一種實時雙源X線3D數字成像裝置的制作方法

本發明屬于X射線成像設備技術領域，涉及一種X線數字成像裝置，特別涉及一種實時雙源X線3D數字成像裝置，其通過設置雙X射線源實現3D成像的效果。

技術背景：

數字化X線成像技術是指把X線透射圖像數字化處理，再轉化為模擬圖像顯示出來的成像技術；隨著醫療技術的發展，數字成像技術開始進入到快速發展時期，其優良的成像、高分辨率特點，使得其廣泛的應用于臨床工作中，為各種疾病的診斷及治療提供了真實、準確的圖像資料；然而，在實際臨床應用中，由于X線成像的局限性，其圖像為二維圖像，空間分辨率低，致使其對病變部位的觀察較為單一，特別是在查看動態的冠狀動脈造影、顱內血管造影等空間圖像時，其二維成像的特點增加了觀察難度，有時需反復調整多個觀察角度來獲得較為準確的病變信息；在介入手術操作過程中同樣會遇到類似問題，增加了手術操作的難度。雖然，目前也有相關3D成像系統的研究，例如傳統的CT血管重建及可以行冠狀動脈重建的雙源CTA等，但這一類成像系統是通過圖像的三維重建獲得的靜態3D圖像，并不能實現實時的3D動態成像，這就限制了它們在某些臨床操作中的應用。因此尋求設計一種實時雙源X線3D數字成像裝置，具有良好的經濟效益和社會效益。

技術實現要素：
：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求涉及一種實時雙源X線3D數字成像裝置，基于普通的3D成像原理，通過設置雙X射線源實現3D成像的效果。

實現上述目的，本發明涉及的實時雙源X線3D數字成像裝置的主體結構包括：第一X線發射管、第二X射線發射管、步進電機、X射線、被測對象、成像板、計算機、顯示器和圖像轉化模塊；第一X線發射管和第二X線發射管與計算機電信息連接，計算機控制第一X線發射管和第二X線發射管發射X射線；第一X線發射管和第二X線發射管前端旋轉固定，球狀結構的步進電機與第一X線發射管和第二X線發射管的后端滾動式連接，步進電機與計算機電信息連接，計算機控制步進電機的前后運動以便調節第一X線發射管和第二X線發射管發射的X射線的夾角角度；方形結構的成像板設置在第一X線發射管和第二X線發射管的前方，以便接收第一X線發射管和第二X線發射管的發射的穿過被測對象的X射線信號；圖像轉化模塊與成像板固定連接，以便將成像板接收的X射線信號轉換為數字圖像并存儲，圖像轉化模塊與計算機電信息連接，圖像轉化模塊將數字圖像傳送至計算機中，計算機控制圖像轉化模塊和成像板上下運動，以便準確接收將穿過被測對象的X射線；計算機與顯示器電信息連接，計算機控制第一X線發射管、第二X線發射管和步進電機工作，計算機接收圖像轉化模塊生成的數字圖像并進行3D矯正處理，形成3D圖像傳送至顯示器中顯示。

本發明涉及的第一X線發射管和第二X線發射管發射X射線的間隔時間為1-15ms。

本發明涉及的計算機形成的3D圖像為紅藍3D圖像、偏振3D圖像或裸眼3D圖像。

本發明涉及的實時雙源X線3D數字成像裝置在成像過程中需要移動成像板時，計算機會根據成像板的位置，實時的控制兩球管處步進電機來調節兩球管的夾角，使得成像板與觀察對象的距離L(單位mm)、射線與兩球管中軸線的夾角β，滿足關系式：β＝arctan(30/L)。

本發明使用時，可以作為普通X射線機使用，計算機控制第一X線發射管和第二X線發射管中的一個發射管工作，計算機控制步進電機滾動使得第一X線發射管和第二X線發射管處于水平平行位置，然后將被測對象置于發射管和成像板之間進行觀測；本發明以3D模式使用時，計算機控制步進電機向前運動使得第一X線發射管和第二X線發射管形成一定的夾角，被測對象置于發射管和成像板中間，計算機控制第一X線發射管和第二X線發射管間隔1-15ms發射X射線，成像板和圖像轉化模塊接收X射線信號并轉化為數字圖像傳送至計算機中，計算機進行處理后在顯示器中顯示，并重復上述步驟實現實時顯示3D圖像。

本發明涉及一種實時3D數字成像的方法，使用實時雙源X線3D數字成像裝置，其成像步驟如下：

步驟一：兩放射源先后發射出X射線；

步驟二：兩放射源發出的射線先后透過觀察對象后被成像板接收；

步驟三：成像板處接收的X線信號被轉化為兩幅略有差異的數字圖像并臨時存儲；

步驟四：兩幅數字圖像經矯正處理后，被計算機合成1幀3D圖像并顯示在顯示器上；

步驟五：此過程重復循環，計算機輸出實時的3D圖像。

本發明與現有技術相比，其X線成像為3D圖像，相較于其他X線成像裝置，具有更好的空間分辨率，特別是可以廣泛的應用于冠狀動脈造影、介入手術的精密操作中，使得圖像更加的立體，更具有層次感；本發明為實時成像，因此，對觀察對象的動態把握相較于其他3D成像方法更有優勢，是一種連續的3D成像，可以對觀察對象進行實時的動態觀察；其原理簡單，結構合理，應用環境友好。

附圖說明：

圖1為本發明一種實時雙源X線3D數字成像裝置的結構原理示意圖。

圖2為本發明一種實時雙源X線3D數字成像裝置的運行原理流程圖。

圖3為本發明一種實時雙源X線3D數字成像裝置中計算機控制兩射線源夾角方法的原理圖。

圖4為本發明一種實時雙源X線3D數字成像裝置中圖像的校正過程原理圖。

具體實施方式：

本實施例涉及的實時雙源X線3D數字成像裝置的主體結構包括第一X線發射管1、第二X射線發射管2、步進電機3、X射線4、被測對象5、成像板6、計算機7、顯示器8和圖像轉化模塊9；第一X線發射管1和第二X線發射管2與計算機7電信息連接，計算機7控制第一X線發射管1和第二X線發射管2發射X射線4；第一X線發射管1和第二X線發射管2前端旋轉固定，球狀結構的步進電機3與第一X線發射管1和第二X線發射管2的后端滾動式連接，步進電機3與計算機7電信息連接，計算機7控制步進電機3的前后運動以便調節第一X線發射管1和第二X線發射管2發射的X射線4的夾角角度；方形結構的成像板6設置在第一X線發射管1和第二X線發射管2的前方，以便接收第一X線發射管1和第二X線發射管2的發射的穿過被測對象5的X射線4信號；圖像轉化模塊9與成像板6固定連接，以便將成像板6接收的X射線4信號轉換為數字圖像并存儲，圖像轉化模塊9與計算機7電信息連接，圖像轉化模塊9將數字圖像傳送至計算機7中，計算機7控制圖像轉化模塊9和成像板6上下運動，以便準確接收將穿過被測對象5的X射線4；計算機7與顯示器8電信息連接，計算機7控制第一X線發射管1、第二X線發射管2和步進電機3工作，計算機7接收圖像轉化模塊9生成的數字圖像并進行3D矯正處理，形成3D圖像傳送至顯示器8中顯示。

本實施例涉及的第一X線發射管1和第二X線發射管2發射X射線4的間隔時間為1-15ms。

本實施例涉及的計算機7形成的3D圖像為紅藍3D圖像、偏振3D圖像或裸眼3D圖像。

本實施例涉及的實時雙源X線3D數字成像裝置在成像過程中需要移動成像板時，計算機會根據成像板的位置，實時的控制兩球管處步進電機來調節兩球管的夾角，使得成像板與觀察對象的距離L(單位mm)、射線與兩球管中軸線的夾角β，滿足關系式：β＝arctan(30/L)。

本實施例使用時，可以作為普通X射線機使用，計算機7控制第一X線發射管1和第二X線發射管2中的一個發射管工作，計算機7控制步進電機3滾動使得第一X線發射管1和第二X線發射管2處于水平平行位置，然后將被測對象5置于發射管和成像板6之間進行觀測；本實施例以3D模式使用時，計算機7控制步進電機3向前運動使得第一X線發射管1和第二X線發射管2形成一定的夾角，被測對象5置于發射管和成像板6中間，計算機7控制第一X線發射管1和第二X線發射管2間隔1-15ms發射X射線4，成像板6和圖像轉化模塊9接收X射線4信號并轉化為數字圖像傳送至計算機7中，計算機7進行處理后在顯示器8中顯示，并重復上述步驟實現實時顯示3D圖像。

本實施例涉及的計算機7接收圖像轉化模塊9傳遞的圖像，并對圖像進行校正處理，校正原理如圖3所示；由球管發出的X射線4在透過觀察對象后，在成像板上成像大小為M，觀察對象的實際大小N與成像大小M以及角β之間的關系為：N＝Mcosβ；通過計算機7對圖像的修正，得到兩幅略有差異的數字圖像，并將兩幅圖像合成一幀3D圖像，實時的顯示在顯示器8上。