專利名稱：X線ct機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，特別是涉及一種X線CT機(jī)。
背景技術(shù)：
X線CT機(jī)通過探測(cè)穿過物體的X射線，利用圖像重建技術(shù)，再現(xiàn)物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)無損檢測(cè)。X線CT機(jī)通常由掃描架、掃描床、操作臺(tái)和其他輔助設(shè)備組成。掃描架的作用是驅(qū)動(dòng)X射線管和與其相對(duì)安裝的X線探測(cè)器圍繞被掃描對(duì)象旋轉(zhuǎn)，采集穿透被掃描對(duì)象的X射線數(shù)據(jù)；掃描床的作用是放置并驅(qū)動(dòng)被掃描對(duì)象按指定要求運(yùn)動(dòng)；操作臺(tái)的作用是操控整個(gè)系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)重建，獲取所需的圖像。
隨著成像需求的發(fā)展，CT機(jī)的結(jié)構(gòu)正在經(jīng)受嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)掃描，X射線管的容量逐漸提高。為了提高CT機(jī)的時(shí)間分辨率，便于對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)象成像，CT機(jī)的掃描速度不斷提高(目前已達(dá)到180R/Min)。為了提高重建圖像的準(zhǔn)確性，對(duì)圖像質(zhì)量的要求越來越高。同時(shí)，人們對(duì)診斷環(huán)境的舒適性要求也越來越嚴(yán)苛。這些變化催生CT機(jī)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化。一方面，X射線管容量的增加，必然導(dǎo)致X射線管、高壓發(fā)生器等部件體積和質(zhì)量的增加。掃描架轉(zhuǎn)速的提高導(dǎo)致離心力的大幅增加，這對(duì)掃描架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的強(qiáng)度和剛度提出更高的要求。傳統(tǒng)上的增加轉(zhuǎn)盤壁厚等方法雖能保證強(qiáng)度和剛度，但卻與整機(jī)輕量化的設(shè)計(jì)理念想違背，因此需要用創(chuàng)新的理念來重新設(shè)計(jì)掃描架。并且，隨著X射線管容量的增力口，各相關(guān)部件的發(fā)熱量同時(shí)增大，對(duì)于內(nèi)部空間相對(duì)狹小的CT機(jī)來說，掃描架的設(shè)計(jì)需利于各部件的通風(fēng)散熱。另一方面，傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式(皮帶，齒輪等)，在高速情況下產(chǎn)生較大的噪音，如轉(zhuǎn)速高于90R/Min時(shí)同步帶驅(qū)動(dòng)方式噪音超過70dB，這在醫(yī)院診斷室內(nèi)顯得比較刺耳。同時(shí)，傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式的驅(qū)動(dòng)力(力矩)，以及驅(qū)動(dòng)部件加工誤差會(huì)引起轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速波動(dòng)和整個(gè)掃描架的振動(dòng)，從而影響所采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量及重建圖像的準(zhǔn)確性。再者，為保證重建圖像的準(zhǔn)確性，必須嚴(yán)格控制成像相關(guān)運(yùn)動(dòng)的精度，如掃描架的旋轉(zhuǎn)和掃描床的進(jìn)給。特別是螺旋CT成像時(shí)，為保證恒定的螺距必須實(shí)現(xiàn)掃描架和掃描床的高精度聯(lián)動(dòng)，而圖像重建時(shí)也需要精確的位置信息。這些對(duì)整機(jī)的位置信息傳感方案和驅(qū)動(dòng)提出了更高的要求。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種具有較高運(yùn)動(dòng)精度的X線CT機(jī)。本發(fā)明提供的X線CT機(jī)，包括一掃描架，所述掃描架包括底座、轉(zhuǎn)盤、支座、軸承以及轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置，所述轉(zhuǎn)盤通過所述軸承與所述底座相連，所述支座與所述軸承相連，所述轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置的一部分與所述支座相連，另一部分與所述轉(zhuǎn)盤相連，用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤相對(duì)支座轉(zhuǎn)動(dòng)，所述軸承包括軸承外圈和軸承內(nèi)圈，所述軸承外圈與所述支座相連，所述轉(zhuǎn)盤相對(duì)于所述軸承內(nèi)圈設(shè)有一外凸環(huán)，通過穿設(shè)于所述外凸環(huán)和軸承內(nèi)圈之間的連接元件將所述轉(zhuǎn)盤和軸承內(nèi)圈固定在一起。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子與所述支座相連，所述轉(zhuǎn)子與所述轉(zhuǎn)盤相連。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述轉(zhuǎn)子上設(shè)有一用于為安裝在轉(zhuǎn)盤的相關(guān)部件提供電能的滑環(huán)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述定子和轉(zhuǎn)子上分別設(shè)有角位移傳感器 。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述X線CT機(jī)還包括掃描床，所述掃描床和所述掃描架之間設(shè)有與所述角位移傳感器電連接的角位移補(bǔ)償器，用于所述掃描床和所述掃描架運(yùn)動(dòng)的同步控制。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述轉(zhuǎn)盤為鏤空結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述軸承外圈和軸承內(nèi)圈之間夾設(shè)有雙列滾珠。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述軸承外圈包括第一軸承外圈和第二軸承外圈，所述第一軸承外圈與所述支座相連，所述第二軸承外圈與所述第一軸承外圈相對(duì)，且通過連接螺釘與所述第一軸承外圈固接在一起。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一軸承外圈和第二軸承外圈的連接面為臺(tái)階面。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述轉(zhuǎn)盤上還設(shè)有X射線管、電源、高壓發(fā)生器、準(zhǔn)直器、探測(cè)器以及熱交換器。在本發(fā)明中，軸承外圈與支座相連，軸承內(nèi)圈與轉(zhuǎn)盤相連，軸承內(nèi)圈和軸承外圈之間采用雙列滾珠，并且，轉(zhuǎn)盤和軸承之間的連接是通過穿設(shè)于轉(zhuǎn)盤的外凸環(huán)與軸承內(nèi)圈的連接螺釘固定，使得軸承和轉(zhuǎn)盤之間的連接穩(wěn)定度較高，有利于提高轉(zhuǎn)盤的約束剛度，減少轉(zhuǎn)盤在回轉(zhuǎn)過程中因離心力而產(chǎn)生的變形，可大大提高轉(zhuǎn)盤的回轉(zhuǎn)精度。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。
圖I所示為本發(fā)明X線CT機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2所示為掃描架的立體示意圖。圖3所示為圖2的剖視示意圖。圖4所示為掃描架部分結(jié)構(gòu)的剖視示意圖。
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的X線CT機(jī)其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。圖I所示為本發(fā)明X線CT機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示,本發(fā)明的X線CT機(jī)包括掃描架10、掃描床20和操作臺(tái)30。所述掃描床20用于放置并驅(qū)動(dòng)被掃描對(duì)象按指定要求直線運(yùn)動(dòng)。所述掃描架10用于驅(qū)動(dòng)X射線管和與其相對(duì)安裝的X線探測(cè)器圍繞被掃描對(duì)象旋轉(zhuǎn)，采集穿透被掃描對(duì)象的X射線數(shù)據(jù)。所述操作臺(tái)30用于操控整個(gè)系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)重建，獲取所需的圖像。圖2及圖3所示為掃描架10的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2及圖3所示，所述掃描架10包括底座11、轉(zhuǎn)盤12、支座13、軸承14、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置15、電源16、高壓發(fā)生器17、X射線管18、準(zhǔn)直器19、探測(cè)器20、熱交換器21。其中，轉(zhuǎn)盤12通過軸承14與底座11相連，支座13與軸承14相連。X射線管18、電源16、高壓發(fā)生器17、準(zhǔn)直器19、探測(cè)器20、熱交換器21均設(shè)于轉(zhuǎn)盤12上，可在轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置15的驅(qū)動(dòng)下隨轉(zhuǎn)盤12 —起轉(zhuǎn)動(dòng)。上述元件16-21在轉(zhuǎn)盤12上的相對(duì)位置及作用如下電源16和高壓發(fā)生器17分置于X射線管18的兩側(cè)，用于為X射線管18提供高壓電，以使X射線管18發(fā)射所需波長的X射線，令發(fā)射的X射線穿過被掃描對(duì)象。準(zhǔn)直器19靠近X射線管18的內(nèi)側(cè)，用于控制由X射線管18所發(fā)射的X射線的扇束形狀。探測(cè)器20與X射線管18相對(duì)設(shè)置，用于采集穿過被掃描對(duì)象的X射線數(shù)據(jù)。熱交換器21用于散發(fā)轉(zhuǎn)盤12上X射線管18工作時(shí)產(chǎn)生的熱量。下面具體介紹轉(zhuǎn)盤12、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置15與支座13的連接。圖4示出軸承14和轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置15的大致結(jié)構(gòu)。如圖4所示，軸承14包括第一軸承外圈141、第二軸承外圈142、軸承內(nèi)圈143、滾珠144以及連接螺釘145。第二軸承外圈142的外緣與底座11固接，第一軸承外圈141的后側(cè)與支座13固定在一起。第二軸承外圈142與第一軸承外圈141的一側(cè)面相接觸，且通過由第一軸承外圈141的背面穿過第一軸承外圈141和第二軸承外圈142的連接螺釘145固定在一起。第一軸承外圈141和第二軸承外圈142之間的連接面設(shè)計(jì)成臺(tái)階面，以方便第一軸承外圈141和第二軸承外圈142的定位。軸承內(nèi)圈143設(shè)于第一軸承外圈141和第二軸承外圈142的內(nèi)側(cè)。軸承內(nèi)圈143和軸承外圈141、142之間夾設(shè)的滾珠144為雙列滾珠，以提高軸承內(nèi)圈143相對(duì)于軸承外圈141、142的回轉(zhuǎn)穩(wěn)定度。轉(zhuǎn)盤12的一側(cè)相對(duì)于軸承內(nèi)圈143設(shè)有一凸伸出轉(zhuǎn)盤12主體部分的外凸環(huán)121。軸承內(nèi)圈143與轉(zhuǎn)盤12之間通過穿設(shè)于轉(zhuǎn)盤12的外凸環(huán)121和軸承內(nèi)圈143的螺釘?shù)冗B接元件122以及軸承內(nèi)圈143的內(nèi)表面與轉(zhuǎn)盤12主體部分的外表面之間的配合固接在一起，使軸承內(nèi)圈143可在轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置15和轉(zhuǎn)盤12的帶動(dòng)下相對(duì)于軸承外圈141、142及底座11和支座13轉(zhuǎn)動(dòng)。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖4，轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置15包括定子151和轉(zhuǎn)子152。定子151通過連接螺釘153固定至支座13上。轉(zhuǎn)子152通過連接螺釘154安裝至轉(zhuǎn)盤12內(nèi)緣，通過定子151線圈和轉(zhuǎn)子152上磁鋼之間的電磁力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤12相對(duì)于支座13轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子152和定子151的相對(duì)位置分別設(shè)有角位移傳感器155、156，用于反饋轉(zhuǎn)盤12的回轉(zhuǎn)角度。上述角位移傳感器可以為同步感應(yīng)器或其它合適的傳感器。另外，掃描床20和掃描架10之間還設(shè)有與角位移傳感器155、156電連接的角位移補(bǔ)償器(例如同步補(bǔ)償器)，以進(jìn)行掃描床20和掃描架10運(yùn)動(dòng)的同步控制，提聞掃描床20和轉(zhuǎn)盤12的同步精度，進(jìn)而提聞成像質(zhì)量。另外，轉(zhuǎn)子152上還設(shè)有滑環(huán)22，用于為安裝在轉(zhuǎn)盤12上的相關(guān)部件提供電能并進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，例如，由探測(cè)器20采集的數(shù)據(jù)通過滑環(huán)22發(fā)送回操作臺(tái)30的影像工作站，經(jīng)過圖像重建后還原出被掃描對(duì)象內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。 最后需要說明的是，本實(shí)施例中轉(zhuǎn)盤12為整個(gè)鏤空的結(jié)構(gòu)，并特別針對(duì)發(fā)熱元件的部位設(shè)置相對(duì)于其它部位更為密集的孔洞，以減輕轉(zhuǎn)盤12的重量，并特別針對(duì)發(fā)熱元件散熱。由以上敘述可知，本發(fā)明至少具有如下優(yōu)點(diǎn)I.在本發(fā)明中，軸承外圈141、142與支座13、底座11相連，軸承內(nèi)圈143與轉(zhuǎn)盤12相連，軸承內(nèi)圈143和軸承外圈141、142之間采用雙列滾珠144，并且，轉(zhuǎn)盤12和軸承14之間的連接是通過穿設(shè)于轉(zhuǎn)盤12的外凸環(huán)121與軸承內(nèi)圈143的連接螺釘122以及軸承內(nèi)圈143的內(nèi)表面與轉(zhuǎn)盤12主體部分的外表面之間的配合固定，使得軸承14和轉(zhuǎn)盤12之間的連接穩(wěn)定度較高，有利于提高轉(zhuǎn)盤12的約束剛度，減少轉(zhuǎn)盤12在回轉(zhuǎn)過程中因離心力而產(chǎn)生的變形，可大大提高轉(zhuǎn)盤12的回轉(zhuǎn)精度。
2.轉(zhuǎn)盤12采用由定子151和轉(zhuǎn)子152組成的轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置15通過電磁力直接驅(qū)動(dòng)的方式，可降低傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式的驅(qū)動(dòng)噪音，改善診療環(huán)境，同時(shí)可避免傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)力擾動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)盤12回轉(zhuǎn)軸的影響，提高轉(zhuǎn)盤12的回轉(zhuǎn)精度。3.本發(fā)明中轉(zhuǎn)盤12采用鏤空式設(shè)計(jì)，有利于減輕重量，實(shí)現(xiàn)整機(jī)的輕量化設(shè)計(jì)，同時(shí)，針對(duì)發(fā)熱元件設(shè)計(jì)的密集型孔洞有利于加強(qiáng)掃描架10的通風(fēng)散熱能力，改善內(nèi)部元件的散熱條件，降低回轉(zhuǎn)過程中的空氣噪音。4.本發(fā)明在定子151和轉(zhuǎn)子152上分別設(shè)有角位移傳感器156、155，以高精度反饋轉(zhuǎn)盤12的回轉(zhuǎn)角度以及轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置15的角位移，該位移信號(hào)通過轉(zhuǎn)換反饋給轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置15的驅(qū)動(dòng)器，利于提高轉(zhuǎn)盤12的位移精度，同時(shí)，該位移信號(hào)還可經(jīng)過角位移補(bǔ)償器反饋給掃描床20的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，有利于提高掃描床20和轉(zhuǎn)盤12運(yùn)動(dòng)的同步精度，進(jìn)而提聞成像質(zhì)量。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種X線CT機(jī)，包括ー掃描架，所述掃描架包括底座、轉(zhuǎn)盤、支座、軸承以及轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置，所述轉(zhuǎn)盤通過所述軸承與所述底座相連，所述支座與所述軸承相連，所述轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置的一部分與所述支座相連，另一部分與所述轉(zhuǎn)盤相連，用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤相對(duì)支座轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于所述軸承包括軸承外圈和軸承內(nèi)圈，所述軸承外圈與所述支座相連，所述轉(zhuǎn)盤相對(duì)于所述軸承內(nèi)圈設(shè)有一外凸環(huán)，通過穿設(shè)于所述外凸環(huán)和軸承內(nèi)圈之間的連接元件將所述轉(zhuǎn)盤和軸承內(nèi)圈固定在一起。
2.如權(quán)利要求I所述的X線CT機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子與所述支座相連，所述轉(zhuǎn)子與所述轉(zhuǎn)盤相連。
3.如權(quán)利要求2所述的X線CT機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子上設(shè)有ー用于為安裝在轉(zhuǎn)盤上的相關(guān)部件提供電能的滑環(huán)。
4.如權(quán)利要求2所述的X線CT機(jī)，其特征在于所述定子和轉(zhuǎn)子上分別設(shè)有角位移傳感器。
5.如權(quán)利要求4所述的X線CT機(jī)，其特征在于所述X線CT機(jī)還包括掃描床，所述掃描床和所述掃描架之間設(shè)有與所述角位移傳感器電連接的角位移補(bǔ)償器，用于所述掃描床和所述掃描架運(yùn)動(dòng)的同步控制。
6.如權(quán)利要求I所述的X線CT機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)盤為鏤空結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求I所述的X線CT機(jī)，其特征在于所述軸承外圈和軸承內(nèi)圈之間夾設(shè)有雙列滾珠。
8.如權(quán)利要求I所述的X線CT機(jī)，其特征在于所述軸承外圈包括第一軸承外圈和第ニ軸承外圈，所述第一軸承外圈與所述支座相連，所述第二軸承外圈與所述第一軸承外圈相對(duì)，且通過連接螺釘與所述第一軸承外圈固接在一起。
9.如權(quán)利要求8所述的X線CT機(jī)，其特征在于所述第一軸承外圈和第二軸承外圈的連接面為臺(tái)階面。
10.如權(quán)利要求I所述的X線CT機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)盤上還設(shè)有X射線管、電源、高壓發(fā)生器、準(zhǔn)直器、探測(cè)器以及熱交換器。
全文摘要
一種X線CT機(jī)，包括一掃描架，所述掃描架包括底座、轉(zhuǎn)盤、支座、軸承以及轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置，所述轉(zhuǎn)盤通過所述軸承與所述底座相連，所述支座與所述軸承相連，所述轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)裝置的一部分與所述支座相連，另一部分與所述轉(zhuǎn)盤相連，用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤相對(duì)支座轉(zhuǎn)動(dòng)，所述軸承包括軸承外圈和軸承內(nèi)圈，所述軸承外圈與所述支座相連，所述轉(zhuǎn)盤相對(duì)于所述軸承內(nèi)圈設(shè)有一外凸環(huán)，通過穿設(shè)于所述外凸環(huán)和軸承內(nèi)圈之間的連接元件將所述轉(zhuǎn)盤和軸承內(nèi)圈固定在一起，本發(fā)明中轉(zhuǎn)盤具有較高的回轉(zhuǎn)精度。
文檔編號(hào)A61B6/03GK102648859SQ201210168789
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者劉巋, 楊磊, 蒯多杰 申請(qǐng)人:蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所