非介入式医用诊断X线机摄影参数测试系统研制

摘要

目的:
　　 能够准确实施诊断X射线机的管电压(kV)、管电流(mA)和曝光时间(t)等重要参数的检测,使设备处于最佳运行状态。保证诊断影像质量和减少患者受照射剂量,并最终实现不拆解机器的情况下测量状态参数并在上位机上显示并打印。
　　 材料与方法:
　　 本课题可分为光电探测采集及抗干扰硬件单元部分和数据计算、自相关算法、数据自校准及通讯汇编软件部分。
　　 硬件部分:主要由PIN双光电探测器、DDC112双路输入△-ΣA/D转换器、STC12C2051微控制器、MAX232A通讯转换及二次稳压型供电单元构成。探测器所采用的PIN光电探测器。本课题采用双探测器形式,主要目的是为了增加探测面积、减少测量离散度、减小测量误差、增加测量结果的可靠性。DDC112是TI公司推出的一种基于电流积分的直接电流数字化集成前置放大器的模数转换芯片。它内部集成了2个积分放大器和1个20位的模数转换器。计算机通过模拟量输入通道(AI)和开关量输入通道(DI)采集实时数据,然后按照一定的规律进行计算,最后发出控制信号,并通过模拟量输出通道(AO)和开关量输出通道(DO)直接控制生产过程。探测器在接收到信号之后,经DDC122转换为串行脉冲序列并量化为数字信号。获取的数字信号经通道接口电路传至外围电脑,经处理后以波形图形式显示在电脑屏幕上。
　　 软件方面:探测器接受到X线之后,光电子击发探测器产生微弱的光电流输出,uA级电流模拟信号进/XDDC122,DDC112将信号积分转换为20BIT数字信号后串行输出到微控制器STC12C2051。通过计算、查表、软件抗干扰措施后获取kV等曝光参数实时数据,通过RS232C通信口按特定的通信协议输入上位计算机,由上位机显示、保存、汇总、打印。
　　 结果:
　　 经测试,该系统状态稳定,运行情况良好,能够实现用非介入的方式对X线摄影系统中kV等主要参数的检测,并能够在通过通讯在上位机上显示。
　　 结论:
　　 利用该测试系统可以在一次曝光条件下立刻得到管电压、管电流和曝光时间等信息,该系统的电路结构相对简单、调试方便。利用DDC112直接把光电流转换为数字信号,避免了放大调整电路的非线性及一致性差等诸多问题,系统硬件成本低、体积小、适于推广应用于X线摄影系统设备的检验、维修和鉴定等领域。