Intelligent multiakse positioneringssystem til digital røntgenfotografering (DR)

Kliniske udfordringer og kernekrav

Radiologiafdelingen på kundens medicinske center står over for flerdimensionelle udfordringer ved opgradering af digital røntgenudstyr:
• Lav positioneringseffektivitet: Den traditionelle manuelle justeringsmetode for ballør og flade detektor tager 90 sekunder at skifte fra bryst til nedre ekstremiteter hver gang, hvilket øger teknikernes arbejdsbyrde
• Begrænset geometrisk nøjagtighed: Den manuelle låsemekanisme har kumulative fejl, hvilket forårsager misjustering i billedet af længdeknoglesammenføjningen og påvirker kraftlinjeanalysen af hele det nederste lem
• Udfordring ved dosiskontrol: En lille ændring i kildebilledafstanden (SID) kan betydeligt påvirke stråledosen til patienten og kræver stabilisering på submillimeter-niveau
• Konflikt ved pladsudnyttelse: Nødop tagelser af bryst- og laterale røntgenbilleder for rullestolpatienter kræver hurtig skift mellem forskellige optagegeometrier, og den eksisterende udstyr mangler fleksibilitet
• Kernebehovet: I det kompakte rum i datarummet opnås en fuldautomatisk, højpræcis og gentagelig tredimensionel koordineret bevægelse af rør og flade panel-detektorer.

Løsning: Et "himmel-jord" dobbeltløkkes bevægelsessystem baseret på lineære føringsskinner

1. Systemarkitekturdesign
• Loftmonteret ring med føringsskinne (system til ophængt rør)
To parallelle lineærledninger med høj stivhed anvendes til at danne en suspenderet gitterkonstruktion
Den integrerede servomotor driver tandstangen for at opnå hurtig og præcis positionering af kildedelen i det vandrette plan (X/Y-akse) (maksimal hastighed 1,5 m/s, gentagelsesnøjagtighed ±0,1 mm).
Skinnerens glideblok er forbundet til den teleskopiske balancearm, hvilket giver vertikal (Z-akse) løftning og selvdrejning af kildedelen (C-arm rotation).
• Indbygget jordskinner (fladskærmsdetektorsystem)
Integreret design af bundskinner og løftekolonne: Fladskærm-detspektoren kan automatisk flyttes ud/indtrækkes i vandret retning og løftes vertikalt gennem kolonnen med indbygget lineær vejledning rails
Automatisk centring og justering af vinkel: Pladen er udstyret med ±5° justering af vinkel samt finjustering til venstre/højre, hvilket opnås ved mikro lineærledninger for at sikre, at detektoren altid er vinkelret på røntgenstrålen
Intelligent samarbejdende styring
Hovedstyringssystemet beregner den geometriske relation mellem rør, detektor og patient i realtid, og det dobbelte løkke-system bevæger sig automatisk og simultant til den forudindstillede position
Med indbygget laserpositionering og visuel genkendelse anbefaler systemet automatisk og flytter patienten til den standardiserede bestrålingsposition, når patientens position er bekræftet
2. Gennembrud inden for nøgleteknologier
• "Nulafstand"-holdningsteknologi: Føreskinnen anvender en dobbelt glideblok med forspændingsdesign for at sikre, at der ikke opstår vippende bevægelser ved nogen svævehøjde
• Tyngdekraftskompenseringsalgoritme: Som reaktion på ukorrekt moment i ophængningssystemet justerer styringssystemet motormomentet i realtid for at opnå jævn start og stop
• Nødtilfældes sikkerhedsredundans: Alle nøgleakser er udstyret med elektromagnetisk bremse og mekanisk backup-låsning, som automatisk låser i den nuværende position ved strømafbrydelse
3. Den kliniske diagnostiske værdi er forbedret
• Standardisering af billedkvalitet: Forbedringen af den geometriske nøjagtighed gør anatomiske målinger (såsom hjerte-lunge-forhold) mere pålidelige, hvilket understøtter standardiseret datainput til AI-understøttet diagnose
• Effektivitet i akutsituationer: Traumepatienter kan gennemføre fotografering fra flere steder i ét og samme stop, hvilket reducerer den gennemsnitlige opholdstid i akutafdelingen med 18 minutter
• Optimering af ressourcefordeling: Under samme arbejdsmængde kan antallet af teknikere reduceres med én, eller de kan omfordeles til mere komplekse billedvejledte procedurer
• Forbrugsmaterialers omkostninger er faldet: Da genoptagelsesraten er faldet fra 8 % til under 1 %, spares der årligt cirka 150.000 yuan i filmbetjeningsmaterialer, printforbrug og stråledosis
• Designet til fremtiden: Den højst fleksible og præcise bevægelsesplatform sikrer fysisk plads til efterfølgende intelligente funktioner såsom AI-understøttet positionering, automatisk dosisoptimering og fusion af multimodale billeder