医用诊断X光机管电流测试系统的设计与实现

医用 X 光机按用途来分有: 普通诊视床，移动式 X 射线机( 手术介入式) ，胃肠断床，乳腺专用 X 光机，血管造影 X 射线机，牙科摄影装置等。按图像采集方式分有: 胶片摄影，荧光屏透视，计算机 X 射线摄影( CR) ，影像增强器+ CCD 数字化成像，直接数字化成像 ( DR )等［1］。

在医学上，X 射线技术已成为对疾病进行放射诊断和放射治疗的专门学科，在医疗卫生事业中占有重要地位，对保障公民就医安全、身体健康和促进社会经济进步发挥着重要作用。近年来，人类对身体健康的重视程度越来越高，在我国，从事 X 射线诊断的各级医疗机构约 4． 2 万家，X 射线诊断工作者逾 12． 6 万人; X 射线诊断应用频率为每 1 000 人口中196． 21 人次，每年有两亿多人次接受 X 射线检查。为了降低这一最大的人工电离辐射源，减少被检查人员的潜在危害，保障公众就医安全与健康，医用诊断 X 光机检测技术需不断更新，检测参数精度须进一步提高［2］。

1 测量原理

在 X 光机管电压固定，同时在不考虑距离的情况下，X 射线输出量用管电流与时间的乘积( mAs) 来表示，X 射线强度用公式( 1) 表示［3］，在检测过程中，准确测量 mAs 参数对 X光机质量控制尤为重要［4］.

I 为射线强度，i 为电流，A 为常数，Z 为原子序数，e 为元电荷，U0为管电压，h 为普朗克常数。

非介入式管电流测量是通过监控电流产生的磁场间接得到，非介入管电流测试系统由电流互感器和电流表组合而成。穿过铁心的被测电路互感器的一次线圈导线电流 I1，通过电流便在二次线圈中感应出电流 I2，两者关系如公式( 2) 所示。

上式中 N1，N2为一次线圈和二次线圈的匝数。为了提高 X 光机管电流质量控制的检测水平，传统电流表已不能满足测量要求，为此设计验证了基于数字化采样技术的非介入式管电流测量方法。

2 系统硬件框图

由于介入测试在检测中带来的操作不便、人工辐射增加等因素影响，非介入测量已成为关键检测技术。将蓝牙无线通信技术引入医用诊断 X 光机管电流测试系统，可简化测试程序并有效减少在测试过程中检测人员的 X 射线辐射损伤。蓝牙( Bluetooth) 技术是一种短距离技术，它能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信，同时也能简化以上设备与因特网之间的通信，从而使现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路［5］。图 1 为非介入毫安表原理框图，电流互感器对电流进行感应后经过 I/V 转化进入多阶有源滤波器，降低噪声后进入数字采样系统。数字量化采用基于 ADC + FPGA( Field Program-mable Gate Array) 的数字采样压缩技术［6］，减少蓝牙与上位机之间的数据传输时间。