النظام الذكي لتوجيه متعدد المحاور للتصوير الرقمي بالأشعة السينية (DR)

التحديات السريرية والمتطلبات الأساسية

تواجه قسم الإشعاع في مركز العميل الطبي تحديات متعددة الأبعاد عند ترقية معدات الأشعة السينية الرقمية:
• كفاءة منخفضة في التموضع: يستغرق النمط اليدوي التقليدي لضبط أنبوب الكرة وكاشف اللوحة المسطحة 90 ثانية للتبديل من الصدر إلى الأطراف السفلية في كل مرة، مما يزيد من عبء العمل على الفنيين
• دقة هندسية محدودة: يحتوي هيكل القفل اليدوي على أخطاء تراكمية، مما يؤدي إلى عدم المحاذاة في صورة توصيل العظام الطويلة ويؤثر على تحليل خط القوة للطرف السفلي بالكامل
• تحدي التحكم في الجرعة: يمكن أن يتسبب أي تغيير طفيف في المسافة بين مصدر الصورة (SID) في تأثير كبير على جرعة الإشعاع التي يتلقاها المريض، ويتطلب الحفاظ على استقرار على مستوى دون ملليمتر
• تضارب في استغلال المساحة: تتطلب الأشعة السينية الطارئة للصدر والصور الجانبية لمرضى الكراسي المتحركة التحول السريع بين هندسات تصوير مختلفة، بينما تفتقر المعدات الحالية إلى المرونة
• الطلب الأساسي: في مساحة غرفة الحاسوب المحدودة، يتم تحقيق الحركة التنسيقية ثلاثية الأبعاد الكاملة الأتمتة وعالية الدقة وقابلة للتكرار لأنبوب الأشعة وكاشفات اللوحة المسطحة

الحل: نظام حركة حلقي مزدوج "من السقف إلى الأرض" يعتمد على أدلة خطية

1. تصميم هيكل النظام
• حلقة السكك المعلقة في السقف (نظام تعليق أنبوب الأشعة)
يتم اعتماد دليلين خطيين متوازيين عاليي الصلابة لتشكيل هيكل جسر معلق
يدفع المحرك المؤازر المتكامل عجلة الترس لتحقيق تحديد موقع سريع ودقيق لأنبوب الأشعة في المستوى الأفقي (المحور X/Y) (السرعة القصوى 1.5 م/ث، دقة تكرار ±0.1 مم).
يتصل منزلق السكة التوجيهية بالذراع المتوازن القابل للتمدد، مما يوفر الرفع العمودي (المحور Z) والدوران الذاتي لأنبوب الأشعة (دوران ذراع C).
• سكة توجيهية مضمنة في الأرض (نظام كاشف اللوحة المسطحة)
تصميم متكامل للسكة الأرضية وعمود الرفع: يمكن تحريك كاشف اللوحة المسطحة تلقائيًا للخارج/إدخاله في الاتجاه الأفقي، ورفعه عموديًا من خلال العمود المدمج دليل خطي السكك الحديدية
التوسيط التلقائي وتعديل الميل: مزودة الكاشف المسطح بوظائف ميل ±5° وضبط دقيق يمينًا ويسارًا، وتُحقَق هذه الوظائف بواسطة سكك توجيهية خطية دقيقة لضمان بقاء الكاشف دائمًا عموديًا على شعاع الأشعة السينية
تحكم تعاوني ذكي
يحسب النظام الرئيسي للتحكم العلاقة الهندسية بين الأنبوب وكاشف الإشعاع والمريض في الوقت الفعلي، وينتقل النظام ذو الحلقتين تلقائيًا وبشكل متزامن إلى الموضع المحدد مسبقًا
مع وجود تحديد موضع داخلي بالليزر والتعرف البصري، وبعد تأكيد وضعية المريض، يُوصي النظام تلقائيًا بنقله إلى موضع الإشعاع القياسي وينقله إليه آليًا
2. تقدمات في التقنيات الأساسية
• تقنية التثبيت "بدون فجوة": يستخدم السكك التوجيهية تصميم منزلق مزدوج مضغوط مسبقًا لضمان عدم وجود اهتزاز عند أي زاوية عائمة
• خوارزمية تعويض الجاذبية: استجابةً للعزم غير المتوازن في نظام التعليق، يقوم نظام التحكم بتعديل عزم المحرك في الوقت الفعلي لتحقيق بدء وหยق سلسَين
• السلامة الطارئة مع وجود احتياطي: تم تزويد جميع المحاور الأساسية بفرامل كهرومغناطيسية وقفل احتياطي ميكانيكي، والتي تقفل تلقائيًا عند انقطاع التيار الكهربائي إلى الوضع الحالي
3. تم تعزيز القيمة التشخيصية السريرية
• توحيد جودة الصور: يؤدي تحسين الدقة الهندسية إلى جعل القياسات التشريحية للصور (مثل نسب القلب والرئة) أكثر موثوقية، مما يدعم إدخال بيانات قياسية لأنظمة التشخيص بمساعدة الذكاء الاصطناعي
• كفاءة الطوارئ: يمكن للمرضى المصابين بالرضح إتمام التصوير في عدة مواقع دفعة واحدة، مما يقلل متوسط مدة الإقامة في الطوارئ بمقدار 18 دقيقة
• تحسين توزيع الموارد البشرية: تحت نفس الحمولة التشغيلية، يمكن تخفيض عدد الفنيين بنسبة واحد، أو يمكن تعيينهم في عمليات أكثر تعقيدًا وتوجيهًا بالتصوير
• انخفاض تكلفة المواد الاستهلاكية: بسبب انخفاض معدل إعادة التصوير من 8٪ إلى أقل من 1٪، يتم توفير حوالي 150,000 يوان سنويًا في أفلام/مواد طباعة المستهلكات وجرعات الإشعاع
• مُصمم للمستقبل: توفر منصة الحركة المرنة والدقيقة للغاية مساحة مادية لوظائف ذكية لاحقة مثل تحديد المواقع بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وتحسين الجرعة تلقائيًا، ودمج الصور متعددة الأنماط