CN106821411A - 一种影像设备的机架系统及其校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种影像设备的机架系统及其校准方法，属于医疗器械技术领域，为解决现有结构校准困难等问题而设计。本发明影像设备的机架系统包括N个第一机架，N为整数且N≧2，N个第一机架均包括内侧设置有探测模块的模块固定环，其中N‑1个或N个第一机架还均包括与该第一机架中的模块固定环连接的调节结构，每个调节结构可在控制器的控制下带动其对应的模块固定环运动。本发明影像设备的机架系统结构简单、操作方便；基于该机架系统的校准方法操作简单、校准精度高、劳动强度小、校准时间短。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种影像设备的机架系统及校准方法。
背景技术
正电子发射计算机断层显像(Positron Emission Tomography PET)，是一种以正电子核素为示踪剂，通过病灶部位对示踪剂的摄取来了解病灶功能代谢状态，进而对疾病作出诊断的技术。电子计算机X射线断层扫描(Computed Tomography,CT)是将计算机与X射线相结合，利用人体不同组织对X射线衰减系数的不同，使得检测器接收到的射线信号不同，而进行重构人体断层影像的技术。
现有技术中，要么一个PET机架单独使用，要么一个PET机架与一个CT机架配合使用，如果需要检查的区域较大时，PET机架所需的检查时间长；而如果设置多个PET机架，为了实现多个PET图像的融合，多个PET扫描轴线需要重合。现有技术中，主要有两种方式对多个机架进行校准：一是通过提高加工精度，但是此种方式在很大程度上提高了加工难度及制造成本；二是通过在机架下方设置支撑块，但是这种方法费时费力、校准精度低。
PET—CT是将PET和CT有机的结合在一起，使用同一个检查床合用一个图像工作站，将PET图像和CT图像通过图像重建融合技术形成一个PET—CT融合图像，一次显像即可同时反映病灶的病理生理变化和形态结构，实现优势互补，而PET机架与CT机架校准工作中也存在上述问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提出一种可以简单方便地对多个机架进行对准的影像设备的机架系统。
本发明的另一个目的在于提出一种更简单、校准精度更高的影像设备的机架系统校准方法。
为达上述目的，一方面，本发明采用以下技术方案：
一种影像设备的机架系统，包括N个第一机架，N为整数且N≧2，N个所述第一机架均包括内侧设置有探测模块的模块固定环，其中N-1个或N个所述第一机架还均包括与该第一机架中的模块固定环连接的调节结构，每个所述调节结构可在控制器的控制下带动其对应的所述模块固定环运动。
进一步地，还包括CT机架，其中N个所述第一机架均为PET机架。
进一步地，所述CT机架包括相连接的模块固定环和调节结构，所述CT机架模块固定环的内侧设置有探测模块，所述CT机架的调节结构可在所述控制器的控制下带动CT机架的模块固定环运动。
进一步地，每个所述调节结构下方均分别设置有底座。
进一步地，每个所述模块固定环连接有至少两个所述调节结构，每个所述调节结构均包括三个从下至上依次设置且呈正交分布的电机，每个电机的输出轴分别连接有丝杆，每个丝杆上分别设置有与其螺纹传动的滑块，位于下方的滑块和位于其上方的电机连接，位于最上方的滑块与模块固定环连接。
进一步地，还包根据探测模块采集的信息进行成像的成像模块，所述控制器根据成像模块的成像结果与预设成像间的偏差计算出模块固定环间的偏差，并根据计算结果控制所述调节结构带动其对应的所述模块固定环运动。
另一方面，本发明采用以下技术方案：
一种多机架影像设备的模块固定环的自动校准方法，
获取多个机架对于校准件采集的图像；
拼接多个所述机架采集的图像生成校准图像；
根据校准图像计算各个机架的模块固定环间的偏差值；
根据所述偏差值对多个所述机架的模块固定环进行校准。
进一步地，所述根据校准图像计算各个机架的模块固定环间的偏差值的方法为：在校准图像中，以其中一机架对应的图像作为基准，计算其他各个机架对应的图像与作为基准的图像的偏差值，进而计算模块固定环间的偏差值。
进一步地，所述多个机架包括一个CT机架和至少一个PET机架，所述根据校准图像计算各个机架的模块固定环间的偏差值的方法中，以CT机架对应的图像作为基准，计算模块固定环间的偏差值。
进一步地，所述根据校准图像计算各个机架的模块固定环间的偏差值的方法为：分别以其中任一机架为基准，计算其他各个机架的模块固定环相对于作为基准的机架的模块固定环间的偏差值之和作为总偏差值，选取其中总偏差值最小的一种情况作为模块固定环间的偏差值。
本发明的有益效果如下：
本发明的影像设备的机架系统，至少N-1个机架包括与该机架中的模块固定环连接的调节结构，可以通过控制器控制调节结构带动模块固定环运动使得N个机架的模块固定环的轴线处于共线状态，结构简单、操作方便、操作者的劳动强度小。
本实施例提供的影像设备的机架系统校准方法操作方便、校准精度高、劳动强度小、校准速度快。
附图说明
图1是本发明优选实施例一提供的影像设备的机架系统的立体结构示意图；
图2是本发明优选实施例一提供的影像设备的机架系统的侧视图；
图3是本发明优选实施例一提供的PET机架的结构示意图之一；
图4是本发明优选实施例一提供的PET机架的结构示意图之二；
图5是本发明优选实施例一提供的调节结构的立体结构示意图；
图6是本发明优选实施例一提供的调节结构的主视图；
图7是本发明优选实施例一提供的调节结构的部分结构的示意图；
图8是多个机架未校准前对于校准件的成像结果；
图9是多个机架校准后对于校准件的成像结果。
图中：
1、第一机架；2、CT机架；3、校准件；11、模块固定环；12、探测模块；13、调节结构；14、底座；131、电机；132、丝杆；133、滑块。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
优选实施例一：
本实施例提供了一种影像设备的机架系统，其主要但不局限于用作对多个PET机架、多个PET机架和CT机架进行校准，也可以用作其他适当场合。
请参阅图1至图3，本实施例提供的影像设备的机架系统包括N个第一机架1，N为整数且N≧2，N个第一机架1均包括内侧设置有探测模块12的模块固定环11，其中N-1个或N个第一机架1还均包括与该第一机架1中的模块固定环11连接的调节结构13，每个调节结构13可在控制器的控制下带动其对应的模块固定环11运动直至N个机架的模块固定环11的轴线处于共线状态。每个调节结构13下方均分别设置有底座14。
本实施例提供的影像设备的机架系统，至少N-1个第一机架1包括与该机架中的模块固定环11连接的调节结构13，可以通过控制器控制调节结构13带动模块固定环11运动使得N个第一机架1的模块固定环11的轴线处于共线状态，结构简单、操作方便、操作者的劳动强度小。
在上述结构的基础上，第一机架1优选为PET机架。PET机架的数量为至少两个，当需要检查的区域较大时，可以缩短检查时间、提高检查效率。
在上述结构的基础上，还包括CT机架2。进一步地，CT机架2包括相连接的模块固定环和调节结构，CT机架2的模块固定环内侧设置有探测模块，CT机架2的调节结构可在控制器的控制下带动CT机架2的模块固定环运动直至CT机架2的模块固定环与N个PET机架的模块固定环11的轴线处于共线状态。CT机架2的调节结构下方设置有底座。
在上述结构的基础上，调节结构的具体结构没有限制，可以带动其对应的模块固定环运动即可。但为了使得模块固定环可以实现前后、左右、上下运动以及前后倾斜、左右倾斜等运动，优选地，请参照如图5至图7所示(图5至图7所示为PET机架的调节结构13的结构示意图，CT机架2的调节结构的结构可参照图5至图7)，每个模块固定环11分别连接有至少两个调节结构13，每个调节结构13均包括三个从下至上依次设置且呈正交分布的电机131，每个电机131的输出轴分别连接有丝杆132，每个丝杆132上分别设置有与其螺纹传动的滑块133，位于下方的滑块133和位于其上方的电机131连接，位于最上方的滑块133与模块固定环11连接，位于最下方的电机131与底座14连接。
在上述结构的基础上，为了使得多个机架的校准更方便、校准精度更高，还包根据探测模块采集的信息进行成像的成像模块，控制器根据成像模块的成像结果与预设成像间的偏差计算出模块固定环间的偏差，并根据计算结果控制调节结构带动其对应的模块固定环运动直至成像结果为预设的连续均匀的图像。
如图8所示，多个机架对于置于其中的待检测体(校准件3)成像，如果多个机架的模块固定环的轴线不共线时，会导致连续均匀的校准件3图像出现偏差、倾斜等现象；而多个机架的模块固定环的轴线共线时，如图9所示，校准件3的图像为连续均匀的图像。其中，校准件3优选但不局限为呈圆柱状、长方体状，也可以是其他任何的任意横截面均为中心对称图形，且任意横截面的中心均位于同一直线的结构。本实施例提供的影像设备的机架系统基于该原理对多个机架进行校准，结构简单、操作方便、校准精度高、校准速度快。
本实施例中，可以是每个机架里均设置有一个控制器，或也可以是于各机架外设置一个总的控制器。
控制器包括控制板卡和电机驱动器，控制器和各机架通电后，控制板卡可向电机驱动器发送控制信号，电机驱动器根据收到的控制信号控制调节结构13中的电机带动模块固定环运动。
优选实施例二：
本实施例提供了一种影像设备的机架系统校准方法，该方法为：
获取多个机架对于校准件采集的图像；
拼接多个机架采集的图像生成校准图像；
根据校准图像计算各个机架的模块固定环间的偏差值；
根据偏差值对多个机架的模块固定环进行校准(即多个机架的模块固定环的轴线处于共线状态)。
其中，根据校准图像计算各个机架的模块固定环间的偏差值的方法为：在校准图像中，以其中一机架对应的图像作为基准，计算其他各个机架对应的图像与作为基准的图像的偏差值，进而计算模块固定环间的偏差值。
本实施例中，获取多个机架对于校准件采集的图像之前，对其中一对应的图像作为基准的机架进行调平(即，使其模块固定环处于与水平面平行的状态)。
本实施例中的多个机架可以均为PET机架；也可以是包括一个CT机架和至少一个PET机架。当多个机架包括一个CT机架和至少一个PET机架时，根据校准图像计算各个机架的模块固定环间的偏差值的方法中，以CT机架对应的图像作为基准，计算其他各个机架对应的图像与作为基准的图像的偏差值，进而计算模块固定环间的偏差值。
本实施例中，控制器包括控制板卡和电机驱动器，控制板卡向各机架发送控制信号，各机架根据收到的控制信号对校准件进行图像数据采集。
本实施例中，采集完的数据经过图像分析软件分析(拼接多个机架采集的图像生成校准图像)后，分析软件计算各个机架的模块固定环间的偏差值并将偏差值数据发送给控制器的控制板卡。
本实施例中，控制板卡根据接收到的偏差值向电机驱动器发送控制信号，电机驱动器根据接收到的控制信号驱动模块固定环运动运动到指定位置。
本实施例中，重复获取多个机架对于校准件采集的图像、生成校准图像、根据校准图像计算各个机架的模块固定环间的偏差值的步骤，直至控制板卡收到的偏差值小于设定阈值后，校准完毕。
优选实施例三：
本实施例提供了一种影像设备的机架系统校准方法，该方法与优选实施例二提供的方法基本相同：
获取多个机架对于校准件采集的图像；
拼接多个机架采集的图像生成校准图像；
根据校准图像计算各个机架的模块固定环间的偏差值；
根据偏差值对多个机架的模块固定环进行校准。
不同之处在于：
根据校准图像计算各个机架的模块固定环间的偏差值的方法为：分别以其中任一机架为基准，计算其他各个机架的模块固定环相对于作为基准的机架的模块固定环间的偏差值之和作为总偏差值，选取其中总偏差值最小的一种情况作为模块固定环间的偏差值。
其中，以其中任一机架为基准，计算其他机架的模块固定环相对于作为基准的机架的模块固定环间的偏差值的方法为：在校准图像中，以作为基准的机架对应的图像作为基准，计算其他各个机架对应的图像与作为基准的图像的偏差值，进而计算模块固定环间的偏差值。
本实施例中的多个机架可以均为PET机架；也可以是包括一个CT机架和至少一个PET机架。
本实施例中，控制器包括控制板卡和电机驱动器，控制板卡向各机架发送控制信号，各机架根据收到的控制信号对校准件进行图像数据采集。
本实施例中，采集完的数据经过图像分析软件分析(拼接多个机架采集的图像生成校准图像)后，分析软件计算各个机架的模块固定环间的偏差值并将偏差值数据发送给控制器的控制板卡。
本实施例中，控制板卡根据接收到的偏差值向电机驱动器发送控制信号，电机驱动器根据接收到的控制信号驱动模块固定环运动运动到指定位置。
本实施例中，重复获取多个机架对于校准件采集的图像、生成校准图像、根据校准图像计算各个机架的模块固定环间的偏差值的步骤，直至控制板卡收到的偏差值小于设定阈值后，校准完毕。
本实施例提供的校准方法操作方便、校准精度高、劳动强度小、校准速度快。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种影像设备的机架系统，其特征在于，包括N个第一机架，N为整数且N≧2，N个所述第一机架均包括内侧设置有探测模块的模块固定环，其中N-1个或N个所述第一机架还均包括与该第一机架中的模块固定环连接的调节结构，每个所述调节结构可在控制器的控制下带动其对应的所述模块固定环运动。
2.根据权利要求1所述的影像设备的机架系统，其特征在于，还包括CT机架，其中N个所述第一机架均为PET机架。
3.根据权利要求2所述的影像设备的机架系统，其特征在于，所述CT机架包括相连接的模块固定环和调节结构，所述CT机架模块固定环的内侧设置有探测模块，所述CT机架的调节结构可在所述控制器的控制下带动CT机架的模块固定环运动。
4.根据权利要求1至3任一项所述的影像设备的机架系统，其特征在于，每个所述调节结构下方均分别设置有底座。
5.根据权利要求1至3任一项所述的影像设备的机架系统，其特征在于，每个所述模块固定环连接有至少两个所述调节结构，每个所述调节结构均包括三个从下至上依次设置且呈正交分布的电机，每个电机的输出轴分别连接有丝杆，每个丝杆上分别设置有与其螺纹传动的滑块，位于下方的滑块和位于其上方的电机连接，位于最上方的滑块与模块固定环连接。
6.根据权利要求1至3任一项所述的影像设备的机架系统，其特征在于，还包根据所述探测模块采集的信息进行成像的成像模块，所述控制器根据成像模块的成像结果与预设成像间的偏差计算出模块固定环间的偏差，并根据计算结果控制所述调节结构带动其对应的所述模块固定环运动。
7.一种影像设备的机架系统校准方法，其特征在于：
获取多个机架对于校准件采集的图像；
拼接多个所述机架采集的图像生成校准图像；
根据校准图像计算各个机架的模块固定环间的偏差值；
根据所述偏差值对多个所述机架的模块固定环进行校准。
8.根据权利要求7所述的影像设备的机架系统校准方法，其特征在于：所述根据校准图像计算各个机架的模块固定环间的偏差值的方法为：
在校准图像中，以其中一机架对应的图像作为基准，计算其他各个机架对应的图像与作为基准的图像的偏差值，进而计算模块固定环间的偏差值。
9.根据权利要求8所述的影像设备的机架系统校准方法，其特征在于：所述多个机架包括一个CT机架和至少一个PET机架，所述根据校准图像计算各个机架的模块固定环间的偏差值的方法中，以CT机架对应的图像作为基准，计算模块固定环间的偏差值。
10.根据权利要求7或8所述的影像设备的机架系统校准方法，其特征在于；所述根据校准图像计算各个机架的模块固定环间的偏差值的方法为：
分别以其中任一机架为基准，计算其他各个机架的模块固定环相对于作为基准的机架的模块固定环的偏差值之和作为总偏差值，选取其中总偏差值最小的一种情况作为模块固定环间的偏差值。
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