CN205181365U - 用于ct扫描系统的切片装置及ct扫描系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种用于CT扫描系统的切片装置及CT扫描系统，所述切片装置包括两个切片板；所述两个切片板之间形成开口；两个传动装置；所述两个传动装置分别控制所述两个切片板的运动，以调整所述开口的大小；所述两个切片板、两个传动装置组设于同一支撑装置上。本实用新型的切片装置为一体式结构，方便组装与拆卸，且可实现切片装置与X射线探测器在Z方向上的精确对准。

Description

用于CT扫描系统的切片装置及CT扫描系统

【技术领域】

本实用新型涉及CT(ComputedTomography，计算机断层成像)扫描技术领域，尤其涉及一种用于CT扫描系统的切片装置。

【背景技术】

X射线计算机断层成像(Computed-Tomography，CT)扫描系统由X射线源(球管)、探测器和机架三大部件组成。

多层螺旋CT扫描系统具有较高的空间分辨率和密度分辨率，在低辐射环保剂量的条件下就可以得到优质的图像，减少扫描时间、增加扫描范围。

切片装置(也称为“准直器”、“前准直器”)是CT扫描系统的一个重要部件。切片装置设置于机架上，位于X射线源与患者之间，用于遮挡部分的X射线，通过控制切片的开口(缝隙)大小进而控制X射线的照射范围，以避免患者接收不必要的X射线辐射，减少辐射剂量；其另一主要功能是控制待扫描部位的切片层厚度，满足成像条件的要求，其结构设计的合理性直接影响CT扫描系统成像的质量。

现有的CT扫描系统面临不断提高的临床应用要求，向着多层、高分辨率和高转速方向发展，因此对切片装置的结构设计提出了更高的要求。

现有的一种切片装置是在一块板上开有数个不同大小的开口，在扫描时通过调整不同的开口到目标位置，进而控制穿过切片装置的开口的X射线。该结构的开口大小是限定的，不能无极调整开口的大小，因此无法满足精确调整切片层厚度的要求。

在此基础上提出了另一种切片装置，包括两个切片板和与之相对应的两组传动机构，两组切片板之间的间隔形成一开口，通过两组传动机构分别独立地控制两个切片板的运动，从而可以无极调整两组切片板之间开口的大小。但是该结构需要将两个切片板和两组传动机构分别组装于CT扫描系统的机架上，而机架上的安装空间较小，且需要保持两个切片板之间的平行度，以及切片装置与探测器的Z向对准。因此该结构较难组装和拆卸，且较难实现切片装置与探测器在Z方向上的精确对准。

因此，需要提出一种方便组装拆卸，且能在Z方向与探测器准确对准的切片装置。

【实用新型内容】

本实用新型解决的是现有的切片装置不易安装拆卸，或安装时不易准确定位的问题。

为解决上述问题，本实用新型提出一种用于CT扫描系统的切片装置，包括：两个切片板；所述两个切片板之间形成开口；

传动装置；所述传动装置用于控制所述切片板的运动，以调整所述开口的大小；

所述两个切片板、传动装置组设于同一支撑装置上。

可选地，所述支撑装置为板状。

可选地，所述支撑装置为中空结构。

可选地，所述支撑结构与所述两个切片板相对的部分镂空。

可选地，所述传动装置为两个，用于分别控制所述两个切片板的运动，所述传动装置为丝杠螺母传动、直线轴承、涡轮蜗杆传动或齿轮齿条传动结构。可选地，所述传动装置为丝杆螺母传动结构，每一所述传动装置包括一组设于所述支撑装置上的滚珠丝杆以及一与所述滚珠丝杆相配合并与相应的切片组件的一端连接的丝母座；所述滚珠丝杆上设有螺纹，所述丝母座设有螺纹孔，所述螺纹孔与所述螺纹互相配合形成螺纹副，并在滚珠丝杆旋转时使丝母沿滚珠丝杆作轴向运动进而调整所述切片组件的开口的大小。

可选地，还包括两个与相应丝母座连接的切片支架，所述切片板设置于所述切片支架上。

可选地，所述两个切片支架为第一切片支架和第二切片支架；所述两组传动装置包括第一传动装置和第二传动装置；所述第一传动装置包括第一滚珠丝杆和第一丝母座；所述第二传动装置包括第二滚珠丝杆和第二丝母座；所述第一切片支架和第二切片支架均具有第一端和与其相对应的第二端；所述第一切片支架的第一端与所述第一丝母座固定连接；所述第二切片支架的第二端与所述第二丝母座固定连接。

可选地，还包括设置于所述支撑装置上的第一直线导轨和第二直线导轨，以及与所述第一直线导轨相配合的第一滑块、与所述第二直线导轨相配合的第二滑块；所述第一滑块与所述第一切片支架的第一端固定连接；所述第二滑块与所述第二切片支架的第二端固定连接。

可选地，所述第一丝母座、第一滑块和第一直线导轨从上至下依次排列。

可选地，还包括用于判断第一切片支架是否回到起始零位的第一限位装置；以及用于判断第二切片支架是否回到起始零位的第二限位装置；所述第一限位装置包括与所述第一切片支架的第二端固定连接的第一光电触片，以及设置于所述支撑装置上的第一光电传感器；所述第二限位装置包括与所述第二切片支架的第一端固定连接的第二光电触片，以及设置于所述支撑结构上的第二光电传感器。

可选地，所述第一光电触片位于所述第二滚珠丝杆的下方；所述第二光电触片位于所述第一滚珠丝杆的下方。

本实用新型还提出了一种CT扫描系统，包括机架，所述机架具有可旋转的部分；所述可旋转的部分具有相对设置的X射线源和X射线探测器；

以及扫描腔体；

还包括如上所述的切片装置；

所述切片装置设置于所述机架的可旋转部分上，并位于所述X射线源与扫描腔体之间。

可选地，还包括切片控制单元，所述切片控制单元并于控制切片装置的第一切片板和第二切片板之间的相对运动从而调整开口大小。

可选地，所述切片控制单元包括第一切片控制单元和第二切片控制单元；

所述第一切片控制单元用于控制第一切片板的运动；

所述第二切片控制单元用于控制第二切片板的运动。

本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：

切片装置的两个切片组件、两个传动装置均组设于所述一个支撑装置上，一体式结构可整体安装于机架上，便于组装和拆卸，且在安装时较易对切片装置进行准确定位，实现切片装置与探测器在Z方向上的精确对准。

进一步地，在本实用新型的可选实施方式中，所述支撑装置为中空结构，在保证足够强度和刚性的同时可以减少切片装置的整体重量，从而降低切片装置在工作时的离心力；且便于CT扫描系统的机架上其他结构的安装固定，实现切片装置所在空间的多重利用。

进一步地，在本实用新型的可选实施方式中，使用切片支架衔接切片板和传动装置，当传动装置的结构改变时，不需更换切片板，仅需改变切片支架的结构，从而进一步提高切片装置的拓展性和可重复利用性。

进一步地，在本实用新型的可选实施方式中，所述第一切片支架的第一端与所述第一丝母座和所述第一滑块固定连接，所述第一滑块和第一直线导轨位于所述第一丝母座的下方；所述第一切片支架的第二端与所述第一光电触片固定连接，所述第一光电触片位于所述第二滚珠丝杆的下方。相应地，所述第二切片支架的第二端与所述第二丝母座和所述第二滑块固定连接，所述第二滑块和第二直线导轨位于所述第二丝母座的下方；所述第二切片支架的第一端与所述第一光电触片固定连接，所述第二光电触片位于所述第一滚珠丝杆的下方。该结构充分利用了第一、第二切片支架相对两端(第一端和第二端)以及上下方向上的空间，使得切片装置的结构更紧凑。

【附图说明】

图1是本实用新型的切片装置的立体图；

图2是本实用新型的用于CT扫描系统的切片装置的下视图；

图3是本实用新型的CT扫描系统的结构图；

图4是本实用新型的CT扫描系统的系统框架。

【具体实施方式】

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

本实用新型中，各实施例采用递进式写法，重点描述与前述实施例的不同之处，各实施例中的相同方法或结构参照前述实施例的相同部分。

参考图1和图2，本实用新型的一实施例的切片装置1包括一支撑装置2；架设于所述支撑装置2上的第一切片组件31和第二切片组件32；以及架设于所述支撑装置2上的第一传动装置41和第二传动装置42。

所述第一切片组件31和所述第二切片组件32的结构相同。

所述第一切片组件31包括第一切片支架311和第一切片板312，所述第一切片板312通过螺钉固定于所述切片支架311上。

相应地，所述第二切片组件32包括第二切片支架321和第二切片板322，所述第二切片板322通过螺钉固定于所述切片支架321上。

所述第一切片板312和第二切片板322之间的间隔形成开口。

还可以包括第一定位块313和第二定位块323。

所述第一定位块313通过螺钉固定于所述第一切片支架311上，且与所述第一切片板312沿Z轴方向排列。

相应地，所述第二定位块323通过螺钉固定于所述第二切片支架321上，且与所述第二切片板322沿Z轴方向排列。

所述第一、第二定位块313、323分别与所述第一、第二切片板312、322之间留有调节间隙，便于在安装时快速实现第一、第二切片板312、322和探测器的Z轴方向对准。

第一传动装置41和第二传动装置42的结构相同，且可分别独立地控制第一切片组件31和第二切片组件32在Z轴方向的运动。

在本实用新型的范围内，所述第一传动装置41和第二传动装置42可以是任何一种直线传动结构，例如：丝杠螺母传动、直线轴承、涡轮蜗杆传动或齿轮齿条传动结构等等。

在本实施例中，所述第一传动装置41和第二传动装置42为丝杆螺母传动结构。

所述第一传动装置41包括设置于所述支撑装置2上的第一滚珠丝杆411以及与所述第一滚珠丝杆411相配合的第一丝母座412，所述第一丝母座412与所述第一切片支架311连接。

相应地，所述第二传动装置42包括设置于所述支撑装置2上的第二滚珠丝杆421以及与所述第二滚珠丝杆421相配合的第二丝母座422，所述第二丝母座422与所述第二切片支架321连接。

所述第一、第二滚珠丝杆411、412上设有螺纹，所述第一、第二丝母座412、422上设有螺纹孔，所述螺纹孔与所述螺纹互相配合形成螺纹副，所述丝杆螺母结构可将第一、第二滚珠丝杆411、412的旋转运动转化成第一、第二丝母座412、422的直线运动，在第一、第二滚珠丝杆411、412旋转时使所述第一、第二丝母座412、422沿Z轴方向运动进而调整第一切片板312和第二切片板322之间的开口的大小。

所述第一、第二切片支架311、321均包括相对设置的第一端和第二端，所述第一丝母座412与所述第一切片支架311的第一端连接；所述第二丝母座422与所述第二切片支架321的第二端连接。

所述第一切片支架311用于衔接所述第一切片板312与所述第一传动装置41；所述第二切片支架321用于衔接所述第一切片板322与所述第二传动装置42。当第一、第二传动装置41、42的结构改变时，不需调换第一、第二切片板312、322，仅需改变第一、第二切片支架311、321的结构；或者可以在需要改变第一、第二切片板312、322的结构时，不需改变第一、第二传动装置41、42以及第一、第二切片支架311、321，由此可以提高切片装置1的拓展性和可重复利用性。

所述支撑装置2为板状中空结构，且与所述第一、第二切片板311、312相对的部分被镂空。

本实用新型的切片装置1的第一、第二切片组件31、32以及第一、第二传动装置41、42均设置于一个支撑装置2上，一体式的结构可整体安装于CT扫描系统的机架上，便于组装和拆卸，且在安装时较易对切片装置1进行准确定位，实现切片装置1与X射线探测器在Z方向上的精确对准。

所述支撑装置2被设计成中空结构，可以减少切片装置1的整体重量，从而降低切片装置1在扫描旋转时的离心力；且可以通过中空部分的空间安装固定CT扫描系统中的其他部件，实现切片装置1所在空间的多重利用。

所述支撑装置2上固定设有第一直线导轨51和第二直线导轨52。还包括与所述第一直线导轨51相配合的第一滑块61，所述第一滑块61与所述第一切片支架311的第一端连接。与所述第二直线导轨52相配合的第二滑块62，所述第二滑块62与所述第二切片支架321的第二端连接。

直线导轨和滑块相配合的结构可以使得第一、第二切片组件31、32沿直线运动。

所述支撑装置2上固定设有相对设置的第一支撑座71和第二支撑座72。

所述第一支撑座71用于支撑第一滚珠丝杆411，包括三个沿Z轴方向依次排列的支撑板71A、71B和71C，所述三个支撑板71A、71B和71C均设有容纳所述第一滚珠丝杆411通过的容纳孔。

所述第二支撑座72用于支撑第二滚珠丝杆421，包括三个沿Z轴方向依次排列的支撑板72A、72B和72C，所述三个支撑板72A、72B和72C均设有容纳所述第二滚珠丝杆422通过的容纳孔。

切片装置1还可以包括用于判断第一切片支架311是否回到起始零位的第一限位装置81；以及用于判断第二切片支架321是否回到起始零位的第二限位装置82。

所述第一限位装置81包括与所述第一切片支架311的第二端固定连接的第一光电触片811，还包括设置于所述支撑装置2上的第一光电传感器812。

相应地，所述第二限位装置82包括与所述第二切片支架321的第一端固定连接的第二光电触片821，还包括设置于所述支撑结构2上的第二光电传感器822。

所述第一、第二光电传感器812、822分别与所述第一、第二光电触片811、821相配合，进而判断与所述第一、第二光电触片811、821固定连接的第一、第二切片组件31、32的位置，进一步提高切片层厚调整的准确性。

所述第一切片支架311的第一端与所述第一丝母座412和所述第一滑块61固定连接，所述第一滑块61和第一直线导轨51位于所述第一丝母座412的下方；所述第一切片支架311的第二端与所述第一光电触片811固定连接，所述第一光电触片811位于所述第二滚珠丝杆421的下方。

相应地，所述第二切片支架321的第二端与所述第二丝母座422和所述第二滑块62固定连接，所述第二滑块62和第二直线导轨52位于所述第二丝母座422的下方；所述第二切片支架321的第一端与所述第一光电触片821固定连接，所述第二光电触片821位于所述第一滚珠丝杆411的下方。

该结构充分利用了第一、第二切片支架311，321相对两端(第一端和第二端)的空间，使得切片装置1的结构更紧凑，可减小CT扫描系统的整体体积。

所述切片装置1还包括与所述第一传动装置41连接的第一驱动装置(图中未示出)；与所述第二传动装置42连接的第二驱动装置(图中未示出)。

所述第一传动装置41和第二传动装置42与相应的驱动装置(图中未示出)设计为串联直驱一对一连接，从而组成双驱动结构，该结构减少了传动环节，可提高传动精度。

本实用新型还公开了一种CT扫描系统，请参考图3，所述CT扫描系统100包括机架110，机架110具有围绕系统轴线Z轴旋转的可旋转的部分130。可旋转的部分130具有相对设置的X射线源131和X射线探测器132；还包括检查床120，在进行检查时，患者在该检查床120上可以沿着Z轴方向被推入到扫描腔体中。X射线源131绕S轴旋转，探测器132相对于X射线源131一起运动，以采集投影测量数据，这些数据在之后被用于重建图像。还可以进行螺旋扫描，在螺旋扫描期间，通过患者沿着S轴的连续运动和X射线源131的同时旋转，X射线源131相对于患者产生螺旋轨迹。

参考图4，所述机架110的可旋转的部分130还具有切片装置1，切片装置位于所述X射线源131的前端，且被安装于所述机架110的可旋转部分130上。所述切片装置位于X射线源131与患者之间，用于遮挡部分的X射线，进而控制X射线的照射范围，以避免患者接收不必要的X射线辐射，减少辐射剂量；并且控制待扫描部位的切片层厚度。

本实用新型的CT扫描系统100还包括计算机系统9，所述计算机系统9包括中央处理单元91、与中央处理单元91相连并用于控制切片装置1的第一切片组件31和第二切片组件32之间的相对运动从而调整开口大小的切片控制单元92、与中央处理单元91连接并用于控制检查床130运动的检查床控制单元93、从X射线探测器132采集信号的数据采集单元94、根据数据采集单元94采集的信号进行图像重建的图像重建单元95以及显示重建图像的图像显示单元96。

所述切片控制单元92包括与第一传动装置41连接的第一切片控制模块921，以及与第二传动装置42连接的第二切片控制模块922。

所述第一切片控制模块921通过控制第一滚珠丝杆411的旋转进而控制第一切片组件31的第一切片板312沿Z轴方向的运动；所述第二切片控制模块922通过控制第二滚珠丝杆421的旋转进而控制第二切片组件32的第二切片板322沿Z轴方向的运动。由此，在扫描过程中调整第一、第二切片板312、322之间的间隔形成的开口大小，进而实现调整穿过开口的X射线束的扇束厚度的目的。

本领域普通技术人员还应当可以理解，本实用新型的切片装置还可应用于其他组合式医学成像系统，例如：组合式正电子发射断层成像-计算机断层成像(PositronEmissionTomography-Computedtomography，PET-CT)等等。

本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (15)

1.一种用于CT扫描系统的切片装置，其特征在于，包括：

两个切片板；所述两个切片板之间形成开口；

传动装置；所述传动装置用于控制所述切片板的运动，以调整所述开口的大小；

所述两个切片板、传动装置组设于同一支撑装置上。

2.如权利要求1所述的用于CT扫描系统的切片装置，其特征在于，所述支撑装置为板状。

3.如权利要求2所述的用于CT扫描系统的切片装置，其特征在于，所述支撑装置为中空结构。

4.如权利要求3所述的用于CT扫描系统的切片装置，其特征在于，所述支撑结构与所述两个切片板相对的部分镂空。

5.如权利要求1至4任一项所述的用于CT扫描系统的切片装置，其特征在于，所述传动装置为两个，用于分别控制所述两个切片板的运动，所述传动装置为丝杠螺母传动、直线轴承、涡轮蜗杆传动或齿轮齿条传动结构。

6.如权利要求5所述的用于CT扫描系统的切片装置，其特征在于，所述传动装置为丝杆螺母传动结构，每一所述传动装置包括一组设于所述支撑装置上的滚珠丝杆以及一与所述滚珠丝杆相配合并与相应的切片组件的一端连接的丝母座；所述滚珠丝杆上设有螺纹，所述丝母座设有螺纹孔，所述螺纹孔与所述螺纹互相配合形成螺纹副，并在滚珠丝杆旋转时使丝母沿滚珠丝杆作轴向运动进而调整所述切片组件的开口的大小。

7.如权利要求6所述的用于CT扫描系统的切片装置，其特征在于，还包括两个与相应丝母座连接的切片支架，所述切片板设置于所述切片支架上。

8.如权利要求7所述的用于CT扫描系统的切片装置，其特征在于，所述两个切片支架为第一切片支架和第二切片支架；所述两组传动装置包括第一传动装置和第二传动装置；所述第一传动装置包括第一滚珠丝杆和第一丝母座；所述第二传动装置包括第二滚珠丝杆和第二丝母座；所述第一切片支架和第二切片支架均具有第一端和与其相对应的第二端；所述第一切片支架的第一端与所述第一丝母座固定连接；所述第二切片支架的第二端与所述第二丝母座固定连接。

9.如权利要求8所述的用于CT扫描系统的切片装置，其特征在于，还包括设置于所述支撑装置上的第一直线导轨和第二直线导轨，以及与所述第一直线导轨相配合的第一滑块、与所述第二直线导轨相配合的第二滑块；所述第一滑块与所述第一切片支架的第一端固定连接；所述第二滑块与所述第二切片支架的第二端固定连接。

10.如权利要求9所述的用于CT扫描系统的切片装置，其特征在于，所述第一丝母座、第一滑块和第一直线导轨从上至下依次排列。

11.如权利要求8所述的用于CT扫描系统的切片装置，其特征在于，还包括用于判断第一切片支架是否回到起始零位的第一限位装置；以及用于判断第二切片支架是否回到起始零位的第二限位装置；所述第一限位装置包括与所述第一切片支架的第二端固定连接的第一光电触片，以及设置于所述支撑装置上的第一光电传感器；所述第二限位装置包括与所述第二切片支架的第一端固定连接的第二光电触片，以及设置于所述支撑结构上的第二光电传感器。

12.如权利要求11所述的用于CT扫描系统的切片装置，其特征在于，所述第一光电触片位于所述第二滚珠丝杆的下方；所述第二光电触片位于所述第一滚珠丝杆的下方。

13.一种CT扫描系统，包括机架，所述机架具有可旋转的部分；所述可旋转的部分具有相对设置的X射线源和X射线探测器；

以及扫描腔体；

其特征在于，还包括如权利要求1至12任一项所述的切片装置；

所述切片装置设置于所述机架的可旋转部分上，并位于所述X射线源与扫描腔体之间。

14.如权利要求13所述的CT扫描系统，其特征在于，还包括切片控制单元，所述切片控制单元并于控制切片装置的第一切片板和第二切片板之间的相对运动从而调整开口大小。

15.如权利要求14所述的CT扫描系统，其特征在于，所述切片控制单元包括第一切片控制单元和第二切片控制单元；

所述第一切片控制单元用于控制第一切片板的运动；

所述第二切片控制单元用于控制第二切片板的运动。