[发明专利]一种新型的移动CT中扫描机架驱动系统及驱动方法

说明书

本发明公开了一种新型的移动CT中扫描机架驱动系统及驱动方法，系统包括CT控制系统、机架、图像重建单元、图像校正单元、位置测量装置和位置计算单元；方法包括CT控制系统设定机架的预期轨迹；CT控制系统向机架发送控制命令，控制移动CT的机架移动；机架移动过程中，移动CT对病人进行扫描，并将扫描数据发送给图像重建单元，位置测量装置对机架的移动过程进行检测，并将检测结果发送给位置计算单元，位置计算单元计算出机架移动后的位置，并发送给图像重建单元、图像校正单元或CT控制系统，对扫描数据或机架移动轨迹进行校正。本发明能够得到准确的重建图像，降低移动CT的成本，扫描覆盖范围扩大，成本低，并且操作简单快速。

技术领域

本发明属于医学成像技术领域，具体涉及一种新型的移动CT中扫描机架驱动系统及驱动方法。

背景技术

CT(Computed Tomography)是一种透视辐射成像的技术。一个CT系统一般包括CT扫描机架、病床、重建主机、电源等等。固定式的CT系统中，CT的扫描机架是固定在地面上的；在进行扫描时，病床通过轴向的运动，把病人需要被扫描的部位，送到CT扫描机架的扫描视野中。移动式CT系统中，病人的病床通常是不可移动的，这时就需要通过移动CT的机架来覆盖需要扫描的病人部位。

CT的扫描对位置的精度要求非常高，对于移动式CT来说，在机架运动的过程中需要保持速度精确稳定，而且移动方向不能发生偏转。受到地面光滑度平整度等因素的影响，使用滚轮来驱动机架并不能保证CT扫描要求的位置精度。因此传统的移动式CT系统在扫描时并不直接驱动机架的轮子来移动机架。在扫描时，传统的移动式CT利用机架轮子的刹车将底座固定，然后整个机架在底座的导轨上前后移动来进行扫描，如图1所示。也有的系统将机架的轮子腾空后使用履带装置支撑，然后通过履带来驱动整个机架的前后移动；这种履带驱动的方式与导轨驱动的方式类似，都是通过限制机架左右移动的自由度来达到机架做精确直线运动的目的。

现有技术中利用导轨移动CT扫描机架具有如下缺点：

(1)机架的移动距离受限制，扫描覆盖范围有限，因此很多移动式CT仅局限于头部或者四肢这些对扫描覆盖范围不大的部位，并不能进行全身CT扫描；

(2)扫描的准备时间长，因为要将机架移动到预定位置才能开始扫描；

(3)能支撑一吨左右的CT扫描机架进行高精度移动的导轨制造成本很高，因此这种设计方案会增加移动式CT的制造成本。

同样的，使用履带的方案虽然没有移动距离的限制，但是机架的上升下降需要额外的驱动硬件，也会造成制造成本的上升。

采用滚轮来确定机架会导致机架位置的精度降低，而CT扫描中对机架位置之所以有高精度的要求，是因为传统的重建算法中，并没有对机架位置的校正算法。这些传统的重建算法中均假设机架和病床的相对位置关系是严格按照扫描前设定的协议的，因此如果机架和病床的实际相对位置在任何时刻与重建算法中预设的不一致的话，在重建图像中就会造成伪影。

发明内容

发明目的：针对现有技术的移动CT扫描机架中导轨、履带或滚轮方案的不足，本发明公开了一种新型的移动CT中扫描机架驱动系统及驱动方法，能够得到准确的重建图像，降低移动CT的成本，扫描覆盖范围扩大，成本低，并且操作简单快速。

技术方案：本发明采用如下技术方案：一种新型的移动CT中扫描机架驱动系统，其特征在于：包括CT控制系统、机架、图像重建单元、图像校正单元、位置测量装置和位置计算单元；其中，CT控制系统输出控制命令到机架，机架输出扫描数据到图像重建单元，图像重建单元输出图像数据到图像校正单元，位置测量装置检测机架的运动并输出检测结果到位置计算单元，位置计算单元输出机架的位置信息到图像重建单元、图像校正单元和CT控制系统。

优选的：位置测量装置采用摄像头、超声波传感器、激光传感器、激光雷达、惯性导航传感器或者驱动轮编码器中的一个或多个。