Ｘ线机动态成像控制装置制造方法及图纸

一种Ｘ线机动态成像控制装置，目的是实时检测、动态获取图像、降低患者所受辐射剂量，成像质量好；本发明专利技术包括数据采集控制装置和电压电流控制电路；数据采集控制装置包括采集模块、显示模块和中间处理模块；采集模块包括低通滤波器ＧＬ、多路转换器ＭＰ、Ａ／Ｄ转换电路、显示查找表ＬＵＴ、连接器ＣＮ及数字串行总线接口；中间处理模块包括辅助总线接口ＶＭＣ、缓冲存储器ＳＤＲＡＭ、数字信号处理芯片ＤＳＰ、主视屏接口集成电路ＰＶＩＡ和邻域操作加速器ＮＯＡ；电压电流控制电路采用单片机Ｕ１作为控制系统的核心芯片，外围包括Ａ／Ｄ转换电路、存储器ＣＣ、动作指示灯ＬＴ、８段数码管显示电路ＳＪ、驱动外部继电器电路ＣＤ和蜂鸣器Ｆ。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种X线机动态成像控制装置。
技术介绍
自从1895年德国科学家伦琴发现了X射线以来，应用于人体的常规X射线诊断 技术已经发展了近百年，从医疗装备的角度看，已经是一项比较成熟的医疗诊断技术。 现有国内外医学设备在使用平板探测器方面主要以摄影方式为主。而在透视状态，即动 态图像获取，需要医学X射线的实时检测时，常采用影像增强器等器件，其缺点是图像 质量不清楚，检测灵敏度和图像分辨率低，采集方式较复杂。
技术实现思路
本专利技术目的是为克服上述已有技术的不足，提供一种可以实时检测、动态获取 图像、成像质量好的X线机动态成像控制装置。 本专利技术包括数据采集控制装置和电压电流控制电路；数据采集控制装置包括采 集模块、显示模块和中间处理模块。采集模块包括低通滤波器GL、多路转换器MP、 A/ D转换电路、显示查找表LUT、连接器CN及数字串行总线接口。模拟视屏输入信号AVI 经低通滤波器GL与多路转换器MP连接，并经过A/D转换电路转换为数字信号，通过 RS-422数字串行总线接口 JK控制选择通道；数字信号经过显示查找表LUT后再与连接 器CN连接。显示模块包括显示视屏接口集成电路DVIA、 PCI总线、高性能图像控制器 MGA、帧缓存架构FB、 BIOS芯片及随机存取内存数模转换器RAMDAC。显示视屏接口 集成电路DVIA与帧缓存架构FB连接，再通过随机存取内存数模转换器RAMDAC输出 显示，或通过PCI总线与输出设备连接。把处理完的结果再转化成模拟结果输出显示； 或者直接把数字结果通过PCI总线输出到其他的PCI总线设备上。中间处理模块包括辅 助总线接口VMC、缓冲存储器SDRAM、数字信号处理芯片DSP、主视屏接口集成电路P VIA和邻域操作加速器NOA。中间处理模块配合作信号处理，把采集到的信号进行数字 信号处理。主视屏接口集成电路PVIA和DSP芯片及邻域操作加速器NOA连接，再连接 到缓冲存储器SDRAM ;或者通过辅助总线接口 VMC连接主视屏接口集成电路P VIA， 再与PCI总线连接到输出设备。处理功能通过DSP芯片在50MHz频率下完成。DSP芯 片是新一代的数字信号处理芯片，其内部集成有四个DSP和一个RISC主处理器， 一个传 输控制器TC， 一个视频控制器VC和50K字节的静态随机存储器SRAM等资源。处理 能力每秒达20亿次，具有高度并行性、高计算精度和通用性。该芯片可实时实现新一代 的视频压縮和解压縮。数字信号处理芯片DSP采用Texas公司的TMS320C80(C80)，主 视屏接口集成电路PVIA采用Matrox公司产品。 电压电流控制电路包括单片机U1、 A/D转换电路、存储器CC、动作指示灯 LT、 8段数码管显示电路SJ、驱动外部继电器电路CD和蜂鸣器F。电压电流控制电路 采用单片机U1作为控制系统的核心芯片，外围包括A/D转换电路、存储器CC、动作指3示灯LT、 8段数码管显示电路SJ、驱动外部继电器电路CD和蜂鸣器F;单片机U1型号 R8C25，既有高功能指令又有高效率指令，并且具有1M字节的地址空间和高速执行指令 的能力，内部集成了 10位逐次逼近A/D转换器，同时还集成了I2C协议，所以直接调用 I2C协议便能对FLASH器件存储器CC进行读写。存储器CC采用存储器24C01 。 本专利技术控制装置与平板探测器、计算机和X线机配套使用。单片机U1接口驱 动，实现X线机、平板探测器的同步动作控制。主要功能包括完成检测中X线机的平 动，甚至更准确的圆周径向运动、和轴向运动等。平板探测器采用瓦里安PaxScan2520。 数据采集控制装置与平板探测器控制部件中的16位数字接口连接，把从平板探测器中 采集到的图像读取至数据采集控制装置，并将数据传输给计算机。该控制装置有一个 100-pin的外接口用于数据的输入以及控制信号的输入输出，平板探测器有一个50-pin的 外接口用于数据及控制信号的输入输出。数据采集控制装置中有32个管脚对应平板探测 器的32个引脚，主要负责图像数据的传输，可为8位、12位或16位的图像，在本系统中 主要针对12位图像进行传输。根据平板探测器的状态配置控制器相应的参数。平板探 测器共有荧光透视法和射线照相法(Radiography)两种图像采集模式，其中荧光透视法的 最高速度可以达到30帧/秒，即能达到实时采集及显示的功能。本系统主要设计出三种 采集方式，并根据不同的方式配置不同的控制器参数。 平板探测器完成一帧图像采集的时间分为两部分 一部分是非晶硅薄膜晶体管 (TFT)集成电路通过行选择电路后按图像行一次读出图像数据的读出时间，这个时间在特 定工作模式下为固定的数值；另一部分为帧回归消隐(Vertical B tanking)时间，与采集的 帧速率有关。如果脉冲X射线在帧读出时间之内出现，由于逐行读出的工作方式，所以 就有可能使得各行像素的射线照射时间不一样，其结果就是在获取的数字图像上出现明 暗不同的条带。为了避免这种现象，需要对X射线的出束时间与帧读出时间进行同步控 制。目的是在平板探测器上使所有的像素在每一帧中所受到的X射线的照射时间完全一 样。控制器根据工作流程，发出主工作脉冲，按操作者使用意图在主脉冲的不同时段， 依据控制器内置的与X线机端协议好的开放性指令集，通过RS-422接口向X射线机发出 控制指令，控制射线发生及各辅助部件的工作，接收X射线机反馈的准备、曝光、结束 指令。 本专利技术控制装置与计算机之间采用32位PCI总线主/从接口，总线主控模式以每 秒高达130MB的速率传输数据而不需要连续占用总线。即使系统同时进行采集、显示、 制图、网络接收、磁盘存储、以及外部输入输出，扩展的缓冲功能也可以在高速总线滞 后情况下确保图像数据实时传输到主存，PCI接口还支持图像数据亚采样以近一步降低对 总线带宽的要求。控制器针对PCI有一个100-pin的外接口用于数据的输入以及控制信号 的输入输出， 一个连接RS-232串口的9-pin接口和一个用于触发输入的9-pin接口。针对 PC/104-Plus设计了两个带有32-bit数字输入同步和信号控制包括触发输入的68-pin IDC接 口。控制器有专门设计的高级存储控制器，它可以以先进的格式重组方式将数据实时采 集到板上内存，使采集到的数据流不须通过CPU而直接将并行数据流导出到PCI总线。 PCI总线还支持packed9或planar9彩色或多通道黑白数据流的传输。与采集相关的比如 帧/场或序列采集的开始和结束都可以用中断的方式优化当前的采集和处理(双缓存)。 计算机指令传至控制器，将操作者意图转化为人机交互指令。X线机通过X射4线将被摄物体图像信号输入到平板探测器内。通过平板探测器内的光电系统转换和数 模转换，将X线信号转换成数字信号传输到控制器，其各种工作状态可受控制器指令控 制。平板探测器是一种对X射线较敏感的固态传感器，可以有多种型号。按工业及医疗 不同要求选用，该器件基本物理特性是将不同强弱的射线转化为幅度不同的电信号。控 制器由数据采集控制板和电压电流控制板两块控制板组成。数据采集控制板给平板探测 器指令，让其工作。电压电流控制板通过端口将指令信号传至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｘ线机动态成像控制装置，其特征是包括数据采集控制装置和电压电流控制电路；数据采集控制装置包括采集模块、显示模块和中间处理模块；采集模块包括低通滤波器ＧＬ、多路转换器ＭＰ、Ａ／Ｄ转换电路、显示查找表ＬＵＴ、连接器ＣＮ及数字串行总线接口；模拟视屏输入信号ＡＶＩ经低通滤波器ＧＬ与多路转换器ＭＰ连接，并经过Ａ／Ｄ转换电路转换为数字信号，通过ＲＳ－４２２数字串行总线接口ＪＫ控制选择通道；数字信号经过显示查找表ＬＵＴ后再与连接器ＣＮ连接；显示模块包括显示视屏接口集成电路ＤＶＩＡ、ＰＣＩ总线、高性能图像控制器ＭＧＡ、帧缓存架构ＦＢ、ＢＩＯＳ芯片及随机存取内存数模转换器ＲＡＭＤＡＣ；显示视屏接口集成电路ＤＶＩＡ与帧缓存架构ＦＢ连接，再通过随机存取内存数模转换器ＲＡＭＤＡＣ输出显示，或通过ＰＣＩ总线与输出设备连接；把处理完的结果再转化成模拟结果输出显示；或者直接把数字结果通过ＰＣＩ总线输出到其他的ＰＣＩ总线设备上；中间处理模块包括辅助总线接口ＶＭＣ、缓冲存储器ＳＤＲＡＭ、数字信号处理芯片ＤＳＰ、主视屏接口集成电路Ｐ　　ＶＩＡ和邻域操作加速器ＮＯＡ；主视屏接口集成电路Ｐ　　ＶＩＡ和ＤＳＰ芯片及邻域操作加速器ＮＯＡ连接，再连接到缓冲存储器ＳＤＲＡＭ；或者通过辅助总线接口ＶＭＣ连接主视屏接口集成电路ＰＶＩＡ，再与ＰＣＩ总线连接到输出设备；处理功能通过ＤＳＰ芯片在５０ＭＨｚ频率下完成；电压电流控制电路采用单片机Ｕ１作为控制系统的核心芯片，外围包括Ａ／Ｄ转换电路、存储器ＣＣ、动作指示灯ＬＴ、８段数码管显示电路ＳＪ、驱动外部继电器电路ＣＤ和蜂鸣器Ｆ；单片机Ｕ１型号Ｒ８Ｃ２５。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭初，王明泉，吕倩，王玲，梁君婷，
申请(专利权)人：李旭初，王明泉，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]