一种移动式医用CT扫描装置及其扫描方法与流程

本发明涉及一种医疗器械，具体涉及一种医用ct扫描装置，尤其是一种可移动的医用ct扫描装置。

背景技术：

医用ct扫描装置通常由安装在座体上的环状的主机架配合诊疗床实现。为实现ct扫描装置的移动，现有技术中，移动式ct扫描装置是通过给座体安装轮子或履带，使其具备在地面上通过人力或电力辅助进行移动的能力。例如，中国发明专利cn101027947b公开的带有履带驱动器的解剖成像系统中，就使用了履带作为ct机的微调移动机构，同时使用轮子作为粗移移动机构。中国发明专利cn102894990a在公开使用轮子的移动式扫描装置的同时，使环状的主机架（扫描环）可相对于座体平移。

这些使用轮子或履带的移动方式不仅费时费力，且对地面质量提出极高的要求，地面不平整或者台阶、门槛等障碍物将严重制约其移动能力。

同时，典型的ct扫描装置，环状的主机架通常仅具备绕x轴倾斜的能力，部分机型甚至不具备任何倾斜能力。主机架的倾斜在临床上对于一些患者的敏感或特殊部位扫描具有显著价值，当患者不能以指定姿态固定在扫描床上时（如侧卧），仅具备绕x轴倾斜的ct扫描装置其倾斜功能将丧失可用性，在这种情况下仅具备绕x轴倾斜的ct扫描装置或不具备任何倾斜功能的ct扫描装置往往以患者可能接受过多的无效辐射的方式完成扫描。

因此，在不依赖地面平整度的前提下，实现ct扫描装置的移动以及多轴旋转，对于医用ct扫描装置的应用将具有重大意义。

技术实现要素：

本发明的发明目的是提供一种移动式医用ct扫描装置，实现医用ct扫描装置在房间内及多个房间之间的便捷移动，同时实现环状扫描机架的多轴旋转。本发明的另一发明目的是提供采用这种扫描装置进行ct扫描的方法。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种移动式医用ct扫描装置，包括扫描机架和扫描床，设有位于室内顶部的导轨，所述扫描机架悬挂在所述导轨上并可沿所述导轨移动，所述扫描机架具有与扫描床配合工作的环形的第一机架。

上述技术方案中，采用顶部导轨安装ct扫描装置，导轨安装在房间和设备通道的屋顶上，通过安装过程中的调校，保证导轨的精度，ct扫描装置可以在导轨上以很低的阻力自由移动，大大降低了对地面的要求，同时也保证了移动的精度和顺畅性。

进一步的技术方案，所述扫描机架主要由第一机架、第二机架和第三机架构成，所述环形的第一机架两侧设有连接轴；所述第二机架由弧形部分和竖直连杆构成，所述第一机架经连接轴与第二机架的弧形部分转动连接，转动轴为x轴；所述第三机架顶部与导轨相连并可沿导轨滑移，第二机架的竖直连杆与第三机架连接，以竖直方向为y轴，第三机架具有转动机构使第二机架具有绕y轴转动的自由度。

由此，第一机架同时具备绕x轴和y轴转动的能力，患者处于俯卧或仰卧体位时可通过第一机架的绕x轴旋转完成倾斜扫描，患者处于左侧卧或右侧卧体位时可通过第一机架的绕y轴旋转完成倾斜扫描。

优选的技术方案，所述第三机架由直杆部和顶部转台构成，所述顶部转台构成转动机构并与所述导轨相连，所述直杆部可绕y轴转动，直杆部与所述第二机架的竖直连杆连接。

进一步的技术方案，所述第三机架的直杆部与所述第二机架的竖直连杆为伸缩筒结构，两者间具有沿y轴方向相对移动的自由度。

y轴方向的相对位置关系也可以由扫描床实现，例如，扫描床由立柱和床板组成，所述立柱可沿y轴升降，调节所述床板的高度，所述床板由利于x射线穿透的材质制成，如碳纤维。

上述技术方案中，所述第一机架内部设有转子，所述转子上安装有x射线管，高压发生器，探测器，图像重建计算机，控制计算机和准直器，以垂直于第一机架的环状所在平面的方向为z轴，所述转子具有绕z轴转动的自由度。

一种优选的方案是，在所述第一机架内部固定连接有环片状的第四机架，所述第四机架上安装有轴承，所述转子通过轴承与第四机架连接。也可以在第四机架左右两侧安装有轴，此时与第二机架的连接承力主要由第四机架实现。

上述技术方案中，所述导轨优选安装在室内屋顶上，导轨根据预先规划的移动路径分段拼接，扫描机架沿所述导轨在单个或多个房间内移动。

当所述扫描机架在多个房间内移动时，所述多个房间由设备通道相连，房间与设备通道连接处设置有门，在房间和设备通道顶部设置有相连通的导轨，所述扫描机架在所述导轨上移动，每个房间分别设置有一个扫描床。

为实现本发明的另一发明目的，提供了一种移动式医用ct扫描方法，基于上述扫描装置实现，设置控制所述扫描机架沿导轨运动的控制器，在房间内设置呼叫器和显示器，有扫描任务时，操作者操纵呼叫器发送呼叫指令给控制器，控制器控制扫描机架到达扫描位置，完成扫描任务后，所述扫描机架将图像数据传输给显示器，然后退回待机位置。

当用于具有设备通道的多个房间时，所述扫描机架在设备通道内待机，每个房间内均设有呼叫器，有扫描任务时，操作者操纵呼叫器，发送呼叫指令给所述扫描机架，所述扫描机架收到呼叫指令后，经过设备通道与房间的连接处，到达发起呼叫的房间，完成扫描任务后，所述扫描机架将图像数据传输给所述房间内的显示屏或其它设备，然后退回设备通道待机；当设备通道和房间之间有门时，门采用常闭电动门，扫描机架移动到门边需要通过时，所述控制器控制门打开，扫描机架通过后，所述控制器控制门关闭。

上述技术方案中，控制器可以同时协调、控制扫描机架和房间内外的附属设备如：显示器、门和其它设备等。

采用本发明的技术方案，多个手术室可共享一套ct扫描装置。此时，所述设备通道和所述房间应满足手术室灭菌要求，所述其它设备优选为术中导航设备，所述设备通道内可以配备灭菌设备，所述ct扫描装置的扫描机架在进入所述房间前经灭菌设备充分灭菌。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明提出的导轨式安装ct扫描装置，解决了典型的移动式ct移动时费时费力，对地面质量要求高，移动能力受地面不平度或者台阶、门槛等障碍物严重制约的缺陷。导轨安装在房间和设备通道的屋顶上，通过安装过程中的调校，保证了导轨的精度，ct扫描装置可以在导轨上以很低的阻力自由移动，大大降低了对地面的要求，同时也保证了移动的精度和顺畅性。

2、本发明提及的ct扫描装置在应用于手术室场景时具有扫描完成后即远离手术区域或退出手术室的特点，完全不占用手术操作空间，具有显著临床优势。

附图说明

图1是本发明实施例的移动ct扫描装置及房间示意图；

图2是实施例中移动ct扫描装置的示意图；

图3是图2中第一机架内部结构示意图；

图4是第一机架绕x轴旋转的状态变化示意图；

图5是第一机架绕y轴旋转的状态变化示意图；

图6是典型术中应用场景示意图；

图7是ct扫描装置进入和退出手术区域状态的示意图；

图8是实施例的一种系统框图；

图9是实施例的一种工作流程图；

图10是实施例中单一手术室应用场景示意图；

图11是实施例中常规检查应用场景示意图。

其中：101-104、房间；105、设备通道；106、扫描机架；107、扫描床；108其他设备；109、显示器；110、导轨；

20、ct扫描装置；201坐标系统；202、扫描床立柱、203、扫描床床板；204、第一机架、205、第二机架；206、第二机架弧形部分；207、第二机架竖直连杆；208、第三机架；209、第三机架直杆部；210、第三机架转台部分；

30、第一机架内部；301、第四机架；302、轴；303、轴承；304、转子；305、球管；306、高压发生器；307、探测器；308、图像重建计算机；309、控制计算机；310、准直器；

401、患者；402、手术操作空间；

501、灭菌设备；502控制器；

601、检查室；602、控制室；603、操作台。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：

多手术室共享应用场景典型的实施案例：

参见附图1，一种移动式ct扫描装置20，由扫描床107，扫描机架106和导轨110组成。

参见附图2，所述扫描机架106由第一机架204，第二机架205，第三机架208组成；

所述扫描床107由立柱202和床板203组成，所述立柱202可沿y轴升降，通过沿y轴的升降来调节所述床板203的高度，所述床板203由利于x射线穿透的材质制成，如碳纤维。

参见附图3，所述第一机架内部30设有第四机架301，所述第四机架301上安装有轴承303并通过轴承和转子304相连，所述转子上安装有x射线管305，高压发生器306，探测器307，图像重建计算机308，控制计算机309和准直器310，所述转子304可相对于第四机架301绕z轴转动，所述第四机架301左右两侧各安装有轴302。

如图4，所述第一机架204通过轴302和所述第二机架205转动相连，所述第一机架204可相对所述第二机架205绕x轴转动。

如图5，所述第二机架205由弧形部分206和竖直连杆207组成，所述第二机架205通过竖直连杆207和所述第三机架208的直杆部209相连，所述第二机架205相对于所述第三机架208可沿y轴方向移动。

如图2，所述第三机架208由直杆部209和顶部转台210组成，所述直杆部209相对于所述转台210可绕y轴转动，所述顶部转台210和所述导轨110相连，可沿导轨110移动。

由此，与第三机架直杆部209相连拉第二机架205以及连接在第二机架205上的第一机架204也随第三机架的直杆部一起可绕y轴转动。

从而，第一机架同时具备绕x轴和绕y轴转动的能力。患者处于俯卧或仰卧体位时可通过第一机架的绕x轴旋转完成倾斜扫描，如图4所示；患者处于左侧卧或右侧卧体位时可通过第一机架的绕y轴旋转完成倾斜扫描，如图5所示。从而，克服了传统机器在部分体位（特别是侧卧体位）时，无法在临床上进行倾斜扫描的缺陷。

所述导轨110安装在房间和设备通道的屋顶上，用于支撑所述扫描机架106，所述导轨110所述导轨是可以根据预先规划的移动路径分段拼接的。通过安装过程中的调校，保证导轨的精度，ct扫描装置可以在导轨上以很低的阻力自由移动，大大降低了对地面的要求，同时也保证了移动的精度和顺畅性。

参见图1和图6，所述房间101，102，103，104由设备通道105相连，房间与设备通道连接处设置有门111，房间与设备通道顶部均设置有导轨110，所述扫描机架106在所述导轨110上移动。

所述门111优选为电动门，所述门111常闭，所述扫描机架106移动到门111边，需要通过时，所述门111自动打开，所述扫描机架106通过后，所述门111自动关闭。

所述房间101，102，103，104内设有呼叫器112，有扫描任务时，操作者操纵呼叫器112，发送呼叫指令给所述扫描机架106，所述扫描机架106收到呼叫指令后，到达所述房间，完成扫描任务后，所述扫描机架106将图像数据传输给所述房间内的显示屏109或其他设备108，然后退回设备通道105待机。

所述呼叫器112的功能也可以集成到所述显示器109的交互界面上，通过按钮或其他形式实现，所述显示器109还可以是移动的。

所述ct扫描装置20特别适用于手术室内的定位导航，所述扫描装置应用于此场景时，一种典型的应用场景如图6所示。所述设备通道105和所述房间101，102，103，104应满足手术室灭菌要求，所述其他设备108优选为术中导航设备，所述设备通道内105可以配备一个或多个灭菌设备501，所述设备通道内还可以配备一个控制器502，所述扫描机架106在进入所述房间101，102，103，104前经灭菌设备501灭菌。进入和退出手术区域的状态如图7所示。

当所述ct扫描装置20应用于手术室场景时，一种典型的系统框图如图8所示。每个手术室配备一个电动门111以便所述扫描机架106进出手术室；每个手术室内配备一个显示器109作为人机交互的界面，用以执行呼叫和扫描任务并显示必要的信息；每个手术室配备一个其他设备108用于辅助手术操作。

所述扫描机架106通过接口一和控制器502相连，所述多个显示器109通过接口二和控制器502相连，所述多个电动门111通过接口三和控制器502相连；所述多个其他设备108通过接口四和控制器502相连，所述灭菌设备501通过接口五和控制器502相连，所述控制器502用来协调和控制整个系统。

当所述ct扫描装置20应用于手术室场景时，一种典型的系统工作流程如图9所示。系统完成开机后，控制器502控制所述扫描机架106进入待机位置，这一位置通常应在设备通道105内，随后进入待机状态。

然后，控制器查询显示器109是否呼叫扫描机架106，如果没有呼叫，扫描机架106保持待机状态；如果有呼叫，控制器首先查询扫描机架106的状态，然后决定下一步的操作。状态查询遵循如下规则：如果扫描机架处于忙碌busy状态，本次呼叫进入排队状态，并通知发起呼叫的显示器相应的排队信息，然后控制器继续查询扫描机架106的状态。查询状态过程中，每个显示器109的呼叫都应当被记录，通常这种记录是按时间先后顺序记录的，在状态为可用时，控制器按队列顺序分配地址给扫描机架106。所述地址与显示器109的所处的房间对应。

随后灭菌设备501通常应配备在设备通道内对扫描机架106进行灭菌，然后扫描机架106到达与所分配地址对应的手术室门口，打开对应手术室的电动门，扫描机架106进入对应的手术室，关闭对应手术室的电动门。这些操作均在控制器的控制下完成。

扫描机架106进入手术室后，操作者在显示器109的人机交互界面设定扫描参数并将参数传递给控制器，由控制器对扫描机架106进行参数设置，然后完成扫描任务，并通过控制器将数据发送给显示器109或对应手术室内的其他设备108。

扫描任务结束后，控制器打开对应手术室的电动门，扫描机架106退出手术室，关闭对应手术室的电动门，然后扫描机架106进入设备间105待机位置等待执行下一次任务。

该应用场景中，ct扫描装置具有扫描完成后即远离手术区域或退出手术室的特点，完全不占用手术操作空间，具有显著临床优势。

单一手术室应用场景典型的实施案例：

如图10，所述ct扫描装置20应用于单一手术室时，典型实施方案如图10所示。在这种应用场景下ct扫描装置20与多手术室共享应用场景典型的实施案例所定义的ct扫描装置20相似，其区别在于：ct扫描装置20配置在单一手术室101内；ct扫描装置20的导轨110安装在单一手术室101屋顶上；灭菌装置501安装在单一手术室内。

所述ct扫描装置20应用于单一手术室场景时，其典型工作流程为：所述ct扫描装置20无扫描任务时驻留在手术区域402外，操作者通过显示器109呼叫扫描机架106下达扫描任务后，扫描机架106进入手术区域并完成扫描任务，然后将图像发送至显示器109或其他设备108，然后退出手术区域402待机。

所述灭菌设备501在术前对手术室101及室内设备进行灭菌。所述灭菌设备501时可选的，术前灭菌也可以通过人工或其他方式实现。

常规检查应用场景典型的实施案例如下：

如图11，所述ct扫描装置20应用于常规检查时，典型实施方案如图11所示。在这种应用场景下ct扫描装置20与多手术室共享应用场景典型的实施案例所定义的ct扫描装置20相似，其区别在于：ct扫描装置20配置在单一检查室601内，ct扫描装置20的导轨110安装在单一检查室601屋顶上，一个操作室602及操作台603被配置在检查室601旁边，以便操作者通过操作台603电脑操控ct扫描装置20。

所述ct扫描装置20应用于常规检查景时，其典型工作流程为：操作者通过操作室602内的操作台603对扫描机架106下达扫描任务，扫描机架106按指令完成扫描任务后退出扫描床107床板区域并将图像数据发送给操作台106。

所述ct扫描装置20应用于此场景时，所述第一机架204沿y轴的升降功能和所述第三机架208的直杆部209相对于所述转台210绕y轴的转动功能是非必须的。