[发明专利]医用和工业用X射线实时立体成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种医用和工业用X射线实时立体成像装置，属于医学和无损检测的射线成像技术领域。

背景技术

X射线成像设备已广泛应用于医学诊断、微创手术和工业无损检测。目前国内外生产的X射线成像设备，除CT外，多属平面成像系统，获取的都是两维平面透视图像，不能识别人体或物体的深度结构。而介入人体的手术器械和人体器官的位置关系，对精确治疗关系重大；工业无损检测同样需要探知深度结构的信息。在原理上，采用CT技术可以精确进行三维成像和定位，但CT设备庞大昂贵，而且剂量高，扫描时间长；不适于在手术中或现场工业无损检测中实时成像。为此，近年有的公司利用可旋转和平移的X射线机(例如有C形臂的)，开发了从3个正交方向各拍一幅两维图像，同时显示在计算机屏幕上的技术；可以提供一定的三维投影信息。但是医生或无损检测人员要像看工程图纸那样，从正视图、顶视图和侧视图来自己综合出三维信息，十分费力和不直观。而且每次更新图像都要使X射线成像装置进行三次大角度的精确对准指定中心旋转，机构运动幅度大，定位要求高，还延长了宝贵的手术时间和增加病人和医生受到的辐射剂量。

发明内容

本发明的目的是提出一种医用和工业用X射线实时立体成像装置，用简便、快速和低剂量的办法实现X射线实时立体成像，以实现医疗手术和工业无损检测上的动态立体透视。

本发明提出的医用和工业用X射线实时立体成像装置，包括：

双视角X射线源，用于产生两个视角的X射线，X射线对检测目标进行立体成像；

X射线图像探测器，用于探测X射线对被测物体的透视图像，并将探测的图像发送至计算机，X射线图像探测器与计算机通过信号线相连；

X射线机运动台架，用于使所述的双视角X射线源和X射线图像探测器围绕检测目标运动，所述的双视角X射线源固定在X射线机台架的一侧，所述的X射线图像探测器固定在X射线机台架的与检测目标相对的另一侧；

计算机，用于驱动视角变换和同步获取两个视角的透视图像，并根据透视图像产生驱动各种立体图像显示器的图像数据和三维空间坐标；

视角变换驱动电路，用于根据计算机产生的视角变换控制码驱动双视角X射线源或X射线机运动台架，视角变换驱动电路的输入端与计算机相连，视角变换驱动电路的输出端与双视角X射线源或X射线机运动台架相连。

上述立体成像装置中，所述的双视角X射线源，包括两个X光管，两个X光管的阳极和阴极分别与高压电源相连；所述的X光管由阳极、阴极和控制栅极组成，所述的阳极和阴极分别固定在X光管的两端管壳上，所述的控制栅极套在阴极上，并与管壳固定，两个控制栅极的输出管脚分别与脉冲发生器相连。

上述立体成像装置中，所述的双视角X射线源，包括两个X光管和斩波轮，所述的X光管由阳极和阴极组成，所述的阳极和阴极分别固定在X光管的两端管壳上；所述的斩波轮置于两个X光管靶点的前方。

上述立体成像装置中，所述的双视角X射线源，包括两个X光管，两个X光管的阳极和阴极分别与高压电源相连；所述的X光管由阳极和阴极组成，所述的阳极和阴极分别固定在X光管的两端管壳上，两个X光管的阳极和阴极分别连接到各自的高压电源上。

上述立体成像装置中，所述的双视角X射线源，包括一个X光管，X光管的阳极和阴极分别与高压电源相连；所述的X光管由阳极和阴极组成，所述的阳极和阴极固定在X光管的两端管壳上，X光管的阳极连接到高压电源。

本发明提出的医用和工业用X射线实时立体成像装置，其优点是：

1、本发明立体成像装置的三维成像速度快，实时性强；可达到动态实时显示。已有的采用CT或三正交方向成像来获取三维信息，图像获取时间以分计，而本发明的成像装置图像获取时间以几十分之一秒计。

2、本发明装置的三维图像视觉直观。已有的CT重建的是平面显示器上的三维图像，三正交方向成像显示的只是三个正交的平面视图，没有立体视觉。而本发明利用了人的立体视觉，可直观看到浮在眼前的立体图像和三维坐标。

3、使用本发明装置时辐射剂量低。已有的CT成像要进行几百个视角的透视，三正交方向成像也要进行三个视角的透视，照射时间长，辐射剂量高，对人体伤害较大。而本发明只需进行两个视角的透视，辐射剂量低得多。