多自由度锥束ct成像系统的制作方法
专利名称:多自由度锥束ct成像系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种CT成像技术领域的多自由度锥束CT成像系统，包括：六轴机械臂、带有平移装置的C型支架、带有双平移装置和旋转装置的平板探测器支架和X射线光源，其中：六轴机械臂末端与C型支架连接，C型支架两端分别与平板探测器支架和X射线光源连接。本实用新型所涉及的装置具有高度灵活性，可实现锥束CT轴扫描、螺旋扫描和非共面扫描多种扫描模式，以及成像几何参数在线实时调整等功能，具有扫描方式灵活、扫描范围广泛、成像参数可调等突出优点，适用于术中精准导航与自适应放射治疗以及早期肿瘤筛查与诊断等应用场合。
【专利说明】
多自由度锥束CT成像系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及的是一种医疗器械技术领域的装置，具体是一种多自由度锥束CT成像系统。
【背景技术】
[0002]安装在治疗床边的X射线锥束CT是当今图像引导的重要实现手段。目前锥束CT系统扫描轨迹有限，一般只进行圆形轨迹单次扫描，因此纵向空间覆盖低，一般大约为15cm，也无法实现非共面扫描策略。纵向覆盖率低导致头颈肿瘤治疗时会采用“步进-曝光”模式，即完成一次圆轨迹扫描后平移病床到下一个体位，再进行一次扫描以覆盖整个头颈部位。这样会增加一倍的辐射剂量，且后续图像拼接融合也很繁琐。而缺乏非共面扫描能力使得锥束CT难以在立体定位放射手术(如脑肿瘤和肺肿瘤的立体放疗)过程中进行图像引导，降低治疗效果。多自由度锥束CT成像系统解决当前锥束CT成像系统有限扫描轨迹的制约，使锥束CT用于术中精准导航与自适应放射治疗，以及早期肿瘤筛查与诊断。
【发明内容】
[0003]本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种多自由度锥束CT成像系统，解决锥束CT成像系统扫描轨迹受限的问题，具有扫描方式灵活、扫描范围广泛、成像参数可调等特点，对于高端医学图像引导如术中精准导航与自适应放射治疗以及早期肿瘤筛查与诊断等具有重要的应用价值。
[0004]本实用新型是通过以下技术方案实现的:一种多自由度锥束CT成像系统，包括:六轴机械臂、带有平移装置的C型支架、带有双平移装置和旋转装置的平板探测器支架和X射线光源，其中:六轴机械臂末端与C型支架连接，C型支架两端分别与平板探测器支架和X射线光源连接。
[0005]进一步地，所述的六轴机械臂可实现空间六自由度运动。
[0006]进一步地，所述的C型支架包括:支撑座、平板探测器支撑臂、X射线光源支撑臂和平移装置，其中:平板探测器支撑臂固定于支撑座一端，X射线光源支撑臂固定于支撑座另一端，平移装置设置于平板探测器支撑臂同一端。
[0007]进一步地，所述的支撑座与六轴机械臂末端固定连接。
[0008]进一步地，所述的支撑座为空心结构，平移装置设置于支撑座内部。
[0009]进一步地，所述的平移装置包括:电机一、联轴器一、丝杠一、螺母一、导轨一、滑块一和连接件，其中:电机一固定于支撑座上，电机一、联轴器一、丝杠一依次连接，螺母一和丝杠一相配合，连接件固定于螺母一上，并与平板探测器支撑臂固定连接，导轨一固定于支撑座上，导轨一上设有滑块一，滑块一固定于平板探测器支撑臂上。
[0010]进一步地，所述的平板探测器支架包括:支撑背板、纵向平移装置、横向平移装置、旋转装置和平板探测器，其中:纵向平移装置设置于支撑背板两侧，横向平移装置与纵向平移装置连接，旋转装置与横向平移装置连接，平板探测器固定于旋转装置上。
[0011]进一步地，所述的支撑背板与平板探测器支撑臂固定连接。
[0012]进一步地，所述的纵向平移装置包括:电机二、联轴器二、齿轮一、齿条一、导轨二、滑块二和支撑纵梁，其中:电机二固定于支撑纵梁上，电机二、联轴器二、齿轮一依次连接，齿条一和齿轮一相配合，齿条一固定于支撑背板上，导轨二固定于支撑纵梁上，导轨二上设有滑块二，滑块二固定于支撑背板侧面。
[0013]进一步地，所述的横向平移装置包括:电机三、联轴器三、带传动部件、齿轮二、齿条二、导轨三、滑块三和支撑横梁，其中:电机三固定于支撑纵梁上，电机三、联轴器三、带轮传动部件、齿轮二依次连接，齿条二和齿轮二相配合，齿条二固定于支撑横梁上，导轨三固定于支撑横梁上，导轨三上设有滑块三，滑块三固定于支撑纵梁上。
[0014]进一步地，所述的旋转装置包括:底板、旋转驱动装置和旋转平台，其中:底板固定于支撑横梁上，旋转驱动装置固定于底板上，旋转平台与旋转驱动装置连接。
[0015]进一步地，所述的平板探测器与旋转平台固定连接。
[0016]本装置工作原理如下:
[0017]六轴机械臂具有空间六自由度运动的能力，其末端搭载C型支架、平板探测器支架和X射线光源，可实现平板探测器和X射线光源绕三个坐标轴的转动自由度和沿三个坐标轴方向的移动自由度。其中，绕病床水平纵轴的旋转运动可用于轴扫描;绕病床水平横轴的旋转运动可用于非共面扫描；沿病床水平纵轴的平移运动可用于选择扫描部位以及螺旋扫描;沿病床水平横轴的平移运动可用于调整扫描中心区域;沿竖直轴的平移运动可用于调整病床在成像区域中的位置。
[0018]C型支架的平移装置通过电机一带动丝杠一做正反向连续转动，以实现螺母一和平板探测器支撑臂、平板探测器支架沿导轨一的往复直线运动，由此可以调整平板探测器至IJX射线光源的距离。平板探测器支架的纵向平移装置通过电机二带动齿轮一做正反向连续运动，以实现支撑纵梁相对于支撑背板沿导轨二的往复直线运动，由此可以调整平板探测器投影中心的纵向位置。平板探测器支架的横向平移装置通过电机三带动齿轮二做正反向连续运动，以实现支撑横梁相对于支撑纵梁沿导轨三的往复直线运动，由此可以调整平板探测器投影中心的横向位置。平板探测器支架的旋转驱动装置带动旋转平台做正反向连续转动，以实现平板探测器成像平面内的转动，由此可以调整平板探测器与病床纵轴之间的偏转角度。
[0019]本实用新型可实现多种锥束CT成像模式:锥束CT成像装置(平板探测器和X射线光源)绕病床水平纵轴旋转运动，实现360度轴扫描;锥束CT成像装置绕病床水平纵轴旋转运动，同时沿病床水平纵轴平移运动，实现360度螺旋扫描;锥束CT成像装置绕病床水平横轴旋转一定角度，再绕病床水平纵轴旋转运动，同时沿病床水平纵轴平移运动，实现非共面扫描。
[0020]本实用新型可调整多项锥束CT成像参数:成像旋转中心的位置;成像物体在扫描区域中的位置;平板探测器和X射线光源之间的距离;平板探测器投影中心的纵向位置;平板探测器投影中心的横向位置。
【附图说明】
[0021]图1为实施例1的结构示意图。
[0022]图2为C型支架的结构示意图，(a)为剖视图，(b)为侧视图。
[0023]图3为C型支架平移装置的结构示意图，(a)为主视图，(b)为侧视图。
[0024]图4、图5和图6为平板探测器支架的结构示意图。
[0025]图中:I六轴机械臂、2C型支架、3平板探测器支架、4X射线光源、5支撑座、6平板探测器支撑臂、7X射线光源支撑臂、8平移装置、9电机一、10联轴器一、11丝杠一、12螺母一、13导轨一、14滑块一、15连接件、16支撑背板、17纵向平移装置、18横向平移装置、19旋转装置、20平板探测器、21电机二、22联轴器二、23齿轮一、24齿条一、25导轨二、26滑块二、27支撑纵梁、28电机三、29联轴器三、30带传动部件、31齿轮二、32齿条二、33导轨三、34滑块三、35支撑横梁、36底板、37旋转驱动装置、38旋转平台。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0027]实施例1
[0028]如图1所示，本实例包括:六轴机械臂1、带有平移装置的C型支架2、带有双平移装置和旋转装置的平板探测器支架3和X射线光源4，其中:六轴机械臂I末端与C型支架2连接，C型支架2两端分别与平板探测器支架3和X射线光源4连接。
[0029]所述的六轴机械臂I可实现空间六自由度运动。
[0030]如图2所示，所述的C型支架2包括:支撑座5、平板探测器支撑臂6、X射线光源支撑臂7和平移装置8，其中:平板探测器支撑臂6固定于支撑座5—端，X射线光源支撑臂7固定于支撑座5另一端，平移装置8设置于平板探测器支撑臂6同一端。
[0031 ]所述的支撑座5与六轴机械臂I末端固定连接。
[0032]所述的支撑座5为空心结构，平移装置8设置于支撑座5内部。
[0033]如图3所示，所述的平移装置8包括:电机一9、联轴器一 10、丝杠一 11、螺母一 12、导轨一 13、滑块一 14和连接件15，其中:电机一9固定于支撑座5上，电机一9、联轴器一 10、丝杠一 11依次连接，螺母一 12和丝杠一 11相配合，连接件15固定于螺母一 12上，并与平板探测器支撑臂6固定连接，导轨一 13固定于支撑座5上，导轨一 13上设有滑块一 14，滑块一 14固定于平板探测器支撑臂6上。
[0034]如图4所示，所述的平板探测器支架3包括:支撑背板16、纵向平移装置17、横向平移装置18、旋转装置19和平板探测器20，其中:纵向平移装置17设置于支撑背板16两侧，横向平移装置18与纵向平移装置17连接，旋转装置19与横向平移装置18连接，平板探测器20固定于旋转装置19上。
[0035]所述的支撑背板16与平板探测器支撑臂6固定连接。
[0036]如图5所示，所述的纵向平移装置17包括:电机二21、联轴器二22、齿轮一23、齿条一24、导轨二25、滑块二26和支撑纵梁27，其中:电机二21固定于支撑纵梁27上，电机二21、联轴器二 22、齿轮一23依次连接，齿条一24和齿轮一23相配合，齿条一24固定于支撑背板16上，导轨二 25固定于支撑纵梁27上，导轨二 25上设有滑块二 26，滑块二 26固定于支撑背板16侧面。
[0037]如图5、6所示，所述的横向平移装置18包括:电机三28、联轴器三29、带传动部件30、齿轮二31、齿条二32、导轨三33、滑块三34和支撑横梁35，其中:电机三28固定于支撑纵梁27上，电机三28、联轴器三29、带轮传动部件30、齿轮二 31依次连接，齿条二 32和齿轮二 31相配合，齿条二 32固定于支撑横梁35上，导轨三33固定于支撑横梁35上，导轨三33上设有滑块三34，滑块三34固定于支撑纵梁27上。
[0038]如图6所示，所述的旋转装置19包括:底板36、旋转驱动装置37和旋转平台38，其中:底板36固定于支撑横梁35上，旋转驱动装置37固定于底板36上，旋转平台38与旋转驱动装置37连接。
[0039]所述的平板探测器20与旋转平台38固定连接。
[0040]本装置工作过程如下:
[0041]六轴机械臂I具有空间六自由度运动的能力，其末端搭载C型支架2、平板探测器支架3和X射线光源4，可实现平板探测器20和X射线光源4绕三个坐标轴的转动自由度和沿三个坐标轴方向的移动自由度。其中，绕病床水平纵轴的旋转运动可用于轴扫描;绕病床水平横轴的旋转运动可用于非共面扫描;沿病床水平纵轴的平移运动可用于选择扫描部位以及螺旋扫描;沿病床水平横轴的平移运动可用于调整扫描中心区域;沿竖直轴的平移运动可用于调整病床在成像区域中的位置。
[0042]C型支架2的平移装置8通过电机一9带动丝杠一11做正反向连续转动，以实现螺母一 12和平板探测器支撑臂6、平板探测器支架3沿导轨一 13的往复直线运动，由此可以调整平板探测器20到X射线光源4的距离。平板探测器支架3的纵向平移装置17通过电机二 21带动齿轮一 23做正反向连续运动，以实现支撑纵梁27相对于支撑背板16沿导轨二 25的往复直线运动，由此可以调整平板探测器20投影中心的纵向位置。平板探测器支架3的横向平移装置18通过电机三28带动齿轮二 31做正反向连续运动，以实现支撑横梁35相对于支撑纵梁27沿导轨三33的往复直线运动，由此可以调整平板探测器20投影中心的横向位置。平板探测器支架3的旋转驱动装置37带动旋转平台38做正反向连续转动，以实现平板探测器20成像平面内的转动，由此可以调整平板探测器20与病床纵轴之间的偏转角度。
【主权项】
1.一种多自由度锥束CT成像系统，其特征在于，包括:六轴机械臂、带有平移装置的C型支架、带有双平移装置和旋转装置的平板探测器支架和X射线光源，其中:六轴机械臂末端与C型支架连接，C型支架两端分别与平板探测器支架和X射线光源连接。2.根据权利要求1所述的多自由度锥束CT成像系统，其特征是，所述的六轴机械臂可实现空间六自由度运动。3.根据权利要求1所述的多自由度锥束CT成像系统，其特征是，所述的C型支架包括:支撑座、平板探测器支撑臂、X射线光源支撑臂和平移装置，其中:平板探测器支撑臂固定于支撑座一端，X射线光源支撑臂固定于支撑座另一端，平移装置设置于平板探测器支撑臂同一端;支撑座与六轴机械臂末端固定连接。4.根据权利要求3所述的多自由度锥束CT成像系统，其特征是，所述的支撑座为空心结构，平移装置设置于支撑座内部。5.根据权利要求3所述的多自由度锥束CT成像系统，其特征是，所述的平移装置包括:电机一、联轴器一、丝杠一、螺母一、导轨一、滑块一和连接件，其中:电机一固定于支撑座上，电机一、联轴器一、丝杠一依次连接，螺母一和丝杠一相配合，连接件固定于螺母一上，并与平板探测器支撑臂固定连接，导轨一固定于支撑座上，导轨一上设有滑块一，滑块一固定于平板探测器支撑臂上。6.根据权利要求1所述的多自由度锥束CT成像系统，其特征是，所述的平板探测器支架包括:支撑背板、纵向平移装置、横向平移装置、旋转装置和平板探测器，其中:纵向平移装置设置于支撑背板两侧，横向平移装置与纵向平移装置连接，旋转装置与横向平移装置连接，平板探测器固定于旋转装置上;支撑背板与平板探测器支撑臂固定连接。7.根据权利要求6所述的多自由度锥束CT成像系统，其特征是，所述的纵向平移装置包括:电机二、联轴器二、齿轮一、齿条一、导轨二、滑块二和支撑纵梁，其中:电机二固定于支撑纵梁上，电机二、联轴器二、齿轮一依次连接，齿条一和齿轮一相配合，齿条一固定于支撑背板上，导轨二固定于支撑纵梁上，导轨二上设有滑块二，滑块二固定于支撑背板侧面。8.根据权利要求6所述的多自由度锥束CT成像系统，其特征是，所述的横向平移装置包括:电机三、联轴器三、带传动部件、齿轮二、齿条二、导轨三、滑块三和支撑横梁，其中:电机三固定于支撑纵梁上，电机三、联轴器三、带轮传动部件、齿轮二依次连接，齿条二和齿轮二相配合，齿条二固定于支撑横梁上，导轨三固定于支撑横梁上，导轨三上设有滑块三，滑块三固定于支撑纵梁上。9.根据权利要求6所述的多自由度锥束CT成像系统，其特征是，所述的旋转装置包括:底板、旋转驱动装置和旋转平台，其中:底板固定于支撑横梁上，旋转驱动装置固定于底板上，旋转平台与旋转驱动装置连接;平板探测器与旋转平台固定连接。
【文档编号】A61B6/03GK205697813SQ201620202968
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】王静, 牛田野, 蔡秀军
【申请人】浙江大学
【专利摘要】本实用新型公开了一种CT成像技术领域的多自由度锥束CT成像系统，包括：六轴机械臂、带有平移装置的C型支架、带有双平移装置和旋转装置的平板探测器支架和X射线光源，其中：六轴机械臂末端与C型支架连接，C型支架两端分别与平板探测器支架和X射线光源连接。本实用新型所涉及的装置具有高度灵活性，可实现锥束CT轴扫描、螺旋扫描和非共面扫描多种扫描模式，以及成像几何参数在线实时调整等功能，具有扫描方式灵活、扫描范围广泛、成像参数可调等突出优点，适用于术中精准导航与自适应放射治疗以及早期肿瘤筛查与诊断等应用场合。
【专利说明】
多自由度锥束CT成像系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及的是一种医疗器械技术领域的装置，具体是一种多自由度锥束CT成像系统。
【背景技术】
[0002]安装在治疗床边的X射线锥束CT是当今图像引导的重要实现手段。目前锥束CT系统扫描轨迹有限，一般只进行圆形轨迹单次扫描，因此纵向空间覆盖低，一般大约为15cm，也无法实现非共面扫描策略。纵向覆盖率低导致头颈肿瘤治疗时会采用“步进-曝光”模式，即完成一次圆轨迹扫描后平移病床到下一个体位，再进行一次扫描以覆盖整个头颈部位。这样会增加一倍的辐射剂量，且后续图像拼接融合也很繁琐。而缺乏非共面扫描能力使得锥束CT难以在立体定位放射手术(如脑肿瘤和肺肿瘤的立体放疗)过程中进行图像引导，降低治疗效果。多自由度锥束CT成像系统解决当前锥束CT成像系统有限扫描轨迹的制约，使锥束CT用于术中精准导航与自适应放射治疗，以及早期肿瘤筛查与诊断。
【发明内容】
[0003]本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种多自由度锥束CT成像系统，解决锥束CT成像系统扫描轨迹受限的问题，具有扫描方式灵活、扫描范围广泛、成像参数可调等特点，对于高端医学图像引导如术中精准导航与自适应放射治疗以及早期肿瘤筛查与诊断等具有重要的应用价值。
[0004]本实用新型是通过以下技术方案实现的:一种多自由度锥束CT成像系统，包括:六轴机械臂、带有平移装置的C型支架、带有双平移装置和旋转装置的平板探测器支架和X射线光源，其中:六轴机械臂末端与C型支架连接，C型支架两端分别与平板探测器支架和X射线光源连接。
[0005]进一步地，所述的六轴机械臂可实现空间六自由度运动。
[0006]进一步地，所述的C型支架包括:支撑座、平板探测器支撑臂、X射线光源支撑臂和平移装置，其中:平板探测器支撑臂固定于支撑座一端，X射线光源支撑臂固定于支撑座另一端，平移装置设置于平板探测器支撑臂同一端。
[0007]进一步地，所述的支撑座与六轴机械臂末端固定连接。
[0008]进一步地，所述的支撑座为空心结构，平移装置设置于支撑座内部。
[0009]进一步地，所述的平移装置包括:电机一、联轴器一、丝杠一、螺母一、导轨一、滑块一和连接件，其中:电机一固定于支撑座上，电机一、联轴器一、丝杠一依次连接，螺母一和丝杠一相配合，连接件固定于螺母一上，并与平板探测器支撑臂固定连接，导轨一固定于支撑座上，导轨一上设有滑块一，滑块一固定于平板探测器支撑臂上。
[0010]进一步地，所述的平板探测器支架包括:支撑背板、纵向平移装置、横向平移装置、旋转装置和平板探测器，其中:纵向平移装置设置于支撑背板两侧，横向平移装置与纵向平移装置连接，旋转装置与横向平移装置连接，平板探测器固定于旋转装置上。
[0011]进一步地，所述的支撑背板与平板探测器支撑臂固定连接。
[0012]进一步地，所述的纵向平移装置包括:电机二、联轴器二、齿轮一、齿条一、导轨二、滑块二和支撑纵梁，其中:电机二固定于支撑纵梁上，电机二、联轴器二、齿轮一依次连接，齿条一和齿轮一相配合，齿条一固定于支撑背板上，导轨二固定于支撑纵梁上，导轨二上设有滑块二，滑块二固定于支撑背板侧面。
[0013]进一步地，所述的横向平移装置包括:电机三、联轴器三、带传动部件、齿轮二、齿条二、导轨三、滑块三和支撑横梁，其中:电机三固定于支撑纵梁上，电机三、联轴器三、带轮传动部件、齿轮二依次连接，齿条二和齿轮二相配合，齿条二固定于支撑横梁上，导轨三固定于支撑横梁上，导轨三上设有滑块三，滑块三固定于支撑纵梁上。
[0014]进一步地，所述的旋转装置包括:底板、旋转驱动装置和旋转平台，其中:底板固定于支撑横梁上，旋转驱动装置固定于底板上，旋转平台与旋转驱动装置连接。
[0015]进一步地，所述的平板探测器与旋转平台固定连接。
[0016]本装置工作原理如下:
[0017]六轴机械臂具有空间六自由度运动的能力，其末端搭载C型支架、平板探测器支架和X射线光源，可实现平板探测器和X射线光源绕三个坐标轴的转动自由度和沿三个坐标轴方向的移动自由度。其中，绕病床水平纵轴的旋转运动可用于轴扫描;绕病床水平横轴的旋转运动可用于非共面扫描；沿病床水平纵轴的平移运动可用于选择扫描部位以及螺旋扫描;沿病床水平横轴的平移运动可用于调整扫描中心区域;沿竖直轴的平移运动可用于调整病床在成像区域中的位置。
[0018]C型支架的平移装置通过电机一带动丝杠一做正反向连续转动，以实现螺母一和平板探测器支撑臂、平板探测器支架沿导轨一的往复直线运动，由此可以调整平板探测器至IJX射线光源的距离。平板探测器支架的纵向平移装置通过电机二带动齿轮一做正反向连续运动，以实现支撑纵梁相对于支撑背板沿导轨二的往复直线运动，由此可以调整平板探测器投影中心的纵向位置。平板探测器支架的横向平移装置通过电机三带动齿轮二做正反向连续运动，以实现支撑横梁相对于支撑纵梁沿导轨三的往复直线运动，由此可以调整平板探测器投影中心的横向位置。平板探测器支架的旋转驱动装置带动旋转平台做正反向连续转动，以实现平板探测器成像平面内的转动，由此可以调整平板探测器与病床纵轴之间的偏转角度。
[0019]本实用新型可实现多种锥束CT成像模式:锥束CT成像装置(平板探测器和X射线光源)绕病床水平纵轴旋转运动，实现360度轴扫描;锥束CT成像装置绕病床水平纵轴旋转运动，同时沿病床水平纵轴平移运动，实现360度螺旋扫描;锥束CT成像装置绕病床水平横轴旋转一定角度，再绕病床水平纵轴旋转运动，同时沿病床水平纵轴平移运动，实现非共面扫描。
[0020]本实用新型可调整多项锥束CT成像参数:成像旋转中心的位置;成像物体在扫描区域中的位置;平板探测器和X射线光源之间的距离;平板探测器投影中心的纵向位置;平板探测器投影中心的横向位置。
【附图说明】
[0021]图1为实施例1的结构示意图。
[0022]图2为C型支架的结构示意图，(a)为剖视图，(b)为侧视图。
[0023]图3为C型支架平移装置的结构示意图，(a)为主视图，(b)为侧视图。
[0024]图4、图5和图6为平板探测器支架的结构示意图。
[0025]图中:I六轴机械臂、2C型支架、3平板探测器支架、4X射线光源、5支撑座、6平板探测器支撑臂、7X射线光源支撑臂、8平移装置、9电机一、10联轴器一、11丝杠一、12螺母一、13导轨一、14滑块一、15连接件、16支撑背板、17纵向平移装置、18横向平移装置、19旋转装置、20平板探测器、21电机二、22联轴器二、23齿轮一、24齿条一、25导轨二、26滑块二、27支撑纵梁、28电机三、29联轴器三、30带传动部件、31齿轮二、32齿条二、33导轨三、34滑块三、35支撑横梁、36底板、37旋转驱动装置、38旋转平台。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0027]实施例1
[0028]如图1所示，本实例包括:六轴机械臂1、带有平移装置的C型支架2、带有双平移装置和旋转装置的平板探测器支架3和X射线光源4，其中:六轴机械臂I末端与C型支架2连接，C型支架2两端分别与平板探测器支架3和X射线光源4连接。
[0029]所述的六轴机械臂I可实现空间六自由度运动。
[0030]如图2所示，所述的C型支架2包括:支撑座5、平板探测器支撑臂6、X射线光源支撑臂7和平移装置8，其中:平板探测器支撑臂6固定于支撑座5—端，X射线光源支撑臂7固定于支撑座5另一端，平移装置8设置于平板探测器支撑臂6同一端。
[0031 ]所述的支撑座5与六轴机械臂I末端固定连接。
[0032]所述的支撑座5为空心结构，平移装置8设置于支撑座5内部。
[0033]如图3所示，所述的平移装置8包括:电机一9、联轴器一 10、丝杠一 11、螺母一 12、导轨一 13、滑块一 14和连接件15，其中:电机一9固定于支撑座5上，电机一9、联轴器一 10、丝杠一 11依次连接，螺母一 12和丝杠一 11相配合，连接件15固定于螺母一 12上，并与平板探测器支撑臂6固定连接，导轨一 13固定于支撑座5上，导轨一 13上设有滑块一 14，滑块一 14固定于平板探测器支撑臂6上。
[0034]如图4所示，所述的平板探测器支架3包括:支撑背板16、纵向平移装置17、横向平移装置18、旋转装置19和平板探测器20，其中:纵向平移装置17设置于支撑背板16两侧，横向平移装置18与纵向平移装置17连接，旋转装置19与横向平移装置18连接，平板探测器20固定于旋转装置19上。
[0035]所述的支撑背板16与平板探测器支撑臂6固定连接。
[0036]如图5所示，所述的纵向平移装置17包括:电机二21、联轴器二22、齿轮一23、齿条一24、导轨二25、滑块二26和支撑纵梁27，其中:电机二21固定于支撑纵梁27上，电机二21、联轴器二 22、齿轮一23依次连接，齿条一24和齿轮一23相配合，齿条一24固定于支撑背板16上，导轨二 25固定于支撑纵梁27上，导轨二 25上设有滑块二 26，滑块二 26固定于支撑背板16侧面。
[0037]如图5、6所示，所述的横向平移装置18包括:电机三28、联轴器三29、带传动部件30、齿轮二31、齿条二32、导轨三33、滑块三34和支撑横梁35，其中:电机三28固定于支撑纵梁27上，电机三28、联轴器三29、带轮传动部件30、齿轮二 31依次连接，齿条二 32和齿轮二 31相配合，齿条二 32固定于支撑横梁35上，导轨三33固定于支撑横梁35上，导轨三33上设有滑块三34，滑块三34固定于支撑纵梁27上。
[0038]如图6所示，所述的旋转装置19包括:底板36、旋转驱动装置37和旋转平台38，其中:底板36固定于支撑横梁35上，旋转驱动装置37固定于底板36上，旋转平台38与旋转驱动装置37连接。
[0039]所述的平板探测器20与旋转平台38固定连接。
[0040]本装置工作过程如下:
[0041]六轴机械臂I具有空间六自由度运动的能力，其末端搭载C型支架2、平板探测器支架3和X射线光源4，可实现平板探测器20和X射线光源4绕三个坐标轴的转动自由度和沿三个坐标轴方向的移动自由度。其中，绕病床水平纵轴的旋转运动可用于轴扫描;绕病床水平横轴的旋转运动可用于非共面扫描;沿病床水平纵轴的平移运动可用于选择扫描部位以及螺旋扫描;沿病床水平横轴的平移运动可用于调整扫描中心区域;沿竖直轴的平移运动可用于调整病床在成像区域中的位置。
[0042]C型支架2的平移装置8通过电机一9带动丝杠一11做正反向连续转动，以实现螺母一 12和平板探测器支撑臂6、平板探测器支架3沿导轨一 13的往复直线运动，由此可以调整平板探测器20到X射线光源4的距离。平板探测器支架3的纵向平移装置17通过电机二 21带动齿轮一 23做正反向连续运动，以实现支撑纵梁27相对于支撑背板16沿导轨二 25的往复直线运动，由此可以调整平板探测器20投影中心的纵向位置。平板探测器支架3的横向平移装置18通过电机三28带动齿轮二 31做正反向连续运动，以实现支撑横梁35相对于支撑纵梁27沿导轨三33的往复直线运动，由此可以调整平板探测器20投影中心的横向位置。平板探测器支架3的旋转驱动装置37带动旋转平台38做正反向连续转动，以实现平板探测器20成像平面内的转动，由此可以调整平板探测器20与病床纵轴之间的偏转角度。
【主权项】
1.一种多自由度锥束CT成像系统，其特征在于，包括:六轴机械臂、带有平移装置的C型支架、带有双平移装置和旋转装置的平板探测器支架和X射线光源，其中:六轴机械臂末端与C型支架连接，C型支架两端分别与平板探测器支架和X射线光源连接。2.根据权利要求1所述的多自由度锥束CT成像系统，其特征是，所述的六轴机械臂可实现空间六自由度运动。3.根据权利要求1所述的多自由度锥束CT成像系统，其特征是，所述的C型支架包括:支撑座、平板探测器支撑臂、X射线光源支撑臂和平移装置，其中:平板探测器支撑臂固定于支撑座一端，X射线光源支撑臂固定于支撑座另一端，平移装置设置于平板探测器支撑臂同一端;支撑座与六轴机械臂末端固定连接。4.根据权利要求3所述的多自由度锥束CT成像系统，其特征是，所述的支撑座为空心结构，平移装置设置于支撑座内部。5.根据权利要求3所述的多自由度锥束CT成像系统，其特征是，所述的平移装置包括:电机一、联轴器一、丝杠一、螺母一、导轨一、滑块一和连接件，其中:电机一固定于支撑座上，电机一、联轴器一、丝杠一依次连接，螺母一和丝杠一相配合，连接件固定于螺母一上，并与平板探测器支撑臂固定连接，导轨一固定于支撑座上，导轨一上设有滑块一，滑块一固定于平板探测器支撑臂上。6.根据权利要求1所述的多自由度锥束CT成像系统，其特征是，所述的平板探测器支架包括:支撑背板、纵向平移装置、横向平移装置、旋转装置和平板探测器，其中:纵向平移装置设置于支撑背板两侧，横向平移装置与纵向平移装置连接，旋转装置与横向平移装置连接，平板探测器固定于旋转装置上;支撑背板与平板探测器支撑臂固定连接。7.根据权利要求6所述的多自由度锥束CT成像系统，其特征是，所述的纵向平移装置包括:电机二、联轴器二、齿轮一、齿条一、导轨二、滑块二和支撑纵梁，其中:电机二固定于支撑纵梁上，电机二、联轴器二、齿轮一依次连接，齿条一和齿轮一相配合，齿条一固定于支撑背板上，导轨二固定于支撑纵梁上，导轨二上设有滑块二，滑块二固定于支撑背板侧面。8.根据权利要求6所述的多自由度锥束CT成像系统，其特征是，所述的横向平移装置包括:电机三、联轴器三、带传动部件、齿轮二、齿条二、导轨三、滑块三和支撑横梁，其中:电机三固定于支撑纵梁上，电机三、联轴器三、带轮传动部件、齿轮二依次连接，齿条二和齿轮二相配合，齿条二固定于支撑横梁上，导轨三固定于支撑横梁上，导轨三上设有滑块三，滑块三固定于支撑纵梁上。9.根据权利要求6所述的多自由度锥束CT成像系统，其特征是，所述的旋转装置包括:底板、旋转驱动装置和旋转平台，其中:底板固定于支撑横梁上，旋转驱动装置固定于底板上，旋转平台与旋转驱动装置连接;平板探测器与旋转平台固定连接。
【文档编号】A61B6/03GK205697813SQ201620202968
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】王静, 牛田野, 蔡秀军
【申请人】浙江大学
相关技术
网友询问留言
已有0条留言
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！
1