CN107714067A - 乳腺相衬ct成像设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乳腺相衬CT成像设备,包括:基座、设置于所述基座上方的旋转台、设置于所述旋转台上的旋转钢架及架设在所述旋转钢架上方的扫描床,所述旋转钢架上沿光路方向依次设置有X射线光源、源光栅、分束光栅、分析光栅和探测器;所述的分束光栅下端设置有微位移步进机构,所述的微位移步进机构包括柔性铰链机构和驱动机构。本发明的乳腺相衬CT成像设备,能够得到清晰的乳腺CT图像,并且能大大降低患者所接受的辐射剂量,减小设备对患者身体造成的负面影响。本发明结构稳定可靠,操作方便,能很好的满足用户需求,具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及X光成像技术领域,特别涉及一种乳腺相衬CT成像设备。
背景技术
乳腺疾病是妇女的常见疾病,特别是乳腺癌在女性恶性肿瘤中的发病率占第一位,对女性的健康具有极大的威胁。乳腺X线摄影是检出乳腺癌的最基本影像方法,应用于乳腺癌筛查可以降低其死亡率。但X线摄影具有一定局限性,传统X射线成像技术是基于物质对X射线吸收性质的不同,对于金属等重元素材料构成的物质,传统X射线成像技术能够得到很好的图像衬度,但是对于碳、氧、氮、氧等轻元素材料组成的物质,如医学成像中的乳腺、血管、脂肪、软骨等人体软组织,它们对X射线的吸收非常微弱,这些组织在传统X射线成像技术下获得的图像是一片模糊、分辨不清的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种乳腺相衬CT成像设备。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种乳腺相衬CT成像设备,包括:基座、设置于所述基座上方的旋转台、设置于所述旋转台上的旋转钢架及架设在所述旋转钢架上方的扫描床,所述旋转钢架上沿光路方向依次设置有X射线光源、源光栅、分束光栅、分析光栅和探测器;
所述的源光栅、分束光栅和分析光栅均为弧形状,其圆心均位于所述X射线光源处;
所述的分束光栅下端设置有微位移步进机构,所述的微位移步进机构包括柔性铰链机构和驱动机构,所述柔性铰链机构包括刚性板、套设在所述刚性板上的呈圆环状的多个柔性铰链及设置在所述柔性铰链外周且与所述驱动机构连接的柔性铰链板,所述刚性板与所述分束光栅底端连接。
优选的是,所述旋转台上设置有摩擦轮,所述旋转台侧部设置有与所述摩擦轮配合的驱动轮。
优选的是,所述旋转台侧部沿圆周方向还设置有多个稳定轮。
优选的是,所述扫描床上开设有向下凹陷的流线型的凹槽,所述凹槽处于所述分束光栅和分析光栅之间。
优选的是,所述驱动机构包括对称设置在所述刚性板两端的第一驱动机构和第二驱动机构,用于在所述多个柔性铰链及柔性铰链板的配合下驱动所述刚性板做弧线运动。
优选的是,所述旋转台和基座通过圆柱交叉滚子轴承连接。
优选的是,所述基座包括底板、设置在所述底板上的内环和外环、呈辐射态设置在内环与外环之间的筋板。
优选的是,所述基座的外环的外壁上开设有沿圆周分布的多个方孔。
优选的是,所述的基座下端设置有多个空气弹簧减震器。
优选的是,所述乳腺相衬CT成像设备对患者进行乳腺检查工作时,其数据采集的过程包括以下步骤:
步骤1:预先设定第一采集位、第二采集位、第三采集位和第四采集位的位置;
步骤2:对患者乳腺部位进行各个断层的数据采集,其具体包括:
步骤2-1:患者俯卧在扫描床上后,固定所述分束光栅至所述第一采集位;
步骤2-2:控制所述旋转台以0.5周/秒的转速旋转、所述探测器以2.5ms每帧的速率进行数据采集,当所述旋转台旋转一周后停止采集;
步骤2-3:通过所述微位移步进机构驱动所述分束光栅移动至所述第二采集位,重复所述步骤2-2;
步骤2-4:通过所述微位移步进机构驱动所述分束光栅移动至所述第三采集位,重复所述步骤2-2;
步骤2-5:通过所述微位移步进机构驱动所述分束光栅移动至所述第四采集位,重复所述步骤2-2,完成对患者乳腺部位的一个断层的数据采集;
步骤3:控制所述样品台沿轴向移动设定的距离,再重复所述步骤2,以进行对患者乳腺部位的下一断层的数据采集;
步骤4:数据分离重构:将由上述步骤采集的样品的每一断层中分束光栅处于四个采集位时的采集得到的4组数据分别组合为一套数据,完成数据采集。
本发明的有益效果是:本发明的乳腺相衬CT成像设备,能够得到清晰的乳腺CT图像,并且能大大降低患者所接受的辐射剂量,减小设备对患者身体造成的负面影响。本发明结构稳定可靠,操作方便,能很好的满足用户需求,具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为本发明的乳腺相衬CT成像设备的结构示意图;
图2为本发明的乳腺相衬CT成像设备的卸去扫描床后的结构示意图;
图3为本发明的乳腺相衬CT成像设备的微位移步进机构的俯视图;
图4为本发明的乳腺相衬CT成像设备的微位移步进机构的正视图;
图5为本发明的乳腺相衬CT成像设备的基座的结构示意图。
附图标记说明:
1—基座;2—扫描床;3—X射线光源;4—源光栅;5—分束光栅;6—旋转台;7—摩擦轮;8—分析光栅;9—探测器;10—驱动轮;11—稳定轮;12—空气弹簧减震器;13—微位移步进机构;14—旋转钢架;15—圆柱交叉滚子轴承;16—方孔;17—凹槽;21—驱动机构;22—柔性铰链机构;101—底板;102—内环;103—外环;104—筋板;220—刚性板;221—柔性铰链;222—柔性铰链板;2101—第一驱动机构;2102—第二驱动机构。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1-5所示,本实施例的一种乳腺相衬CT成像设备,包括:基座1、设置于基座1上方的旋转台6、设置于旋转台6上的旋转钢架14及架设在旋转钢架14上方的扫描床2,旋转钢架14上沿光路方向依次设置有X射线光源3、源光栅4、分束光栅5、分析光栅8和探测器9;的源光栅4、分束光栅5和分析光栅8均为弧形状,其圆心均位于X射线光源3处;扫描床2上开设有向下凹陷的流线型的凹槽17,凹槽17处于分束光栅5和分析光栅8之间。凹槽17用于供患者俯卧,使患者的乳腺处于分束光栅5和分析光栅8之间之间,以供X射线光源3照射穿过,进行乳腺检查。
分束光栅5下端设置有微位移步进机构13,的微位移步进机构13包括柔性铰链机构22和驱动机构21,柔性铰链机构22包括刚性板220、套设在所述刚性板220上的呈圆环状的多个柔性铰链221及设置在所述柔性铰链221外周且与所述驱动机构21连接的柔性铰链板222,刚性板220与分束光栅5底端连接。驱动机构21包括设置在所述刚性板220两端的第一驱动机构210和第二驱动机构211,用于在多个柔性铰链221的配合下驱动刚性板220做弧线运动。柔性铰链221与刚性板220外周连接,柔性铰链板222与柔性铰链221外周连接,驱动机构21与柔性铰链板222连接。驱动机构21提供动力,驱动柔性铰链板222运动,使柔性铰链板222中部的柔性铰链221发生偏转,从而使刚性板220做弧线运动。
旋转台6上设置有摩擦轮7,旋转台6侧部设置有与摩擦轮7配合的驱动轮10。驱动轮10带动摩擦轮7旋转,从而带动旋转台6旋转。旋转台6侧部沿圆周方向还设置有多个稳定轮11。
旋转钢架14由旋转机构驱动进行旋转。旋转台6和基座1通过圆柱交叉滚子轴承15连接。的基座1下端设置有多个空气弹簧减震器12。
基座1包括底板101、设置在所述底板101上的内环102和外环103、呈辐射态设置在内环102与外环103之间的筋板104。基座1的外环103的外壁上开设有沿圆周分布的多个方孔16。
成像时,首先源光栅4把毫米量级的X光源分成一系列的线光源,对每一个线光源而言,它在分束光栅5处的空间相干长度大于分束光栅5的周期,这样分束光栅5在相干光照明下,通过太保效应会在分析光栅8位置处形成自成像。然后通过Lau效应,分束光栅5在各个线光源照明下产生的自成像条纹会相互错开一个周期,从而非相干的叠加在一起,自成像条纹的强度会得到大大的加强。接着分束光栅5的自成像条纹和分析光栅8会形成莫尔条纹,如果分束光栅5的自成像条纹和分析光栅8的条纹之间有一个微小的夹角,或者分束光栅5自成像条纹的周期和分析光栅8的周期之间存在微小的差异,那么在分析光栅8后面通过X射线探测器9即可检测到周期非常大的莫尔条纹。然后,X射线在穿过样品的时候会发生折射,光线的偏折会引起莫尔条纹形状的扭曲,体现在实际试验中,即是像素光强的变化。通过测量每一个像素强度的变化,即可得到样品的折射图像。
乳腺相衬CT成像设备对患者进行乳腺检查工作时,先让患者俯卧在扫描床2上,通过X射线扫描患者乳腺部位,进行数据采集,以获取乳腺的CT图像。其数据采集的过程包括以下步骤:
步骤1:预先设定第一采集位、第二采集位、第三采集位和第四采集位的位置;
步骤2:对患者乳腺部位进行各个断层的数据采集,其具体包括:
步骤2-1:患者俯卧在扫描床2上后,固定分束光栅5至第一采集位;
步骤2-2:控制旋转台6以0.5周/秒的转速旋转,控制探测器9以2.5ms每帧的速率采集数据,旋转台6旋转一周后停止采集;
步骤2-3:通过微位移步进机构13驱动分束光栅5移动至第二采集位,重复步骤2-2;
步骤2-4:通过微位移步进机构13驱动分束光栅5移动至第三采集位,重复步骤2-2;
步骤2-5:通过微位移步进机构13驱动分束光栅5移动至第四采集位,重复步骤2-2,完成样品的一个断层的数据采集;
步骤3:控制样品台沿轴向移动设定的距离,再重复步骤2,以进行样品的下一断层的数据采集;
步骤4:数据分离重构:将由上述步骤采集的样品的每一断层中分束光栅5处于四个采集位时的采集得到的4组数据分别组合为一套数据,完成数据采集。后续再进行数据分离与CT重构。
其中,4个采集位置沿呈弧形的分束光栅5的弧形延长线布置,即4个采集位置与分束光栅5处于同一圆周上,故在进行数据采集时,需使分束光栅5做弧线运动。
驱动机构21包括第一驱动机构2101和第二驱动机构2102,柔性铰链221与刚性板220外周连接,柔性铰链板222与柔性铰链221外周连接,第一驱动机构2101和第二驱动机构2102均与柔性铰链板222连接。驱动机构2101对柔性铰链板222提供推动力,驱动机构2102柔性铰链板222提供拉力,刚性板220通过多个圆周分布的柔性铰链221与柔性铰链板222连接;控制两个驱动机构同步运动,使柔性铰链板222产生直线位移,从而使柔性铰链221发生偏转,柔性铰链221带动刚性板220做弧线运动。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节。
Claims (10)
1.一种乳腺相衬CT成像设备,其特征在于,包括:基座、设置于所述基座上方的旋转台、设置于所述旋转台上的旋转钢架及架设在所述旋转钢架上方的扫描床,所述旋转钢架上沿光路方向依次设置有X射线光源、源光栅、分束光栅、分析光栅和探测器;
所述的源光栅、分束光栅和分析光栅均为弧形状,其圆心均位于所述X射线光源处;
所述的分束光栅下端设置有微位移步进机构,所述的微位移步进机构包括柔性铰链机构和驱动机构,所述柔性铰链机构包括刚性板、套设在所述刚性板上的呈圆环状的多个柔性铰链及设置在所述柔性铰链外周且与所述驱动机构连接的柔性铰链板,所述刚性板与所述分束光栅底端连接。
2.根据权利要求1所述的乳腺相衬CT成像设备,其特征在于,所述旋转台上设置有摩擦轮,所述旋转台侧部设置有与所述摩擦轮配合的驱动轮。
3.根据权利要求2所述的乳腺相衬CT成像设备,其特征在于,所述旋转台侧部沿圆周方向还设置有多个稳定轮。
4.根据权利要求1所述的乳腺相衬CT成像设备,其特征在于,所述扫描床上开设有向下凹陷的流线型的凹槽,所述凹槽处于所述分束光栅和分析光栅之间。
5.根据权利要求1所述的乳腺相衬CT成像设备,其特征在于,所述驱动机构包括对称设置在所述刚性板两端的第一驱动机构和第二驱动机构,用于在所述多个柔性铰链及柔性铰链板的配合下驱动所述刚性板做弧线运动。
6.根据权利要求1所述的乳腺相衬CT成像设备,其特征在于,所述旋转台和基座通过圆柱交叉滚子轴承连接。
7.根据权利要求1所述的乳腺相衬CT成像设备,其特征在于,所述基座包括底板、设置在所述底板上的内环和外环、呈辐射态设置在内环与外环之间的筋板。
8.根据权利要求7所述的乳腺相衬CT成像设备,其特征在于,所述基座的外环的外壁上开设有沿圆周分布的多个方孔。
9.根据权利要求1所述的乳腺相衬CT成像设备,其特征在于,所述的基座下端设置有多个空气弹簧减震器。
10.根据权利要求1所述的乳腺相衬CT成像设备,其特征在于,所述乳腺相衬CT成像设备对患者进行乳腺检查工作时,其数据采集的过程包括以下步骤:
步骤1:预先设定第一采集位、第二采集位、第三采集位和第四采集位的位置;
步骤2:对患者乳腺部位进行各个断层的数据采集,其具体包括:
步骤2-1:患者俯卧在扫描床上后,固定所述分束光栅至所述第一采集位;
步骤2-2:控制所述旋转台以0.5周/秒的转速旋转、所述探测器以2.5ms每帧的速率进行数据采集,当所述旋转台旋转一周后停止采集;
步骤2-3:通过所述微位移步进机构驱动所述分束光栅移动至所述第二采集位,重复所述步骤2-2;
步骤2-4:通过所述微位移步进机构驱动所述分束光栅移动至所述第三采集位,重复所述步骤2-2;
步骤2-5:通过所述微位移步进机构驱动所述分束光栅移动至所述第四采集位,重复所述步骤2-2,完成对患者乳腺部位的一个断层的数据采集;
步骤3:控制所述样品台沿轴向移动设定的距离,再重复所述步骤2,以进行对患者乳腺部位的下一断层的数据采集;
步骤4:数据分离重构:将由上述步骤采集的样品的每一断层中分束光栅处于四个采集位时的采集得到的4组数据分别组合为一套数据,完成数据采集。
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