一种双平板探测器的脉冲曝光采图系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种双平板探测器的脉冲曝光采图系统及方法，其中双平板探测器的脉冲曝光采图系统包括控制器、上位机、温湿度采集模块、两个高压发生器、两个射线球管及两个平板探测器。其中：温湿度采集模块、高压发生器、平板探测器均连接控制器，射线球管连接高压发生器，上位机与控制器、高压发生器、平板探测器信号连接。控制器控制温湿度采集模块采集温湿度信息；上位机发送包括有曝光总时间、曝光帧率、每帧延时时间的控制命令给控制器；控制器控制高压发生器产生高压曝光信号以触发射线球管发出X射线，控制器还控制平板探测器采集X射线曝光图像。本发明专利技术实现了曝光帧率的灵活调整，并实现了高压发生器的同步曝光、平板探测器的同步采图。

【技术实现步骤摘要】
一种双平板探测器的脉冲曝光采图系统及方法
本专利技术涉及医疗领域，尤其涉及一种双平板探测器的脉冲曝光采图系统及方法。
技术介绍
IGPS图像引导放疗定位系统，是IGRT技术实现方式之一，其一般包括两组X射线发生装置及两组对应的平板探测器，X射线发生装置则包括高压发生器和X射线球管，两组X射线发生装置的高压发生器控制对应的X射线球管发出kV级X射线(出束)照射患者靶位，两个平板探测器获得两个方向的X射线投影图像从而获得患者的内部解剖结构的图像特征，通过骨骼定位算法得到三个平移偏差和三个角度偏插，最终实现对患者的摆位验证。为了提升治疗效果，需要跟踪患者体内靶点的相对运动，当靶点的相对运动超过预定的阈值时，则需要停止X射线球管出束。而为了实现对体内靶点的相对运动的精确跟踪，则需要实时采集影像数据，因此有必要开发专门的脉冲曝光采图系统和方法实现对影像数据的实时采集。传统的脉冲曝光采图系统，高压发生器与平板探测器直接连接，曝光采图的帧率完全取决于高压发生器的单次曝光时间和平板探测器的积分时间。譬如，高压发生器的单次曝光时间为10ms,平板探测器的积分时间为30ms，则平板探测器的采图帧率固定为25帧/s，采图帧率无法实现灵活调整。此外，传统的脉冲曝光采图系统难以保证两个高压发生器同步曝光、两组平板探测器同步采图，从而降低了靶点跟踪的精确度。
技术实现思路
为了解决传统的脉冲曝光采图系统所存在的上述缺陷，本专利技术一方面提供了一种双平板探测器的脉冲曝光采图系统，其详细技术方案如下，r>一种双平板探测器的脉冲曝光采图系统，其包括控制器、上位机、温湿度采集模块、两个高压发生器、两个射线球管及两个平板探测器，其中：所述温湿度采集模块、两个所述高压发生器、两个所述平板探测器均连接所述控制器，两个所述射线球管与两个所述高压发生器一一对应连接，所述上位机分别与所述控制器、两个所述高压发生器、两个所述平板探测器信号连接；所述控制器被配置为控制所述温湿度采集模块采集周围环境的温湿度信息并将采集到的温湿度信息发送给所述上位机；所述上位机被配置判断周围环境的温湿度及采集到的平板探测器的当前温度是否超过预定阈值，当周围环境的温湿度及采集到的平板探测器的当前温度均不超过所述阈值时，所述上位机被配置为生成至少包括曝光帧率、曝光总时间及每帧延时时间的控制命令给所述控制器；所述控制器被配置为基于所述控制命令同步控制两个所述高压发生器产生高压曝光信号从而同步触发对应的两个所述射线球管发出X射线，所述控制器还用于同步控制两个所述平板探测器采集X射线曝光图像并将采集到的X射线曝光图像发送给所述上位机。在一些实施例中，所述控制命令中：所述曝光帧率、所述曝光总时间来源于用户输入，所述曝光总时间不超过所述上位机基于射线球管的剩余热容量、曝光帧率、曝光能量计算获取的最大曝光总时间，其中：所述射线球管的剩余热容量为所述上位机基于采集到的所述射线球管的当前热容量计算获取；所述每帧延时时间由所述上位机基于曝光帧率、高压发生器的单次曝光时间、平板探测器的积分时间计算获取，其中：每帧延时时间＝1/曝光帧率-高压发生器的单次曝光时间-平板探测器的积分时间。在一些实施例中，当周围环境的温湿度和/或采集到的平板探测器的当前温度超过预定阈值时，所述上位机发出警报信息。在一些实施例中，两个所述射线球管的出束口处设置有电动准直器，两个所述电动准直器均与所述控制器连接，所述控制命令还包括有准直器出束口大小，所述电动准直器基于所述准直器出束口大小调整所述射线球管的剂量。在一些实施例中，所述控制器为型号为DSP28335的数字信号处理器，所述控制器内设置有若干485接口、若干CAN接口及I/O接口，所述温湿度采集模块、所述上位机分别经一个所述485接口与所述控制器连接，两个所述高压发生器、两个所述平板探测器分别经所述I/O接口与所述控制器连接，两个所述电动准直器分别经一个所述CAN接口与所述控制器连接。在一些实施例中，所述控制器内集成有若干组电平转换电路，两个所述高压发生器分别经一组所述电平转换电路连接至所述I/O接口，所述上位机经RS232电缆与两个所述高压发生器信号连接，所述上位机经网线与两个所述平板探测器信号连接。本专利技术另一方面提供了一种双平板探测器的脉冲曝光采图方法，其包括如下步骤：步骤1、上位机发送初始化命令给控制器，同时发送用户输入的曝光能量参数给高压发生器，所述曝光能量参数包括高压发生器的单次曝光时间、曝光电压及曝光电流；步骤2、控制器完成初始化，并通过温湿度模块采集周围环境的温湿度信息；步骤3、控制器将采集到的周围环境的温湿度信息发送给上位机；步骤4、上位机采集平板探测器的当前温度信息、射线球管的当前热容量信息，并接收控制器发送的周围环境的温湿度信息；步骤5、上位机判断周围环境的温湿度、平板探测器的当前温度是否超过预定阈值，当周围环境的温湿度、平板探测器的当前温度均不超过预定阈值时，上位机生成至少包括曝光帧率、曝光总时间及每帧延时时间的控制命令给控制器；步骤6、控制器基于控制命令同步控制两个高压发生器产生高压曝光信号从而同步触发对应的两个射线球管发出X射线，并同步控制两个平板探测器采集X射线曝光图像；步骤7、上位机读取平板探测器采集到的图像并显示图像。在一些实施例中，所述上位机按如下子步骤生成所述曝光总时间：步骤51、基于采集到的射线球管的当前热容量计算获取射线球管的剩余热容量；步骤52、基于剩余热容量、曝光帧率、曝光能量计算获取允许的最大曝光总时间；步骤53、接收用户基于最大曝光总时间输入的曝光总时间，所述曝光总时间不超过所述最大曝光总时间；所述上位机按如下步骤生成所述每帧延时时间：步骤51’、采集平板探测器的积分时间；步骤52’、基于曝光帧率、高压发生器的单次曝光时间、平板探测器的积分时间计算获取所述每帧延时时间，其中：每帧延时时间＝1/曝光帧率-高压发生器的单次曝光时间-平板探测器的积分时间。在一些实施例中，所述步骤8包括如下子步骤：步骤81、解析控制命令，获取曝光帧率、曝光总时间及每帧延时时间；步骤83、同步发送曝光准备命令给两个高压发生器，触发两个高压发生器同步切换至准备曝光状态；步骤84、同步发送曝光执行命令给高压发生器，触发两个高压发生器同步曝光以控制两个X射线球管同步发出X射线；步骤85、检测高压发生器返回的曝光执行信号，直至检测到两个高压发生器的曝光执行信号的上升沿；步骤86、同步发送采图执行命令给两个平板探测器，以同步触发两个平板探测器采图；步骤87、检测平板探测器返回的采图执行信号，直至检测到两个平板探测器的采图执行信号的下降沿；步骤88、控制软件延时，延时时长为控制命令中的每帧延时时间；步骤89、判断曝光计数是否等于曝光总数，如是，结束退出；否则，返回至步骤84；所述曝光总数为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双平板探测器的脉冲曝光采图系统，其特征在于，其包括控制器、上位机、温湿度采集模块、两个高压发生器、两个射线球管及两个平板探测器，其中：/n所述温湿度采集模块、两个所述高压发生器、两个所述平板探测器均连接所述控制器，两个所述射线球管与两个所述高压发生器一一对应连接，所述上位机分别与所述控制器、两个所述高压发生器、两个所述平板探测器信号连接；/n所述控制器被配置为控制所述温湿度采集模块采集周围环境的温湿度信息并将采集到的温湿度信息发送给所述上位机；/n所述上位机被配置判断周围环境的温湿度及采集到的平板探测器的当前温度是否超过预定阈值，当周围环境的温湿度及采集到的平板探测器的当前温度均不超过所述阈值时，所述上位机被配置为生成至少包括曝光帧率、曝光总时间及每帧延时时间的控制命令给所述控制器；/n所述控制器被配置为基于所述控制命令同步控制两个所述高压发生器产生高压曝光信号从而同步触发对应的两个所述射线球管发出X射线，所述控制器还用于同步控制两个所述平板探测器采集X射线曝光图像并将采集到的X射线曝光图像发送给所述上位机。/n

【技术特征摘要】
1.一种双平板探测器的脉冲曝光采图系统，其特征在于，其包括控制器、上位机、温湿度采集模块、两个高压发生器、两个射线球管及两个平板探测器，其中：
所述温湿度采集模块、两个所述高压发生器、两个所述平板探测器均连接所述控制器，两个所述射线球管与两个所述高压发生器一一对应连接，所述上位机分别与所述控制器、两个所述高压发生器、两个所述平板探测器信号连接；
所述控制器被配置为控制所述温湿度采集模块采集周围环境的温湿度信息并将采集到的温湿度信息发送给所述上位机；
所述上位机被配置判断周围环境的温湿度及采集到的平板探测器的当前温度是否超过预定阈值，当周围环境的温湿度及采集到的平板探测器的当前温度均不超过所述阈值时，所述上位机被配置为生成至少包括曝光帧率、曝光总时间及每帧延时时间的控制命令给所述控制器；
所述控制器被配置为基于所述控制命令同步控制两个所述高压发生器产生高压曝光信号从而同步触发对应的两个所述射线球管发出X射线，所述控制器还用于同步控制两个所述平板探测器采集X射线曝光图像并将采集到的X射线曝光图像发送给所述上位机。


2.如权利要求1所述的双平板探测器的脉冲曝光采图系统，其特征在于，所述控制命令中：
所述曝光帧率、所述曝光总时间来源于用户输入，所述曝光总时间不超过所述上位机基于射线球管的剩余热容量、曝光帧率、曝光能量计算获取的最大曝光总时间，其中：所述射线球管的剩余热容量为所述上位机基于采集到的所述射线球管的当前热容量计算获取；
所述每帧延时时间由所述上位机基于曝光帧率、高压发生器的单次曝光时间、平板探测器的积分时间计算获取，其中：每帧延时时间＝1/曝光帧率-高压发生器的单次曝光时间-平板探测器的积分时间。


3.如权利要求1所述的双平板探测器的脉冲曝光采图系统，其特征在于，
当周围环境的温湿度和/或采集到的平板探测器的当前温度超过预定阈值时，所述上位机发出警报信息。


4.如权利要求1所述的双平板探测器的脉冲曝光采图系统，其特征在于，两个所述射线球管的出束口处设置有电动准直器，两个所述电动准直器均与所述控制器连接，所述控制命令还包括有准直器出束口大小，所述电动准直器基于所述准直器出束口大小调整所述射线球管的剂量。


5.如权利要求4所述的双平板探测器的脉冲曝光采图系统，其特征在于，所述控制器为型号为DSP28335的数字信号处理器，所述控制器内设置有若干485接口、若干CAN接口及I/O接口，所述温湿度采集模块、所述上位机分别经一个所述485接口与所述控制器连接，两个所述高压发生器、两个所述平板探测器分别经所述I/O接口与所述控制器连接，两个所述电动准直器分别经一个所述CAN接口与所述控制器连接。


6.如权利要求5所述的双平板探测器的脉冲曝光采图系统，所述控制器内集成有若干组电平转换电路，两个所述高压发生器分别经一组所述电平转换电路连接至所述I/O接口，所述上位机经RS232电缆与两个所述高压发生器信号连接，所述上位机经网线与两个所述平板探测器信号连接。


7.一种双平板探测器的脉冲曝光采图方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王嘉军，马善达，杨波，
申请(专利权)人：江苏瑞尔医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32