一种三维X射线数字化体层摄影设备

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种三维X射线数字化体层摄影设备。

背景技术

普通X线摄影检查技术进入数字化时代之后，一直以二维的技术模态存在，难以逾越二维空间结构的限制，在诸多临床疾病的筛查上难以实现精准筛查。一种全新的数字化X线摄影技术革新—三维数字化X线摄影技术，不同于DR的断层融合功能，三维DR可以重建出类CT影像，包括MPR/MIP/VRT (3D)影像。可实现DR设备2D+3D站立位下的一站式检查，极大了提升了数字化X线摄影检查应用价值。由于三维数字化X线摄影系统是基于患者在站立位下采集的三维影像学信息，对于腰椎、膝关节、足踝关节等脊柱关节疾病的评估相较于其他手段(CT、MR)检查更为精准，极大地弥补了立位下脊柱关节影像学信息不足的局限。

但国内已经有的三维数字化X线摄影技术利用锥形束CT的扫描原理，患者在站立的电动转台上进行人体360度旋转，然后全身多角度扫描并重建出类 CT影像，这个提法只适用于比较健康的人群。即便是转台转动速度再慢，对腿部有疾病的人群，三维转台方案并不适用，且几乎所有的医疗设备都是以人为本，人不动才是比较准确地发明。

发明内容

为此，本发明提供一种三维X射线数字化体层摄影设备，本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种价值更高的3D锥形束计算机体层断层摄影术(即实现病患不运动，即以人为本的扫描拍摄)。

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，一种三维X射线数字化体层摄影设备，包括球管限束器、动态平板探测器、环形转盘、底座、第一驱动装置、第二驱动装置、第一立柱以及第二立柱；

所述底座上转动设置有所述环形转盘，所述环形转盘上固定有所述第一立柱及所述第二立柱；

所述第一立柱上滑动连接有所述球管限束器，所述第一驱动装置与所述球管限束器传动连接；

所述第二立柱上滑动连接有所述动态平板探测器，所述第二驱动装置与所述动态平板探测器传动连接；

所述球管限束器正对所述动态平板探测器设置，所述球管限束器及所述动态平板探测器同步升降。

进一步地，所述环形转盘为圆环形，所述环形转盘环绕设置在病患的外周侧。

进一步地，还包括轴承，所述环形转盘通过所述轴承转动连接在所述底座上。

进一步地，还包括旋转驱动电机，所述旋转驱动电机通过同步带传动驱动所述环形转盘旋转，或，所述旋转驱动电机通过齿轮传动驱动所述环形转盘旋转。

进一步地，还包括旋转控制器，所述旋转控制器与所述旋转驱动电机电连接。

进一步地，所述第一驱动装置及所述第二驱动装置均为步进电机。

进一步地，所述第一驱动装置通过螺母丝杠副机构、链条链轮机构、齿轮齿条机构以及钢丝绳升降机构中的任意一种带动所述球管限束器升降移动；所述第二驱动装置通过螺母丝杠副机构、链条链轮机构、齿轮齿条机构以及钢丝绳升降机构中的任意一种带动所述动态平板探测器升降移动。

进一步地，还包括X射线控制器、第一电机控制器和第二电机控制器，所述X射线控制器与所述球管限束器电连接，所述第一电机控制器与所述第一驱动装置电连接，所述第二电机控制器与所述第二驱动装置电连接。

进一步地，还包括计算机终端和数据获取模块，所述计算机终端通过所述数据获取模块与所述动态平板探测器进行数据交互，所述X射线控制器、所述第一电机控制器和所述第二电机控制器均与所述计算机终端电连接。

进一步地，还包括操作工作台、显示器和打印机，所述操作工作台及所述显示器均与所述计算机终端电连接，所述显示器及所述打印机均与所述操作工作台电连接。

本发明具有如下优点：通过本发明的一种三维X射线数字化体层摄影设备，实现了保证病患不动的基础上对病患进行360度全身多角度扫描并重建出类CT影像，避免了病患转动产生的不适感，此外，球管限束器和动态平板探测器同步升降则实现了竖直方向的全身覆盖。

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三维X射线数字化体层摄影设备的第一视角的立体结构图。

图2为本发明一些实施例提供的一种三维X射线数字化体层摄影设备的第二视角的立体结构图图。

图3为本发明一些实施例提供的一种三维X射线数字化体层摄影设备的运动控制原理图。

图4为本发明一些实施例提供的一种三维X射线数字化体层摄影设备的升降对比图。

图5为本发明一些实施例提供的一种三维X射线数字化体层摄影设备的电路原理图。

图6为本发明一些实施例提供的一种三维X射线数字化体层摄影设备的工作原理图。

图7为本发明一些实施例提供的一种三维X射线数字化体层摄影设备的旋转状态图。

图8为本发明一些实施例提供的一种三维X射线数字化体层摄影设备的同步带驱动结构图。

图9为本发明一些实施例提供的一种三维X射线数字化体层摄影设备的齿轮驱动结构图。

图中：1、球管限束器，2、动态平板探测器，3、病患，4、环形转盘，5、底座，6、第一立柱，7、第二立柱。

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9所示，本发明第一方面实施例中的一种三维X射线数字化体层摄影设备，包括球管限束器1、动态平板探测器2、环形转盘4、底座5、第一驱动装置、第二驱动装置、第一立柱6以及第二立柱7；底座5上转动设置有环形转盘4，环形转盘4上固定有第一立柱6及第二立柱7；第一立柱6 上滑动连接有球管限束器1，第一驱动装置与球管限束器1传动连接；第二立柱7上滑动连接有动态平板探测器2，第二驱动装置与动态平板探测器2传动连接；球管限束器1正对动态平板探测器2设置，球管限束器1及动态平板探测器2同步升降。

在上述实施例中，需要说明的是，本实施例涉及的一种三维X射线数字化体层摄影设备也可称作一种3D锥形束计算机体层断层摄影术3D Cone beam computed tomography+DR，即3D DR；其中，球管限束器1和动态平板探测器2可同步直线升降从而覆盖全人身高，使用时，病患3站立在环形转盘 4内的不动端，可以实现病患不动情况下扫描。

上述实施例达到的技术效果为：通过本实施例的一种三维X射线数字化体层摄影设备，实现了保证病患不动的基础上对病患进行360度全身多角度扫描并重建出类CT影像，避免了病患转动产生的不适感，此外，球管限束器和动态平板探测器同步升降则实现了竖直方向的全身覆盖。

可选的，如图1至图9所示，在一些实施例中，环形转盘4为圆环形，环形转盘4环绕设置在病患3的外周侧。

可选的，如图1至图9所示，在一些实施例中，还包括轴承，环形转盘4 通过轴承转动连接在底座5上。

在上述可选的实施例中，需要说明的是，可以对病患3实现360度旋转，也就是CBCT的功能。

上述可选的实施例的有益效果为：通过设置轴承，实现了环形转盘4的循环360度旋转，提升了全方位扫描的流畅性。

可选的，如图1至图9所示，在一些实施例中，还包括旋转驱动电机，旋转驱动电机通过同步带传动驱动环形转盘4旋转，或，旋转驱动电机通过齿轮传动驱动环形转盘4旋转。

在上述可选的实施例中，需要说明的是，此外，旋转驱动电机还可通过链条传动等其他传动方式带动环形转盘4旋转。

上述可选的实施例的有益效果为：通过旋转驱动电机的上述传动方式，实现了环形转盘4的平稳精确转动。

可选的，如图1至图9所示，在一些实施例中，还包括旋转控制器，旋转控制器与旋转驱动电机电连接。

在上述可选的实施例中，需要说明的是，旋转控制器用于控制旋转驱动电机的转速。

上述可选的实施例的有益效果为：通过设置旋转控制器，实现了对旋转驱动电机的不同转速的实时调整。

可选的，如图1至图9所示，在一些实施例中，第一驱动装置及第二驱动装置均为步进电机。

在上述可选的实施例中，需要说明的是，第一驱动装置及第二驱动装置还可为伺服电机等其他类型，在第一驱动装置及第二驱动装置的动力输出端安装有减速机。

可选的，如图1至图9所示，在一些实施例中，第一驱动装置通过螺母丝杠副机构、链条链轮机构、齿轮齿条机构以及钢丝绳升降机构中的任意一种带动球管限束器1升降移动；第二驱动装置通过螺母丝杠副机构、链条链轮机构、齿轮齿条机构以及钢丝绳升降机构中的任意一种带动动态平板探测器2升降移动。

在上述可选的实施例中，需要说明的是，此外，还可通过其他直线往复移动的传动组件实现球管限束器1及动态平板探测器2的升降运动。

可选的，如图1至图9所示，在一些实施例中，还包括X射线控制器、第一电机控制器和第二电机控制器，X射线控制器与球管限束器1电连接，第一电机控制器与第一驱动装置电连接，第二电机控制器与第二驱动装置电连接。

可选的，如图1至图9所示，在一些实施例中，还包括计算机终端和数据获取模块，计算机终端通过数据获取模块与动态平板探测器2进行数据交互， X射线控制器、第一电机控制器和第二电机控制器均与计算机终端电连接。

可选的，如图1至图9所示，在一些实施例中，还包括操作工作台、显示器和打印机，操作工作台及显示器均与计算机终端电连接，显示器及打印机均与操作工作台电连接。

在上述可选的实施例中，需要说明的是，参见图5和图6示意了上述部件的电路连接关系。

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。