CN107137104B - 一种用于cbct医学三维成像的x射线管调整机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于CBCT医学三维成像的X射线管调整机构，包括射线管部件、调节螺钉、丝杠、线性导轨及滑块、伺服电机、平板探测器和电缸；所述伺服电机驱动丝杠，丝杠旋转件带动长悬臂支架在线性导轨上做X方向上的水平直线运动；所述电缸带动平板探测器做Y方向上的水平直线运动，射线管组件相对平板探测器具有Y方向上的微调功能和多功能成像模式的功能；所述调节螺钉通过旋转，带动射线管组件和准直器、平板探测器上下在Z方向上移动。本发明具有定位精确、操作简单、调整方便、成像精度高、多功能模式和多位置成像等优点，为大型CBCT(图像定位引导系统)成像装置调整机构的设计提供参考。
Description
技术领域
本发明属于大型医用CBCT(图像引导定位系统)成像装置调整机构，是一种医用长距离源像距设备中因加工和装配造成的误差补偿机构。
背景技术
大型医用CBCT(图像引导定位系统)目前在国内已开始使用，在肿瘤治疗等领域中的精确图像定位具有重要意义，但该技术在国内还处于研发起步阶段。合肥离子医学中心对研制CBCT(图像引导定位系统)医学三维成像机构做了大量的调研和实验工作。CBCT(图像引导定位系统)医学三维成像机构主要用于精确定位肿瘤病灶区的位置，反馈给治疗系统，进而由治疗端根据确定的位置发射出质子束流，进行肿瘤患者的治疗。为了保证CBCT成像装置成像的准确性，本发明中的调整机构具有重要作用。通过调研国内外各种医用产品成像装置的机构，以及成像的精度特点，选用采用高、低精度相结合的结构进行调整。既避免了部分医用产品依靠装配手工调整带来的误差，又结合了高精度的特点采用调节方便的结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有定位精确、操作简单、调整方便、成像精度高、多功能模式成像等特点的大型医用CBCT(图像定位引导系统)三维成像的X射线管调整机构，同时满足三维方向(X、Y、Z三个方向)的调整功能，主要用于解决医用长源像距成像装置结构中大型零件加工及装配误差引起的成像精度无法保证的问题，为后期的精确治疗提供保障。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于CBCT医学三维成像的X射线管调整机构，包括X方向调整组件、Y方向调整组件和Z方向调整组件，所述X方向调整组件、Y方向调整组件和Z方向调整组件相互作用，在三维空间进行位置调整。
所述X方向调整组件包括长悬臂，长悬臂上侧设有伺服电机，伺服电机连接丝杠，丝杠上设有回转件。
所述长悬臂上侧还设有线性导轨和悬臂支架，悬臂支架固定在回转件和线性导轨上。
所述悬臂支架上侧设有射线管组件和准直器，射线管组件和准直器分别位于悬臂支架的两侧。
所述Y方向调整组件包括平板探测器，平板探测器安装在平板安装板上，平板安装板固定在平板调节板上，平板调节板固定在电缸上，电缸固定在长悬臂相对一侧的短悬臂上。
所述Z方向调整组件包括射线管组件，射线管组件包括X射线管，X射线管由卡箍和射线管支架固定在调节板上，调节板固定在悬臂支架上；所述调节板下侧设有调节螺钉，卡箍的一侧设有紧定旋钮。
所述伺服电机驱动丝杠转动，带动悬臂支架顺着线性导轨在X方向上做水平直线移动，射线管组件和平板探测器之间距离随着悬臂支架的运动而可调，可调的行程范围在0-600mm。
所述平板探测器在电缸上做Y方向上的水平移动，Y方向上的水平移动范围在0-250mm，从而达到射线管组件相对平板探测器在Y方向上的调整和多功能成像模式。
所述调节螺钉带动射线管组件相对平板探测器在Z方向上的移动，上下调整范围为±15mm。
本发明的有益效果：
1、本发明中的伺服电机和电缸均通过电气控制系统进行精确控制，具有定位精确，操作方便等优势；
2、Z方向上的调整机构利用普通的螺纹旋转转化直线运动的原理，构造简洁，操作方便；
3、本发明是一种具有定位精确、操作简单、调整方便、成像精度高、多功能模式成像等特点的大型医用CBCT(图像定位引导系统)三维成像的X射线管调整机构，同时满足三维方向上(X、Y、Z三个方向)的调整功能，主要用于解决医用长源像距成像装置结构中大型零件加工及装配误差引起的成像精度无法保证的问题，为后期的精确治疗提供了可靠的保障。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明调整机构结构示意图；
图2是图1中B-B向剖视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种用于CBCT医学三维成像的X射线管调整机构，如图1和图2所示，包括水平方向(X方向)调整组件、水平方向(Y方向)调整组件和竖直方向(Z方向)调整组件。
X方向调整组件包括长悬臂12，长悬臂12上侧设有伺服电机1，伺服电机1连接丝杠2，丝杠2上设有回转件2.1；长悬臂12上侧还设有线性导轨3和悬臂支架4，悬臂支架4在固定在回转件2.1和线性导轨3上。伺服电机1驱动丝杠2转动，从而带动悬臂支架4顺着线性导轨3在X方向上做水平直线移动；
悬臂支架4上侧设有射线管组件5和准直器6，射线管组件5和准直器6分别位于悬臂支架4的两侧。由于悬臂支架4可顺着线性导轨3在X方向上做水平直线移动，因而射线管组件5和平板探测器7之间距离可调，行程范围在0-600mm，射线管组件5和平板探测器7之间的距离通过长悬臂12上侧的行程开关9进行控制限位；
其中，悬臂支架4可描述为射线源安装件，射线管组件5可描述为射线源的安装和调整部件。
该调整组件选用高精度的伺服电机、丝杠及回转件和线性导轨及滑块，具有定位精度高，调整方便和多位置拍摄成像等优点。
Y方向调整组件包括平板探测器7，平板探测器7安装在平板安装板7.1上，平板安装板7.1固定在平板调节板7.2上，平板调节板7.2安装在电缸8上，电缸8固定在长悬臂12相对一侧的短悬臂13上；平板探测器7可在电缸8上做Y方向上的水平移动。该结构选用高精度的电缸，电缸形程为0-250mm，通过控制系统运动，具有调整方便、多功能模式成像等优势；
其中，电缸8可描述为Y方向行程可控制的集成组件。
Z方向调整组件包括射线管组件5，射线管组件5包括X射线管5.1，X射线管5.1由卡箍5.2和射线管支架5.3固定在调节板5.4上，调节板5.4固定在悬臂支架4上；调节板5.4下侧设有调节螺钉10，调节螺钉10可调节射线管组件5在Z方向上做直线移动，进而达到射线光源相对平板探测器7在竖直方向上的调整，确定调整位置后，通过紧定旋钮11固定X射线管5.1，射线管组件5的调整行程为±15mm；
其中，调节螺钉10可描述为具有螺纹功能的旋转件，射线管5.1可描述为射线光源，卡箍5.2、射线管支架5.3和紧定旋钮11可描述为射源固定件，调节板5.4与图一中悬臂支架4二者的配合可描述为带腰孔或槽的配合调整件，平板安装板7.11和平板调节板7.2可描述为带腰孔或槽的配合调整件。
X方向调整组件、Y方向调整组件和Z方向调整组件相互作用，在三维空间进行位置调整。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种用于CBCT医学三维成像的X射线管调整机构，包括X方向调整组件、Y方向调整组件和Z方向调整组件，其特征在于：
所述X方向调整组件包括长悬臂(12)，长悬臂(12)上侧设有伺服电机(1)，伺服电机(1)连接丝杠(2)，丝杠(2)上设有回转件(2.1)；
所述长悬臂(12)上侧还设有线性导轨(3)和悬臂支架(4)，悬臂支架(4)固定在回转件(2.1)线性导轨(3)上；
所述悬臂支架(4)上侧设有射线管组件(5)和准直器(6)，射线管组件(5)和准直器(6)分别位于悬臂支架(4)的两侧；
所述Y方向调整组件包括平板探测器(7)，平板探测器(7)安装在平板安装板(7.1)上，平板安装板(7.1)固定在平板调节板(7.2)上，平板调节板(7.2)固定在电缸(8)上，电缸(8)固定在长悬臂(12)相对一侧的短悬臂(13)上；
所述Z方向调整组件包括射线管组件(5)，射线管组件(5)包括X射线管(5.1)，X射线管(5.1)由卡箍(5.2)和射线管支架(5.3)固定在调节板(5.4)上，调节板(5.4)固定在悬臂支架(4)上；所述调节板(5.4)下侧设有调节螺钉(10)，卡箍(5.2)的一侧设有紧定旋钮(11)；
所述伺服电机(1)驱动丝杠(2)转动，丝杠(2)将回转件(2.1)的回转运动转化为直线运动，带动悬臂支架(4)顺着线性导轨(3)在X方向上做水平直线移动，射线管组件(5)和平板探测器(7)之间距离随着悬臂支架(4)的运动而可调，可调的行程范围在0-600mm；
所述平板探测器(7)在电缸(8)上做Y方向上的水平移动，Y方向上的水平移动范围在0-250mm，从而达到射线管组件(5)相对平板探测器(7)在Y方向上的调整和多功能成像模式；
所述调节螺钉(10)带动射线管组件(5)相对平板探测器(7)在竖直Z方向上的移动，上下调整范围为±15mm；
所述伺服电机(1)驱动丝杠(2)转动，从而带动悬臂支架(4)顺着线性导轨(3)在X方向上做水平直线移动；平板探测器(7)在电缸(8)上做Y方向上的水平移动；调节螺钉(10)调节射线管组件(5)在Z方向上做直线移动，进而达到射线光源相对平板探测器(7)在竖直方向上的调整。
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