一种高分辨X光数字胃肠图像系统的设计与实现

　　0　引　言

　　X光数字胃肠图像系统是X光数字胃肠诊断设备的一个核心子系统,它是X光数字胃肠诊断设备的“眼睛”,可以替代普通胃肠诊断设备或模拟胃肠诊断设备中的电视系统。虽然,目前X光数字胃肠图像系统在医院日益得到普及,但是其图像分辨率基本尚处于1K×1K(1 024×1 024)的水平,且高端X光医疗图像系统基本上为国外大公司所垄断,如德国西门子公司为代表的国际专业医疗器械公司和日本日立医疗公司的Clavis2000图像系统等。为此,本论文针对X光数字胃肠诊断设备中的图像系统,追踪国外该医疗领域内最新的研究进展,研究设计了一种2K×2K×12 b(2 048×2 048×12 b)高分辨率的X光数字胃肠图像系统,以提高我国X光数字胃肠诊断的水平。由于高分辨X光图像数据是高速、高分辨率、高动态范围的海量数据,与传统低分辨率X光图像数据相比较,其在处理、识别、优化、传输及存储等方面,要求更高,这对高分辨X光数字胃肠图像测试系统带来新的挑战。因此,本论文旨在通过对影像链的各个环节中各成像因素对图象质量的可能影响的研究与分析,设计并实现了一套高分辨的X光数字胃肠图像系统,用于临床,获得了全新的X光高分辨数字胃肠的图像。

　　1　系统组成及工作原理

　　1.1　X光数字胃肠图像系统的组成

　　X光数字胃肠诊断设备一般包括X射线高压装置、遥控诊视床及数字图像系统三大部分。其图像系统(或图像链)包含:图像增强器、光分配器、自动光圈组件、CCD(charge coupled device)摄像机、图像处理控制组件、医用显示器、DICOM(digital imaging and communication in medi-cine)激光相机等。X光数字胃肠诊断设备也和普通的胃肠诊断设备一样,是在钡(Ba)剂透视状态下,发现有诊断价值或需记录的病变,并快速进行摄影。不同之处是,实时拍摄的图像经过D/A转换器转换之后,变成X光数字胃肠图像,故也称为实时X光数字胃肠点片摄影。

　　1.2　X光数字胃肠系统成像的基本原理

　　X光数字胃肠图像系统的基本工作原理是: X光(即X射线)透照人体,携带人体结构衰减信息的X射线经影像增强器转变为黄绿色可见光,可见光在增强器输出屏输出,经光学系统后,将增强器输出屏的可见光聚焦到数字CCD摄像机感光敏面上, CCD摄像机的荧光图像经光电转换,并通过A/D转换器变换为数字信号输出,再由计算机进行采集和储存处理。数字影像信息经D/A转换器,在监视器上直接显示图像,也可在工作站进行后处理,再经激光相机打印胶片。图1为基于增强器(intensifier in-strument, I. I.)和CCD的X光数字胃肠成像工作原理示意图。