[发明专利]一种快速采集图像的X射线数字成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及X射线成像技术，尤其涉及一种快速采集图像的X射线数字成像系统。

背景技术

自1895年德国物理学家伦琴发现了X射线，并为他夫人的手拍了史上第一张医学图像，随着X射线照相技术在医学上的广泛应用，成像技术也不断的发展。医学图像对早期病情发现、病情确诊、治疗效果跟踪以及后续治疗计划确定都有着至关重要的作用。X射线成像是获取医学图像的重要方式，它经历了胶片成像、CR成像和DR成像的发展历程。DR系统由于图像质量高、成像速度快、直接生成数字化图像、图像处理功能强大、辐照剂量小等优点，成为当前X射线成像领域的热门研究方向。

但是，国内DR的研究历程尚短，因此还存在着巨大的研究空间和一些需要解决的问题。例如，现有的一些X射线数字成像系统在微弱的光源下成像效果较差，而且成像速度较低；还有一些成像系统因系统本身性能的局限不能在低温、昏暗的恶劣环境下成像；普通的CCD对PC机的图像传输距离为2～4mm，不能满足远距离传输图像的要求。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种成像速度快、分辨率高并可用于昏暗条件下的X射线数字成像系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种快速采集图像的X射线数字成像系统，其特征在于，其包括图像采集模块和图像传输模块，所述图像采集模块包括发射X射线的X射线源，将X射线转换为可见光线的转换屏，将可见光线反射的反射镜以及获得图像的EMCCD探测器；所述图像传输模块包括将数字信号转换为光电信号的光电转换模块，将光电信号发送出去的发送模块以及接收光电信号的接收模块，其特征在于，所述EMCCD的技术指标：有效像元为1004×1002，像素尺寸6×6μm，电子读出速度10MHz，全分辨率帧频为9帧，线性度为5%，A/D转换为14位，软件控制电子放大增益1～10000倍，光谱响应为400～1000nm,制冷温度为-80℃；所述发送模块为光纤发送模块，所述接收模块为光纤接收模块，所述光纤发送模块和所述光纤接收模块能够满足图像传输模块的传输速率为500～1000Mbps，所述光纤发送模块和所述光纤接收模块能够满足图像传输模块的传输距离为200～10000m。

本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述X射线源为X射线机，所述X射线机的有效角度为45±2°，所述X射线机的焦点尺寸为2mm×2mm，所述X射线机为阳极接地强迫风冷式结构。

本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述转换屏为CsI（TI）单晶转换屏，所述CsI（TI）单晶转换屏的主要技术指标为：有效成像直径120mm，对比灵敏度为0.2%，分辨能力为4～6lp/mm，可用X射线能量范围为0.1～100MeV。

本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述反射镜的有效使用面积为180mm×100mm，反射率为99%。

本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述图像采集模块采集到图像后输出的是LVDS信号。

本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述的LVDS信号被所述光电转换模块转换为PCEL信号。

本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述PCEL信号由所述光纤发送模块发送出去再通过所述光纤接收模块接收。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，具有如下有益效果：

1.本发明提供的X射线数字成像系统是一种基于EMCCD技术的成像系统，采用在微弱光源下可采集高质量图像的EMCCD探测器，其制冷温度为-80℃，也可满足在低温下得到高质量的图像，使得该系统具有更高的灵敏度、更高的空间分辨率和低噪声的优点。

2.本发明的X射线数字成像系统，不但可以满足快速采集图像的需求，而且还可以实现传输距离为200～10000m的远距离传输，这是普通CCD X射线数字成像系统所不可比拟的优点，解决了普通CCD相机与PC之间的传输距离为2～4m的缺陷，远距离传输图像可以减少X射线对人体的影响。

本发明是基于EMCCD技术，EMCCD技术是一种全新的微弱光信号增强探测技术。EMCCD是一块基于硅的半导体芯片，具有二维矩阵的光电传感器或像素。与传统的CCD不同，EMCCD没有限制输出放大器的读出噪声，有时甚至是在相当高的读出速率下工作。