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錐形束CT多方向掃描儀的制作方法

文檔序號(hào):11239424閱讀:1261來(lái)源:國(guó)知局
錐形束CT多方向掃描儀的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及醫(yī)療掃描設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種錐形束ct多方向掃描儀。



背景技術(shù):

脊柱外科、疼痛科是近十年來(lái)發(fā)展最快的科室。技術(shù)的發(fā)展、生活方式的改變,各種疼痛的病人爆發(fā)式增長(zhǎng),并且越來(lái)越年輕化。人體的頸肩腰腿痛,包括手、臂、腳的疼痛,相當(dāng)部分的原因與人體的脊柱、椎間盤(pán)及骨骼、關(guān)節(jié)相關(guān)?,F(xiàn)代臨床的發(fā)展,骨骼結(jié)構(gòu)形態(tài)及生物力學(xué)的研究及應(yīng)用正成為臨床的關(guān)鍵及熱點(diǎn),三維成像及3d打印技術(shù)已經(jīng)給臨床技術(shù)帶來(lái)可喜的變化。

作為目前影像檢查的主要手段:核磁共振、ct,基本都是患者在躺、臥位的檢查,不能真實(shí)地反映站立時(shí)脊柱生物力學(xué)變化,以及腰椎伸展過(guò)程中椎管內(nèi)外結(jié)構(gòu)的變化。只有dr可以在站立位成二維影像,給臨床診斷帶來(lái)一定的障礙。同時(shí),目前ct軸向的圖像精度也不高,無(wú)法獲得高質(zhì)量的三維影像。對(duì)于目前脊柱、關(guān)節(jié)、骨骼的臨床診斷及研究發(fā)展造成一定的影響及限制。

百勝公司的直立位磁共振(g-scan)的問(wèn)世,代表著磁共振檢查位置已經(jīng)從平臥向直立發(fā)展,從全功能向?qū)S眯头较虬l(fā)展。在直立位時(shí)由于軟組織結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化,常會(huì)發(fā)現(xiàn)常規(guī)仰臥位所隱匿的問(wèn)題。目前對(duì)于g-scan的臨床應(yīng)用在國(guó)外已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)可,并取得了一定的成果。但是g-scan掃描尚存在著許多不足之處,由于直立位的開(kāi)放式磁共振掃描儀場(chǎng)強(qiáng)較低,與高場(chǎng)磁共振相比圖像質(zhì)量較差,且掃描時(shí)間長(zhǎng),患者在直立位的姿勢(shì)很難維持;對(duì)于直立位腰椎mri檢查的研究還僅停留在形態(tài)學(xué)表現(xiàn)。還需要進(jìn)一步的完善及發(fā)展。

目前錐形束ct(cbct)主要應(yīng)用在口腔頭顱成像及腫瘤放射治療中的圖像跟蹤與定位??谇活^顱成像及應(yīng)用已經(jīng)非常的成熟。其主要特點(diǎn):1、輻射低;2、圖像清晰,可獲得空間0.1mm的分辨率,遠(yuǎn)大于ct的0.3到0.5的軸向分辨率,可獲得高質(zhì)量的3維骨骼圖像;3、價(jià)格低,遠(yuǎn)低于ct、核磁共振。目前大尺寸的動(dòng)態(tài)成像板技術(shù)已經(jīng)非常成熟,為全身體部成像奠定了良好基礎(chǔ)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

為解決現(xiàn)有技術(shù)中,ct掃描存在的難以真實(shí)反映站立時(shí)脊柱生物力學(xué)變化的技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明的技術(shù)方案如下:

本發(fā)明中的錐形束ct多方向掃描儀,包括主機(jī)機(jī)架、錐形束ct掃描裝置、掃描機(jī)架及回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置;所述錐形束ct掃描裝置安裝于所述掃描機(jī)架架體上,所述掃描機(jī)架通過(guò)所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置與所述主機(jī)機(jī)架連接,使所述掃描機(jī)架在所述主機(jī)機(jī)架內(nèi)部翻轉(zhuǎn),當(dāng)翻轉(zhuǎn)為水平狀態(tài)時(shí),可進(jìn)行人體站立位掃描;當(dāng)翻轉(zhuǎn)為垂直狀態(tài)時(shí),可進(jìn)行人力平臥位掃描。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,包括升降平臺(tái);所述升降平臺(tái)的升降端與所述掃描機(jī)架通過(guò)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置連接。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述錐形束ct掃描裝置包括旋轉(zhuǎn)掃描臺(tái)、球管及動(dòng)態(tài)平板探測(cè)器;所述旋轉(zhuǎn)掃描臺(tái)中間開(kāi)設(shè)檢測(cè)口,所述旋轉(zhuǎn)掃描臺(tái)安裝于所述掃描機(jī)架上,所述球管及所述動(dòng)態(tài)平板探測(cè)器相對(duì)設(shè)置于所述檢測(cè)口兩側(cè)。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置包括回轉(zhuǎn)軸,軸承及電機(jī);所述回轉(zhuǎn)軸的動(dòng)力端與所述電機(jī)的輸出端連接,所述回轉(zhuǎn)軸外部套設(shè)所述軸承。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,包括底座及底座導(dǎo)軌副;所述底座通過(guò)所述底座導(dǎo)軌副與所述主機(jī)機(jī)架連接,使所述主機(jī)機(jī)架沿所述底座導(dǎo)軌副滑動(dòng)。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,包括站立平臺(tái);所述站立平臺(tái)設(shè)置于所述檢測(cè)口下方。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,包括升降掃描床;所述升降掃描床的床寬小于所述檢測(cè)口直徑。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述站立平臺(tái)為可升降平臺(tái)。

本發(fā)明中的錐形束ct多方向掃描儀,與現(xiàn)有技術(shù)相比,其有益效果為:

本發(fā)明中的錐形束ct多方向掃描儀,可以改變目前無(wú)法獲得人體直立位三維骨骼影像資料的現(xiàn)狀,也可改變目前ct影像矢狀面的圖像分辨精度偏低的現(xiàn)狀??梢栽谡玖⑽缓推脚P位進(jìn)行三維錐形束ct成像及二維dr成型,獲得高質(zhì)量的空間精度及高質(zhì)量密度精度的人體骨骼系統(tǒng)及軟組織的三維影像。為臨床生物力學(xué)評(píng)估、診斷、治療、手術(shù)方案制定、模擬等提供良好的支持。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明中錐形束ct多方向掃描儀患者站立位使用狀態(tài)側(cè)視圖;

圖2是本發(fā)明中錐形束ct多方向掃描儀患者站立位使用狀態(tài)俯視圖;

圖3是本發(fā)明中錐形束ct多方向掃描儀患者平臥位使用狀態(tài)俯視圖;

圖4是本發(fā)明中錐形束ct多方向掃描儀患者平臥位使用狀態(tài)主視圖;

圖5是本發(fā)明中錐形束ct多方向掃描儀患者平臥位使用狀態(tài)側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1至圖5所示,本發(fā)明的錐形束ct多方向掃描儀,包括底座1,底座1和主機(jī)機(jī)架4通過(guò)主底座導(dǎo)軌副2連接,主機(jī)機(jī)架4可以在電機(jī)傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)下,沿主底座導(dǎo)軌副2中的導(dǎo)軌前后移動(dòng),以滿足患者平臥狀態(tài)的全身掃描成像。

主機(jī)機(jī)架4的兩側(cè)設(shè)置升降平臺(tái),升降平臺(tái)的升降端與掃描機(jī)架5通過(guò)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置連接。掃描機(jī)架5上安裝錐形束ct掃描裝置。其中升降平臺(tái)包括左升降平臺(tái)8、右升降平臺(tái)11;左升降平臺(tái)8及右升降平臺(tái)11均通過(guò)機(jī)械導(dǎo)向及傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置與主機(jī)機(jī)架4連接;其中左升降平臺(tái)8的升降端通過(guò)回轉(zhuǎn)軸、軸承、電機(jī)和掃描機(jī)架5連接,右升降平臺(tái)11通過(guò)回轉(zhuǎn)軸、軸承、升降驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠副9連接,掃描機(jī)架5和左右升降平臺(tái)的回轉(zhuǎn)軸ab和射束中心軸在同一高度;這樣掃描機(jī)架5可以實(shí)現(xiàn)在主機(jī)機(jī)架4上的上下運(yùn)動(dòng),滿足患者在站立狀態(tài)的錐形束ct掃描成像;也可以實(shí)現(xiàn)繞ab軸的前后90°翻轉(zhuǎn),以進(jìn)行患者在站立、平臥兩個(gè)狀態(tài)掃描的轉(zhuǎn)換。錐形束ct掃描裝置包括旋轉(zhuǎn)掃描臺(tái)10、球管6及動(dòng)態(tài)平板探測(cè)器7;旋轉(zhuǎn)掃描臺(tái)10通過(guò)回轉(zhuǎn)軸承副及傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置、導(dǎo)電滑環(huán)等和掃描機(jī)架5連接,旋轉(zhuǎn)掃描臺(tái)10上中間開(kāi)設(shè)檢測(cè)口,球管6及動(dòng)態(tài)平板探測(cè)器7相對(duì)設(shè)置于檢測(cè)口兩側(cè),為保證球管6及平板探測(cè)器7之間的位置關(guān)系在掃描過(guò)程中,不會(huì)出現(xiàn)偏差,方便調(diào)整兩者之間的相對(duì)位置,設(shè)置了位置調(diào)整機(jī)構(gòu)。將錐形束ct掃描裝置設(shè)置于旋轉(zhuǎn)掃描臺(tái)10上,使得錐形束ct掃描裝置可隨旋轉(zhuǎn)掃描臺(tái)10繞cd軸或者o點(diǎn)旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)了在患者站立位繞患者旋轉(zhuǎn)。上述升降平臺(tái)的作用是實(shí)現(xiàn)患者在站立狀態(tài)掃描過(guò)程中,帶動(dòng)其上的掃描機(jī)架5上下移動(dòng),從而可以進(jìn)行患者站立位的全身掃描或者部分掃描。升降平臺(tái)與掃描機(jī)架5的連接方式為通過(guò)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置連接,該種連接方式,可以實(shí)現(xiàn)掃描機(jī)架5的轉(zhuǎn)動(dòng),使得掃描機(jī)架5上的錐形束ct掃描裝置的工作面可以呈水平或者垂直狀態(tài),對(duì)患者進(jìn)行站立或者平臥狀態(tài)掃描成像。

為保證患者在站立狀態(tài)時(shí),可以做到全身掃描,設(shè)置了站立平臺(tái)3,站立平臺(tái)3設(shè)置于檢測(cè)口下方。使得患者站立狀態(tài)下進(jìn)行錐形束掃描時(shí)位于檢測(cè)口的中心,不會(huì)影響檢測(cè)效果。同時(shí),將站立平臺(tái)設(shè)置為可升降平臺(tái),從而配合與掃描機(jī)架連接的升降平臺(tái),使得在做錐形束ct掃描過(guò)程中,僅僅需要將升降平臺(tái)設(shè)定好運(yùn)動(dòng)軌跡及行程即可,至于每個(gè)人的不同身高對(duì)掃描的影響,僅通過(guò)站立平臺(tái)進(jìn)行調(diào)整即可,簡(jiǎn)單方便,降低醫(yī)務(wù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

為實(shí)現(xiàn)患者可平臥狀態(tài)掃描,設(shè)置了升降掃描床12,升降掃描床12可在豎直方向上升或下降,升降掃描床12下方設(shè)置水平滑軌,水平滑軌可延伸穿過(guò)垂直狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)掃描臺(tái),使得升降掃描床12可在水平方向上滑動(dòng)。升降掃描床12的床寬小于檢測(cè)口直徑。掃描床12獨(dú)立的放置在主機(jī)機(jī)架4的后部,可以實(shí)現(xiàn)上下、前后的運(yùn)動(dòng),以適應(yīng)患者平臥狀態(tài)下的上下床方便及掃描成像的需要。

該錐形束ct多方向掃描儀使用過(guò)程中需使用控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、上位機(jī)系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)。

控制系統(tǒng):控制各運(yùn)動(dòng)部件按設(shè)備工作邏輯流程運(yùn)行,控制平板探測(cè)器7、旋轉(zhuǎn)掃描臺(tái)10回轉(zhuǎn)的同步運(yùn)行及掃描機(jī)架5上下移動(dòng)的嚴(yán)格配合,控制對(duì)平板探測(cè)器7數(shù)據(jù)的讀取及傳輸、保存,控制上下位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸,設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)及報(bào)警、設(shè)備參數(shù)的管理及設(shè)置、手動(dòng)操作開(kāi)關(guān)等。

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):對(duì)獲取的平板探測(cè)器7的數(shù)據(jù)按照設(shè)定的程序進(jìn)行處理計(jì)算,生成標(biāo)準(zhǔn)格式的圖形數(shù)據(jù)文件。

上位機(jī)系統(tǒng):包括客戶(hù)信息管理、影像數(shù)據(jù)操作及輸出、備份等,控制上位機(jī)部分控制設(shè)備按照影像掃描流程工作。

輔助系統(tǒng):患者初始定位的激光標(biāo)尺、機(jī)房?jī)?nèi)外對(duì)講系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。

實(shí)施例1

患者站立位三維掃描成像:

如圖1及圖2所示,操作員輸入患者基本信息后,選擇直立式三維掃描方式,在輔助系統(tǒng)的確認(rèn)下,患者正確站立在站立平臺(tái)3上,用輔助系統(tǒng)定義要求的掃描檢查的范圍,啟動(dòng)檢查,設(shè)備按控制要求的邏輯動(dòng)作運(yùn)行:旋轉(zhuǎn)掃描臺(tái)10轉(zhuǎn)動(dòng),球管6按要求出束,動(dòng)態(tài)平板探測(cè)器7接收投射信息,控制系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)保存,掃描完一周,掃描機(jī)架5向下移動(dòng)一個(gè)成像高度進(jìn)行下一次掃描,直到將定義的截?cái)鄴咄?,機(jī)器回到初始狀態(tài)。病人離開(kāi)機(jī)器。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理完數(shù)據(jù)生成提數(shù)據(jù)文件,操作員按檢查要求輸出相應(yīng)數(shù)據(jù),可以是電子數(shù)據(jù),也可以是膠片。

實(shí)施例2

患者平臥位三維掃描成像:

如圖3、圖4及圖5所示,操作員輸入患者基本信息后,選擇平臥式三維掃描方式,系統(tǒng)會(huì)轉(zhuǎn)換成平臥掃描模式:掃描機(jī)架5在高度h的位置翻轉(zhuǎn)90度轉(zhuǎn)到圖4狀態(tài),掃描床12降在最低最后的初始位。

在輔助系統(tǒng)的確認(rèn)下,患者正確躺在掃描床12上,用輔助系統(tǒng)定義要求的掃描檢查的范圍,啟動(dòng)檢查,設(shè)備按控制要求的邏輯動(dòng)作運(yùn)行:掃描床12升高到預(yù)定高度,向前移動(dòng)到掃描開(kāi)始位置,旋轉(zhuǎn)掃描臺(tái)10轉(zhuǎn)動(dòng),球管6按要求出束,動(dòng)態(tài)平板探測(cè)器7接收投射信息,控制系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)保存,掃描完一周,掃描床向前移動(dòng)一個(gè)成像高度進(jìn)行下一次掃描,直到將定義的截?cái)鄴咄?,機(jī)器回到初始狀態(tài)。病人離開(kāi)掃描床。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理完數(shù)據(jù)生成提數(shù)據(jù)文件,操作員按檢查要求輸出相應(yīng)數(shù)據(jù),可以是電子數(shù)據(jù),也可以是膠片。

實(shí)施例3

患者二維掃描成像:

在實(shí)施例1及實(shí)施例2的掃描過(guò)程中,將旋轉(zhuǎn)掃描臺(tái)10只在正位、側(cè)位靜態(tài)攝像,完成設(shè)定的人體的軸向成像范圍,可以實(shí)現(xiàn)站立狀態(tài)和平臥狀態(tài)的dr成像。

本發(fā)明的錐形束ct多方向掃描儀可以改變目前無(wú)法獲得人體直立位三維骨骼影像資料的現(xiàn)狀??梢栽谡玖⑽缓推脚P位進(jìn)行三維錐形束ct成像及二維dr成型,獲得高質(zhì)量的空間精度及高質(zhì)量密度精度的人體骨骼系統(tǒng)及軟組織的三維影像。為臨床生物力學(xué)評(píng)估、診斷、治療、手術(shù)方案制定、模擬等提供良好的支持。

以上所述,僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。

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