一种扫描床以及补偿其床板下垂的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种扫描床以及补偿其床板下垂的方法和装置，能提高定位的准确性。所述方法包括：检测床板上扫描断面所处位置的下垂程度；判断下垂程度是否小于预定程度，如果是，则终止；如果否，则根据下垂程度确定床板的调整量，并按照调整量升高床板。所述装置包括用于检测床板上扫描断面所处位置的下垂程度的检测装置、驱动床板升降的升降装置以及与两者信号连接的控制器，控制器中预存有下垂程度的预定值，如下垂程度的检测值小于预定值，则控制终止程序，否则根据下垂程度确定床板的调整量，并控制升降装置按调整量升高床板。床板在人体重力作用下发生下垂，经过预先升床板补偿后，实际检测的扫描断面即为理论扫描断面，定位更准确。
【专利说明】一种扫描床以及补偿其床板下垂的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗机械【技术领域】，特别是涉及一种补偿扫描床的床板下垂的方法。本发明还涉及一种采用上述方法的装置以及具有该装置的扫描床。
【背景技术】
[0002]目前,医用CT(computed tomography)机是一种功能齐全的病情探测仪器,它是电子计算机X射线断面扫描技术的简称，利用X射线对人体进行体层检查。
[0003]现有的医用CT机通常包括扫描主机、扫描床和控制台等。扫描床包括起支撑作用的床架和设置在床架上的床板，床板与床架之间采用可水平滑动的连接方式，以便床板相对床架向外划出或者收放到床架上。
[0004]患者在接受CT机扫描时，需要躺在扫描床的床板上；然后，床板相对床架向外划出，并以其尾端支撑在床架上,其头端连同床板的主体伸入扫描主机内，从而将人体送入扫描主机内进行扫描。
[0005]在上述扫描的过程中，由于床板伸出的长度较长，且患者对床板持续地施加向下的作用力，床板会发生下垂，则位于床板上的扫描断面也相应下垂；但是，当CT机与其他设备(如PET)联合使用时，需要对扫描断面进行重复定位，而床板的下垂在较大程度上影响了重复定位精度。
[0006]可见，床板的下垂使得实际的扫描断面与理论上的扫描断面(床板不下垂时需要扫描的断面)存在差异，这种差异影响了重复定位精度，给后续的治疗带来了不便。
[0007]因此，如何设计一种补偿扫`描床的床板下垂的方法和装置，能够实现实际扫描断面与理论扫描断面的统一，提高定位的准确性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种补偿扫描床的床板下垂的方法和装置，能够实现实际扫描断面与理论扫描断面的统一，提高定位的准确性。
[0009]本发明的另一目的是提供一种扫描床，能够对床板下垂进行补偿。
[0010]为解决上述技术问题，本发明提供一种补偿扫描床的床板下垂的方法，包括以下步骤:
[0011]11)检测床板上扫描断面所处位置的下垂程度；
[0012]12)判断所述下垂程度是否小于预定程度，如果是，则终止；如果否，则执行步骤13)；
[0013]13)根据所述下垂程度确定床板的调整量，并按照所述调整量升高床板。
[0014]本发明的方法首先对床板的下垂程度进行检测，如果下垂程度较小，则对定位基本上不会产生实质性影响，此处为简化程序，可以不进行床板下垂的补偿，直接终止程序；如果下垂程度较大，则根据床板的下垂程度确定其调整量，进而按照调整量升高床板，以便将床板上与扫描断面对应的位置升高到理论位置的上方；当人体躺在床板上时，在人体重力的作用下，床板发生下垂，使得扫描断面下降到理论位置的高度，则实际检测的扫描断面即为理论上的扫描断面，提高了定位的准确性。
[0015]优选地，所述下垂程度与床板单位重量下的弹性系数K、床板前支撑与床板尾部的距离L、扫描断面与床板前支撑的距离S以及患者体重G呈线性关系，在所述步骤13)中，所述调整量X通过以下公式获得:X=KXLXSXG/(L+S)。
[0016]在进行床板下垂补偿前，调整量的计算是关键，经研究发现，调整量与床板单位重量下的弹性系数K、床板前支撑与床板尾部的距离L、扫描断面与床板前支撑的距离S以及患者体重G呈线性关系，而上述变量可以直接通过扫描机读取，无需再进行测量，即可计算出床板的调整量，进一步简化了调节过程。
[0017]优选地，所述步骤13)包括:
[0018]131)根据所述下垂程度计算床板的调整量；
[0019]132)判断所述调整量是否超过预定范围，如果否，则按照所述调整量升高床上架的床板前支撑，如果是，则上移床上架并重新计算所述调整量，直至所述调整量处于所述预定范围内，并按照重新计算的所述调整量与床上架上移量的差值升高床板前支撑。
[0020]在床板的调整量较大的情况下，单独升高床板可能无法满足补偿的需求，此时可以首先升高床上架，以便将床板整体升高到一定的高度，然后在通过升高床板前支撑对床板的高度进行微调，从而保证扫描断面的定位精度。
[0021]优选地，在所述步骤132)中，床`上架铰接在床架的顶端，首先向前摆动床架以推动床上架向前上方移动，然后按照床上架的前移量向后移动床板，并重新确定所述床板前支撑与床板尾部的距离、扫描断面与床板前支撑的距离，以重新计算所述调整量。
[0022]本发明还提供一种补偿扫描床的床板下垂的装置，包括用于检测床板上扫描断面所处位置的下垂程度的检测装置、驱动床板升降的升降装置以及与两者信号连接的控制器，所述控制器中预存有下垂程度的预定值，如果所述下垂程度的检测值小于所述预定值，则所述控制器控制终止程序，否则，所述控制器根据所述下垂程度的检测值确定床板的调整量，并控制所述升降装置按照所述调整量升高所述床板。
[0023]优选地，还包括具有床上架的床架，所述床板可滑动地连接在所述床上架上，所述床板滑动到与扫描断面对应位置后，其尾部与所述床上架固定连接；所述升降装置包括用于支撑所述床板伸出部分的床板前支撑，所述床板前支撑能够上下移动。
[0024]床板前支撑能够上下移动，以推动床板上升或者将其降低一定高度，从而对床板的高度位置进行调整，最终将扫描断面定位在所需高度，整个调整过程较为简单，且定位精度较高。
[0025]优选地，所述床板前支撑为以其两端支撑在所述床上架上的托轮，所述托轮可上下滚动。
[0026]优选地，所述升降装置还包括连接在所述床上架底端的连杆机构，所述连杆机构在前后方向摆动，以带动所述床上架在前上后下的方向上移动。
[0027]优选地，所述床架具有底座，所述升降装置还包括连接在所述床上架和底座之间的两连接板，两所述连接板左右延伸且相互平行，各所述连接板均以其两端分别与所述床上架和底座铰接，各铰接轴左右延伸且相互平行。[0028]可以通过连杆机构或者连接板的摆动实现床上架的摆动，以改变床上架的高度位置，从而推高或者降低床板，将其定位在所需位置，实现对床板下垂的补偿；还可以与床板前支撑相互配合，以提高调整效率和定位精度。
[0029]本发明还提供一种扫描床，具有如上述任一项所述的装置，故上述任一项所述的装置所产生的技术效果均适用于本发明的扫描床，此处不再赘述。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1为本发明所提供方法在一种【具体实施方式】中的流程示意图；
[0031]图2为理想状态下床板支撑的结构简图；
[0032]图3为实际床板支撑的结构简图；
[0033]图4为采用本发明的方法补偿后的床板支撑结构简图；
[0034]图5为本发明所提供扫描床的床板未伸出时的立体结构示意图；
[0035]图6为图5所示扫描床的床板伸出状态示意图；
[0036]图7为图5所不扫描床的床上架升闻状态不意图；
[0037]图8为图5所示扫描床的床上架降低状态示意图。
[0038]图1-8 中:
[0039]I床板、2床架、21床上架、211床板前支撑、22底座、3连接板【具体实施方式】
[0040]本发明的核心是提供一种补偿扫描床的床板下垂的方法和装置，能够实现实际扫描断面与理论扫描断面的统一，提高定位的准确性。
[0041]本发明的另一核心是提供一种扫描床，能够对床板下垂进行补偿。
[0042]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0043]请参考图1-4，图1为本发明所提供方法在一种【具体实施方式】中的流程示意图；图2为理想状态下床板支撑的结构简图；图3为实际床板支撑的结构简图；图4为采用本发明的方法补偿后的床板支撑结构简图。
[0044]本文中所述的前后、上下、左右等方位词以扫描床为参照，扫描床朝向扫描机的方向为前方，相应地，由扫描机退出的方向为后方；扫描床靠近地面的方向为下方，远离地面的方向为上方；在扫描床的床板所在的平面内，与前后方向垂直的方向为左右方向。
[0045]为对扫描床的床板下垂进行补偿，本发明的方法包括以下步骤:
[0046]S11、检测床板上扫描断面所处位置的下垂程度，其中，床板上扫描断面所处位置是指，进行扫描时，需要将患者的待扫描部位送入扫描机内，此时待扫描部位所在的平面即为扫描断面，床板上与待扫描部位对应的位置即为所述扫描断面所处位置；所述下垂程度可以为扫描断面的下垂高度或者下垂角度等；
[0047]S12、将检测到的下垂程度与允许床板下垂的预定程度进行比较，判断所述下垂程度是否小于预定程度，如果是，说明床板的下垂量在允许的范围内，则终止；如果否，说明需要对床板下垂进行补偿，则执行步骤S13 ；
[0048] S13、根据上述下垂程度确定对床板下垂进行补偿所需的调整量X ；[0049]S14、将所述调整量X与预定范围比较，判断所述调整量X是否超过预定范围，如果是，则执行步骤S15，如果否，则执行步骤S16 ；
[0050]S15、向上移动床上架，然后重新计算所述调整量X，并返回步骤S14 ；
[0051]S16、按照调整量X升高床上架上的床板前支撑，进一步升高床板，直至床板上扫描断面所在的位置与理论扫描断面基本重合。
[0052]或者在步骤S16中，可以返回执行步骤S12，进一步判断调整后的下垂程度是否在允许的预定程度内，如果是，则终止，如果否，则循环进行上述补偿程序。
[0053]需要说明的是，在步骤S15中重新计算调整量X后，如果调整量X处于预定范围内，由于升高了床上架，故此后执行步骤S16时，需要扣除床上架升高的量，也就是说，按照重新计算的调整量X减去床上架的上移量后得到的值升高床板前支撑。
[0054]经研究发现，调整量X与床板的下垂程度有关，而决定床板下垂程度的因素主要有:床板的弹性、患者体重，以及扫描断面距床板前支撑的距离。
[0055]假定床板单位重量下的弹性系数为K，床板伸出后，床板前支撑与床板尾部的距离为L，扫描断面与床板前支撑的距离为S，患者体重为G，则通常情况下，调整量X与上述变量K、L、S、G呈线性关系；在所述步骤S13中，所述调整量X可以通过以下公式获得:X=KXLXSXg/(L+S)。
[0056]本领域技术人员应该可以理解，在床板承受的力处于较小范围时，其变形基本上呈线性状态，当继续增加床板受力时，床板的变形会加重，此时的变形基本上呈曲线状态，也即变形线不再是近似线性的直线，而是弧形曲线，则调整量X与上述变量K、L、S、G之间的线性关系也就相应的改变，此时直接采用上述公式计算得出的数值可能不太准确。
[0057]因此，在上述步骤S14中可以对计算得出的调整量X与预定范围进行比较，所述预定范围是指床板线性变形时所对应的调整量X的范围，当调整量X超过预定范围时，说明变形较大，此时可以升高床上架进行预补偿，然后重新确定调整量X，直至调整量X处于预定范围。
[0058]具体地，在步骤S15中，其中一种具体设置方式中，床上架可以铰接在床架的顶端，此时可以向前摆动床架，则支撑在床上架底端的支撑部件也相应地摆动，由于通常情况下，床上架的支撑件处于向后倾下状态，当向前摆动时，会顺势推动床上架向前上方移动；为保证扫描断面在前后方向不发生位置变化，可以向后移动床板，床板的后移量与床上架的前移量保持一致；当后移床板后，床板前支撑与床板尾部的距离L、扫描断面与床板前支撑的距离S也相应地发生了变化，此时可以重新确定两者的值，并重新计算调整量X。
[0059]在步骤Sll中，可以扫描断面理论状态下所在的平面作为理论扫描断面，检测下垂后的扫面断面相对理论扫描断面的距离作为下垂高度；或者以地面作为参照，检测理论状态下和下垂后扫描断面与地面的距离，比较得出扫描断面的下垂程度；还可以检测下垂后的床板与下垂前的床板之间的夹角。
[0060]可以想到，上述步骤S12可以省去，不管下垂程度大小，均进行床板下垂的补偿，以提高扫描断面的定位精度；同理，步骤S14和S15也可以省去，即使床板下垂程度较大，调整量超出了预定范围，仍可以直接升高床板前支撑进行补偿，只是此时的补偿效果有限，在增加了步骤S14和S15后，床上架的升高能够有效弥补较多的下垂量，起到较好的补偿作用。[0061]还可以想到，步骤S13中，计算调整量X的方法多样，例如，在采用下垂高度衡量下垂程度时，所述调整量X可以直接采用下垂高度的值，或者根据扫描断面在床板上的位置，对床板的调整量进行修正；在采用下垂角度等衡量下垂程度时，可以根据扫描断面在床板上的前后位置，确定床板的调整量X。
[0062]或者，可以采用直接测量的方式获取床板的调整量X，例如，可以采用激光测距等方式测量床板的下垂高度，作为床板的调整量X。
[0063]另外，在步骤S16中，实现床板升高的方式不限于升高床板前支撑，由于床板前支撑的结构相对灵活，且扫面断面处于床板的前方，故升高床板前支撑能够有效调整扫描断面的位置；但是，本领域技术人员应该可以理解，本发明中不限于采用上述方式升高床板，凡是能够实现板状结构升降的方式均适用于本发明的床板，构成本发明床板的升降装置。
[0064]如图2-4所示，以箭头表示加载在床板上的人体的重量，以竖线M所在位置表示扫描断面的位置；理想状态下，床板处于水平状态，扫描断面所处的高度与床板的高度保持一致，如图2所示；实践中，患者躺在床板上后，床板会发生下垂，导致扫描断面的高度下降，如图3所示，即扫描断面的高度低于床板的高度；采用本发明的方法补偿后，由于升高了床板前支撑，使得扫描断面在空载情况下的高度升高，当患者躺在床板上时，床板发生下垂，使得扫描断面基本上能够得到如图2所示的理想状态，则实际检测的扫描断面与理想状态的断面能够保持一致，方便后续诊断治疗。
[0065]请进一步参考图5-8，图5为本发明所提供扫描床的床板未伸出时的立体结构示意图；图6为图5所示扫描床的床板伸出状态示意图；图7为图5所示扫描床的床上架升高状态示意图；图8为图5所示扫描床的床上架降低状态示意图。
[0066]本发明还提供一种补偿扫描床的床板下垂的装置，包括用于检测床板I上扫描断面所处位置的下垂程度的检测装置、驱动床板I升降的升降装置，以及与上述两者信号连接的控制器，控制器中预存有下垂程度的预定值，并对所述检测装置检测的下垂程度的检测值与所述预定值比较，如果所述下垂程度的检测值小于所述预定值，则所述控制器控制终止程序；否则，所述控制器根据检测装置检测的下垂程度确定床板I的调整量X，然后控制升降装置按照调整量X升高床板1，以便将扫描断面升高到理论高度。
[0067]所述理论高度是指床板I不下垂的情况下，扫描断面所在的高度。
[0068]本发明的装置还可以包括床架2，床架2具有床上架21，床板I可滑动地连接在床上架21上，并能够相对床上架21前后滑动，当床板I滑动到与扫描断面相对应的位置后，其尾部与床上架21固定连接，以固定床板I的位置；床上架21的前端具有床板前支撑211，床板前支撑211在床板I伸出后，用于支撑床板I的伸出部分，如图5和图6所示，床板前支撑211能够上下移动，从而构成升降装置的一部分，以驱动床板上升或下降。
[0069]具体地，床板前支撑211可设置为托轮，如图5所示，托轮以其两端支撑在床上架21上，且床上架21的左右两端具有托轮的滚动轨道，则托轮可以上下滚动，以改变床板I支撑位置的高度，实现对床板I的高度调整。
[0070]床板前支撑211还可以设置为滑动式支撑板等结构，能够在上下方向上滑动，进而升高床板I。
[0071]升降装置还可以包括连杆机构，所述连杆机构设置在床上架21的底端，且连杆机构能够在前后方向摆动，通常情况下，连杆机构在上下方向上延伸设置，则当连杆机构前后摆动时，其高度会随着摆动发生变化，从而带动床上架21在前上后下的方向上移动，进而借助床上架21的移动推动其上的床板I升降。
[0072]尤其在床板I的调整量较大的情况下，可以采用上述连杆机构对床板I进行较大幅度的升高，从而缩小床板前支撑211需要升高的幅度，以便床板前支撑211与连杆机构相互配合，共同实现床板I的升高。
[0073]床架2还可以设置底座22，升降装置还可以包括连接在床上架21和底座22之间的两个连接板3，两个连接板3相互平行，且左右延伸设置，各个连接板3均以其两端分别与床上架21和底座22铰接，各个铰接轴左右延伸，且相互平行，形成图7和图8所示结构。
[0074]由于连接板3铰接在床上架21和底座22之间，且连接板3相互平行，在床上架21和底座22平行设置的情况下，整个扫描床呈平行四边形结构，则可以前后摆动连接板3，以推动床上架21在前上后下的方向上移动，进而推动床上架21上的床板I上升或下降，如图7和图8所示。
[0075]显然，连接板3的结构设置与上述连杆机构类似，由于床上架21除了在上下方向存在运动，还在前后方向发生位移，故当采用上述方法升高床板I后，需要向后移动床板1，以便将扫描断面移动到原来的前后位置。
[0076]需要说明的是，检测装置可以为任意能够实现下垂程度检测的装置，例如，采用激光检测仪检测下垂高度、下垂角度等，或者可以借助扫描机内存储的相关数据对下垂程度进行衡量，而无需单独设置相应的检测装置，具体计算方法可以参加上文中关于调整量X的计算部分，此处不再赘述。
[0077]同时，升降装置的结构形式较为多样，不限于上述的床板前支撑211和连杆机构、连接板3，还可以采用其他部件实现床板I的升降，例如升降油缸、气缸等。
[0078]本发明还提供一种扫描床，`具有上述任一项所述的补偿扫描床的床板下垂的装置，故上述任一项所述的装置所产生的技术效果均适用于本发明的扫描床，此处不再赘述。
[0079]以上对本发明所提供的扫描床以及补偿其床板下垂的方法和装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种补偿扫描床的床板下垂的方法，其特征在于，包括以下步骤: 11)检测床板上扫描断面所处位置的下垂程度； 12)判断所述下垂程度是否小于预定程度，如果是，则终止；如果否，则执行步骤13)； 13)根据所述下垂程度确定床板的调整量，并按照所述调整量升高床板。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下垂程度与床板单位重量下的弹性系数(K)、床板前支撑与床板尾部的距离(L)、扫描断面与床板前支撑的距离(S)以及患者体重(G)呈线性关系，在所述步骤13)中，所述调整量(X)通过以下公式获得:X=KXLXSXG/(L+S)。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤13)包括: 131)根据所述下垂程度计算床板的调整量(X)； 132)判断所述调整量(X)是否超过预定范围，如果否，则按照所述调整量(X)升高床上架的床板前支撑，如果是，则上移床上架并重新计算所述调整量(X)，直至所述调整量(X)处于所述预定范围内，并按照重新计算的所述调整量(X)与床上架上移量的差值升高床板前支撑。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤132)中，床上架铰接在床架的顶端，首先向前摆动床架以推动床上架向前上方移动，然后按照床上架的前移量向后移动床板，并重新确定所述床板前支撑与床板尾部的距离(L)、扫描断面与床板前支撑的距离(S)，以重新计算所述调整量(X)。
5.一种补偿扫描床的床板下垂的装置，其特征在于，包括用于检测床板(I)上扫描断面所处位置的下垂程度的检测装置、驱动床板(I)升降的升降装置以及与两者信号连接的控制器，所述控制器中预存有下垂程度的预定值，如果所述下垂程度的检测值小于所述预定值，则所述控制器控制终止程序，否则，所述控制器根据所述下垂程度的检测值确定床板(I)的调整量，并控制所述升降装置按照所述调整量升高所述床板(I)。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括具有床上架(21)的床架(2)，所述床板(I)可滑动地连接在所述床上架(21)上，所述床板(I)滑动到与扫描断面对应位置后，其尾部与所述床上架(21)固定连接；所述升降装置包括用于支撑所述床板(I)伸出部分的床板前支撑(211)，所述床板前支撑(211)能够上下移动。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述床板前支撑(211)为以其两端支撑在所述床上架(21)上的托轮，所述托轮可上下滚动。
8.如权利要求5-7任一项所述的装置，其特征在于，所述升降装置还包括连接在所述床上架(21)底端的连杆机构，所述连杆机构在前后方向摆动，以带动所述床上架(21)在前上后下的方向上移动。
9.如权利要求5-7任一项所述的装置，其特征在于，所述床架(2)具有底座(22)，所述升降装置还包括连接在所述床上架(21)和底座(22)之间的两连接板(3)，两所述连接板(3)左右延伸且相互平行，各所述连接板(3)均以其两端分别与所述床上架(21)和底座(22)铰接，各铰接轴左右延伸且相互平行。
10.一种扫描床，其特征在于，具有如上述权利要求5-9任一项所述的装置。
【文档编号】A61B6/04GK103876774SQ201310598173
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年11月21日
【发明者】李双学, 阎虹 申请人:沈阳东软医疗系统有限公司