CN108542413A - Ct检查系统 - Google Patents

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李玉兰
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李元景
韩文学
宗春光
周合军
陈志强
张丽
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Abstract

本发明涉及CT检测技术领域，特别涉及一种CT检查系统。本发明所提供的CT检查系统，包括旋转支架、扫描单元和旋转驱动装置，旋转驱动装置的旋转驱动单元包括支撑梁和两个具有驱动轮的轮驱动机构，支撑梁可摆动地设置，两个轮驱动机构设置在支撑梁上并位于支撑梁摆动中心的两侧，驱动轮转动时通过带动旋转支架转动而使扫描单元转动。在本发明中，可摆动的支撑梁能够在位于其摆动中心两侧的两个轮驱动机构中的一个所受载荷较大时通过摆动将载荷自动向另一个分配，使得各轮驱动机构能够较为均衡地承担压力，因此，能够实现旋转支架更稳定的转动过程，从而有效提高被旋转支架带动转动的放射源装置和探测装置的旋转稳定性。

Description

CT检查系统
技术领域
本发明涉及CT检测技术领域，特别涉及一种CT检查系统。
背景技术
除了被应用于医疗领域，CT检查系统还被广泛应用于物品检测等技术领域，且不仅能够检测行包及航空箱等较小物品，还能够检测集装箱和车辆等较大物品。工作时，CT检查系统利用其产生高能X射线的放射源和能接收穿过待检物X射线的探测装置对待检物进行扫描，根据X射线强度变化，来反映待检物密度分布变化，并将射线强度变化转换成图像灰度，获得待检物的透视图像。
现有的CT检查系统，其放射源装置和探测装置通常可同步转动地设置，并在转动过程中对待检物进行扫描。然而，现有的CT检查系统，其放射源装置和探测装置的旋转稳定性较差，不仅影响CT检查系统各结构部件的使用寿命，同时还影响图像质量。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是：提高CT检查系统的放射源装置和探测装置的旋转稳定性。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种CT检查系统，其包括：
旋转支架；
扫描单元，设置在旋转支架上并包括放射源装置及对应布置的探测装置；和
旋转驱动装置，包括旋转驱动单元，旋转驱动单元包括支撑梁和两个具有驱动轮的轮驱动机构，支撑梁可摆动地设置，两个轮驱动机构设置在支撑梁上并位于支撑梁摆动中心的两侧，驱动轮转动时通过带动旋转支架转动而使扫描单元转动。
可选地，驱动轮为摩擦轮，驱动轮通过在转动时对旋转支架施加摩擦力而使旋转支架转动。
可选地，旋转支架包括支架本体和旋转轨道，旋转轨道设置在支架本体上，至少一个旋转驱动单元与旋转轨道对应设置，且驱动轮通过在转动时对旋转轨道施加摩擦力而使旋转支架转动。
可选地，两个旋转驱动单元设置在旋转轨道下方并位于旋转支架转动轴线的两侧。
可选地，CT检查系统包括两个旋转轨道，两个旋转轨道沿着旋转支架的转动轴线依次间隔设置。
可选地，驱动轮为齿轮，旋转支架上设有与驱动轮啮合的齿圈，在驱动轮与齿圈的配合作用下，驱动轮转动时能够带动旋转支架转动。
可选地，旋转驱动单元还包括动力装置，动力装置与两个轮驱动机构驱动连接并用于驱动两个轮驱动机构的驱动轮转动。
可选地，CT检查系统还包括定位结构，定位结构用于对旋转支架在旋转支架的转动轴线方向上进行定位。
可选地，探测装置呈以放射源装置为中心的弧形。
可选地，CT检查系统包括两个扫描单元，两个扫描单元彼此间隔地设置在旋转支架上。
在本发明中，可摆动的支撑梁能够在位于其摆动中心两侧的两个轮驱动机构中的一个所受载荷较大时通过摆动将载荷自动向另一个分配，使得各轮驱动机构能够较为均衡地承担压力，因此，能够实现旋转支架更稳定的转动过程，从而有效提高被旋转支架带动转动的放射源装置和探测装置的旋转稳定性。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例进行详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
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，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地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出本发明一实施例的CT检查装置的主视结构示意图。
图2示图1的侧视结构示意图。
图中：
1、放射源装置；2、探测装置；3、旋转支架；31、支架本体；
32、旋转轨道；4、转轮；5、支撑梁；6、支撑座；7、电机；8、定位结构；a、摆动中心。
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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
图1-2示出了本发明CT检查系统的一个实施例。参照图1-2，本发明所提供的CT检查系统，包括：
旋转支架3；
扫描单元，设置在旋转支架3上并包括放射源装置1及对应布置的探测装置2；和
旋转驱动装置，包括旋转驱动单元，旋转驱动单元包括支撑梁5和两个具有驱动轮4的轮驱动机构，支撑梁5可摆动地设置，两个轮驱动机构设置在支撑梁5上并位于支撑梁5摆动中心的两侧，驱动轮4转动时通过带动旋转支架3转动而使扫描单元转动。
本发明将放射源装置1和探测装置2设置为由同一旋转支架3带动转动，旋转同步性更容易保证，并且，本发明利用位于可摆动支撑梁5摆动中心两侧的两个轮驱动机构来驱动旋转支架3转动，由于支撑梁5可以在一个轮驱动机构所受载荷较大时通过摆动将载荷自动向另一个轮驱动机构分配，使得各轮驱动机构能够较为均衡地承担载荷，因此，能够使旋转支架3更稳定地转动，有效提高放射源装置1和探测装置2旋转稳定性，这有利于改善CT检查系统的图像质量，提升检测准确性，也有利于延长CT检查系统各结构部件的使用寿命。
在本发明中，轮驱动机构的驱动轮4可以为齿轮，这种情况下，可以在旋转支架3上设置用于与驱动轮4啮合的齿圈，使得在驱动轮4与齿圈的配合作用下，能够实现旋转支架3和扫描单元的转动；或者，轮驱动机构的驱动轮4也可以不采用齿轮，而采用摩擦轮，这种情况下，驱动轮4可以通过在转动时对旋转支架3施加摩擦力而使旋转支架3转动，实现摩擦驱动过程。其中，相对于驱动轮4为齿轮的情况，驱动轮4为摩擦轮时，可以实现旋转支架3和扫描单元的旋转自适应软启动，有效防止齿轮传动时因启动力矩过大而磨损破坏。
本发明的旋转支架3，可以包括支架本体31，该支架本体31可以设置为圆环形，一方面更便于扫描单元的放射源装置1和探测装置2的相对布置，另一方面也更便于旋转控制。当驱动轮4如前所述设置为摩擦轮时，驱动轮4可以直接与支架本体31接触，通过在转动时直接对支架本体31施加摩擦力，来使旋转支架3转动；或者，也可以在支架本体31上进一步设置旋转轨道32，使驱动轮4不再直接与支架本体31接触，而是与旋转轨道32接触，通过在转动时对旋转轨道32施加摩擦力，来使旋转支架3转动。通过设置旋转轨道32，可以减少对支架本体31的磨损。旋转轨道32可以采用经过热处理的特殊材料制成，以提高其强度、硬度及耐磨性。
在本发明中，旋转轨道32的数量可以为一个，也可以为两个或多个。其中，当旋转轨道32为两个时，这两个旋转轨道32可以沿着旋转支架31的转动轴线依次间隔设置，形成双轨道支撑结构，使得能够基于较为简单的结构，实现对支架本体31更稳定的支撑，且便于使CT检查系统的旋转部分的重心位于两个旋转轨道32之间，增强运行稳定性。可见，设置双轨道支撑结构，可以基于较为简单的结构进一步提高CT检查系统的旋转稳定性，便于获得更稳定清晰的图像。
另外，对应每个旋转轨道32，旋转驱动单元的数量可以为一个、两个或多个，其中，优选为两个，且优选将两个旋转驱动单元设置在旋转轨道2下方，并使两个旋转驱动单元位于旋转支架3转动轴线的两侧，这样，不仅旋转驱动装置能够更平稳地驱动旋转支架3转动，而且旋转驱动单元还能够对旋转支架3起到稳定的支撑作用，增强CT检查系统的结构稳定性。
下面结合图1-2所示的实施例对本发明予以进一步地说明。
如图1-2所示，在该实施例中，CT检查系统包括扫描单元、旋转支架3和旋转驱动装置，扫描单元设置在旋转支架3上，并在旋转驱动装置的驱动作用下，随旋转支架3一起转动。
其中，旋转支架3用于为扫描单元提供安装基体，并用于带动扫描单元转动，以实现对待检物的转动扫描。由图1和图2可知，该实施例的旋转支架3包括支架本体31和两个旋转轨道32。支架本体31呈圆环状，其中心轴线形成旋转支架3的转动轴线，且其内部空间形成待检物的通过通道。而两个旋转轨道32则固定于支架本体31的外表面，相应地也呈圆环型，并沿着支架本体31的中心轴线依次间隔布置，也即沿着旋转支架3的转动轴线依次间隔布置。基于此，旋转支架3为双轨道结构，便于与驱动装置配合，实现更稳定的旋转过程。
扫描单元用于对待检物进行扫描，其包括放射源装置1和探测装置2。放射源装置1用于产生穿透待检物的X射线，其可以采用X光机或者加速器。探测装置2用于接收穿过待检物的X射线，并将所接收到的X射线转换为可供记录的电信号，以供CT检查系统的成像装置生成CT图像使用，其可以采用采用探测器阵列结构。
由图1可知，该实施例的CT检查系统包括两个扫描单元，且这两个扫描单元彼此间隔地设置于旋转支架3上，具体地，这两个扫描单元沿着旋转支架3的周向间隔布置，即，这两个扫描单元成角度地设置于旋转支架3上。相对于只设置一个扫描单元的情况，设置两个扫描单元的好处在于，可以一次性完成对待检物不同角度的扫描，检查过程更加高效，检查结果更加可靠。其中具体地，在图1中，该实施例的这两个扫描单元，其中一个扫描单元的放射源装置1设置在旋转支架3的顶部，另一个扫描单元的放射源装置1则设置在旋转支架3的侧部，这样便于根据实际情况对待检物进行顶部扫描和侧部扫描，获得更符合需求的全方位的扫描结果。并且，为了简化结构，在该实施例中，两个扫描单元的结构设置为相同的。因此，为了描述简便，以下仅以其中一个扫描单元为例进行说明。
如图1所示，在该实施例中，扫描单元的放射源装置1和探测装置2均设置在旋转支架3上。具体地，放射源装置1和探测装置2均设置在支架本体31上。其中，由图1可知，放射源装置1设置在支架本体31的外周上，而探测装置2则设置在支架本体31的内周上并与放射源装置1相对布置。基于此，当待检物从圆环中间穿过时，放射源装置1可以发射X射线穿透待检物，而穿透待检物的X射线可以射至与放射源装置1相对布置的探测装置2上，进而能够形成CT图像。每次扫描时，待检物的一个切面置于通过通道中，以待扫描装置对待检物的相应切面进行扫描。每完成一个切面的扫描，待检物被CT检查系统的牵引装置牵引至下一个切面位置位于通过通道中，以便完成下一个切面的扫描。如此继续，直至完成整个待检物的扫描。其中，待检物可以为大型货物(如集装箱)、车辆或者飞机等。
并且，如图2所示，该实施例的探测装置2设置为呈以对应放射源装置1为中心的弧形。具体地，在该实施例中，探测装置2采用探测器阵列结构，多个探测器呈阵列状布置于探测臂上，而探测臂则呈以放射源装置1为中心的弧形。由于探测装置2呈以放射源装置1为中心的弧形，因此，整个探测装置2不同部位到放射源装置1之间的距离相同，即，探测器阵列中的各探测器距放射源装置1的距离相同，这种源探等距的设置方式，与源探不等距(例如探测装置2呈以旋转支架3的中心为中心的弧形)的设置方式相比，更便于成像，同时，后续的相关计算分析也更加简单方便，有利于提高检查准确性。
旋转驱动装置与旋转支架3驱动连接，并用于通过驱动旋转支架3转动来使扫描单元转动。结合图1和图2可知，在该实施例中，旋转驱动装置包括四个旋转驱动单元，这四个旋转驱动单元均设置在旋转支架3的下方，并两两与前述两个旋转轨道32对应设置，即，在该实施例中，每个旋转轨道32对应两个旋转驱动单元。并且，如图1所示，设置在同一旋转轨道32下方的两个旋转驱动单元，分别位于旋转支架3转动轴线的两侧，并分别由一个支撑座6所支撑。支撑座6可以固定于地面等安装基础上。
将旋转驱动单元设置在旋转支架3的下方，可以使得旋转驱动单元在驱动旋转支架3旋转的同时，还对旋转支架3和位于旋转支架3上的扫描单元等起到一定的支撑作用，由于无需再额外设置专门的支撑结构，因此，结构较为简单稳定。
在同一旋转轨道32下方设置位于转动轴线两侧的两个旋转驱动单元，使得这两个旋转驱动单元可以更稳定地对旋转支架3的与相应旋转轨道32对应的部位进行支撑，且这两个旋转驱动单元可以更高效稳定地作用于旋转轨道32上，驱动旋转支架3更高效稳定地转动。
而设置四个旋转驱动单元与两个旋转轨道32配合对旋转支架3进行驱动，一方面，便于提供更大的旋转驱动力，提高旋转驱动效率；另一方面，还可以减少每个旋转驱动单元所承受的载荷，降低对每个旋转驱动单元的强度要求，减轻对每个旋转驱动单元的磨损；再一方面，也有利于提高整个旋转支架3的旋转稳定性；又一方面，还便于实现多点驱动同步性自适应。
在该实施例中，为了使旋转驱动装置的结构较为简单，四个旋转驱动单元的结构均采用相同的结构。基于此，以下仅以其中一个旋转驱动单元为例进行说明，以简化描述。
如图1和图2所示，该实施例的旋转驱动单元包括支撑梁5、两个轮驱动结构以及两个电机8，其中，支撑梁5的中部与支撑座6枢接，使得支撑梁5可摆动地设置于旋转支架3下方；两个轮驱动机构设置在支撑梁5与旋转轨道32之间并位于支撑梁5的两端，使得两个轮驱动机构位于支撑梁5摆动中心a的两侧；而两个电机8则分别与两个轮驱动机构对应地设置在支撑梁5的两端，作为动力装置，用于为两个轮驱动机构提供动力。
在该实施例中，每个轮驱动机构均包括一个驱动轮4，且该驱动轮4为摩擦轮，其通过在转动时对旋转轨道32施加摩擦力，来带动旋转支架3和设置在旋转支架3上的扫描单元转动，也即，该实施例的轮驱动机构采用摩擦驱动方式，而非齿轮啮合驱动方式，来实现旋转支架3的转动。
在每个支撑梁5上设置两个驱动轮4，相对于每个支撑梁5上只设置一个驱动轮4的情况，可以为旋转支架3的转动提供更大的摩擦驱动力，实现更高效的转动过程，同时，可以实现旋转支架3压力的分散，减少单个驱动轮4所承受的载荷，减轻驱动轮4的磨损，延长其使用寿命，增加其使用可靠性，降低维修更换成本。
并且，支撑梁5可摆动地设置，使得位于其摆动中心两侧的两个驱动轮4可以更稳定地与旋转轨道32接触，防止其中一个接触而另一个不接触时造成驱动不足及旋转支架3发生颠簸等问题，提高旋转稳定性，同时，当两个驱动轮4中的一个承受压力较大时，支撑梁5还可以通过摆动自动将压力分配至另外一个上，使得两侧的两个驱动轮4能够较为均衡地承担压力，这一方面可以防止单个驱动轮4因承受压力过大而磨损破坏，另一方面还可以分散驱动力和制动力，提高驱动可靠性和旋转稳定性。
而为每个轮驱动机构设置一个电机8，则不仅更便于动力装置的布置，并且还可以使得CT检查系统具有多点动力源，形成多点驱动，有利于增大驱动力，同时也有利于实现电机8结构尺寸和动力参数的减少。
另外，如图2所示，在该实施例中，CT检查系统还包括定位结构8，该定位结构8用于对旋转支架3在旋转支架3的转动轴线方向上进行定位，即，定位结构8用于对旋转支架3进行轴向定位。具体地，由图2可知，在每个旋转驱动单元处，对应设有一个定位结构8(例如可以为螺栓等紧固件)。基于此，可以有效限制旋转支架3的轴向移动，既有利于提高旋转支架3的结构稳定性及旋转稳定性，也有利于降低对旋转支架3的轴向距离的加工精度要求，节约加工成本。
由以上可知，该实施例的CT检查系统，结构较为简单，且放射源装置1和探测装置2具有更好的旋转同步性及旋转稳定性，可以生成更稳定准确的图像，便于获得对大型货物及车辆等大型待检物更精确的检查结果。
在基于该实施例的CT检查系统进行CT扫描检查时，通过具体功能的定制与选配，可以施行多种满足客户不同检查需求的使用方案：
(1)成角度地安装两个扫描单元，并使旋转支架3转动，实现双视角的转动扫描检查过程；
(2)成角度地安装两个扫描单元，并使旋转支架3不转动，实现双视角的固定扫描检查过程；
(3)只安装位于旋转支架3侧部的放射源装置1及其对应的探测装置2，并使旋转支架3转动，实现侧视角的转动扫描检查过程；
(4)只安装位于旋转支架3侧部的放射源装置1及其对应的探测装置2，并使旋转支架3不转动，实现侧视角的固定扫描检查过程；
(5)只安装位于旋转支架3顶部的放射源装置1及其对应的探测装置2，并使旋转支架3转动，实现顶视角的转动扫描检查过程；
(6)只安装位于旋转支架3顶部的放射源装置1及其对应的探测装置2，并使旋转支架3不转动，实现顶视角的固定扫描检查过程。
可见，该实施例的CT检查系统，还具有使用灵活方便的特点，能够满足更多样的检查需求。
以上所述仅为本发明的示例性实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种CT检查系统，其特征在于，包括：
旋转支架(3)；
扫描单元，设置在所述旋转支架(3)上并包括放射源装置(1)及对应布置的探测装置(2)；和
旋转驱动装置，包括旋转驱动单元，所述旋转驱动单元包括支撑梁(5)和两个具有驱动轮(4)的轮驱动机构，所述支撑梁(5)可摆动地设置，所述两个轮驱动机构设置在所述支撑梁(5)上并位于所述支撑梁(5)摆动中心的两侧，所述驱动轮(4)转动时通过带动所述旋转支架(3)转动而使所述扫描单元转动。
2.根据权利要求1所述的CT检查系统，其特征在于，所述驱动轮(4)为摩擦轮，所述驱动轮(4)通过在转动时对所述旋转支架(3)施加摩擦力而使所述旋转支架(3)转动。
3.根据权利要求2所述的CT检查系统，其特征在于，所述旋转支架(3)包括支架本体(31)和旋转轨道(32)，所述旋转轨道(32)设置在所述支架本体(31)上，至少一个所述旋转驱动单元与所述旋转轨道(32)对应设置，且所述驱动轮(4)通过在转动时对所述旋转轨道(32)施加摩擦力而使所述旋转支架(3)转动。
4.根据权利要求3所述的CT检查系统，其特征在于，两个所述旋转驱动单元设置在所述旋转轨道(2)下方并位于所述旋转支架(3)转动轴线的两侧。
5.根据权利要求3所述的CT检查系统，其特征在于，所述CT检查系统包括两个所述旋转轨道(32)，所述两个旋转轨道(32)沿着所述旋转支架(3)的转动轴线依次间隔设置。
6.根据权利要求1所述的CT检查系统，其特征在于，所述驱动轮(4)为齿轮，所述旋转支架(3)上设有与所述驱动轮(4)啮合的齿圈，在所述驱动轮(4)与所述齿圈的配合作用下，所述驱动轮(4)转动时能够带动所述旋转支架(3)转动。
7.根据权利要求1所述的CT检查系统，其特征在于，所述旋转驱动单元还包括动力装置，所述动力装置与所述两个轮驱动机构驱动连接并用于驱动所述两个轮驱动机构的驱动轮(4)转动。
8.根据权利要求1所述的CT检查系统，其特征在于，所述CT检查系统还包括定位结构(8)，所述定位结构(8)用于对所述旋转支架(3)在所述旋转支架(3)的转动轴线方向上进行定位。
9.根据权利要求1所述的CT检查系统，其特征在于，所述探测装置(2)呈以所述放射源装置(1)为中心的弧形。
10.根据权利要求1所述的CT检查系统，其特征在于，所述CT检查系统包括两个所述扫描单元，所述两个扫描单元彼此间隔地设置在所述旋转支架(3)上。
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