一種智能化多自由度環(huán)向診斷裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，該裝置包括對(duì)被檢測(cè)對(duì)象發(fā)射X射線的球管，高壓發(fā)生器，平板探測(cè)器，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)模塊，定位傳感模塊，以及控制模塊等，該裝置可以克服現(xiàn)有技術(shù)中X射線診斷裝置的局限性，可完成多位置多角度的掃描，大大提高了診斷的便利性和對(duì)X射線操作的安全穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】一種智能化多自由度環(huán)向診斷裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的涉及一種醫(yī)療器械，更具體地說(shuō)涉及一種智能化多自由度環(huán)向診斷裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]從本世紀(jì)初開(kāi)始應(yīng)用于臨床以來(lái)，錐束CT發(fā)展迅速，越來(lái)越多的口腔臨床專業(yè)開(kāi)始接觸這種技術(shù)。錐束CT與傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)CT相比，有許多優(yōu)勢(shì):掃描范圍靈活，可以掃描特定的診斷區(qū)域，也可以掃描全部的顱面部；圖像精度高:與被投照物之間的比例為1:1，可以進(jìn)行實(shí)際測(cè)量；掃描時(shí)間短；輻射劑量?。粓D像偽影少；對(duì)頭位的要求低。錐束CT的快速發(fā)展得益于廉價(jià)X射線管、面陣探測(cè)器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。廉價(jià)X射線管的出現(xiàn)，使得錐束CT不必要采用傳統(tǒng)CT所使用的專用高壓發(fā)生器和大熱容量X球管，降低了成本。面陣探測(cè)器的出現(xiàn)，使得X射線的利用率大增，單次投影即可獲得二維數(shù)據(jù)。GPU加速等計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使錐束CT的實(shí)時(shí)三維重建成為可能。
[0003]目前錐束CT主要應(yīng)用于顯示硬組織骨骼和牙齒、顳下頜關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)及一些對(duì)比度較高的腔隙結(jié)構(gòu)，如鼻旁竇、氣道、鼻腔、咽部等。通常采用C型臂結(jié)合影像系統(tǒng)的方式，如圖1所示的單臂懸吊式結(jié)構(gòu)，X射線源和探測(cè)器都懸吊在一個(gè)單臂上，繞著成像物體進(jìn)行全掃描成像，現(xiàn)有口腔錐束CT就是采用這種掃描結(jié)構(gòu)，X射線源和探測(cè)器由吊臂鏈接繞著頭部進(jìn)行旋轉(zhuǎn)成像。由于這種單臂懸掛結(jié)構(gòu)存在旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性差的問(wèn)題，且這種掃描結(jié)構(gòu)將成像物體都覆蓋住，不適合神經(jīng)、脊柱等外科介入手術(shù)成像。此外，立式結(jié)構(gòu)是射線源和探測(cè)器位置固定，待測(cè)物置于一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的載物臺(tái)上，成像過(guò)程需要旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)獲得多角度投影成像，這種結(jié)構(gòu)不適 用醫(yī)學(xué)成像。
[0004]為了解決上述困難，降低研發(fā)臨床CBCT系統(tǒng)的技術(shù)難度和研發(fā)成本，我們擬研制一套超分辨高精度便攜式CBCT實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)研制高精度掃描運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、X線成像系統(tǒng)、一體化集成控制系統(tǒng)、短掃描CBCT重建算法，掌握CBCT的核心技術(shù)，驗(yàn)證技術(shù)指標(biāo)。錐束CT與傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)CT相比，有許多優(yōu)勢(shì):掃描范圍靈活，可以掃描特定的診斷區(qū)域，也可以掃描全部的顱面部；圖像精度高:與被投照物之間的比例為1:1，可以進(jìn)行實(shí)際測(cè)量；掃描時(shí)間短；輻射劑量?。粓D像偽影少；對(duì)頭位的要求低。錐束CT的快速發(fā)展得益于廉價(jià)X射線管、面陣探測(cè)器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。廉價(jià)X射線管的出現(xiàn)，使得錐束CT不必要采用傳統(tǒng)CT所使用的專用高壓發(fā)生器和大熱容量X球管，降低了成本。面陣探測(cè)器的出現(xiàn)，使得X射線的利用率大增，單次投影即可獲得二維數(shù)據(jù)。GPU加速等計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使錐束CT的實(shí)時(shí)三維重建成為可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明摒棄了單臂懸吊式和立式結(jié)構(gòu)，采用可移動(dòng)的高精度回轉(zhuǎn)機(jī)架掃描結(jié)構(gòu)，X射線源和探測(cè)器固定在可移動(dòng)的回轉(zhuǎn)機(jī)架上，以成像物體為中心進(jìn)行半周或整周掃描成像，利用改進(jìn)的錐束CT成像算法，可以三維重建成像物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息。這種結(jié)構(gòu)采用落地回轉(zhuǎn)式機(jī)架，結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定，且可移動(dòng)整個(gè)機(jī)架，在神經(jīng)、脊柱等外科手術(shù)時(shí)，可避開(kāi)手術(shù)區(qū)域上方空間，利于醫(yī)生手術(shù)。這種結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)半周或整周掃描成像，極大地減小了射線照射劑量，最大程度保護(hù)病人和介入醫(yī)生，達(dá)到低劑量X線成像的目的。
[0006]現(xiàn)有錐束CT成像系統(tǒng)中單臂懸吊式結(jié)構(gòu)是X射線源和探測(cè)器都懸吊在一個(gè)單臂上，繞著成像物體進(jìn)行全掃描成像，現(xiàn)有口腔錐束CT就是采用這種掃描結(jié)構(gòu)，X射線源和探測(cè)器由吊臂鏈接繞著頭部進(jìn)行旋轉(zhuǎn)成像。由于這種單臂懸掛結(jié)構(gòu)存在旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性差的問(wèn)題，且這種掃描結(jié)構(gòu)將成像物體都覆蓋住，不適合神經(jīng)、脊柱等外科介入手術(shù)成像。此外，立式結(jié)構(gòu)是射線源和探測(cè)器位置固定，待測(cè)物置于一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的載物臺(tái)上，成像過(guò)程需要旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)獲得多角度投影成像，這種結(jié)構(gòu)不適用醫(yī)學(xué)成像。
[0007]為克服現(xiàn)有技術(shù)中X射線診斷裝置的局限性，本發(fā)明的目的在于提供一種智能化多自由度環(huán)向診斷裝置。不僅可以通過(guò)整周旋轉(zhuǎn)成像擴(kuò)充了三維數(shù)據(jù)場(chǎng)，而且還能通過(guò)前后的傾斜和擺動(dòng)增加了局部視角，具有極高的分辨率，大大提高醫(yī)生對(duì)病人病情的把握，特別是在顱腦血管動(dòng)脈瘤的介入治療過(guò)程中，局部視角的變換方便醫(yī)生觀察病變血管的三維立體形態(tài)，從而可以準(zhǔn)確通過(guò)微導(dǎo)管進(jìn)刀至腫瘤部位，降低誤診率；同時(shí)智能化多自由度環(huán)向診斷裝置減少造影劑的用量，明顯比常規(guī)DSA檢查提高了放射防護(hù)的安全性，因?yàn)槿S重建是在一次曝光中完成的；此外，不僅能夠克服線纏繞，而且整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有效降低整體結(jié)構(gòu)的重量，從根本上解決了由旋轉(zhuǎn)變化而產(chǎn)生的圖像偏移失真和移動(dòng)不便性；通過(guò)智能化的工作平臺(tái)配合，避免了傳統(tǒng)X射線診斷過(guò)程中病人調(diào)整姿態(tài)的復(fù)雜性，通過(guò)遙控器控制即可完成多位置多角度的掃描，大大提高了診斷的便利性和對(duì)X射線操作的安全穩(wěn)定性。
[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
移動(dòng)式X射線診斷裝置及其系統(tǒng)。
[0009]移動(dòng)式X射線診斷裝置的整體呈圓環(huán)形，其特征在于包括:球管，所述球管用于對(duì)被檢測(cè)對(duì)象發(fā)射X射線；高壓 發(fā)生器，所述高壓發(fā)生器用于為所述球管提供高壓電，以產(chǎn)生X射線；平板探測(cè)器，所述平板探測(cè)器位于球管的對(duì)立面，以接收由球管發(fā)射并經(jīng)過(guò)被檢測(cè)對(duì)象的X射線；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于采集所述球管的曝光信號(hào)、所述高壓發(fā)生器的發(fā)射信號(hào)以及所述平板探測(cè)器的圖像采集信號(hào)。
[0010]進(jìn)一步地，高壓發(fā)生器可設(shè)置為一對(duì)，固定地對(duì)稱裝配在球管的兩側(cè)。
[0011]所述移動(dòng)式X射線診斷裝置還可以包括:基座，所述基座呈U形，所述基座U形凹口處固連有定子，所述定子為圓環(huán)形承載體，用于固連轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子與所述定子之間具有能使所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子可繞軸旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所述球管、高壓發(fā)生器以及平板探測(cè)器均裝配在所述轉(zhuǎn)子的圓環(huán)面的一側(cè)，所述轉(zhuǎn)子的圓環(huán)面的另一側(cè)裝配有滑環(huán)和電刷，所述滑環(huán)與所述電刷導(dǎo)聯(lián)，所述電刷用于向所述滑環(huán)傳輸電力，以使得所述轉(zhuǎn)子可繞軸進(jìn)行整周旋轉(zhuǎn)。
[0012]所述移動(dòng)式X射線診斷裝置還可以包括:傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一和第二傳感器，所述第一和第二傳感器安裝在所述基座上用于檢測(cè)所述定子的轉(zhuǎn)速和/或傾斜角度；和控制器，所述控制器與所述第一和第二傳感器及驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連用于根據(jù)所述第一和第二傳感器的檢測(cè)信號(hào)控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述定子通過(guò)固定座固連在所述基座的U形凹口處，所述固定座具有與定子相匹配的圓弧形固定槽和與所述基座的U形凹口處相匹配的底座，所述固定座數(shù)量為兩個(gè)且兩者分別對(duì)稱設(shè)置在所述基座的U形凹口處，所述定子嵌在圓弧形固定槽內(nèi)并通過(guò)鉚釘或螺釘固定，以使得所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在扭矩的作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與其相結(jié)合的固定座發(fā)生相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0013]所述球管和所述平板探測(cè)器分別裝配在所述轉(zhuǎn)子的圓環(huán)面的直徑方向上的兩端，彼此相向，被檢測(cè)對(duì)象位于轉(zhuǎn)子中心處并且能夠接收到所述球管發(fā)射的X射線，所述球管射線束發(fā)射口設(shè)置有準(zhǔn)直器，所述平板探測(cè)器用于檢測(cè)經(jīng)過(guò)被檢測(cè)對(duì)象的X射線，產(chǎn)生輸出信號(hào)通過(guò)所述滑環(huán)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電子控制單元。
[0014]所述基座U形凹口處具有貫穿基座的軸承孔，所述軸承孔數(shù)量為兩個(gè)且兩者分別對(duì)稱開(kāi)設(shè)于所述基座的U形凹口處，軸承孔內(nèi)配合安裝有軸承。
[0015]所述固定座具有與所述軸承相匹配的連接軸，所述連接軸與所述固定座為一體式結(jié)構(gòu)，并從所述固定座的底座延伸，在與軸承配合下與所述基座的U形凹口處相固連。
[0016]所述傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還可以包括傳動(dòng)齒輪和鎖定結(jié)構(gòu)，所述傳動(dòng)齒輪連接所述固定座的連接軸和所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸，以使得所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)固定座在傳動(dòng)軸的帶動(dòng)下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使所述定子產(chǎn)生相對(duì)于垂直狀態(tài)下的傾斜角；所述鎖定結(jié)構(gòu)與所述傳動(dòng)齒輪嚙合，利用所述鎖定結(jié)構(gòu)鎖緊傳動(dòng)齒輪，以保持定子的傾斜狀態(tài)。
[0017]所述移動(dòng)式X射線診斷裝置還可以包括:配重，所述配重裝配在所述轉(zhuǎn)子的圓環(huán)面的一側(cè)，并且固定地對(duì)稱裝配在平板探測(cè)器的兩側(cè)。
[0018]所述移動(dòng)式X射線 診斷裝置還可以包括:滾輪，所述滾輪裝配于所述基座的底部。
[0019]進(jìn)一步地，本發(fā)明提供了一種智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于包括:球管，所述球管用于對(duì)被檢測(cè)對(duì)象發(fā)射X射線；高壓發(fā)生器，所述高壓發(fā)生器用于為所述球管提供高壓電，以產(chǎn)生X射線；平板探測(cè)器，所述平板探測(cè)器位于球管的對(duì)立面，以接收由球管發(fā)射并經(jīng)過(guò)被檢測(cè)對(duì)象的X射線；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于采集所述球管的曝光信號(hào)、所述高壓發(fā)生器的發(fā)射信號(hào)以及所述平板探測(cè)器的圖像采集信號(hào)；驅(qū)動(dòng)模塊，定位傳感模塊，以及控制模塊。
[0020]所述的智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于還包括:基座，所述基座呈U形，所述基座U形凹口處固連有定子，所述定子為圓環(huán)形承載體，用于固連轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子與所述定子之間具有能使所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子可繞軸旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所述球管、高壓發(fā)生器以及平板探測(cè)器均裝配在所述轉(zhuǎn)子的圓環(huán)面的一側(cè)，所述轉(zhuǎn)子的圓環(huán)面的另一側(cè)裝配有滑環(huán)和電刷，所述滑環(huán)與所述電刷導(dǎo)聯(lián)，所述電刷用于向所述滑環(huán)傳輸電力，以使得所述轉(zhuǎn)子可繞軸進(jìn)行整周旋轉(zhuǎn)。高壓發(fā)生器為一對(duì)，固定地對(duì)稱裝配在球管的兩側(cè)。
[0021]所述的智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于:
所述的智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于還包括:所述驅(qū)動(dòng)模塊與傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連；所述定子通過(guò)固定座固連在所述基座的U形凹口處，所述固定座具有與定子相匹配的圓弧形固定槽和與所述基座的U形凹口處相匹配的底座，所述固定座數(shù)量為兩個(gè)且兩者分別對(duì)稱設(shè)置在所述基座的U形凹口處，所述定子嵌在圓弧形固定槽內(nèi)并通過(guò)鉚釘或螺釘固定，以使得所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在扭矩的作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與其相結(jié)合的固定座發(fā)生相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0022]所述定位傳感模塊用以獲得轉(zhuǎn)子的位置信息，包括光柵尺和環(huán)向傳感模塊，以及俯仰傳感模塊；所述光柵尺設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子與所述定子接觸的環(huán)狀面上，所述光柵尺的定尺安裝于所述定子上，所述光柵尺的動(dòng)尺安裝于所述轉(zhuǎn)子上；在所述轉(zhuǎn)子與所述定子接觸的所述環(huán)狀面上開(kāi)有若干卡槽，用以固定所述環(huán)向傳感模塊；在所述轉(zhuǎn)子上還開(kāi)有卡槽，用以安裝所述俯仰傳感模塊，所述俯仰傳感模塊可以感知所述轉(zhuǎn)子所在轉(zhuǎn)子平面相對(duì)于豎直立面的天頂距。
[0023]在智能化多自由度環(huán)向診斷裝置初始化階段，在所述轉(zhuǎn)子上設(shè)置定位基點(diǎn)，所述定位傳感模塊獲得轉(zhuǎn)子的初始位置，該初始位置包括所述定位基點(diǎn)相對(duì)于所述定子的位置，以及初始化狀態(tài)下所述轉(zhuǎn)子所在轉(zhuǎn)子平面相對(duì)于豎直立面的天頂距；在智能化多自由度環(huán)向診斷裝置工作階段，通過(guò)所述定位傳感模塊的光柵尺和環(huán)向傳感模塊獲得所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子在環(huán)向上行進(jìn)的距離d，通過(guò)所述定位傳感模塊的俯仰傳感模塊獲得所述轉(zhuǎn)子所在轉(zhuǎn)子平面相對(duì)于豎直立面的天頂距a，所述距離d和天頂距a通過(guò)所述定位傳感模塊傳輸給所述控制模塊。
[0024]動(dòng)態(tài)顯示模塊，所述動(dòng)態(tài)顯示模塊根據(jù)控制模塊接收到的定位傳感模塊傳輸?shù)奈恢眯畔?，在一顯示裝置上顯示轉(zhuǎn)子的位置信息。
[0025]所述的智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于:所述滑環(huán)上有若干環(huán)形滑槽，環(huán)形滑槽均為同心環(huán)，環(huán)形滑槽之間相互絕緣，轉(zhuǎn)子所獲得的驅(qū)動(dòng)均通過(guò)環(huán)形滑槽供給至轉(zhuǎn)子。
[0026]所述的智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于:所述基座U形凹口處具有貫穿基座的軸承孔，所述軸承孔數(shù)量為兩個(gè)且兩者分別對(duì)稱開(kāi)設(shè)于所述基座的U形凹口處，軸承孔內(nèi)配合安裝有軸承。
[0027]所述的智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于:所述固定座具有與所述軸承相匹配的連接軸，所述連接軸與所述固定座為一體式結(jié)構(gòu)，并從所述固定座的底座延伸，在與軸承配合下與所述基座的U形凹口處相固連。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】`
[0028]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的C型臂成像設(shè)備的示意圖。
[0029]圖2為移動(dòng)式X射線診斷裝置的正視圖。
[0030]圖3為移動(dòng)式X射線診斷裝置的側(cè)視圖。
[0031]圖4為移動(dòng)式X射線診斷裝置的后視圖。
[0032]圖5為具有一定傾斜角的移動(dòng)式X射線診斷裝置的示意圖。
[0033]圖6為定位傳感模塊組成示意圖。
[0034]圖7為定位傳感模塊在定子部分的安裝示意圖。
[0035]圖8為定位傳感模塊在轉(zhuǎn)子部分的安裝示意圖。
[0036]圖9為俯仰傳感模塊獲取的天頂距a示意圖。
[0037]圖10為環(huán)向傳感模塊獲取的距離d示意圖。
[0038]附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
1、基座；2、定子；3、轉(zhuǎn)子；4、球管；5、高壓發(fā)生器；6、傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；7、配重；8、平板探測(cè)器；9、滾輪；10、滑環(huán)；11、定位傳感模塊；12、光柵尺；13、環(huán)向傳感模塊；14、俯仰傳感模塊；121、定尺；122、動(dòng)尺；20、轉(zhuǎn)子平面；21、豎直立面?！揪唧w實(shí)施方式】
[0039]參見(jiàn)圖3所示，一種移動(dòng)式X射線診斷裝置，整體呈圓環(huán)形，包括:球管(4)，所述球管(4)用于對(duì)被檢測(cè)對(duì)象發(fā)射X射線；高壓發(fā)生器(5)，所述高壓發(fā)生器(5)用于為所述球管(4)提供高壓電，以產(chǎn)生X射線；平板探測(cè)器(8)，所述平板探測(cè)器(8)位于球管(4)的對(duì)立面，以接收由球管(4)發(fā)射并經(jīng)過(guò)被檢測(cè)對(duì)象的X射線；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于采集所述球管(4)的曝光信號(hào)、所述高壓發(fā)生器(5)的發(fā)射信號(hào)以及所述平板探測(cè)器(8)的圖像采集信號(hào)。
[0040]進(jìn)一步地，高壓發(fā)生器(5)可設(shè)置為一對(duì)，固定地對(duì)稱裝配在球管(4)的兩側(cè)。
[0041]所述移動(dòng)式X射線診斷裝置還可以包括:基座(1)，所述基座(I )呈U形，所述基座
(I)U形凹口處固連有定子(2)，所述定子(2)為圓環(huán)形承載體，用于固連轉(zhuǎn)子(3)，所述轉(zhuǎn)子
(3)與所述定子(2)之間具有能使所述轉(zhuǎn)子(3)相對(duì)于所述定子(2)可繞軸旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所述球管(4)、高壓發(fā)生器(5)以及平板探測(cè)器(8)均裝配在所述轉(zhuǎn)子(3)的圓環(huán)面的一偵牝所述轉(zhuǎn)子(3)的圓環(huán)面的另一側(cè)裝配有滑環(huán)(10)和電刷，所述滑環(huán)(10)與所述電刷導(dǎo)聯(lián)，所述電刷用于向所述滑環(huán)(10)傳輸電力，以使得所述轉(zhuǎn)子(3)可繞軸進(jìn)行整周旋轉(zhuǎn)。
[0042]所述移動(dòng)式X射線診斷裝置還可以包括:傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)，所述傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
(6)包括第一和第二傳感器，所述第一和第二傳感器安裝在所述基座(1)上用于檢測(cè)所述定子(2)的轉(zhuǎn)速和/或傾斜角度；和控制器，所述控制器與所述第一和第二傳感器及驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連用于根據(jù)所述第一和第二傳感器的檢測(cè)信號(hào)控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述定子(2)通過(guò)固定座固連在所述基座(1)的U形凹口處,所述固定座具有與定子(2)相匹配的圓弧形固定槽和與所述基座(1)的U形凹口處相匹配的底座，所述固定座數(shù)量為兩個(gè)且兩者分別對(duì)稱設(shè)置在所述基座(1)的U形凹口處，所述定子(2)嵌在圓弧形固定槽內(nèi)并通過(guò)鉚釘或螺釘固定，以使得所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)在扭矩的作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與其相結(jié)合的固定座發(fā)生相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0043]所述球管(4)和所述平板探測(cè)器(8)分別裝配在所述轉(zhuǎn)子(3)的圓環(huán)面的直徑方向上的兩端，彼此相向，被檢測(cè)對(duì)象位于轉(zhuǎn)子(3)中心處并且能夠接收到所述球管(4)發(fā)射的X射線，所述球管(4)射線束發(fā)射口設(shè)置有準(zhǔn)直器，所述平板探測(cè)器(8)用于檢測(cè)經(jīng)過(guò)被檢測(cè)對(duì)象的X射線，產(chǎn)生輸出信號(hào)通過(guò)所述滑環(huán)(10)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電子控制單
J Li ο
[0044]所述基座(1)U形凹口處具有貫穿基座(1)的軸承孔,所述軸承孔數(shù)量為兩個(gè)且兩者分別對(duì)稱開(kāi)設(shè)于所述基座(1)的U形凹口處，軸承孔內(nèi)配合安裝有軸承。
[0045]所述固定座具有與所述軸承相匹配的連接軸，所述連接軸與所述固定座為一體式結(jié)構(gòu)，并從所述固定座的底座延伸，在與軸承配合下與所述基座(1)的U形凹口處相固連。
[0046]所述傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)還可以包括傳動(dòng)齒輪和鎖定結(jié)構(gòu)，所述傳動(dòng)齒輪連接所述固定座的連接軸和所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸，以使得所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)固定座在傳動(dòng)軸的帶動(dòng)下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使所述定子(2)產(chǎn)生相對(duì)于垂直狀態(tài)下的傾斜角；所述鎖定結(jié)構(gòu)與所述傳動(dòng)齒輪嚙合，利用所述鎖定結(jié)構(gòu)鎖緊傳動(dòng)齒輪，以保持定子的傾斜狀態(tài)。
[0047]所述移動(dòng)式X射線診斷裝置還可以包括:配重(7 )，所述配重(7 )裝配在所述轉(zhuǎn)子
(3)的圓環(huán)面的一側(cè)，并且固定地對(duì)稱裝配在平板探測(cè)器(8)的兩側(cè)。
[0048]所述移動(dòng)式X射線診斷裝置還可以包括:滾輪(9)，所述滾輪(9)裝配于所述基座(I)的底部。
[0049]一種智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，參見(jiàn)圖1所示:
一種智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于包括:球管(4)，所述球管(4)用于對(duì)被檢測(cè)對(duì)象發(fā)射X射線；高壓發(fā)生器(5)，所述高壓發(fā)生器(5)用于為所述球管(4)提供高壓電，以產(chǎn)生X射線；平板探測(cè)器(8)，所述平板探測(cè)器(8)位于球管(4)的對(duì)立面，以接收由球管(4)發(fā)射并經(jīng)過(guò)被檢測(cè)對(duì)象的X射線；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于采集所述球管(4)的曝光信號(hào)、所述高壓發(fā)生器(5)的發(fā)射信號(hào)以及所述平板探測(cè)器(8)的圖像采集信號(hào)；驅(qū)動(dòng)模塊，定位傳感模塊(11)，以及控制模塊。
[0050]所述的智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于還包括:基座(I )，所述基座
(1)呈U形，所述基座(1)U形凹口處固連有定子(2)，所述定子(2)為圓環(huán)形承載體，用于固連轉(zhuǎn)子(3)，所述轉(zhuǎn)子(3)與所述定子(2)之間具有能使所述轉(zhuǎn)子(3)相對(duì)于所述定子(2)可繞軸旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所述球管(4)、高壓發(fā)生器(5)以及平板探測(cè)器(8)均裝配在所述轉(zhuǎn)子(3)的圓環(huán)面的一側(cè)，所述轉(zhuǎn)子(3)的圓環(huán)面的另一側(cè)裝配有滑環(huán)(10)和電刷，所述滑環(huán)(10)與所述電刷導(dǎo)聯(lián)，所述電刷用于向所述滑環(huán)(10)傳輸電力，以使得所述轉(zhuǎn)子(3)可繞軸進(jìn)行整周旋轉(zhuǎn)。高壓發(fā)生器(5)為一對(duì)，固定地對(duì)稱裝配在球管(4)的兩側(cè)。
[0051]所述的智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于:
所述的智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于還包括:所述驅(qū)動(dòng)模塊與傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連；所述定子(2)通過(guò)固定座固連在所述基座(1)的U形凹口處，所述固定座具有與定子(2)相匹配的圓弧形固定槽和與所述基座(1)的U形凹口處相匹配的底座，所述固定座數(shù)量為兩個(gè)且兩者分別對(duì)稱設(shè)置在所述基座(1)的U形凹口處，所述定子(2)嵌在圓弧形固定槽內(nèi)并通過(guò)鉚釘或螺釘固定，以使得所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)在扭矩的作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與其相結(jié)合的固定座發(fā)生相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0052]所述定位傳感模塊(11)用以`獲得轉(zhuǎn)子的位置信息，包括光柵尺(12)和環(huán)向傳感模塊(13)，以及俯仰傳感模塊(14);所述光柵尺(12)設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子(3)與所述定子(2)接觸的環(huán)狀面上，所述光柵尺(12)的定尺(121)安裝于所述定子(2)上，所述光柵尺(12)的動(dòng)尺(122 )安裝于所述轉(zhuǎn)子(3 )上；在所述轉(zhuǎn)子(3 )與所述定子(2 )接觸的所述環(huán)狀面上開(kāi)有若干卡槽，用以固定所述環(huán)向傳感模塊(13);在所述轉(zhuǎn)子上還開(kāi)有卡槽，用以安裝所述俯仰傳感模塊(14)，所述俯仰傳感模塊(14)可以感知所述轉(zhuǎn)子所在轉(zhuǎn)子平面(20)相對(duì)于豎直立面(21)的天頂距。
[0053]在智能化多自由度環(huán)向診斷裝置初始化階段，在所述轉(zhuǎn)子上設(shè)置定位基點(diǎn)，所述定位傳感模塊(11)獲得轉(zhuǎn)子的初始位置，該初始位置包括所述定位基點(diǎn)相對(duì)于所述定子
(2)的位置，以及初始化狀態(tài)下所述轉(zhuǎn)子所在轉(zhuǎn)子平面(20)相對(duì)于豎直立面(21)的天頂距；在智能化多自由度環(huán)向診斷裝置工作階段，通過(guò)所述定位傳感模塊(11)的光柵尺(12)和環(huán)向傳感模塊(13)獲得所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子(2)在環(huán)向上行進(jìn)的距離d，通過(guò)所述定位傳感模塊(11)的俯仰傳感模塊(14 )獲得所述轉(zhuǎn)子所在轉(zhuǎn)子平面(20 )相對(duì)于豎直立面
(21)的天頂距a，所述距離d和天頂距a通過(guò)所述定位傳感模塊(11)傳輸給所述控制模塊。
[0054]動(dòng)態(tài)顯示模塊，所述動(dòng)態(tài)顯示模塊根據(jù)控制模塊接收到的定位傳感模塊(11)傳輸?shù)奈恢眯畔?，在一顯示裝置上顯示轉(zhuǎn)子的位置信息。
[0055]所述的智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于:所述滑環(huán)上有若干環(huán)形滑槽，環(huán)形滑槽均為同心環(huán)，環(huán)形滑槽之間相互絕緣，轉(zhuǎn)子所獲得的驅(qū)動(dòng)均通過(guò)環(huán)形滑槽供給至轉(zhuǎn)子。
[0056]所述的智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于:所述基座(1)U形凹口處具有貫穿基座(1)的軸承孔，所述軸承孔數(shù)量為兩個(gè)且兩者分別對(duì)稱開(kāi)設(shè)于所述基座(1)的U形凹口處，軸承孔內(nèi)配合安裝有軸承。
[0057]所述的智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于:所述固定座具有與所述軸承相匹配的連接軸，所述連接軸與所述固定座為一體式結(jié)構(gòu)，并從所述固定座的底座延伸，在與軸承配合下與所述基座(1)的U形凹口處相固連。
通過(guò)上述技術(shù)的運(yùn)用，本發(fā)明的移動(dòng)式X射線診斷裝置結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定，且可移動(dòng)整個(gè)基座，在神經(jīng)、脊柱等外科手術(shù)時(shí)，可避開(kāi)手術(shù)區(qū)域上方空間，利于醫(yī)生手術(shù)。這種結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)半周或整周掃描成像，極大地減小了射線照射劑量，最大程度保護(hù)病人和介入醫(yī)生，達(dá)到低劑量X線成像的目的，而且由于使用高強(qiáng)度鋁合金作為基座材料，采用可移動(dòng)的高精度回轉(zhuǎn)機(jī)架掃描結(jié)構(gòu)，有效降低整體結(jié)構(gòu)的重量，從根本上解決了由旋轉(zhuǎn)變化而廣生的圖像偏移失真。
[0058]上述實(shí)例只是為了說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的是在于讓本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡是根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的實(shí)質(zhì)所作出的等效的變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，整體呈圓環(huán)形，其特征在于包括: 球管(4 )，所述球管(4 )用于對(duì)被檢測(cè)對(duì)象發(fā)射X射線；高壓發(fā)生器(5 )，所述高壓發(fā)生器(5)用于為所述球管(4)提供高壓電，以產(chǎn)生X射線；平板探測(cè)器(8)，所述平板探測(cè)器(8)位于球管(4)的對(duì)立面，以接收由球管(4)發(fā)射并經(jīng)過(guò)被檢測(cè)對(duì)象的X射線；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于采集所述球管(4)的曝光信號(hào)、所述高壓發(fā)生器(5)的發(fā)射信號(hào)以及所述平板探測(cè)器(8)的圖像采集信號(hào)；驅(qū)動(dòng)模塊，定位傳感模塊(11)，以及控制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于還包括: 基座(1)，所述基座(1)呈U形，所述基座(1)U形凹口處固連有定子(2)，所述定子(2)為圓環(huán)形承載體，用于固連轉(zhuǎn)子(3)，所述轉(zhuǎn)子(3)與所述定子(2)之間具有能使所述轉(zhuǎn)子(3)相對(duì)于所述定子(2)可繞軸旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所述球管(4)、高壓發(fā)生器(5)以及平板探測(cè)器(8)均裝配在所述轉(zhuǎn)子(3)的圓環(huán)面的一側(cè)，所述轉(zhuǎn)子(3)的圓環(huán)面的另一側(cè)裝配有滑環(huán)(10)和電刷，所述滑環(huán)(10)與所述電刷導(dǎo)聯(lián)，所述電刷用于向所述滑環(huán)(10)傳輸電力，以使得所述轉(zhuǎn)子(3)可繞軸進(jìn)行整周旋轉(zhuǎn)；高壓發(fā)生器(5)為一對(duì)，固定地對(duì)稱裝配在球管(4)的兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于: 所述驅(qū)動(dòng)模塊與傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連；所述定子(2)通過(guò)固定座固連在所述基座(1)的U形凹口處，所述固定座具有與定子(2)相匹配的圓弧形固定槽和與所述基座(1)的U形凹口處相匹配的底座，所述固定座數(shù)量為兩個(gè)且兩者分別對(duì)稱設(shè)置在所述基座(1)的U形凹口處，所述定子(2 )嵌在圓弧形固定槽內(nèi)并通過(guò)鉚釘或螺釘固定，以使得所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)在扭矩的作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與其相結(jié)合的固定座發(fā)生相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)。`
4.根據(jù)權(quán)利要求2-3中任一項(xiàng)所述的智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于: 所述定位傳感模塊(11)用以獲得轉(zhuǎn)子的位置信息，包括光柵尺(12)和環(huán)向傳感模塊(13)，以及俯仰傳感模塊(14);所述光柵尺(12)設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子(3)與所述定子(2)接觸的環(huán)狀面上，所述光柵尺(12)的定尺(121)安裝于所述定子(2)上，所述光柵尺(12)的動(dòng)尺(122)安裝于所述轉(zhuǎn)子(3)上；在所述轉(zhuǎn)子(3)與所述定子(2)接觸的所述環(huán)狀面上開(kāi)有若干卡槽，用以固定所述環(huán)向傳感模塊(13 );在所述轉(zhuǎn)子上還開(kāi)有卡槽，用以安裝所述俯仰傳感模塊(14)，所述俯仰傳感模塊(14)可以感知所述轉(zhuǎn)子所在轉(zhuǎn)子平面(20)相對(duì)于豎直立面(21)的天頂距。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于: 在智能化多自由度環(huán)向診斷裝置初始化階段，在所述轉(zhuǎn)子上設(shè)置定位基點(diǎn)，所述定位傳感模塊(11)獲得轉(zhuǎn)子的初始位置，該初始位置包括所述定位基點(diǎn)相對(duì)于所述定子(2)的位置，以及初始化狀態(tài)下所述轉(zhuǎn)子所在轉(zhuǎn)子平面(20)相對(duì)于豎直立面(21)的天頂距；在智能化多自由度環(huán)向診斷裝置工作階段，通過(guò)所述定位傳感模塊(11)的光柵尺(12)和環(huán)向傳感模塊(13)獲得所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子(2)在環(huán)向上行進(jìn)的距離d，通過(guò)所述定位傳感模塊(11)的俯仰傳感模塊(14)獲得所述轉(zhuǎn)子所在轉(zhuǎn)子平面(20)相對(duì)于豎直立面(21)的天頂距a，所述距離d和天頂距a通過(guò)所述定位傳感模塊(11)傳輸給所述控制模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1_3、5中任一項(xiàng)所述的智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于還包括:動(dòng)態(tài)顯示模塊，所述動(dòng)態(tài)顯示模塊根據(jù)控制模塊接收到的定位傳感模塊(11)傳輸?shù)奈恢眯畔ⅲ谝伙@示裝置上顯示轉(zhuǎn)子的位置信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于:所述滑環(huán)上有若干環(huán)形滑槽，環(huán)形滑槽均為同心環(huán)，環(huán)形滑槽之間相互絕緣，轉(zhuǎn)子所獲得的驅(qū)動(dòng)均通過(guò)環(huán)形滑槽供給至轉(zhuǎn)子。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于:所述基座(1)U形凹口處具有貫穿基座(1)的軸承孔，所述 軸承孔數(shù)量為兩個(gè)且兩者分別對(duì)稱開(kāi)設(shè)于所述基座(1)的U形凹口處，軸承孔內(nèi)配合安裝有軸承。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能化多自由度環(huán)向診斷裝置，其特征在于:所述固定座具有與所述軸承相匹配的連接軸，所述連接軸與所述固定座為一體式結(jié)構(gòu)，并從所述固定座的底座延伸，在與軸承配合下與所述基座(1)的U形凹口處相固連。
【文檔編號(hào)】A61B6/03GK103750853SQ201310729912
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】高欣, 梁志遠(yuǎn), 徐川 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所