[01056037]计算机X射线摄影系统(CR系统)

项目简介：随着计算机与微电子技术的飞速发展，一大批全新的成像技术进入了医学领域，如超声、CT、DSA、MRI、SPECT、PET等。这些技术不仅极大地丰富了形态诊断信息的领域和层次、提高了形态学的诊断水平，同时实现了诊断信息的数字化。课题组研制的计算机X射线摄影系统(简称CR系统)是一种全新的数字化的X射线诊断系统，经医院试用，已取得满意的结果。图像质量达到了诊断要求，综合技术指标达到或接近国际同类产品水平，并完成了由商品样机过渡到批量生产的技术准备工作。技术指标：课题组开发成功的CR系统包括15项技术。这些技术是：激光扫描系统，激光束的瞬态精确定位技术，收集影像信息的光波导接收器，对背景光(激发光产生的)衰减到1011的复合光学滤波器，低噪声放大系统(放大倍数107)，高速数据采集和取样积分技术，智能化的电子控制系统，X射线曝光量的自动识别，图像处理，操作界面，IP板拖动装置，IP板自动运行与暗盒，局域网及Dicom3.0国际标准接口，机械结构和外形设计。其主要研究内容为：a.影像信号的高速读出--高速激光扫描技术。B.影像信号的拾取--微光技术，这包括微弱光信号的接收和放大，消除激发光产生的强烈背景光进入光电放大系统的复合滤波器。C.智能化的电子控制--电脑按程序控制系统的灵敏度或增益，全自动运行。D.曝光区域曝光量的自动识别--设备自动测量IP板上X光曝光剂量，将测定参数自动传送给智能化控制系统。E.影像板的全自动运行装置。F.图像处理软件。G.图像信号的存储和传输技术。⑴CR系统与传统X射线摄影相比，是透过人体的X射线影像信息记录在含稀土的氟卤化钡晶体上(即IP板上)，这种影像板所记录的X射线强度的线性范围达1:104，这是普通X光胶片远远不及的。正是由于这种新的存储屏(IP板)的发明，才有CR系统的出现。北京大学对此种存储屏的研究一直是在国家基金委的资助下进行，现已取得较好的成果，已可用于我们研制的CR系统上。(2)IP板存储的X射线影像，是用650nm的半导体激光高速扫描激发而发射的紫外光(390nm)信息，它是湮没在十分强的激发光产生的背景光内的微弱信号，因此，需要采用特殊的技术进行采集。这些技术是：收集微弱信号的高效率的光波导接收器，使进入光波导的背景光衰减达1011的复合滤波器，高速采样和取样积分技术。(3)CR系统使传统的X光透视设备实现了数字化，提高了图像的分辨率、显示能力，使之突破常规X射线摄影的固有局限性。(4)降低X射线对人体的辐射量，减少X射线对人体的伤害。(5)实现信息的数字化存储，以及与其他相关信息的联网传输。CR系统是知识和技术密集型的复杂系统，系统的图像质量主要由信噪比决定，因此，首先要攻克微光技术的难关，然后形成整个CR系统，经北大校医院放射科长期试验，确认影像质量已比传统X射线摄影高，第二步将扫描读取速度提高到一分钟左右，第三步，解决智能化的电子控制，使CR系统的成功率达到100%，做到无须病人重复照射X光，充分体现CR技术较传统X线摄影技术先进。(1)存储X射线影像的IP板生产工艺流程原料-→研磨-→筛选-→加辅料-→混料-→培烧-→磨细-→过筛-→片基-→涂敷-→加保护膜-→装入暗盒-→成品。(2)计算机X射线摄影系统(CR系统)生产工艺流程：分为机械部分、激光扫描激发系统、微光系统、智能化控制系统、软件安装调整五个部分，分别进行安装调试后，按以下流程：图形成系统：机械加工和装配→激光扫描激发系统安装→微光系统安装(包括将光波导接收器、复合滤波器、光电倍增管、低噪声放大器组装成一体)→智能化电子控制系统的安装→整机运行调试→安装各种程序→系统运行试验→老化测试→成品→检验、包装→入库。(1)该系统生产过程耗材少、能耗低、无污染，符合北京市总体发展规划的要求。(2)该系统使传统的X光射线透视设备实现了数字化，同时缩短了诊断时间，提高诊断水平，成功实现了遥诊和远距离会诊，解决了偏远地区病人请专家看病难的问题。(3)CR系统可以将诊断结果以CD光盘输出，不用冲洗胶片，根除了污染，堪称绿色技术，潜在的社会效益巨大。(4)该产品还替代进口，节约外汇，填补国内空白。(5)经济效益显著。(6)该项目可以推动医疗事业的发展，并可带动物质结构研究的X光衍射仪的数字化、X光探伤的数字化的发展。效益分析：CR系统是一项高新技术产品，是拥有自主知识产权、附加值和技术含量很高的项目，是一项于国计民生，尤其是与医疗卫生行业关系密切的项目。现在医疗部门正在进行技术改进，CR系统正是X射线诊断技术革新的关键部分。中国是12亿人口大国，县级以上医院有两万多家，这些医院若配置CR系统，将使中国的X射线诊断水平有一个大的飞跃。该产品不仅可在国内销售，而且将进入国际市场。如果年产量达100套系统以上，每一套的成本控制在25万元以内。以一套系统售价100万元计，年产值可达1亿元，其经济效益是非常可观的。CR系统技术的产业化，不仅带来巨大的经济效益和社会效益，同时，凭借在CR系统研究过程中形成的高水平的技术开发队伍，课题组将很快把这一技术成果扩展到X射线衍射、X射线探伤等多个应用领域，使这一高新技术产业很快的扩大，增加国家技术实力，并获得最大的经济效益。