一种多孔成像焦点测量卡及测量方法

技术领域

本发明涉及检测装置技术领域，具体涉及一种多孔成像焦点测量卡，还涉及一种多孔成像焦点测量卡的测量方法。

背景技术

X射线管焦点尺寸测量是医用X射线装置生产和应用环节质量检测和质量控制重要项目之一，焦点尺寸大小直接影响X射线摄影图像质量，焦点尺寸小成像几何半影小，图像边界清晰；反之图像边界几何模糊程度增加。

现有技术是遵循《医用电气设备医用诊断X射线管组件焦点特性》标准YY/T0063-2007标准要求制作的狭缝成像要求制作硬件或包含软件的测量仪器。

JJG1078-2012《医用数字摄影(CR、DR)系统X射线辐射源》中焦点测量指定狭缝焦点测量方式，焦点图像尺寸测量可在DR、CR系统直接测量，不在要求使用焦点图像线扩散函数曲线百分比取值的测量和计算。

瑞典RTI Slit Camear便携式狭缝照相机有固定支架和可拆卸狭缝测量卡。符合JJG078-2012标准要求，在DR或CR系统读取图像和测量焦点尺寸。

瑞典RTI公司RFM real-time Focusmeter狭缝式实时焦点检测仪有固定支架和数字图像接收单元，可独立完成焦点尺寸检测，图像接收器上有四个边界检测功能，并以此验证焦点照相图像是否在许可范围。测量过程中，可以自动旋转实现两个方向焦点尺寸的实时测量。

实时焦点测量仪专利号CN 202230206 U采用双狭缝和数字成像系统可以实时完成焦点测量，它与瑞典公司RFM real-time Focusmeter狭缝式实时焦点检测仪区别在于将四边界确认照相图像许可模式，改变为双狭缝确认射线中心准直的模式，RFM real-timeFocusmeter狭缝式实时焦点检测仪和实时焦点测量仪专利号CN 202230206 U都是独立实时完成焦点尺寸测量仪器，分别采用图像边界或双狭缝确定照相图像边界或射线中心线准直的方法，不可避免遇到射线中心线与图像接收器不垂直，而导致单侧图像边界和单侧斜射线穿过狭缝中心满足许可，而转90度后出现射线中心线偏离图像边界或射线中心出现偏差，导致不被许可测量或测量数据出现明显偏差。实际应用中采用两次分别校正图像边界或准直中心的补救的方法是不恰当的。此类设备应用描述中没有辅助射线中心线定位指导或建议。瑞典RTI Slit Camear便携式狭缝照相机借助DR、CR影像系统直接测量焦点尺寸，放弃图像函数曲线测量方法，图像半影对测量点位选择的主观影响不可避免，直接影响测量精度。另外，便携式狭缝照相机符合JJG1078-2012标准，操作指导描述测量有对准射线中心线的要求，没有指导方式和方法。对射线中心线的要求缺少监测和评估，射线中心难对准的现实没有得到解决；此外，YY/T0063-2007标准中明确指出影响焦点尺寸测量的主要原因之一是射线中心线准直问题，且很难在现场解决。

发明内容

为此，本发明提供一种多孔成像焦点测量卡，以解决现有技术中无法进行X射线焦点特性及射线分布特性的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，一种多孔成像焦点测量卡，包括测量卡本体，测量卡本体上开设有多个孔，多个孔均匀分布在测量卡本体上。

进一步地，测量卡本体的厚度范围在0.02mm至0.25mm之间的任意值。

进一步地，测量卡本体的形状为矩形。

进一步地，测量卡本体的长度范围在5mm至80mm之间的任意值。

进一步地，测量卡本体的宽度范围在5mm至80mm之间的任意值。

进一步地，孔与相邻的孔之间的距离范围在2mm至20mm之间的任意值。

进一步地，还包括边框，边框安装于测量卡本体的外周侧。

进一步地，测量卡本体为金属制成。

进一步地，测量卡本体为铅箔和/或钨片制成。

根据本发明的第一方面的一种多孔成像焦点测量卡，具有如下优点：通过多个孔均匀的分布在测量卡本体上的设置使得本测量卡实现了一下的功能：第一、直观显示射线主、副焦点特性的双边效应；第二、直观显示反射靶X射线管长轴方向的阳极效应，阳极端有效焦点小，阴极端有效焦点大；第三、本测量卡在有辅助方案的情况下，解决有效焦点X射线中心线垂直经过测量卡中心的孔，并且垂直到达X射线数字成像板的难题，从而实现现场准确测量X射线管焦点的功能；第四、本测量卡射线中心线用原设备模拟光定位时，通过已知X射线管阳极倾角、放大倍数与距离及多孔板小孔间距等信息，再经数学运算实现X射线管焦点尺寸的精准测量，第五、本测量卡及图像还可应用到教育教材示例图和教程试验。

根据本发明的第二方面，一种多孔成像焦点测量卡的测量方法，使用如本发明的第一方面的一种多孔成像焦点测量卡，包括以下步骤：

步骤1：DR图像接受板放置检查床或专用支架下方平台上，调整射线模拟照射野中心线对准图像接受板中心；再使用双向数显水平仪调整图像接受板或支架平台，使图像接受板达到水平；

步骤2：在图像接受板表面放置准直度测量板，使准直度测量板中心与图像接受器中心保持一致，并挤压固定，用于更换测量卡重复效证；再将线束准直检测筒放置到准直度测量板中心，检测筒下方钢珠正对准直度测量板中心；

步骤3：调整诊断X射线DR设备的照射条件，进行第一次射线照射；照射后观察影像检测筒上下钢珠是否重合，如不重合参照偏差的估值和标尺整体移动图像接受板，然后进行第二次射线照射，重复检查和执行，直到准直筒上下钢珠重合；

步骤4：将多孔成像测量卡加载到位于射线束光器输出口或支撑平台水平架中心位置并调整测量卡位置，进行射线照射，观察图像中测量卡中心的孔是否与准直板及检测筒中心点重合；如不重合，参考偏差程度调整测量卡在水平支架的位置并且再次射线照射，继续观察图像中测量卡中心的孔是否与准直板及检测筒中心点重合；直至测量卡中心的孔与准直板和检测筒中心重合；

步骤5：移开准直度测量板和影像检测筒，进行测量卡摄影，观察及拷贝Dicom格式图像；

步骤6：使用图像处理软件分别对中心的孔中间位置长轴和短轴方向的图像制作函数曲线，测量和计算图像小孔尺寸，再除以放大倍数，分别取得长轴方向和短轴方向有效焦点尺寸；

步骤7：用DR系统图像及软件分别测量图像长轴与短轴中心的孔图像小孔的尺寸，再除以放大倍数，取得长轴与短轴方向的有效焦点尺寸。

根据本发明的第二方面的一种多孔成像焦点测量卡的测量方法，具有如下优点：第一、有序排列的多孔成像焦点测量卡配合DR、CR系统，遵循JJG1708-2012要求可以现场实现X射线管焦点尺寸测量；第二、有序排列的多孔成像焦点测量卡配合DR、CR系统，现场获取阳极效应特性及射线双峰分布特性的X射线数字影像图像，从教学实验突破阳极效应特性示意图的局限，有利于相关专业教学和科普行动；第三、射线中心线准直成功后，不存在再判断失败，射线中心一次定位可避免长轴和短轴焦点尺寸测量两次定位的不当做法；第四、射线中心精确定位的多孔成像焦点测量卡照相图像，遵循YY/T0063标准可实现精确的有效焦点尺寸测量；第五、射线中心使用原设备模拟光定位时的多孔或多狭缝成像焦点测量卡的照相图像，通过数学计算或软件分析实现有效焦点尺寸精准测量；降低有效焦点测量成本和难度，使焦点测量的质量控制行为成为可能；第六、本方法可以实际采集到表现射线特性的有效焦点分布图。

此外，本发明的所介绍的测量卡借助已有信息X射线球管阳极靶倾角，焦点到测量卡距离、焦点到成像板距离、小孔间距尺寸，射线有效焦点分布特性，配合专用软件分析或手工数学计算，可以推导射线中心线垂直到达数字成像板图像的具体位置并进一步推算有有效焦点尺寸；有效焦点短轴方向与实际焦点尺寸一致，长轴方向实际焦点尺寸与有效焦点尺寸存在正弦函数关系，因而实现了一次摄影完成长轴和短轴方向焦点测量图象需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明一些实施例提供的一种多孔成像焦点测量卡的整体结构示意图。

图2为本发明一些实施例提供的一种多孔成像焦点测量卡的测量卡本体结构示意图。

图中：1、测量卡本体，2、孔，3、边框。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图2所示，本发明第一方面实施例中的一种多孔成像焦点测量卡，包括测量卡本体1，测量卡本体1上开设有多个孔2，多个孔2均匀分布在测量卡本体1上。

在上述实施例中，需要说明的是，孔2的形状为圆形，孔2的直径范围在0.01mm至1mm之间的任意值。

上述实施例达到的技术效果为：通过多个孔2均匀的分布在测量卡本体1上的设置使得本测量卡实现了以下的功能：第一、直观显示射线主副焦点特性的双边效应；第二、直观显示反射靶X射线管长轴方向的阳极效应，阳极端有效焦点小，阴极端有效焦点大；第三、本测量卡在有辅助方案的情况下，解决有效焦点X射线中心线垂直经过测量卡中心孔，并且垂直到达X射线数字成像板的难题，从而实现现场准确测量X射线管焦点的功能；第四、本测量卡使用原设备模拟光定位时，通过已知X射线管阳极倾角、放大倍数与距离及多孔板小孔间距等信息，再经数学运算实现X射线管焦点尺寸的精准测量。第五、本测量卡及图像还可应用到教育教材示例图和教程试验。

多孔或成像焦点测量卡不在借助辅助方法确定射线中心，只需获取相对中心位置的多孔照相图像，通过测量和应用多个有规律的图像函数曲线数据、固定的放大倍率、固定的孔间距、固定的阳极靶倾角的数据信息和反射靶(阳极厚靶)球馆阳极特性规律，再经数学计算(人工或软件)得出射线中心线确切位置及准确的有效焦点尺寸。

可选的，如图1至图2所示，在一些实施例中，测量卡本体1的厚度范围在0.02mm至0.25mm之间的任意值。

在上述可选的实施例中，需要说明的是，优选的，测量卡本体1的厚度为0.05mm。

上述可选的实施例的有益效果为：通过测量卡本体1厚度范围的限定可以在保证本测量卡准确的测量焦点的同时减少几何半影对图像测量准确性的影响。

可选的，如图1至图2所示，在一些实施例中，测量卡本体1的形状为矩形。

在上述可选的实施例中，需要说明的是，优选的，测量卡本体1的形状为正方形。

上述可选的实施例的有益效果为：通过测量卡本体1形状的限定可保证本测量卡使用时定位更加方便，原因为，矩形相比其它形状拿取和放置都更加容易。

可选的，如图1至图2所示，在一些实施例中，测量卡本体1的长度范围在5mm至80mm之间的任意值。

在上述可选的实施例中，需要说明的是，优选的，测量卡本体1的长度为50mm。

上述可选的实施例的有益效果为：通过测量卡本体1长度范围的限定可以在保证本测量卡准确的测量焦点的同时保证材料的最大利用。

可选的，如图1至图2所示，在一些实施例中，测量卡本体1的宽度范围在5mm至80mm之间的任意值。

在上述可选的实施例中，需要说明的是，优选的，测量卡本体1的宽度为50mm。

上述可选的实施例的有益效果为：通过测量卡本体1宽度范围的限定可以在保证本测量卡准确的测量焦点的同时保证材料的最大利用。

可选的，如图1至图2所示，在一些实施例中，孔2与相邻的孔2之间的距离范围在2mm至20mm之间的任意值。

在上述可选的实施例中，需要说明的是，优选的，孔2的形状为圆形或矩形，孔2与相邻的孔2之间的距离为5mm。

上述可选的实施例的有益效果为：孔2与相邻的孔2之间的距离范围在2mm至20mm之间的任意值可保证本测量卡测量成像焦点的精准性。

可选的，如图1至图2所示，在一些实施例中，还包括边框3，边框3安装于测量卡本体1的外周侧。

在上述可选的实施例中，需要说明的是，边框3的形状和测量卡本体1的形状相同。

上述可选的实施例的有益效果为：边框3的设置可降低本测量卡使用时的磨损速度，进而增强了本测量卡的使用寿命。

可选的，如图1至图2所示，在一些实施例中，测量卡本体1为金属制成。

在上述可选的实施例中，需要说明的是，优选的，测量卡本体1为高原子序数金属制成。

可选的，如图1至图2所示，在一些实施例中，测量卡本体1为铅箔和/或钨片制成。

上述可选的实施例的有益效果为：通过测量卡本体1为铅箔和/或钨片的设置可避免射线穿透金属层产生几何半影影像，进而保证了本测量卡的测量精度且测量卡本体1为铅箔和/或钨片的设置加工工艺简化，易于加工，有利于本测量卡的普及。

本发明第二方面实施例中的一种多孔成像焦点测量卡的测量方法，使用如第一方面的实施例的一种多孔成像焦点测量卡，包括以下步骤：

步骤1：DR图像接受板放置检查床或专用支架下方平台上，调整射线模拟照射野中心线对准图像接受板中心；再使用双向数显水平仪调整图像接受板或支架平台，使图像接受板达到水平；

步骤2：在图像接受板表面放置准直度测量板，使准直度测量板中心与图像接受器中心保持一致，并挤压固定，用于更换测量卡重复效证；再将线束准直检测筒放置到准直度测量板中心，检测筒下方钢珠正对准直度测量板中心；

步骤3：调整诊断X射线DR设备的照射条件，进行第一次射线照射；照射后观察影像检测筒上下钢珠是否重合，如不重合参照偏差的估值和标尺整体移动图像接受板，然后进行第二次射线照射，重复检查和执行，直到准直筒上下钢珠重合；

步骤4：将多孔成像测量卡加载到位于射线束光器输出口或支撑平台水平架中心位置并调整测量卡位置，进行射线照射，观察图像中测量卡中心的孔2是否与准直板及检测筒中心点重合；如不重合，参考偏差程度调整测量卡在水平支架的位置并且再次射线照射，继续观察图像中测量卡中心的孔2是否与准直板及检测筒中心点重合；直至测量卡中心的孔2与准直板和检测筒中心重合；

步骤5：移开准直度测量板和影像检测筒，进行测量卡摄影，观察及拷贝Dicom格式图像；

步骤6：使用图像处理软件分别对中心的孔2中间位置长轴和短轴方向的图像制作函数曲线，测量和计算图像小孔尺寸，再除以放大倍数，分别取得长轴方向和短轴方向的有效焦点尺寸；

步骤7：用DR系统图像及软件分别测量图像长轴与短轴中心的孔2图像小孔的尺寸，再除以放大倍数，分别取得长轴与短轴方向的有效焦点尺寸。

在上述实施例中，需要说明的是，上述测量方法为射线中心线附加准直法。

本测量卡的测量方法还可采用射线中心线模拟灯光准直法，具体包括以下步骤：

步骤1、调整图像接收板水平度及模拟光的照射中心位；

步骤2、将多孔成像测量卡加载到位于射线束光器输出口或支撑平台水平架中心位置并调整测量卡位置使模拟光的照射中心线经过测量卡中心孔；

步骤3、按计划的摄影参数照射，记录阳极倾角、焦点至测量卡距离、焦点至图像接受器距离，然后录制Dicom格式图像

步骤4、将录制信息和图像录入计算机专用软件，通过计算机专用软件分析计算获得有效焦点尺寸。

在此，需要说明的是，计算机专用软件为图像处理软件。

具体的，X射线靶倾角的定义为靶面与X射线投射方向的夹角；X射线有效焦点的定义为为实际焦点在X射线投射方向上的投影，宽度与实际焦点相等，长度是实际焦点长度乘以靶面倾角的正弦值；双峰分布的定义为医学诊断用X射线管灯丝前端发射的电子先发散后聚焦飞向阳极靶面形成主焦点，灯丝侧面发射电子后发散聚焦后撞击阳极靶面形成副焦点，X射线管焦点上的电子密度分布不均匀，使得X射线焦点图像强度分布形成双峰；阳极效应的定义位有效照射野内，长度方向X射线中心线剂量为100％，阳极端射线分布逐渐变少，阴极端射线分布逐渐增多。有效焦点尺寸阳极端尺寸变小，阴极端变大，有效焦点宽度方向尺寸不变；线束垂直度检测筒的定义为PMMA封闭圆筒上下端中心各有一个1～2mm钢珠，两个钢珠必须保持在同一条垂直线上，钢珠连线的延长线与圆筒下端平面垂直；准直度测量板的定义为标有十字线刻度和四个边界刻度用于X射线照射野和模拟光照射野一致性测量的平板。焦点测量只要求有十字线，四边方便定位；射线中心线是指有效焦点射线中心线，应与图像接受器垂直；射线中心线与测量卡垂直且穿过中心孔或中心狭缝的中心位置到达图像接受器。

上述实施例达到的技术效果为：有序排列的多孔成像焦点测量卡配合DR、CR系统，遵循JJG1708-2012要求可以现场实现X射线管焦点尺寸测量；有序排列的多孔成像焦点测量卡配合DR、CR系统，现场获取阳极效应特性及射线双峰分布特性的X射线数字影像图像，从教学实验突破阳极效应特性示意图的局限，有利于相关专业教学和科普行动；射线中心一次定位避免长轴和短轴焦点尺寸测量两次定位的不当做法；射线中心精确定位的多孔成像焦点测量卡照相图像，遵循YY/T0063标准可实现精确的有效焦点尺寸测量；射线中心非精确定位的多孔或多狭缝成像焦点测量卡的照相图像，通过数学计算或软件分析实现有效焦点尺寸精准测量；降低有效焦点测量成本和难度，使焦点测量的质量控制行为成为可能。

更优的，第一、通过射线中心线准直的设置对历史检测仪器使用方法进行了完善和补充；第二、本测量卡图像不仅是软件计算代替复杂的射线中心线准直步骤，还有更广泛的应用领域，数字软件结合多孔测量卡不仅可以在数字CR、DR设备上使用，还可以嵌入影像设备进行质量监测或制作自动焦点测量仪器在CR、DR以外射线装置上使用。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。