Dr系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種DR系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)，所述DR系統(tǒng)包括球管組件和平板組件，所述球管組件包括有X射線源，所述平板組件包括有射線探測(cè)器，其中，還包括機(jī)械手，所述球管組件或平板組件固定安裝在所述機(jī)械手上。本實(shí)用新型提供的DR系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)，創(chuàng)造性地把工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)應(yīng)用于DR領(lǐng)域，將機(jī)械手的技術(shù)優(yōu)勢(shì)引入DR設(shè)備領(lǐng)域，提高了球管和平板的定位控制精度、可在三維空間內(nèi)任意角度拍攝，改善了圖像質(zhì)量，且降低了對(duì)檢查房間的要求。
【專利說明】DR系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉醫(yī)療設(shè)備及其控制系統(tǒng)，尤其涉及一種DR系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的數(shù)字X射線攝影(Digital Radiography, DR)設(shè)備如圖1所示，包括設(shè)置有X射線源的球管組件10、設(shè)置有射線探測(cè)器的平板組件20、胸片架30和懸吊架40，球管組件10固定在懸吊架40上、平板組件20固定在胸片架30上。
[0003]現(xiàn)有的DR系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)架的固定方式，主要分為兩大類:天軌式和落地式(落地式又分為固定式和地軌式)。在實(shí)踐使用中，具有以下缺點(diǎn):1、傳統(tǒng)DR機(jī)架系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)范圍受限于檢查房間的大小，對(duì)檢查室的安裝環(huán)境要求較高；2、傳統(tǒng)DR機(jī)架系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制精度較低(1_)，機(jī)架系統(tǒng)集成化程度低，安裝零部件繁雜；3、傳統(tǒng)DR機(jī)架系統(tǒng)為平面坐標(biāo)系控制系統(tǒng)，很難實(shí)現(xiàn)三維空間內(nèi)任意對(duì)中的靈活性，臨床上也存在較多的影像盲區(qū)，要實(shí)現(xiàn)高精度的對(duì)中靜態(tài)攝影和隨動(dòng)動(dòng)態(tài)攝影，存在相當(dāng)大的技術(shù)難度；4、當(dāng)前的DR系統(tǒng)擺位中，由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的局限性，全部基于上球管攝影技術(shù)，患者所受劑量大，檢查床面板對(duì)待有圖像信息的X射線有衰減作用，降低了圖像的對(duì)比度和分辨率。因此，有必要提供一種新型的DR系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種DR系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)，將機(jī)械手技術(shù)和DR設(shè)備技術(shù)相結(jié)合，提高了球管和平板的定位控制精度、可在三維空間內(nèi)任意角度拍攝，改善了圖像質(zhì)量，且降低對(duì)檢查房間的要求。
[0005]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種DR系統(tǒng)，包括球管組件和平板組件，所述球管組件包括有X射線源，所述平板組件包括有射線探測(cè)器，其中，還包括機(jī)械手，所述球管組件或平板組件固定安裝在所述機(jī)械手上。
[0006]上述的DR系統(tǒng)，其中，所述機(jī)械手的數(shù)量為兩個(gè)，分別為第一機(jī)械手和第二機(jī)械手，所述球管組件和平板組件分別安裝在第一機(jī)械手和第二機(jī)械手上。
[0007]上述的DR系統(tǒng)，其中，所述機(jī)械手為6軸機(jī)械手。
[0008]上述的DR系統(tǒng)，其中，所述球管組件安裝固定在機(jī)械手上，且所述球管組件的重量范圍為0-50Kg。
[0009]上述的DR系統(tǒng)，其中，所述機(jī)械手包括依次相連的第一軸臂、第二軸臂、第三軸臂、第四軸臂、第五軸臂和第六軸臂，所述第一軸臂與檢查室固定安裝，所述第六軸臂與球管組件和/或平板組件相連。
[0010]上述的DR系統(tǒng)，其中，所述機(jī)械手的第一軸臂固定安裝在檢查室的地面上、天花板或墻壁上。
[0011]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的另一技術(shù)方案是提供一種DR系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，包括:一實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)，用于與各個(gè)控制器之間的數(shù)據(jù)交換和監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)；一機(jī)械手控制器，分別與所述實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)和機(jī)械手相連，用于控制機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)；一人機(jī)交互控制器，與所述實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)相連，為系統(tǒng)控制指令的輸入端和系統(tǒng)狀態(tài)的輸出端；一x線控制器，分別與所述實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)和球管組件相連，用于控制X線的質(zhì)量。
[0012]上述的DR系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其中，所述實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)與機(jī)械手控制器、人機(jī)交互控制器、X線控制器采用實(shí)時(shí)控制總線相連。
[0013]上述的DR系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其中，所述實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)與機(jī)械手控制器、人機(jī)交互控制器、X線控制器采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相連。
[0014]本實(shí)用新型對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果:本實(shí)用新型提供的DR系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)，創(chuàng)造性地把工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)應(yīng)用于DR領(lǐng)域，將機(jī)械手的技術(shù)優(yōu)勢(shì)引入DR設(shè)備領(lǐng)域，具有以下優(yōu)點(diǎn):1、系統(tǒng)控制方面:(1)定位控制精度可達(dá)0.02mm，提高球管和平板的對(duì)中精度和隨動(dòng)控制精度，極大改善圖像的質(zhì)量，如長(zhǎng)骨拼接，斷層掃描等；(2)可在SIDlOO ?SID400(source to image receptor distance,源像距)的三維空間內(nèi)任意角度攝影，可以改善某些人體部位的投射擺位難度，利于危重或特殊病人的檢查，避免產(chǎn)生圖像盲區(qū)；(3)可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)攝影和動(dòng)態(tài)攝影；2、可服務(wù)性:(1)對(duì)裝機(jī)環(huán)境的要求大大減低，任何形狀的房間都可以適應(yīng)(智能化控制可自動(dòng)識(shí)別障礙物)，最小房間大小可達(dá)10m2 ;(2)可實(shí)現(xiàn)安裝形式的多樣化，如安裝在天花板上的懸吊式安裝，安裝在地面上的落地式安裝，安裝于軌道上的軌道式安裝，安裝于墻面上的壁掛式安裝；3、臨床功能開發(fā):(1)能兼容現(xiàn)有的臨床應(yīng)用功能，由于運(yùn)動(dòng)性能的提升，空間限制條件少，可開發(fā)出更多的臨床應(yīng)用功能，如胸部及其他人體部位的Tomosynthesis (三維矢向斷層掃描)功能；(2)可開發(fā)出新的基于下球管的擺位攝影技術(shù)，提高圖像對(duì)比度和分辨率，可降低患者的吸收劑量；4、高度集成化的機(jī)架系統(tǒng)有利支撐臨床功能的進(jìn)一步開發(fā)，相當(dāng)于把DR的機(jī)架系統(tǒng)外包給專業(yè)的技術(shù)第三方，優(yōu)化醫(yī)療設(shè)備制造商的資源配置，令研發(fā)的資源配置更專注于醫(yī)學(xué)成像和DR系統(tǒng)的集成方案的開發(fā)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為現(xiàn)有DR設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中的DR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中的DR控制系統(tǒng)示意圖。
[0018]圖中:
[0019]10球管組件20平板組件30胸片架 40懸吊架
[0020]50機(jī)械手 51第一軸臂52第二軸臂53第三軸臂
[0021]54第四軸臂55第五軸臂56第六軸臂
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0023]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中的DR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]本實(shí)用新型提供的DR系統(tǒng)，包括球管組件10和平板組件20，球管組件10包括有X射線源，平板組件20包括有射線探測(cè)器，球管組件10或平板組件20安裝固定在機(jī)械手50上。本實(shí)施例中，以球管組件10安裝在機(jī)械手50，平板組件20固定在胸片架30上為例，機(jī)械手50優(yōu)選為六軸機(jī)械手，包括依次相連的第一軸臂51、第二軸臂52、第三軸臂53、第四軸臂54、第五軸臂55和第六軸臂56,第一軸臂51與檢查室固定安裝,第六軸臂56與球管組件10相連。
[0025]六軸機(jī)械手的第一到第六軸臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)三維空間內(nèi)任意位置的姿態(tài)和動(dòng)作軌跡，在機(jī)械臂的極限空間范圍內(nèi)，可將球管組件10送達(dá)到任意位置，可實(shí)現(xiàn)任意角度的攝影。
[0026]較佳地，球管組件10的重量控制在50Kg以內(nèi)，機(jī)械手的尺寸可節(jié)省安裝空間，采用天吊式、落地式、軌道式、壁掛式等多種方式安裝。
[0027]圖2中所示為單機(jī)械手配置的落地式安裝，在臨床使用中，可實(shí)現(xiàn)如下三大大系統(tǒng)功能位:
[0028]站立式攝影:球館組件10可自動(dòng)跟隨平板組件20的角度進(jìn)行靜態(tài)攝影和動(dòng)態(tài)攝影;
[0029]躺臥式上球管、下平板攝影:需要配置病床；
[0030]躺臥式下球管、上平板攝影:需要配置可升降病床，滿足SIDllO的高度要求。
[0031]上面的實(shí)施例為DR系統(tǒng)的單機(jī)械手配置結(jié)構(gòu)，將球管組件10安裝在機(jī)械手50上，平板組件20固定在傳統(tǒng)的胸片架30上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員知曉，還有以下兩組組合結(jié)構(gòu):第一種也為單機(jī)械手配置結(jié)構(gòu)，該DR系統(tǒng)中將平板組件20固定在機(jī)械手50上，而球管組件10安裝在傳統(tǒng)的機(jī)架上；第二種為雙機(jī)械手配置結(jié)構(gòu)，該DR系統(tǒng)將球管組件10和平板組件20均分別安裝在機(jī)械手上。用戶可根據(jù)實(shí)際情況和需要進(jìn)行配置，使用時(shí)，利用機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)三維空間內(nèi)任意位置的姿態(tài)和動(dòng)作軌跡，使球管組件10和平板組件20配合使用完成拍攝。
[0032]本實(shí)用新型提供DR系統(tǒng)的控制系統(tǒng)采用星型結(jié)構(gòu)，有以下四個(gè)控制模塊構(gòu)成:
[0033]一實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)(Real Time Computer ；RTC):實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)為控制系統(tǒng)的中樞，負(fù)責(zé)各個(gè)控制器之間的數(shù)據(jù)交換和監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)。
[0034]機(jī)械手控制器(Robot controller ；RC):用于控制機(jī)械手50的運(yùn)動(dòng)。
[0035]人機(jī)交互控制器(HMI Controller ；HC):作為系統(tǒng)控制指令的輸入端和系統(tǒng)狀態(tài)的輸出端。
[0036]X線控制器(Xray Controller ;XC):用于控制X線的質(zhì)量，所述X線控制器通過控制高壓發(fā)生器的軟件模塊來控制X線射線量及設(shè)置相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)X線的質(zhì)量控制。
[0037]上述各個(gè)控制模塊之間采用實(shí)時(shí)控制總線，可根據(jù)實(shí)際的運(yùn)算速度需要采用不同速率的總線技術(shù)。
[0038]雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種DR系統(tǒng)，包括球管組件(10)和平板組件(20)，所述球管組件(10)包括有X射線源，所述平板組件(20)包括有射線探測(cè)器，其特征在于，還包括機(jī)械手，所述球管組件(10)或平板組件(20)固定安裝在所述機(jī)械手(50)上。
2.如權(quán)利要求1所述的DR系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械手(50)的數(shù)量為兩個(gè)，分別為第一機(jī)械手和第二機(jī)械手，所述球管組件(10)和平板組件(20)分別安裝在第一機(jī)械手和第二機(jī)械手上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的DR系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械手(50)為6軸機(jī)械手。
4.如權(quán)利要求1所述的DR系統(tǒng)，其特征在于，所述球管組件(10)安裝固定在機(jī)械手(50)上,且所述球管組件(10)的重量范圍為0-50Kg。
5.如權(quán)利要求3所述的DR系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械手(50)包括依次相連的第一軸臂(51)、第二軸臂(52)、第三軸臂(53)、第四軸臂(54)、第五軸臂(55)和第六軸臂(56)，所述第一軸臂(51)與檢查室固定安裝，所述第六軸臂與球管組件(10)和/或平板組件(20)相連。
6.如權(quán)利要求5所述的DR系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械手(50)的第一軸臂(51)固定安裝在檢查室的地面上、天花板或墻壁上。
7.—種權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的DR系統(tǒng)的控制系統(tǒng),其特征在于,包括: 一實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)，用于與各個(gè)控制器之間的數(shù)據(jù)交換和監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)； 一機(jī)械手控制器，分別與所述實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)和機(jī)械手相連，用于控制機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)； 一人機(jī)交互控制器，與所述實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)相連，為系統(tǒng)控制指令的輸入端和系統(tǒng)狀態(tài)的輸出端； 一 X線控制器，分別與所述實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)和球管組件相連，用于控制X線的質(zhì)量。
8.如權(quán)利要求7所述的DR系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)與機(jī)械手控制器、人機(jī)交互控制器、X線控制器采用實(shí)時(shí)控制總線相連。
9.如權(quán)利要求8所述的DR系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)與機(jī)械手控制器、人機(jī)交互控制器、X線控制器采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相連。
【文檔編號(hào)】A61B6/00GK203634184SQ201320577000
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】唐冰 申請(qǐng)人:上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司