一种多自由度动物锥束CT成像系统的制作方法

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种多自由度动物锥束ct成像系统。

背景技术：

传统的锥束ct系统扫描轨迹有限，通常单次扫描时只能以圆形轨迹进行扫描，因而纵向空间的覆盖范围较小。因此，在头颈肿瘤的临床治疗中，“步进-曝光”的模式常被采用，即一次圆轨迹扫描完成后平移到下一个体位继续扫描，逐次扫描后以覆盖整个病灶。在此过程中，辐射剂量会大幅增加，且后续图像拼接过程也较为繁琐。

此外，由于缺乏非共面扫描能力，传统的锥束ct成像难以在立体定位放射手术过程中进行图像引导，降低了治疗效果。

公开号为cn106308826a的发明专利公开了一种c型臂x线机的c型臂；根据内容可见，其结构较为简单，但由于球管和探测器固定连接在c型臂上，当成像部位较大时，c型臂的旋转运动容易和成像物体干涉，同时也会存在上述覆盖范围小的局限。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种多自由度动物锥束ct成像系统，解决了传统锥束ct成像系统对较大成像体位只能多次平移并扫描以覆盖整个病灶的弊端，具有扫描方式多、扫描范围广及成像参数可调等优势。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种多自由度动物锥束ct成像系统，包括末端固定有探测器的第一六轴机械臂、末端固定有球管的第二六轴机械臂和同步传送带，其中：第一六轴机械臂和第二六轴机械臂对称安装在同步传送带两侧。

所述的第一六轴机械臂包括：第一基座、第一旋转平台、第一液压缸、第一机械臂、第一旋转支座、第二机械臂、第一端部电机、探测器支架和探测器，其中：第一基座固定在同步传送带左侧，第一基座、第一旋转平台、第一液压缸、第一机械臂、第一机械臂连接座、第二机械臂和第一端部电机依次转动连接，第一机械臂端部与第一旋转平台转动连接，第一端部电机、探测器支架和探测器依次固定连接。所述的第二六轴机械臂包括：第二基座、第二旋转平台、第二液压缸、第三机械臂、第二旋转支座、第四机械臂、第二端部电机、球管支架和球管，其中：第二基座固定在同步传送带右侧，第二基座、第二旋转平台、第二液压缸、第三机械臂、第三机械臂连接座、第四机械臂和第二端部电机依次转动连接，第三机械臂端部与第三旋转平台转动连接，第二端部电机、球管支架和球管依次固定连接。所述的第一六轴机械臂和第二六轴机械臂可实现空间六自由度运动。

本发明的有益效果在于：

1、灵活度高，对于体积及外形不一的动物，均可通过两六轴机械臂的位置调节，获得较好的扫描空间及姿态。

2、具有非共面扫描的能力，在高端医学图像引导如术中精准导航等场合，具有较高的应用价值。

3、由于探测器位置可偏移，因而当成像物体较大时，可通过半扇形方式获得较大的成像区域。

附图说明

图1为多自由度动物锥束ct成像系统的整体示意图；

图2为狮子头部扫描时的示意图；

图3为狮子腹部螺旋扫描时的示意图；

图中，第一基座1、第一旋转平台2、第一液压缸3、第一机械臂4、第一旋转支座5、第二机械臂6、第一端部电机7、探测器支架8、探测器9、第二基座10、第二旋转平台11、第二液压缸12、第三机械臂13、第二旋转支座14、第四机械臂15、第二端部电机16、球管支架17、球管18、束光器19、同步传送带20。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1～图3所示，本发明提供一种多自由度动物锥束ct成像系统，包括末端固定有探测器9的第一六轴机械臂、末端固定有球管18的第二六轴机械臂和同步传送带20，其中第一六轴机械臂和第二六轴机械臂对称安装在同步传送带20左右两侧。

第一六轴机械臂包括：第一基座1、第一旋转平台2、第一液压缸3、第一机械臂4、第一旋转支座5、第二机械臂6、第一端部电机7、探测器支架8和探测器9，其中：第一基座1固定在同步传送带20左侧，第一基座1、第一旋转平台2、第一液压缸3、第一机械臂4、第一旋转支座5、第二机械臂6和第一端部电机7依次转动连接，第一机械臂4端部与第一旋转平台2转动连接，第一端部电机7、探测器支架8和探测器9依次固定连接。

第二六轴机械臂包括：第二基座10、第二旋转平台11、第二液压缸12、第三机械臂13、第二旋转平台11、第四机械臂15、第二端部电机16、球管支架17和球管18，其中：第二基座10固定在同步传送带20右侧，第二基座10、第二旋转平台11、第二液压缸12、第三机械臂13、第二旋转支座14、第四机械臂15和第二端部电机16依次转动连接，第三机械臂13端部与第二旋转支座14转动连接，第二端部电机16、球管支架17和球管18依次固定连接。

如图1～图3所示，动物在进行口腔ct扫描前，同步传送带20前后移动，将动物放至合适的位置。通过驱动第一液压缸3、第一端部电机7、第二液压缸12和第二端部电机16，带动四个机械臂运动，从而实现对端部的探测器9和球管18的实时位置的控制，以保证探测器9表面中心、球管18中心和被扫描部位总是共线。束光器19固定在球管18上，调整球管18出射的x射线的锥角。扫描时，球管18和探测器9绕被扫描部位作整周转动，球管18采用脉冲曝光模式进行曝光，探测器9接收到球管18的同步脉冲后采集对应的投影数据。二者整体旋转360度后，完成ct扫描。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种多自由度动物锥束CT成像系统，包括末端固定有探测器的第一六轴机械臂、末端固定有球管的第二六轴机械臂和同步传送带，第一六轴机械臂和第二六轴机械臂对称安装在同步传送带两侧，第一六轴机械臂和第二六轴机械臂可实现空间六自由度运动。本发明系统灵活度高，对于体积及外形不一的动物，均可通过两六轴机械臂的位置调节，获得较好的扫描空间及姿态。本发明系统具有非共面扫描的能力，在高端医学图像引导如术中精准导航等场合，具有较高的应用价值。由于探测器位置可偏移，因而当成像物体较大时，可通过半扇形方式获得较大的成像区域。

技术研发人员：牛田野;杨春林;刘桥;王静;吴式琇
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2017.06.09
技术公布日：2017.09.01