[发明专利]超长X线数字成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种X线数字成像装置，尤其是指可以在普通X线摄影机上用单次X线曝光、不需要图像拼接就能直接得到全脊柱或全下肢数字X线图像的成像装置。

背景技术

常规X线摄影使用的拍摄介质如胶片、计算机放射摄影(CR，Computered Radiography)的IP(Image Plate)板、直接数字化放射摄影(DDR，Direct Digital Radiography)的平板探测器(FD，Flat Detector)最大边长都只有43cm，而在脊柱或全下肢骨外科疾病的诊断和治疗过程中经常要求拍摄全脊柱或全下肢X线图像，因此人们对多种方法进行了探索。用特制超长X光胶片可以拍摄全脊柱或全下肢X线图像，典型的如张新华使用特制的长X光胶片(长24-25英时)，可以单次曝光得到全脊柱X线图像(中国专利ZL00219545.3)，使用规格为35.5×96.5cm即14×38英时X线胶片可以单次曝光得到全下肢X线图像(张新华.全下肢和全脊柱X线摄影技术的研究[J].医疗设备信息，2005，20(7)：6-7.)。但这类方法使用非常麻烦，而且昂贵，很难推广应用。目前X线成像已基本数字化，很多数字化X线成像设备在相应软件和附件支持下可以用来获取全下肢或全脊柱X线图像，如数字多功能X线机(数字胃肠机)、数字减影血管造影机(DSA，Digital Subtraction Angiography)和CT(Computed Tomography)机，但临床上应用最广泛最成熟的还是不同方式的CR和DDR技术。

多焦点、多次曝光加图像拼接成像：如图1所示，X线球管(11)和X线探测器(14)(可以是CR的IP板或DDR的FD等)相对固定，沿被拍摄部位(13)的长轴拍摄两幅(全脊柱)或三幅(全下肢)有一定区域重叠(A12-B11)的X光图像，然后再拼接成全幅图像。由于X线(12)呈扇形分布而被拍摄部位(13)又有一定厚度，被拍摄部位(13)上的同一点在不同焦点拍摄时有不同的像，图1中，被拍摄部位(13)上的点P0(15)在第一次拍摄时的像是点P1(16)，第二次拍摄时的像是点P2(17)，两个像点明显不一样，在整体图像上表现为伪影或误差，这是本方法与下面介绍的单焦点技术相比存在的最大问题，也是本方法基本退出应用的主要原因。

单焦点、多次曝光加图像拼接成像：如图2所示，X线球管(11)固定不动，X线探测器(14)(可以是CR的IP板或DDR的FD)沿被拍摄部位(13)的长轴移动，拍摄两幅(全脊柱)或三幅(全下肢)有一定区域重叠(A12-B11)的X光图像，然后再拼接成全幅图像。赵廷强等用直接数字化x线机(DDR)，单焦点投照技术，两次曝光采集全脊柱两幅图像，三次曝光采集全下肢的三幅图像(赵廷强，吴南洲，肖越勇等.直接数字化x线成像系统实现负重位全脊柱全下肢成像的方法研究[J].中华实验外科杂志，2009，26(5)：675.)；Yun C.Chang等介绍了使用类似方法拍摄全脊柱和全下肢数字X线图像(美国专利US2005104018A1)。图2中，由于X线球管(11)固定，焦点不动，被拍摄部位(13)上的点P0(15)在两次拍摄中的像都是点P3(20)。但这种方法需要两或三次X线曝光，要求病人在整个拍摄期间保持体位不动，而这很难做到，可能由于拍摄期间病人体位变化太大而导致拍摄失败。

单焦点、单次曝光加图像拼接成像：如图3所示，影像板0(24)(A11-B11)和影像板1(34)(A12-B12)都是通用规格(14×17英时)IP板，它们随暗合放置在特制的摄片架中，重叠一定区域(A12-B11)，只需一次X线曝光经图像拼接就可得到超长(A11-B12)的图像。史建静等使用德国爱克发(AGFA)公司全下肢和全脊柱软件及摄片架，一次曝光拍摄全下肢或全脊柱图像(史建静，许崇永，赵晓君.全下肢及全脊柱成像技术的临床应用[J].放射学实践，2005，20(9)：833-834.)。这种方法的主要问题是影像板在暗合中的位置可能不一致，影像板在CR扫描仪内扫描时的起始位置可能不一致，这两个不一致导致图像偏移，影响图像的自动拼接，而图像的手动拼接非常费时、费力；严重时手动拼接也无效，因而摄影失败。

理论上，如果制造超长的IP板及能对超长IP板扫描的CR扫描仪，或制造超长的数字平板探测器，就能很容易实现一次X线曝光直接得到全脊柱或全下肢数字化X线图像，这在技术上并没有多大问题，但制造成本非常高，因而目前还没有实际产品。

发明内容