一种用于CBCT医学三维成像的转盘机构.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201710491286.1 (22)申请日 2017.06.26 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 107174757 A (43)申请公布日 2017.09.19 (73)专利权人 合肥中科离子医学技术装备有限 公司 地址 230088 安徽省合肥市高新区望江西 路860号创新大厦816室 (72)发明人 宋云涛蒋茂余杨洋 (74)专利代理机构 北京和信华成知识产权代理 事务所(普通合伙) 11390 代理人 胡剑辉 (51)Int.Cl. A61N 5/10(。

2、2006.01) (56)对比文件 CN 102178544 A,2011.09.14,说明书第 0031-0037、 0044段及附图1. US 2004/0062343 A1,2001.04.01,全文. 审查员 张鑫萍 (54)发明名称 一种用于CBCT医学三维成像的转盘机构 (57)摘要 本发明公开了一种用于CBCT医学三维成像 的转盘机构， 包括转盘底座系统、 转盘升降系统、 转盘成像系统、 转盘转动系统； 转盘转动系统安 装于支撑座上， 转盘转动系统包括长悬臂组件、 短悬臂组件、 转盘旋转驱动组件； 转盘成像系统 包括射线管调节板， X射线管， 准直器， 平板探测 器， 集成电缸，。

3、 高压发生器， 高压电缆； 转盘升降 系统包括医用三级升降柱、 升降柱安装件和升降 柱安装座。 本发明的目的在于提供一种需求源像 距长、 定位和成像精确高、 操控简单安全、 机械强 度高、 多部位成像等特点的大型医用CBCT(图像 引导定位系统)三维成像的转盘机构， 用于定位 待测人或物要求的目标区域的位置。 权利要求书2页 说明书4页 附图5页 CN 107174757 B 2018.05.11 CN 107174757 B 1.一种用于CBCT医学三维成像的转盘机构， 其特征在于， 包括转盘底座系统(1)、 转盘 升降系统(2)、 转盘成像系统(3)、 转盘转动系统(4)； 所述转盘转动系。

4、统(4)安装于支撑座(104)上， 所述转盘转动系统(4)包括长悬臂组件 (401)、 短悬臂组件(402)、 转盘旋转驱动组件(403)； 其中， 所述转盘旋转驱动组件(403)包括转盘(4031)， 旋转电机(4032)， 减速机(4033)， 减速机安装板(4034)， 滚轮(4035)， 齿圈(4036)， 刹车盘(4037)； 所述短悬臂组件(402)包括短悬臂(4021)和配重块(4022)， 所述短悬臂(4021)一底面 固定有配重块(4022)； 所述长悬臂组件(401)包括长悬臂(4011)， 长悬臂支架(4012)， 驱动电机(4013)， 线性 导轨(4014)， 丝杠(。

5、4015)， 行程开关(4016)， 所述长悬臂(4011)上表面固定有线性导轨 (4014)和丝杠(4015)， 所述线性导轨(4014)表面滑动连接有滑块(4041)， 所述滑块(4041) 表面固定有长悬臂支架(4012)； 所述转盘成像系统(3)包括射线管调节板(301)， X射线管(302)， 准直器(303)， 平板探 测器(304)， 集成电缸(305)， 高压发生器(306)， 高压电缆(307)； 所述转盘升降系统(2)包括医用三级升降柱(201)、 升降柱安装件(202)和升降柱安装 座(203)； 所述升降柱安装件(202)包括两块方形板(2021)和圆形板(2022)，。

6、 所述圆形板(2022) 表面边沿开有方形槽， 其中， 所述医用三级升降柱(201)固定于两块方形板(2021)之间， 所 述圆形板(2022)固定于方形板(2021)表面； 以人为测量对象时， 操作医用三级升降柱201行程为零， 进行人的头颅结构成像， 操作 医用三级升降柱201行程至350-400mm， 进行人的胸腔结构成像； 以物为测量对象时， 升降柱 安装座203安装在圆形板2022表面， 医用三级升降柱201安装在升降柱安装座203底面上， 被 测物放置在医用三级升降柱201上进行三维成像。 2.根据权利要求1所述的一种用于CBCT医学三维成像的转盘机构， 其特征在于： 所述转 盘底。

7、座系统(1)包括底座(101)， 等高垫(102)， 交叉滚子轴承(103)， 支撑座(104)， 制动器 (105)， 拖链槽(106)， 行程控制组件(107)。 3.根据权利要求2所述的一种用于CBCT医学三维成像的转盘机构， 其特征在于： 所述底 座(101)为方形， 所述底座(101)底面对称固定有两个等高垫(102)， 所述底座(101)表面固 定有交叉滚子轴承(103)、 支撑座(104)、 制动器(105)和行程控制组件(107)， 所述制动器 (104)和行程控制组件(107)分别固定于方形端点处， 所述支撑座(104)固定于底座(101)中 心处。 4.根据权利要求2所述的。

8、一种用于CBCT医学三维成像的转盘机构， 其特征在于： 所述支 撑座(104)与交叉滚子轴承(103)之间通过拖链槽(106)划分成两个独立区域。 5.根据权利要求1所述的一种用于CBCT医学三维成像的转盘机构， 其特征在于： 所述短 悬臂(4021)截面为长方形， 所述长悬臂(4011)截面为直角梯形。 6.根据权利要求1所述的一种用于CBCT医学三维成像的转盘机构， 其特征在于： 两条所 述线性导轨(4014)相对设置， 所述丝杠(4015)固定于两条线性导轨(4014)之间， 所述丝杠 (4015)两端均安装有行程开关(4016)； 7.根据权利要求1所述的一种用于CBCT医学三维成像的。

9、转盘机构， 其特征在于： 所述集 权利要求书 1/2 页 2 CN 107174757 B 2 成电缸(305)固定于短悬臂(4021)上， 所述平板探测器(304)安装于集成电缸(305)周侧， 所 述射线管调节板(301)和X射线管(302)安装于长悬臂支架(4012)上， 所述准直器(303)安装 于X射线管(302)一端， 所述X射线管(302)通过高压电缆(307)与高压发生器(306)连接。 权利要求书 2/2 页 3 CN 107174757 B 3 一种用于CBCT医学三维成像的转盘机构 技术领域 0001 本发明属于医学图像定位技术领域， 具体是涉及一种用于CBCT医学三维成。

10、像的转 盘机构。 背景技术 0002 大型医用CBCT(图像引导定位系统)目前在国内已开始使用， 其针对肿瘤治疗等领 域中的精确图像定位具有重要意义， 但该技术在国内还处于起步阶段。 合肥离子医学中心 对研制CBCT(图像引导定位系统)医学三维成像机构做了大量的调研和实验工作。 CBCT(图 像引导定位系统)医学三维成像转盘机构主要用于精确定位肿瘤等病灶区的位置， 并反馈 给治疗系统， 进而由治疗端根据确定的位置发射出质子束流， 进行肿瘤等患者的治疗。 为满 足不同治疗部位要求图像定位的需求， 本发明中的CBCT(图像引导定位系统)医用三维成像 转盘机构具有重要作用。 通过调研国外瓦里安等产品。

11、长源像距医用肿瘤治疗产品的结构， 以及成像的精度特点， 因此设计本发明案例中所述的医用三维成像转盘机构。 该机构对人 体的头颅和胸腔均可进行三维成像拍摄， 同时满足其他待测物的三维成像拍摄， 同时可用 于验证医用成像软件、 医用控制系统等实验。 发明内容 0003 本发明的目的在于提供一种用于CBCT医学三维成像的转盘机构， 该装置需求源像 距长、 定位和成像精确高、 操控简单安全、 机械强度高， 同时也满足多部位成像的特点。 0004 本发明的目的可以通过以下技术方案实现： 0005 一种用于CBCT医学三维成像的转盘机构， 包括转盘底座系统、 转盘升降系统、 转盘 成像系统、 转盘转动系统。

12、； 0006 所述转盘转动系统安装于支撑座上， 所述转盘转动系统包括长悬臂组件、 短悬臂 组件、 转盘旋转驱动组件； 0007 其中， 所述转盘旋转驱动组件包括转盘， 旋转电机， 减速机， 减速机安装板， 滚轮， 齿圈， 刹车盘； 0008 所述短悬臂组件包括短悬臂和配重块， 所述短悬臂一底面固定有配重块； 0009 所述长悬臂组件包括长悬臂， 长悬臂支架， 驱动电机， 线性导轨， 丝杠， 行程开关， 所述长悬臂上表面固定有线性导轨和丝杠， 所述线性导轨表面滑动连接有滑块， 所述滑块 表面固定有长悬臂支架； 0010 所述转盘成像系统包括射线管调节板， X射线管， 准直器， 平板探测器， 集成。

13、电缸， 高压发生器， 高压电缆； 0011 所述转盘升降系统包括医用三级升降柱、 升降柱安装件和升降柱安装座。 0012 进一步地， 所述转盘底座系统包括底座， 等高垫， 交叉滚子轴承， 支撑座， 制动器， 拖链槽， 行程控制组件。 0013 进一步地， 所述底座为方形， 所述底座底面对称固定有两个等高垫， 所述底座表面 说明书 1/4 页 4 CN 107174757 B 4 固定有交叉滚子轴承、 支撑座、 制动器和行程控制组件， 所述制动器和行程控制组件分别固 定于方形端点处， 所述支撑座固定于底座中心处。 0014 进一步地， 所述支撑座与交叉滚子轴承之间通过拖链槽划分成两个独立区域。 。

14、0015 进一步地， 所述短悬臂截面为长方形， 所述长悬臂截面为直角梯形。 0016 进一步地， 所述短悬臂支架包括方形框和连接方形框与短悬臂的短悬臂斜梁。 0017 进一步地， 两条所述线性导轨相对设置， 所述丝杠固定于两条线性导轨之间， 所述 丝杠两端均安装有行程开关； 0018 进一步地， 所述升降柱安装件包括两块方形板和圆形板， 所述圆形板表面边沿开 有方形槽， 其中， 所述医用三级升降柱固定于两块方形板之间， 所述圆形板固定于方形板表 面。 0019 进一步地， 所述集成电缸固定于短悬臂支架上， 所述平板探测器安装于集成电缸 周侧， 所述射线管调节板和X射线管安装于长悬臂支架上， 所。

15、述准直器安装于X射线管一端， 所述X射线管通过高压电缆与高压发生器连接。 0020 本发明的有益效果： 0021 本发明的目的在于提供一种需求源像距长、 定位和成像精确高、 操控简单安全、 机 械强度高、 成像精度高、 多部位成像等特点的大型医用CBCT(图像引导定位系统)三维成像 的转盘机构， 用于定位待测人或物要求的目标区域的位置。 该装置的线性导轨及滑块、 丝杠 及丝杠螺母和行程开关等用于改变源轴距， 提供多种源像距成像模式； 其转盘成像系统由 电气控制进行操控， 平板探测器随集成电缸移动可满足多种模式成像； 滚轮与齿圈啮合， 带 动转盘转动， 进而驱动长悬臂组件上的射线管组件和短悬臂上。

16、的平板组件绕中心轴做 190 转动； 同时借助电气控制系统进行操控， 实现智能化操作。 附图说明 0022 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。 0023 图1是本发明结构示意图。 0024 图2是本发明转盘底座系统结构示意图。 0025 图3是本发明转盘底座系统侧视图。 0026 图4是本发明转盘成像系统结构示意图。 0027 图5是本发明转盘成像系统俯视图。 0028 图6是本发明转盘升降系统结构示意图。 0029 图7是本发明转盘转动系统侧视图。 0030 图8是本发明转盘旋转驱动组件结构示意图。 0031 图9是本发明转盘旋转驱动组件侧视图。 具体实施方式 0032 一种。

17、用于CBCT医学三维成像的转盘机构， 包括转盘底座系统1、 转盘升降系统2、 转 盘成像系统3、 转盘转动系统4， 如图1所示； 0033 如图2、 3所示， 所述转盘底座系统1包括底座101， 等高垫102， 交叉滚子轴承103， 支 撑座104， 制动器105， 拖链槽106， 行程控制组件107； 说明书 2/4 页 5 CN 107174757 B 5 0034 所述底座101为方形， 底座101底面对称固定有两个等高垫102， 底座101另一底面 固定有交叉滚子轴承103、 支撑座104、 制动器105和行程控制组件107， 其中制动器104和行 程控制组件107分别固定于方形端点处。

18、； 0035 较优的， 底座101用于支撑转盘转动系统4、 转盘成像系统3、 转盘升降系统2和交叉 滚子轴承103； 0036 较优的， 所述制动器105用于提供安全急停功能， 所述行程控制组件107依靠光电 开关和自制检出板实现转动范围内的行程控制； 0037 所述支撑座104固定于底座101中心处， 所述支撑座104与交叉滚子轴承103之间通 过拖链槽106划分成两个独立区域。 较优的， 转盘成像系统3和转盘转动系统4在绕中心轴旋 转时， 二者的引出线需水平缠绕在拖链槽106的拖链内， 避免长期使用带来安全隐患； 0038 如图7所示， 所述转盘转动系统4安装于支撑座104上， 转盘转动系。

19、统4包括长悬臂 组件401、 短悬臂组件402、 转盘旋转驱动组件403； 0039 其中， 如图8、 9所示， 转盘旋转驱动组件403包括转盘4031， 旋转电机4032， 减速机 4033， 减速机安装板4034， 滚轮4035， 齿圈4036， 刹车盘4037， 转盘旋转驱动组件403用于旋 转驱动医用转动系统和医用成像系统绕中心轴进行旋转； 0040 所述转盘4031包括圆形片和外圆环， 所述圆形片与外圆环之间通过条形片连接， 本实施例中， 条形片为4个； 0041 所述外圆环表面对称开有四个方形槽， 较优的， 相邻两个方形槽之间的夹角为 90 ； 0042 所述方形槽内焊接固定有固定。

20、片， 较优的， 所述固定片厚度较外圆环厚度薄， 固定 片与外圆环连接形成方形凹槽， 固定片宽度大于外圆环内外径之差； 0043 其中， 方形凹槽为短悬臂4021和长悬臂4011的安装面， 方形凹槽用于精确定位； 0044 所述齿圈4036安装于圆形片上表面， 齿圈4036表面安装有方形安装板， 方形安装 板上表面边沿固定有减速机安装板4034； 0045 减速机安装板4034表面安装有减速机4033， 减速机4033顶端安装有旋转电机 4032,旋转电机4032与减速机4033整体工作驱动滚轮4035转动； 0046 方形安装板底面贯穿固定有滚轮4035， 所述滚轮4035与减速机4033连接。

21、， 滚轮 4035与齿圈4036啮合， 带动转盘4031转动； 0047 所述短悬臂组件402包括短悬臂4021， 配重块4022， 短悬臂组件402用于安装固定 医用转盘成像系统中的平板组件； 0048 所述短悬臂4021截面为长方形， 短悬臂4021底面固定于刹车盘4037表面， 短悬臂 4021另一底面固定有配重块4022， 其中， 所述配重块4022为长方体， 配重块4022用于补偿对 称面长悬臂组件引起的重量差， 使整体达到运行平衡； 0049 较优的， 所述短悬臂4021包括方形框和连接方形框与短悬臂的短悬臂斜梁； 0050 所述长悬臂组件401包括长悬臂4011， 长悬臂支架40。

22、12， 驱动电机， 线性导轨4014， 丝杠4015， 行程开关4016， 长悬臂组件401用于安装固定医用转盘成像系统中的射线管组 件； 0051 所述长悬臂4011截面为直角梯形， 长悬臂4011上底面固定于刹车盘4037表面， 长 悬臂4011上表面固定有线性导轨4014和丝杠4015； 说明书 3/4 页 6 CN 107174757 B 6 0052 两条所述线性导轨4014相对设置， 线性导轨4014表面滑动连接有滑块4041； 0053 所述丝杠4015固定于两条线性导轨4014之间， 丝杠4015两端均安装有行程开关 4016， 其中， 行程开关4016用于旋转限位； 0054。

23、 所述长悬臂支架4012包括固定板、 直梁4017和斜梁4018， 所述直梁4017和斜梁 4018均焊接固定于固定板表面， 固定板表面开有内螺纹孔， 固定板通过螺栓固定于滑块 4041表面； 0055 本实施例中， 三根直梁4017平行设置， 通过方形板连接； 0056 直梁4017底端开有内螺纹孔， 所述内螺纹孔与丝杠4015啮合； 0057 如图4、 5所示， 所述转盘成像系统3包括射线管调节板301， X射线管302， 准直器 303， 平板探测器304， 集成电缸305， 高压发生器306， 高压电缆307； 0058 其中， 所述集成电缸305固定于短悬臂4021上， 平板探测器3。

24、04安装于集成电缸305 周侧； 0059 所述射线管调节板301， X射线管302安装于长悬臂支架4012上， 准直器303安装于X 射线管302一端， X射线管302通过高压电缆307与高压发生器306连接； 0060 高压发生器306工作后， 使X射线管302发射X射线， 投射到平板探测器304上， 平板 探测器304将接收到的射线转换成电信号传输至控制室内的计算机内， 通过计算机内的成 像算法软件合成三维定位图像； 0061 如图6所示， 所述转盘升降系统2包括医用三级升降柱201、 升降柱安装件202和升 降柱安装座203； 0062 所述升降柱安装件202包括两块方形板2021和圆。

25、形板2022， 所述圆形板2022表面 边沿开有方形槽， 其中， 所述医用三级升降柱201固定于两块方形板2021之间， 圆形板2022 固定于方形板2021表面； 0063 较优的， 以人为测量对象时， 操作控制手柄使医用三级升降柱201行程为零， 进行 人的头颅结构成像， 操作控制手柄使医用三级升降柱201行程至350-400mm， 进行人的胸腔 结构成像； 以物为测量对象时， 升降柱安装座203安装在圆形板2022表面， 医用三级升降柱 201安装在升降柱安装座203底面上， 被测物放置在医用三级升降柱201上进行三维成像。 0064 以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明， 所属本技术。

26、领域的技术人员对所描 述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代， 只要不偏离发明的结构 或者超越本权利要求书所定义的范围， 均应属于本发明的保护范围。 说明书 4/4 页 7 CN 107174757 B 7 图1 图2 说明书附图 1/5 页 8 CN 107174757 B 8 图3 图4 说明书附图 2/5 页 9 CN 107174757 B 9 图5 图6 说明书附图 3/5 页 10 CN 107174757 B 10 图7 图8 说明书附图 4/5 页 11 CN 107174757 B 11 图9 说明书附图 5/5 页 12 CN 107174757 B 12 。