CN107714065A - X射线成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种X射线成像设备，包括旋转臂、射线源、射线探测器和运动组件，所述旋转臂具有第一端和第二端，所述射线源和所述射线探测器其中一者设于所述第一端，另一者通过所述运动组件设于所述第二端，所述运动组件具有驱动部件和配重部件，所述驱动部件在驱动所述射线源和所述射线探测器其中一者移动期间，也驱动所述配重部件移动，使所述第二端处的重心保持固定。

Description

X射线成像设备

技术领域

本发明主要涉及医学成像设备，尤其涉及一种X射线成像设备。

背景技术

X射线成像设备是计算机数字图像处理技术与X射线放射技术相结合而形成的一种先进的医疗设备。X射线成像设备由于其移动性能好、占地面积小等优点广泛应用于各医疗机构。

X射线成像设备包括旋转臂，在旋转臂的两端分别设置X线源和射线探测器。

大部分X射线成像设备的X线源到射线探测器之间的距离，即源像距(SourceImage Distance,SID)是固定的。一些改进的X射线成像设备中，源像距是可变的。但是目前这种设备只能是电动型的，以便设置好源像距后，以电力锁定旋转臂，使之不再活动。但是在现实中，手动型设备由于其操作灵活、简便等特点，在医生使用中占据绝大部分场景。因此，期望对于手动操作来说，其源像距也是可变的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供X射线成像设备，其允许旋转臂在手动移动模式下，源像距是可变的。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种X射线成像设备，包括旋转臂、射线源、射线探测器和运动组件，所述旋转臂具有第一端和第二端，所述射线源和所述射线探测器其中一者设于所述第一端，另一者通过所述运动组件设于所述第二端，所述运动组件具有驱动部件和配重部件，所述驱动部件在驱动所述射线源和所述射线探测器其中一者移动期间，也驱动所述配重部件移动，使所述第二端处的重心保持固定。

在本发明的一实施例中，所述射线源和所述射线探测器其中一者移动的方向与所述配重部件移动的方向相反。

在本发明的一实施例中，所述运动组件包括传动部件，所述传动部件具有第一传动部分和第二传动部分，所述运动组件通过第一传动部分驱动所述射线源和所述射线探测器其中一者，所述运动组件通过第二传动部分驱动所述配重部件。

在本发明的一实施例中，所述运动组件包括第一传动部件和第二传动部件，所述运动组件通过第一传动部驱动所述射线源和所述射线探测器其中一者，所述运动组件通过第二传动部驱动所述配重部件。

在本发明的一实施例中，所述传动部件是丝杆，其中所述第一传动部分和所述第二传动部分具有不同旋向的螺纹。

在本发明的一实施例中，所述第一传动部件和/或第二传动部件是齿轮、齿条或其组合。

在本发明的一实施例中，所述运动组件还包括导轨，设于所述运动部件的所述射线源和所述射线探测器其中一者是设置在导轨上。

在本发明的一实施例中，所述旋转臂是C型臂或G型臂。

在本发明的一实施例中，所述旋转臂具有手动移动模式。

在本发明的一实施例中，所述旋转臂具有自动移动模式。

与现有技术相比，本发明的在驱动X射线探测器移动的过程中，配重部件相应移动，从而抵消X射线探测器对于重心的改变，使旋转臂在该端的重心仍然保持在原有位置。这样，旋转臂将会保持在原有的角度上，而不会由于重心变化而旋转。因此，旋转臂可以在手动移动模式改变源像距，而无需依赖电动模式来锁定角度。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的X射线成像设备的透视图。

图2是根据本发明一实施例的X射线成像设备的旋转臂结构图。

图3是根据本发明一实施例的X射线成像设备的运动组件立体图。

图4是根据本发明一实施例的X射线成像设备的运动组件平视图。

图5是根据本发明一实施例的X射线成像设备的运动组件的移动过程图。

图6是根据本发明另一实施例的X射线成像设备的运动组件平视图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

首先参照图1，其是根据本发明一实施例的X射线成像设备的透视图。成像设备1用来生成要研究的对象(例如患者身体的一部分)的的图像。成像设备1可包括成像组件2，其可操作来生成躺在检查台架(未示出)上的人类对象的医学图像。成像组件2可包括任何合适的成像部件。在图示的实施例中，成像组件包括诸如X射线管的X射线源3，其可操作来在发射方向上产生X射线，以及X射线探测器4，其可操作来生成受检者的医学图像。X射线源3和X射线检测器4安置在支撑成像组件的旋转臂5的两个相对的端处，使得由X射线源3发射的X射线入射到检测器4。在此例中，旋转臂5是C形臂。但是可以理解，旋转臂5也可以是其他形状的臂，例如G形臂。旋转臂5具有用于容纳成像的受检者的前开口5a、支撑X射线源3的第一端5b、支撑X射线检测器的第二端5c和具有拱形形状的弧形后段5d。

旋转臂5滑动安装在捕捉单元6上，该捕捉单元6通过旋转关节(没有示出)以可旋转关系耦合于臂7。该臂7另外安装在可移动基座组件8上。

因此，臂7、捕捉单元6和C形臂5都围绕铰接轴线关于彼此铰接，使得X射线设备可以在三个维度上移动，从而在各种入射角度获取要检查的器官图像。

基座组件8可构成提供有行进系统的移动装置，该行进系统包括例如安置在后部的两个侧部驱动及转向轮8a、两个自由前轮8b，以及用于驱动驱动轮的部件(其包括耦合于驱动马达的转向马达)。

在放射拍照期间，使X射线源3和X射线检测器4面对躺在检查台架上的患者的身体中的感兴趣区域(ROI)，使得当该感兴趣区域插入X射线源3和检测器4之间时，它被X射线照射，并且X射线检测器4产生该插入的感兴趣区域的特征的代表性数据。

另外，在检查期间，支撑X射线源3和X射线检测器4的旋转臂5沿围绕旋转中心的通过180°角的采集路径移动，来获得对于成像组件2的不同角位置的X射线图像，使得可以实现3D重建。

上面描述的是X射线成像设备的一般例子，其诸多结构仅仅是示例，不应理解成构成对本发明的X射线成像设备的限制。本发明的X射线成像设备各种可能的实施方式是由权利要求书所涵盖的范围确定。

图2是根据本发明一实施例的X射线成像设备的旋转臂结构图。参考图2所示，旋转臂5具有第一端5a和第二端5b，X射线源3和X射线探测器4分别位于第一端5a和第二端5b。在此示例中，X射线源3可以固定方式设于第一端5a，X射线探测器4则通过运动组件9设于第二端5b。也就是说，X射线源3的位置是固定的，而X射线探测器4相对于X射线源3的位置是可变的。

可以理解，在图未示的其他实施例中，也可以是让X射线源3通过运动组件设于第一端5a，而X射线探测器4以固定方式设于第二端5b。或者，也可以让X射线源3通过一个运动组件设于第一端5a，而X射线探测器4通过另一个运动组件设于第二端5b。

图3是根据本发明一实施例的X射线成像设备的运动组件立体图。图4是根据本发明一实施例的X射线成像设备的运动组件平视图。参考图3和图4，运动组件9具有电机91、传动齿轮92、导轨93、第一固定件94、传动齿条95、第二固定件96和配重部件97。电机91、传动齿轮92和传动齿条95组成驱动部件。驱动部件可以通过例如传动齿轮92的第一传动部件驱动X射线探测器4移动，例如沿着图4所示的X方向移动，从而改变与X射线源3的距离，即源像距。可以理解，如果运动组件是设于第一端5a，则驱动部件可以驱动X射线源3移动，从而改变与X射线探测器4的距离。或者如果第一端5a和第二端5b都设置运动组件，分别通过驱动部件来进行移动。

在本实施例中，驱动部件在驱动X射线探测器4移动期间，也通过例如传动齿条95的第二传动部件驱动配重部件97移动，使第二端5b处的重心保持固定。在一个示例中，配重部件97移动的方向与X射线探测器4移动的方向相反，从而保持重心的固定。图5是根据本发明一实施例的X射线成像设备的运动组件的移动过程图。参考图5所示，在X射线探测器4向右移动的过程中，配重部件97向左移动，从而抵消X射线探测器4对于重心的改变，结果，第二端5b的重心仍然保持在原有位置。这样，旋转臂5将会保持在原有的角度上，而不会由于重心变化而旋转。因此，旋转臂可以具有在手动移动模式下改变源像距，而无需依赖电力来锁定角度。需要指出的是，本发明的实施例可以具有手动移动模式，并不排斥本发明的实施例可以工作在诸如电动移动模式的自动移动模式下。本发明的旋转臂可以既具有手动移动模式，也具有自动移动模式。

可以通过设置配重部件97的重量，以及其移动距离与X射线探测器4移动距离的关系，来实现二者对第二端5b的重心分布的相互抵消。

作为举例，X射线探测器4可以通过第一固定件94设置在运动组件9上。较佳地，为了X射线探测器4移动的平稳，可以设置导轨93，让X射线探测器4沿着导轨93移动。第一传动部件还可包括齿条(图未示)，设置在第一固定件94上，或直接设置在导轨93上，传动齿轮92通过齿条驱动第一固定件94和X射线探测器4。

作为举例，配重部件97可以通过第二固定件96设置在运动组件9上。

在运动组件是设于第一端5a，或者运动组件是设于第一端5a和第二端5b的例子中，结构是类似的，在此不再展开。

图6是根据本发明另一实施例的X射线成像设备的运动组件平视图。参考图6，本实施例中，运动组件9a具有电机91a、传动结构92a、丝杆93a、第一固定件94a、导轨95a、第二固定件96a和配重部件97a。电机91a、传动结构92a和传动丝杆93a组成驱动部件。丝杆93a具有第一传动部分(左部分)和第二传动部分(右部分)。例如第一传动部分和第二传动部分具有不同旋向的螺纹。驱动部件可以通过传动结构92a和丝杆93a的第一传动部分驱动X射线探测器4移动，例如沿着图6所示的X方向移动，从而改变与X射线源3的距离，即源像距。可以理解，如果运动组件是设于第一端5a，则驱动部件可以驱动X射线源3移动，从而改变与X射线探测器4的距离。或者如果第一端5a和第二端5b都设置运动组件，分别通过驱动部件来进行移动。

在本实施例中，驱动部件在驱动X射线探测器4移动期间，也通过传动结构92a和丝杆93a的第二传动部分驱动配重部件97a移动，使第二端5b处的重心保持固定。在一个示例中，配重部件97a移动的方向与X射线探测器4移动的方向相反，从而保持重心的固定。这样，旋转臂5将会保持在原有的角度上，而不会由于重心变化而旋转。因此，旋转臂可以具有手动移动模式，而无需依赖电动模式来锁定角度。需要指出的是，本发明的实施例可以具有手动移动模式，并不排斥本发明的实施例可以工作在诸如电动移动模式的自动移动模式下。本发明的旋转臂可以既具有手动移动模式，也具有自动移动模式。

可以通过设置配重部件97a的重量，以及其移动距离与X射线探测器4移动距离的关系，来实现二者对第二端5b的重心分布的相互抵消。

作为举例，X射线探测器4可以通过第一固定件94a设置在运动组件9上。

作为举例，配重部件97a可以通过第二固定件96a设置在运动组件9上。

较佳地，为了移动的平稳，可以设置导轨95a，让X射线探测器4和配重部件97a沿着导轨95a移动。

在运动组件是设于第一端5a，或者运动组件是设于第一端5a和第二端5b的例子中，结构是类似的，在此不再展开。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。例如本发明的上述实施例示例了驱动部件的结构，但是可以理解，驱动部件的形式可以是多种多样的，因此其具体实现方式不应作为本发明的限制。任何对上述实施例的修改或变化，都落在由权利要求书所限定的保护范围内。例如本发明的传动部件可以是齿轮、齿条、丝杆等各种已知机械部件或者其组合。本发明的导轨、固定件等部件可以根据需要添加或者省略。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

Claims (10)

1.一种X射线成像设备，包括旋转臂、射线源、射线探测器和运动组件，所述旋转臂具有第一端和第二端，所述射线源和/或所述射线探测器通过所述运动组件设于所述第一端和/或第二端，所述运动组件具有驱动部件和配重部件，所述驱动部件在驱动所述射线源和/或所述射线探测器移动期间，也驱动所述配重部件移动，使所述第一端和/或第二端处的重心保持固定。

2.根据权利要求1所述的X射线成像设备，其特征在于，所述射线源和所述射线探测器其中一者移动的方向与所述配重部件移动的方向相反。

3.根据权利要求1或2所述的X射线成像设备，其特征在于，所述运动组件包括传动部件，所述传动部件具有第一传动部分和第二传动部分，所述运动组件通过第一传动部分驱动所述射线源和/或所述射线探测器，所述运动组件通过第二传动部分驱动所述配重部件。

4.根据权利要求1或2所述的X射线成像设备，其特征在于，所述运动组件包括第一传动部件和第二传动部件，所述运动组件通过第一传动部驱动所述射线源和/或所述射线探测器，所述运动组件通过第二传动部驱动所述配重部件。

5.根据权利要求3所述的X射线成像设备，其特征在于，所述传动部件是丝杆，其中所述第一传动部分和所述第二传动部分具有不同旋向的螺纹。

6.根据权利要求4所述的X射线成像设备，其特征在于，所述第一传动部件和/或第二传动部件是齿轮、齿条或其组合。

7.根据权利要求1所述的X射线成像设备，其特征在于，所述运动组件还包括导轨，设于所述运动部件的所述射线源和/或所述射线探测器设置在导轨上。

8.根据权利要求1所述的X射线成像设备，其特征在于，所述旋转臂是C型臂或G型臂。

9.根据权利要求1所述的X射线成像设备，其特征在于，所述旋转臂具有手动移动模式。

10.根据权利要求1或9所述的X射线成像设备，其特征在于，所述旋转臂具有自动移动模式。