小动物CT设备及控制方法技术

本发明专利技术公开了小动物CT设备及控制方法，其中包括小动物CT设备，包括转盘和控制系统，以及用于放置小动物的检测台，还包括驱动所述转盘转动的驱动装置，所述转盘中心可拆卸连接有滑环，所述转盘上设置有多组扫描装置，所述扫描装置围绕所述检测台设置，所述扫描装置通过滑环与控制系统进行数据传输，所述扫描装置包括分设在转盘中心相对两侧的用于发射X射线的球管和用于采集投影图像的探测器。本发明专利技术还公开了小动物CT设备的控制方法，采用前述小动物CT设备对小动物进行CT扫描。CT设备对小动物进行CT扫描。CT设备对小动物进行CT扫描。

【技术实现步骤摘要】
小动物CT设备及控制方法


[0001]本专利技术涉及医疗影像设备领域，特别涉及小动物CT设备及控制方法。

技术介绍

[0002]小动物CT又称微型CT，是利用X射线断层成像技术获得小动物等体型较小的对象的内部结构，为临床诊断提供重要的研究证据。
[0003]与临床CT普遍采用的扇形X线束不同，小动物CT通常采用锥形X线束，锥形X线束辐射剂量小，通过一次扫描即可获得全身的CT图像，高分辨的平板探测器可重建高分辨的CT图像；由于小动物的心跳和呼吸运动大约是人体的7到10倍，理想的小动物CT最重要的性质就是快速的扫描速度，减少CT图像中呼吸和心跳运动造成的伪影。
[0004]现有的小动物CT如公开号为CN113456101A的中国专利公开的一种便于使用的动物检测用CT机，包括CT机架和导轨底座，还包括：位于CT机架上的旋转框架，所述旋转框架上设置有用于扫描检测的探测件；以及用于带动旋转框架和探测件匀速旋转的驱动组件；以及位于CT机架上的移动框架，所述旋转框架安装在移动框架上；位于导轨底座上的地轨直线导轨副，所述移动框架用于沿着地轨直线导轨副做直线运动；以及位于导轨底座上的CT床，所述CT床包括用于固定被扫描物的绑带；以及用于带动CT床升降的升降立柱，所述升降立柱的开启或关闭用于控制CT床的升降或静止；所述驱动组件包括第一电机、皮带驱动轮和皮带从动轮，所述皮带从动轮与所述旋转框架连接，所述第一电机通过驱动轴连接皮带驱动轮，所述皮带驱动轮通过同步带连接皮带从动轮，皮带从动轮安装在旋转框架上；所述探测件包括球管和探测器，所述球管和探测器安装在旋转框架上，且球管和探测器关于旋转框架的中心相互对应，移动框架移动时，所述CT床上的动物相对于旋转框架的中心位置静止；所述移动框架上设置有主动轮、第二电机和被动辅助轮，所述主动轮和被动辅助轮均安装在移动框架底部，且主动轮和被动辅助轮位于地轨直线导轨副上，所述第二电机通过电机轴带动主动轮和被动辅助轮旋转，进而带动CT机架在地轨直线导轨副上直线移动。
[0005]上述专利公开的CT机仅采用一对球管和探测器，360
°
投影图像的扫描速度大约在30秒至60秒左右，扫描速度不够快，想要提高扫描速度只能提高转速，而转速的提高对CT机的机械结构提出了更高要求，会提高CT机的成本。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了小动物CT设备及控制方法。
[0007]小动物CT设备，包括转盘和控制系统，以及用于放置小动物的检测台，还包括驱动所述转盘转动的驱动装置，所述转盘中心可拆卸连接有滑环，所述转盘上设置有多组对小动物进行检测的扫描装置，所述扫描装置围绕所述检测台设置，所述扫描装置通过滑环与控制系统进行数据传输，所述扫描装置包括分设在转盘中心相对两侧的用于发射X射线的球管和用于采集投影图像的探测器。
[0008]具体的，设置多对检测机构，相较于仅设置一对检测机构的CT设备，相同转速下转
盘转动一圈本申请提供的小动物CT设备的扫描效率可成倍提高，且CT设备保持常规的机械强度即可，不会大福提高CT设备的成本。
[0009]优选的，所述转盘上设有三组扫描装置，且相邻的球管之间的夹角为120
°
、相邻的探测器之间的夹角为120
°
，球管与探测器相对。
[0010]优选的，所述转盘上还设有用于显示转盘转动角度的角度传感器。
[0011]优选的，将扫描装置固定在转盘上时，所述球管与转盘中心和探测器之间的距离通过如下步骤确定：
[0012]S1确定放大比r，根据已知的检测所需达到的空间分辨率res、球管的焦点尺寸fs、探测器像元的尺寸fp，确定球管发出的X射线的射线源到探测器的距离SID和球管发出的X射线的射线源到转盘中心的距离SAD之间比例r，
[0013][0014]S2确定SID和SAD，根据所选的转盘的半径R，选择匹配的探测器的型号，在安装探测器时，探测器距离转盘的边缘的距离a，而探测器的厚度b已知，则转盘中心到探测器的距离ADD＝R
‑
a
‑
b为已知值，而SAD＝SID
‑
ADD，即：
[0015][0016]联立式(1)式(2)即可获得SID和SAD。
[0017]优选的，探测器距离转盘的边缘的距离a取值为5～10mm。
[0018]优选的，通过控制机械加工精度，使各组扫描装置中球管与探测器的中心至转盘平面的距离均相等。
[0019]小动物CT设备的控制方法，采用如上任一项所述的小动物CT设备，所述控制方法包括如下步骤：
[0020]步骤1、将待检测的小动物固定在检测台上，并打开角度传感器；
[0021]步骤2、控制系统的单片机向驱动装置和各球管发送第一脉冲信号，接收到第一脉冲信号的驱动装置带动转盘开始旋转，接收到第一脉冲信号的各球管同时开启，且各球管开启后向单片机发送反馈信号；
[0022]步骤3、接受到反馈信号的单片机随即向各探测器和设于转盘上的角度传感器发送第二脉冲信号，接受到第二脉冲信号的各探测器同步采集投影图像，接受到第二脉冲信号的角度传感器将探测器采集的投影图像所对应的转盘转动的角度值反馈给单片机；
[0023]步骤4、重复步骤3直至采集到指定数量的投影图像后，设备停止。
[0024]优选的，所述步骤4中所述的投影图像的指定数量f
ps
，根据如下表达式确定：
[0025][0026]其中，t
s
为转盘旋转一圈所需的时间，f2为第二脉冲信号的频率，相邻的探测器与探测器之间均存在夹角，各夹角中最大的夹角即为θ
max
。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益之处在于：
[0028]在转盘上设置多对扫描装置，并依据检测所需达到的空间分辨率、球管的焦点尺寸、探测器的像元尺寸、转盘的半径确定球管和探测器在转盘上的位置，再对探测器的中心
距离转盘面之间的距离进行校正、对相邻的探测器和探测器之间的夹角进行校正、对相邻的球管与球管之间的夹角进行校正，使得本专利技术提供的小动物CT设备在不大幅增加成本的情况下能够显著提高对小动物的扫描的效率。
附图说明
[0029]图1为本专利技术提供的小动物CT设备(不包括检测台)的立体示意图；
[0030]图2为本专利技术提供的小动物CT设备(不包括检测台)另一方向的立体示意图；
[0031]图3为本专利技术提供的小动物CT设备的转盘的平面示意图；
[0032]图4为本专利技术提供的小动物CT设备的球管、转盘中心、探测器之间的位置关系图；
[0033]图5为本专利技术提供的小动物CT设备的控制方法的模块图。
具体实施方式
[0034]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行进一步说明。
[0035]如图1、2所示，小动物CT设备，包括转盘10和控制系统，以及用于放置小动物的检测台，还本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小动物CT设备，包括转盘和控制系统，以及用于放置小动物的检测台，其特征在于，还包括驱动所述转盘转动的驱动装置，所述转盘中心可拆卸连接有滑环，所述转盘上设置有多组对小动物进行检测的扫描装置，所述扫描装置围绕所述检测台设置，所述扫描装置通过滑环与控制系统进行数据传输，所述扫描装置包括分设在转盘中心相对两侧的用于发射X射线的球管和用于采集投影图像的探测器。2.根据权利要求1所述的小动物CT设备，其特征在于，所述转盘上设有三组扫描装置，且相邻的球管之间的夹角为120
°
、相邻的探测器之间的夹角为120
°
。3.根据权利要求1所述的小动物CT设备，其特征在于，所述转盘上还设有用于显示转盘转动角度的角度传感器。4.根据权利要求1所述的小动物CT设备，其特征在于，将扫描装置固定在转盘上时，所述球管与转盘中心和探测器之间的距离通过如下步骤确定：S1确定放大比r，根据已知的检测所需达到的空间分辨率res、球管的焦点尺寸fs、探测器像元的尺寸fp，确定球管发出的X射线的射线源到探测器的距离SID和球管发出的X射线的射线源到转盘中心的距离SAD之间比例r，S2确定SID和SAD，根据所选的转盘的半径R，选择匹配的探测器的型号，在安装探测器时，探测器距离转盘的边缘的距离a，而探测器的厚度b已知，则转盘中心到探测器的距离ADD＝R
‑
a
‑
b为已知值，而SAD＝SID
‑
A...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛田野，金鹏，罗辰，葛昕，江萍，
申请(专利权)人：深圳湾实验室，
类型：发明
国别省市：