CT扫描床下垂量补偿装置及CT扫描设备

摘要

本申请公开了一种CT扫描床下垂量补偿装置及CT扫描设备，包括床板床板可受驱动地在床板支撑装置上移动，床板远离CT机的一端与床板支撑装置上的驱动机构的输出端铰接，以使床板在运动方向上与水平面之间的夹角可调；床板运动支点装置，设于床板支撑装置上，床板运动支点装置包括位于床板两侧的支撑结构，支撑结构与床板支撑装置的相对位置固定；床板的两侧设置有与支撑结构抵触连接的支撑面，在床板的移动过程中支撑面保持与支撑结构的接触，支撑面的轮廓满足如下条件：床板在经过支撑结构时，床板贴近CT机的一端被逐渐抬升。本申请解决了扫描床在运动的过程中，随着床板悬出长度的变化，床板会产生非预期的下垂量，造成扫描图像错层严重的问题。

权利要求

1.一种CT扫描床下垂量补偿装置，其特征在于，包括：

床板，所述床板可受驱动地在床板支撑装置上移动，所述床板远离CT机的一端与床板支撑装置上的驱动机构的输出端铰接，以使床板在运动方向上与水平面之间的夹角可调；

床板运动支点装置，设于床板支撑装置上，所述床板运动支点装置包括位于床板两侧的支撑结构，所述支撑结构与床板支撑装置的相对位置固定；

所述床板的两侧设置有与所述支撑结构抵触连接的支撑面，在所述床板的移动过程中所述支撑面保持与支撑结构的接触，所述支撑面的轮廓满足如下条件：所述床板在经过所述支撑结构时，所述床板贴近CT机的一端被逐渐抬升；

所述支撑结构与支撑面的接触点为运动支点；

在床板的移动过程中，两侧支撑面的运动支点分别形成第一移动路径和第二移动路径，第一移动路径和第二移动路径之间形成限宽平面w，限宽平面w距离支撑面的上端的高度距离为h；

所述支撑面的轮廓满足如下条件：

支撑面的水平长度为Z，h沿z向分布定义为h(za),za∈(0,Z)，z向为朝向CT机的方向；

h(za)的计算方式为：

支撑面延伸出运动支点的水平长度为za，h(za)＝H+d(za)；其中，H为设定的恒定高度，d(za)是位置为za的下垂补偿量；

d(za)＝‑f(za)*s(za)；

其中，s(za)为光平面处补偿量到运动支点补偿量的转换函数，即d(za)等于支撑面延伸出运动支点的水平长度为za的情况下，支撑面在光平面处下垂量的相反数在运动支点处的投影值；

s(za)＝(Zmax‑za)/(Zmax‑za+D)；Zmax为za＝0时，床板与驱动机构的铰接点距离运动支点的水平距离，D为运动支点到光平面的水平距离常量。

2.根据权利要求1所述的CT扫描床下垂量补偿装置，其特征在于，所述床板延伸出所述支撑结构的部分所抬升的高度等于床板在特定载荷下延伸出所述支撑结构的部分的下垂量，以使所述床板在通过光平面的过程中，与光平面相交上端面水平。

3.根据权利要求1所述的CT扫描床下垂量补偿装置，其特征在于，所述床板运动支点装置包括固定在床板支撑装置端部的横向支撑件以及位于所述横向支撑件两端的支撑柱；

所述支撑结构设于所述支撑柱上。

4.根据权利要求3所述的CT扫描床下垂量补偿装置，其特征在于，所述支撑结构为套设在所述支撑柱上的支撑轮，所述支撑轮与所述支撑柱转动连接，所述支撑轮与所述支撑面接触；

所述支撑柱与所述横向支撑件之间的夹角为钝角，所述支撑轮与所述支撑柱同轴线。

5.根据权利要求4所述的CT扫描床下垂量补偿装置，其特征在于，所述支撑轮通过轴承与所述支撑柱转动连接。

6.根据权利要求4所述的CT扫描床下垂量补偿装置，其特征在于，所述横向支撑件包括固定件和横向宽度调节件，所述固定件固定在床板支撑装置上，所述横向宽度调节件设置为两个并分布在所述固定件的两端，所述支撑柱固定在所述横向宽度调节件的端部；

所述横向宽度调节件可相对于所述固定件横向滑动并锁紧，以调整两个所述支撑轮之间的宽度间距。

7.根据权利要求6所述的CT扫描床下垂量补偿装置，其特征在于，所述固定件的两端设置有螺纹方向相反的螺纹结构，所述横向宽度调节件与所述固定件的两端螺纹连接。

8.根据权利要求7所述的CT扫描床下垂量补偿装置，其特征在于，所述横向宽度调节件卡设在床板支撑装置的端部，并与所述床板支撑装置滑动连接。

9.一种CT扫描设备，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的CT扫描床下垂量补偿装置。

说明书

CT扫描床下垂量补偿装置及CT扫描设备

技术领域

[0001] 本申请涉及CT扫描设备技术领域，具体而言，涉及一种CT扫描床下垂量补偿装置及CT扫描设备。

背景技术

[0002] 在CT扫描过程中，系统坐标系中最重要的两个定义是：理想扫描平面：X、Y两向量所张成的平面XOY；理想扫描床运动方向：通常在无预设倾角的情况下，理想的运动方向平行于Z轴。

[0003] 扫描床的运动是通过扫描床可运动床板相对于固定支撑的运动来实现，由于运动床板的非刚性特性，在有质量负载的扫描床行进过程中，随着床板悬出长度的变化，床板会产生非预期的下垂量，通常在载荷分布确定的情况下，床板在光平面处的下垂曲线可以定义为床板悬出长度的函数f(l)，该下垂量会带来系统坐标系的误差，造成成像坐标系的偏移进而造成三维图像的错层现象。

发明内容

[0004] 本申请的主要目的在于提供一种CT扫描床下垂量补偿装置及CT扫描设备，以解决相关技术中的扫描床在运动的过程中，随着床板悬出长度的变化，床板会产生非预期的下垂量，造成扫描图像错层严重的问题。

[0005] 为了实现上述目的，本申请提供了一种CT扫描床下垂量补偿装置，该CT扫描床下垂量补偿装置包括：

[0006] 床板，所述床板可受驱动地在床板支撑装置上移动，所述床板远离CT机的一端与床板支撑装置上的驱动机构的输出端铰接，以使床板在运动方向上与水平面之间的夹角可调；

[0007] 床板运动支点装置，设于床板支撑装置上，所述床板运动支点装置包括位于床板两侧的支撑结构，所述支撑结构与床板支撑装置的相对位置固定；

[0008] 所述床板的两侧设置有与所述支撑结构抵触连接的支撑面，在所述床板的移动过程中所述支撑面保持与支撑结构的接触，所述支撑面的轮廓满足如下条件：所述床板在经过所述支撑结构时，所述床板贴近CT机的一端被逐渐抬升。

[0009] 进一步的，床板延伸出所述支撑结构的部分所抬升的高度等于床板在特定载荷下延伸出所述支撑结构的部分的下垂量，以使所述床板在通过光平面的过程中，与光平面相交上端面水平。

[0010] 进一步的，床板运动支点装置包括固定在床板支撑装置端部的横向支撑件以及位于所述横向支撑件两端的支撑柱；

[0011] 所述支撑结构设于所述支撑柱上。

[0012] 进一步的，支撑结构为套设在所述支撑柱上的支撑轮，所述支撑轮与所述支撑柱转动连接，所述支撑轮与所述支撑面接触；

[0013] 所述支撑柱与所述横向支撑件之间的夹角为钝角，所述支撑轮与所述支撑柱同轴线。

[0014] 进一步的，支撑轮通过轴承与所述支撑柱转动连接。

[0015] 进一步的，横向支撑件包括固定件和横向宽度调节件，所述固定件固定在床板支撑装置上，所述横向宽度调节件设置为两个并分布在所述固定件的两端，所述支撑柱固定在所述横向宽度调节件的端部；

[0016] 所述横向宽度调节件可相对于所述固定件横向滑动并锁紧，，以调整两个所述支撑轮之间的宽度间距。

[0017] 进一步的，固定件的两端设置有螺纹方向相反的螺纹结构，所述横向宽度调节件与所述固定件的两端螺纹连接。

[0018] 进一步的，横向宽度调节件卡设在床板支撑装置的端部，并与所述床板支撑装置滑动连接。

[0019] 进一步的，支撑结构与支撑面的接触点为运动支点；

[0020] 在床板的移动过程中，两侧支撑面的运动支点分别形成第一移动路径和第二移动路径，第一移动路径和第二移动路径之间形成限宽平面w，限宽平面w距离支撑面的上端的高度距离为h；

[0021] 支撑面的轮廓满足如下条件：

[0022] 支撑面的水平长度为Z，h沿z向分布定义为h(za)，za∈(0，Z)；

[0023] h(za)的计算方式为：

[0024] 支撑面延伸出运动支点的水平长度为za，h(za)＝H+d(za)；其中，H为设定的恒定高度，d(za)是位置为za的下垂补偿量；

[0025] d(za)＝‑f(za)*s(za)；

[0026] 其中，s(za)为光平面处补偿量到运动支点补偿量的转换函数，即d(za)等于支撑面延伸出运动支点的水平长度为za的情况下，支撑面在光平面处下垂量的相反数在运动支点处的投影值；

[0027] s(za)＝(Zmax‑‑Za)/(Zmax‑za+D)；Zmax为za＝0时，床板与驱动机构的铰接点距离运动支点的水平距离，D为运动支点到光平面的水平距离常量。

[0028] 根据本申请的另一方面，提供一种CT扫描设备，该CT扫描设备包括上述的CT扫描床下垂量补偿装置。

[0029] 在本申请实施例中，通过设置床板，床板可受驱动地在床板支撑装置上移动，床板远离CT机的一端与床板支撑装置上的驱动机构的输出端铰接，以使床板在运动方向上与水平面之间的夹角可调；床板运动支点装置，设于床板支撑装置上，床板运动支点装置包括位于床板两侧的支撑结构，支撑结构与床板支撑装置的相对位置固定；床板的两侧设置有与支撑结构抵触连接的支撑面，在床板的移动过程中支撑面保持与支撑结构的接触，支撑面的轮廓满足如下条件：床板在经过支撑结构时，床板贴近CT机的一端被逐渐抬升，达到了由两侧的支撑结构限制床板的通过宽度，对床板两侧的支撑面进行调整使床板在运动的过程中被逐渐抬升，并由床板的铰接结构来释放抬升过程产生的应力的目的，从而实现了使床板在运动过程中贴近CT机的一端逐渐升高，由升高的高度来补偿床板悬出后的下垂量，使床板穿过光平面的部分几乎位于同一水平面上，降低图像的错层程度的技术效果，进而解决了相关技术中的扫描床在运动的过程中，随着床板悬出长度的变化，床板会产生非预期的下垂量，造成扫描图像错层严重的问题。

附图说明

[0030] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

[0031] 图1是根据本申请实施例的结构示意图；

[0032] 图2是根据本申请实施例中床板抬升后的结构示意图；

[0033] 图3是根据本申请实施例中支撑结构的结构示意图；

[0034] 图4是根据本申请实施例中支撑结构的另一结构示意图；

[0035] 图5是根据本申请实施例中床板的侧视示意图；

[0036] 图6是根据本申请实施例中床板的一种设计示意图；

[0037] 图7是根据本申请实施例中床板的另一种设计示意图；

[0038] 其中，1床板支撑装置，2支撑结构，21支撑柱，22支撑轮，23横向支撑件，231固定件，232横向宽度调节件，3床板，31支撑面，4驱动机构，5第一移动路径。

具体实施方式

[0039] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

[0040] 需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。

[0041] 在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

[0042] 并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

[0043] 此外，术语“设置”、“设有”、“连接”、“固定”等应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0044] 另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

[0045] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

[0046] 扫描床的运动是通过扫描床可运动床板相对于固定支撑的运动来实现，由于运动床板的非刚性特性，在有质量负载的扫描床行进过程中，随着床板悬出长度的变化，床板会产生非预期的下垂量，通常在载荷分布确定的情况下，床板在光平面处的下垂曲线可以定义为床板悬出长度的函数f(l)，该下垂量会带来系统坐标系的误差，造成成像坐标系的偏移进而造成三维图像的错层现象。

[0047] 为解决上述问题，如图1至图2所示，本申请实施例提供了一种CT扫描床下垂量补偿装置，该CT扫描床下垂量补偿装置包括：

[0048] 床板3，床板3可受驱动地在床板支撑装置1上移动，床板3远离CT机的一端与床板支撑装置1上的驱动机构4的输出端铰接，以使床板3在运动方向上与水平面之间的夹角可调；

[0049] 床板运动支点装置，设于床板支撑装置1上，床板运动支点装置包括位于床板3两侧的支撑结构2，支撑结构2与床板支撑装置1的相对位置固定；

[0050] 床板3的两侧设置有与支撑结构2抵触连接的支撑面31，在床板3的移动过程中支撑面31保持与支撑结构2的接触，支撑面31的轮廓满足如下条件：床板3在经过支撑结构2时，床板3贴近CT机的一端被逐渐抬升。

[0051] 在本实施例中，该CT扫描床下垂量补偿装置主要涉及三个方向的改进，其中一个方向为床板运动支点装置的改进，另一个方向为床板3的支撑面31的轮廓改进，最后一个方向为床板3与驱动机构4的输出端以铰接的连接方式改进。本申请的构思重点在于床板3在通过支撑结构2时，在支撑结构2的限制作用下以及床板3两侧的支撑面31的轮廓限制作用下，如图2所示，床板3贴近CT机的一端逐渐被抬升从而补充下垂量。因此床板运动支点装置的结构以及床板3两侧的支撑面31的轮廓是床板3抬升以及抬升高度的关键因素。

[0052] 床板3作为整个装置的基础结构，其安装在床板支撑装置1上，床板支撑装置1上安装有驱动机构4，床板3的第一端与驱动机构4的输出端连接，驱动机构4可驱动床板3运动，理想运动方向为平行于z向(即朝向CT机的方向)。床板3包括上表面、下表面和两侧的支撑面31。驱动机构4可为直线丝杠驱动机构4也可为直线电机等等。由于在整个构思中床板3通过床板运动支点装置的部分会被抬升一定的高度，因此床板3与驱动机构4连接的部分具有顺时针旋转的趋势，若床板3依然采用与驱动机构4固定连接，则会在抬升的过程中造成应力集中。为此，本实施例中的床板3不再与驱动机构4的输出端固定连接，而采用铰接的方式，使得床板3在抬升的过程中，能够自由度顺时针旋转一定的角度，以释放应力，如图2所示。

[0053] 对于床板运动支点装置而言，本实施例中该装置包括两个安装在床板支撑装置1上的支撑结构2，两个支撑结构2分别与床板3两侧的支撑面31接触，床板3可通过两侧支撑面31由两个支撑结构2进行支撑，并且在床板3的整个运动过程中，支撑结构2始终保持与两侧支撑面31的接触，接触点为运动支点，床板3在悬出下垂时也绕该运动支点下垂。由于两个支撑结构2固定在床板支撑装置1上，因此两个支撑结构2之间的间距为定值，如图3和图4所示。

[0054] 当床板3两侧的支撑面31的运动支点之间的间距在床板3的运动方向上的分布为相同值且位于同一水平面上时，床板3将以水平方向进行运动。显然，水平运动的床板3在悬出后将会产生下垂量。因此需要使床板3两侧的支撑面31的运动支点之间的间距在床板3的运动方向上的分布为相同值但并不位于同一水平面上，而应当沿床板3在抬升后的倾斜方向分布。因此需要对床板3两侧支撑面31的轮廓进行设计，使其满足该要求。在采用满足该要求的床板3时，床板3的支撑面31将在支撑结构2的作用下，随着运动的进行，床板3在通过运动支点后将按照预设的角度逐渐向上抬升，从而对床板3的下垂量进行补偿。

[0055] 床板3的结构设计基础为载荷为定值的情况，此处选择的载荷可为使用者的平均重量。在床板3未施加载荷时，床板3通过运动支点后呈顺直的倾斜状态，在施加载荷后，床板3延伸出运动支点的部分将在载荷的作用下向下弯曲来补偿床板3的下垂量，在床板3延伸出运动支点的部分通过CT机的光平面(CT机的竖直扫描平面)时，在z向上分布的不同竖截面均位于同一高度，从而降低扫描三维图像的错位程度。

[0056] 本实施例达到了由两侧的支撑结构2限制床板3的通过宽度，对床板3两侧的支撑面31进行调整使床板3在运动的过程中被逐渐抬升，并由床板3的铰接结构来释放抬升过程产生的应力的目的，从而实现了使床板3在运动过程中贴近CT机的一端逐渐升高，由升高的高度来补偿床板3悬出后的下垂量，使床板3穿过光平面的部分几乎位于同一水平面上，降低图像的错层程度的技术效果，进而解决了相关技术中的扫描床在运动的过程中，随着床板3悬出长度的变化，床板3会产生非预期的下垂量，造成扫描图像错层严重的问题。

[0057] 理想状态下，床板3延伸出支撑结构2的部分所抬升的高度等于床板3在特定载荷下延伸出支撑结构2的部分的下垂量，以使床板3在通过光平面的过程中，与光平面相交上端面水平。

[0058] 如图3所示，床板运动支点装置包括固定在床板支撑装置1端部的横向支撑件23以及位于横向支撑件23两端的支撑柱21；支撑结构2设于支撑柱21上。具体的，横向支撑件23可固定在床板支撑装置1贴近CT机的一端，支撑柱21可固定在横向支撑件23的两端，支撑柱21位于床板3的支撑面31的外侧，支撑结构2安装在支撑柱21上以支撑床板3。

[0059] 由于在床板3的运动过程中需要保持与支撑结构2的接触，因此为降低床板3运动产生的摩擦力，本实施例中支撑结构2为套设在支撑柱21上的支撑轮22，支撑轮22与支撑柱21转动连接，支撑轮22与支撑面31接触，使得床板3运动过程中与支撑轮22之间的摩擦为静摩擦。更为具体的，支撑轮22通过轴承与支撑柱21转动连接。为便于更稳定的对床板3进行支撑，支撑柱21与横向支撑件23之间的夹角为钝角，支撑轮22与支撑柱21同轴线。

[0060] 由于床板3设计的下垂补偿量是在载荷一定的情况下，然而在实际使用过程中使用者施加的载荷可能会大于设计载荷。若此时依然采用设计载荷下的结构，则会导致床板3的下垂量大于设计的补偿量。为解决该问题，本实施例以调整两侧支撑轮22之间的间距来实现。当两侧支撑轮22的间距减小时，床板3的抬升高度将变高，同理当两侧支撑轮22的间距增大时，床板3的抬升高度将降低。因此在实际载荷大于设定载荷的情况下，可调节两侧支撑轮22的间距使其减小，从而使床板3的抬升高度变高，进而使得增大后的下垂量也能够被补偿。

[0061] 为实现上述目的，如图4所示，本实施例中的横向支撑件23包括固定件231和横向宽度调节件232，固定件231固定在床板支撑装置1上，横向宽度调节件232设置为两个并分布在固定件231的两端，支撑柱21固定在横向宽度调节件232的端部；横向宽度调节件232可相对于固定件231横向滑动并锁紧。具体的，需要说明的是，可通过调节两侧的横向宽度调节件232的位置来改变两侧支撑轮22之间的间距。横向宽度调节件232可滑动套设在固定件231上，以滑动横向宽度调节件232的方式来调整支撑轮22的间距，在调整到位后可通过螺栓类的锁紧件来固定横向宽度调节件232。

[0062] 本实施例对横向宽度调节件232的具体宽度调节结构进行说明：

[0063] 固定件231的两端设置有螺纹方向相反的螺纹结构，横向宽度调节件232与固定件231的两端螺纹连接。可通过转动固定件231来调节横向宽度调节件232的位置，横向宽度调节件232卡设在床板支撑装置1的端部，并与床板支撑装置1滑动连接。采用该结构可实现横向宽度调节件232的宽度调节更为精准且易于控制。

[0064] 如图4至图6所示，支撑结构2与支撑面31的接触点为运动支点；

[0065] 在床板3的移动过程中，两侧支撑面31的运动支点分别形成第一移动路径5和第二移动路径。具体的，两侧的运动支点在床板3的运动方向(z向)上分布并形成一条直线，对应到两侧的支撑面31则为第一移动路径5和第二移动路径。第一移动路径5和第二移动路径为对称的结构，其具有倾斜向上的走向。

[0066] 第一移动路径5和第二移动路径之间形成限宽平面w，限宽平面w距离支撑面31的上端的高度距离为h；支撑面31的轮廓满足如下条件：床板3悬出长度上对应的限宽平面与上表面的距离为根据载荷而设计的变化量，即h为变化量，本实施例的目的在于根据额定载荷得到每个限宽平面上的h值，从而得到最终的床板3形态。

[0067] 在本实施例中将支撑面31的水平长度定义为Z，即床板3的水平长度也为Z，h沿z向分布定义为h(za)，za∈(0，Z)；

[0068] h(za)的计算方式为：

[0069] 支撑面31延伸出运动支点的水平长度为za，h(za)＝H+d(za)；其中，H为设定的恒定高度，可为支撑面31在水平状态下的高度值，d(za)是位置为za的下垂补偿量；

[0070] d(za)＝‑f(za)*s(za)；

[0071] 其中，s(za)为光平面处补偿量到运动支点补偿量的转换函数，即d(za)等于支撑面31延伸出运动支点的水平长度为za的情况下，支撑面31在光平面处下垂量的相反数在运动支点处的投影值；

[0072] s(za)＝(Zmax‑Za)/(Zmax‑za+D)；Zmax为za＝0时，床板3与驱动机构4的铰接点距离运动支点的水平距离，D为运动支点到光平面的水平距离常量。

[0073] 通过上述实施例得到h(za)，进而得到最终的床板3设计形态。

[0074] 如图7所示，在另一种实施例中，床板3的形态可根据下述方式进行设计：

[0075] 在该方式，床板3延伸出运动支点的部分在限宽平面上为变化量。以床板3的上表面为基准面，基准面与限宽平面之间的距离为特定值(h＝H)，在该特定值下限宽平面的宽度度w(za)＝Wlim+DW(za)，Wlim为预设的限宽平面的宽度值，设下垂量补偿函数为g(DW)，且满足函数g(DW(za))＝‑f(za)。

[0076] 根据本申请的另一方面，提供一种CT扫描设备，该CT扫描设备包括上述的CT扫描床下垂量补偿装置。

[0077] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。