锥形束CT多方向扫描仪的制作方法

本发明涉及医疗扫描设备技术领域，尤其涉及一种锥形束ct多方向扫描仪。

背景技术：

脊柱外科、疼痛科是近十年来发展最快的科室。技术的发展、生活方式的改变，各种疼痛的病人爆发式增长，并且越来越年轻化。人体的颈肩腰腿痛，包括手、臂、脚的疼痛，相当部分的原因与人体的脊柱、椎间盘及骨骼、关节相关。现代临床的发展，骨骼结构形态及生物力学的研究及应用正成为临床的关键及热点，三维成像及3d打印技术已经给临床技术带来可喜的变化。

作为目前影像检查的主要手段：核磁共振、ct，基本都是患者在躺、卧位的检查，不能真实地反映站立时脊柱生物力学变化，以及腰椎伸展过程中椎管内外结构的变化。只有dr可以在站立位成二维影像，给临床诊断带来一定的障碍。同时，目前ct轴向的图像精度也不高，无法获得高质量的三维影像。对于目前脊柱、关节、骨骼的临床诊断及研究发展造成一定的影响及限制。

百胜公司的直立位磁共振(g-scan)的问世，代表着磁共振检查位置已经从平卧向直立发展，从全功能向专用型方向发展。在直立位时由于软组织结构的动态变化，常会发现常规仰卧位所隐匿的问题。目前对于g-scan的临床应用在国外已经得到广泛的认可，并取得了一定的成果。但是g-scan扫描尚存在着许多不足之处，由于直立位的开放式磁共振扫描仪场强较低，与高场磁共振相比图像质量较差，且扫描时间长，患者在直立位的姿势很难维持；对于直立位腰椎mri检查的研究还仅停留在形态学表现。还需要进一步的完善及发展。

目前锥形束ct(cbct)主要应用在口腔头颅成像及肿瘤放射治疗中的图像跟踪与定位。口腔头颅成像及应用已经非常的成熟。其主要特点：1、辐射低；2、图像清晰，可获得空间0.1mm的分辨率，远大于ct的0.3到0.5的轴向分辨率，可获得高质量的3维骨骼图像；3、价格低，远低于ct、核磁共振。目前大尺寸的动态成像板技术已经非常成熟，为全身体部成像奠定了良好基础。

技术实现要素：

为解决现有技术中，ct扫描存在的难以真实反映站立时脊柱生物力学变化的技术问题，本发明的技术方案如下：

本发明中的锥形束ct多方向扫描仪，包括主机机架、锥形束ct扫描装置、扫描机架及回转驱动装置；所述锥形束ct扫描装置安装于所述扫描机架架体上，所述扫描机架通过所述回转驱动装置与所述主机机架连接，使所述扫描机架在所述主机机架内部翻转，当翻转为水平状态时，可进行人体站立位扫描；当翻转为垂直状态时，可进行人力平卧位扫描。

在一种优选的实施方式中，包括升降平台；所述升降平台的升降端与所述扫描机架通过回转驱动装置连接。

在一种优选的实施方式中，所述锥形束ct扫描装置包括旋转扫描台、球管及动态平板探测器；所述旋转扫描台中间开设检测口，所述旋转扫描台安装于所述扫描机架上，所述球管及所述动态平板探测器相对设置于所述检测口两侧。

在一种优选的实施方式中，所述回转驱动装置包括回转轴，轴承及电机；所述回转轴的动力端与所述电机的输出端连接，所述回转轴外部套设所述轴承。

在一种优选的实施方式中，包括底座及底座导轨副；所述底座通过所述底座导轨副与所述主机机架连接，使所述主机机架沿所述底座导轨副滑动。

在一种优选的实施方式中，包括站立平台；所述站立平台设置于所述检测口下方。

在一种优选的实施方式中，包括升降扫描床；所述升降扫描床的床宽小于所述检测口直径。

在一种优选的实施方式中，所述站立平台为可升降平台。

本发明中的锥形束ct多方向扫描仪，与现有技术相比，其有益效果为：

本发明中的锥形束ct多方向扫描仪，可以改变目前无法获得人体直立位三维骨骼影像资料的现状，也可改变目前ct影像矢状面的图像分辨精度偏低的现状。可以在站立位和平卧位进行三维锥形束ct成像及二维dr成型，获得高质量的空间精度及高质量密度精度的人体骨骼系统及软组织的三维影像。为临床生物力学评估、诊断、治疗、手术方案制定、模拟等提供良好的支持。

附图说明

图1是本发明中锥形束ct多方向扫描仪患者站立位使用状态侧视图；

图2是本发明中锥形束ct多方向扫描仪患者站立位使用状态俯视图；

图3是本发明中锥形束ct多方向扫描仪患者平卧位使用状态俯视图；

图4是本发明中锥形束ct多方向扫描仪患者平卧位使用状态主视图；

图5是本发明中锥形束ct多方向扫描仪患者平卧位使用状态侧视图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图5所示，本发明的锥形束ct多方向扫描仪，包括底座1，底座1和主机机架4通过主底座导轨副2连接，主机机架4可以在电机传动驱动下，沿主底座导轨副2中的导轨前后移动，以满足患者平卧状态的全身扫描成像。

主机机架4的两侧设置升降平台，升降平台的升降端与扫描机架5通过回转驱动装置连接。扫描机架5上安装锥形束ct扫描装置。其中升降平台包括左升降平台8、右升降平台11；左升降平台8及右升降平台11均通过机械导向及传动驱动装置与主机机架4连接；其中左升降平台8的升降端通过回转轴、轴承、电机和扫描机架5连接，右升降平台11通过回转轴、轴承、升降驱动的滚珠丝杠副9连接，扫描机架5和左右升降平台的回转轴ab和射束中心轴在同一高度；这样扫描机架5可以实现在主机机架4上的上下运动，满足患者在站立状态的锥形束ct扫描成像；也可以实现绕ab轴的前后90°翻转，以进行患者在站立、平卧两个状态扫描的转换。锥形束ct扫描装置包括旋转扫描台10、球管6及动态平板探测器7；旋转扫描台10通过回转轴承副及传动驱动装置、导电滑环等和扫描机架5连接，旋转扫描台10上中间开设检测口，球管6及动态平板探测器7相对设置于检测口两侧，为保证球管6及平板探测器7之间的位置关系在扫描过程中，不会出现偏差，方便调整两者之间的相对位置，设置了位置调整机构。将锥形束ct扫描装置设置于旋转扫描台10上，使得锥形束ct扫描装置可随旋转扫描台10绕cd轴或者o点旋转，实现了在患者站立位绕患者旋转。上述升降平台的作用是实现患者在站立状态扫描过程中，带动其上的扫描机架5上下移动，从而可以进行患者站立位的全身扫描或者部分扫描。升降平台与扫描机架5的连接方式为通过回转驱动装置连接，该种连接方式，可以实现扫描机架5的转动，使得扫描机架5上的锥形束ct扫描装置的工作面可以呈水平或者垂直状态，对患者进行站立或者平卧状态扫描成像。

为保证患者在站立状态时，可以做到全身扫描，设置了站立平台3，站立平台3设置于检测口下方。使得患者站立状态下进行锥形束扫描时位于检测口的中心，不会影响检测效果。同时，将站立平台设置为可升降平台，从而配合与扫描机架连接的升降平台，使得在做锥形束ct扫描过程中，仅仅需要将升降平台设定好运动轨迹及行程即可，至于每个人的不同身高对扫描的影响，仅通过站立平台进行调整即可，简单方便，降低医务人员的劳动强度。

为实现患者可平卧状态扫描，设置了升降扫描床12，升降扫描床12可在竖直方向上升或下降，升降扫描床12下方设置水平滑轨，水平滑轨可延伸穿过垂直状态的旋转扫描台，使得升降扫描床12可在水平方向上滑动。升降扫描床12的床宽小于检测口直径。扫描床12独立的放置在主机机架4的后部，可以实现上下、前后的运动，以适应患者平卧状态下的上下床方便及扫描成像的需要。

该锥形束ct多方向扫描仪使用过程中需使用控制系统、数据处理系统、上位机系统及辅助系统。

控制系统：控制各运动部件按设备工作逻辑流程运行，控制平板探测器7、旋转扫描台10回转的同步运行及扫描机架5上下移动的严格配合，控制对平板探测器7数据的读取及传输、保存，控制上下位机的数据传输，设备运行状态的检测及报警、设备参数的管理及设置、手动操作开关等。

数据处理系统：对获取的平板探测器7的数据按照设定的程序进行处理计算，生成标准格式的图形数据文件。

上位机系统：包括客户信息管理、影像数据操作及输出、备份等，控制上位机部分控制设备按照影像扫描流程工作。

辅助系统：患者初始定位的激光标尺、机房内外对讲系统、视频监控系统等。

实施例1

患者站立位三维扫描成像：

如图1及图2所示，操作员输入患者基本信息后，选择直立式三维扫描方式，在辅助系统的确认下，患者正确站立在站立平台3上，用辅助系统定义要求的扫描检查的范围，启动检查，设备按控制要求的逻辑动作运行：旋转扫描台10转动，球管6按要求出束，动态平板探测器7接收投射信息，控制系统传输数据保存，扫描完一周，扫描机架5向下移动一个成像高度进行下一次扫描，直到将定义的截断扫完，机器回到初始状态。病人离开机器。数据处理系统处理完数据生成提数据文件，操作员按检查要求输出相应数据，可以是电子数据，也可以是胶片。

实施例2

患者平卧位三维扫描成像：

如图3、图4及图5所示，操作员输入患者基本信息后，选择平卧式三维扫描方式，系统会转换成平卧扫描模式：扫描机架5在高度h的位置翻转90度转到图4状态，扫描床12降在最低最后的初始位。

在辅助系统的确认下，患者正确躺在扫描床12上，用辅助系统定义要求的扫描检查的范围，启动检查，设备按控制要求的逻辑动作运行：扫描床12升高到预定高度，向前移动到扫描开始位置，旋转扫描台10转动，球管6按要求出束，动态平板探测器7接收投射信息，控制系统传输数据保存，扫描完一周，扫描床向前移动一个成像高度进行下一次扫描，直到将定义的截断扫完，机器回到初始状态。病人离开扫描床。数据处理系统处理完数据生成提数据文件，操作员按检查要求输出相应数据，可以是电子数据，也可以是胶片。

实施例3

患者二维扫描成像：

在实施例1及实施例2的扫描过程中，将旋转扫描台10只在正位、侧位静态摄像，完成设定的人体的轴向成像范围，可以实现站立状态和平卧状态的dr成像。

本发明的锥形束ct多方向扫描仪可以改变目前无法获得人体直立位三维骨骼影像资料的现状。可以在站立位和平卧位进行三维锥形束ct成像及二维dr成型，获得高质量的空间精度及高质量密度精度的人体骨骼系统及软组织的三维影像。为临床生物力学评估、诊断、治疗、手术方案制定、模拟等提供良好的支持。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。