CN107468263B - 用于x射线医学设备的探测器保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于X射线医学设备的探测器保护装置，保护设备包括：壳体，设置在受保护的探测器外侧，与受保护的探测器弹性连接；缓冲机构，分别与壳体和受保护的探测器弹性连接，用于在所述壳体受到碰撞后发生弹性形变；碰撞感应机构，与所述壳体和/或探测器相贴，用于感测壳体受到的碰撞。采用本发明的保护装置，探测器在与障碍物发生碰撞时，由缓冲机构发生弹性形变，使壳体与探测器产生位移，碰撞感应机构能够及时检测到壳体与其他物体的碰撞，发出报警信号，将报警信号传送给医学影像设备，可控制医学影像设备的运动机构刹车并报警通知用户处理障碍物，防止探测器与障碍物产生硬碰撞，保护探测器不受损坏。

Description

用于X射线医学设备的探测器保护装置

技术领域

本发明涉及医学成像设备，尤其涉及一种用于X射线医学设备的探测器保护装置。

背景技术

X射线医学设备，是利用精确准直的X线束，与灵敏度极高的探测器一同围绕人体的某一部位作一个接一个的断面扫描，具有扫描时间快，图像清晰等特点，可用于多种疾病的检查。

X射线医学设备由扫描系统，数据采集和传输系统以及主控台构成。其中扫描系统提供X射线源以及探测器，探测器接收X射线经过被探测物体之后的光子信号，并将之转化为电信号。数据采集和传输系统将模拟信号转化为数字信号。主控台则完成图像参数的设置，图像显示及存储功能。

图1为一种X射线医学设备的结构示意图，如图1所示，所述X射线医学设备包括：机架10，机架10上设置有治疗头20、和相对治疗头20设置的探测器30，治疗头20和探测器30可移动。探测器30为EPID(Electronic Portal Imaging Device,简称EPID)中文名：电子射野影像装置，用于解决布野和患者摆位的实时验证问题。病床40位于治疗头20和探测器30之间。所述X射线医学设备还包括水平方向上的转盘70和垂直方向上的转盘80，用于带动机架10运动，进而带动治疗头20和探测器30运动，比如旋转、上升、下降等。

图2为另一种X射线医学设备的结构示意图。如图2所示，所述X射线医学设备包括：治疗头20、球管50和X射线探测器60。球管50和X射线60相对设置。机架能够被带动运动。

由于探测器裸露在外，探测器在跟随机架运动的过程中，很容易发生与其他物体发生碰撞，导致损坏探测器。因此，如何有效地保护探测器成为亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于X射线医学设备的探测器保护装置及医学成像设备，从而能够有效地保护探测器，避免探测器与其他物体直接碰撞。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于X射线医学设备的探测器保护装置，其特征在于，包括：

壳体，设置在受保护的探测器外侧，与受保护的探测器弹性连接；

缓冲机构，与壳体和受保护的探测器弹性连接，用于在所述壳体受到碰撞后发生弹性形变；

碰撞感应机构，与所述壳体和/或探测器相贴，用于感测壳体受到的碰撞。

进一步地，所述壳体包括位于探测器下部的基板和至少位于探测器一侧壁外侧的侧板。

进一步地，所述缓冲机构包括至少一组缓冲组，每个所述缓冲组包括一对缓冲单元，每个缓冲单元包括弹性元件和延伸元件；

弹性元件的一端设置在壳体上，另一端通过延伸元件与受保护的探测器连接；

所述弹性元件处于预拉伸状态，一对缓冲单元的两个弹性元件的回复力的方向相反。

进一步地，所述缓冲单元还包括滑轮，所述滑轮固定在壳体或探测器上，所述滑轮位于缓冲单元连接壳体及探测器的线路上。所述滑轮固定在与弹性元件相对的一侧。

进一步地，所述碰撞感应机构包括支撑柱、支撑块和限位开关；

支撑柱的一端设置在受保护的探测器上；支撑块设置在壳体上；

或者，支撑柱的一端设置在壳体上；支撑块设置在探测器上；

支撑块上开设有用于容纳至少部分支撑柱的支撑槽；

支撑柱在壳体受到碰撞时相对支撑槽发生位移；

所述限位开关用于在支撑柱相对支撑槽发生位移后触发。

进一步地，所述支撑柱的下端渐缩，所述支撑槽为上大下小的锥形槽。

进一步地，所述支撑柱靠近锥形槽的端部为半球形，所述支撑槽包括上锥面和下锥面，所述下锥面的锥角小于所述上锥面的锥角。

进一步地，所述碰撞感应机构为多个，对称分布在所述壳体的边缘位置。

进一步地，所述壳体还包括顶板，所述顶板位于受保护的探测器的上部，所述顶板与侧板固定。

根据本发明的第二方面，提供了一种X射线医学设备，所述X射线医学设备包括可移动的X射线源及相对所述X射线源设置的探测器，所述X射线源和所述探测器在运动过程中相对静止，其中所述探测器包括上述用于X射线医学设备的探测器保护装置。

综上所述，本发明提供了一种用于X射线医学设备的探测器保护装置，保护设备包括：壳体，设置在受保护的探测器外侧，与受保护的探测器弹性连接；缓冲机构，分别与壳体和受保护的探测器弹性连接，用于在所述壳体受到碰撞后发生弹性形变；碰撞感应机构，与所述壳体和/或探测器相贴，用于感测壳体受到的碰撞。采用本发明的保护装置，探测器在与障碍物发生碰撞时，由缓冲机构发生弹性形变，使壳体与探测器产生位移，碰撞感应机构能够及时检测到壳体与其他物体的碰撞，发出报警信号，将报警信号传送给医学影像设备，可控制医学影像设备的运动机构刹车并报警通知用户处理障碍物，防止探测器与障碍物产生硬碰撞，保护探测器不受损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是基于EPID探测器的X射线医学设备的结构示意图；

图2是另一X射线医学设备的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的用于X射线医学设备的探测器保护装置的立体结构示意图；

图4是本发明实施例提供的用于X射线医学设备的探测器保护装置的仰视图；

图5是本发明实施例提供的一个缓冲单元的示意图；

图6是本发明实施例提供的另一缓冲单元的示意图；

图7是本发明实施例提供的保护装置的剖面图；

图8是图7的局部放大图；

图9是本发明实施例提供的支撑块的示意图；

图10是本发明实施例提供的保护装置在未受到碰撞时的示意图；

图11是本发明实施例提供的保护装置在受到水平碰撞时的示意图；

图12是本发明实施例提供的保护装置在受到倾斜碰撞时的示意图；

图13是本发明实施例提供的保护装置的另一示意图。

具体实施方式

下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解，并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

下面的描述中，为描述的清楚和简明，并没有对图中所示的所有多个部件进行描述。附图中示出了多个部件为本领域普通技术人员提供本发明的完全能够实现的公开内容。对于本领域技术人员来说，许多部件的操作都是熟悉而且明显的。

本文中，“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”的方位术语是相对于附图中的保护装置在医疗成像设备中安装使用后的方位或者相对附图中所示的方位来定义的，并且，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据保护装置所置放的方位的变化而相应地发生变化。

图3是本发明实施例提供的用于X射线医学设备的探测器保护装置的立体结构示意图，图中用于X射线医学设备的探测器保护装置100(以下简称保护装置100)设置在受保护的探测器200的外侧。探测器200与医学成像设备固定。

用于X射线医学设备的探测器保护装置100包括壳体，设置在受保护的探测器200外侧，与受保护的探测器200弹性连接。

所述壳体包括基板111和围绕基板111设置的侧板112，所述基板111位于受保护的探测器200的下部，本领域人员可知的，所述基本111也可以位于所述探测器200的上部。所述侧板112位于受保护的探测器200侧壁外侧。

在一个可选的实施例中，侧板112与基板111垂直设置，侧板112与探测器200之间具有一定的间隔。

在一个可选的实施例中，侧板112为多个，侧板112至少包括前侧板、后侧板、左侧板、右侧板中的一个或多个，多个侧板112从探测器200的侧壁各个方向包围探测器200，从而有效地缓冲来自探测器200侧壁各个方向，比如前、后、左、右的碰撞。

在一个可选的实施例中，多个侧板112的交接处为圆角而非尖角，提高保护装置100的安全性，有效避免保护装置100与其他物体发生碰撞时尖角产生的碰伤。

保护装置100还包括缓冲机构，与壳体和受保护的探测器200弹性连接，用于在所述壳体受到碰撞后发生弹性形变。

在一个可选的实施例中，如图4、图5、图6所示，所述缓冲机构包括至少一组缓冲组120，每个所述缓冲组包括一对缓冲单元，每个缓冲单元包括弹性元件121和延伸元件122。

弹性元件121的一端设置在壳体上，另一端通过延伸元件122与受保护的探测器200连接；可选的，所述延伸元件122为钢丝。当然，延伸元件122还可以由其他材料构成，例如塑料、纤维等。

在一个可选的实施例中，为了优化缓冲单元的布局，缓冲单元120还包括滑轮123，所述滑轮123固定在壳体上当然，所述滑轮123还可以设置在探测器的底部。滑轮123用于限制延伸元件122位置，具体的，所述滑轮123用于使弹性元件121与探测器200保持一定距离，避免弹性元件121伸缩的过程中碰到探测器200，另一方面也是为了使延伸元件122以接近于直角的角度连接于探测器200，避免延伸元件的靠近探测器200一端与探测器200底面的摩擦，进一步在垂直方向上拉紧探测器200和保护装置100。

所述滑轮123固定在对应延伸元件122的位置，使延伸元件形成一定角度。延伸元件122经滑轮123与受保护的探测器200连接。

弹性元件121可以是弹簧，也可以是其他弹性材料制作的元件。弹性元件121在拉伸或压缩的外力后发生弹性形变，在外力撤销后恢复原状。

图5是一对缓冲单元120的其中一个缓冲单元的示意图；图6是另一个缓冲单元的示意图；由图5、图6可见，一对缓冲单元方向相反。本申请中，所述弹性元件121处于预拉伸状态，一对缓冲单元的两个弹性元件121的回复力的方向相反，从而使两个弹性元件121拉伸的回复力相互抵消，另一方面，一对缓冲单元120中的两个缓冲单元120头尾对调设计，还能够起到固定保护装置的作用。

在一个可选的实施例中，如图4所示，包含至少两组缓冲单元120，缓冲单元设置在保护装置100相对的两侧，靠近侧边的边缘，从而减少对探测器200的干扰。

当然，缓冲机构还可以是其他形式，例如，可以在壳体基板上设置多个弹性元件，弹性元件的一端与壳体连接，另一端与探测器200连接。

图7是保护装置100的剖面图，图8是图7中圆圈部分的局部示意图，如图7、图8所示，保护装置100还包括碰撞感应机构130，用于感测壳体受到的碰撞。碰撞感应机构130用于在感应到保护装置100发生碰撞后发出报警信号，以使医学影像设备在接收到报警信号后停止动作，避免发生更严重的碰撞。

所述碰撞感应机构130包括支撑柱131、支撑块132和限位开关133；

支撑柱131设置在受保护的探测器200上；支撑块132设置在壳体上。在其他的实施例中，所述支撑柱131可以设置在壳体上，所述支撑块131可以设置在探测器200上。支撑块132上开设有用于容纳至少部分支撑柱的支撑槽134；在一个优选的实施例中，为了使支撑柱131与支撑槽134更好的配合，支撑柱131的下端渐缩，形成类似锥形的曲面，所述支撑槽134为上大下小的锥形槽，以配合支撑柱131。

在优选的实施例中，便于加工，支撑块132为圆柱形。

图9是一个实施例中，支撑槽的结构示意图，在一个优选的实施例中，如图8、图9所示，为了消除保护装置100在运动过程中由于非碰撞原因引起的抖动，支撑柱131靠近锥形槽的端部收缩为半球形，所述支撑槽134包括上锥面1341和下锥面1342，所述下锥面1342的锥角小于所述上锥面1341的锥角。

支撑柱131在壳体受到碰撞时相对支撑槽134发生位移；

所述限位开关133用于在支撑柱131相对支撑槽发生位移后触发。

限位开关133可以是微动开关，也可以是其他形式的能够感测到位移变化触发的开关。

限位开关133处于预压状态(正常状态下限位开关处于常闭)，当支撑柱131的位移量大于预设的阈值时，限位开关133开启，实现对一次碰撞的触发。

在可选的实施例中，所述碰撞感应机构130为多个，对称分布在所述壳体的边缘位置。为了不对探测器造成干扰，碰撞感应机构130分布在壳体的边缘位置。为了能够对多个方向的碰撞都能感应，碰撞感应机构130为多个，且对称分布。

图10是发生碰撞之前保护装置100的状态示意图；图11是发生水平方向碰撞之后保护装置100的状态示意图。碰撞前，保护装置100与探测器200的整体高度为n，发生碰撞后，保护装置100与探测器200的整体高度为m，m＞n。

如图10、图11所示，碰撞感应机构130至少为两个，对称分布在壳体的两侧。两个对称分布的配置感应机构130能够感应至少两个方向的碰撞。

图12是在另一个场景中，发生倾斜碰撞的示意图。如图12所示，发生倾斜碰撞后，保护装置发生倾斜位移，导致两侧的高度不同，保护装置100与探测器200一侧整体高度为e，另一侧的整体高度为f，e＞f。在这种情况下，如果只在保护装置的一个方向设置碰撞感应机构130(例如，图12的左侧或右侧)，则不能有效感测到碰撞的发生。因此，在本发明另一个可选的实施例中，碰撞感应机构130至少为四个，分别设置在保护装置的四个角。

图13是一个实施例中，保护装置100的示意图，在一个可选的实施例中，所述壳体还包括顶板113，所述顶板113位于受保护的探测器200的上部，所述顶板与侧板固定。由于医学成像设备中，探测器200要接收射线，由于金属会对X射线有影响，因此顶板的材料为非金属，例如可以是ABS塑料，从而能够减小对探测器200正常工作的影响。所述壳体的其他部分可以是金属，例如金属Q235，从而使壳体保证一定的刚性。

通过设置顶板113，能够避免探测器200与上方物体发生碰撞，从而更有效地保护探测器200。

在本发明的另一实施例中，提供了一种X射线医学设备，所述X射线医学设备包括可移动的X射线源及相对所述X射线源设置的探测器，所述X射线源和所述探测器在运动过程中相对静止，其中所述探测器包括上述的探测器保护装置。

综上所述，本发明提供了一种用于X射线医学设备的探测器保护装置及X射线医学设备，保护设备包括：壳体，设置在受保护的探测器外侧，与受保护的探测器弹性连接；缓冲机构，分别与壳体和受保护的探测器弹性连接，用于在所述壳体受到碰撞后发生弹性形变；碰撞感应机构，与所述壳体和/或探测器相贴，用于感测壳体受到的碰撞。采用本发明的保护装置，探测器在与障碍物发生碰撞时，由缓冲机构发生弹性形变，使壳体与探测器产生位移，碰撞感应机构能够及时检测到壳体与其他物体的碰撞，发出报警信号，将报警信号传送给医学影像设备，可控制医学影像设备的运动机构刹车并报警通知用户处理障碍物，防止探测器与障碍物产生硬碰撞，保护探测器不受损坏。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于X射线医学设备的探测器保护装置，其特征在于，包括：

壳体，设置在受保护的探测器外侧，与受保护的探测器弹性连接；

缓冲机构，与壳体和受保护的探测器弹性连接，用于在所述壳体受到碰撞后发生弹性形变，并且使所述壳体和所述探测器产生位移；

碰撞感应机构，与所述壳体和/或探测器相贴，用于基于所述位移感测壳体受到的碰撞，以及用于在感测到所述碰撞后发出报警信号；

所述碰撞感应机构包括支撑柱、支撑块和限位开关；

所述支撑柱的一端设置在所述探测器上，所述支撑块设置在所述壳体上；或者，所述支撑柱的一端设置在所述壳体上，所述支撑块设置在所述探测器上；

所述支撑块上开设有用于容纳至少部分所述支撑柱的支撑槽，所述支撑柱在所述壳体受到碰撞时相对所述支撑槽发生位移；所述限位开关为能够感测到所述位移而触发的开关。

2.根据权利要求1所述的用于X射线医学设备的探测器保护装置，其特征在于，所述壳体包括位于探测器下部的基板和至少位于探测器一侧壁外侧的侧板。

3.根据权利要求1所述的用于X射线医学设备的探测器保护装置，其特征在于，所述缓冲机构包括至少一组缓冲组，每个所述缓冲组包括一对缓冲单元，每个缓冲单元包括弹性元件和延伸元件；

弹性元件的一端设置在壳体上，另一端通过延伸元件与受保护的探测器连接；

所述弹性元件处于预拉伸状态，一对缓冲单元的两个弹性元件的回复力的方向相反。

4.根据权利要求3所述的用于X射线医学设备的探测器保护装置，其特征在于，所述缓冲单元还包括滑轮，所述滑轮固定在壳体或探测器上，所述滑轮位于缓冲单元连接壳体及探测器的线路上，所述滑轮固定在与弹性元件相对的一侧。

5.根据权利要求1所述的用于X射线医学设备的探测器保护装置，其特征在于，所述支撑柱的下端渐缩，所述支撑槽为上大下小的锥形槽。

6.根据权利要求5所述的用于X射线医学设备的探测器保护装置，其特征在于，所述支撑柱靠近锥形槽的端部为半球形，所述支撑槽包括上锥面和下锥面，所述下锥面的锥角小于所述上锥面的锥角。

7.根据权利要求1所述的用于X射线医学设备的探测器保护装置，其特征在于，所述碰撞感应机构为多个，对称分布在所述壳体的边缘位置。

8.根据权利要求2所述的用于X射线医学设备的探测器保护装置，其特征在于，所述壳体还包括顶板，所述顶板位于受保护的探测器的上部，所述顶板与侧板固定。

9.一种X射线医学设备，其特征在于，所述X 射线医学设备包括可移动的X射线源及相对所述X射线源设置的探测器，所述X射线源和所述探测器在运动过程中相对静止，其中所述探测器包括权利要求1-8中任一所述的用于X射线医学设备的探测器保护装置。

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