專利名稱：放射影像設(shè)備及其床下位自動定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種放射影像設(shè)備，尤其涉及該放射影像設(shè)備及其床下位自動定位方法。
背景技術(shù)：
在醫(yī)療領(lǐng)域中，有些情況下，患者需要躺在床上拍攝X光圖片。因此，新型放射影像(DR)設(shè)備既能適用于患者站立情況下的操作，又能適用于患者躺在床上情況下的操作， 其通過U型臂的升降和旋轉(zhuǎn)使平板上下左右移動并定位。因此，在放射影像(DR)設(shè)備中， 自動定位是非常實用和重要的功能，評價其效果的參數(shù)包括定位位置的多樣性、到位精度、 到位時間以及防碰撞處理等，其中防碰撞處理是醫(yī)用產(chǎn)品特殊重要的要求，是產(chǎn)品的賣點亮點，也是技術(shù)難點。對于U型臂的DR設(shè)備，其運動全部采用電動方式，通常包括U臂旋轉(zhuǎn)、U臂升降、 SID (像源距，即球管焦點到成像板的距離)調(diào)節(jié)和探測器旋轉(zhuǎn)四個自由度，具有一鍵到位功能，包括胸片位一鍵到位、床下位一鍵到位和其它任意位置的一鍵到位。在床下位一鍵到位處理中，需要控制平板從一個床下位移動到另一個床下位，由于床的存在以及位置的不確定性，造成床下位的一鍵到位存在碰床的問題。目前在U型臂DR設(shè)備的實際使用中，對床下位定位主要有以下兩種方式1.人工按鍵控制調(diào)節(jié)，不需要把床移走，醫(yī)生通過遙控器或面板按鍵控制U臂及平板的高度和旋轉(zhuǎn)角度，目測到達目標位置。這種方式，完全靠人工操作，每次調(diào)節(jié)的工作量大。2.使用機器的一鍵到位功能，但要事先把床移走，以免在運動過程中碰床。雖然是一鍵操作，但要求醫(yī)生將病床移走，既降低了醫(yī)生工作效率，又有可能要求行動不便的病人多次上下床，造成不變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是，提供一種放射影像設(shè)備及其床下位自動定位方法，使用戶在使用床下位一鍵到位功能時，既不需要移動床，又能盡量避免放射影像設(shè)備在運動過程中碰床。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種放射影像設(shè)備床下位自動定位方法，包括啟動步驟，接收床下位一鍵到位功能的啟動指令；運行步驟，控制放射影像設(shè)備從起始床下位運行到目標床下位，在運行過程中控制放射影像設(shè)備不碰床。在一種實施例中，所述運行步驟包括在運行過程中控制因放射影像設(shè)備的U臂上升而導(dǎo)致的放射影像設(shè)備探測器組件上升的距離不大于因U臂旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的探測器組件下降的距離。在一種實施例中，所述運行步驟具體包括在運行過程中先控制除U臂上下位移之外的其它各自由度運行到目標位置，然后再控制U臂向上或向下移動并運行到目標位置。在一種實施例中，所述運行步驟具體包括判斷是否滿足床下位運動；如果是，則控制其它各自由度向各自目標位置運行，在運行過程中檢測U臂是否上升；當檢測到U臂上升時則控制U臂停止上升，直到其它各自由度運行到目標位置或者探測器組件的高度小于臨界高度時，解除U臂上升的限制。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種放射影像設(shè)備，包括立柱、U臂、X射線管、X射線管機架和探測器組件，所述X射線管可移動地固定在X射線管機架上，所述U臂的一端與X射線管機架的一端可旋轉(zhuǎn)地固定在立柱上，所述探測器組件可旋轉(zhuǎn)地固定在U臂的另一端，其特征在于還包括控制鍵和床下位一鍵到位控制裝置，所述控制鍵通過被操作發(fā)出床下位一鍵到位啟動指令，所述床下位一鍵到位控制裝置接收床下位一鍵到位啟動指令， 控制放射影像設(shè)備從起始床下位運行到目標床下位，在運行過程中控制放射影像設(shè)備不碰床。根據(jù)本發(fā)明的放射影像設(shè)備可在啟動床下位一鍵到位功能后，在從一個床下位移動到下一個床下位的過程中不碰床。


圖1為本發(fā)明一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一種實施例的流程圖。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。請參考圖1，在一種實施例中，放射影像設(shè)備包括立柱1、X射線管機架2、U臂3、X 射線管5和探測器組件4。所述X射線管2固定在X射線管機架上，可沿箭頭所示方向沿X 射線管機架移動，調(diào)節(jié)球管焦點到成像板的距離。所述探測器組件4的一面為平板，用作成像板，探測器組件4可旋轉(zhuǎn)地固定在U臂的一端，通過探測器組件的旋轉(zhuǎn)可調(diào)節(jié)探測器組件的角度。所述U臂3的另一端與X射線管機架2的一端固定在一起，并一起固定在立柱1 上，一方面可沿立柱1上下移動，主要調(diào)節(jié)探測器組件4在豎直方向上的位置，另一方面可以固定在立柱1上的點為圓心旋轉(zhuǎn)，主要調(diào)節(jié)探測器組件4在水平方向上的位置并同時影響調(diào)節(jié)探測器組件4在豎直方向上的位置變化，例如U臂3和X射線管機架2逆時針旋轉(zhuǎn)時，探測器組件4的位置降低，順時針旋轉(zhuǎn)時，探測器組件4的位置升高。放射影像設(shè)備在拍攝X線圖片時，有站立位和床下位，當患者需要躺在床上拍片時，需要采用床下位來拍攝，即放射影像設(shè)備通過調(diào)節(jié)各部件的運動，將探測器組件4送到床下患者需要拍片的部位下方。放射影像設(shè)備調(diào)節(jié)各部件的運動通常包括U臂旋轉(zhuǎn)、U臂升降、SID調(diào)節(jié)和探測器旋轉(zhuǎn)四個自由度。當拍完一個部位需要拍另一個部位時，放射影像設(shè)備需要將從探測器組件4從一個床下位送到另一個床下位。此種情況下，從床下位的起始位置到目標位置，在位置參數(shù)上，通常它們擁有相同的平板高度和SID值，但U臂角度和平板角度不相同。因此，為了防止在床下位定位的運行過程中碰床，在本發(fā)明的一種實施例中，放射影像設(shè)備還包括控制鍵和床下位一鍵到位控制裝置(圖中未示出)，所述控制鍵通過被操作發(fā)出床下位一鍵到位啟動指令，所述床下位一鍵到位控制裝置接收床下位一鍵到位啟動指令，控制放射影像設(shè)備從起始床下位運行到目標床下位，在運行過程中控制放射影像設(shè)備不碰床。在一種實施例中，床下位一鍵到位控制裝置包括判斷單元、U臂上升控制單元和運行單元，其中，判斷單元用于在接收到床下位一鍵到位啟動指令后判斷放射影像設(shè)備當前的狀態(tài)是否滿足床下位運動，U臂上升控制單元則用于在判斷滿足床下位運動時，在運行過程中檢測U臂是否上升，當檢測到U臂上升時則控制U臂停止上升，直到其它各自由度運行到目標位置或者探測器組件的高度小于臨界高度。運行單元用于控制各自由度向各自目標位置運行?；谏鲜龇派溆跋裨O(shè)備的床下位自動定位方法為當用戶啟動床下位一鍵到位功能控制鍵后，床下位一鍵到位控制裝置接收床下位一鍵到位功能的啟動指令，然后控制放射影像設(shè)備從起始床下位運行到目標床下位，在運行過程中控制放射影像設(shè)備不碰床。為達到在床下位自動定位運行過程中放射影像設(shè)備不碰床的目的，可以通過多種方式控制放射影像設(shè)備各自由度的運行。在一種實施例中，在床下位一鍵到位運行過程中控制因放射影像設(shè)備的U臂上升而導(dǎo)致的放射影像設(shè)備探測器組件上升的距離不大于因U臂旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的探測器組件下降的距離，這樣使得探測器組件的高度不會始終不會超過其在床下位的起始位置的高度， 而最終使探測器組件在床下位的起始位置的高度和目標位置的高度相同。因此可保證在床下位自動定位運行過程中放射影像設(shè)備不會碰床。一種具體實例中，在運行過程中先控制除U臂上下位移之外的其它各自由度運行到目標位置，然后再控制U臂向上或向下移動并運行到目標位置，其一種具體的流程圖如圖2所示，包括以下步驟步驟Si，當用戶啟動床下位一鍵到位功能控制鍵后，床下位一鍵到位控制裝置接收床下位一鍵到位功能的啟動指令，然后執(zhí)行步驟S2。步驟S2，床下位運動的判斷，判斷條件是起始位置和目標位置的平板高度都小于病床高度，這個時候有理由確信病床的存在，在運動過程中需要考慮避免碰床。如果放射影像設(shè)備處于床下位運動狀態(tài)，則執(zhí)行步驟S3，否則執(zhí)行步驟S5。步驟S3，開始檢測U臂是否上升，如果在床下位運動過程中檢測到U臂上升，則執(zhí)行步驟S4,否則執(zhí)行步驟S5，控制各自由度向各自的目標位置運動。步驟S4, U臂的運動控制包括U臂高度運動的限制時機和解除時機。改變平板高度引起碰撞的唯一原因是U臂上升導(dǎo)致平板抬升，所以在床下位運動中需要檢測U臂上升運動，當檢測到U臂上升時，則限制其上升。測試表明，停止U臂上升運動是最好的方式， 采用低速上升也達不到限制平板過快上升的目的。對于解除U臂上升運動限制的條件有兩個，只要符合一個條件則解除U臂上升運動限制。其一是除U臂上下位移之外的其它各自由度已運行到目標位置時，則解除U臂上升的限制。其二是設(shè)定了一個臨界高度，當探測器組件的實際高度小于臨界高度時，則解除U臂上升的限制。由于U臂上升被限制，所以探測器組件高度是一直下降的，這會造成探測器組件和較低障礙物發(fā)生碰撞以及到位時間過
6長的問題，所以限定探測器組件最低高度為低于床下位一定距離(例如15cm)的位置，此時會解除U臂抬升限制，由于探測器組件上升有一定距離的緩沖區(qū)域，所以不會再發(fā)生碰床現(xiàn)象。當解除U臂上升的限制后，則執(zhí)行步驟S5，控制U臂上升，如果除U臂上下位移之外的其它各自由度已運行到目標位置，則控制U臂上升直到使探測器組件達到預(yù)定高度。 如果除U臂上下位移之外的其它各自由度還未運行到目標位置，則當探測器組件的實際高度大于臨界高度時，重又停止U臂上升，而其它各自由度向各自的目標位置運行，直到運行到目標位置，此時，因滿足解除U臂上升運動的條件一，所以U臂上升，直到使探測器組件達到目標位置。步驟6，當各自由度都達到目標位置后，床下位一鍵到位結(jié)束。一般的處理過程是，開始運動之后，四個自由度都向著自己的目標位置運動，由于探測器組件的平板高度要保持不變，所以必然U臂旋轉(zhuǎn)和U臂上升同時進行，而U臂升降相對于U臂旋轉(zhuǎn)對平板高度的影響更大更迅速，所以非常容易造成探測器組件的平板高度過高，和床發(fā)生碰撞，造成運動停止。本實施例在床下位一鍵到位運動中，自適應(yīng)的判斷是否考慮床的因素，在確定床的存在之后根據(jù)預(yù)設(shè)的床下位高度限制平板高度的變化，使其在運動過程中不會達到或超過床高，即避免平板碰床。同時其它自由度采用全動處理，運動基本不受影響，以保持最快的到位速度。實現(xiàn)之后，醫(yī)生在進行床下位拍攝后，不需要移動病床，可直接使用一鍵到位功能運行到下個床下位進行繼續(xù)拍攝，操作簡便且沒有碰床危險。另一種具體實例中，四個自由度逐個方向到位，最終達到目標位置。例如可以首先控制U臂旋轉(zhuǎn)到目標位置，然后控制U臂升降到目標位置，最后是探測器組件旋轉(zhuǎn)到目標位置和X射線管運動到目標位置。這種方式，也可以使U臂上升而導(dǎo)致的探測器組件上升的距離不大于因U臂旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的探測器組件下降的總距離，所以也可以避免探測器組件碰床。在另一種實施例中，優(yōu)化電機運動曲線，提高加速和剎車響應(yīng)性能，做到準確的到位控制。如果能夠準確控制U臂上升對平板高度的影響，使其小于U臂旋轉(zhuǎn)對其影響，則也能避免碰床到位。例如，記錄探測器組件在起始床下位的高度，在運行過程中檢測探測器組件的高度變化，當探測器組件的高度高于其在起始床下位的高度時，控制U臂的下降并使探測器組件的高度低于其在起始床下位的高度。在另一種實施例中，將起始床下位到目標床下位位置的路徑切分成若干段，對每一段進行運動控制以使放射影像設(shè)備在每一段中都不碰床。由于切分后相鄰路徑間位置信息差異不大，每個階段主要包括一個到兩個自由度的運動，在另一種實施例中，增加配置頁，界面選擇項或者增加傳感器，提示用戶輸入或自動檢測床的存在信息，在運動中將床的幾何模型作為機械障礙物考慮(和地板，天花板類似的邊界物)，進行幾何建模和路徑規(guī)劃，可以規(guī)避碰到所有障礙物。例如，首先獲取包括床在內(nèi)的障礙物的存在信息，然后對障礙物進行幾何建模，規(guī)劃放射影像設(shè)備不碰撞障礙物的運行路徑，控制放射影像設(shè)備各自由度按照規(guī)劃的運行路徑運動。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種放射影像設(shè)備床下位自動定位方法，其特征在于包括啟動步驟，接收床下位一鍵到位功能的啟動指令；運行步驟，控制放射影像設(shè)備從起始床下位運行到目標床下位，在運行過程中控制放射影像設(shè)備不碰床。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述運行步驟包括在運行過程中控制因放射影像設(shè)備的U臂上升而導(dǎo)致的放射影像設(shè)備探測器組件上升的距離不大于因U臂旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的探測器組件下降的距離。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述運行步驟具體包括在運行過程中先控制除U臂上下位移之外的其它各自由度運行到目標位置，然后再控制U臂向上或向下移動并運行到目標位置。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述運行步驟具體包括判斷是否滿足床下位運動；如果是，則控制其它各自由度向各自目標位置運行，在運行過程中檢測U臂是否上升；當檢測到U臂上升時則控制U臂停止上升，直到其它各自由度運行到目標位置或者探測器組件的高度小于臨界高度時，解除U臂上升的限制。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述運行步驟具體包括首先控制探測器組件旋轉(zhuǎn)到目標位置，然后控制U臂升降到目標位置，最后是探測器組件旋轉(zhuǎn)到目標位置和X射線管運動到目標位置。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述運行步驟具體包括記錄探測器組件在起始床下位的高度；在運行過程中檢測探測器組件的高度變化，當探測器組件的高度高于其在起始床下位的高度時，控制U臂的下降并使探測器組件的高度低于其在起始床下位的高度。
7.一種放射影像設(shè)備，包括立柱、U臂、X射線管、X射線管機架和探測器組件，所述X射線管可移動地固定在X射線管機架上，所述U臂的一端與X射線管機架的一端可旋轉(zhuǎn)地固定在立柱上，所述探測器組件可旋轉(zhuǎn)地固定在U臂的另一端，其特征在于還包括控制鍵和床下位一鍵到位控制裝置，所述控制鍵通過被操作發(fā)出床下位一鍵到位啟動指令，所述床下位一鍵到位控制裝置接收床下位一鍵到位啟動指令，控制放射影像設(shè)備從起始床下位運行到目標床下位，在運行過程中控制放射影像設(shè)備不碰床。
8.如權(quán)利要求7所述的放射影像設(shè)備，其特征在于，所述床下位一鍵到位控制裝置在運行過程中控制因放射影像設(shè)備的U臂上升而導(dǎo)致的放射影像設(shè)備探測器組件上升的距離不大于因U臂旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的探測器組件下降的距離。
9.如權(quán)利要求8所述的放射影像設(shè)備，其特征在于，所述床下位一鍵到位控制裝置在運行過程中先控制除U臂上下位移之外的其它各自由度運行到目標位置，然后再控制U臂向上或向下移動并運行到目標位置。
10.如權(quán)利要求9所述的放射影像設(shè)備，其特征在于，所述床下位一鍵到位控制裝置包括判斷單元，用于判斷是否滿足床下位運動；U臂上升控制單元，用于在判斷滿足床下位運動時，在運行過程中檢測U臂是否上升， 當檢測到U臂上升時則控制U臂停止上升，直到其它各自由度運行到目標位置或者探測器組件的高度小于臨界高度；運行單元，用于控制各自由度向各自目標位置運行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種放射影像設(shè)備及其床下位自動定位方法，包括啟動步驟，接收床下位一鍵到位功能的啟動指令；運行步驟，控制放射影像設(shè)備從起始床下位運行到目標床下位，在運行過程中控制放射影像設(shè)備不碰床。本發(fā)明使用戶在使用床下位一鍵到位功能時，既不需要移動床，又能盡量避免放射影像設(shè)備在運動過程中碰床。
文檔編號A61B6/00GK102475549SQ20101056643
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者劉兵全, 文琪 申請人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司