專利名稱：數(shù)字化檢測骨齡的方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字化檢測骨齡的方法及其裝置。
背景技術：
骨骼年齡，簡稱骨齡，是由骨骼鈣化程度所決定的，在人的生長發(fā)育過程中，最容易真實地反映生長時間的是骨骼系統(tǒng)，能較精確的反映人從出生到完全成熟的過程中各年齡階段的發(fā)育水平，在發(fā)育疾病、內(nèi)分泌疾病、發(fā)育障礙、營養(yǎng)障礙、遺傳性疾病及代謝性疾病的分析與診斷方面，骨齡具有重要作用。
判斷骨齡大多利用X線攝片。一般以檢測手腕部效果最為理想。因為這里集中了大量的長骨、短骨和圓骨，反映了全身骨骼生長發(fā)育和成熟狀況，檢測容易，對人體的損害也最小。有時根據(jù)需要也可對肘、膝、踝、頭顱進行X線攝片。
判斷骨骼鈣化程度主要看三點①骨化中心的數(shù)目和大??；②骨化中心和骨骺的形態(tài)變化；③骨骺和骨干的愈合情況。再跟作為正常值而使用的骨齡標準相比較，即可判斷某個人的骨齡。利用骨齡推斷的發(fā)育情況，從而反映身體生長發(fā)育的狀態(tài)。骨齡評定的方法，從60年代開始應用于臨床實踐中，因此，骨齡儀的應用非常廣泛。
現(xiàn)有檢測骨齡的方法有兩種，超聲波法和X光檢測法。
采用超聲法不能直接測量骨礦的含量，在準確性較低。采用X光檢測法又可分為直接透視法和普通膠片法和數(shù)字化骨齡檢測法
1)直接透視法檢測醫(yī)師直接接受X光照射，對身體健康造成了極大的威脅和傷害；2)普通膠片法將檢測到的圖像拍攝到化學膠片上，觀察費時費力，而且造成大量的材料消耗，并產(chǎn)生許多污染環(huán)境的化學廢液和廢物，此外膠片的保存和傳輸攜帶也都很不方便。
而目前的數(shù)字化骨齡片也有兩種第一種是將傳統(tǒng)骨齡片通過透射掃描儀轉(zhuǎn)換這種方法不僅沒有簡化現(xiàn)有的操作方式，還增加了不少工作量，而且對拍攝用的X設備和沖洗設備及操作人員的技術都有較高的要求，也很難保證拍片質(zhì)量。
第二種方法是使用CR或平板DR獲得數(shù)字化骨齡片。CR采用影像板來儲存圖像，平板DR用X射線轉(zhuǎn)換的超大規(guī)模集成電路來采集圖像，設備價格非常昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了上述缺點，提供一種靈敏度高、對人體危害小、成本低廉的數(shù)字化檢測骨齡的方法及其裝置。
本發(fā)明解決其技術問題所采取的技術方案是包括以下步驟(1)將被測部位置于X光發(fā)生器和探測器之間，被測部位位置固定；(2)由控制計算機控制所述X光發(fā)生器發(fā)出的扇形光束，通過被測部位照射在所述探測器上，同時X光發(fā)生器發(fā)出的扇形光束照射在探測器上，形成投射線，由所述控制計算機控制所述投射線與探測器同步，在探測器所在平面上，沿與X光投射線垂直的方向平行移動；
(3)將探測器接收到的X光信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號傳送到控制計算機，由控制計算機將圖像處理后顯示在控制計算機的顯示器上。
所述步驟(2)投射線與探測器的同步平行移動過程，可以通過以下兩種方法實現(xiàn)a)X光發(fā)生器的投射方向固定，使X光發(fā)生器與探測器同步平行移動；b)X光發(fā)生器的位置固定，使X光發(fā)生器的發(fā)出的線狀光源的方向按照探測器平行移動的方向同步轉(zhuǎn)動。
一種數(shù)字化骨齡儀，包括一個X光發(fā)生器、一個探測器、一個框架，其特征在于還包括一個束光器、一個支撐板、一個驅(qū)動裝置和一個控制計算機，所述X光發(fā)生器由高壓發(fā)生器和通過高電壓激發(fā)出X射線的X光球管構(gòu)成，所述X光球管設置在所述框架的頂部，所述高壓發(fā)生器與控制計算機聯(lián)接，所述束光器設置在X光發(fā)生器的發(fā)光部位的前方，所述探測器為長條狀，設置在所述框架的底部，并能夠在框架底部平面上，沿著與探測器的長的方向相垂直的方向自由移動，且其移動的方向和速度由所述驅(qū)動裝置控制，所述支撐板設置在靠近框架底部，所述探測器的上方，并于所述框架的位置固定，所述驅(qū)動裝置分別與所述控制計算機和探測器相連，并同時連接X光球管2或束光器。
所述束光器的出光口的縫寬可為0.2～5毫米，優(yōu)選為1～2毫米。
所述探測器與控制系統(tǒng)連接，由控制系統(tǒng)控制探測器的平移速度可為10～1000毫米/秒。
所述支撐板上可設置有手狀的模型。
所述手狀模型的個數(shù)可至少為兩個。
所述球管焦點與探測器之間的垂直距離可為100～1000毫米，優(yōu)選為200～600毫米。
所述束光器中可設置有用于指示X射線位置的激光燈。
本發(fā)明通過采用的線掃描技術對被檢測人體部位的移動掃描方法，并提供一種采用這種方法的檢測裝置，使得檢測骨齡的靈敏度高、效率高、探測范圍大，同時極大地降低了成本，價格低廉，同時，在這種模式下，醫(yī)生可在計算機上應用增強顯示功能做進一步圖像處理，很大程度上提高了診斷能力，并借助于軟件處理技術分析圖像，可以實現(xiàn)將圖像放大，灰度反置，同時顯示幾幅圖像相比較等功能。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意2為本發(fā)明中X光球管與束光器的結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
本發(fā)明是通過如下方法實現(xiàn)的(1)被測部位置于X光發(fā)生器和探測器3之間，被測部位位置固定。
(2)由控制計算機控制所述X光發(fā)生器發(fā)出的扇形光束，通過被測部位照射在所述探測器3上，同時X光發(fā)生器發(fā)出的扇形光束照射在探測器3上，由所述控制計算機控制X光發(fā)生器與探測器3同步移動，或者控制X光發(fā)生器發(fā)出的X光束與探測器3平行移動過程同步轉(zhuǎn)動。
(3)將探測器3接收到的X光信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號傳送到控制計算機，由控制計算機將圖像處理后顯示在控制計算機的顯示器上。
實施例1如圖1、2所示，本發(fā)明中的數(shù)字化骨齡儀，包括一個X光發(fā)生器、一個探測器3、一個框架1、一個束光器6、一個支撐板5、一個驅(qū)動裝置和一個控制計算機。
所述框架1是一個長方體結(jié)構(gòu)，在框架1內(nèi)靠近底部的位置設置有一個支撐板5，所述支撐板5上設置有手狀模型4，以下簡稱手模4，在框架1兩側(cè)，設置支撐板5的地方設有檢測口，用于被檢測者將手部通過檢測口放置在所述手模4上，在支撐板5的下方即框架1的底部，設置與手模4的手指方向垂直的長條狀探測器3。手模4的大小取決于檢測人群的手的大小，本實施例中設置兩個手模4相對布置，手摸設定寬度為150毫米，長度為200毫米。掃描距離也就是框架1的長度，大于兩個手模4的長度即500毫米。雙人同時通過，檢測效率極高。
所述X光發(fā)生器由高壓發(fā)生器和X光球管2構(gòu)成，所述X光球管2設置在所述框架1的頂部，所述高壓發(fā)生器分別與控制計算機和X光球管2連接，高壓發(fā)生器的作用是依據(jù)球管的特性指標，在控制計算機的控制下，產(chǎn)生恒定直流高壓并經(jīng)過高壓電纜供給X射線管，產(chǎn)生X射線。所述X光球管2是一種構(gòu)造精密、易碎的高真空玻璃器件，因此放置在充滿油的防護殼內(nèi)，其基本作用是將電能轉(zhuǎn)換成X射線。所述束光器6設置在X光發(fā)生器的發(fā)光部位的前方，束光器6由束光板、準直器及結(jié)構(gòu)架組成。束光器6的出光口為準直器，使用束光器6的目的是使X光束成一線，防止X光散射。在束光器6中可以選擇安裝一個指示用激光燈，用以指示掃描的中心。X射線經(jīng)過準直器狹縫后，形成薄的扇形X射線束，準直器狹縫的寬度b為1.5毫米，X射線球管焦點發(fā)射的X射線經(jīng)準直器規(guī)范后發(fā)出的掃描扇形狹長光束要準確對應于X射線探測器3的入射窗上。束光器6及準直器狹縫均由鉛防護，保證射線不向其它方向泄漏。由于采用線掃描的方式，即通過窄縫產(chǎn)生扇形光束與探測器同步掃描運動來減少散射，使病人照射劑量減少上百倍；極大地減少了被檢測者的受輻射劑量。
所述探測器3為長條狀，X光發(fā)生器發(fā)出的X光射線，經(jīng)過束光器6形成一個扇形光束，照射在所述長條狀的探測器3的接收面上，球管焦點至探測器3的垂直距離a為400毫米，這個距離決定了整個掃描框架1的高度。
所述驅(qū)動裝置和框架1底部的探測器3由機械結(jié)構(gòu)連接在一起，由所述驅(qū)動裝置驅(qū)動所述探測器3運動。驅(qū)動裝置根據(jù)來自計算機的信號，控制機械對位系統(tǒng)、機械掃描系統(tǒng)的動作；向技術工作站反饋各開關狀態(tài)的檢測信號，同時控制電機的運動，電機通過減速裝置，同步驅(qū)動探測器3運動，達到掃描的目的。移動速度為500毫米/秒，移動速度取決于醫(yī)生對掃描速度和掃描質(zhì)量的選擇，一般而言，同樣的X線劑量下，掃描速度越慢，圖像質(zhì)量越好。
所述束光器6與所述X光球管2的位置相對固定，所述驅(qū)動裝置還同時與X光球管2連接，控制X光球管2在框架1頂部平面上沿著與所述探測器3移動相同的方向同步移動，使X光發(fā)生器發(fā)出的X光射線，經(jīng)過束光器6后形成的扇形光束，能夠照射在所述長條狀的探測器3的接收面上。
所述探測器3將接收到X光信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號傳輸給所述控制計算機，并由所述控制計算機完成數(shù)據(jù)采集、圖像重建和數(shù)字圖像處理等幾乎所有控制功能，如掃描啟動、停止，接通高壓、控制曝光等。此外還用于工作狀態(tài)的在線檢測和故障報警、在掃描完成后，完成數(shù)據(jù)處理，并顯示圖像等。并提供病歷建檔、查詢，掃描條件選擇，掃描控制，圖像顯示，診斷報告編寫、打印及診斷時所需的基本功能。
當需要X射線照射檢測時，先讓被測者的手部放置在所述支撐板5的手模4上，然后，在控制計算機控制下，啟動高壓發(fā)生器向球管加電；當球管完成曝光準備工作時，啟動驅(qū)動裝置驅(qū)動X光球管2和探測器3同步沿著手模4的手指方向平行移動，掃描被檢測人的手部，在此期間X射線通過束光器6形成薄的扇形光束，穿過被檢人員的手部，射入探測器3，探測器3在采集系統(tǒng)的控制下，采集每一行的帶X射線影像信息的電信號，并送至模數(shù)轉(zhuǎn)換部件變?yōu)閿?shù)字信號，然后在采集系統(tǒng)的控制下傳送到計算機進行數(shù)據(jù)處理，圖像采集完成的同時，停止曝光和機械運動，圖像采集系統(tǒng)將采集的數(shù)字影像進行數(shù)據(jù)重建，處理后的圖像在計算機屏幕上顯示并自動存檔。實現(xiàn)了直接數(shù)字化的X線影像。
實施例2如圖1、2所示，與實施例1中的總體結(jié)構(gòu)類似，僅在X光球管2及相關連接有所不同，所述X光球管2的位置固定在框架1上，所述驅(qū)動裝置與所述束光器6相連，控制束光器6以X光球管2為中心來回轉(zhuǎn)動，使發(fā)出的線狀光源沿手模4的手指方向來回擺動，并與所述探測器3的移動方向和速度同步，照射在所述探測器3上。
當需要X射線照射檢測時，先讓被測者的手部放置在所述支撐板5的手模4上，然后，在控制計算機控制下，啟動高壓發(fā)生器向X光球管2加電；當球管完成曝光準備工作時，啟動驅(qū)動裝置驅(qū)動束光器6以X光球管2的發(fā)光部位為中心來回轉(zhuǎn)動，使從束光器6發(fā)出的扇形光束沿和探測器3平移的方向同步，并沿著手模4的手指方向擺動，掃描被檢測人的手部，在此期間X射線通過束光器6形成薄的扇形光束，穿過被檢人員的手部，射入探測器3，當X射線穿過受檢者射入探測器3時，X射線探測器3將接收到的X射線信號，轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后，由視頻采集系統(tǒng)送入計算機，形成數(shù)字圖像，再由醫(yī)用軟件對圖像進行專業(yè)處理，實現(xiàn)了直接數(shù)字化的X線影像。
所述控制計算機對整個裝置的協(xié)調(diào)工作進行控制，所述控制計算機控制探測器3和X光球管2或束光器6同步運動，同時控制探測器3采集圖像，并將采集到的圖像信息以數(shù)字的形式存貯，用專用軟件對圖像進行處理，在顯示器上顯示，并對處理后的圖像進行存儲。由于一次掃描過程結(jié)束后能夠迅速生成一幅數(shù)字圖像，成像時間可以少于3秒，這種快速成像，有很高的檢測效率，尤其適用于大規(guī)模人群體檢等方面，同時為得到更詳細細節(jié)的圖像，可以由控制計算機控制驅(qū)動裝置隨時延長掃描時間，從而得到更清晰的掃描信息。此外，X光的線掃描由控制計算機控制，將掃描信息輸入計算機，由計算機進行圖像生成并分析。還可以進行圖像放大，灰度調(diào)節(jié)以及同時顯示幾幅圖像相比對等操作，實現(xiàn)廉價的無膠片的數(shù)字化骨齡檢測系統(tǒng)。
本發(fā)明中所述的數(shù)字化骨齡檢測方法及采用此方法的數(shù)字化骨齡儀占地很小，可以節(jié)省大量工作空間，尤其在車載體檢系統(tǒng)中有良好的應用前景，能夠得到十分廣泛的應用。
權利要求
1.一種數(shù)字化骨齡檢測方法，其特征在于包括以下步驟(1)將被測部位置于X光發(fā)生器和探測器之間，被測部位位置固定；(2)由控制計算機控制所述X光發(fā)生器發(fā)出的扇形光束，穿過被測部位照射在所述探測器上，同時X光發(fā)生器發(fā)出的扇形光束照射在探測器上，形成投射線，由所述控制計算機控制所述投射線與探測器同步，在探測器所在平面上，沿與X光投射線垂直的方向平行移動；(3)將探測器接收到的X光信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號傳送到控制計算機，由控制計算機將圖像處理后顯示在控制計算機的顯示器上。
2.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字化骨齡檢測方法，其特征在于所述步驟(2)投射線與探測器的同步平行移動過程，通過以下兩種方法實現(xiàn)(1)X光發(fā)生器的投射方向固定，使X光發(fā)生器與探測器同步平行移動；(2)X光發(fā)生器的位置固定，使X光發(fā)生器的發(fā)出的線狀光源的方向按照探測器平行移動的方向同步轉(zhuǎn)動。
3.一種數(shù)字化骨齡儀，包括一個X光發(fā)生器、一個探測器、一個框架，其特征在于還包括一個束光器、一個支撐板、一個驅(qū)動裝置和一個控制計算機，所述X光發(fā)生器由高壓發(fā)生器和通過高電壓激發(fā)出X射線的X光球管構(gòu)成，所述X光球管設置在所述框架的頂部，所述高壓發(fā)生器與控制計算機聯(lián)接，所述束光器設置在X光發(fā)生器的發(fā)光部位的前方，所述探測器為長條狀，設置在所述框架的底部，并能夠在框架底部平面上，沿著與探測器的長的方向相垂直的方向自由移動，且其移動的方向和速度由所述驅(qū)動裝置控制，所述支撐板設置在靠近框架底部，所述探測器的上方，并于所述框架的位置固定，所述驅(qū)動裝置分別與所述控制計算機和探測器相連，并同時連接X光球管或束光器。
4.根據(jù)權利要求3所述的數(shù)字化骨齡儀，其特征在于所述束光器的出光口的縫寬為0.2～5毫米，優(yōu)選為1～2毫米。
5.根據(jù)權利要求3所述的數(shù)字化骨齡儀，其特征在于所述探測器與控制系統(tǒng)連接，由控制系統(tǒng)控制探測器以10～1000毫米/秒的平移速度。
6.根據(jù)權利要求3所述的數(shù)字化骨齡儀，其特征在于所述支撐板上設置有手狀的模型。
7.根據(jù)權利要求6所述的數(shù)字化骨齡儀，其特征在于所述手狀模型的個數(shù)為至少兩個。
8.根據(jù)權利要求3所述的數(shù)字化骨齡儀，其特征在于所述球管焦點與探測器之間的垂直距離為100～1000毫米，優(yōu)選為200～600毫米。
9.根據(jù)權利要求3或6所述的數(shù)字化骨齡儀，其特征在于所述束光器中設置有用于指示X射線位置的激光燈。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)字化檢測骨齡的方法及其裝置。本發(fā)明通過采用的線掃描技術對被檢測人體部位的移動掃描方法，并提供一種采用這種方法的檢測裝置，使得檢測骨齡的靈敏度高、效率高、探測范圍大，同時極大地降低了成本，價格低廉，同時，在這種模式下，醫(yī)生可在計算機上應用增強顯示功能做進一步圖像處理，很大程度上提高了診斷能力，并借助于軟件處理技術分析圖像，可以實現(xiàn)將圖像放大，灰度反置，同時顯示幾幅圖像相比較等功能。
文檔編號A61B6/00GK1644164SQ200510051230
公開日2005年7月27日 申請日期2005年3月2日 優(yōu)先權日2005年3月2日
發(fā)明者于紅林, 李鐵, 熊開宇 申請人:于紅林, 李鐵, 熊開宇