CN210144663U - 一种二次荧光广角多功能成像设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了二次荧光广角多功能成像设备，包括光源调节机构、探测板调节机构、广角光源、探测板、固定托盘和旋转机构；广角光源和探测板分别设于固定托盘中心的两侧；光源调节机构用于调节广角光源的高度，以及广角光源与探测板之间的距离；探测板调节机构用于调节探测板的高度，以及探测板与广角光源之间的距离；旋转机构用于使广角光源和探测板同步沿固定托盘为轴心旋转。本实用新型通过水平和垂直移动可以为人体各个部位进行低剂量成像，同时本实用新型可利用旋转机构使广角光源和探测板同步沿固定托盘为轴心旋转，实现各种人体部位立式旋转扫描和透视分析。设备通过广角锥形光调节照影，平面空间占用少，功能和应用部位广泛。

Description

一种二次荧光广角多功能成像设备

技术领域

本实用新型涉及一种二次荧光广角多功能成像设备。

背景技术

DR设备和CT功能和设备往往是分开的。CT用的多为扇形切面光和对应的扇形检测板，而DR多为10度以下的锥形窄角光和平板检测。两者使用功率差异也较大，DR一般需要上万瓦功率，而CT则需要十万瓦以上。此外DR操作检测板的方向可以垂直，也可以水平且多为静态，而CT患者一般需要水平躺下，CT环形架需要围绕病人高速旋转。两者无论是功能还是成本效益上都无法合并。同时两种设备的占地和成本都不菲，对医院资源的消耗和压力都较大。

传统的CT多为卧式，但很多疾病需要站立才可按照真实情况诊断。如足，脊椎，胸腔等。比如，对于仅在站立时经历背部(或髋部或膝盖等)疼痛的患者，医生无法分析患者经历疼痛(或其他症状)的实际情况。

传统CT断层扫描多为扇形，功率几十万瓦，设备庞大，对设备转速要求高，散热要求高，价格昂贵，占地面积大。扇形的扫描圈数多，耗时较长，旋转速度带给病人压力大。

也有其他垂直的CT设备，多为四肢，牙科做局部扫描，没有脊椎和胸部大范围扫描的有效扫描。也有的垂直CT设备是依靠病人的旋转来获得多角度的成像，会带来不适感。还有的用固定大小的环形扫描架，也只能局部扫描，无法全身扫描。如果能够尺寸大到全身扫描，又回到了传统CT设计。设备大小虽然比较传统卧式稍小，但是仍然较大。球管技术也多为传统的库里奇球管，照射角度一般在10度左右，所以在有限距离内无法进行有效的大范围照射。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多功能二次荧光广角影像设备，能够进行2D静态数字照影，以及多角度透视分析，以及进行3D全息成像，能够获得更细节的信息。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种二次荧光广角多功能成像设备，包括光源调节机构、探测板调节机构、广角光源、探测板、固定托盘和旋转机构；所述广角光源和探测板分别设于固定托盘中心的两侧；所述光源调节机构用于调节广角光源的高度，以及广角光源与探测板之间的距离；所述探测板调节机构用于调节探测板的高度，以及探测板与广角光源之间的距离；所述旋转机构用于使广角光源和探测板同步沿固定托盘为轴心旋转。

实现本实用新型的二次荧光广角多功能成像设备，可以进行静态成像，不限于，头部，颈部，胸部，肩部，髋部，手足，腿臂等。

实现本实用新型的二次荧光广角多功能成像设备，可以进行动态观察成像，并且可以通过低于180度的旋转角度进行多角度的实时平面透视分析。

实现本实用新型的二次荧光广角多功能成像设备，可以进行360度的全景成像，优选的，并且可以通过成像进行立体三维重建计算。

所述光源调节机构包括第一竖向直线模组和第一横向直线模组；所述第一横向直线模组安装在旋转机构上；所述第一竖向直线模组安装在第一横向直线模组的移动平台上，第一横向直线模组驱动第一竖向直线模组水平移动；所述广角光源安装在第一竖向直线模组的移动平台上，第一竖向直线模组驱动广角光源垂直移动。

所述探测板调节机构包括第二竖向直线模组和第二横向直线模组；所述第二横向直线模组安装在旋转机构上；所述第二竖向直线模组安装在第二横向直线模组的移动平台上，第二横向直线模组驱动第二竖向直线模组水平移动；所述探测板安装在第二竖向直线模组的移动平台上，第二向直线模组驱动探测板垂直移动。

还包括支撑座；所述旋转机构包括旋转支架和驱动组件；所述旋转支架设置在支撑座上；所述光源调节机构和探测板调节机构均安装在旋转支架上，并且分别位于旋转支架的旋转轴线的两侧；所述驱动组件驱动旋转支架沿旋转。

所述旋转机构的驱动组件包括从动齿圈、主动齿轮和驱动电机；所述从动齿圈通过连接杆固定在旋转支架的下方，并且与旋转支架的旋转轴线同轴设置；所述驱动电机固定在支撑座上；所述主动齿轮固定在驱动电机的输出轴上，并且与从动齿圈啮合。

所述支撑座包括主轴、旋转套和底座；所述主轴设与旋转套内，并且底部与底座固定；所述主轴通过第一轴承与旋转套转动连接；所述旋转套通过轴承与底座转动连接；所述主轴的顶部与固定托盘固定；所述旋转套与旋转机构的旋转支架固定。

还包括外侧平台；所述外侧平台呈弧形；所述外侧平台设于两个，并且镜像设置在固定托盘的两侧；所述外侧平台的底部通过连接件与旋转机构的旋转支架固定。

还包括辐射屏蔽仓；所述光源调节机构、探测板调节机构、广角光源、探测板、固定托盘和旋转机构均位于辐射屏蔽仓内；所述辐射屏蔽仓上设有仓门。

采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：(1)本实用新型通过水平和垂直移动可以为人体各个部位进行低剂量成像，同时本实用新型可利用旋转机构使广角光源和探测板同步沿固定托盘为轴心旋转，实现各种人体部位立式旋转扫描和透视分析。设备通过广角锥形光调节照影，平面空间占用少，功能和应用部位广泛。

(2)本实用新型的光源调节机构包括第一竖向直线模组和第一横向直线模组，通过第一横向直线模组调节广角光源与被测物之间的距离，通过第一竖向直线模组调节广角光源高度，便于对人体的各个部位扫描。

(4)本实用新型的探测板调节机构包括第二竖向直线模组和第二横向直线模组，通过第二横向直线模组调节探测板与被测物之间的距离，通过第二横向直线模组调节探测板的高度，便于与广角光源配合，实现扫描成像。

(5)本实用新型还包括支撑座，结构简便，转动稳定。

(6)本实用新型的支撑座包括主轴、旋转套和底座，主轴设与旋转套内，并且底部与底座固定，主轴通过第一轴承与旋转套转动连接，旋转套通过轴承与底座转动连接，主轴的顶部与固定托盘固定，旋转套与旋转机构的旋转支架固定，旋转支架连接稳定，能够保证自身上安装的光源调节机构和探测板调节机构的稳定，大大提高了整体的稳定性、可靠性。

(7)本实用新型还包括外侧平台，便于使用。

(8)本实用新型还包括辐射屏蔽仓，避免辐射外泄。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型的实施例1的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为本实用新型的实施例1立体图。

图5为图4去除外侧平台的结构示意图。

图6为图5去除光源调节机构和探测板调节机构的结构示意图。

图7为本实用新型的实施例1的广角光源的结构示意图。

图8为本实用新型的实施例1的广角光源的限束器的结构示意图。

图9为本实用新型的实施例1的广角光源的限束器的激光安装前座的前视图。

图10为本实用新型的实施例1的广角光源的限束器的激光安装前座的后侧视角立体图。

图11为本实用新型的实施例1的广角光源的限束器的背板的结构示意图。

图12为本实用新型的实施例1的广角光源的限束器的外壳的前侧视角立体图。

图13为应用本实用新型对足部进行2D静态影像的成像图。

图14为应用本实用新型进行对膝盖部位进行2D静态影像的操作示意图。

图15为应用本实用新型进行对膝盖部位进行2D静态影像的成像图。

图16为应用本实用新型对龟壳进行多角度透视照影的部分成像截图。

图17为应用本实用新型360度旋转全景成像获得的64桢图像的前16帧。

图18为应用本实用新型对人体进行3D照影的操作示意图。

附图中的标号为：

光源调节机构1、第一竖向直线模组1-1、第一横向直线模组1-2、第一安装支架1-3、探测板调节机构2、第二竖向直线模组2-1、第二横向直线模组2-2、第二安装支架2-3、广角光源3、限束器3-1、出光通道3-1-1、激光安装前座3-1-2、出光槽3-1-2-1、激光安装槽3-1-2-2、接触弹簧3-1-2-3、T型凸台3-1-2-4、外壳3-1-3、T型限位槽3-1-3-1、背板3-1-4、过光孔3-1-4-1、凸台3-1-4-2、激光发射器3-1-5、真空管3-2、灯丝发射器3-3、聚焦器3-4、靶材组件3-5、主靶材3-5-1、副靶材3-5-2、探测板4、固定托盘5、旋转机构6、旋转支架6-1、驱动组件6-2、从动齿圈6-2-1、主动齿轮6-2-2、驱动电机6-2-3、支撑座7、主轴7-1、旋转套7-2、底座7-3、外侧平台8。

具体实施方式

(实施例1)

见图1至图12，本实施例的二次荧光广角多功能成像设备，包括光源调节机构1、探测板调节机构2、广角光源3、探测板4、固定托盘5、旋转机构6、支撑座7和外侧平台8。广角光源3和探测板4分别设于固定托盘5中心的两侧，并且广角光源3与探测板4在水平面投影上的安装位置沿固定托盘5中心对称。光源调节机构1用于调节广角光源3的高度，以及广角光源3与探测板4之间的距离。探测板调节机构2用于调节探测板4的高度，以及探测板4与广角光源3之间的距离。旋转机构6用于使广角光源3和探测板4同步沿固定托盘5为轴心旋转。

本实施例的二次荧光广角多功能成像设备可以进行静态成像，不限于，头部，颈部，胸部，肩部，髋部，手足，腿臂等。

本实施例的二次荧光广角多功能成像设备可以进行动态观察成像，并且可以通过低于180度的旋转角度进行多角度的实时平面透视分析。

光源调节机构1包括第一竖向直线模组1-1和第一横向直线模组1-2。第一横向直线模组1-2安装在旋转机构6上。第一竖向直线模组1-1通过第一安装支架1-3安装在第一横向直线模组1-2的移动平台上，第一横向直线模组1-2驱动第一竖向直线模组1-1水平移动。广角光源3安装在第一竖向直线模组1-1的移动平台上，第一竖向直线模组1-1驱动广角光源3垂直移动。

广角光源3包括真空管3-2、灯丝发射器3-3、聚焦器3-4和靶材组件3-5。

灯丝发射器3-3设于真空管3-2内，用于发射电子。聚焦器3-4设于真空管3-2内，用于使灯丝发射器3-3发出的电子聚拢成电子束。靶材组件3-5安装在真空管3-2上，包括沿电子束的发射方向依次设置的主靶材3-5-1和副靶材3-5-2。广角光源3末端发射出的广角锥形二次荧光的出光角度可以单侧可以调节到80度。

探测板调节机构2包括第二竖向直线模组2-1和第二横向直线模组2-2。第二横向直线模组2-2安装在旋转机构6上。第二竖向直线模组2-1通过第二安装支架2-3安装在第二横向直线模组2-2的移动平台上，第二横向直线模组2-2驱动第二竖向直线模组2-1水平移动。探测板4安装在第二竖向直线模组2-1的移动平台上，第二向直线模组2-1驱动探测板4垂直移动。

广角光源3的出光口上安装有限束器3-1(图1至图5和图7中未示出)。限束器3-1用于限制广角光源3发出的辐射的照射角度。限束器3-1内设有供辐射通过的，贯穿限束器3-1前后的出光通道3-1-1。

限束器1包括激光安装前座3-1-2、外壳3-1-3、背板3-1-4和激光组件。外壳3-1-3的尾部与背板3-1-4固定。为了根据不同的出光角度的需要来更换激光安装前座3-1-2，激光安装前座3-1-2的尾部伸入外壳3-1-3中，并且激光安装前座3-1-2与外壳3-1-3可拆卸式固定连接。背板3-1-4上设有过光孔3-1-4-1，并且设有环绕过光孔3-1-4-1边缘的，伸入外壳3-1-3中的凸台3-1-4-2。激光安装前座3-1-2内设有贯穿前后并与凸台3-1-4-2内腔连通的出光槽3-1-2-1。优选的，出光口3-1-2-1的截面呈方形。出光槽3-1-2-1的前端口部的截面面积大于尾端口部的截面面积，并且在垂直平面上宽度由前至后逐渐递减。出光槽3-1-2-1尾端内壁的与凸台3-1-4-2的内壁平滑过渡。出光槽3-1-2-1、凸台3-1-4-2内腔和过光孔3-1-4-1构成出光通道3-1-1。出光槽3-1-2-1的内壁上具有可屏蔽辐射的材料或激光安装前座3-1-2由可屏蔽辐射的材料制作而成。背板3-1-4上具有可屏蔽辐射的材料或由可屏蔽辐射的材料制作而成。可屏蔽辐射的材料可以是铅，但不限于铅。背板3-1-4与广角光源3固定连接，并且过光孔1-4-1与广角光源3的出光口对齐。

激光安装前座3-1-2的前端面上均匀设有多个激光安装槽3-1-2-2。优选的，激光安装槽3-1-2-2为四个，并且分别位于出光槽3-1-2-1的各边边缘。激光组件包括四个分别安装在四个激光安装槽3-1-2-2中的激光发射器3-1-5，并且每个激光发射器3-1-5发射的射线与广角光源3焦点的夹角均与各自靠近的出光槽3-1-2-1的侧壁与广角光源3的焦点的夹角一致。

激光安装前座3-1-2的尾部上设有多个接触弹簧3-1-2-3。外壳3-1-3的内壁上设有多个定位部3-1-3-2，并且每个定位部3-1-3-2上均设有与接触弹簧3-1-2-3端部定位配合的定位孔。

激光安装前座3-1-2的后部设有T型凸台3-1-2-4。外壳3-1-3的前部内壁上设有与T型凸台3-1-2-4配合的T型限位槽3-1-3-1。

旋转机构6包括旋转支架6-1和驱动组件6-2。旋转支架6-1设置在支撑座7上。光源调节机构1和探测板调节机构2均安装在旋转支架6-1上，并且分别位于旋转支架6-1的旋转轴线的两侧。驱动组件6-2驱动旋转支架6-1沿旋转。

旋转机构6的驱动组件6-2包括从动齿圈6-2-1、主动齿轮6-2-2和驱动电机6-2-3。从动齿圈6-2-1通过连接杆固定在旋转支架6-1的下方，并且与旋转支架6-1的旋转轴线同轴设置。驱动电机6-2-3固定在支撑座7上。主动齿轮6-2-2固定在驱动电机6-2-3的输出轴上，并且与从动齿圈6-2-1啮合。

支撑座7包括主轴7-1、旋转套7-2和底座7-3。主轴7-1设与旋转套7-2内，并且底部与底座7-3固定。主轴7-1通过第一轴承与旋转套7-2转动连接。旋转套7-2通过轴承与底座7-3转动连接。主轴7-1的顶部与固定托盘5固定。旋转套7-2与旋转机构6的旋转支架6-1固定。

外侧平台8呈弧形。外侧平台8设于两个，并且镜像设置在固定托盘5的两侧。外侧平台8的底部通过连接件与旋转机构6的旋转支架6-1固定。

单个部位2D成像或者透视照影时，被扫描人员可站立使用凳子或使用凳子坐立在固定托盘5上，将被照射部位进行曝光，并避免其他部位接受不必要的辐射。

单个部位环绕扫描时，被扫描人员可站立或使用凳子坐立在固定托盘5上，第一竖向直线模组1-1和第二竖向直线模组2-1分别驱动广角光源3和探测板4移动至被测部位的水平高度，第一横向直线模组1-2调节广角光源3与被测部位之间的距离，第二横向直线模组2-2调节调节探测板4与被测部位之间的距离，广角光源3开始扫描，同时驱动电机6-2-3通过主动齿轮6-2-2驱动从动齿圈6-2-1转动，通过旋转支架6-1带动光源调节机构1和探测板调节机构2转动，使广角光源3和探测板4同步绕被测部位旋转进行扫描。

全身环绕扫描时，被扫描人员可站立或使用凳子坐立在固定托盘5上，第一竖向直线模组1-1和第二竖向直线模组2-1分别驱动广角光源3和探测板4移动至被测部位的下方，第一横向直线模组1-2调节广角光源3与被测部位之间的距离，第二横向直线模组2-2调节调节探测板4与被测部位之间的距离，广角光源3开始扫描，同时驱动电机6-2-3通过主动齿轮6-2-2驱动从动齿圈6-2-1转动，通过旋转支架6-1带动光源调节机构1和探测板调节机构2转动，使广角光源3和探测板4同步绕被测部位旋转进行扫描，第一竖向直线模组1-1和第二竖向直线模组2-1分别驱动广角光源3和探测板4同步向上方移动，因为人体各部位的厚度不同，第一横向直线模组1-2持续调节广角光源3与被测部位之间的距离，第二横向直线模组2-2持续调节探测板4与被测部位之间的距离。本实施例的二次荧光广角多功能成像设备对于小范围的照影，可通过限束器3-1缩小观察范围，或者通过调节探测板4和广角光源3的距离而进行比例放大获得更多细节信息。

见图12，显示了对足部进行2D静态影像的一个范例。在此范例中，足部接近检测板，探测板4和广角光源3的距离为配置最小距离40厘米，探测板大小为43厘米见方，最大广角角度通过限束器3-1可以限制在单侧28度，总共56度。对于足部检测，根据观测部位的需求，还可以通过限束器3-1进一步限制在需要检测的部位，如本案例就进一步的将检测面积限制到20厘米见方。

见图13和图14，显示了对膝盖部位进行2D静态影像的一个范例。在此范例中，垂直轴调整到膝盖高度。探测板4调节到紧贴膝盖，而广角光源3保持40厘米最小检测距离。图像仍然通过限束器3-1降低辐射和成像面积到20厘米见方。

见图15，显示了多角度透视照影的一种实现，在此范例中，通过旋转机构6驱动探测板4和广角光源3旋转获得了多角度实时的透视照影，可以对于被照物进行实时分析。在此范例中，可以看到乌龟壳的正面，45度和侧面的实时截图，也可通过探测板4和广角光源3旋转观察其他角度的影像，但该角度限制在平面180度以内。

见图16，通过旋转机构6驱动探测板4和广角光源3进行360度旋转全景成像获得的64桢图像中的部分(0到90度)16桢图像。可以单独对图像进行分析，也可以通过立体三维重建进行其余角度切面分析，从而获得一个垂直CT的功能。此处成像距离仍然为40厘米并且通过限束器3-1将成像区域限制在20厘米见方。

见图17，显示了3D照影案例，根据人体的肩宽调节成像距离为一米以保证探测板4和广角光源3进行360度旋转不会接触人体。根据此距离调节成像角度为2*arctan(43/2/100)＝24度广角，我们通过限束器3-1实现对43厘米检测板的全面覆盖而最小化额外的无用辐射。

(实施例2)

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：

本实施例还包括辐射屏蔽仓。光源调节机构1、探测板调节机构2、广角光源3、探测板4、固定托盘5和旋转机构6均位于辐射屏蔽仓9内。辐射屏蔽仓上设有仓门。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种二次荧光广角多功能成像设备，其特征在于：包括光源调节机构(1)、探测板调节机构(2)、广角光源(3)、探测板(4)、固定托盘(5)和旋转机构(6)；所述广角光源(3)和探测板(4)分别设于固定托盘(5)中心的两侧；所述光源调节机构(1)用于调节广角光源(3)的高度，以及广角光源(3)与探测板(4)之间的距离；所述探测板调节机构(2)用于调节探测板(4)的高度，以及探测板(4)与广角光源(3)之间的距离；所述旋转机构(6)用于使广角光源(3)和探测板(4)同步沿固定托盘(5)为轴心旋转。

2.根据权利要求1所述的一种二次荧光广角多功能成像设备，其特征在于：所述光源调节机构(1)包括第一竖向直线模组(1-1)和第一横向直线模组(1-2)；所述第一横向直线模组(1-2)安装在旋转机构(6)上；所述第一竖向直线模组(1-1)安装在第一横向直线模组(1-2)的移动平台上，第一横向直线模组(1-2)驱动第一竖向直线模组(1-1)水平移动；所述广角光源(3)安装在第一竖向直线模组(1-1)的移动平台上，第一竖向直线模组(1-1)驱动广角光源(3)垂直移动。

3.根据权利要求1所述的一种二次荧光广角多功能成像设备，其特征在于：所述探测板调节机构(2)包括第二竖向直线模组(2-1)和第二横向直线模组(2-2)；所述第二横向直线模组(2-2)安装在旋转机构(6)上；所述第二竖向直线模组(2-1)安装在第二横向直线模组(2-2)的移动平台上，第二横向直线模组(2-2)驱动第二竖向直线模组(2-1)水平移动；所述探测板(4)安装在第二竖向直线模组(2-1)的移动平台上，第二向直线模组(2-1)驱动探测板(4)垂直移动。

4.根据权利要求1所述的一种二次荧光广角多功能成像设备，其特征在于：还包括支撑座(7)；所述旋转机构(6)包括旋转支架(6-1)和驱动组件(6-2)；所述旋转支架(6-1)设置在支撑座(7)上；所述光源调节机构(1)和探测板调节机构(2)均安装在旋转支架(6-1)上，并且分别位于旋转支架(6-1)的旋转轴线的两侧；所述驱动组件(6-2)驱动旋转支架(6-1)沿旋转。

5.根据权利要求4所述的一种二次荧光广角多功能成像设备，其特征在于：所述旋转机构(6)的驱动组件(6-2)包括从动齿圈(6-2-1)、主动齿轮(6-2-2)和驱动电机(6-2-3)；所述从动齿圈(6-2-1)通过连接杆固定在旋转支架(6-1)的下方，并且与旋转支架(6-1)的旋转轴线同轴设置；所述驱动电机(6-2-3)固定在支撑座(7)上；所述主动齿轮(6-2-2)固定在驱动电机(6-2-3)的输出轴上，并且与从动齿圈(6-2-1)啮合。

6.根据权利要求4所述的一种二次荧光广角多功能成像设备，其特征在于：所述支撑座(7)包括主轴(7-1)、旋转套(7-2)和底座(7-3)；所述主轴(7-1)设与旋转套(7-2)内，并且底部与底座(7-3)固定；所述主轴(7-1)通过第一轴承与旋转套(7-2)转动连接；所述旋转套(7-2)通过轴承与底座(7-3)转动连接；所述主轴(7-1)的顶部与固定托盘(5)固定；所述旋转套(7-2)与旋转机构(6)的旋转支架(6-1)固定。

7.根据权利要求4所述的一种二次荧光广角多功能成像设备，其特征在于：还包括外侧平台(8)；所述外侧平台(8)呈弧形；所述外侧平台(8)设于两个，并且镜像设置在固定托盘(5)的两侧；所述外侧平台(8)的底部通过连接件与旋转机构(6)的旋转支架(6-1)固定。

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