Dr系统及其控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种DR系统及其控制系统，所述DR系统包括球管组件和平板组件，所述球管组件包括有X射线源，所述平板组件包括有射线探测器，其中，还包括机械手，所述球管组件或平板组件固定安装在所述机械手上。本实用新型提供的DR系统及其控制系统，创造性地把工业机器人的技术应用于DR领域，将机械手的技术优势引入DR设备领域，提高了球管和平板的定位控制精度、可在三维空间内任意角度拍摄，改善了图像质量，且降低了对检查房间的要求。
【专利说明】DR系统及其控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉医疗设备及其控制系统，尤其涉及一种DR系统及其控制系统。
【背景技术】
[0002]现有的数字X射线摄影(Digital Radiography, DR)设备如图1所示，包括设置有X射线源的球管组件10、设置有射线探测器的平板组件20、胸片架30和悬吊架40，球管组件10固定在悬吊架40上、平板组件20固定在胸片架30上。
[0003]现有的DR系统，根据机架的固定方式，主要分为两大类:天轨式和落地式(落地式又分为固定式和地轨式)。在实践使用中，具有以下缺点:1、传统DR机架系统，运动范围受限于检查房间的大小，对检查室的安装环境要求较高；2、传统DR机架系统运动控制精度较低(1_)，机架系统集成化程度低，安装零部件繁杂；3、传统DR机架系统为平面坐标系控制系统，很难实现三维空间内任意对中的灵活性，临床上也存在较多的影像盲区，要实现高精度的对中静态摄影和随动动态摄影，存在相当大的技术难度；4、当前的DR系统摆位中，由于机械结构的局限性，全部基于上球管摄影技术，患者所受剂量大，检查床面板对待有图像信息的X射线有衰减作用，降低了图像的对比度和分辨率。因此，有必要提供一种新型的DR系统及其控制系统。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种DR系统及其控制系统，将机械手技术和DR设备技术相结合，提高了球管和平板的定位控制精度、可在三维空间内任意角度拍摄，改善了图像质量，且降低对检查房间的要求。
[0005]本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种DR系统，包括球管组件和平板组件，所述球管组件包括有X射线源，所述平板组件包括有射线探测器，其中，还包括机械手，所述球管组件或平板组件固定安装在所述机械手上。
[0006]上述的DR系统，其中，所述机械手的数量为两个，分别为第一机械手和第二机械手，所述球管组件和平板组件分别安装在第一机械手和第二机械手上。
[0007]上述的DR系统，其中，所述机械手为6轴机械手。
[0008]上述的DR系统，其中，所述球管组件安装固定在机械手上，且所述球管组件的重量范围为0-50Kg。
[0009]上述的DR系统，其中，所述机械手包括依次相连的第一轴臂、第二轴臂、第三轴臂、第四轴臂、第五轴臂和第六轴臂，所述第一轴臂与检查室固定安装，所述第六轴臂与球管组件和/或平板组件相连。
[0010]上述的DR系统，其中，所述机械手的第一轴臂固定安装在检查室的地面上、天花板或墙壁上。
[0011]本实用新型为解决上述技术问题而采用的另一技术方案是提供一种DR系统的控制系统，包括:一实时控制计算机，用于与各个控制器之间的数据交换和监控整个系统的状态；一机械手控制器，分别与所述实时控制计算机和机械手相连，用于控制机械手的运动；一人机交互控制器，与所述实时控制计算机相连，为系统控制指令的输入端和系统状态的输出端；一x线控制器，分别与所述实时控制计算机和球管组件相连，用于控制X线的质量。
[0012]上述的DR系统的控制系统，其中，所述实时控制计算机与机械手控制器、人机交互控制器、X线控制器采用实时控制总线相连。
[0013]上述的DR系统的控制系统，其中，所述实时控制计算机与机械手控制器、人机交互控制器、X线控制器采用星型拓扑结构相连。
[0014]本实用新型对比现有技术有如下的有益效果:本实用新型提供的DR系统及其控制系统，创造性地把工业机器人的技术应用于DR领域，将机械手的技术优势引入DR设备领域，具有以下优点:1、系统控制方面:(1)定位控制精度可达0.02mm，提高球管和平板的对中精度和随动控制精度，极大改善图像的质量，如长骨拼接，断层扫描等；(2)可在SIDlOO ?SID400(source to image receptor distance,源像距)的三维空间内任意角度摄影，可以改善某些人体部位的投射摆位难度，利于危重或特殊病人的检查，避免产生图像盲区；(3)可实现静态摄影和动态摄影；2、可服务性:(1)对装机环境的要求大大减低，任何形状的房间都可以适应(智能化控制可自动识别障碍物)，最小房间大小可达10m2 ;(2)可实现安装形式的多样化，如安装在天花板上的悬吊式安装，安装在地面上的落地式安装，安装于轨道上的轨道式安装，安装于墙面上的壁挂式安装；3、临床功能开发:(1)能兼容现有的临床应用功能，由于运动性能的提升，空间限制条件少，可开发出更多的临床应用功能，如胸部及其他人体部位的Tomosynthesis (三维矢向断层扫描)功能；(2)可开发出新的基于下球管的摆位摄影技术，提高图像对比度和分辨率，可降低患者的吸收剂量；4、高度集成化的机架系统有利支撑临床功能的进一步开发，相当于把DR的机架系统外包给专业的技术第三方，优化医疗设备制造商的资源配置，令研发的资源配置更专注于医学成像和DR系统的集成方案的开发。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为现有DR设备结构示意图；
[0016]图2为本实用新型实施例中的DR系统结构示意图；
[0017]图3为本实用新型实施例中的DR控制系统示意图。
[0018]图中:
[0019]10球管组件20平板组件30胸片架 40悬吊架
[0020]50机械手 51第一轴臂52第二轴臂53第三轴臂
[0021]54第四轴臂55第五轴臂56第六轴臂
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
[0023]图2为本实用新型实施例中的DR系统结构示意图。
[0024]本实用新型提供的DR系统，包括球管组件10和平板组件20，球管组件10包括有X射线源，平板组件20包括有射线探测器，球管组件10或平板组件20安装固定在机械手50上。本实施例中，以球管组件10安装在机械手50，平板组件20固定在胸片架30上为例，机械手50优选为六轴机械手，包括依次相连的第一轴臂51、第二轴臂52、第三轴臂53、第四轴臂54、第五轴臂55和第六轴臂56,第一轴臂51与检查室固定安装,第六轴臂56与球管组件10相连。
[0025]六轴机械手的第一到第六轴臂的旋转运动可实现三维空间内任意位置的姿态和动作轨迹，在机械臂的极限空间范围内，可将球管组件10送达到任意位置，可实现任意角度的摄影。
[0026]较佳地，球管组件10的重量控制在50Kg以内，机械手的尺寸可节省安装空间，采用天吊式、落地式、轨道式、壁挂式等多种方式安装。
[0027]图2中所示为单机械手配置的落地式安装，在临床使用中，可实现如下三大大系统功能位:
[0028]站立式摄影:球馆组件10可自动跟随平板组件20的角度进行静态摄影和动态摄影;
[0029]躺卧式上球管、下平板摄影:需要配置病床；
[0030]躺卧式下球管、上平板摄影:需要配置可升降病床，满足SIDllO的高度要求。
[0031]上面的实施例为DR系统的单机械手配置结构，将球管组件10安装在机械手50上，平板组件20固定在传统的胸片架30上，本领域的技术人员知晓，还有以下两组组合结构:第一种也为单机械手配置结构，该DR系统中将平板组件20固定在机械手50上，而球管组件10安装在传统的机架上；第二种为双机械手配置结构，该DR系统将球管组件10和平板组件20均分别安装在机械手上。用户可根据实际情况和需要进行配置，使用时，利用机械手的旋转运动可实现三维空间内任意位置的姿态和动作轨迹，使球管组件10和平板组件20配合使用完成拍摄。
[0032]本实用新型提供DR系统的控制系统采用星型结构，有以下四个控制模块构成:
[0033]一实时控制计算机(Real Time Computer ；RTC):实时控制计算机为控制系统的中枢，负责各个控制器之间的数据交换和监控整个系统的状态。
[0034]机械手控制器(Robot controller ；RC):用于控制机械手50的运动。
[0035]人机交互控制器(HMI Controller ；HC):作为系统控制指令的输入端和系统状态的输出端。
[0036]X线控制器(Xray Controller ;XC):用于控制X线的质量，所述X线控制器通过控制高压发生器的软件模块来控制X线射线量及设置相关参数，实现对X线的质量控制。
[0037]上述各个控制模块之间采用实时控制总线，可根据实际的运算速度需要采用不同速率的总线技术。
[0038]虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
【权利要求】
1.一种DR系统，包括球管组件(10)和平板组件(20)，所述球管组件(10)包括有X射线源，所述平板组件(20)包括有射线探测器，其特征在于，还包括机械手，所述球管组件(10)或平板组件(20)固定安装在所述机械手(50)上。
2.如权利要求1所述的DR系统，其特征在于，所述机械手(50)的数量为两个，分别为第一机械手和第二机械手，所述球管组件(10)和平板组件(20)分别安装在第一机械手和第二机械手上。
3.如权利要求1或2所述的DR系统，其特征在于，所述机械手(50)为6轴机械手。
4.如权利要求1所述的DR系统，其特征在于，所述球管组件(10)安装固定在机械手(50)上,且所述球管组件(10)的重量范围为0-50Kg。
5.如权利要求3所述的DR系统，其特征在于，所述机械手(50)包括依次相连的第一轴臂(51)、第二轴臂(52)、第三轴臂(53)、第四轴臂(54)、第五轴臂(55)和第六轴臂(56)，所述第一轴臂(51)与检查室固定安装，所述第六轴臂与球管组件(10)和/或平板组件(20)相连。
6.如权利要求5所述的DR系统，其特征在于，所述机械手(50)的第一轴臂(51)固定安装在检查室的地面上、天花板或墙壁上。
7.—种权利要求1-6任一项权利要求所述的DR系统的控制系统,其特征在于,包括: 一实时控制计算机，用于与各个控制器之间的数据交换和监控整个系统的状态； 一机械手控制器，分别与所述实时控制计算机和机械手相连，用于控制机械手的运动； 一人机交互控制器，与所述实时控制计算机相连，为系统控制指令的输入端和系统状态的输出端； 一 X线控制器，分别与所述实时控制计算机和球管组件相连，用于控制X线的质量。
8.如权利要求7所述的DR系统的控制系统，其特征在于，所述实时控制计算机与机械手控制器、人机交互控制器、X线控制器采用实时控制总线相连。
9.如权利要求8所述的DR系统的控制系统，其特征在于，所述实时控制计算机与机械手控制器、人机交互控制器、X线控制器采用星型拓扑结构相连。
【文档编号】A61B6/00GK203634184SQ201320577000
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】唐冰 申请人:上海联影医疗科技有限公司