CN1189132C - 一种ct机 - Google Patents

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Abstract

一种CT机涉及医疗设备，它是针对现有CT机中限束器不能调整射线束中心位置的弊病而公开一种CT机，它包含有放射源、检测器系统、机架、旋转板、旋转轴，并于放射源下方设有绕系统轴旋转的限束器，该限束器包含有由伺服控制器、伺服器、伺服电机、位置检测器、角度编码器和零位信号器组成的控制装置；和由在机架上两组伺服电机联轴器，轴，伺服器和被其带动的闸门构成的机械传动机构组成，具有此种限束器的CT机相比现有技术，具有改变射线扇束中心位置，扇束宽度，降低辐射量，针对性强，扫描速度快和图像清晰的优点。

Description

一种CT机
所属技术领域
本发明涉及一种医疗设备，尤其关于无损检测人体疾病的CT机设备。
背景技术
目前市售CT机，主要由放射源、检测器、DAS系统成像系统、显示系统、床体和旋转部件组成，其中：放射源和检测系统安装在可以绕轴旋转的机架上，受检者的支撑装置安装在床体内，并能沿着系统轴轴线方向运动，当放射源发出射线束，路经受检者到达检测器时，便产生一个信号，经DAS系统转换，输入到成像系统，建立层状两维断面图像。应用中感到这种CT机中射线元发射出的射线，其扇角、扇束中心、扇束宽度，不能随受检者形体形态变化而变量或仅能改变扇束宽度，这样便出现了扩大照射面、增加辐射量，对人体有一定伤害的弊病。
发明内容
本发明的目的是要提供一种调整射线束中心位置，限制射线射出角度范围，使射线束只照射在待检器官区域并减少受检者受射剂量，扫描速度快，图像清晰的CT机。
本发明的目的是这样实现的，即在这包含有机架、放射源、检测装置、旋转板和旋转轴的现有CT机的基础上，于放射源下方设有可同放射源绕旋转轴旋转的工作的限束器。该限束器包含有控制装置和受其控制的机械传动机构。其中控制装置包含有：伺服控制器、伺服器、伺服电机、位置检测器和增量编码器，角度编码器和零位信号组成控制扇束中心变位和扇束宽度的闭环调节系统，其中伺服控制器内包含有大规模可编程逻辑功能的数字电路，与其配合的总线缓冲功能的数字电路，含有逻辑存储功能的数字电路，具有差分发送功能的数字电路，具有光耦作用的数字电路。同时通过相关接口还连有由光电开关组成的位置检测电路。各电路之间的连接方式见图5，控制器装置中伺服控制器上的DZ1接口接受参数输入，DZ2接口与伺服器上的CNI/F接口相连，其输出端DZ3接口与伺服电机输入端DZ4接口相连，该电机通过机械方式连接的增量编码器DZ7接口与伺服器上的CNI/F接口相连，位置检测器上的DZ5接口与伺服控制器上的DZ6接口相连，角度编码器上的DZ8接口与伺服控制器上的DZ9接口相连，零位信号上的DZ10接口与伺服控制器上的DZ11接口相连。从而组成闭环调节闸门，改变扇束中心位置和扇束宽度的控制系统；机械传动机构，包含有机座，座上设有两组由该座上端部轴承和中间轴承支撑的轴，此轴通过联轴器与伺服电机相连，轴上设有伺服器和直线轴承，两组伺服器与两组直线轴承间设有使其组为运动副的连接支架，该架上分别设有闸门，闸门上开有能使少量射线穿过，满足插值需要的多个狭缝，其缝宽0.1-1m/m，间距5-10m/m。机座上还设有用于检测机械传动机构初始位置和极限位置的位置检测器，伺服电机上设有增量编码器。
由于本发明中设有由控制装置和受其控制的机械传动机构组成的限束器，因此相比现有技术具有自动调节射线束中心位置、射线射出扇角大小，只针对待检部位照射、减少射线能量、调整速度快、图像清晰的优点。
附图说明
图1是本发明结构示意图，
图2是图1中限束器控制装置机械传动原理示意图，
图3是图2中机械传动结构示意图，
图4是图3中伺服控制器功能原理示意图，
图5是图4中伺服控制器电路控制原理图，
图6是图2中控制装置中各部件外部电信连接示意图。
图1-6中
A1放射源(球管)，A2扫描限束器，A3检测装置，A4机架，A5旋转板，A6旋转轴，1端部轴承，2闸门，3连接支架，4伺服器，5轴，6直线轴承，7中间轴承，8联轴器，9伺服电机，10伺服控制器，11机座，12位置检测器，XC2S150为大规模可编程功能的数字电路、DM74ALS245、SN74LS540为总线缓冲电路，XC18V02为逻辑存储功能的数字电路，26LS31为差分发送电路，TLP521-1，TLP521-4为光耦电路，26LS32为差分发送电路，DZ1、DZ11、DZ9、DZ6伺服控制器输入接口，DZ2伺服控制器输出接口，DZ4伺服电机输入接口，DZ5位置检测器输出接口，DZ7增量编码器输出接口，DZ8角度编码器输出接口，DZ10零位信号输出接口。
具体实施方式
由图1-6可知一种CT机，是在含有机架、检测装置、旋转板、旋转轴和放射源的现有CT机基础上，于放射源下方，设有可绕系统轴旋转的可工作的限束器，该限束器包含有控制装置和受其控制的机械传动机构，其中控制装置，包含有：伺服控制器、伺服器、伺服电机、位置检测器、增量编码器、角度编码器和零位信号，其中伺服控制器包含有XC2S150型具有大规模可编程逻辑功能的数字电路与其配合的DM74ALS245、SN74LS540型具有总线缓冲数字电路，XC18V02型具有逻辑存储功能的数字电路，26LS31型具有差分发送功能的数字电路，TLP521-1、TLP521-4型具有光耦作用的数字电路，与此同时，通过DZ6、DZ5接口还连有由光电开关组成的位置检测电路，以上电路的配置关系参见图5，进一步说，其中DM74ALS245元件A1-A8端与伺服控制器DE1接口B-J孔插接，B1-B8端与XC2S150元件67-75孔插接，DM74ALS245元件A1-A7端与伺服控制器DZ1接口S-E孔插接，B1-B7端与XC2S150元件81-83及86-89孔插接SC18V02元件TDO、TD、TMS、GND、TCK端分别与接口X1对应孔名插接此件上的CLK、DO、CEO、OE/RESET，CE端分别与XC2S150元件上的CCLK、DIN、DONE、INTT、PROGRAM孔插接；XC2S150元件1/094-1/091端通过位置检测器接口DZ5与伺服控制器接口DZ6同位置检测电路相连，1/089-1/088端分别与26LS31元件上的INA、INB端相连，1/081-1/080与SN74L540元件上的Y2、Y3端相连，1/087端与SN74LS540元件上的A1端相连，SN74LS540元件上的Y1端与TLP521-1元件上的光二极管相连，A2、A3端与TLP521-4元件阻容汇交点相连，作为伺服控制器输出接口DZ2与26LS31元件上的OVTA、OVTA0、OVTB1、OVTB0端，与TLP521-1元件上的24ENIN端，与TLP521-4元件上的光管D12C、D12D端相连，角度编码器26LS31元件OVTA、OVTB端与XC2S150元件1/075、1/071端相连，INA、INA0、INB、INB0连接口DZ9与接口DZ8相连，零位信号TLP521-4通过接口DZ11与XC2S150元件1/071点相连。位置检测器设在限束器的机座上，增量编码器连于伺服电机轴上，他们之间外部电信配置关系见图6是伺服控制器上的接口DZ1接受参数输入接口，DZ2与伺服器上的CNI/F接口相连，角度编码器DZ8接口与伺服控制器DZ9接口相连，零位信号DZ10接口与伺服控制器DZ11接口相连，DZ6接口与位置检测器的DZ5接口相连，伺服器上的接口DZ3与伺服电机输入端接口DZ4相连，增量编码器接口DZ7与伺服器上的CNI/F接口相连，以此，组成实现发明目的的闭环电气调整系统，该限束器之机械传动机构，是在机座上设有两套，由机座上的端部轴承、中间轴承支撑的平行安装的轴，此轴上设有伺服器和直线轴承，两轴上的伺服器与直线轴承间设有用以组成运动辐的连接支架，支架上分别设有闸门，各轴通过联轴器与伺服电机相连，闸门上开有能使少量射线穿过，满足插值需要的狭缝，其缝宽0.1-1.0mm，间5-10mm。其中伺服器、伺服电机和增量编码器采用国产或日产产品。
本发明中的限束器，其工作过程是：伺服控制器上的DZ1接口接受参数输入，根据位置检测器提供的信息进行判断和计算，将定位脉冲和确定运动方向信号通过接口DZ2输出给伺服器，伺服器根据此信号和增量编码器提供的信号来判断位置，控制伺服电机转动方向和参数，达到左右闸门定位目的，这样，无论是断层扫描还是螺旋扫描，在扫描时待检区域相对于焦点和旋转中心位置发生改变时，限束器跟踪待检区域位置，大小的变化，来改变射线束扇束中心位置和扇束宽度，并保持射线源焦点，扇束中心和待检区的中心在一条直线上，使射线，射线扇束边缘，器官边缘在同一个扇形区域内，避免待检区域外部照射或减少照射量，降低受检者的射线射入量，并且还能保持质量好的图像。

Claims (2)

1、一种CT机，包含有放射源、检测器系统、机架、旋转板、旋转轴，其特征在于放射源下方设有绕系统轴旋转的限束器，该限束器包含有：控制装置和受其控制的机械传动机构，其中控制装置，包含有：伺服控制器、伺服器、伺服电机、位置检测器、增量编码器、角度编码器和零位信号，控制扇束中心变位和扇束宽度，组成一个闭环调节系统，它的外部电路连接关系是：伺服控制器上的DZ1接口接受参数输入，DZ2接口与伺服器上的CN1/F接口相连，其输出端DZ3接口与伺服电机输入端DZ4接口相连，该电机通过机械方式连接的增量编码器DZ7接口与伺服器上的CN1/F接口相连，位置检测器DZ5接口与伺服控制器上的DZ6接口相连，角度编码器DZ8接口与伺服控制器DZ9接口相连，零位信号DZ10接口与伺服控制器DZ1接口相连，机械传动机构，包含有机座，座上设有两组由该座上端部轴承和中间轴承支撑的轴，此轴通过联轴器与伺服电机相连，轴上设有伺服器和直线轴承，两组伺服器与两组直线轴承间设有使其组为运动副的连接支架，该架上分别设有闸门，闸门上开有能使射线穿过的狭缝，其缝宽0.1-1mm，间距5-10mm；机座上还设有用于检测机械传动机构初始位置和极限位置的位置检测器，伺服电机上设有增量编码器。
2、根据权利要求1所述的一种CT机，其特征在于所说伺服控制器，包含有大规模可编程逻辑功能的数字电路，与其配合的总线缓冲数字电路，具有含有逻辑存储功能的数字电路，具有差分发送功能的数字电路，具有光耦作用的数字电路，与此同时，通过相关接口还连有由光电开关组成的位置检测电路。
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