[发明专利]医用X线机限束器控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种医用设备控制，特别涉及一种医用X线机限束器控制系统及控制方法。

背景技术

限束器是医用X线机中安装在球管X射线出射口出（即管套窗口），用于遮挡X线散射线，减少X射线对病人的伤害，提高成像质量，把X射线的照射视野限制在所需的范围内的装置。又称束光器，是X射线诊断类机器必不可少的部分。常用于以下情况：（1）用在 X 射线治疗机中，当做对病变细胞照射治疗时，用以遮挡 X 射线，保护正常细胞不受射线的伤害；（2）在透视和摄影检查时，对非检查部位进行保护。在这两种情况下，都是通过限束器控制来调节 X 射线照射野的大小、形状和质量的。限束器控制照射视野（Field of View, FOV）模型如图1所示，焦点与铅板间的距离为A，焦点与成像面间的距离，即源像距（Focus Imaging Distance, FID）为B，遮线铅板的可调范围（横向或纵向长度）为a，射线经过遮线铅板的控制后，在成像面上照射出的范围（照射视野）b。这样就形成了两个相似的三角形，根据相似三角形的比例关系，满足：                                               ，当A和B固定不变时，改a，就可以成比例地改变b。限束器的工作原理就是通过控制遮线铅板左右运动来改变a，从而间接地改变照射视野b。由于X射线不是可见光，不能直观地对病人受照射部位进行照射范围的确定。所以使用可见光代替X射线来确定照射视野。如图2所示，光源（可见光）模拟X射线（不可见光）照射野原理。根据镜面反射的原理，将反光镜放置在模拟光源与焦点的角平分线上。这样模拟光源照射出的可见光，经过反光镜反射后形成的照射视野，就是焦点发射X射线的照射视野。

传统X线机限束器的不足：（1）不能实时监控受检部位的情况。为减小医生的辐射剂量，医生给病人摆好体位后，要回到控制室进行曝光，因一些体位不适合长时间保持，如果病人的位置发生移动，而医生不能直观地看到直接进行拍摄，则拍摄的影像图片就会有伪影或者不在最佳拍片位置，导致医生对病灶的判断有困难；（2）手动旋转调整FOV时，机械误差大。医生在病床旁手动调整FOV时，有时用力大小不均，造成旋转时机械误差增加；（3）远程控制使用操控手柄，不能直接观察FOV大小，对受检者造成不必要的辐射，同时降低了医生工作效率，延长机器成本收回期。

发明内容

本发明是针对传统X线机限束器的不足问题，提出一种医用X线机限束器控制系统及控制方法，可远距离操作，操作简便，控制精度高。

本发明的技术方案为：一种医用X线机限束器控制系统，在X线发射的光路上用两组可调节遮线铅板来限定焦点发射X射线的照射视野，包括PC机、单片机系统、摄像头、电机驱动电路、两个直流电机，摄像头安装在限束器出光口的外壳上，并使摄像头对准照射视野，摄像头接PC机，PC机输出指令通过RS232串口传送给单片机系统，单片机系统处理数据后，输出通过电机驱动电路控制限束器的纵向、横向两个直流电机正、反转，两个直流电机带动两组调节遮线铅板移动。

所述单片机系统与电机驱动电路之间有光电耦合开关进行隔离，光电耦合开关选MCT62。

所述通过直流电动机输出轴与遮线铅板上的扇型齿轮咬合，控制两组遮线铅板的运动方向。

一种医用X线机限束器控制系统控制方法，包括医用X线机限束器控制系统，包括如下步骤：

1）摄像头采集两组遮线铅板位置图像送PC机，PC机界面显示遮线铅板位置图像；

2）用户通过PC界面输入调节指令，PC机处理后输出指令通过RS232串口传送给单片机系统，单片机系统处理数据；

3）单片机系统输出调节控制信号到电机驱动电路，电机驱动电路控制限束器的纵向、横向两个直流电机正、反转，带动两组调节遮线铅板移动到用户所需位置。

本发明的有益效果在于：本发明医用X线机限束器控制系统及控制方法，使限束器的控制达到数字化，提高了控制精度，可以进行远距离操作以及可以简化医生的工作，提高工作效率；且电路体积较小，达到了节约的目的。

附图说明

图1为限束器控制照射视野模型图；

图2为使用可见光代替X射线来确定照射视野示意图；

图3为本发明X线机限束器控制系统结构示意图；

图4为本发明X线机限束器控制系统框架图；

图5为本发明X线机限束器控制系统中单片机与MCT62连接电路图；

图6为本发明X线机限束器实施例正视图；