高分辨X光數(shù)字胃腸圖像系統(tǒng)的設計與應用研究.pdf

1、X光數(shù)字胃腸診斷設備是實現(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,在該領域內(nèi)處于領先地位,其采用2K×2K×12Bit進行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、設計樣機為目標,提出了基于2048×2048×12Bit CCD技術指標的X光胃腸圖像系統(tǒng)的設計原理及方法。X光數(shù)字胃腸圖像系統(tǒng)涉及了許多成像的基礎問題和工程問題,包括X射線的基本特性、X射線與物質的相互作用、X射線通過人體的衰減規(guī)律、X射線通道對

3、圖像質量的影響、影像增強器的原理、CCD數(shù)字攝像機的工作原理、DICOM傳輸及設備組成和成像基本原理等。在研究分析上述問題的基礎上,本論文進行了高分辨率X光胃腸圖像系統(tǒng)的整體結構設計和系統(tǒng)功能設計,以及硬件設計、軟件設計等方面的相關工程設計。闡述了包括數(shù)字CCD相機的選擇、數(shù)字采集卡的選擇、鏡頭的選擇及光學通道的設計、醫(yī)生工作流程的設計、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。在相關醫(yī)院,對所設計的X光胃腸數(shù)字圖像系統(tǒng)進行了工程測試,獲得了本系統(tǒng)高達2.8lp/mm的分辨率,優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品。臨床應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,也做了設計驗證。通過臨床應用驗證,動態(tài)實時多速率快速點片,可以實時動態(tài)獲取吞咽等瞬間運動的數(shù)字圖像,