鬼佬大哥大
  • / 9
  • 下載費用:30 金幣  

一種X射線層析設備模擬裝置.pdf

關 鍵 詞:
一種 射線 層析 設備 模擬 裝置
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
摘要
申請專利號:

CN201220462255.6

申請日:

20120911

公開號:

CN202821395U

公開日:

20130327

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A61B6/02,G01N23/04 主分類號: A61B6/02,G01N23/04
申請人: 上海聯影醫療科技有限公司
發明人: 劉紅林,章健
地址: 201815 上海市嘉定區上海市嘉定工業區興賢路1180號8棟
優先權: CN201220462255U
專利代理機構: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 代理人: 鄭瑋
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201220462255.6

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本實用新型提供了一種X-射線層析設備模擬裝置,X-射線源、被測物體、探測裝置,至少還包括調節系統,所述調節系統用以支撐并調節所述X-射線源、被測物體和探測裝置中任意一個或任意組合的位置、方向或角度。所述模擬裝置能夠模擬X-射線層析設備各種可能的狀態,具有相當的靈活性和通用性。

權利要求書

1.一種X-射線層析設備模擬裝置,包括X-射線源、被測物體、探測裝置,其特征在于,至少還包括調節系統,所述調節系統用以支撐并調節所述X-射線源、被測物體和探測裝置中任意一個或任意組合的位置、方向或角度。?2.如權利要求1所述的X-射線層析設備模擬裝置,其特征在于,所述調節系統包括支撐并調節所述X-射線源的第一調節裝置、支撐并調節所述被測物體的第二調節裝置、以及支撐并調節探測裝置的第三調節裝置。?3.如權利要求2所述的X-射線層析設備模擬裝置,其特征在于,所述第一調節裝置與第三調節裝置的自由度之和大于等于6。?4.如權利要求3所述的X-射線層析設備模擬裝置,其特征在于,所述第二調節裝置的自由度不小于6。?5.如權利要求3所述的X-射線層析設備模擬裝置,其特征在于,所述第一調節裝置具有6個自由度,所述第三調節裝置具有6個自由度。?6.如權利要求2所述的X-射線層析設備模擬裝置,其特征在于,所述第一調節裝置、第二調節裝置和第三調節裝置中的任一均至少包括θZ角度調節模塊、水平度θX、θY調節模塊、Z方向升降調節模塊和XY水平位置調節模塊。?7.如權利要求6所述的X-射線層析設備模擬裝置,其特征在于,所述第二調節裝置的θZ角度調節模塊的角度調節范圍為0~360度。?8.如權利要求1所述的X-射線層析設備模擬裝置,其特征在于,X-射線源、被測物體和探測裝置中的至少兩個設置在同一運動軌道上;或者用以調節所述X-射線源、被測物體和探測裝置的所述調節裝置至少兩個設置在同一運動軌道上。?9.如權利要求8所述的X-射線層析設備模擬裝置,其特征在于,所述運動軌道的形狀為圓形、直線、S形狀、或8字形。?10.如權利要求1所述的X-射線層析設備模擬裝置,其特征在于,所述調節系統為可編程控制的機械臂、導軌、升降臺或其組合。?

說明書

技術領域

本實用新型涉及計算機X-射線層析技術領域,尤其涉及X-射線層析設備模擬裝置。?

背景技術

與普通的X-射線攝影只能提供三維物體的空間信息重疊的二維投影不同,X-射線層析技術能夠有效而準確地獲取物體內部的三維結構信息,基于其多角度投影重構這一基本原理開發的各種層析設備,包括CT和斷層合成等,已經被廣泛的應用在醫療、安檢、工業檢測以及科學研究的各個領域。如何進一步優化現有設備、開發新的技術和設備,拓寬層析技術的應用領域,提升其應用價值一直以來都是人們的興趣所在,也是研究的重點。?

由于X-射線層析設備具體的結構和設計隨著應用的不同會有顯著的不同,例如醫療診斷CT普遍采用源-探測器組繞著病人旋轉的結構,新型的安檢CT原型機則采用了具用一定幾何分布的多個相對靜止的射線源,控制射線源開關的順序從多角度照射被測物體,而科研使用的微型CT則多保持源-探測器組不動,旋轉物體實現多角度投影數據采集。?

由于X-射線層析設備的多樣性和復雜性,現有的開發測試平臺往往都是針對某一特定的設備,根據具體應用的技術指標建造相應的模擬和測試平臺,然后在此平臺上對系統設計的可行性,結構設計的優化,性能的測試等進行相應的研究和評估。但是這樣針對特定設備所設計的模擬裝置往往只適用于特定的結構,應用的范圍受到限制。同時這些平臺也不具有跨平臺的通用性,從而成為研究結合不同技術平臺的新方案的瓶頸。其導致的結果是研究開發的成本居高不下、周期過長、效率低下。?

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種X-射線層析設備模擬裝置,能夠模擬層析設?備各種可能的狀態,具有相當的靈活性和通用性,為X-射線層析技術相關的開發和應用提供一個高效、快速和經濟的模擬和檢測平臺。?

為了解決上述技術問題,本實用新型采用了如下技術手段:包括X-射線源、被測物體、探測裝置,其特征在于,至少還包括調節系統,所述調節系統用以支撐并調節所述X-射線源、被測物體和探測裝置中任意一個或任意組合的位置、方向或角度。?

進一步的,所述調節系統包括支撐并調節所述X-射線源的第一調節裝置、支撐并調節所述被測物體的第二調節裝置、以及支撐并調節探測裝置的第三調節裝置。?

進一步的,所述第一調節裝置與第三調節裝置的自由度之和大于等于6。?

進一步的,所述第二調節裝置至少有6個自由度。?

進一步的,所述第一調節裝置具有6個自由度,所述第三調節裝置具有6個自由度。?

進一步的,所述第一調節裝置、第二調節裝置和第三調節裝置中的任一均至少包括θZ角度調節模塊、水平度θX、θY調節模塊、Z方向升降調節模塊和XY水平位置調節模塊。?

進一步的,所述第二調節裝置的θZ角度調節模塊的角度調節范圍為0~360度。?

進一步的,X-射線源、被測物體和探測裝置中的至少兩個設置在同一運動軌道上;或者用以調節所述X-射線源、被測物體和探測裝置的所述調節裝置至少兩個設置在同一運動軌道上。?

進一步的,所述運動軌道的形狀為圓形、直線、S形狀、或8字形。?

進一步的,所述調節系統為可編程控制的機械臂、導軌、升降臺或其組合。?

本實用新型由于采用以上所述技術方案,使得所述模擬裝置可以自由調節X-射線源、被測物體、探測裝置的位置、方向或角度,使得該模擬裝置可以更大范圍地適用于不同的X-射線層析設備,如通過調節裝置改變X-射線源和探測裝置的相對位置就能實現從CT到斷層合成設備模擬的切換。本實用新型的模擬裝置具有通用性,各種形式的CT和斷層合成都可以在所述模擬裝置上實現,對于一些新型的技術方案,如乳腺斷層合成和平板探測器等,也能在所述模擬裝置上直接實現,從而有效降低不同設備單獨開發的研發成本,而且可以縮短研發周?期。?

附圖說明

本實用新型X-射線層析設備模擬裝置由以下的實施例及附圖詳細給出。?

圖1a為本實用新型實施例的系統結構示意圖;?

圖1b為X-射線源、被測物體和探測裝置相對位置示意圖;?

圖2為本實用新型實施例1中被測物體的調節裝置的結構示意圖;?

圖3為本實用新型實施例1中探測器的調節裝置的結構示意圖;?

圖4為本實用新型斷層合成掃描原理示意圖;?

圖5為本實用新型實施例2的系統結構示意圖。?

具體實施方式

以下將對本實用新型X-射線層析設備模擬裝置作進一步的詳細描述。?

如圖1a和圖1b所示的一個實施例的模擬裝置的系統示意圖,包括X-射線源1、被測物體2、探測裝置3,所述調節系統包括用于支撐并調節所述X-射線源1的第一調節裝置4、支撐并調節所述被測物體2的第二調節裝置5、支撐并調節探測裝置3的第三調節裝置6,以及監測并控制以上所述被調節對象和調節系統的控制裝置7。圖1a中,雙線箭頭表示控制裝置7對箭頭指向方的狀態監測和調整,單線箭頭表示控制裝置7對被測物體2的狀態監測和干預。?

本實施例為CT(Computed?Tomography,計算機斷層成像)的模擬裝置,如圖1b所示,單一點狀X-射線源1從出射窗口發出X-射線,經過被測物體2吸收后,被探測裝置3吸收探測。所述X-射線源1固定在一個剛性支架上;所述被測物體2和探測裝置3分別固定于第二調節裝置5和第三調節裝置6上,所述第二調節裝置5和第三調節裝置6本身具有六個自由度,可根據被調節對象的需要通過自動或手動進行獨立調節,實現所載器件的空間位置、方向和角度達到模擬裝置工作的需要。本實施例不同于傳統的CT掃描儀,因為在傳統的CT掃描儀中,被測物體是不轉動的,而是在一個豎直或近似豎直的平面上轉動X-射線源和/或探測裝置;而在本實施例中,被測物體2被固定在一個旋轉平臺上,X-射線源1和探測裝置3的相對位置關系調整確定后就保持固定。轉動被測物體2,可實現CT對被測物體2多角度投影數據的采集。?

如圖2所示,并結合圖1a,第二調節裝置5包括θZ角度調節模塊51、θXθY水平度調節模塊52,Z方向升降調節模塊53和XY水平位置調節模塊54。所述第二調節裝置5至少能實現6個自由度的調節,所述θZ角度調節模塊51的角度調節范圍為0~360度。其中θXθY水平度調節塊52和XY水平位置調節塊54得以保證θZ角度調節模塊51圍繞著CT等效旋轉軸心進行旋轉。當然,旋轉中心相對CT等效旋轉軸心偏離和傾斜的情況也可以模擬。在該實施例中,選擇θZ角度調節模塊51和Z方向升降調節模塊53的組合運動方式,還能夠實現CT的序列掃描和螺旋掃描。由于θZ角度調節模塊51的轉速和Z方向升降調節模塊53的升降速分別可調,這樣就可以研究層析設備關于螺距、時間分辨率等因素與成像質量的關系或影響。?

如圖3所示,并結合圖1a,所述第三調節裝置6包括θZ角度調節模塊61、θXθY水平度調節模塊62、Z方向升降調節模塊63和XY水平位置調節模塊64,可以調節所述探測裝置3在六個自由度內進行精確的位置、方向和角度的調節,從而保證X-射線源1和探測裝置3之間準確的相對位置。在本實施例中X-射線源1靜止不動,雖然第一調節裝置4的自由度為零,但是與第三調節裝置自由度之和等于6。又由于X-射線源1靜止,因而不用考慮轉動時其尺寸和重量等參數帶來的限制,更利于早期新技術新想法的檢驗。?

在本實施例中,還可以將所述X-射線源1或第一調節裝置4、被測物體2或第二調節裝置5,以及探測裝置3或第三調節裝置6設置于軌道上實現相對位置的調節。所述軌道的形狀可以是直線、圓形、S形狀或8字形等。?

上述實施例中,以所述層析設備模擬裝置模擬CT成像為例進行說明。作為其他實施方案,本實用新型還可以用于斷層合成成像的模擬。斷層合成成像裝置是一種有限角度的X-射線層析技術,比較典型的動態斷層合成掃描原理如圖4所示。圖中單一的點近似X-射線源8繞著一個圓形軌跡運動(圓形轉動軌跡和物體9上的一個等效中心構成一個圓錐面),探測裝置10在這個圓錐的反向延長線上形成的圓錐面上沿著另一個圓形軌跡同步運動,配合其相應的重建算法得到物體的準三維圖像。斷層合成的一個特征是投影數據的覆蓋角度小于180度。這種圖像的空間分辨率往往不是各向同性的,其Z方向的空間分辨率往往比XY平面的分辨率要低。但其優點是采集的投影數大大降低,掃描時間也大大縮短,可以廣泛地用于對于掃描速度、掃描空間以及輻射劑量有特殊限制的?三維成像相關的應用中。由于本實用新型的調節系統,可以通過調節裝置改變X-射線源和探測器Z方向的相對位置就能實現從CT工作狀態到斷層合成設備工作狀態的轉換,不僅使X射線層析設備模擬的通用性大大提高,而且不同轉換非常靈活和方便。?

近年來隨著新型的X-射線源陣列技術、平板探測器和三維重建算法的發展,使得X-射線層析技術的應用范圍不斷拓展。為了進一步擴大層析技術的應用邊界,新的射線源幾何排列、源-探測器的相對幾何關系、探測器的幾何形狀等因素的調節或變更正逐步吸引著越來越多的研究興趣。為了更有效地研究這一類新型X-射線層析技術,卓越的研究工具將是必需的。一個簡便可行的方案通過可編程控制的機械臂分別支撐和調節X-射線管和平板探測器,如圖5所示。X-射線管19和探測器21分別被固定在兩個可編程控制的機械臂18和22上。通過機械臂18和22的運動軌跡和方向,可以在任意空間位置精確控制X-射線管19和探測器21的空間取向,從而可以模擬任意形式的X-射線層析成像系統的結構和掃描方式,例如,掃描X-射線管19獲得射線源陣列的效果等。掃描得到的投影序列再結合相應的重建算法,就可以得到物體20一系列的斷層圖像。物體20也可以固定在一個可編程自動控制的機械臂上。這一模型對于各種新型X-射線層析系統以及相應重建算法的研究、測試和評估具有重要的意義。?

除上述機械臂的實現方式外,本實用新型中層析設備模擬裝置中的調節系統還可以為滑軌、升降臺,或機械臂、滑軌或升降臺的組合。?

由于以上僅為本實用新型的較佳實施例,本實用新型的保護范圍不應受此限制,即凡是依本實用新型的權利要求書及本實用新型說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾,均應仍屬本實用新型專利涵蓋的范圍內。?

關于本文
本文標題:一種X射線層析設備模擬裝置.pdf
鏈接地址:http://www.wwszu.club/p-6927479.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
鬼佬大哥大