一种旋转式正交双平面X射线成像系统的制作方法

本发明涉及一种医疗影像设备，尤其是一种旋转式正交双平面x射线成像系统。

背景技术：

由于双平面正交x射线影像可以快速提供患者体位及解剖结构的3d空间位置信息，被常规用于在放射治疗期间指导操作人员进行影像引导下的患者定位和照射靶区追踪。目前加速器均采用单侧钢板支撑结构滚筒式机架或传统c形臂机架，滚筒式单侧钢板支撑结构为了解决结构重力平衡问题和保证无倾斜的高旋转等中心精度，只能在加速器治疗头的正交方向加装一套x线影像装置。对于c形臂悬臂结构，没有足够的物理空间，只能通过在c形臂机架两侧外挂一套x线影像装置来实现加速器集成影像引导功能的目的。一次只能生成一个2d平面x射线影像。为了获得正交影像，成像系统必须先于0度位置拍摄第一幅影像，然后经过90度旋转再拍摄第二幅影像，才能分别得到两幅正交双平面影像用于提供患者的3d空间位置信息，增加了拍摄正交影像的操作流程。由于在成像系统的位置变换期间患者体位可能发生移动，导致经两幅时间不同步的正交双平面影像确定的患者3d体位可能存在偏差。同时由于影像系统成像方向与加速器照射束流方向成正交关系，不能提供投照束流方向下的患者肿瘤位置信息，因而不能直接用于追踪肿瘤在加速器照射方向下的运动。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种旋转式正交双平面x射线成像系统，能够解决现有技术的不足，实现对目标物体进行特定方向下的3d空间位置描述，和对目标物体位置的动态跟踪。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种旋转式正交双平面x射线成像系统，包括相向设置的第一x射线发射器和第一x射线探测器，以及相向设置的第二x射线发射器和第二x射线探测器，第一x射线发射器和第一x射线探测器的连线与第二x射线发射器和第二x射线探测器的连线相互垂直，第一x射线发射器和第一x射线探测器以及第二x射线发射器和第二x射线探测器安装在筒式旋转机架上，筒式旋转机架上还安装有加速器治疗机头，筒式旋转机架通过滚动轴承系统连接于固定基座系统上，滚动轴承系统与驱动系统连接。

作为优选，所述筒式旋转机架底部安装有浮动支撑装置。

作为优选，所述驱动系统包括电机和变速器，电机的输出轴与变速器的输入端连接。

作为优选，所述滚动轴承系统包括一个轴承外圈和一个轴承内圈，轴承内圈与轴承固定架固定连接，轴承外圈与筒式旋转机架固定连接，轴承外圈的外圆周上设置有传动外齿，变速器的输出端设置有齿轮，齿轮与传动外齿啮合。

作为优选，第一x射线发射器和第一x射线探测器的连线与第二x射线发射器和第二x射线探测器的连线交点与加速器治疗机头的旋转同中心点保持一致，且加速器治疗机头发出的射线束与第一x射线发射器和第一x射线探测器的连线和第二x射线发射器和第二x射线探测器的连线的夹角均为45°。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明采用了筒式加装双外侧钢板支撑的机架结构，并采用轴承驱动机架旋转。这种结构可以直接在筒式机架上加装一套加速器治疗装置和两套x线成像装置，解决了常规旋转机架加装多套装置产生的应力问题进而导致下垂或倾斜，确保机架旋转的亚毫米级等中心精度。将两组x射线发生器和x射线探测器固定于筒式旋转机架的固定方式，确保了影像系统的正交双平面成像方式，且当成像系统处在任意角度时都不会发生x射线发生器和探测器的位置偏移，确保了影像系统与加速器治疗系统拥有同一个旋转同中心点。本系统可以在同步触发信号的控制下进行同步成像，同时获得两幅正交的x射线平面影像，并通过在筒式旋转机架上同步旋转，可以生成在360°任意方向下的正交影像。可经计算机图像处理系统重建成两幅合成正交影像，即垂直于射束中心轴线的平面影像及其正交影像，用于描述在照射过程中射束方向下位于治疗床上的患者靶区及解剖结构与照射野之间的3d关系。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的结构图。

图2是本发明一个具体实施方式中筒式旋转机架的侧向剖面。

图中：1、第一x射线发射器；2、第一x射线探测器；3、第二x射线发射器；4、第二x射线探测器；5、筒式旋转机架；6、滚动轴承系统；7、固定基座系统；8、浮动支撑装置；9、驱动系统；10、轴承外圈；11、轴承内圈；12、加速器治疗机头；13、轴承固定架。

具体实施方式

参照图1-2，本发明一个具体实施方式包括相向设置的第一x射线发射器1和第一x射线探测器2，以及相向设置的第二x射线发射器3和第二x射线探测器4，第一x射线发射器1和第一x射线探测器2的连线与第二x射线发射器3和第二x射线探测器4的连线相互垂直，第一x射线发射器1和第一x射线探测器2以及第二x射线发射器3和第二x射线探测器4安装在筒式旋转机架5上，筒式旋转机架5上还安装有加速器治疗机头12，筒式旋转机架5通过滚动轴承系统6连接于固定基座系统7上，滚动轴承系统6与驱动系统9连接。筒式旋转机架5底部安装有浮动支撑装置8。驱动系统9包括电机和变速器，电机的输出轴与变速器的输入端连接。滚动轴承系统6包括一个轴承外圈10和一个轴承内圈11，轴承内圈11与轴承固定架13固定连接，轴承外圈10与筒式旋转机架5固定连接，轴承外圈10的外圆周上设置有传动外齿，变速器的输出端设置有齿轮，齿轮与传动外齿啮合。第一x射线发射器1和第一x射线探测器2的连线与第二x射线发射器3和第二x射线探测器4的连线交点与加速器治疗机头12的旋转同中心点保持一致，且加速器治疗机头12发出的射线束与第一x射线发射器1和第一x射线探测器2的连线和第二x射线发射器3和第二x射线探测器4的连线的夹角均为45°。

本系统的使用方法为：

通过电机驱动齿轮传动的方式驱动筒式旋转机架系统，来旋转两组正交双平面x射线成像装置到特定角度，如一组位于0度位置，另一组位于90度位置，进行同步触发两组kv级x射线发生器来拍摄两幅正交影像，用于确定患者治疗时的3d位置信息，并指导操作人员移动治疗床进行患者治疗前的体位固定。

通过驱动筒式旋转机架，来旋转加速器治疗机头到0°角度位置，用于对位于治疗床上的患者进行放射治疗的目的。在治疗机头位于该角度并开始实施放射治疗照射前，同步触发两组kv级x射线发生器来拍摄两幅与加速器射束方向成±45°夹角的正交影像，并经计算机图像处理系统重建成垂直于射束中心轴线的x和z方向平面影像及其y和z方向的正交影像，实现采用影像系统对在治疗射束投照方向下的患者3d位置进行动态跟踪的临床目标，确保在治疗期间靶区不会脱离射束照射的范围。

通过驱动筒式旋转机架，来旋转加速器治疗机头到指定的任意角度位置，用于对位于治疗床上的患者进行放射治疗的目的，在治疗机头位于该角度并开始实施放射治疗照射前，同步触发两组kv级x射线发生器来拍摄两幅与加速器射束方向成±45°夹角的正交影像。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。