CN103690182B - 数字口腔全景x射线成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字口腔全景X射线成像设备，包括纵向升降立柱，C形臂、悬臂运动机构，病患支撑定位装置，成像支架、成像单元、发生器、电源模块、主控模块以及控制面板；该悬臂运动机构包括水平直线移动中心轴和水平旋转中心轴，每个中心轴都对应的连接有电机，该电机由固定在纵向升降立柱内的与控制面板连接的主控模块控制，从而实现水平移动和水平旋转；病患支撑定位装置固定在C形臂的下端；成像支架的中间部位固定在水平旋转中心轴下方，该成像支架为倒置的C形。本发明可解决如何使悬挂运动机构如何采用水平直线移动及旋转同步的方式对成像设备进行作用，进而缩短成像设备的运动行程范围。

Description

数字口腔全景X射线成像设备

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，主要是指以X射线成像的数字口腔全景设备。具体是一种使用狭窄纵长的检测区域并采用曲面断层摄影成像的医疗设备产品。

背景技术

口腔全景成像是通过专门设计的口腔曲面全景摄影X射线设备，将上颌骨、下颌骨、颞颌关节、上颌窦、鼻腔及全口牙齿的影像同时显示在一张照片上的摄影技术。口腔全景成像在医疗诊断中的应用越来越广泛，它能为牙科病，牙齿矫形以及牙槽骨，颞颌关节的骨折骨病等多种疾病提供重要的信息，而且对小孩乳牙恒牙交替、龋齿、上下颌骨囊肿或肿瘤、上下颌骨骨折等也具有较好的诊断价值。数字口腔全景X射线成像设备作为世界上最先进的口腔全景设备。它可以实现实时显影，不需要胶片冲洗；患者影像资料可以数字化存储等诸多优点。目前我国数字口腔全景X射线成像设备全靠进口，价格昂贵，非常不利于诊断牙科疾病的推广。

目前的成像设备主要包括有纵向升降立柱、悬挂运动机构、病患支撑定位装置、成像单元、发生器、电源模块、主控模块以及控制面板、曝光手闸；其中用于移动及旋转成像设备的悬挂运动机构主要是采用水平旋转摆动的方式对成像设备进行作用，采用这种方式需要较大范围的运动行程，这样难免对患者造成一定的不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数字口腔全景X射线成像设备，解决如何使悬挂运动机构如何采用水平直线移动及旋转同步的方式对成像设备进行作用，进而缩短成像设备的运动行程范围。

数字口腔全景X射线成像设备，包括纵向升降立柱，C形臂、悬臂运动机构，病患支撑定位装置，成像支架、成像单元、发生器、电源模块、主控模块以及控制面板；C形臂活动固定在纵向升降立柱上，在升降立柱的作用下实现上下升降动作；悬臂运动机构及电源模块均固定在C形臂的上端，该悬臂运动机构包括水平直线移动中心轴和水平旋转中心轴，每个中心轴都对应的连接有电机，该电机由固定在纵向升降立柱内的与控制面板连接的主控模块控制，从而实现水平移动和水平旋转；病患支撑定位装置固定在C形臂的下端；成像支架的中间部位固定在水平旋转中心轴下方，该成像支架为倒置的C形；成像单元固定在成像支架的一侧，发生器固定在成像支架的另一侧，病患支撑定位装置设置在成像单元机发送器中间位置。

所述水平旋转中心轴的旋转范围为正负110°，水平移动中心轴的平移位移为60mm。

所述病患支撑定位装置，包括底座、固定在底座前端的下巴支架、固定在下巴支架上的咬合件、位于下巴支架两侧的夹紧装置、固定于底座后端的驱动装置、位于夹紧装置与驱动装置之间的传动装置、夹紧位置传感器、复位传感器、控制驱动装置及上述两个传感器的控制器；传动装置包括一个楔形滑块，一个与楔形滑块配合并固定在底座上的直线导轨；楔形滑块中部具有凹槽；驱动装置包括一个可推动楔形滑块运动的丝杠螺母，该丝杠螺母固定于上述凹槽内并连接有一个限位弹簧；夹紧装置，包括两个对称的旋转杆、两个对称的可拆卸连接的夹紧件，其中，每一个夹紧件固定在旋转杆的一端、预紧弹簧、二个限位柱；上述两个旋转杆通过预紧弹簧连接，预紧弹簧固定于旋转杆另一端的轴结构上，旋转杆的轴结构上套有与之相匹配的轴承，楔形滑块的外侧斜面与轴承外圈的外周面接触；夹紧位置传感器位于丝杠螺母前部并固定于楔形滑块上方；复位传感器固定底座上并处于楔形滑块尾部后方。

所述驱动装置还包括一个步进电机、一个固定在电机轴上的梯形丝杠；上述步进电机固定在电机座上，该电机座固定在底座上。

所述成像单元采用TDI-CCD技术，将X射线直接转化为数字信号并通过以太网与计算机对接。

本发明的有益效果是：由于采用纵向升降立柱，这样可以根据病患的身高进行高度调节，使得病患支撑定位装置在合适的位置；由于采用可同时运行水平移动机水平旋转的悬臂运动机构，这样可以通过设定的程序设置实现全景成像时影像断层和口腔牙齿弧线的吻合，其旋转角度可达正负110°，平移距离可为60mm；由于设置有病患支撑定位装置，在该设备使用过程中可通过下巴支撑和两边耳夹的定位实现对病患体位的固定。

附图说明

图1是本实施例中的数字口腔全景X射线设备示意图；

图2为悬臂运动机构的一侧结构示意图；

图3为悬臂运动机构的立体结构示意图；

图4是成像单元的主视图；

图5是成像单元的左视图；

图6是发生器的主视图。

图中1.纵向升降立柱、2. 悬臂运动机构、21.水平直线移动中心轴、22.水平旋转中心轴、3. 曝光手闸、4. 成像单元、41.电源口、42.以太网口、43.成像传感器、5. 发生器、51.高压逆变电路板、52.油箱、53.限束器、54.儿童狭缝、55.成人狭缝、56.狭缝移动装置、561. 狭缝移动中心轴、6. 电源模块、7. 主控模块、8. 控制面板、9.病患支撑定位装置、901.下巴支架、902.咬合件、903.夹紧件、904.预紧弹簧、905.夹紧位置传感器、906.楔形滑块、907.步进电机、908.复位传感器、909.限位弹簧、910.轴承、911.底座、912.旋转杆、913.直线导轨、914.梯形丝杠、915.丝杠螺母、916.电机座、917.限位柱、918.轴结构、919.凹槽、10. X射线、11.病患患者、12.C形臂、13.成像支架。

具体实施方式

请参考图1至图6，本实施例将数字口腔全景X射线成像设备分割成若干个机构和模块，包括一个纵向升降立柱1，一个C形臂12、一个悬臂运动机构2，一个病患支撑定位装置9，一个成像支架13、一个成像单元4、一个发生器5、一个电源模块6、一个主控模块7以及一个控制面板8、一个曝光手闸3。

纵向升降立柱1内部的机构可对C形臂12进行升降操作，这样可以根据病患患者11的身高进行高度调节，使得病患支撑定位装置9在合适的位置；这样的机构现在已经很成熟属于现有技术，故不再过多描述。

C形臂12为目前常用到的部件，也属于现有技术，故不再过多描述，悬臂运动机构2及电源模块6均固定在C形臂12的上端，C形臂12中间位置则安装有主控模块7和控制面板8，下端则安装有病患支撑定位装置9。

悬臂运动机构2包括一个水平直线移动中心轴21和一个水平旋转中心轴22，每个中心轴都对应的连接有电机，该电机由主控模块7控制从而实现水平移动和水平旋转。

病患支撑定位装置9包括一个底座911、一个固定在底座911前端的下巴支架901、一个固定在下巴支架901上的咬合件902、一个位于下巴支架901两侧的夹紧装置、一个固定于底座911后端的驱动装置、一个位于夹紧装置与驱动装置之间的传动装置、一个夹紧位置传感器905、一个复位传感器908，一个目前常见的主控模块；该主控模块由于属于常规部件，故未在图中显示。该病患支撑定位装置9可以实现在拍摄前对病患患者11体位的合理摆设的辅助定位，并且可以实现在拍摄过程中对病患患者11头部的限位，防止病患患者11在拍摄过程中的头部运动。

上述底座911、下巴支架901、咬合件902均可采用现有部件，本实施例中重点描述驱动装置、传动装置及夹紧装置。驱动装置包括一个固定在电机座916上的步进电机907、一个固定在电机轴上的梯形丝杠914、一个与梯形丝杠914配套的丝杠螺母915。当步进电机907运转时，梯形丝杠914就带动丝杠螺母915移动。传动装置包括一个楔形滑块906，一个与楔形滑块906配合使用并固定在底座911上的直线导轨913；楔形滑块906中部具有凹槽919，丝杠螺母915固定于凹槽919内并连接有一个限位弹簧909，该梯形丝杠914在凹槽919内可进行直线运动并通过限位弹簧909以带动楔形滑块906的前后滑动，实现驱动装置与传动装置间的有效连接。夹紧装置，包括两个对称的旋转杆912、两个对称的可拆卸连接的夹紧件903、每一个夹紧件903固定在旋转杆912的一端，一个预紧弹簧904、二个限位柱917；上述两个旋转杆912通过预紧弹簧904连接使夹紧件903在放松状态下保持相对稳定，预紧弹簧904固定于旋转杆912另一端的一体成型的轴结构918上。为实现传动装置与夹紧装置的传动作用，旋转杆912的轴结构918上套有与之相匹配的轴承910，通过运动的楔形滑块906的外侧斜面与轴承910外圈的外周面接触，由转动的轴承910带动旋转杆912进行轴旋转。夹紧位置传感器905位于丝杠螺母915前部并固定于楔形滑块906上方，该传感器可以为一个行程开关，当夹紧件903牢固夹持了患者头部时，丝杠螺母915还会继续朝向运动直到触碰到夹紧位置传感器905，这时关闭驱动装置开始拍摄，拍摄完成后，驱动装置中的步进电机907将接收到控制器的结束信号，从而驱动步进电机907反向传动，夹紧件903开始相互远离，从而放松患者头部，直至楔形滑块906的尾部触碰到固定在底座911上的复位传感器908，该复位传感器908同样也可以为一个行程开关，这时复位传感器908将复位信息传至控制器从而关闭步进电机907，这样就可以根据不同头部尺寸提供自动化夹紧固定和放松，从而提高工作效率。

本定位装置的工作过程为：在拍摄开始前，患者将下巴置于下巴支架901上，同时用前牙咬住咬合件902上的凹槽，若下巴支架901与咬合件902间距不当，可对咬合件922进行调节；本发明在收到控制器的开始信号时，步进电机907启动，转动的梯形丝杠914带动楔形滑块906向前滑动，轴承910外圈与楔形滑块906的侧面接触摩擦，产生相对运动，在轴承910的传动作用下，左右旋转杆912进行以限位柱917为圆心其前端相互靠近的旋转，即夹紧件903开始靠近至保持夹紧件903的夹紧状态，即开始拍摄，待拍摄结束，控制器发出结束信号，步进电机907反向转动，楔形滑块906向后滑动，左右旋转杆912进行以限位柱917为圆心，其前端相互远离的旋转，即夹紧件903开始远离至复位，复位传感器908向控制器发出复位信号，完成整个工作。

成像支架13的中间部位固定在水平旋转中心轴22下方，该成像支架13为倒置的C形；成像单元4固定在成像支架13的一侧，发生器5固定在成像支架13的另一侧，该成像支架13主要起到支撑其它部件的作用。

成像单元4采用TDI-CCD技术，将X射线10直接转化为数字信号并通过以太网口42与计算机对接，其上面安装有电源口41、以太网口42、成像传感器43；电源口41用于连接电源从而提供电力能源，以太网口42用于传送数据至计算机，成像传感器43接受X射线10并转换成数字信号，其成像区域大小的设定和儿童狭缝54、成人狭缝55的选定相关联，并且是面对面安装配置。该传感器的成像区域为狭窄纵长，针对儿童和成人设定的悬臂运动机构2的运动轨迹、成像单元4的成像传感器43成像区域以及发生器5的曝光参数设定都通过主控模块7做相应的调整，以最大限度保护儿童免受不必要的辐射剂量。

发生器5用于产生X射线10，其包括有高压逆变电路板51、油箱52、限束器53、儿童狭缝54、成人狭缝55、狭缝移动装置56、狭缝移动中心轴561。

控制面板8设置X射线10的剂量参数和曝光模式，将相应的数据传送给主控模块7；按下曝光手闸3由主控模块7控制发生器5产生不同剂量的X射线10并控制悬臂运动机构2按照不同的模式运动；X射线10透过病患支撑定位装置9被成像单元4接受，病患支撑定位装置9处于发生器5和成像单元4之间；成像单元4接受X射线10，按照特定的频率采集数据，并通过以太网接口42将数据传送给计算机；悬臂运动机构2两端分别固定发生器5和成像单元4，病患支撑定位装置9固定在悬臂运动机构2的底部，电源模块6、主控模块7、控制面板8固定在悬臂运动机构2的特定位置；纵向升降立柱1带动悬臂运动机构2上下运动。X射线10由X射线管射出，通过儿童狭缝54或者成人狭缝55限制X射线10的范围并且显示在成像传感器43上。X射线管由高压逆变电路板51提供高压高频触发X射线，并且通过油箱52进行油冷。儿童狭缝54或者成人狭缝55的设定是由电机等组成的狭缝移动装置56控制沿水平移动限束器53的不同位置而定。通过配置限制X射线范围的限束器53，能够使X射线10的散射量减少从而提高图像质量。

Claims (4)

1. 数字口腔全景X射线成像设备，包括纵向升降立柱、C形臂、悬臂运动机构、病患支撑定位装置、成像支架、成像单元、发生器、电源模块、主控模块以及控制面板；C形臂活动固定在纵向升降立柱上，在升降立柱的作用下实现上下升降动作；其特征在于：悬臂运动机构及电源模块均固定在C形臂的上端，该悬臂运动机构包括水平直线移动中心轴和水平旋转中心轴，每个中心轴都对应的连接有电机，该电机由固定在纵向升降立柱内的与控制面板连接的主控模块控制，从而实现水平移动和水平旋转；病患支撑定位装置固定在C形臂的下端；成像支架的中间部位固定在水平旋转中心轴下方，该成像支架为倒置的C形；成像单元固定在成像支架的一侧，发生器固定在成像支架的另一侧，病患支撑定位装置设置在成像单元及发送器中间位置；所述病患支撑定位装置，包括底座、固定在底座前端的下巴支架、固定在下巴支架上的咬合件、位于下巴支架两侧的夹紧装置、固定于底座后端的驱动装置、位于夹紧装置与驱动装置之间的传动装置、夹紧位置传感器、复位传感器、控制驱动装置及上述两个传感器的控制器；传动装置包括一个楔形滑块，一个与楔形滑块配合并固定在底座上的直线导轨；楔形滑块中部具有凹槽；驱动装置包括一个可推动楔形滑块运动的丝杠螺母，该丝杠螺母固定于上述凹槽内并连接有一个限位弹簧；夹紧装置，包括两个对称的旋转杆、两个对称的可拆卸连接的夹紧件、预紧弹簧和二个限位柱，其中，每一个夹紧件固定在与之对应的旋转杆的一端；上述两个旋转杆通过预紧弹簧连接，预紧弹簧固定于旋转杆另一端的轴结构上，旋转杆的轴结构上套有与之相匹配的轴承，楔形滑块的外侧斜面与轴承外圈的外周面接触；夹紧位置传感器位于丝杠螺母前部并固定于楔形滑块上方；复位传感器固定在底座上并处于楔形滑块尾部后方。

2. 依据权利要求1中所述的数字口腔全景X射线成像设备，其特征在于：所述水平旋转中心轴的旋转范围为正负110°，水平移动中心轴的平移位移为60mm。

3. 依据权利要求1中所述的数字口腔全景X射线成像设备，其特征在于：所述驱动装置还包括一个步进电机、一个固定在电机轴上的梯形丝杠；上述步进电机固定在电机座上，该电机座固定在底座上。

4. 依据权利要求1中所述的数字口腔全景X射线成像设备，其特征在于：所述成像单元采用TDI-CCD 技术，将X 射线直接转化为数字信号并通过以太网与计算机对接。