专利名称：X射线数字一体化摄影方法及其系统的制作方法在医学影像信息学的发展和PACS的研究过程中，由于医疗设备生产厂商的不同， 造成与各种设备有关的医学图像存储格式、传输方式千差万别，使得医学影像及其相关信息在不同系统、不同应用之间的交换受到严重阻碍。基于此，DICOM即数字影像和通信标准应运而生，以规范医学影像及其相关信息的交换行为；PACS是Picture Archiving and Communication Systems的缩写，意思为影像归档和通信系统。PACS是一个涉及放射医学、 影像医学、数字图像技术(采集和处理)、计算机与通讯、C/S体系结构的多媒体DBMS系统， 涉及软件工程、图形图像的综合及后处理等多种技术，是一个技术含量高、实践性强的高技术复杂系统。目前国内医院的X射线摄影系统的使用者信息管理系统、档案管理系统、射线系统、图像数据系统等大多采用组合方式组成系统，各系统之间相对独立，缺乏统一控制调度软件，用户操作界面变化多，操作不够方便，而国外同类产品虽然技术较为成熟并可提供成套设备，然而产品设计复杂，部件繁多，且价格相当昂贵。
本发明提供一种X射线数字一体化摄影方法及系统，能有效解决X射线高频高压发生器与图像采集、存储、诊断工作站之间由于数据格式不一致导致系统不统一，以及由于结构复杂带来维护困难的问题。本发明的X射线数字一体化摄影方法包括X射线摄影、图像采集、处理、存储、输出，其步骤如下1)医护人员通过登录电脑获得操作权限，登录后可对不同类别医护人员进行管理，如人员的增减、更改、授予不同的权限等，并可设置系统检查项目、使用科室等参数；2)医护人员使用登记电脑录入待检病人信息，并将数据信息发送给安装在图像采集电脑上的采集系统，图像采集电脑通过通信电缆下传指令参数给安装在X射线高频高压发生器内的微处理器来控制X射线高频高压发生器的输出电压、电流和曝光时间，微处理器根据接收的参数调整并回传给图像采集电脑核对；3)核对无误后医护人员踩下透视脚踏开关，X射线高频高压发生器将透视所需电压、电流输出给球管，图像采集电脑动态显示透视部位图像，并临时保存所有动态图像；4)透视过程发现最佳摄影位置时按下曝光手柄，X射线高频高压发生器在设定好的曝光时间内输出对应的电压、电流给球管，完成曝光操作；5)曝光完成后非晶硅平板X线探测器记录相应X光量信息，图像采集电脑读取非晶硅平板X线探测器的信息，预处理后产生清晰的X光图像；6)图像采集电脑上安装的采集软件根据需要对图像进行翻转、消隐、正负片等初步处理，处理后的图像保存发送到诊断电脑，诊断电脑上安装的的诊断软件对图像进一步处理；7)诊断电脑提供诊断报告内容模板，医护人员通过处理、分析图像后填写诊断结论，并生成诊断报告；8)诊断报告可打印或存储，诊断报告数据信息联网进入医院图像存档与通信系统 (PACS)。登录电脑、采集电脑、诊断电脑的数据储存在SQL krver数据库中，安装在登录电脑的登录软件、采集电脑的采集系统、诊断电脑的诊断软件，以及X射线高频高压发生器的控制软件采用C++编程语言，在Borland公司的C++bUilder开发平台下开发。运行环境为 操作系统Win 2000/XP/2003，服务器端安装.net framework3. 5或以上版本、IIS5. 0或以上版本和SQL krVer2005服务器端组件，客户端安装SQL krVer2005客户端组件。根据上述方法设计的X射线数字一体化摄影系统，包括X射线高频高压发生器、非晶硅平板X线探测器、全自动多功能摄影架、摄影床以及图像处理设备，所述图像处理设备包括医用图像显示器、诊断电脑、登记电脑、图像采集电脑以及用于摄影架的摄影操作工作台，医用图像显示器与诊断电脑显示器共用电脑主机，图像采集电脑和摄影操作工作台通过线缆连接控制全自动多功能摄影架和X射线高频高压发生器，诊断电脑、登记电脑和图像采集电脑通过局域网连通并且其数据接口和数据格式采用数字影像和通信dicom3. 0标准，可以与医院图像存档与通信系统(PACS)联网，图像采集电脑上安装有控制X射线高频高压发生器工作的软件和图像采集处理的软件。摄影操作工作台设置有控制X射线高频高压发生器启动的开关、控制曝光的手柄，以及控制全自动多功能摄影架移动的遥控器，登记电脑和图像采集电脑放置在摄影操作工作台上。本发明X射线数字化摄影系统采用非晶硅平板X线探测器将通过检测物体X射线直接产生相应电信号，通过读取该探测器电信号经处理和软件变换直接形成数字X光影像，替代了传统的胶片成像过程，有利于大量病历档案的储存和远程会诊，是真正意义上的数字化X射线摄影系统，因无需冲洗片，大大提高了 X光检查诊断效率。该系统适用于人体各部位的摄影检查，能直接采集高分辨率、高清晰度、和高对比度的数字图像有利于各种微小病灶的发现，并且不会产生废片，节省大量资源。本系统比传统胶片成像所需的X射线剂量要少，因而它能用较低的X线剂量得到高清晰的图像，同时也使病人和医生减少了受X射线辐射的危害，同时本系统具备自诊断功能，控制软件可对相关部件进行自检，如有故障即报警并显示相应故障内容及处理方法，方便用户维护设备正常运行。图1是本发明结构示意图；图2是本发明原理方框图；图3是本发明的全自动多功能摄影架结构图。
如图1、3所示，X射线数字化摄影系统包括X射线高频高压发生器8、非晶硅平板 X线探测器9、全自动多功能摄影架7、摄影床6以及图像处理设备，图像处理设备由医用图像显示器1、诊断电脑2、登记电脑4、图像采集电脑5以及用于控制X射线高频高压发生器和摄影架的摄影操作工作台3组成，医用图像显示器1供诊断医护人员观看处理X光图像， 并连接到诊断电脑2，诊断电脑2安装有诊断软件，供诊断医护人员填写、打印、保存诊断报告；采集工作台3上除放置采集电脑5外，还设置有控制X射线高频高压发生器8启动的开关、控制曝光的手柄及控制全自动多功能摄影架7的遥控器16 ；登记电脑4供医护人员登记待检人员信息用，可根据需要安装再诊断区入口做为接诊排队登记使用；采集电脑5在本系统中做为系统服务器使用，是系统控制中心，安装有系统控制软件，该软件控制各部件协调工作以完成数字摄影任务，拍片医护人员可通过软件调整发生器参数及采集、处理、存贮、发送数字X光影像。简易摄影床6，供需要卧姿拍片的待检者使用；全自动多功能摄影架7上安装有非晶硅平板X线探测器9和产生X射线的球管组件13、束光器12等；高频高压发生器8由微电脑控制，可以按采集电脑的软件设置参数产生稳定的正负高压和灯丝电流供球管使用，同时可按设置精确控制曝光时间。全自动多功能摄影架在可编程控制器(PLC)控制可根据操作指令调整探测器和球管位置使X射线野和待检部位吻合，使穿过待检部位的X射线落入探测器恰当位置，以获得清晰X光数字图像；非晶硅平板X线探测器9安装在镰刀臂10上，镰刀臂和水平导轨14 固定一起，安装在可旋转的水平轴上，该水平轴可逆时针旋转90度，使探测器旋转到水平位置(拍摄卧姿照片时使用)；立柱11内有导轨，在牵引链条的驱动下使镰刀臂10等组件可上下移动；束光器12安装在球组件13的X射线出口上，通过调整其遮光板可调整X射线的大小，使摄影曝光时X射线正好穿过待检部位，减小其他部位受到X射线伤害；球管组件 13安装在球管组件安装滑块上，该滑块可沿水平导轨14移动，从而调整球管组件置探测器的距离，球管组件在高频高压发生器提供的正负高压、和灯丝电流的驱动下产生摄影所需的X射线。摄影架的控制面板15可控制镰刀臂10和水平导轨14沿水平轴旋转或沿立柱上下移动，也可控制球管组件等沿水平导轨移动；遥控器16安装在摄影操作工作台3上，遥控摄影架动作。如图2原理图所示，医护人员通过相应身份认证(工号和密码)后登录到相应系统，从而获得相应的操作权限；系统管理员登录后可对相关医护人员进行管理，如人员的增减、更改、授予不同的权限等，并可设置系统检查项目、使用科室等参数，具有登记权限的医护人员使用登记电脑4对待检查人员基本信息(姓名、年龄和检查部位等等)进行录入，录入后在服务器生成相应待检人员记录，并发送消息给采集电脑的采集系统，在采集系统的待检人员队列末尾添加一条待检人员记录。采集系统自动根据待检人员基本信息自动设定相关曝光参数，如发生器输出的电压、电流、曝光时间等等，拍片医护人员核对待检人员信息后把待检人员带入X光防护室， 并指导待检人员到指定位置(非晶硅平板X线探测器前)，并调整X射线野刚好落在待检部位上，拍片医护人员使用采集电脑5的高频高压发生器控制软件根据待检人员的具体情况再微调曝光参数，设定好的参数通过通信电缆下传给医用X射线高频高压发生器的微处理器，该微处理器根据接收的参数调整相应控制电路参数以产生所需的曝光参数，上传该参数给采集电脑以核对，并通知采集电脑发生器准备就绪，可以曝光。拍片医护人员可根据需要选择是否需要动态显示图像以寻找最佳拍摄位置，如选择动态显示图像功能，当医护人员踩下透视脚踏开关时发生器将按透视所需电压、电流输出给球管，此时采集软件将动态显示透视部位图像，并临时保存所有动态图像(透视结束可选择是否永久保存)，透视过程发现最佳位置时按下曝光手柄，发生器即按设定的曝光参数(电压、电流、曝光时间等)输出给球管完成曝光操作，曝光完成后非晶硅平板X线探测器9记录了相应X光量信息，此后拍片医护人员使用采集电脑5图像采集软件读取非晶硅平板X线探测器的信息，并经处理产生清晰的X光图像。该采集软件可以对图像进行初步处理，如翻转、消隐、正负片等，经初步处理的图像通过保存后发送到诊断工作站，诊断工作站设有两台显示器，其中一台为专业医用图像显示器1，图像显示更清晰，诊断工作站的诊断软件可对图像做进一步处理，使图像更能表现诊断部位是否有病变。为方便医护人员填写诊断报告，诊断软件根据常见病例提供诊断报告内容模板，同时用户可根据自身特点修改、增加报告内容模板。医护人员通过处理、分析图像后填写诊断结论，最终生成诊断报告，诊断报告可打印，存储，系统的接口符合dicom3. 0标准，可直接和PACS系统联网。本发明X射线数字化摄影系统采用非晶硅平板X线探测器将通过检测物体X射线直接产生相应电信号，通过读取该探测器电信号经处理和软件变换直接形成数字X光影像，替代了传统的胶片成像过程，有利于大量病历档案的储存和远程会诊，无需冲洗片，大大提高了 X光检查诊断效率。该系统适用于人体各部位的摄影检查，能直接采集高分辨率、 高清晰度、和高对比度的数字图像有利于各种微小病灶的发现，并且不会产生废片，节省大量资源。本系统在透视状态下，可实时显示数字图像，使医生能确定最佳摄片体位，还可通过一系列影像后处理如边缘增强、放大、黑白翻转、图像平滑等功能，从中提取出丰富可靠的临床诊断信息，尤其对早期病灶的发现可提供良好的诊断条件。本系统还可进行多幅图像显示，进行图像比较，以利于医生准确判别、诊断。通过图像滚动回放功能，还可为医生回忆整个透视检查过程。本系统比传统胶片成像所需的X射线剂量要少，因而它能用较低的X线剂量得到高清晰的图像，同时也使病人和医生减少了受X射线辐射的危害。本系统改变了已往传统的胶片摄影方法，可使医院放射线科取消原来的图像管理方式和省去片库房，实现了计算机无片化档案管理，节省大量的资金和场地，极大地提高工作效率。同时，结束了 X线图像不能进入医院PACS系统的历史，为医院进行远程专家会诊和网上交流提供了极大的便利。另外本系统采用图形工作站软件做为统一调度控制系统的各个部件协调工作，操作界面为视窗操作界面，操作简单方便，软件从操作人员权限设置到检查者信息录入、曝光参数设置、图像获取、图像处理、诊断报告各方面均考虑操作方便性，如根据各部位自动设置相应曝光参数，常见病例报告模板等，节约用户使用时间，提高设备效率。由于使用数字图像加密存取技术，诊断报告和图像可长期存贮，并方便检索，为医护工作者提供大量参考案例资料，方便医护人员学习提高诊断水平。由于采用软件代替原有发生器控制台功能降低系统成本；系统具备自诊断功能，控制软件可对相关部件进行自检，如有故障即报警并显示相应故障内容及处理方法，方便用户维护设备正常运行。


本发明X射线数字一体化摄影方法及其系统涉及一种利用计算机技术实现数字一体化摄影图像采集、诊断、存储、成像于一体的医疗摄影方法及系统，包括X射线高频高压发生器、非晶硅平板X线探测器、全自动多功能摄影架、摄影床以及图像处理设备，医用图像显示器与诊断电脑显示器共用电脑主机，图像采集电脑和摄影操作工作台通过线缆连接控制摄影架，诊断电脑、登记电脑和图像采集电脑连通网络，系统采用数字影像和通信dicom3.0标准，可直接和PACS系统联网，能有效解决X射线高频高压发生器与图像采集、存储、诊断工作站之间由于数据格式不一致导致系统不统一，以及由于结构复杂带来维护困难的问题。