本技術(shù)涉及醫(yī)療設(shè)備，尤其是涉及一種寬視野c形臂x射線機(jī)及其成像方法。

背景技術(shù)：

1、隨著近年來(lái)骨科、創(chuàng)傷外科、脊柱外科、血管外科以及介入科的發(fā)展，手術(shù)臺(tái)量急劇增長(zhǎng)，醫(yī)生對(duì)手術(shù)導(dǎo)航引導(dǎo)c形臂x射線機(jī)的需求逐步增加。尤其近年來(lái)隨著平板探測(cè)器技術(shù)的發(fā)展，c形臂x射線機(jī)成像系統(tǒng)的核心部件正逐漸由影像增強(qiáng)器升為數(shù)字化x射線平板探測(cè)器，平板c形臂逐漸成為市場(chǎng)的主流，影像增強(qiáng)器技術(shù)也逐步被取代。

2、c形臂x射線機(jī)主要包括主機(jī)、c形臂、x射線源和平板探測(cè)器，主機(jī)底部設(shè)置萬(wàn)向輪，可以自由移動(dòng)，c形臂設(shè)置在主機(jī)上，可以在豎直面旋轉(zhuǎn)，也可以在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，x射線源和平板探測(cè)器均是固定設(shè)置在c形臂的兩端，可以生成二維圖像，也可以生成三維圖像。如圖1所示，黑點(diǎn)部分為相關(guān)技術(shù)c形臂x射線機(jī)的成像區(qū)域（也稱為視野或視場(chǎng)），成像區(qū)域固定且面積較小，醫(yī)生的觀察視野受限，術(shù)中獲取的臨床信息少，影響手術(shù)的效率和安全性，有待改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有的c形臂x射線機(jī)成像區(qū)域面積小，醫(yī)生的觀察視野受限的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種寬視野c形臂x射線機(jī)及其成像方法。

2、一方面，本技術(shù)提供的技術(shù)方案如下：一種寬視野c形臂x射線機(jī)，包括主機(jī)、c形臂、x射線源和平板探測(cè)器，所述c形臂旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在主機(jī)上，所述x射線源和平板探測(cè)器分別設(shè)置在c形臂的兩端，c形臂x射線機(jī)還包括第一伸縮機(jī)構(gòu)、第一平移機(jī)構(gòu)和第一擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述第一平移機(jī)構(gòu)設(shè)置在第一伸縮機(jī)構(gòu)上，用于帶動(dòng)平板探測(cè)器平移，所述第一伸縮機(jī)構(gòu)設(shè)置在c形臂的一端，用于帶動(dòng)第一平移機(jī)構(gòu)和平板探測(cè)器伸縮，所述第一擺動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在c形臂的另一端，用于帶動(dòng)x射線源搖擺，以跟隨平板探測(cè)器的位置，使x射線源發(fā)出的x射線能落在平板探測(cè)器上。

3、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)的x射線源和平板探測(cè)器不再固定設(shè)置在c形臂上，而是可以在c形臂上移動(dòng)，第一平移機(jī)構(gòu)可以帶動(dòng)平板探測(cè)器移動(dòng)到不同的成像位置，第一擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是帶動(dòng)x射線源擺動(dòng)，以使發(fā)射的x射線能準(zhǔn)確落在平板探測(cè)器上，這樣平板探測(cè)器就能得到不同位置的圖像，將這些圖像合成為一張更大的圖像，從而大幅增加成像區(qū)域的面積，醫(yī)生的觀察視野擴(kuò)大，進(jìn)而提高手術(shù)的效率和安全性。

4、優(yōu)選地，所述第一伸縮機(jī)構(gòu)包括安裝架、第一滑板、連接板、第一導(dǎo)軌、第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)、同步輪同步帶傳動(dòng)組件和絲桿螺母組件，所述安裝架固定設(shè)置在c形臂的一端，所述第一滑板通過(guò)第一導(dǎo)軌滑動(dòng)地設(shè)置在安裝架上，所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)、同步輪同步帶傳動(dòng)組件和絲桿螺母組件均設(shè)置在安裝架上，所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)同步輪同步帶傳動(dòng)組件帶動(dòng)絲桿螺母組件，絲桿螺母組件再帶動(dòng)第一滑板移動(dòng)；所述連接板固定設(shè)置在第一滑板上，用于連接第一平移機(jī)構(gòu)。

5、優(yōu)選地，所述安裝架為三角架，且安裝架上端面為弧形面，與c形臂的內(nèi)表面相貼合。

6、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，安裝架采用三角架，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，強(qiáng)度高，剛性好，負(fù)載大；安裝架上端面為弧形面，與c形臂的內(nèi)表面相貼合，裝配穩(wěn)定性好，受力狀況好，能承受得起其上部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性力。

7、優(yōu)選地，所述第一平移機(jī)構(gòu)為二維正交移動(dòng)平臺(tái)，用于帶動(dòng)平板探測(cè)器沿x軸和y軸平移；所述第一擺動(dòng)機(jī)構(gòu)為二維正交搖擺平臺(tái)，用于帶動(dòng)x射線源沿x軸和y軸搖擺。

8、優(yōu)選地，所述第一平移機(jī)構(gòu)包括主安裝板、x軸滑板、x軸導(dǎo)軌、x軸直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)、y軸滑板、y軸導(dǎo)軌和y軸直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述主安裝板固定設(shè)置在連接板上，所述x軸滑板通過(guò)x軸導(dǎo)軌滑動(dòng)地設(shè)置在主安裝板上，所述x軸直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)x軸滑板平移，所述y軸滑板通過(guò)y軸導(dǎo)軌滑動(dòng)地設(shè)置在x軸滑板上，所述y軸直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)y軸滑板平移，所述平板探測(cè)器設(shè)置在y軸滑板上。

9、優(yōu)選地，所述第一擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)板、旋轉(zhuǎn)架、第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)、第一直線電機(jī)、第一軸、第二軸和第三軸，所述第一軸和第二軸正交布置，所述第三軸和第二軸平行，所述第一軸固定設(shè)置在c形臂的一端，所述旋轉(zhuǎn)板旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在設(shè)置在第一軸上，所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定設(shè)置在旋轉(zhuǎn)板上，所述第一軸上套設(shè)固定有第一齒輪，所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電機(jī)軸上設(shè)有第二齒輪，第一齒輪和第二齒輪嚙合，所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)第一齒輪和第二齒輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)板繞第一軸旋轉(zhuǎn)；所述旋轉(zhuǎn)架通過(guò)第二軸鉸接在旋轉(zhuǎn)板上，所述第一直線電機(jī)旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在旋轉(zhuǎn)架上，所述第三軸設(shè)置在旋轉(zhuǎn)板上，并與第一直線電機(jī)的電機(jī)軸鉸接，所述第一直線電機(jī)通過(guò)伸長(zhǎng)和縮短來(lái)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)架繞第二軸搖擺，所述x射線源設(shè)置在旋轉(zhuǎn)架上。

10、優(yōu)選地，所述c形臂上設(shè)有導(dǎo)電滑環(huán)，所述x射線源和平板探測(cè)器均通過(guò)導(dǎo)電滑環(huán)與主機(jī)電連接。

11、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)通過(guò)將導(dǎo)電滑環(huán)設(shè)置于c形臂的方式代替了傳統(tǒng)線纜的連接方式，此時(shí)c形臂運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中將不再需要考慮線纜相互干涉的問(wèn)題，提高了c形臂的運(yùn)動(dòng)自由度。

12、優(yōu)選地，所述導(dǎo)電滑環(huán)包括c形滑軌和多個(gè)滑動(dòng)柱，所述c形滑軌固定設(shè)置在c形臂的側(cè)面，所述主機(jī)上設(shè)有接線板，所述滑動(dòng)柱固定設(shè)置在接線板上，滑動(dòng)柱一端伸入c形滑軌，與c形滑軌接觸，且能與c形滑軌相對(duì)滑移。

13、優(yōu)選地，所述主機(jī)包括底座、升降軸、第一旋轉(zhuǎn)臂、伸縮臂、第二旋轉(zhuǎn)臂和第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述升降軸設(shè)置在底座上，所述第一旋轉(zhuǎn)臂設(shè)置在升降軸上，所述伸縮臂設(shè)置在第一旋轉(zhuǎn)臂上，所述第二旋轉(zhuǎn)臂設(shè)置在伸縮臂上，所述第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置在第二旋轉(zhuǎn)臂上，所述升降軸用于帶動(dòng)c形臂升降，所述第一旋轉(zhuǎn)臂用于帶動(dòng)c形臂在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，所述伸縮臂用于帶動(dòng)c形臂水平伸縮，所述第二旋轉(zhuǎn)臂用于帶動(dòng)c形臂在豎直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，所述第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用于帶動(dòng)c形臂繞自身軸心線旋轉(zhuǎn)。

14、另一方面，本技術(shù)還提供了以下技術(shù)方案：一種上面所述寬視野c形臂x射線機(jī)的成像方法，包括以下步驟：

15、s1，利用第一平移機(jī)構(gòu)將平板探測(cè)器移動(dòng)至第一成像位置，利用第一擺動(dòng)機(jī)構(gòu)將x射線源擺動(dòng)至與平板探測(cè)器相對(duì)應(yīng)的角度，啟動(dòng)x射線源，平板探測(cè)器獲得第一圖像；

16、s2，利用第一平移機(jī)構(gòu)將平板探測(cè)器移動(dòng)至第二成像位置，利用第一擺動(dòng)機(jī)構(gòu)將x射線源擺動(dòng)至與平板探測(cè)器相對(duì)應(yīng)的角度，啟動(dòng)x射線源，平板探測(cè)器獲得第二圖像，其中，第二圖像與第一圖像具有重疊部分；

17、s3，將第一圖像和第二圖像進(jìn)行合成，去除重疊部分，得到二維圖像。

18、綜上所述，本技術(shù)包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

19、1.本技術(shù)利用第一平移機(jī)構(gòu)帶動(dòng)平板探測(cè)器移動(dòng)到不同的位置，利用第一擺動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)x射線源跟隨平板探測(cè)器的移動(dòng)而擺動(dòng)，從而得到不同位置的圖像，將圖像合成為更大的圖像，從而大幅增加成像區(qū)域面積，方便醫(yī)師觀察診斷；

20、2.本技術(shù)所述安裝架采用三角架，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，強(qiáng)度高，剛性好，負(fù)載大；安裝架上端面為弧形面，與c形臂的內(nèi)表面相貼合，裝配穩(wěn)定性好，受力狀況好，能承受得起其上部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性力。

21、3.本技術(shù)通過(guò)將導(dǎo)電滑環(huán)設(shè)置于c形臂的方式代替了傳統(tǒng)線纜的連接方式，此時(shí)c形臂運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中將不再需要考慮線纜相互干涉的問(wèn)題，提高了c形臂的運(yùn)動(dòng)自由度。