增大了扫描区域的范围，更适用于拍摄上半身，下半身甚至全身的图像，结合上下运动和旋转控制可以实现长视野装置水平位(图4)和长视野装置竖直位(图5)的拍摄摆位，分别对应获取平躺位和站立位的不同图像，在一次狭缝扫描的过程中获得较大视野的成像，提高实际使用效率的同时避免了由于拼接造成的误差和漏诊。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种通过狭缝扫描的成像设备，其特征在于，包括：发射端和接收端，其中，所述发射端与所述接收端相对设置；
所述发射端，用于将X射线准直成狭缝X射线，向待成像对象连续发送采用包括上下、左右在内的任意一种方式移动的所述狭缝X射线，以线动成面的方式使得所述待成像对象被所述狭缝X射线完全拍摄；
所述接收端，用于在每一次发送的所述狭缝X射线穿过所述待成像对象之后，自动在所述接收端上激活与所述狭缝X射线发射方向相对应的狭缝感兴趣区域，通过所述狭缝感兴趣区域获取衰减后的所述狭缝X射线，转化成与所述狭缝X射线拍摄范围相同的狭缝图像进行存储，并在所述待成像对象被完全拍摄后，将全部的所述狭缝图像进行拼接，形成完整的所述待成像对象的成像图片。
2.根据权利要求1所述的通过狭缝扫描的成像设备，其特征在于，所述发射端，还包括：X射线发射器和自动化控制束光器，其中所述X射线发射器设置于所述发射端的主体上，所述自动化控制束光器设置于所述X射线发射器的前端；
所述X射线发射器，用于发射X射线；
所述自动化控制束光器，用于将所述X射线准直成所述狭缝X射线。
3.根据权利要求2所述的通过狭缝扫描的成像设备，其特征在于，所述接收端，还包括：ROI成像接收板，其中，所述ROI成像接收板设置于所述接收端的主体上；
所述ROI成像接收板，采用可调节感兴趣区域的ROI成像技术，在拍摄前将所述狭缝感兴趣区域设置为固定大小，同时结合所述自动化控制束光器的自动调节，将所述X射线准直成与所述狭缝感兴趣区域相同大小的所述狭缝X射线；在拍摄时跟随所述狭缝X射线的发射方向在所述ROI成像接收板激活对应的所述狭缝感兴趣区域，获取衰减后的所述狭缝X射线。
4.根据权利要求2所述的通过狭缝扫描的成像设备，其特征在于，所述发射端，还包括：发射端支架；
所述发射端支架，用于固定所述X射线发射器，并控制所述X射线发射器做包括上下、左右在内的运动。
5.根据权利要求4所述的通过狭缝扫描的成像设备，其特征在于，所述发射端支架，还包括：第一发射端支架和第二发射端支架；
所述第一发射端支架水平设置，所述第二发射端支架垂直设置，所述第二发射端支架的底端滑动设置于所述第一发射端支架上。
6.根据权利要求5所述的通过狭缝扫描的成像设备，其特征在于，还包括：第一发射端滑轨和第二发射端滑轨；
所述第一发射端滑轨设置于所述第一发射端支架的上表面，用于控制所述X射线发射器做左右运动；
所述第二发射端滑轨设置于所述第二发射端支架的与所述X射线发射器相同的一侧表面上，用于控制所述X射线发射器做上下运动。
7.根据权利要求3所述的通过狭缝扫描的成像设备，其特征在于，所述接收端，还包括：接收端支架；
所述接收端支架，用于固定所述ROI成像接收板，并控制所述ROI成像接收板进行包括上下、左右在内位置调节。
8.根据权利要求7所述的通过狭缝扫描的成像设备，其特征在于，所述接收端支架，还包括：第一接收端支架和第二接收端支架；
所述第一接收端支架水平设置，所述第二接收端支架垂直设置，所述第二接收端支架的底端滑动设置于所述第一接收端支架上。
9.根据权利要求8所述的通过狭缝扫描的成像设备，其特征在于，还包括：第一接收端滑轨和第二接收端滑轨；
所述第一接收端滑轨设置于所述第一接收端支架的上表面，用于控制所述ROI成像接收板做左右运动；
所述第二接收端滑轨设置于所述第二接收端支架的与所述ROI成像接收板相同的一侧表面上，用于控制所述ROI成像接收板做上下运动。
10.根据权利要求8所述的通过狭缝扫描的成像设备，其特征在于，所述接收端，还包括：转动机构；
所述转动机构设置于所述第二接收端支架与所述ROI成像接收板之间，用于旋转所述ROI成像接收板在竖直和水平方向进行切换，以适应于在包括竖直或水平在内的任意一种方向上对所述待成像对象进行拍摄。
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