CN105559811B - 一种多面体空腔结构的发射成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多面体空腔结构的发射成像设备，其包括相互连接的上支撑架和上多面体空腔结构以及相互连接的下支撑架和下多面体空腔结构，上支撑架和下支撑架通过连杆相连，其中：上多面体空腔结构由多个腔体结构的多边形模块构成，多个多边形模块的外侧面依次两两拼接组成中空的多面体空腔结构，该多面体空腔结构的中空部位嵌装有一多边形模块；下多面体空腔结构同样由多个腔体结构的多边形模块构成；滑动装置包括滑块和导轨，滑块与多边形模块相连，其在动力机构的驱动下相对导轨滑动；导轨与下支撑架相连，其一端与多边形模块或滑块之间设有弹簧。本发明具有结构简单，检测方便准确，检测分辨率高等优点，适于人体局部器官或小动物的检测。

Description

一种多面体空腔结构的发射成像设备

技术领域

本发明属于发射成像系统领域，更具体地，涉及一种多面体空腔结构的发射成像设备。

背景技术

发射成像设备已被广泛用于科学实验以及临床医疗诊断，以正电子发射成像设备为例，其利用正电子同位素衰变产生出的正电子与人体内负电子发生泯灭效应的现象，通向人体内注射带有正电子同位素标记的化合物，采用复合探测的方法，利用检测器探测泯灭效应所产生的γ光子，得到人体内同位素的分布信息，由计算机进行重建组合运算，从而得到人体内标记化合物分布的三维断层图像。

然而，现有发射成像设备主要针对全身诊断，其尺寸较大，且检测器呈圆环状分布，轴向距离短，覆盖空间立体角较小。一方面对于局部器官诊断，尤其是脑部诊断，这种结构会有大量有用数据无法被设备收集到，降低了发射成像设备的成像质量；另一方面局部器官诊断相比全身诊断，对发射成像设备的空间分辨率和灵敏度等方面的要求更高。因此，有必要提出一种新型局部器官发射成像设备，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种发射成像设备，其中通过多个多边形模块的组合与配合，获得多面体空腔结构的发射成像设备，该设备由具有多面体空腔结构的上部部分和下半部分组成，其中下半部分留有供被检测物体进入多面体空腔的空缺，且下半部分中的多边形模块可在滑动装置及动力机构的配合下，沿下支撑架径向扩张，可满 足不同尺寸待检测对象进入检测区域的需求，解决现有设备对于局部器官诊断存在的尺寸过大及覆盖空间立体角较小导致的设备空间分辨率和灵敏度等性能不足等问题，适用于人体局部器官如人体脑部成像或小动物的检测。

为实现上述目的，本发明提出了一种多面体空腔结构的发射成像设备，所述设备包括上支撑架、下支撑架、上多面体空腔结构和下多面体空腔结构，所述上多面体空腔结构与所述上支撑架相连，以构成成像设备的上半部分，所述下多面体空腔结构通过滑动装置与所述下支撑架相连，以构成成像设备的下半部分，所述上支撑架和下支撑架通过连杆相连，其中：

所述上多面体空腔结构由多个腔体结构的多边形模块构成，该多边形模块由外底面、外侧面、内底面和内侧面围成，所述外底面和内底面为正多边形，所述外侧面为斜面；所述多个多边形模块的外侧面依次两两拼接以组成中空的多面体空腔结构，该多面体空腔结构的中空部位嵌装有一多边形模块；

所述下多面体空腔结构同样由多个腔体结构的多边形模块构成，多个多边形模块的外侧面依次两两拼接组成中空的多面体空腔结构；所述滑动装置包括滑块和导轨；所述滑块与下多面体空腔结构中的多边形模块相连，其在动力机构的驱动下相对所述导轨滑动，从而使下多面体空腔结构中的多边形模块沿所述下支撑架的径向做扩张运动；所述导轨与所述下支撑架相连，其一端与下多面体空腔结构中的多边形模块或滑块之间设有弹簧。

作为进一步优选的，所述多边形模块的腔体结构的形状为正五边形或正六边形，腔体结构内安装有检测元件。

作为进一步优选的，所述滑块的背面装有多个与所述导轨配合的滚轮，其顶部安装有挂钩；所述动力机构包括动力源和滑轮，所述滑轮设于所述导轨的另一端，所述动力源通过绳索与所述挂钩相连，并且该绳索绕过所述滑轮。

作为进一步优选的，所述滑动装置还包括限位机构，该限位机构包括卡座和设于滑块顶部两侧的突出的半圆柱结构，所述卡座安装在所述导轨的侧面，其上设有与所述半圆柱结构相配合的圆底凹槽结构。

作为进一步优选的，所述导轨上设有与滚轮配合的条形导轨槽以及用于将其固定至下支撑架上的螺纹孔，其侧面设有用于固定卡座的螺纹孔，其顶部设有用于固定滑轮的螺纹孔。

作为进一步优选的，所述下多面体空腔结构中的多边形模块通过安装板与所述滑块相连。

作为进一步优选的，所述上多面体空腔结构中嵌装的多边形模块与其相邻的多边形模块之间通过钝角连接块相连，所述钝角连接块为钝角二面结构，其角度为相邻两多边形模块外表面的二面角。

作为进一步优选的，所述连杆为两端带外螺纹的细长杆，其中间设有两片固定圆盘。

作为进一步优选的，所述弹簧初始状态为预受力状态，多边形模块径向扩张运动后使弹簧进一步受力，在动力机构失去拉力作用后利用回弹力推动多边形模块恢复初始状态。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本发明设计了一种多面体空腔结构的发射成像设备，该设备由具有多面体空腔结构的上部部分和下半部分组成，其中下半部分留有供被检测对象进入多面体空腔的空缺，且下半部分中的多边形模块可在滑动装置及动力机构的配合下，沿下支撑架径向扩张，增大了轴向距离以及空间立体角，可满足不同尺寸待检测对象进入检测区域的需求，解决现有设备对于局部器官诊断存在的尺寸过大及覆盖空间立体角较小导致的设备空间分辨率和灵敏度等性能不足等问题，适用于人体局部器官如人体脑部成像或小动物的检测，具有结构简单，成像质量好，检测方便准确，检测分辨率及 灵敏度高等优点。

2.本发明通过滚轮实现滑块与导轨的滑动配合，并通过导轨实现滚轮的导向，从而保证多边形模块径向扩张的方向；本发明通过动力源和滑轮的有效配合，实现多边形模块可沿下支撑架径向扩张；本发明通过在导轨和多边形模块或滑块之间设置弹簧，巧妙的利用了弹簧的弹性回复力使得当动力机构失去拉力作用后，多边形模块可在回弹力的作用下恢复初始状态。

3.本发明还设置有限位机构，通过限位机构中滑块的突出半圆柱结构与卡座的圆底凹槽结构配合，可有效阻止弹簧进一步将多边形模块向径向缩小方向拉动，从而保持在初始位置；本发明还设置有钝角二面结构的钝角连接块，可实现相邻多边形模块之间的可靠连接。

附图说明

图1为本发明的发射成像设备的整体结构图；

图2(a)和(b)分别为本发明发射成像设备的仰视图和俯视图；

图3(a)和(b)分别为多边形模块的立体示意图和剖视图；

图4为滑动装置的立体示意图；

图5(a)-(c)分别为滑块的主视图、俯视图和左视图；

图6为导轨的立体示意图；

图7为连杆的立体示意图；

图8为卡座的立体示意图；

图9(a)和(b)分别为本发明实施例2中下多面体空腔结构和上多面体空腔结构的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的 本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明的一种多面体空腔结构的发射成像设备，其主要包括上支撑架30、下支撑架40、上多面体空腔结构和下多面体空腔结构，上多面体空腔结构与上支撑架30相连，以构成成像设备的上半部分，下多面体空腔结构通过滑动装置20与下支撑架40相连，以构成成像设备的下半部分，上支撑架30和下支撑架40通过连杆50相连。

下面将详细说明发射成像设备中的上下两多面体的具体结构。

如图2(b)所示，上多面体空腔结构由多个腔体结构11的多边形模块10构成，该腔体结构11为多边形腔体，该多边形模块10由外底面11A、外侧面11B、内底面11C和内侧面11D围成，外底面11A和内底面11C为正多边形，外侧面11B为斜面，内侧面11D为平面，如图3(a)和(b)所示；多个多边形模块10的外侧面11B依次两两拼接以组成中空的多面体空腔结构，该多面体空腔结构的中空部位(即上多面体空腔结构的顶部)正好留有一个多边形模块10的空缺，在该中空部位上嵌装一个多边形模块10。其中，腔体结构11的形状可以为正五边形或正六边形，腔体结构内安装有晶体阵列及光传感器等检测元件。

如图2(a)所示，下多面体空腔结构同样由多个腔体结构的多边形模块10构成，多个多边形模块10的外侧面11B依次两两拼接组成中空的多面体空腔结构，该多面体空腔结构的中空部位(即下多面体空腔结构的底部)留有一个多边形模块10的空缺，该空缺用于使被检测对象进入多面体空腔，空缺四周的多边形模块10安装在各自独立的滑动装置20上，然后将滑动装置20安装在下支撑架40上；上多面体空腔结构中与下多面体空腔结构相邻的多边形模块10则直接安装在上支撑架30上。其中，滑动装置20用于将多边形模块10与下支撑架40相连接，使多边形模块10能沿下支撑架40的径向做扩张运动，满足不同尺寸被检测对象进入多面体空腔 的需求，如图4所示，其包括滑块21和导轨22，滑块21与下多面体空腔结构中的多边形模块10相连，其在动力机构的驱动下相对导轨22滑动，从而使多边形模块10沿下支撑架40的径向做扩张运动；导轨22与下支撑架40相连，其一端与下多面体空腔结构中的多边形模块10之间设有弹簧25，弹簧25也可设于导轨22的一端与滑块21之间。

在一个实施例中，如图5(a)-(c)所示，滑块21的正面设有用于连接多边形模块10的螺纹孔21A，背面装有多个与导轨22配合的滚轮21B，其顶部安装有挂钩23，挂钩23通过螺纹孔21C安装固定；动力机构包括动力源和滑轮24，滑轮24设于导轨22的另一端，动力源通过绳索与挂钩23相连，并且该绳索绕过滑轮24。

在一个实施例中，滑动装置20还包括限位机构，该限位机构包括卡座70和设于滑块21顶部两侧的突出的半圆柱结构21D，卡座70通过通孔70A固定在导轨22的侧面，其左侧伸出部分70B上设有缺口向上的圆底凹槽结构70C，可与滑块21的突出半圆柱结构21D配合，如图8所示。

在一个实施例中，如图6所示，导轨22上设有与滚轮21B配合的条形导轨槽22A以及用于将其固定至下支撑架40上的螺纹孔22B，其侧面设有用于固定卡座70的螺纹孔22C，其顶部设有用于固定滑轮24的螺纹孔22D。

在一个实施例中，多边形模块10上设有安装板12，安装板12用于将多边形模块10安装至滑动装置20或上支撑架30上，也可依实际需要去掉安装板或在其表面打孔用于安装固定。

在一个实施例中，上多面体空腔结构中嵌装的多边形模块10与其相邻的多边形模块10之间通过钝角连接块60相连，然后通过螺栓使相邻两多边形模块10固定，钝角连接块60为钝角二面结构，其角度为相邻两多边形模块10外表面的二面角。

在一个实施例中，如图7所示，连杆50为两端带外螺纹的细长杆，中间有两片固定圆盘50A，可从两端穿过上支撑架30和下支撑架40上相对应 的孔，并用螺母固定，使上下两部分组成一个整体；

以下为具体实施例：

实施例1

如图1所示，在本实施例中多边形模块10的腔体结构11均为正五边形，腔体结构11内安装晶体阵列及光传感器等检测元件，十一个多边形模块10的外侧面11B两两拼接共同组成带一个缺口的正十二面体，形成正十二面体空腔；

正十二面体结构底部留有一个多边形模块10的空缺，用于使被检测物体进入正十二面体空腔，空缺四周的多边形模块10安装在各自独立的滑动系统20上，然后安装在下支撑架40上，组成正十二面体结构的下半部分，与下半部分相邻的多边形模块10直接安装在上支撑架30上，并通过钝角连接块60与剩余多边形模块10固定，共同组成正十二面体结构的上半部分，连接块60的角度为116.565°；

下半部分的多边形模块10均可独立依靠各自的滑动装置20运动，挂钩23上可固定绳索并绕过滑轮24连接至电机等动力设备，用于使下半部分的五个多边形模块10可做径向扩张运动，满足不同尺寸被检测对象进入正十二面体空腔的需求；

弹簧25初始状态下为预压缩状态，多边形模块10径向扩张运动后进一步压缩，在动力设备失去对绳索的拉力作用后利用回弹力推动多边形模块10恢复初始状态；

滑块21的突出半圆柱结构21D在初始状态下与卡座70的圆底凹槽结构70C配合，阻止弹簧25进一步将多边形模块10向径向缩小方向拉动，从而保持在初始位置。

实施例2

如图9(a)和(b)所示，本实施例中成像设备的结构及组成与实施例1基本相同，区别仅在于：多边形模块10的腔体结构11不是全部为正五边 形，其包括正五边形和正六边形，十二个正五边形和十九个正六边形共同组成带一个缺口的截角二十面体；所述钝角连接块60的角度为138.19°或142.623°，用于连接两个六边形以及五边形与六边形。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多面体空腔结构的发射成像设备，其特征在于，所述设备包括上支撑架(30)、下支撑架(40)、上多面体空腔结构和下多面体空腔结构，所述上多面体空腔结构与所述上支撑架(30)相连，以构成成像设备的上半部分，所述下多面体空腔结构通过滑动装置(20)与所述下支撑架(40)相连，以构成成像设备的下半部分，所述上支撑架(30)和下支撑架(40)通过连杆(50)相连，其中：

所述上多面体空腔结构由多个腔体结构的多边形模块(10)构成，该多边形模块(10)由外底面(11A)、外侧面(11B)、内底面(11C)和内侧面(11D)围成，所述外底面(11A)和内底面(11C)为正多边形，所述外侧面(11B)为斜面；所述多个多边形模块(10)的外侧面(11B)依次两两拼接以组成中空的多面体空腔结构，该多面体空腔结构的中空部位嵌装有一多边形模块(10)；

所述下多面体空腔结构同样由多个腔体结构的多边形模块(10)构成，多个多边形模块(10)的外侧面(11B)依次两两拼接组成中空的多面体空腔结构；所述滑动装置(20)包括滑块(21)和导轨(22)；所述滑块(21)与下多面体空腔结构中的多边形模块(10)相连，其在动力机构的驱动下相对所述导轨(22)滑动，从而使下多面体空腔结构中的多边形模块(10)沿所述下支撑架(40)的径向做扩张运动；所述导轨(22)与所述下支撑架(40)相连，该导轨(22)的一端与下多面体空腔结构中的多边形模块(10)或滑块(21)之间设有弹簧(25)。

2.如权利要求1所述的多面体空腔结构的发射成像设备，其特征在于，所述多边形模块(10)的腔体结构的形状为正五边形或正六边形，腔体结构内安装有检测元件。

3.如权利要求1所述的多面体空腔结构的发射成像设备，其特征在于，所述滑块(21)的背面装有多个与所述导轨(22)配合的滚轮(21B)，所述滑块(21)的顶部安装有挂钩(23)；所述动力机构包括动力源和滑轮(24)，所述滑轮(24)设于所述导轨(22)的另一端，所述动力源通过绳索与所述挂钩(23)相连，并且该绳索绕过所述滑轮(24)。

4.如权利要求3所述的多面体空腔结构的发射成像设备，其特征在于，所述滑动装置(20)还包括限位机构，该限位机构包括卡座(70)和设于滑块(21)顶部两侧的突出的半圆柱结构(21D)，所述卡座(70)安装在所述导轨(22)的侧面，卡座(70)上设有与所述半圆柱结构(21D)相配合的圆底凹槽结构(70C)。

5.如权利要求4所述的多面体空腔结构的发射成像设备，其特征在于，所述导轨(22)上设有与滚轮(21B)配合的条形导轨槽(22A)以及用于将导轨(22)固定至下支撑架(40)上的螺纹孔，该导轨(22)的侧面设有用于固定卡座(70)的螺纹孔，该导轨(22)的顶部设有用于固定滑轮(24)的螺纹孔。

6.如权利要求5所述的多面体空腔结构的发射成像设备，其特征在于，所述下多面体空腔结构中的多边形模块(10)通过安装板(12)与所述滑块(21)相连。

7.如权利要求6所述的多面体空腔结构的发射成像设备，其特征在于，所述上多面体空腔结构中嵌装的多边形模块(10)与其相邻的多边形模块(10)之间通过钝角连接块(60)相连，所述钝角连接块(60)为钝角二面结构，其角度为相邻两多边形模块(10)外表面的二面角。

8.如权利要求7所述的多面体空腔结构的发射成像设备，其特征在于，所述连杆(50)为两端带外螺纹的细长杆，所述连杆(50)的中间设有两片固定圆盘(50A)。

9.如权利要求7所述的多面体空腔结构的发射成像设备，其特征在于，所述弹簧(25)初始状态为预受力状态，多边形模块(10)径向扩张运动后使弹簧(25)进一步受力，在动力机构失去拉力作用后利用回弹力推动多边形模块(10)恢复初始状态。