一种CT装置控制系统的制作方法

本发明涉及一种控制系统，尤其是涉及一种ct装置控制系统。

背景技术：

ct设备(核磁共振成像设备)广泛应用在于身体x光检查中，现有的ct设备通常不带有防护设备，由此会造成患者接受了不必要的辐射。

现有技术中，有些ct设备带有防护罩，但是这些防护罩的控制较为复杂，需要人工反复进行校正。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明由此提供了一种ct装置控制系统，所述ct装置包括核磁检测装置，ct检测床，床架，计算机，还包括人体3d模型扫描器，所述人体3d模型扫描器为一种门箱体结构，在其箱体内部还包括可移动来对人体进行3d扫描的扫描装置，所述扫描装置用于对受检查人员进行扫描，并将扫描获得的信息传递给计算机；计算机根据扫描获得的信息构建受检查人员的人体3d模型，并将该受检查人员的人体3d模型与计算机数据库中标准人体3d模型进行匹配；选择出最接近所述受检查人员的人体3d模型的标准人体3d模型，并根据受检查人员需要进行的ct检测项目信息从该标准人体3d模型中读取所述ct检测项目位于所述标准人体3d模型上的位置信息，并将该位置信息作为受检查人员的检测范围信息；所述人体3d模型扫描器还包括受检人员定位器，用于获得受检查人员位于ct检测床上的位置信息；所述计算机根据所述检测范围信息和所述位置信息确定ct检测床上防护机构的防护范围；所述防护机构的ecu根据所述防护范围调整防护位置使得检测范围之外的人体受到防辐射装置覆盖。

进一步的，所述人体3d模型扫描器面对ct检测床的一侧的顶部配置有所述受检人员定位器，所述受检人员定位器用于确定受检查人员的近端位置a，以及所述近端位置a与所述受检人员定位器起点o的水平距离x＝oa；其中所述近端位置为受检查人员离所述人体3d模型扫描器8最近的位置，所述起点o为所述受检人员定位器与地面的垂线与所述ct检测床的水平线的交点。

进一步的，所述受检人员定位器将o点和a点的位置信息传递给计算机9，所述计算机9中根据所述检测范围信息，计算该受检查人员在ct检测床上的实际受检范围的位置b,c；所述检测范围信息，包括受检测范围的下起点距离近端位置a的距离y，以及受检测范围距离z；实际受检范围的位置b,c确定为使得ab之间的距离等于y，而bc之间的距离等于z。

进一步的，所述计算机用于计算出ob,oc的距离：ob＝x+y，oc＝x+y+z,并将ob,oc的距离传递给ct检测床的防护机构的ecu，所述ecu用于根据ob的距离信息调整后端后端防护机构的移动；和根据oc的距离信息调整前端后端防护机构移动，从而确定受检查人员的防护范围。

进一步的，所述ct检测床包括床体部分，用于支撑患者；在床体部分的下方沿着床体的长度方向在床体的两侧分别设置有底部滑道，所述底部滑道具有中空滑道；在床体部分的上方沿着床体的长度方向在床体的两侧分别设置有护栏，该护栏具有中空的上部滑道；还包括前端防护机构，所前端防护机构包括下防护罩卷和上防护罩卷，所述下防护罩卷和上防护罩卷分别通过支撑杆固定到床体的端部；所述上防护卷和下防护卷上分别设置有可展开和收回的防辐射布，所述防辐射布的一端分别固定到所述上防护卷和下防护卷的卷轴上，另一端分别固定到上滑杆和下滑杆上；所述上滑杆从所述上部滑道之间向床体外侧插入，使得上滑杆能够在所述上部滑道之间沿着床体部分的长度方向自由运动；所述下滑杆从所述下部滑道之间向床体部分外侧插入，使得下滑杆能够在所述底部滑道之间沿着自由运动床体部分的长度方向自由运动；所前端防护机构包括侧部防护机构，所述侧部防护机构包括侧部防护罩卷，分别设置在护栏的两侧并位于ct检测床的端部靠近所述下防护罩卷和上防护罩设置；所述侧部防护罩卷包括卷轴和侧部滑杆，防辐射布设置在所述卷轴和侧部滑杆之间，所述侧部滑杆能够沿着所述上部滑道和底部滑道的外侧在床体部分的长度方向上自由运动，从而带动侧部防护罩卷上的防辐射布展开或收回；

所述后端防护机构的结构与所述前端防护机构相同，并与所述前端防护机构对称地布置在床体部分的长度方向上的两端上。

进一步的，所述护栏的两端分别成弧形结构并固定到床体部分上；在复位状态下，所述上滑杆位于所述弧形结构的底部；所述下防护罩卷和上防护罩卷以及侧部防护罩卷在其卷轴处都设置有卷簧机构；所述防辐射布受到外力的作用展开，当外力消失后，所述卷簧机构能够将所述防辐射布收回。

进一步的，所述上滑杆、下滑杆以及侧部滑杆在电机的作用力下运动；所述上滑杆上设置有拉绳，所述上部滑道的前后方向的顶部上分别设置有出绳孔；前端防护机构的上滑杆的拉绳从靠近后端防护机构的上部滑道顶部的出绳孔伸出，后端防护机构的上滑杆的拉绳从靠近前端防护机构的上部滑道顶部的出绳孔伸出；所述下滑杆上设置有拉绳，所述底部滑道的前后端面上分别设置有出绳孔，前端防护机构的下滑杆的拉绳从底部滑道的后端面上的出绳孔伸出，而后端防护机构的下滑杆的拉绳从底部滑道的前端面的出绳孔伸出。

进一步的，所述侧部滑杆能够在所述上滑杆和下滑杆的带动下沿着床体部分的长度方向运动；在复位状态下，所述上滑杆比所述侧部滑杆更靠近所述床体部分的端部。

此外，本发明还提供了一种操作自适应ct设备的方法，包括如下步骤：步骤s1：受检测人员首先进入到人体3d模型扫描器中，在该扫描器中进行全方位的扫描，将扫描得到的人体3d数据输送至计算机，所述计算机建立人体3d模型；

步骤s2：所述计算机将建立的人体3d模型与数据库中的标准人体3d模型进行匹配，获得最接近受检查人员的人体3d模型的标准人体3d模型；

步骤s3：所述计算机根据受检查人员将要进行的ct检测的项目信息，确定该检测的项目位于标准人体3d模型上的具体位置信息，并将该具体位置信息作为受检查人员的检测范围信息；

步骤s4：所述计算机进一步接收受检人员定位器检测到的受检查人员位于ct检测床2上的近端位置a；

将收受检人员定位器与地面垂线与ct检测床的水平线的交点作为基准点o，计算该基准点o与近端位置a之间的距离oa＝x；

步骤s5：计算机根据步骤s3获得的检测范围信息，以及步骤s4获得的基准点与所述近端位置a的见的距离oa＝x，计算该受检查人员在ct检测床上的实际受检范围的位置；

所述检测范围信息包括，受检测范围的下起点距离近端位置a的距离y，以及受检测范围距离z；则实际受检范围的位置b,c可以确定为使得ab之间的距离等于y，而bc之间的距离等于z；

步骤s6：计算机进一步计算出ob,oc的距离：ob＝x+y，oc＝x+y+z,并将ob,oc的距离信息传递给防护机构的ecu；

步骤s7：ecu根据ob的距离信息调整后端后端防护机构移动到点b的位置处；ecu根据oc的距离信息调整前端后端防护机构移动到点c的位置处；

步骤s8：ct检查床向ct检测装置伸出，对受检查人员进行ct检测；

步骤s9：完成ct检查后，ct检查床从ct检测装置收回；

步骤s10：ecu控制电机解除锁定状态，上滑杆、下滑杆、侧部滑杆在各自防护罩卷的作用下收回，受检查人员离开ct检测床，ct检测完成。

进一步的，在步骤s7中进行如下操作：ecu控制电机转动，带动后端防护机构的上滑杆和下滑杆向ct检查床的一端运动；带动前端防护机构的上滑杆和下滑杆向ct检查床的另一端运动；当到达b,c点后，ecu控制上述电机停止转动，同时控制所述电机处于电磁锁定状态。

本发明的防护机构，不会对受检查人员的行动造成阻碍。并且结构简易，操作简单，可以对受检查人员进行360度的防护，成本低廉。

附图说明

当结合附图考虑时，参考下面的描述能够很好的理解本发明的结构、原理、工作特点和优点，但此处说明的附图用来对本发明的进一步解释，所附示意图只是为了更好的对本发明进行说明，并不对本发明构成不当限定，其中：

图1为本发明的ct装置控制系统的组成结构示意图；

图2为本发明的ct设备中的ct检测床的主视图；

图3为本发明的ct检测床的部分俯视图；

图4为本发明的ct检测床的部分仰视图；

图5为本发明的ct检测床的部分左视图；

图6是本发明的ct检测床的部分右视图；

图7是本发明的ct检测床的护栏滑道的部分截面示意图；

图8是本发明的ct检测床的底部滑道的部分截面示意图；

图9是本发明的ct检测床的上滑杆、下滑杆和中间滑杆的组合结构示意图；

图10是本发明的电机与绕线圈的示意图。

图11是本发明的ct装置控制系统的定位原理示意图。

具体实施方式

下面结合实例和附图对本发明作进一步的描述，应当指出的是，以下实施例仅仅为示意性的，其并非意图限制本发明。

如图1所示，本发明的ct装置控制系统包括核磁检测装置3，ct检测床2，以及床架1。其中床架1用于支撑ct检测床并设有驱动结构，可以驱动ct检测床2向核磁检测装置3内移动。在某些情况下床架1也是可以朝着核磁检测装置3运动的。核磁检测装置3可以做圆周360度的旋转运动，从而对患者的患处进行360度的切片扫描。还包括计算机9和人体3d模型扫描器8。所述人体3d模型扫描器8为一种门箱体结构，在其箱体内部还包括可移动来对人体进行3d扫描的扫描装置82。受检查人员在进行ct检测之前首先进入到人体3d模型扫描器8中，在该扫描器8中进行全方位的扫描，从而构建该受检查人员的人体3d模型。所述人体3d模型扫描器8进一步连接到计算机9上，将所扫描的人体3d数据输送至计算机，在所述计算机9中建立人体3d模型。人体3d模型扫描器8还包括受检人员定位器81，用于对ct检测床上的受检查人员的位置进行确定。

计算机9中包含有人体信息数据库以及受检查人员个人信息数据库，所述受检查人员个人信息数据库至少包括受检查人员将要进行ct检测的项目信息，如心脏扫描、头部扫描等信息，以及受检查人员的人体3d模型。人体信息数据库包括多种不同人群的标准人体3d模型。所述计算机进一步将受检查人员的人体3d模型与所述标准人体3d模型进行匹配，选择出最接近受检查人员的人体3d模型的标准人体3d模型。并根据所述ct检测的项目信息从所述标准人体3d模型中读取所要检测的项目位于所述标准人体3d模型上的位置信息，并将该位置信息作为受检查人员的检测范围信息，所述计算机9进一步根据受检人员定位器81获得的人体位于ct检测床2上的位置信息以及所述检测范围信息确定ct检测床2上的防护机构的防护范围。

所述防护机构根据所述防护范围调整防护装置(如防辐射布)的覆盖范围，使得非检测项目之外的人体部分受到防护。

下面将具体描述本发明的ct装置的防护设备。

参见图2，具体示出了本发明的ct检测床的结构示意图。ct检测床2包括床体部分，用于支撑患者。在床体的下方沿着床体的长度方向(患者的身高方向)在床体的两侧(即宽度方向的两侧)分别设置有底部滑道21。该底部滑道21的两端分别固定到床体的两端，例如通过螺钉固定或焊接的方式。底部滑道21具有中空滑道22，使得下滑杆33可以在该中空滑道22中从床的一端不受限制地运动到另一端。

同时参考图4，具体示出了底部滑道21与下滑杆33的安装结构。可以看到，下滑杆33横穿过两个对称设置的底部滑道21。滑杆33为两个，分别布置在ct检测床的前后两端，两个滑杆33为对称设置。以下为简单起见，只描述其中之一。

在床体的上方沿着床体的长度方向(患者的身高方向)在床体的两侧(即宽度方向的两侧)分别设置有护栏，该护栏具有中空的上部滑道23。该护栏的两端分别固定到床体的两端，例如通过螺钉固定或焊接的方式。护栏的两端分别成弧形结构，使得上滑杆43可以在该上部滑道23中从床一端的护栏的弧形结构的底部起朝着床的另一端不受限制地运动。

同时参考图3，具体示出了上部滑道23与上滑杆43的安装结构。可以看到上滑杆横穿过两个对称设置的上部滑道23。滑杆43为两个，分别布置在ct检测床的前后两端，两个滑杆43为对称设置。以下为简单起见，只描述其中之一。

在ct检测床2的长度方向的两端都分别设置有防护机构，即前端防护机构和后端防护机构。两个防护机构结构相同，为对称设置。以下以ct检测床2的前端防护机构为例描述其结构。该防护机构包括下防护罩卷3和上防护罩卷4，所述下防护罩卷3和上防护罩卷4分别通过支撑杆32,42固定到床体的端部。下防护罩卷3和上防护罩卷4的结构相同。上防护卷4和下防护卷3上分别设置有可展开和收回的防辐射布41，31，防辐射布41,31的一端分别固定到上防护卷4和下防护卷3的卷轴上，另一端分别固定到上滑杆43和下滑杆33上，这样，当上滑杆43和下滑杆33运动时就可以展开或收回防辐射布41,31。安装时，将上滑杆43从两个上部滑道23之间向床体外侧插入，使得上滑杆43可以在两个上部滑道23之间自由运动。同理，将下滑杆从两个下部滑道21之间向床体外侧插入，使得下滑杆33可以在两个底部滑道21之间自由运动。

每个防护机构还包括两个侧部防护罩卷5，所述两个侧部防护罩卷分别设置在护栏的两侧并位于ct检测床的端部。即前防护机构的两个侧部防护罩卷5位于ct检测床的前端，后防护机构的两个侧部防护罩卷5位于ct检测床的后端。侧部防护罩卷5包括卷轴，防辐射布51，侧部滑杆53。其中侧部滑杆53可以沿着上部滑道23和底部滑道21的外侧前后运动，从而带动侧部防护罩卷5上的防辐射布51展开或收回。

下防护罩卷3和上防护罩卷4以及侧部防护罩卷5在其卷轴处都设置有卷簧机构。防辐射布31,41,51受到外力的拉动而展开，当外力消失后，该卷簧机构可以将防辐射布31,41,51卷回收。该卷簧机构采用常规的卷簧机构、例如同卷尺的卷簧机构，只要能确保防辐射布能够回收即可。

参考图7，上滑杆43在上部滑道中前后运动，在上滑杆43上设置有拉绳431，在上部滑道的前后方向的顶部上分别设置有出绳孔29,281。即前端防护机构的上滑杆43的拉绳431从上部滑道后方顶部的出绳孔282伸出，而后端防护机构的上滑杆43的拉绳431从上部滑道前方顶部的出绳孔29伸出。出绳孔29,281设置在上部滑道的顶部，这样绳体本身不会对上滑杆的运动造成阻碍。如果设置在上部滑道的侧部和下方，显然会对滑杆的运动造成阻碍。

参考图8，下滑杆33在底部滑道中前后运动，在下滑杆上设置有拉绳331，在底部滑道21的前后端面上分别设置有出绳孔25,27，其中，前端防护机构的下滑杆33的拉绳331从底部滑道21的后端面商的出绳孔27伸出，而后端防护机构的下滑杆33的拉绳从底部滑道21的前端面的出绳孔25伸出。出绳孔25,27设置在底部滑道的端部，这样绳体本身不会对下滑杆的运动造成阻碍。

在上述拉绳的拉动下，上滑杆、下滑杆将做前后运动，从而使得所述下防护罩卷3和上防护罩卷4的防辐射布31,41展开，当拉力消失后，在卷簧的作用力下防辐射布31,41收回。

进一步参考图4-5，在ct检测床的床体的侧面还分别设置有多个电机71-78以及电控单元ecu，该电控单元ecu可以仅采用一个，所有的电机都连接到电控单元ecu上。

参考图10，每个电机都具有绕卷。图10以其中一个电机71为例，其包括电机71，绕卷711，该绕卷用于接收下滑杆31的拉绳331。

在一个实施例中，前端防护机构的下滑杆31的两端(宽度方向上的两端)都设置有拉绳331，两根拉绳分别从底部滑道21的后端面的出绳孔27伸出，并分别缠绕在一个电机的绕卷上。在复位状态下，下滑杆31位于ct检测床的前端部，其不受到拉绳的作用力，也不受到下防护罩卷3的卷簧的作用力，这样其将处于“静止状态”。当电机转动时，拉绳331将卷绕在绕卷711上，这样拉绳331将收紧，此时下滑杆31将在拉绳的作用力下沿着底部滑道22运动，从而带动防辐射布运动，最终覆盖ct检测床的下方。

同理，在电机的带动下，上滑杆43将沿着上部滑道23运动，带动防辐射布41覆盖ct检测床的上方。

此外，参考图9，侧部防护罩卷5通过支撑件固定到ct检测床的两端的侧部，即一个ct检测床2具有四个侧部防护罩卷5。侧部防护罩卷5的侧部滑杆53的一端嵌入到下滑杆33的端面槽中，并通过螺钉6进行固定，当然也可以通过其他方式进行固定。侧部滑杆53的上端的侧面具有弧形槽，可以与上滑杆43相适配。当上述多个电机转动时，将带动上滑杆43，下滑杆33运动。由于上滑杆43位于侧部滑杆53的前方，因此，上滑杆运动时将抵靠在侧部滑杆53的上端弧形槽中，带动侧部滑杆53运动。当操作结束后，电机的锁紧力消失，例如采用步进电机。此时上滑杆43，下滑杆33将在卷簧的作用力下复位，这样由于护栏具有弧形的端部，并且由于上滑杆43与侧部滑杆53之间为活动连接，因此上滑杆43将返回到护栏的弧形底部。这样不会造成防辐射布41遮盖ct检查床的端部。受检查人员可以自由地从ct检查床的两端上下床。这与现有技术中必须从端部“钻”进ct检查床的防护罩有重大的改进。

同时，由于采用了本发明的防护机构，可以对ct检查床进行360度全方位的覆盖，这样克服了现有技术中仅能够对ct检查床上部进行防护的缺陷，当ct检测装置旋转到ct检查床下方、侧方时，也能够对受检查人员的下方和侧面进行防护。

再参考图11，示出了本发明的ct装置控制系统的受检查人员的定位方法。受检查人员平躺在ct检测床2上。在人体3d模型扫描器8面对ct检测床2的一侧的顶部配置有受检人员定位器81，该受检人员定位器81可以采用红外定位装置。将受检人员定位器81垂直底面的位置作为起点o，受检人员定位器81进一步测量受检查人员的近端位置(a)，该近端位置为受检查人员离所述人体3d模型扫描器8最近的位置，从而获得距离x＝oa。

受检人员定位器81将o点和a点的位置信息传递给计算机9。所述计算机9中根据获得的检测范围信息，计算该受检查人员在ct检测床2上的实际受检范围的位置信息。再次参考图11，所述检测范围信息，例如包括以脚底a为起点，受检测范围的下起点距离脚底a的距离y，以及受检测范围距离z。则实际受检范围的位置b,c可以确定为使得ab之间的距离等于y，而bc之间的距离等于z。

例如心脏的位置受检测范围的下起点距离脚底a的距离y为130公分，则根据ab＝130公分，可确定出实际受检范围的点b。检测范围z，例如为30公分，则将bc确定为30公分，从而获得际受检范围的点c。这样，不论受检查人员位于床体任何位置，只要确定了受检查人员的脚底位置a，再根据计算机9传递来的检测范围信息，就能获得所述检测范围在床体上确定位置b,c。

计算机9进一步计算出ob,oc的距离：ob＝x+y，oc＝x+y+z,并将ob,oc的距离信息传递给防护机构的ecu，所述ecu根据ob的距离信息调整后端后端防护机构的电机的转动，从而控制后端防护机构的上滑杆、下滑杆和侧部滑杆移动到点b的位置处。同时cu根据oc的距离信息调整前端后端防护机构的电机的转动，从而控制前端防护机构的上滑杆、下滑杆和侧部滑杆移动到点c的位置处。这样就实现了对受检人员非检测位置的防护。由于本发明采用了基准点o作为整个控制系统的基准点，因此不论受检查人员位于床体上的任何位置，均能直接快速地确定出受检测的范围位于床体上的具体位置，从而可以快速地将防护机构移动到相应的防护位置。

更具体地，本发明的ct装置控制系统的操作方法包括如下步骤：

步骤s1：受检测人员首先进入到人体3d模型扫描器8中，在该扫描器8中进行全方位的扫描，将扫描得到的人体3d数据输送至计算机，所述计算机建立人体3d模型。

步骤s2：所述计算机9将建立的人体3d模型与数据库中的标准人体3d模型进行匹配，获得最接近受检查人员的人体3d模型的标准人体3d模型。

步骤s3：所述计算机9根据受检查人员将要进行的ct检测的项目信息，确定该检测的项目位于标准人体3d模型上的具体位置信息，并将该具体位置信息作为受检查人员的检测范围信息。

步骤s4：所述计算机9进一步接收受检人员定位器81检测到的受检查人员位于ct检测床2上的实际端点a，例如脚底或头顶作为实际端点a。

在该步骤中所述受检人员定位器81将其与地面垂直的位置作为基准点o，确定出该基准点与所述实际端点之间的距离oa＝x；

步骤s5：计算机9根据步骤s3获得的检测范围信息，以及步骤s4获得的基准点与所述实际端点之间的距离oa＝x，计算该受检查人员在ct检测床2上的实际受检范围的位置。

所述检测范围信息包括，受检测范围的下起点距离起点(如脚底或头顶)的距离y，以及受检测范围距离z。则实际受检范围的位置b,c可以确定为使得ab之间的距离等于y，而bc之间的距离等于z；

步骤s6：计算机进一步计算出ob,oc的距离：ob＝x+y，oc＝x+y+z,并将ob,oc的距离信息传递给防护机构的ecu；

步骤s7：ecu根据ob的距离信息调整后端后端防护机构移动到点b的位置处。cu根据oc的距离信息调整前端后端防护机构移动到点c的位置处。

更具体地，在步骤s7中，ecu根据如下方法控制防护机构的运动：

步骤s71：ecu控制电机转动，从而带动前端防护机构的上滑杆和下滑杆向ct检查床的一端运动；

在该步骤之前，首先需要完成前端防护机构和后端防护机构的安装。即分别将前端防护机构和后端防护机构的上防护罩卷、下防护罩卷和侧部防护罩固定在ct检查床的相应位置。然后，将上滑杆和下滑杆分别从ct检查床的中间向两侧的上部滑道和下部滑道伸出，完成上滑杆和下滑杆的安装。最后将侧部滑杆固定到下滑杆端面的固定槽中。这样就完成了前后端防护机构的安装。

步骤s72：ecu控制电机转动，从而带动后端防护机构的上滑杆和下滑杆向ct检查床的另一端运动；

步骤s71，s72中的前后端防护机构可以同时进行操作，所述电机可以共用一个ecu，也可以分别采用各自的ecu。所述ecu具有远程控制功能，例如，医护人员可以单独地远程地对ecu进行控制。所述ecu也可以连接到ct设备的控制系统中。

步骤s73：ecu控制上述电机停止转动，同时控制所述电机处于电磁锁定状态，或物理锁定状态，例如采用物理锁定机构；

步骤s8：ct检查床2向ct检测装置3伸出，对受检查人员进行ct检测。

步骤s71-s73中，防辐射布覆盖受检查人员不需要检查的部位。例如，对受检查人员的心脏进行检查时，需要将前端防护机构移动至心脏的上方，而后端防护机构移动至心脏的下方，这样除了心脏部位的这一个环面，人体的其他部位的所有环面都位于防辐射布的覆盖之下，由此不会受到额外的辐射损伤。

步骤s9：完成ct检查后，ct检查床2从ct检测装置3收回；

步骤s10：ecu控制电机解除锁定状态，上滑杆、下滑杆、侧部滑杆在各自防护罩卷的作用下收回，受检查人员离开ct检测床2，ct检测完成。

上滑杆将收回到护栏的弧形护栏的底部，此时受检查人员可以轻易地上下床，而不必从防护罩里钻出。

本发明的防护机构，不会对受检查人员的行动造成阻碍。并且结构简易，操作简单，可以对受检查人员进行360度的防护，成本低廉，可以对现有的ct床进行十分简单地改造即可完成。

尽管已经结合实施例对本发明进行了详细地描述，但是本领域技术人员应当理解地是，本发明并非仅限于特定实施例，相反，在没有超出本申请精神和实质的各种修正，变形和替换都落入到本申请的保护范围之中。