專(zhuān)利名稱(chēng)：紅外線計(jì)算機(jī)斷層機(jī)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到利用熱掃描成像系統(tǒng)特點(diǎn)，在開(kāi)辟以功能學(xué)為主的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)新領(lǐng)域中，突破傳統(tǒng)的成像方法，完成紅外線電子計(jì)算機(jī)斷層掃描成像裝置的硬件功能，達(dá)到基本定位，起到擴(kuò)大與提高診斷準(zhǔn)確率之作用。
利用該系統(tǒng)捕捉人體細(xì)胞新陳代謝過(guò)程的熱輻射信息，根據(jù)受檢部位細(xì)胞代謝的熱輻射強(qiáng)度進(jìn)行掃描組合成像，再經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，對(duì)人體各種病變進(jìn)行定性和鑒別診斷；特別是安全性大，無(wú)介入損傷，無(wú)外源放射性輻射，效率高，尤其是健康普查和早期診斷，一般人群的健康狀況普查，高危人群的定期檢查早期預(yù)示心肌梗塞、腦梗塞等缺血性病變的發(fā)生，準(zhǔn)確診斷甲狀腺、乳腺、前列腺及骨骼等部位的炎癥或癌變療效觀察和復(fù)查追蹤，對(duì)腫瘤化療或放療效果進(jìn)行評(píng)估，監(jiān)測(cè)惡性腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移情況等多種檢測(cè)功能。因此近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外進(jìn)展迅速，得到越來(lái)越多的熱掃描成像系統(tǒng)專(zhuān)家重視，國(guó)內(nèi)外均有熱掃描成像系統(tǒng)的儀器生產(chǎn)；如北京光電子技術(shù)應(yīng)用研究所的WP-95；中軟多維的DW-9100；華北光電技術(shù)研究所的熱掃描成像系統(tǒng)(HR-2紅外熱像儀又名熱CT)；貝億公司的TSI-2型熱掃描成像系統(tǒng)(熱CT)有資料稱(chēng)已申報(bào)美國(guó)專(zhuān)利受93個(gè)成員國(guó)保護(hù)；但稱(chēng)之為“CT”未能得至多數(shù)同行認(rèn)可，因其實(shí)際上是一個(gè)二維圖像，只是由于攝像頭的溫度分辨率的提高，減去一些層次，余下的便視為深部圖像，據(jù)稱(chēng)最深可達(dá)7毫米，但到底是幾毫米？不能準(zhǔn)確定論，故只能定性而不能定量。目前已知的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行方法，皆屬二維成像；雖然如此，但該方法不失為21世紀(jì)醫(yī)學(xué)影像診斷先鋒之一的光輝；但由于不能得到深部定位，故而使這一診斷方法受到一定局限。然而由于“熱掃描成像系統(tǒng)專(zhuān)用床”的出現(xiàn)(專(zhuān)利號(hào)992425662)，解決了臥位裸露被檢體與攝像頭之間的垂直相對(duì)，因?yàn)闇囟认蛏系奶匦裕谷梭w輻射能量集中程度有所增加，從而間接的提高了靈敏度，為“紅外線計(jì)算機(jī)斷層裝置”的實(shí)現(xiàn)，提供了硬件基礎(chǔ)和制造可能的條件。
本實(shí)用新型的目的是要解決穩(wěn)定而真實(shí)的二維和三維圖像的顯示，使斷層成像的技術(shù)的實(shí)現(xiàn)成為可能，重點(diǎn)解決冠心病早期發(fā)現(xiàn)和有些疾病的定性定量問(wèn)題。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的在“熱掃描成像系統(tǒng)專(zhuān)用床”上，通過(guò)由三臺(tái)電機(jī)及其變速器和齒輪使立柱及滑軌，分別控制攝像頭做X、Y、Z軸即前后、上下、左右的移動(dòng)，選定被檢位置后，再由一個(gè)角度控制器，控制電機(jī)齒輪作用于傳動(dòng)杠桿，帶動(dòng)粘有同步止動(dòng)帶的帆布傳送帶床面，使被檢體面對(duì)攝像頭做角度變換(每次旋轉(zhuǎn)的角度任意選擇)再根據(jù)不同圖像要求，選取層面角度控制器和攝像頭控制裝置，使攝像頭自動(dòng)伸縮聚焦，從而獲得穩(wěn)定的二維圖像，通過(guò)人體的360度的旋轉(zhuǎn)，將若干個(gè)二維圖像的信息，通過(guò)電子計(jì)算機(jī)的一系列采集、濾波、運(yùn)算、校正、補(bǔ)償、反投影、重建處理后，使其獲得斷層圖像。
本實(shí)用新型由于采用了新型結(jié)構(gòu)并對(duì)熱掃描成像系統(tǒng)專(zhuān)用床進(jìn)行了一些改進(jìn)，同時(shí)再根據(jù)人體組織生物體系熱力學(xué)的公式建立數(shù)學(xué)模型，通過(guò)一系列采集濾波和計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)處理并加以改進(jìn)，最后得到一個(gè)斷層圖像，使之成為一個(gè)名符其實(shí)的“熱CT”。
以下將結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述。


圖1是改進(jìn)后的熱掃描成像系統(tǒng)專(zhuān)用床整體運(yùn)行部分示意圖。
圖2是改進(jìn)后的熱掃描成像系統(tǒng)專(zhuān)用床改進(jìn)的端面運(yùn)行部分示意圖。
圖3是本實(shí)用新型攝像頭控制裝置部分示意圖。
本實(shí)用新型是利用了“熱掃描成像系統(tǒng)專(zhuān)用床”的床體架(10)、攝像機(jī)頭立柱體(12)、立柱底座(11)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳送帶式床面(3)三個(gè)基礎(chǔ)部分，配合攝像頭控制裝置組合而成。床體架由槽鋼、角鋼和方柱體及鋼板(23)固定螺絲(24)組成。攝像頭X軸移動(dòng)是由同步電機(jī)(6)減速耦合齒輪(7)傳動(dòng)鏈條(8)組成。攝像頭Y軸的移動(dòng)是由移動(dòng)電機(jī)(15)耦合輪(13)滑輪(14)鏈條(17)組成；攝像頭Z軸移動(dòng)是由直線電機(jī)(18)傳動(dòng)桿(19)組成。不銹鋼外罩的條形孔(16)所組成；床面(3)的轉(zhuǎn)動(dòng)是由減速同步電機(jī)(4)耦合軸桿(5)帶動(dòng)兩端裝有軸承、中間用工程塑料加工成與同步止動(dòng)帶相配合的齒輪的主動(dòng)軸(2)和兩端裝有軸承的被動(dòng)軸(1)以及涂有特殊防滑而又堅(jiān)固耐磨的橡膠的帆布并固定同步止動(dòng)帶的傳送帶式床面(3)和用多層泡沫海綿制成的隨床面同步轉(zhuǎn)動(dòng)的平衡枕(27)所組成，從而構(gòu)成了角度轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
攝像頭控制裝置是由自動(dòng)焦距控制器的微電機(jī)(28)控制螺桿(29)控制螺目母(30)控制鏡頭(34)組成；攝入面積控制器是由X、Y面積控制電機(jī)(32)(37)減速耦合桿(38)(39)正反螺紋桿(35)(33)和雙向控制板(31)(36)所組成。
檢查時(shí)，被檢查者面或背對(duì)攝像頭(20)臥于涂有特殊防滑而又堅(jiān)固耐磨的橡膠的帆布并固定同步止動(dòng)帶的傳送帶式床面(3)上，然后開(kāi)動(dòng)攝像頭X軸移動(dòng)是由同步電機(jī)(6)通過(guò)減速齒輪軸桿(7)帶動(dòng)運(yùn)行輪(8)通過(guò)管狀圓型軌道(21)(22)，使攝像頭的底座(11)帶動(dòng)攝像頭(20)按被檢體長(zhǎng)軸做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，選定所需部位后，再開(kāi)動(dòng)攝像頭Z軸移動(dòng)的直線電機(jī)(18)，帶動(dòng)攝像頭杠桿(19)使攝像頭(20)做左右運(yùn)動(dòng)。選好部位后，再按要求，開(kāi)動(dòng)攝像頭Y軸移動(dòng)電機(jī)(15)通過(guò)耦合輪(13)帶動(dòng)滑輪(14)使鏈條(17)帶動(dòng)攝像頭(20)做上下運(yùn)動(dòng)，配合選擇攝像頭控制裝置以選定被檢體表面與攝像頭之間的的最佳距離。在攝像頭杠桿(19)的一端與攝像頭(20)結(jié)合處有固定栓孔(25)和側(cè)孔(26)可以方便的改變攝像頭方向，以便與傳統(tǒng)的立位方法對(duì)比之用。如果在檢查中需要不同角度時(shí)，可以開(kāi)動(dòng)減速同步電機(jī)(4)通過(guò)耦合軸桿(5)帶動(dòng)主動(dòng)軸(2)和被動(dòng)軸(1)可使床面(3)，做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于其具有床寬半徑的凹度，所以被檢體即可隨往復(fù)運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使被檢體與攝像頭(20)之間，在無(wú)任何敷蓋物的情況下，夠達(dá)到選擇正負(fù)360度之間的任何角度，同時(shí)又達(dá)到使被攝體表面向上與攝像頭相垂直，這是一般二維成像的方法。
需要斷層像時(shí)，檢查方法與上述方法相同；所不同的是由攝像頭控制裝置通過(guò)自動(dòng)焦距控制器的微電機(jī)(28)控制螺桿(29)控制螺目母(30)自動(dòng)控制鏡頭(34)與被檢體表面的距離，達(dá)到選擇最清晰的圖像。由于人體斷層不同部位的需要，提高圖像質(zhì)量，因而設(shè)置了“攝入面積控制器”。它是由X、Y面積控制的微型電機(jī)(32)(37)減速耦合桿(38)(39)正反螺紋桿(35)(33)當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，由于正反螺紋的作用，使雙向控制板(31)(36)向內(nèi)縮合；反之，向外張開(kāi)，起到控制攝入面積之用，進(jìn)而選用不同的斷層厚度。根據(jù)選擇不同層數(shù)，來(lái)決定攝像頭X軸移動(dòng)的同步電機(jī)(6)的步進(jìn)轉(zhuǎn)數(shù)，進(jìn)而控制了X軸移動(dòng)的間距和長(zhǎng)度。
權(quán)利要求1.一個(gè)由床體架、攝像頭立柱體、底座傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳送帶式床面所構(gòu)成的紅外線計(jì)算機(jī)斷層機(jī)電裝置，其特征是利用了床體架(10)、攝像機(jī)頭立柱體(12)、立柱底座(11)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳送帶式床面(3)三個(gè)基礎(chǔ)部分，配合攝像頭控制裝置，組合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1規(guī)定的紅外線計(jì)算機(jī)斷層機(jī)電裝置，其特征是攝像頭X軸移動(dòng)由同步電機(jī)(6)減速耦合齒輪(7)傳動(dòng)鏈條(8)組成，攝像頭Y軸的移動(dòng)是由移動(dòng)電機(jī)(15)耦合齒輪(13)滑輪(14)鏈條(17)制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1規(guī)定的紅外線計(jì)算機(jī)斷層機(jī)電裝置其特征是攝像頭Z軸移動(dòng)是由直線電機(jī)(18)傳動(dòng)桿(19)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1規(guī)定的紅外線計(jì)算機(jī)斷層機(jī)電裝置，其特征是支持?jǐn)z像頭立柱外罩的及條形孔(16)用不銹鋼制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1規(guī)定的紅外線計(jì)算機(jī)斷層機(jī)電裝置其特征是床面(3)的轉(zhuǎn)動(dòng)是由減速同步電機(jī)(4)耦合軸桿(5)帶動(dòng)兩端裝有軸承、中間用工程塑料加工成與同步止動(dòng)帶相配合的齒輪的主動(dòng)軸(2)兩端裝有軸承的被動(dòng)軸(1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、5規(guī)定的紅外線計(jì)算機(jī)斷層機(jī)電裝置，其特征是床面用涂有防滑而又堅(jiān)固耐磨的橡膠帆布，并在其上加有同步止動(dòng)帶，固定在傳送帶式床面(3)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、5、6規(guī)定的紅外線計(jì)算機(jī)斷層機(jī)電裝置，其特征是用多層塑料海綿制成的隨床面同步轉(zhuǎn)動(dòng)的平衡枕(27)以適不同高度的固定，從而構(gòu)成了角度轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1規(guī)定的紅外線計(jì)算機(jī)斷層機(jī)電裝置，其特征是在攝像頭(20)下面連接由以下單元所組成的攝像頭控制裝置，即自動(dòng)焦距控制器的微電機(jī)(28)控制螺桿(29)控制螺目母(30)控制鏡頭(34)使之達(dá)到自動(dòng)聚焦之目地。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、8規(guī)定的紅外線計(jì)算機(jī)斷層機(jī)電裝置，其特征是攝入面積控制器是由X、Y面積控制電機(jī)(32)(37)選用可控微電機(jī)，減速耦合桿(38)(39)正反螺紋桿(35)(33)用工程塑料，雙向控制板(31)(36)選用金屬板加工而成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一個(gè)紅外線計(jì)算機(jī)斷層機(jī)電裝置。它是由改進(jìn)了的“熱掃描成像系統(tǒng)專(zhuān)用床”,改用了同步可控電機(jī),傳動(dòng)鏈條,增加了同步轉(zhuǎn)動(dòng)的平衡枕,攝像頭控制裝置,攝入面積控制器,可自動(dòng)聚焦,控制攝入圖像面積,自控角度,為開(kāi)發(fā)真正的“熱CT”奠定了硬件基礎(chǔ),創(chuàng)造了可實(shí)現(xiàn)的條件,增添了新的診斷方法,進(jìn)而提高診斷疾病的準(zhǔn)確率。
文檔編號(hào)A61B6/03GK2455194SQ0023558
公開(kāi)日2001年10月24日 申請(qǐng)日期2000年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月1日
發(fā)明者楊佩珩, 楊妍 申請(qǐng)人:楊佩珩