本發(fā)明涉及醫(yī)學成像技術領域，特別是涉及用于醫(yī)學成像設備的放射源控制裝置及方法。

背景技術：

隨著科學技術的進步，醫(yī)學成像技術取得了長足的發(fā)展，成像模式越來越多，例如X射線成像(X-Ray Photography)、磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，簡稱MRI)、計算機斷層成像(Computed Tomography，簡稱CT)、正電子發(fā)射斷層成像(Positron Emission Tomography，簡稱PET)等，廣泛應用于醫(yī)學檢查和診斷領域。

無論在醫(yī)學成像設備使用前還是使用中，都需要使用放射源對系統(tǒng)進行各種質量檢測、校準與校正。以PET設備為例，需要使用放射源對PET設備進行探測器性能校正、歸一化校正、散射校正、死時間校正等，以確保系統(tǒng)性能。

現(xiàn)有的放射源控制裝置均為外置結構。為滿足放射源在各種應用場景中的控制運動要求，往往需要有多個維度的運動結構設計，總體要有多個電機支持，導致整體結構復雜，操作不便。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有的用于醫(yī)學成像設備的放射源控制裝置存在的結構復雜、操作不變的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種用于醫(yī)學成像設備的放射源控制裝置，所述醫(yī)學成像設備包括設有掃描孔的機架和掃描床，所述掃描床包括可沿前后方向和/或上下方向驅動掃描床運動的掃描床驅動機構，所述放射源控制裝置包括放射源承載件及平移機構，所述平移機構可在掃描床驅動機構的作用下在掃描孔中運動，所述放射源承載件設置在所述平移機構上，且所述平移機構可帶動所述放射源承載件在掃描孔中沿左右方向移動。

在本發(fā)明的一種實施方式中，還包括主控計算機，所述放射源控制裝置和/或所述掃描床驅動機構與所述主控計算機通訊，用于響應主控計算機發(fā)出的運動指令，帶動所述放射源承載件移動。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述平移結構包括：支撐板；分設于所述支撐板兩端的第一轉動輪和第二轉動輪；套設在所述第一轉動輪、第二轉動輪上的傳送帶，所述傳送帶沿與所述掃描孔的軸向垂直的方向延伸，所述放射源承載件與所述傳送帶連接；所述第一轉動輪和/或第二轉動輪與驅動器連接。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述平移機構包括：支撐板；設置在所述支撐板上的絲桿，所述絲桿沿與所述掃描孔的軸向垂直的方向延伸；所述放射源承載件安裝在支撐座上，所述支撐座套在所述絲桿上；所述絲桿的末端連接至驅動器。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述平移機構還包括導向結構，所述放射源承載件與所述導向結構連接，并沿所述導向結構移動。

本發(fā)明還提供了一種用于醫(yī)學成像設備的放射源控制方法，所述醫(yī)學成像設備包括設有掃描孔的機架和掃描床，所述方法包括以下步驟：將放射源安裝在放射源控制裝置上；將所述放射源控制裝置安裝在掃描床上，使所述放射源伸入到所述掃描孔內(nèi)；通過所述放射源控制裝置及掃描床控制所述放射源在所述掃描孔內(nèi)運動。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述放射源控制裝置可帶動所述放射源在掃描孔內(nèi)沿左右方向運動。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述掃描床可帶動所述放射源在掃描孔內(nèi)沿前后方向和/或上下方向運動。

在本發(fā)明的一種實施方式中，通過所述放射源控制裝置及掃描床控制所述放射源在所述掃描孔內(nèi)勻速或非勻速運動。

在本發(fā)明的一種實施方式中，通過所述放射源控制裝置及掃描床控制所述放射源在所述掃描孔內(nèi)沿圓周方向運動。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的用于醫(yī)學成像設備的放射源控制裝置，結合醫(yī)學成像設備中已有的掃描床結構，僅需添加一個維度的運動機構，即可實現(xiàn)放射源在多個維度的運動，滿足醫(yī)學成像設備在各種應用場景中對放射源的控制運動要求。本發(fā)明結構簡單、操作方便，應用范圍廣。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實施例中的醫(yī)學成像設備及用于該醫(yī)學成像設備的放射源控制裝置的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明一實施例中的用于醫(yī)學成像設備的放射源控制方法；

圖3是本發(fā)明一實施例中的放射源控制裝置的結構示意圖；

圖4是本發(fā)明一實施例中的放射源控制裝置的結構示意圖；

圖5是本發(fā)明一實施例中的放射源控制裝置的結構示意圖；

圖6是本發(fā)明一實施例中放射源進行圓周運動的示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1是本發(fā)明一實施例中的醫(yī)學成像設備及用于該醫(yī)學成像設備的放射源控制裝置的結構示意圖。請參考圖1，本發(fā)明提供了一種用于醫(yī)學成像設備的放射源控制裝置4，該醫(yī)學成像設備包括設有掃描孔2的機架1和掃描床5，掃描床5包括可沿前后方向和/或上下方向驅動掃描床5運動的掃描床驅動機構。放射源控制裝置4包括放射源承載件和平移機構，平移機構可在掃描床驅動機構的作用下在掃描孔2中運動。放射源承載件設置在平移機構上，且平移機構可帶動放射源承載件在掃描孔中沿左右方向移動。

圖2是本發(fā)明一實施例中的用于醫(yī)學成像設備的放射源控制方法。請參考圖2，在步驟S201,放射源3可通過放射源承載件安裝在放射源控制裝置4上。在步驟S202,將放射源控制裝置4安裝在掃描床5上，使放射源3伸入到掃描孔2內(nèi)。在步驟S203,通過放射源控制裝置4及掃描床5控制放射源3在掃描孔2內(nèi)運動。在一些實施例中，放射源控制裝置2包括平移機構，該平移機構可帶動放射源3在掃描孔2內(nèi)沿左右方向運動。在一些實施例中，掃描床5包括可沿前后方向和/或上下方向驅動掃描床運動的掃描床驅動機構，平移機構可在該掃描床驅動機構的作用下在掃描孔中運動沿前后方向和/或上下方向運動。在另一些實施例中，可通過放射源控制裝置4及掃描床5控制放射源3在掃描孔2內(nèi)沿圓周方向運動。

圖3所示為本發(fā)明一實施例中的放射源控制裝置的結構示意圖。請參考圖3，放射源控制裝置4包括放射源承載件208及平移機構。該平移機構包括：支撐板201；分設于支撐板201兩端的第一轉動輪202和第二轉動輪203；套設在第一轉動輪202和第二轉動輪203上的傳送帶204；傳送帶204沿左右方向(即與掃描孔2的軸向垂直的方向)延伸，放射源3通過放射源承載件208與傳送帶204連接；第一轉動輪202和/或第二轉動輪203與驅動器205連接。啟動驅動器205，第一轉動輪202和第二轉動輪203帶動傳送帶204沿左右方向移動，放射源3隨傳送帶204沿該方向進行往返運動。在一個實施例中，第一轉動輪202和第二轉動輪203可以通過支撐架安裝在支撐板201上，傳送帶204同第一轉動輪202和第二轉動輪203可以通過齒輪方式傳動。在另一個實施例中，平移機構可以包括導向結構，放射源3通過放射源承載件208(例如，連接板)與導向結構連接，并沿導向結構移動。一種具體的實現(xiàn)方式為，該導向結構可以為設置在支撐板201上的導軌206，導軌206可以設置在傳送帶204的一側，并左右方向延伸。導軌206上設置有滑塊207，放射源3安裝在連接板208上，連接板208的一端與滑塊207連接，另一端與傳送帶204連接，放射源3隨傳送帶204的移動，沿導軌206移動。

圖4所示為本發(fā)明另一實施例中的放射源控制裝置4的結構示意圖。請參考圖4，放射源控制裝置4包括放射源承載件307(例如，連接板)及平移機構，該平移機構包括：支撐板301；設置在支撐板301上的絲桿302，絲桿302沿左右方向(即與掃描孔2的軸向垂直的方向)延伸；放射源3通過放射源承載件307安裝在支撐座303上，支撐座303套在絲桿302上；絲桿302的末端連接至驅動器304。啟動驅動器304，絲桿302帶動支撐座303和放射源3沿左右方向進行往返運動。在一個實施例中，絲桿302可以通過支撐架安裝在支撐板301上。在另一個實施例中，平移機構可以包括導向結構，放射源3通過放射源承載件307與導向結構連接，并沿導向結構移動。一種具體的實現(xiàn)方式為，該導向結構可以為設置在支撐板301上的導軌305。導軌305可以設置在絲桿302的一側，并沿左右方向延伸。導軌305上設置有滑塊306，放射源3安裝在連接板307上，連接板307的一端與滑塊306連接，另一端與支撐座303連接，放射源3隨絲桿302的轉動，沿導軌305移動。在另一種具體實施方式中，導軌305可以設置在絲桿302的下方，支撐座303安裝在導軌305上，在支撐座303的朝向導軌305的面上設置凹槽，使支撐座303可以沿導軌305滑動，相當于上述的滑塊306。

在驅動器的作用下，平移機構可帶動放射源3在掃描孔中沿左右方向移動，移動速度可以是勻速的，也可以是非勻速的，可以是在一定時間內(nèi)的持續(xù)移動，也可以是在間隔時間內(nèi)移動。本發(fā)明對平移機構帶動放射源3在掃描孔2中沿左右方向移動的方式不作限制。

放射源3可以為點源、線源、棒源等中的任意一種，如圖3和圖4所示，放射源3為棒源。如圖5所示，放射源3為點源，點源3設置在連接板307的端部。在本發(fā)明一實施例中，位于連接板307上的放射源3的延伸方向與平移機構的延伸方向之間的夾角可以為大于零度的任意角度，例如10度、20度、30度、90度等。在另一實施例中，放射源3與連接板307之間可以為可拆卸式連接，以便于安裝或更換放射源。在其他實施例中，放射源3(例如棒源)或連接板307與一旋轉機構連接，當需要使用放射源進行掃描時，通過該旋轉機構使放射源的延伸方向與平移機構的延伸方向之間的夾角大于零，當不需要使用放射源時，旋轉放射源，使放射源的延伸方向與平移機構的延伸方向相同，以便于將放射源和平移機構收容于屏蔽罩內(nèi)，方便儲存。

采用上述放射源控制裝置可以實現(xiàn)放射源3的水平方向的運動控制。首先，將放射源控制裝置4放置在掃描床5上。優(yōu)選為，將放射源控制裝置放置在掃描床5靠近機架的頂面上，例如，可以將支撐板直接插入到掃描床5的頭托插口內(nèi)進行固定，安裝方便快捷。通過調(diào)整掃描床5的位置，使安裝在放射源控制裝置4上的放射源3伸入到掃描孔2內(nèi)。啟動驅動器，放射源控制裝置4帶動放射源3在掃描孔中沿左右方向(即與掃描孔2的軸向垂直的方向)移動。也可以調(diào)整放射源3在與掃描孔2的軸向垂直的方向的位置以實現(xiàn)對放射源精確定位的要求，也可以通過調(diào)整驅動器以實現(xiàn)對放射源運動軌跡的要求。例如，在PET分辨率試驗中，利用上述放射源控制裝置4可以將放射源定位在不同徑向位置上，實現(xiàn)對放射源的精確定位要求。另外，在放射源控制裝置4的帶動下，沿左右方向移動的棒源還可以有效地模擬平面源。

在本發(fā)明一實施例中，掃描床5可以包括可沿前后方向和/或上下方向驅動掃描床運動的掃描床驅動機構。平移機構可在掃描床驅動機構的作用下在掃描孔中移動，移動速度可以是勻速的，也可以是非勻速的，可以是在一定時間內(nèi)的持續(xù)移動，也可以是在間隔時間內(nèi)移動。本發(fā)明對平移機構可在掃描床驅動機構的作用下在掃描孔中移動的方式不作限制。

放射源控制裝置4可以帶動放射源3沿左右方向移動，掃描床5可以帶動放射源控制裝置4沿前后方向和/或上下方向移動。通過放射源控制裝置4及掃描床5可以控制放射源3在掃描孔內(nèi)的任意運動要求，例如，放射源可在掃描孔內(nèi)沿前后方向和/或上下方向運動，或放射源在某一平面上沿圓周方向移動，或放射源在掃描孔內(nèi)沿任意規(guī)則或不規(guī)則軌跡移動等。下面以放射源3沿圓周方向移動為例進行說明。

請參考圖6，放射源3在X-Y平面上進行繞Z軸的圓周運動，滿足公式(1)的條件時，即可滿足放射源進行勻速圓周運動的要求。

v_x＝v·sinθ＝rwsin(wt)

v_y＝v·cosθ＝rwcos(wt)

v＝rw

θ＝wt (1)

其中，v為放射源3勻速圓周運動的速度，w為放射源3勻速圓周運動的角速度,θ為放射源3與掃描孔2的軸向的夾角，v_x為放射源3在水平方向的運動速度，通過平移機構4帶動放射源3移動獲取，v_y為放射源3在豎直方向的運動速度，通過掃描床5內(nèi)的豎直升降機構帶動放射源3移動獲取。

掃描床5和放射源控制裝置4的運動可以是勻速的或非勻速的，因此對于速度控制有相應的精度要求，最終放射源3的運動軌跡為圓形。類似的，控制運動速度和方向還可模擬水平的平面源以及垂直方向的平面源，包括點源的運動控制等。

為更好的實現(xiàn)對掃描床5內(nèi)的掃描床驅動機構和/或放射源控制裝置4的運動控制，以及兩者的運動配合，放射源控制裝置4和/或掃描床驅動機構與主控計算機連接，并進行通訊，用于響應主控計算機發(fā)出的運動指令，帶動放射源3移動。一種具體的實現(xiàn)方式是，可以通過主控計算機設定放射源3的各種運動軌跡，放射源控制裝置4和/或掃描床驅動機構機構響應主控計算機的指令，帶動所述放射源移動。

本發(fā)明中，結合醫(yī)學成像設備中已有的掃描床結構，僅需添加一個維度的運動機構，即可實現(xiàn)放射源在多個維度的運動，滿足醫(yī)學成像設備在各種應用場景中對放射源的控制運動要求。本發(fā)明結構簡單、操作方便，應用范圍廣。

雖然本發(fā)明已參照當前的具體實施例來描述，但是本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，在沒有脫離本發(fā)明精神的情況下還可進行各種等效的變化或替換，因此，只要在本發(fā)明的實質精神范圍內(nèi)對上述實施例的變化、變型都將落在本申請的權利要求書的范圍內(nèi)。