一种用于现场的微剂量医用CBS-CT机制造技术

一种用于现场的微剂量医用CBS-CT机，包括扫描头、扫描运动机械、测控和图像处理系统、四轮推车以及病床或担架，所述扫描运动机械置于四轮推车上，所述四轮推车平行病床或担架放置，四轮推车底部设有带制动的轮子，所述扫描运动机械包括有立柱、扫描头支架，所述测控和图像处理系统包括有主机。本发明专利技术操作灵活，体积小，重量轻，性价比高，辐射剂量极小，灵敏度高；不需要高精度的可平移升降的定位床，利用定好方位的准直器，可得到带有真实深度信息、简单、直接的三维图像；不受机械装配与振动噪声等影响，可用于急救车上或其他方式的现场使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于康普顿背散射扫描技术的医用CT机，具体为一种用于现场的微剂量医用CBS-CT机。
技术介绍
基于X射线透射原理的医用CT机简称为透射式医用CT机，这种医疗器械已问世近半个世纪，在医学诊断上起到了巨大作用，同时透射式医用CT机也获得了重大进展。但是，目前传统的透射式医用CT机和多排螺旋CT机存在着一些问题，使得医用CT机的使用和发展受到了严重的限制，主要存在以下问题 其一，设备价格昂贵，辐射剂量大；· 其二，设备要求有精密的扫描定位床，操作复杂； 其三，设备无法用于现场，有些部位疾病甚至还不能使用这些透射式CT机。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种用于现场的微剂量医用CBS-CT机，以解决透射式CT机设备价格昂贵，辐射剂量大、要求有精密的扫描定位床以及无法用于现场问题。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现 一种用于现场的微剂量医用CBS-CT机，包括扫描头、扫描运动机械、测控和图像处理系统、四轮推车以及病床或担架，所述扫描运动机械置于四轮推车上，所述四轮推车平行病床或担架放置，四轮推车底部设有带制动的轮子，所述扫描运动机械包括有立柱、扫描头支架，所述测控和图像处理系统包括有主机，所述主机内设有高分辨率显示器、采传电子学系统、图像工作站、信号无线发射模块、供电机箱、激光相机，所述主机的高分辨显示器下方设有放置键盘的拉伸衬板，主机侧面设有立柱安装座，所述立柱固定在立柱安装座上，立柱上设有依次连接的螺杆、吊臂套管、吊臂，所述螺杆既能升降又能转动，所述吊臂能自动伸缩，所述吊臂末端设有万向节，所述扫描头支架固定在万向节上，所述扫描头固定在扫描头支架上。作为以上技术的一种优化，所述病床或担架设有改变倾角的装置。作为以上技术的一种优化，所述激光相机与相机控制模块相连，所述相机控制模块电源输入口与低压直流电源输出口相连。作为以上技术的一种优化，所述主机通过信号无线发射模块将数字图像无线传输到移动终端上。所述扫描头包括X射线机、平板探测器，所述X射线机与平板探测器位于被检查者的同一侧，所述X射线机安装在X射线机支架上，所述平板探测器安装在平板探测器支架上，上述X射线机支架、平板探测器支架固定在扫描头支架上，所述X射线机上设有前准直器，所述平板探测器上设有后准直器，前准直器的方向与后准直器的方向之间夹角在100° 150°范围内调节。作为以上技术的一种优化，所述前准直器的方向与所述后准直器的方向之间夹角，即X射线锥形束的前进方向与背散射X射线束进入平板探测器的方向之间的康普顿背散射夹角。作为以上技术的一种优化，所述平板探测器为适用于面扫描的非晶硅平板探测器。所述的X射线机与平板探测器位于被检查者的同一侧，与被检查者的身体部位构成康普顿背散射(CBS)几何学结构。CT机的关键技术是图像重建的质量，透射式医用CT机的图像重建算法是基于雷当变换原理。其实质是把二维问题化为一维问题，即把积分方程组化为线性代数方程组，求解线性减弱系数。而本专利技术的图像重建，实质是把扫描得到的各组光子计数直接排列出来即得到CBS-CT图像，它不依赖于雷当变换那种复杂的图像重建·算法。康普顿背散射的光子数ns的计算公式为 ns=n0* Δν· Δ Ω·{ ne*ΚΝ} *f (E0) *f (Ec) · H1 =C*f (E0) *f(Ec) *ne ……(I) 式中C= η0· AV· Λ Ω ·[]腿· ......·⑵ n0 —为入射光子注量率； AV —为前、后准直孔形成的聚焦体积； Δ Ω—为平板探测器有效照射面积对散射点(即检测点)所张的立体角； MD—为康普顿散射微分截面； Ι ne —为电子密度，即单位体积的电子数； f (Etl)—为入射束减弱因子； f (Ee)—为散射束减弱因子； H1 —为探测效率。式(I)可用矩阵式改写为 = [ nj ……(3) 式(3)中矩阵称为投影算子，的每一个元素为 Bij= η0·Δν·Δ Ω ·[]ΚΝ · f(E0) *f(Ec)……· (4) Cl! 由式(4)可看出，投影矩阵A是未知的电子密度分布向量的函数，因此，被测物体电子密度分布的图像重建的问题，可以看作为一个非线性方程组的求逆问题ne = ......· (5)式中，是含有噪声(包括多次散射在内)的实际测量值。若用μ (E) ·Ρ (κν，则有 ns= ·μ (E)......· (6) = {Α}…….(7) 其中投影矩阵元素为 Bij= n0* AV* Δ Ω ^P(Oi). f (E0) *f (Ec) ......· (8) 这里，线性减弱系数μ (E)的图像重建，即为一个非线性方程组的求逆问题； μ (Ε)={ΑΓ ......· (9)· 式中，与式(5)中的一样。如上所述，CBS-CT图像重建技术原理简单，只是需作如下数据修正，例如探测器的效率数据修正，康普顿散射能量分布的展宽数据修正，多次散射(特别是二次散射、三次散射)的数据修正，几何扩展的数据修正，Compton Profile影响的数据修正，入射束和散射束在物质中减弱的补偿，检测深度增大时误差累积传播的校正，射束硬化的校正等。与透射式CT机的技术相比，本专利技术具有以下优点 (O体积小，重量轻，性价比高，操作灵活。(2)检测低密度物质(例如人体组织)的灵敏度远远高于透射式医用CT机的灵敏度。(3)基于CBS的原理，本专利技术辐射剂量极小，对人体的副作用远小于透射式医用CT机的辐射剂量。(4)图像重建不采用雷当变换，不需要高精度的可平移升降的定位床，只需要一张可改变倾角的普通病床或担架，能让被检查者平躺下就行。(5)可提供多层深度信息，利用定好方位的准直器，可得到带有真实深度信息、简单、直接的三维图像。(6)图像质量不受机械装配与振动噪声等影响，因此可安装于急救车上或其他方式的现场使用。附图说明图I为本专利技术结构示意图。图2为本专利技术探测采传电子学系统方框图。图中1、X射线机，2、X射线机支架，3、前准直器，4、平板探测器，5、后准直器，6、平板探测器支架，7、X射线锥形束，8、被检查部位，9、背散射X射线束，10、立柱，11、立柱安装垫，12、螺杆，13、吊臂，14、吊臂套管，15、万向节，16、扫描头支架，17、四轮推车，18、带制动的轮子，19、扫描头的停放台，20、病床或担架，21、坐标系，22、拉伸衬板，23、图像处理工作站，24、采传电子学系统，25、专用集成电路(ASIC)，26、模数转换器(ADC)，27、中央处理组件，28、嵌入式系统(ARM)，29、接口电路，30、高分辨率的显示器，31、信号无线发射模块，32、移动终端(如手机)，33、激光相机，34、相机控制模块，35、直流低压电源，36、供电机箱，37、主机。具体实施例方式为了使本专利技术的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本专利技术。如图I、图2所不,一种用于现场的微剂量医用CBS-CT机,包括扫描头、扫描运动机械、测控和图像处理系统、四轮推车17以及病床或担架20，所述扫描运动机械置于四轮推车17上，所述四轮推车17平行病床或担架20放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于现场的微剂量医用CBS？CT机，包括扫描头、扫描运动机械、测控和图像处理系统、四轮推车以及病床或担架，其特征在于：所述扫描运动机械置于四轮推车上，所述四轮推车平行病床或担架放置，四轮推车底部设有带制动的轮子，所述扫描运动机械包括有立柱、扫描头支架，所述测控和图像处理系统包括有主机，所述主机内设有高分辨率显示器、采传电子学系统、图像工作站、信号无线发射模块、供电机箱、激光相机，所述主机的高分辨显示器下方设有放置键盘的拉伸衬板，主机侧面设有立柱安装座，所述立柱固定在立柱安装座上，立柱上设有依次连接的螺杆、吊臂套管、吊臂，所述螺杆既能升降又能转动，所述吊臂能自动伸缩，所述吊臂末端设有万向节，所述扫描头支架固定在万向节上，所述扫描头固定在扫描头支架上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁厚本，丁青，余章倩，包微微，丁莉，丁蓉，
申请(专利权)人：丁厚本，
类型：发明
国别省市：