一种多模态成像系统的对准调节装置及其对准调节方法与流程

本发明涉及医疗器械技术领域，涉及医疗影像设备，尤其是多模态成像系统的对准调节装置及其对准调节方法。

背景技术：

多模态成像系统可以用于多种模态进行扫描，例如正电子发射计算机断层扫描(Positron EmissionTomography，PET)、单正电子发射计算机断层扫描(SPECT)、核共振成像(MRI)、计算机断层扫描(ComputedTomography，CT)等。

在多模系统(也称为多态系统)中，使用部分相同硬件完成不同扫描，例如，PET-CT是将PET和CT有机结合在一起，使用同一个检查床和同一图像处理工作站，利用PET和CT图像的固有重合，将PET图像和CT图像通过图像重建融合技术形成PET-CT融合图像，一次显像即可同时反映病灶的病理生理变化和形态结构，实现优势互补，具有灵敏度、准确、特异性高及定位精确等特点。

上述固有重合是建立在假设不同成像系统，例如PET和CT机架的坐标系统是对准的基础上的，若不同成像系统的坐标系统不对准，则可能直接导致图像的重合失调，无法准备的进行后续的图像重建等步骤，进而无法提供精确的图像信息。

因此，有必要提供一种结构简单，调节方便，并可很好的保证不同成像系统同轴要求的安装机构。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多模态成像系统的对准调节装置及其对准调节方法，结构简单，操作方便，可有效的保证PET探测器与CT旋转中心同轴度要求，同时其还能够实现不同成像系统的分离，给设备的维修与安检也带来了便利。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种多模态成像系统的对准调节装置，所述多模态成像系统包括PET成像系统和其它成像系统，包括垂直于地面设置的两个靶架以及用于安装固定所述靶架或PET机架的主支撑机构；

两个所述靶架相互平行，靶心的连线方向指示所述PET成像系统的轴心方向；

所述主支撑机构包括调整底座和设置在所述调整底座上用于安装固定所述靶架或所述PET机架的机架底板，所述调整底座用于调节所述机架底板不同位置与地面的距离，使两个所述靶架的靶心与其它成像系统的中心轴重合；

所述PET机架安装于调整后的所述主支撑机构上。

优选的，两个所述靶架的上端的设置有第一长圆孔以及设有圆孔的圆孔板，所述圆孔板与所述靶架可拆卸连接。

优选的，所述圆孔板与所述靶架的板面平行设置，均垂直于地面，所述圆孔板设置于所述靶架的任意一侧。

优选的，所述圆孔板固定在所述靶架上时，所述圆孔与所述第一长圆孔连通，设置于所述第一长圆孔的中心位置；所述圆孔和所述第一长圆孔的轴向方向为平行于地面方向，所述第一长圆孔的长边方向为垂直于地面的方向。

优选的，所述调整底座包括设置于下底面的至少一组对称设置的滚动轴承。

优选的，所述调整底座包括设置在四周至少四个的高度调节轴承；

所述调整底座的两端分别设置有位于所述机架底板下方平行于地面设置的固定板，所述高度调节轴承穿过并活动固定在所述固定板上垂直于地面设置；

旋转各个所述高度调节轴承改变该点位置上所述机架底板与地面的距离。

优选的，所述高度调节轴承包括底座和支撑柱，所述支撑柱为下端沿水平方向设有凸起的六角螺栓；

所述底座上端设有开口，所述开口的宽度大于所述六角螺栓的螺柱的宽度小于所述凸起的宽度。

优选的，所述底座内部设有推力球轴承；

所述支撑柱穿过所述底座的开口后设置于所述底座的上方，所述凸起上端与所述底座内盖接触，下端设置在所述推力球轴承上。

优选的，所述支撑柱与所述固定板通过螺纹连接。

一种PET-CT成像系统的对准调节装置，所述PET-CT成像系统的对准调节装置本发明提供的一种多模态成像系统的对准调节装置，还包括CT中心指示组件，所述CT中心指示组件与所述多模态成像系统的对准调节装置同轴设置，所述CT中心指示组件用于指示所述CT设备的轴心，所述多模态成像系统的对准调节装置依据所述CT中心指示组件的位置确认所述对准调节及分离中调整底座的高度；

所述CT中心指示组件安装于CT机架上，包括激光校准装置以及将所述激光校准装置固定安装于所述CT机架上的校准底板；

所述校准底板安装于所述CT机架的横向直径上，其包括校准底板本体，所述校准底板本体长度与CT机架的直径相同且校准底板本体的两侧边曲率与CT机架曲率也相同设置，所述校准底板本体的中心处还设置一用于通过激光的通孔；

所述激光校准装置包括激光器以及安装所述激光器的光学平台，所述光学平台包括光学底板、位于所述光学平台上的激光器调整台以及导光孔板，所述导光孔板垂直固定于光学底板上，所述激光校准装置安装于校准底板上时，所述导光孔板的导光孔与所述通孔轴向重合设置以作为所述激光器的调整基准，所述激光器安装于所述激光器调整台上，所述激光器调整台与所述光学平台之间间距可调设置以调整所述激光器的位置使得所述激光器发射的激光能够穿过所述导光孔；

优选的，所述校准底板还包括两连接耳板，所述连接耳板位于所述校准底板本体两侧，所述连接耳板和所述CT机架上对应开设连接孔以辅助用于所述校准底板本体与所述CT机架之间的定位；

优选的，所述校准底板本体与所述连接耳板一体化加工；

优选的，所述激光器调整台包括调整底板以及穿过所述调整底板设置的调整螺栓，所述激光器固定于所述调整底板上，所述调整底板与所述光学底板对应所述调整螺栓设置多个连接孔，所述调整底板与所述光学底板经由所述多个调整螺栓调节二者之间的间距以使得所述激光器发出的激光能够穿过所述导光孔；

优选的，所述光学底板与所述校准底板本体在连接处对应开设定位槽，所述光学底板与所述校准底板本体之间经由所述定位槽定位连接；

优选的，所述光学底板上的定位槽与所述激光器调整台共一个立面以辅助用于所述激光器与所述校准底板之间的定位；

优选的，所述激光器发射的激光为十字形或一字型激光，所述导光孔对应设置为十字形或一字型结构。

一种多模态成像系统的对准调节装置的对准调节方法，其特征在于，所述对准调节方法包括：

步骤1，确定其它成像系统的轴心位置；

步骤2，以所述其它成像系统的轴心为基准进行PET成像系统与所述其它成像系统的轴心对准：

步骤2-1，调整所述PET成像系统对准调节装置的各个高度调节轴承的高度，使其底座不与地面接触，将圆孔板从靶架上拆卸下来，依靠滚动轴承推动所述PET成像系统水平方向移动，使所述其它成像系统的轴心穿过两个所述靶架的第一长圆孔；

步骤2-2，调整各个高度调节轴承的高度，使其底座置于地面上；

步骤2-3，将所述圆孔板安装到靶架上，调整各个所述高度调节轴承的高度，使所述其它成像系统的轴心穿过两个所述靶架的圆孔；

步骤2-4，将所述靶架从主支撑机构卸下，将PET机架安装到主支撑机构上。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种多模态成像系统对准调节装置及其对准调节方法，移动简便，通过活动连接的圆孔和长圆孔，使用直线型激光即可进行对准：水平移动过程中实现水平方向的对准后，安装圆孔板调节实现竖直方向的对准。实现调节功能的调节底座，结构简单，通过设置在四角位置的高度调节轴承，借助六角螺栓的头部旋转该高度调节轴承，推力球轴承在螺栓旋转时可承受推力载荷，从而改变固定板下端的高度调节轴承的高度，进而改变主支撑机构设置有该高度调节轴承的各个点的高度即机架底板不同位置与地面的距离，实现中心对准调节，高度调节轴承个数少使调节过程简单快捷。

附图说明

图1为本发明提供的一种多模态成像系统对准调节装置的实施例的结构示意图；

图2为本发明提供的图1中A部分的局部放大图；

图3为本发明提供的图1中B部分的局部放大图；

图4为本发明实施例提供的调整底座的实施例的仰视图；

图5为本发明实施例提供的高度调节轴承与固定板连接的截面示意图；

图6为本发明提供的一种CT中心指示组件一实施例中激光器与光学平台的安装结构示意图；

图7为本发明提供的一种CT中心指示组件一实施例中光学平台与校准底板的安装结构示意图；

其中，多模态成像系统对准调节装置100、靶架110、第一长圆孔111、圆孔112、圆孔板113、主支撑机构120、调整底座121、机架底板122、滚动轴承123、高度调节轴承124、底座1241、支撑柱1242、凸起1243、开口1244、推力球轴承1245、固定板125、激光器211、光学底板212、激光器调整台213、导光孔板214、调整底板215、调整螺栓216、校准底板本体221、连接耳板222。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

本发明提供的实施例一为一种多模态成像系统对准调节装置的实施例，如图1所示为本发明提供的一种多模态成像系统对准调节装置的实施例的结构示意图，由图1可知，多模态成像系统包括PET成像系统和其它成像系统，其它成像系统可以为CT成像系统或者MRI成像系统等等。该多模态成像系统对准调节装置100包括垂直于地面设置的两个靶架110以及用于安装固定靶架110或PET机架的主支撑机构120。

两个靶架110相互平行，靶心的连线方向指示PET成像系统的轴心方向。

主支撑机构120包括调整底座121和设置在调整底座121上用于安装固定靶架110或PET机架的机架底板122，调整底座121用于调节机架底板122不同位置与地面的距离，使两个靶架110的靶心与其它成像系统的中心轴重合，PET机架安装于调整后的主支撑机构120上。

上述调整底座121以及机架底板122均通过精密加工而成，且为关于轴向对称设置的结构。

优选的，如图2和图3所示分别为图1中A和B的局部放大图，由图2和图3可知，两个靶架110的上端设置有第一长圆孔111以及设有圆孔112的圆孔板113，圆孔板112与靶架110可拆卸连接。

圆孔板113与靶架110的板面平行设置，均垂直于地面，圆孔板113设置于靶架110的任意一侧，图1给出的实施例中给出的是圆孔板设于两个靶架不同侧的实施例。

圆孔板112固定在靶架110上时，该圆孔112与第一长圆孔111连通，设置于第一长圆孔111的中心位置。圆孔112和第一长圆孔111的轴向方向为平行于地面方向，第一长圆孔111的长边方向为垂直于地面的方向。

进一步的，如图4所示分别为本发明提供的调整底座的实施例的仰视图，调整底座121包括设置于下底面的至少一组对称设置的滚动轴承123，例如牛眼滚珠轴承，图4给出的实施例中，调整底座121的下底面上设置有左右对称的四组滚动轴承123。

调整底座121还包括对称设置在四周至少四个的高度调节轴承124，从而有效的实现机架底板122与地面之间间距的调整，图1和图4给出的实施例中高度调节轴承124数量为四个，分别设置在调整底座121的四角。调整底座121的两端分别设置有位于机架底板122下方平行于地面设置的固定板125，该高度调节轴承124穿过并活动固定在固定板125上垂直于地面设置。旋转各个高度调节轴承124改变该点位置上调整底座121的高度，进而改变该点位置上机架底板122与地面的距离。

如图5所示为本发明提供的高度调节轴承与固定板连接的截面示意图，由图5可知，高度调节轴承124包括底座1241和支撑柱1242，该支撑柱1242为下端沿水平方向设有凸起1243的六角螺栓。底座1241上端设有开口1244，该开口1244的宽度大于六角螺栓的螺柱的宽度小于凸起1243的宽度，底座1241内部设有推力球轴承1245。支撑柱1242穿过底座1241的开口1244后，设置于底座1241的上方，凸起1243上端与底座1241内盖接触，下端设置在推力球轴承1245上。支撑柱1242与固定板125通过螺纹连接，使用时借助六角螺栓的头部旋转该高度调节轴承124，推力球轴承1245在螺栓旋转时可承受推力载荷，从而改变固定板125下端的高度调节轴承124的高度，进而改变主支撑机构120设置有该高度调节轴承124的各个点的高度。该高度调整轴承124作为PET机承重支撑部件，采用M20螺栓。

本发明实施例一提供的一种多模态成像系统对准调节装置与其它成像系统进行对准调节时，是使两个靶架110的靶心与其它成像系统的中心轴重合，优选的，本发明提供一种CT中心指示组件的实施例，用于实现CT轴心的确认与指示，CT中心指示组件通过机加工的方式来实现CT轴心的定位，具体而言，CT中心指示组件固定安装在CT机架上，如图6和图7所示分别为本发明提供的一种CT中心指示组件一实施例中激光器与光学平台以及光学平台与校准底板的安装结构示意图，由图6和图7可知，该CT中心指示组件包括机加工制作而成的激光校准装置以及校准底板，校准底板中的校正底板本体长度与CT机架直径相同设置，激光校准装置中的激光器211位于校正底板本体的中心位置处，由于CT机架的安装过程中轴向和水平方向已经调整完毕，故将调整水平后的CT中心指示组件固定安装在CT机架时，激光器211可认为是CT机架的轴心的指定位置。

激光校准装置包括激光器211以及安装激光器211的光学平台，光学平台具体包括一光学底板212、设置在光学底板212上的激光器调整台213和导光孔板214，光学底板212整体安装在校准底板的中心位置处，激光器调整台213和导光孔板214分别位于光学底板212的两端且均垂直于底板设置。当激光校准装置安装在校准底板上时，导光孔板214与校准底板本体221的中心点轴向重合，同时导光孔板214上导光孔的形状对应激光器211发出的激光为一字型或者十字形，从而导光孔板214作为基准来调整确定激光器211的位置。激光器211通过螺栓压紧固定在激光器调整台上，激光器调整台包括调整底板215以及多个调整螺栓216，调整底板215安装在光学底板212上，二者分别对应调整螺栓216设置多个连接孔。调整底板215与光学底板212经由调整螺栓调节二者之间的间距，从而使得激光器211发出的激光能够有效的穿过上述导光孔，以使得激光校准装置210安装在校准底板220上后，激光器211与校准底板本体221的中心点轴向重合。

校准底板采用精加工方式制作，其安装在CT机架的横向直径上，包括校准底板本体221，在校准底板本体221的中心设置一通孔，这样设置，当激光校准装置固定在校准底板本体221上时，激光器211发射的激光能够依次穿过通孔和导光孔到达靶架110的靶心上，以进行后续CT与PET机架的对准步骤。

在其中一实施例中，校准底板本体221长度与CT机架的直径相同且校准底板的两侧边曲率与CT机架曲率也相同设置，从而校准底板本体221能够卡合安装在CT机架的横向直径上。

为了保证校准底板本体221的安装精确度以及稳固性，除校准底板本体221外，校准底板还包括两连接耳板222，两连接耳板222位于校准底板本体221两侧，优选的，校准底板本体221与连接耳板222一体化加工而成，连接耳板和CT机架上对应开设连接孔，校准底板本体221卡合固定在CT机架的横向直径位置处后，在通过两侧连接耳板与CT机架之间的螺栓连接，能够更为可靠的保证校准底板的安装精度以及可靠性，此外，也可将校准底板本体221的两端设置为阶梯型，然后通过紧固螺钉径向将校准底板本体221固定在CT机架上。

为了便于激光校准装置在校准底板上的安装与定位，校准底板本体221与光学底板相接触的面上分别对应设置了定位槽，沿校准底板本体221长度方向开设校准底板本体221上的定位槽，且该定位槽的宽度与光学底板宽度相同，沿光学底板宽度的方向开设光学底板上的定位槽。光学底板通过定位槽与校准底板本体221垂直交叉相连进行初步限位后，两组定位槽之间在通过几组螺栓进行的紧固相连以实现光学底板与校准底板本体221之间的安装。

作为一优选方案，光学底板上的定位槽与激光器调整台共一个立面，且光学底板上的定位槽的宽度与校准底板本体221的厚度相同设置，从而当校准底板本体221与光学底板经由两组定位槽垂直限位连接时，激光器调整台正好紧挨校准底板本体221的壁面设置，以进一步的提高安装精度，此外，光学底板上的定位槽的宽度也可宽于校准底板本体221的厚度设置，当这样设计时，为了提高安装精度，在校准底板本体221的立面上对应设置一螺栓孔，相应的一螺栓穿过该螺栓孔后抵达激光器调整台的立面，从而辅助实现激光校准装置与校准底板安装位置的相对固定。

实施例二

本发明提供的实施例二为本发明实施例一提供的一种多模态成像系统的对准调节装置的对准调节方法的实施例，将PET成像系统与其它成像系统进行对准，在发生PET成像系统的轴心方向与其它成像系统的中心轴不重合时，先调节平行于地面方向的位移：调整高度调节轴承的高度，使底座不与地面接触，依靠滚动轴承推动该PET成像系统水平方向移动，使其它成像系统的轴心穿过两个靶架的第一长圆孔。再调节垂直于地面方向的位移：将圆孔板与调整高度调节轴承的高度，使高度调节轴承下端底座与地接触，调节机架底板设置高度调节轴承的各个点垂直于地面方向的位移，使其它成像系统的轴心穿过两个靶架的圆孔，整个调整过程更加快捷简便。

具体的，该对准调节过程包括：

步骤1，确定其它成像系统的轴心位置。

步骤2，以其它成像系统的轴心为基准进行PET成像系统与其它成像系统的轴心对准。

具体的，该步骤2包括：

步骤2-1，调整PET成像系统对准调节装置的各个高度调节轴承的高度，使其底座不与地面接触，将圆孔板从靶架上拆卸下来，依靠滚动轴承推动该PET成像系统水平方向移动，使其它成像系统的轴心穿过两个靶架的第一长圆孔。

步骤2-2，调整各个高度调节轴承的高度，使其底座置于地面上。

步骤2-3，将圆孔板安装到靶架上，调整各个高度调节轴承的高度，使其它成像系统的轴心穿过两个靶架的圆孔。

步骤2-4，将靶架从主支撑机构卸下，将PET机架安装到主支撑机构上。

优选的，步骤1中，若采用本发明所示的CT中心指示组件结构进行CT机架的轴心的确认时，包括以下步骤：

步骤1-1，进行激光器211安装位置的确定。由于通过机加工能够确保CT中心指示组件组装完毕后，导光孔板214的导光孔与校准底板本体221中心轴向重合，故激光器211以导光孔板214所在位置作为基准以实现自身的安装位置的校准：将激光器211固定在激光器调整台213后，打开激光器211，然后通过微调调整底板215与光学底板212之间的间距，使得激光器211发出的十字形或一字型激光能够穿透导光孔板214以实现激光校准装置210自身的校正。

步骤1-2，将调试完毕的激光校准装置安装至校准底板上，并验证装配完毕后CT中心指示组件的水平状态。将调整完毕的激光校准装置固定在校准底板上，在利用水平仪进行CT中心指示组件整体的水平状态的校正。激光校准装置的光学底板212通过卡槽安装在校准底板上，经过螺栓实现二者的连接固定后，将水平仪放在光学底板212上，通过水平仪在确定安装完毕后的CT中心指示组件即激光器211的水平状态。由于激光校准装置与校准底板均采用机加工方式制作，若二者之间安装到位，则激光校准装置是处于水平状态的，通过水平仪确认激光校准装置处于水平后，则可将其作为基准进行CT机架的调整，若水平仪有偏转，不处于水平状态，则将激光校准装置从校准底板上拆卸后重新固定安装，直至确认二者连接后仍然处于水平状态即可。

步骤1-3，将验证完毕的CT中心指示组件安装于成像系统的固定支架上，则激光器即可认为是CT机架的轴心的指定位置，水平调整完毕的CT中心指示组件安装在CT机架上后，由于CT机架的安装过程中轴向和水平方向已经调整完毕，故调整水平后的CT中心指示组件经由校准底板固定安装在CT机架时，激光器所在的位置即可认为是CT机架的轴心的指定位置。

本发明提供的一种多模态成像系统对准调节装置，移动简便，通过活动连接的圆孔和长圆孔，使用直线型激光即可进行对准：水平移动过程中实现水平方向的对准后，安装圆孔板调节实现竖直方向的对准。实现调节功能的调节底座，结构简单，通过设置在四角位置的高度调节轴承，旋转高度调节轴承改变固定板下端的高度调节轴承的高度，进而改变主支撑机构设置有该高度调节轴承的各个点的高度，即可实现中心对准调节，高度调节轴承个数少使调节过程简单快捷。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。