Inteligentny wieloosiowy system pozycjonowania do cyfrowej fotografii rentgenowskiej (DR)

Wyzwania kliniczne i podstawowe wymagania

Oddział radiologii centrum medycznego klienta stoi przed wielowymiarowymi wyzwaniami w trakcie modernizacji sprzętu do cyfrowej radiografii rentgenowskiej:
• Niska efektywność pozycjonowania: Tradycyjny ręczny sposób regulacji lampy rentgenowskiej i płaskiej tablicy detektorowej wymaga 90 sekund na przełączenie się z badania klatki piersiowej na kończyny dolne, co zwiększa obciążenie pracy techników
• Ograniczona dokładność geometryczna: Ręczny mechanizm blokady ma błędy sumacyjne, powodujące nieprawidłowe dopasowanie obrazu zespolenia kości długich i wpływające na analizę linii sił całej kończyny dolnej
• Wyzwanie związane z kontrolą dawki: Niewielka zmiana odległości źródła obrazu (SID) może znacząco wpływać na dawkę promieniowania otrzymywaną przez pacjenta i wymaga utrzymania stabilności na poziomie submilimetrowym
• Konflikt wykorzystania przestrzeni: Rentgenowskie zdjęcia klatki piersiowej w trybie nagłego wypadku oraz zdjęcia boczne dla pacjentów na wózkach inwalidzkich wymagają szybkiego przełączania się między różnymi geometriami roboczymi, a istniejące wyposażenie nie charakteryzuje się wystarczającą elastycznością
• Podstawowa potrzeba: W ograniczonej przestrzeni pomieszczenia komputerowego osiągnięcie całkowicie automatycznego, wysokoprecyzyjnego i powtarzalnego trójwymiarowego ruchu koordynowanego tuby rentgenowskiej i panelowych detektorów płaskich

Rozwiązanie: Dwuraki system ruchu typu «niebo-podłoga» oparty na prowadnicach liniowych

1. Projekt architektury systemu
• Górna pierścieniowa szyna prowadząca (system zawieszenia tuby kulowej)
Dwa równoległe prowadnice liniowe o wysokiej sztywności tworzą zawieszoną konstrukcję bramową
Zintegrowany silnik serwo napędza rack zębaty, umożliwiając szybkie i precyzyjne pozycjonowanie tuby kulowej na płaszczyźnie poziomej (oś X/Y) (maksymalna prędkość 1,5 m/s, dokładność powtarzalności ±0,1 mm)
Suwak szyny prowadzącej jest połączony z ramieniem teleskopowym, zapewniającym pionowy ruch (oś Z) oraz samoczynną rotację tuby kulowej (obrót ramienia C)
• Wbudowana w podłogę szyna prowadząca (system detektora matrycowego)
Zintegrowany projekt prowadnicy szlifowanej i kolumny podnoszącej: detektor płaskopłytny może być automatycznie wysuwany/schowywany w kierunku poziomym oraz podnoszony pionowo za pomocą kolumny z wbudowaną główna prowadnica szyny
Automatyczne centrowanie i regulacja nachylenia: Płyta detektora posiada funkcję regulacji nachylenia ±5° oraz dokładnej korekty lewo-prawej, realizowaną za pomocą mikro prowadnic liniowych, zapewniających zawsze prostopadłe ustawienie detektora względem wiązki promieniowania X
Inteligentna kontrola koordynacyjna
Główny system sterowania oblicza w czasie rzeczywistym zależności geometryczne pomiędzy tubą, detektorem a pacjentem, a system podwójnej pętli automatycznie przesuwa się synchronicznie do ustawionej pozycji
Dzięki wbudowanemu pozycjonowaniu laserowemu i rozpoznawaniu wizualnemu po potwierdzeniu pozycji pacjenta system automatycznie sugeruje i przesuwa go do standardowej pozycji napromieniania
2. Przełomy w kluczowych technologiach
• Technologia mocowania "bez szczeliny": Szyna prowadząca wykorzystuje podwójny układ suportów zapobiegający luzom, zapewniając brak chwiejności przy dowolnym kącie zawieszenia
• Algorytm kompensacji siły grawitacji: W odpowiedzi na niestabilny moment obrotowy układu zawieszenia, system sterowania dostosowuje w czasie rzeczywistym moment obrotowy silnika, umożliwiając płynny start i zatrzymanie
• Zabezpieczenie awaryjne z nadmiarowością bezpieczeństwa: Wszystkie kluczowe osie są wyposażone w hamulce elektromagnetyczne oraz mechaniczne blokady rezerwowe, które automatycznie blokują bieżącą pozycję w przypadku przerwy w zasilaniu
3. Wartość diagnostyczna kliniczna została poprawiona
• Standaryzacja jakości obrazu: Poprawa dokładności geometrycznej czyni pomiary anatomiczne obrazu (takie jak stosunki kardiopulmonalne) bardziej niezawodnymi, wspierając standaryzowane wprowadzanie danych do diagnostyki wspomaganej przez AI
• Efektywność w nagłych wypadkach: Pacjenci z urazami mogą wykonać zdjęcia wielu okolic w jednym miejscu, co skraca średni czas pobytu w nagłych wypadkach o 18 minut
• Optymalizacja alokacji zasobów ludzkich: Przy tym samym obciążeniu pracą liczba techników może zostać zmniejszona o jednego, lub mogą oni zostać przydzieleni do bardziej złożonych operacji obrazowych
• Obniżenie kosztów materiałów eksploatacyjnych: Ze względu na spadek stopy powtórnego robię zdjęć z 8% do poniżej 1%, corocznie oszczędza się około 150 000 juanów na materiałach eksploatacyjnych do filmów/druku oraz dawkach promieniowania
• Projektowany na przyszłość: Wysoce elastyczna i precyzyjna platforma ruchowa zapewnia przestrzeń fizyczną na kolejne inteligentne funkcje, takie jak wspomaganie pozycjonowania przez AI, automatyczna optymalizacja dawki oraz fuzja obrazów wielomodalnych