热断层扫描设备的制作方法

本发明实施例涉及热断层扫描技术领域，具体涉及一种热断层扫描设备。

背景技术：

热断层扫描技术是一种无损伤、无干扰、非介入、实时、原位观测细胞代谢热，以功能为主的医学影像技术。热断层扫描技术可获得人体全身各个部位组织器官的代谢热信息，从而对人体全身状况进行全面评估。热断层扫描图像所涉及信息包含人体生理、病理、解剖、精神心理等多个方面，是真正意义上的“人体全息图像”。热断层扫描设备是以功能影像为主的医学影像设备，通过被动接收人体的热辐射进行诊断，为肿瘤的鉴别诊断、心脑血管疾病及炎症的诊断提供参考依据。

传统的热断层扫描设备由扫描头、扫描架和控制台组成，扫描头竖直安装到扫描架上。热断层扫描设备工作时，受检者位于扫描架前方，进行数据采集，一般采集4个体位图像，每个体位各采集2张，分上下两个部分分别采集。传统的扫描设备在只能采集静态图像，由于扫描头采集像素的限制，受检者不能距离扫描头太远，而距离较近时，采集信息不全，所以同一体位要采集两张或多张图像。这种工作方式的缺点是：

1、扫描距离远，采集图像信息少，不易捕捉分析病灶特征的细节部分。

2、不能形成完整的人体图像，同一个体位由两张分离的图片组成，没有整体感。

3、图像后期处理时，由于图像数据从不同角度采集，反映的是受检者不同层面的数据，不易拼接；扫描头采集的图像边界的数据有一定的离散性，图像合成后数据有偏差，影响诊断结果的准确性；扫描距离远，图像像素低，拼接后精度低；扫描过程中受检者可能移动，上下两幅图像可能采集不同的画面，导致很难拼接。

4、由于扫描头的焦平面采集器各个晶体本身的均匀性，灵敏度和一致性的区别，两个图像的同一部位会出现不同的数据分布，容易出现误读等错误。

5、同一体位分上下两个部分进行扫描，扫描时间长。

综上所述，目前采用的同一体位采集两张图像的方式给分析和诊断带来很多困难，影响结果的准确性。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种热断层扫描设备，以解决上述技术问题。

本发明实施例提供一种热断层扫描设备，其包括壳体和位于壳体内部的机架、升降组件、驱动部、主动轮、第一从动轮和用于采集扫描头位置信息的位移采集模块；机架包括底座和垂直固定在底座上的扫描架，升降组件包括第一同步带和扫描头，扫描头安装在第一同步带上，主动轮和第一从动轮分别安装在扫描架上，位移采集模块安装在第一从动轮上；驱动部带动主动轮转动，主动轮驱使第一同步带旋转，第一从动轮跟随第一同步带从动，以实现扫描头的升降。

可选地，升降组件还包括扫描头托架，扫描头托架包括竖直板和水平板，竖直板和水平板固定连接，竖直板固定安装在第一同步带上，扫描头横向安装在水平板上。

可选地，扫描头托架还包括两个护板，两个护板分别与水平板和竖直板固定连接，扫描头位于两护板之间，水平板设置在第一同步带内部，竖直板上设置有通孔，通孔的位置与扫描头适配。

可选地，升降组件还包括同步带压板，同步带压板压覆在第一同步带与竖直板的连接处，并与竖直板固定连接。

可选地，扫描架上安装有导轨，导轨上设置有滑块，竖直板安装在滑块上。

可选地，第一同步带上还设置有用于平衡扫描头和扫描头托架重量的配重板。

可选地，升降组件还包括用于保护扫描头电缆线的拖链，扫描头电缆线位于拖链内部，拖链的一端与扫描头托架连接，另一端与扫描架连接。

可选地，热断层扫描设备还包括第二从动轮和第三从动轮，主动轮和第一从动轮分别安装在扫描架的顶部，第二从动轮和第三从动轮分别安装在扫描架的底部；主动轮、第一从动轮、第二从动轮和第三从动轮通过第一同步带连接。

可选地，机架还包括用于校正扫描头的对准误差的不均匀校正板，不均匀校正板安装在扫描架上。

可选地，扫描架上还设置有限制扫描头升降高度的限位开关。

本发明实施例提供的热断层扫描设备通过横向放置扫描头，可缩短扫描距离，采用动态扫描，可扩大扫描范围，能够更多地采集图像信息，能够捕捉分析病灶特征的细节部分；而且通过编码器实时采集扫描头的位置信息，根据扫描头的位置信息对采集的图像信息进行拼接，可形成完整的人体图像，便于整体分析，提高诊断准确率。

附图说明

图1是本发明实施例的热断层扫描设备的结构示意图。

图2是本发明实施例的热断层扫描设备的机架的结构示意图。

图3是本发明实施例的热断层扫描设备的升降组件的结构示意图。

图4是本发明实施例的热断层扫描设备的驱动部的结构示意图。

图5是本发明实施例的热断层扫描设备的主动轮的结构示意图。

图6是本发明实施例的热断层扫描设备的第二从动轮的结构示意图。

图7是本发明实施例的热断层扫描设备的第一从动轮的结构示意图。

图8是本发明实施例的热断层扫描设备的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图以及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述。

实施例一

图1示出了本发明实施例的热断层扫描设备的结构示意图，其包括壳体和位于壳体内部的机架1、升降组件2、驱动部3、主动轮4、第一从动轮5和用于采集扫描头22的位置信息的位移采集模块。在本实施例中，位移采集模块采用编码器，也可采用其他设备，如位移传感器。

机架1包括底座11和垂直固定在底座11上的扫描架12，升降组件2包括第一同步带21和扫描头22，扫描头22安装在第一同步带21上，主动轮4和第一从动轮5分别安装在扫描架12上；编码器6安装在第一从动轮5上；

驱动部3带动主动轮4转动，主动轮4驱使第一同步带21旋转，第一从动轮5跟随第一同步带21从动，以实现扫描头22的升降。

工作时，将编码器6和扫描头22与计算机连接，热断层扫描设备在第一次调试时，需要初始化系统各项参数，参数包括扫描头升降的上下限位(扫描头升降的最大高度和最低高度)、扫描0位、扫描头型号、扫描距离、通讯方式、设备类型、背景分界、滤波方式、自动扫描、温度校准等。然后进行各项功能测试，扫描0位的设置标准是能完整显示受检者脚部，受检者脚部要高于扫描头最低高度约80mm。第一次调试完成后，开始正式扫描。

驱动部3工作，带动主动轮4转动，主动轮3驱使第一同步带21旋转，第一同步带21带动第一从动轮5转动，编码器6通过采集第一从动轴的转动获取扫描头22的位置信息。第一次扫描时，先将扫描头移到扫描0位，第一幅图像从扫描0位开始扫描，以后各图采用就近扫描原则。如果扫描头靠近下方，从下往上扫描，如果扫描头靠近上方，从上往下扫描。扫描过程中，系统实时采集图像，通过滤波和傅里叶转换，筛选出图像中最准确的部分，具体地：通过中值滤波和平滑滤波消除随机噪声；然后再通过傅里叶变换，消除高次谐波，还原图像的真实数据，提取图像信息的中心部分，根据编码器反馈的扫描头的位置数据，将提取的图像的中心部分进行拼接。由于图像的中心部分一致性好，准确性高，有利于提高合成图像的准确性和精确度。

本发明实施例提供的热断层扫描设备通过横向放置扫描头，可缩短扫描距离，采用动态扫描，扩大扫描范围，能够更多地采集图像信息，能够捕捉分析病灶特征的细节部分；而且通过编码器实时采集扫描头的位置信息，根据扫描头的位置信息对采集的图像信息进行拼接，可形成完整的人体图像，便于整体分析，提高诊断准确率。

实施例二

在上述实施例一的基础上，可选地，如图2所示，底座11为矩形框架结构，其包括三根横杆和四根纵杆组成，横杆互相平行，纵杆也相互平行，横杆和纵杆互相垂直，横杆和纵杆的连接处通过角码13固定连接。底座11内部被分割为六个第一矩形框1101。

进一步地，扫描架12为长方体框架，其包括四根竖直杆和第二矩形框1201，第二矩形框1201通过四根竖直杆与底座的第一矩形框1101的边角通过角码13固定连接。底座11和扫描架12的材质均为铝型材。通过将底座11和扫描架12设置为框架结构，可减小机架的重量，节约成本。

可选地，为了方便机架1的移动，底座下方设置有滑轮14。

进一步地，机架1还包括机脚15，机脚15可以调整机架1的高度。例如，机脚15全长为100mm，最小可调高度为50mm。

较佳地，机架1还包括不均匀校正板16，不均匀校正板16安装在扫描架12上。不均匀校正板16由高导热基板和低反射表面涂层构成，可作为标准均匀辐射源，用于采集和标定扫描头22扫描的图像数据，以校正扫描头的对准误差，避免扫描的图像数据失真。

进一步地，为了避免机架1与壳体之间出现碰撞和粉尘的进入，机架1上还设置有封条17和封头18，封条17安装在竖直杆的凹槽内，封头18安装在第二矩形框架1201的边角上。

实施例三

在实施例一的基础上，可选地，如图3所示，为了便于扫描头的安装，使得扫描头平稳扫描，升降组件2还包括扫描头托架23，扫描头托架包括竖直板2301和水平板2302，竖直板2301和水平板2302固定连接，竖直板2301固定安装在第一同步带21上，扫描头22横向安装在水平板2302上。

进一步地，为防止扫描头托架运行过程中与其他设备发生碰撞，保证扫描头的正常工作，扫描头托架还包括两个护板2303，两个护板2303分别与竖直板2301和水平板2302固定连接，扫描头22位于两个护板2303之间，水平板2302设置在第一同步带21内部，竖直板2301上设置有通孔，通孔的位置与扫描头22适配。在本实施例中，第一同步带21为断开的，其两端通过竖直板2301连接。

优选地，为了保证竖直板2301与第一同步带21连接的平整，升降组件还包括同步带压板24，同步带压板24压覆在第一同步带21与竖直板2301的连接处，并与竖直板2301固定连接。

较佳地，扫描架12上安装有导轨1202。如图3所示，相邻地两个竖直杆的第一侧上分别安装有导轨1202，导轨1202上设置有滑块1203，竖直板安装在滑块1203上，可保证扫描头滑动轨迹的一致性，防止扫描头出现偏移。在本实施例中，每个导轨1202上设置有两个滑块1203。

进一步地，如图2所示，为限制扫描头升降高度，扫描架上还设置有最高限位开关1204和最低限位开关1205，最高限位开关1204和最低限位开关1205分别通过限位开关板1206固定设置在竖直杆的第二侧的顶端和底端，第一侧与第二侧相邻。对应地，扫描头托架23上设置有限位碰板27，用于触碰最高限位开关1204和最低限位开关1205。

可选地，第一同步带21上还设置有用于平衡扫描头和扫描头托架重量的配重板25，以使扫描头22能够平稳升降，防止第一同步带21安装扫描头22的一侧过重，而且还可使扫描头托架23上部与配重板25之间的第一同步带始终处于张紧状态，方便编码器6采集扫描头的位置信息。

可选地，升降组件2还包括用于保护扫描头电缆线的拖链26，拖链26为可折叠的塑料空心链，扫描头电缆线位于拖链内部。拖链26的一端与扫描头托架23连接，另一端与扫描架12连接，在扫描头移动时，防止扫描头与其他设备的电缆线碰到其他部件而损坏。

实施例四

在实施例一的基础上，如图4所示，在本发明实施例中，驱动部3采用驱动电机。驱动电机为单相交流电机，其功率为15w，工作电压为220v，电机的速比为50。驱动电机包括电机主体31，电机主体31上安装有第一同步带轮32，两者通过键连接。第一同步带轮32的尺寸为20φ10mm。第一同步带轮32与主动轮4通过第二同步带33连接。第二同步带33的型号为c-tbn187l075，其为50齿l形同步带，宽约为19.1mm，长约为476mm。

可选地，如图5所示，主动轮4包括主动轴41、两个第一轴承座43、第二同步带轮42和第三同步带轮44，主动轴41通过两个第一轴承座43安装在扫描架12上。第二同步带轮42和第三同步带轮44分别安装在主动轴41上，第二同步带轮42用于带动第一同步带21转动，第三同步带轮44与第一同步带轮32通过第二同步带33连接。工作时，驱动电机驱动第一同步带轮32转动，再通过第二同步带33传递到第三同步带轮44上，进而带动第二同步带轮42转动。

可选地，如图1所示，热断层扫描设备还包括第二从动轮7和第三从动轮8，主动轮4和第一从动轮5安装在扫描架12的顶部，第二从动轮7和第三从动轮8安装在扫描架12的底部。主动轮4、第一从动轮5、第二从动轮7和第三从动轮8通过第一同步带21连接，通过调整第二从动轮7和/或第三从动轮8的位置，可调整第一同步带21的张紧程度。

进一步地，如图6所示，第三从动轮8和第二从动轮7均包括第四同步带轮73、从动轴71和两个第二轴承座72，从动轴71通过两个轴承座73安装在扫描架12上。第四同步带轮73安装在从动轴71上。

进一步地，如图7所示，第一从动轮5包括编码器轴51、第五同步带轮52、两个第三轴承座53。编码器轴51通过两个第三轴承座53安装在扫描架12的顶部，第五同步带轮52安装在编码器轴51上。编码器6安装在编码器轴51的端部，与第五同步带轮52共轴，第一同步带21带动第五同步带轮52转动，从而带动编码器轴51转动，以实现编码器对扫描头位置信息的采集。编码器6紧靠第一同步带21的边沿，由于扫描头托架23上部与配重板25之间的第一同步带21始终处于张紧状态，编码器6始终与第一同步带21的转动同步，可使编码器6测量的数据最准确。在本发明实施例中，编码器6的型号为e6b2-cwz5b。在本发明实施例中，为了保证编码器的安装牢靠，编码器6还通过编码器板54与扫描架12连接，编码器板54呈弯折状。

在本发明的实施例中，第一轴承座43、第二轴承座72、第三轴承座53均采用kpl001轴承座，直径均为12mm。第二同步带轮42、第四同步带轮73、第五同步带轮52的尺寸均为100φ12mm。第三同步带轮44的尺寸为20φ12mm。

实施例五

在实施例一的基础上，可选地，如图8所示，扫描设备还包括电控箱，电控箱包括plc控制器(programmablelogiccontroller，可编程逻辑控制器)，plc控制器控制驱动电机工作。plc控制器还可用于接收限位开关的信号，当接收到限位开关的信号，控制驱动电机停机或反向旋转。plc控制器还用于接收编码器和扫描头采集的数据，并将该数据上传至上位机。

优选地，plc控制器通过ssr固态继电器控制驱动电机工作，ssr固态继电器在交流电过零(交流电的瞬间电压或者电流为“零”)时，执行打开和关闭动作，可减小交流电对设备的电力冲击，减少电磁干扰。

进一步地，为了实现扫描设备的远程控制，扫描设备还包括控制台，控制台用于接收指令，并将指令传输至plc控制器。

以上，结合具体实施例对本发明的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本发明的思想。本领域技术人员在本发明具体实施例的基础上做出的推导和变型也属于本发明保护范围之内。