CN105476652B - 一种乳房压迫器运动装置及其压力和厚度校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种乳房压迫器运动装置及其压力和厚度校准方法,包括C臂,C臂可绕固定点旋转;步进电机,步进电机设置在C臂上;丝杆,丝杆的一端与步进电机的旋转轴连接;电位器,电位器设置在丝杆的另一端;丝杆螺母,丝杆螺母设置在丝杆上并与电位器连接,且丝杆转动时在丝杆上运动;压力传感器,压力传感器与丝杆螺母连接,并可随丝杆螺母运动;压迫器,压迫器与压力传感器连接;乳房支撑架,乳房支撑架设置在C臂上、并位于所述压迫器的下方。本发明实现了在C臂的旋转过程中,不仅获取压迫器与乳房支撑架之间的当前间距,并还根据当前压力值获取厚度补偿值,以得到准确的目标乳房厚度,提高了测量的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及医疗电子设备技术领域,尤其涉及一种乳房压迫器运动装置及其压力和厚度校准方法。
背景技术
在进行乳腺X射线摄影时,需要对乳房进行压迫,把乳腺腺体充分压扁展开,以提高乳腺图像成像质量降低患者所接受的辐射剂量,更有利于进行诊断。故此,在进行乳房X射线摄影时,需要把乳房架在碳纤维板上,采用压迫器对乳房进行压迫挤压,压迫完成后,系统通过采集压迫乳房后所获取到的压力值及乳房厚度值信息,来决定所采用的X射线曝光条件。因此,压迫的压力值及厚度值的准确性对所采用的曝光条件起到关键的作用,而曝光条件是否合适将直接决定X射线的图像质量。
目前,乳房的压迫力通常是采用压力传感器来进行采集及处理,压力传感器通常安装在压迫器后端或安装在乳房支撑架的下方;乳房厚度通常采用电位器或编码器进行采集处理,电位器或编码器通常安装于驱动压迫器升降的丝杆的上方或下方,通过采集丝杆旋转的角度及圈数,再结合丝杆的导程,计算出其对应的乳房的厚度值。
对于乳房压迫力而言,无论压力传感器安装于压迫器后端还是乳房支撑架的下方,其压力值均涉及到压迫器或乳房支撑架自身的重量,而当C臂旋转时,重力投映到压迫器运动方向上的值均会随着C臂角度的变化而变化。而对于乳房厚度值而言,当压力增大时,无论压迫器还是乳房支撑架均会出现不同程度的变形,当压力增加到一定值时,该变形量则不可忽略。现有技术中均未考虑到在压迫乳房的过程中,压迫器或乳房支撑架均的变形对目标乳房厚度准确性的影响,使得测量结果存在误差。
因此,现有技术还有待改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处,本发明的目的在于提供一种乳房压迫器运动装置及其压力和厚度校准方法,旨在解决现有技术中在压迫乳房的过程中,未考虑压迫器或乳房支撑架均的变形对目标乳房厚度准确性的影响,使得测量结果存在误差的问题。
为了达到上述目的,本发明采取了以下技术方案:
一种乳房压迫器运动装置,其中,包括:
C臂,所述C臂可绕固定点旋转;
步进电机,所述步进电机设置在所述C臂上;
丝杆,所述丝杆的一端与所述步进电机的旋转轴连接;
电位器,所述电位器设置在所述丝杆的另一端;
丝杆螺母,所述丝杆螺母设置在所述丝杆上并与所述电位器连接,并在所述丝杆转动时在丝杆上运动;
压力传感器,所述压力传感器与所述丝杆螺母连接,并可随所述丝杆螺母运动;
压迫器,所述压迫器与所述压力传感器连接;
乳房支撑架,所述乳房支撑架设置在所述C臂上、并位于所述压迫器的下方。
所述乳房压迫器运动装置,其中,所述丝杆螺母上设置有支架,所述压力传感器固定设置在所述支架上。
所述乳房压迫器运动装置,其中,所述丝杆与所述C臂的夹角为90度。
所述乳房压迫器运动装置,其中,所述压力传感器垂直设置在所述丝杆螺母上,并与所述C臂的底部平行。
所述乳房压迫器运动装置,其中,所述压迫器的材质为PMMA。
一种乳房压迫器运动装置的压力和厚度校准方法,其中,所述方法包括以下步骤:
A、C臂旋转至目标角度后停止,并将当前压力置为0;
B、通过压迫器对目标乳房进行压迫,并通过压力传感器获取当前压力值;
C、根据当前压力值、及预设的厚度补偿值与压力值的对应关系,得到厚度补偿值;
D、根据电位器的当前值得到所述压迫器与所述乳房支撑架之间的当前间距,并根据当前间距及厚度补偿值之和得到目标乳房厚度。
所述乳房压迫器运动装置的压力和厚度校准方法,其中,所述厚度补偿值与压力值的对应关系中厚度补偿值等于0.1倍压力值。
本发明所述的乳房压迫器运动装置及其压力和厚度校准方法,包括C臂,所述C臂可绕固定点旋转;步进电机,所述步进电机设置在所述C臂上;丝杆,所述丝杆的一端与所述步进电机的旋转轴连接;电位器,所述电位器设置在所述丝杆的另一端;丝杆螺母,所述丝杆螺母设置在所述丝杆上并与所述电位器连接,并在所述丝杆转动时在丝杆上运动;压力传感器,所述压力传感器与所述丝杆螺母连接,并可随所述丝杆螺母运动;压迫器,所述压迫器与所述压力传感器连接;乳房支撑架,所述乳房支撑架设置在所述C臂上、并位于所述压迫器的下方。本发明实现了在C臂的旋转过程中,不仅获取压迫器与乳房支撑架之间的当前间距,并还根据当前压力值获取厚度补偿值,以得到准确的目标乳房厚度,提高了测量的准确性。
附图说明
图1为本发明所述乳房压迫器运动装置较佳实施例的结构示意图。
图2为图1中乳房压迫器运动装置的受力分析图。
图3为本发明所述乳房压迫器运动装置的C臂旋转α度时的示意图。
图4为图3中乳房压迫器运动装置的受力分析图。
图5为本发明所述乳房压迫器运动装置中压迫器压迫乳房时翘变的示意图。
图6为本发明所述乳房压迫器运动装置的压力和厚度校准方法较佳实施例的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种乳房压迫器运动装置及其压力和厚度校准方法,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请同时参考图1-图5,其中图1为本发明所述乳房压迫器运动装置较佳实施例的结构示意图,图2为图1中乳房压迫器运动装置的受力分析图,图3为本发明所述乳房压迫器运动装置的C臂旋转α度时的示意图,图4为图3中乳房压迫器运动装置的受力分析图,图5为本发明所述乳房压迫器运动装置中压迫器压迫乳房时翘变的示意图。如图1-图5所示,所述乳房压迫器运动装置包括:
C臂10,所述C臂10可绕固定点旋转;
步进电机4,所述步进电机4设置在所述C臂10上;
丝杆2,所述丝杆2的一端与所述步进电机4的旋转轴连接;
电位器1,所述电位器1设置在所述丝杆2的另一端;
丝杆螺母3,所述丝杆螺母3设置在所述丝杆2上并与所述电位器1连接,并在所述丝杆2转动时在丝杆2上运动;
压力传感器6,所述压力传感器6与所述丝杆螺母3连接,并可随所述丝杆螺母3运动;
压迫器5,所述压迫器5与所述压力传感器6连接;
乳房支撑架8,所述乳房支撑架8设置在所述C臂10上、并位于所述压迫器5的下方。
本发明的实施例中,步进电机4旋转带动丝杆2旋转,丝杆2旋转从而带动丝杆螺母3产生升降运动,压迫器5通过传感器6连接到丝杆螺母3的支架上,跟随着丝杆螺母3一起进行升降运动。当步进电机4顺时针旋转时,压迫器5上升,当步进电机4逆时针旋转时,压迫器5下降压迫乳房7。
在整个运动过程中,设置在压迫器5后侧的压力传感器6,在压迫过程中可以检测到压迫器5受到的上翘的压力,当C臂角度为0°时,其受力分析如图2中所示,乳房受到的总的压迫力为压力传感器检测到的压力值加上压迫器的重力之和,即F乳=F压+G。如图4所示,当C臂角度旋转至α度时,乳房受到的总压迫力为压力传感器检测到的压力值加上压迫器的重力在压迫方向投映力之和,即F乳=F压+G’=F压+G×Cosα。当角度不同时,F乳与 F压之差为一个不固定的值。为此,本发明中在操作C臂10旋转运动过程中,在C臂10旋转运动停止的瞬间,对压力值进行一次置零,把旋转后的压力值设置为0,则当装置在该角度下对乳房进行新一次的压迫的时候,压力值将从0开始往上增加,只需要确保压力传感器6在整个压迫过程中处于压力传感器6的线性区域,即可保证其压力的准确性。如当C臂旋转到45°时,在C臂10运动停下的瞬间对压力值进行置零,此时显示的压力值为0N,在该角度下,对乳房进行压迫,则压力从0开始往上增加,可以准确的计算及显示压迫力的大小。其余旋转角度下,与上述过程类型。
如图5所示,在压迫运动过程中,压迫器5缓慢的下降,对乳房7进行压迫挤压,在挤压过程中,压迫器5会受到乳房7往上的作用力,随着作用力的增大,压迫器5的框体及压力传感器6均会产生一定程度的变形,而由于设计中,压迫器5离后端的压力传感器6有一定的距离,故该力臂较长,故此,当压力传感器6产生微小的变形,则会引起压迫器5发生较大的上翘变形,该变形量与压力值呈正比例关系。本实施例中,压迫器5的变形量△S=0.1×F,即压迫器5的压迫力每增加10N,则厚度值增加1mm,增加的厚度值则作为厚度补偿值。根据电位器1的当前值得到所述压迫器与所述乳房支撑架之间的当前间距,并根据当前间距及厚度补偿值之和得到目标乳房厚度。
可见,本发明实现了在C臂的旋转过程中,不仅获取压迫器与乳房支撑架之间的当前间距,并还根据当前压力值获取厚度补偿值,以得到准确的目标乳房厚度,提高了测量的准确性。
基于上述方法实施例,本发明还提供了一种乳房压迫器运动装置的压力和厚度校准方法。如图6所示,所述乳房压迫器运动装置的压力和厚度校准方法包括:
步骤S100、C臂旋转至目标角度后停止,并将当前压力置为0;
步骤S200、通过压迫器对目标乳房进行压迫,并通过压力传感器获取当前压力值;
步骤S300、根据当前压力值、及预设的厚度补偿值与压力值的对应关系,得到厚度补偿值;
步骤S400、根据电位器的当前值得到所述压迫器与所述乳房支撑架之间的当前间距,并根据当前间距及厚度补偿值之和得到目标乳房厚度。
进一步的,在所述乳房压迫器运动装置的压力和厚度校准方法中,所述厚度补偿值与压力值的对应关系中厚度补偿值等于0.1倍压力值。
综上所述,本发明提供了一种乳房压迫器运动装置及其压力和厚度校准方法,包括C臂,所述C臂可绕固定点旋转;步进电机,所述步进电机设置在所述C臂上;丝杆,所述丝杆的一端与所述步进电机的旋转轴连接;电位器,所述电位器设置在所述丝杆的另一端;丝杆螺母,所述丝杆螺母设置在所述丝杆上并与所述电位器连接,并在所述丝杆转动时在丝杆上运动;压力传感器,所述压力传感器与所述丝杆螺母连接,并可随所述丝杆螺母运动;压迫器,所述压迫器与所述压力传感器连接;乳房支撑架,所述乳房支撑架设置在所述C臂上、并位于所述压迫器的下方。本发明实现了在C臂的旋转过程中,不仅获取压迫器与乳房支撑架之间的当前间距,并还根据当前压力值获取厚度补偿值,以得到准确的目标乳房厚度,提高了测量的准确性。
可以理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变,而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种乳房压迫器运动装置,其特征在于,包括:
C臂,所述C臂可绕固定点旋转;
步进电机,所述步进电机设置在所述C臂上;
丝杆,所述丝杆的一端与所述步进电机的旋转轴连接;
电位器,所述电位器设置在所述丝杆的另一端;
丝杆螺母,所述丝杆螺母设置在所述丝杆上并与所述电位器连接,并在所述丝杆转动时在丝杆上运动;
压力传感器,所述压力传感器与所述丝杆螺母连接,并可随所述丝杆螺母运动;
压迫器,所述压迫器与所述压力传感器连接;
乳房支撑架,所述乳房支撑架设置在所述C臂上、并位于所述压迫器的下方;
所述乳房压迫器运动装置采用如下步骤进行压力和厚度校准:
A、C臂旋转至目标角度后停止,并将当前压力置为0;
B、通过压迫器对目标乳房进行压迫,并通过压力传感器获取当前压力值;
C、根据当前压力值、及预设的厚度补偿值与压力值的对应关系,得到厚度补偿值;
D、根据电位器的当前值得到所述压迫器与所述乳房支撑架之间的当前间距,并根据当前间距及厚度补偿值之和得到目标乳房厚度。
2.根据权利要求1所述乳房压迫器运动装置,其特征在于,所述丝杆螺母上设置有支架,所述压力传感器固定设置在所述支架上。
3.根据权利要求1所述乳房压迫器运动装置,其特征在于,所述丝杆与所述C臂的底部的夹角为90度。
4.根据权利要求3所述乳房压迫器运动装置,其特征在于,所述压力传感器垂直设置在所述丝杆螺母上,并与所述C臂的底部平行。
5.根据权利要求1所述乳房压迫器运动装置,其特征在于,所述压迫器的材质为PMMA。
6.一种乳房压迫器运动装置的压力和厚度校准方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
A、C臂旋转至目标角度后停止,并将当前压力置为0;
B、通过压迫器对目标乳房进行压迫,并通过压力传感器获取当前压力值;
C、根据当前压力值、及预设的厚度补偿值与压力值的对应关系,得到厚度补偿值;
D、根据电位器的当前值得到所述压迫器与乳房支撑架之间的当前间距,并根据当前间距及厚度补偿值之和得到目标乳房厚度;
所述乳房压迫器运动装置包括:
C臂,所述C臂可绕固定点旋转;
步进电机,所述步进电机设置在所述C臂上;
丝杆,所述丝杆的一端与所述步进电机的旋转轴连接;
电位器,所述电位器设置在所述丝杆的另一端;
丝杆螺母,所述丝杆螺母设置在所述丝杆上并与所述电位器连接,并在所述丝杆转动时在丝杆上运动;
压力传感器,所述压力传感器与所述丝杆螺母连接,并可随所述丝杆螺母运动;
压迫器,所述压迫器与所述压力传感器连接;
乳房支撑架,所述乳房支撑架设置在所述C臂上、并位于所述压迫器的下方。
7.根据权利要求6所述乳房压迫器运动装置的压力和厚度校准方法,其特征在于,所述预设的厚度补偿值与压力值的对应关系中厚度补偿值等于0.1倍压力值。
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