一种基于机械臂的放射源的位置校正装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及医疗技术领域，尤其涉及一种基于机械臂的放射源的位置校正装置及方法，其中一种基于机械臂的放射源的位置校正装置，包括机台、滑台基座、第一电动转臂、第二电动转臂和放射器；所述滑台基座可滑动地安装于所述机台的上端面，所述第一电动转臂的一端可转动地连接于所述滑台基座的一端，所述第二电动转臂的一端可转动地安装于所述第一电动转臂的另一端，所述放射器固定安装于所述第二电动转臂的另一端。此外一种基于机械臂的放射源的位置校正方法使用上述的校正装置，可解决现有利用放射源进行医学成像设备校准及校正所存在的操作不便、校准和校正效率低下的问题。校准和校正效率低下的问题。校准和校正效率低下的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机械臂的放射源的位置校正装置及方法


[0001]本专利技术涉及医疗
，尤其涉及一种基于机械臂的放射源的位置校正装置及方法。

技术介绍

[0002]单光子发射断层成像系统是一种对特定核素进行断层成像的大型医疗设备，其功能通过捕捉伽马射线，来对人体内的放射源分布成像，其视野是沿轴向分布的圆柱形。校正装置需要对目标位置进行标定，以消减各个部件和组装引入的位置误差。这个标定过程要求放射源能够安装在已知且精确的多个空间坐标的校正装置，能够通过已知位置与实测比对，来校正偏移放射源，提高定位精度。
[0003]传统的校正用放射源摆放方法，依赖人的手工测量与摆位，因此不仅存在位置精度不高与重复性差的问题，还有当需要变换位置时，还需要重复进行标定步骤，导致效率低下的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提出一种基于机械臂的放射源的位置校正装置及方法，以解决现有利用放射源进行医学成像设备校准及校正所存在的操作不便、校准和校正效率低下的问题。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种基于机械臂的放射源的位置校正装置，包括机台、滑台基座、第一电动转臂、第二电动转臂和放射器；
[0007]所述滑台基座可滑动地安装于所述机台的上端面，所述机台和所述滑台基座的长度方向均平行于空间直角坐标系的Z轴；
[0008]所述第一电动转臂的一端可转动地连接于所述滑台基座的一端，所述第一电动转臂的转轴平行于空间直角坐标系的Z轴；
[0009]所述第二电动转臂的一端可转动地安装于所述第一电动转臂的另一端，所述第二电动转臂的转轴与所述第一电动转臂的转轴平行；
[0010]所述放射器固定安装于所述第二电动转臂的另一端，所述放射器的放射方向与所述第一电动转臂的转轴平行。
[0011]优选的，所述第一电动转臂与所述第二电动转臂的臂体长度相等。
[0012]优选的，还包括机电控制器、第一电机和第二电机；
[0013]所述机电控制器与所述第一电机和所述第二电机电联接；
[0014]所述第一电机固定安装于所述滑台基座与所述第一电动转臂的连接处，所述第一电机的转动轴传动连接于所述第一电动转臂的转轴端，所述第一电机用于驱动所述第一电动转臂相对于所述第一电动转臂的转轴进行转动；
[0015]所述第二电机固定安装于所述第一电动转臂与所述第二电动转臂的连接处，所述
第二电机的转动轴传动连接于所述第二电动转臂的转轴端，所述第二电机用于驱动所述第二电动转臂相对于所述第二电动转臂的转轴进行转动。
[0016]优选的，所述第一电机和所述第二电机为减速步进电机，所述减速步进电机的步距角为1.8度。
[0017]优选的，所述第一电机和所述第二电机的减速比为100：1，且第一电机和所述第二电机的细分比为1:32。
[0018]优选的，还包括三组光电开光组件，所述光电开关组件包括光电开关和遮光片，所述光电开关与所述机电控制器电联接，所述光电开关具有凹槽，所述遮光片可嵌入在所述光电开光的凹槽内，并用于遮挡光电开关的光通路；
[0019]三个所述光电开关分别安装于所述机台、所述滑台基座和所述第一电动转臂，三个所述遮光片分别安装于所述滑台基座、所述第一电动转臂和所述第二电动转臂。
[0020]一种基于机械臂的放射源的位置校正方法，包括单光子发射断层成像系统、计算机和上述所述的一种基于机械臂的放射源的位置校正装置，包括以下步骤：
[0021]步骤A：对校正装置进行标定，获取并储存相对角度A和相对角度B，其中相对角度A为第一电动转臂与水平面之间的校正转动角度，相对角度B为第二电动转臂相对于第一电动转臂之间的校正转动角度；
[0022]步骤B：将校正装置安装到单光子发射断层成像系统的校正成像视野中，根据相对角度A和相对角度B，校正装置进行机械测量与调节，使校正装置上的放射源位置与发射断层成像系统的校正成像视野的轴向零点重合；
[0023]步骤C：计算机获取目标位置，判断放射源的位置是否为目标位置，若是，则控制放射源进行射线成像；若不是，则获取放射源位置与目标位置之间的相对几何位置的数据；
[0024]步骤D：计算机依据内置算法对几何位置的数据进行分析，得到校正装置上的第一电动转臂和第二电动转臂的转动角度，并发送至校正装置上的机电控制器；
[0025]步骤E：机电控制器根据转动角度，对校正装置的发射源位置进行移动，使移动后的发射源位置为目标位置。
[0026]优选的，所述步骤A包括以下步骤：
[0027]步骤A1：将校正装置水平放置，以位于校正装置安装第一电动转臂和第二电动转臂的一端为投影点向校正装置进行投影，第一电动转臂和第二电动转臂在投影面上重合，且第一电动转臂和第二电动转臂与水平面平行；
[0028]步骤A2：顺时针运动第一电动转臂，当第一电动转臂上的光电开关与对应的遮光片触发则停止运动；
[0029]步骤A3：逆时针运动第一电动转臂，当第一电动转臂与水平面平行时，停止并记录相对步骤A2转动的相对角度A；
[0030]步骤A4：顺时针运动第二电动转臂，当第二电动转臂上的光电开关与对应的遮光片触发则停止运动；
[0031]步骤A5：逆时针运动第二电动转臂，当第二电动转臂与第一电动转臂重合时，停止并记录相对步骤A4转动的相对角度B；
[0032]步骤A6：存储相对角度A和相对角度B。
[0033]优选的，在步骤B中，所述机械测量与调节步骤包括以下：
[0034]步骤B1：顺时针运动第一电动转臂，当第一电动转臂上的光电开关与对应的遮光片触发则停止运动；
[0035]步骤B2：顺时针运动第二电动转臂，当第二电动转臂上的光电开关与对应的遮光片触发则停止运动；
[0036]步骤B3：获取相对角度A和相对角度B；
[0037]步骤B4：逆时针运动第一电动转臂相对角度A；
[0038]步骤B5：逆时针运动第二电动转臂相对角度B。
[0039]优选的，在步骤D中，所述计算机的内置算法包括以下数据计算步骤：
[0040]步骤D1：以投影面中放射源位置为(0,0),并获取第一电动转臂和第二电动转臂的臂体长度l；
[0041]步骤D2：判断目标位置是否位于第一象限，若是，则目标位置的坐标为(x1,y1)且x1>0,y1≥0,计算第一电动转臂相对于水平面的转动角度A1和第二电动转臂相对于第一电动转臂之间的转动角度B1，计算公式如下：
[0042][0043][0044]若不是，则进入步骤D3；
[0045]步骤D3：判断目标位置是否位于第二象限，若是，则目标位置的坐标为(x2,y2)且x2<0,y2>0，先重复步骤D1的计算公式计算(y2,
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x2)的第一电动转臂相对于水平面的转动角度A2和第二电动转臂相对于第一电动转臂之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机械臂的放射源的位置校正装置，其特征在于，包括机台、滑台基座、第一电动转臂、第二电动转臂和放射器；所述滑台基座可滑动地安装于所述机台的上端面，所述机台和所述滑台基座的长度方向均平行于空间直角坐标系的Z轴；所述第一电动转臂的一端可转动地连接于所述滑台基座的一端，所述第一电动转臂的转轴平行于空间直角坐标系的Z轴；所述第二电动转臂的一端可转动地安装于所述第一电动转臂的另一端，所述第二电动转臂的转轴与所述第一电动转臂的转轴平行；所述放射器固定安装于所述第二电动转臂的另一端，所述放射器的放射方向与所述第一电动转臂的转轴平行。2.根据权利要求1所述的一种基于机械臂的放射源的位置校正装置，其特征在于，所述第一电动转臂与所述第二电动转臂的臂体长度相等。3.根据权利要求2所述的一种基于机械臂的放射源的位置校正装置，其特征在于，还包括机电控制器、第一电机和第二电机；所述机电控制器与所述第一电机和所述第二电机电联接；所述第一电机固定安装于所述滑台基座与所述第一电动转臂的连接处，所述第一电机的转动轴传动连接于所述第一电动转臂的转轴端，所述第一电机用于驱动所述第一电动转臂相对于所述第一电动转臂的转轴进行转动；所述第二电机固定安装于所述第一电动转臂与所述第二电动转臂的连接处，所述第二电机的转动轴传动连接于所述第二电动转臂的转轴端，所述第二电机用于驱动所述第二电动转臂相对于所述第二电动转臂的转轴进行转动。4.根据权利要求3所述的一种基于机械臂的放射源的位置校正装置，其特征在于，所述第一电机和所述第二电机为减速步进电机，所述减速步进电机的步距角为1.8度。5.根据权利要求3所述的一种基于机械臂的放射源的位置校正装置，其特征在于，所述第一电机和所述第二电机的减速比为100：1，且第一电机和所述第二电机的细分比为1:32。6.根据权利要求3所述的一种基于机械臂的放射源的位置校正装置，其特征在于，还包括三组光电开光组件，所述光电开关组件包括光电开关和遮光片，所述光电开关与所述机电控制器电联接，所述光电开关具有凹槽，所述遮光片可嵌入在所述光电开光的凹槽内，并用于遮挡光电开关的光通路；三个所述光电开关分别安装于所述机台、所述滑台基座和所述第一电动转臂，三个所述遮光片分别安装于所述滑台基座、所述第一电动转臂和所述第二电动转臂。7.一种基于机械臂的放射源的位置校正方法，其特征在于，包括单光子发射断层成像系统、计算机和权利要求1
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6任意一项所述的一种基于机械臂的放射源的位置校正装置，包括以下步骤：步骤A：对校正装置进行标定，获取并储存相对角度A和相对角度B，其中相对角度A为第一电动转臂与水平面之间的校正转动角度，相对角度B为第二电动转臂相对于第一电动转臂之间的校正转动角度；步骤B：将校正装置安装到单光子发射断层成像系统的校正成像视野中，根据相对角度A和相对角度B，校正装置进行机械测量与调节，使校正装置上的放射源位置与发射断层成
像系统的校正成像视野的轴向零点重合；步骤C：计算机获取目标位置，判断放射源的位置是否为目标位置，若是，则控制放射源进行射线成像；若不是，则获取放射源位置与目标位置之间的相对几何位置的数据；步骤D：计算机依据内置算法对几何位置的数据进行分析，得到校正装置上的第一电动转臂和第二电动转臂的转动角度，并发送至校正装置上的机电控制器；步骤E：机电控制器根据转动角度，对校正装置的发射源位...

【专利技术属性】
技术研发人员：许承聪，邓晓，
申请(专利权)人：瑞石心禾河北医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：