高分辨X光數(shù)字胃腸圖像系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用研究.pdf

1、X光數(shù)字胃腸診斷設(shè)備是實現(xiàn)胃腸各種造影的數(shù)字采集、數(shù)字處理、數(shù)字存儲、數(shù)字傳輸,從而實現(xiàn)無片(膠片)化管理及影像共享,達(dá)到對病人影像的診斷及病案信息交流的一種現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診療手段。其中,X光數(shù)字胃腸圖像系統(tǒng)是X光數(shù)字胃腸診斷設(shè)備的一個核心子系統(tǒng),通過它可以動態(tài)檢查并實時診斷消化道臟器的病變。目前,X光數(shù)字胃腸圖像系統(tǒng)主要是基于增強(qiáng)器(I.I.)和CCD系統(tǒng),且圖像分辨率以1024×1024為主。高端圖像產(chǎn)品基本被國外跨國廠商壟斷,如西門子、

2、飛利浦、GE、東芝、日立等。日本日立醫(yī)療公司的Clavis2000圖像,在該領(lǐng)域內(nèi)處于領(lǐng)先地位,其采用2K×2K×12Bit進(jìn)行X光數(shù)字胃腸圖像數(shù)據(jù)的獲取。本論文的研究工作以跟蹤國外最新技術(shù)、設(shè)計樣機(jī)為目標(biāo),提出了基于2048×2048×12Bit CCD技術(shù)指標(biāo)的X光胃腸圖像系統(tǒng)的設(shè)計原理及方法。X光數(shù)字胃腸圖像系統(tǒng)涉及了許多成像的基礎(chǔ)問題和工程問題,包括X射線的基本特性、X射線與物質(zhì)的相互作用、X射線通過人體的衰減規(guī)律、X射線通道對

3、圖像質(zhì)量的影響、影像增強(qiáng)器的原理、CCD數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的工作原理、DICOM傳輸及設(shè)備組成和成像基本原理等。在研究分析上述問題的基礎(chǔ)上,本論文進(jìn)行了高分辨率X光胃腸圖像系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計和系統(tǒng)功能設(shè)計,以及硬件設(shè)計、軟件設(shè)計等方面的相關(guān)工程設(shè)計。闡述了包括數(shù)字CCD相機(jī)的選擇、數(shù)字采集卡的選擇、鏡頭的選擇及光學(xué)通道的設(shè)計、醫(yī)生工作流程的設(shè)計、圖像處理、傳輸打印等。研究了如何實時動態(tài)去除數(shù)字圖像的噪聲,如何實時控制亮度和X射線劑量,以保證最佳

4、的影像采集等工程系統(tǒng)設(shè)計問題。論文還對X射線高壓發(fā)生器的同步采集接口做了深入研究與分析。在相關(guān)醫(yī)院,對所設(shè)計的X光胃腸數(shù)字圖像系統(tǒng)進(jìn)行了工程測試,獲得了本系統(tǒng)高達(dá)2.8lp/mm的分辨率,優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品。臨床應(yīng)用主要完成了食道造影、上消造影、全消造影、下消造影以及輸卵管造影、腎盂造影等項目的測試;同時,對一些特殊功能,如:快速點片等,也做了設(shè)計驗證。通過臨床應(yīng)用驗證,動態(tài)實時多速率快速點片,可以實時動態(tài)獲取吞咽等瞬間運(yùn)動的數(shù)字圖像,