ระบบกำหนดตำแหน่งหลายแกนอัจฉริยะสำหรับการถ่ายภาพรังสีเอกซ์แบบดิจิทัล (DR)

ความท้าทายทางคลินิกและความต้องการหลัก

แผนกรังสีวิทยาของศูนย์การแพทย์ของลูกค้ากำลังเผชิญกับความท้าทายหลายมิติเมื่อมีการอัปเกรดอุปกรณ์รังสีเอกซ์แบบดิจิทัล:
• ประสิทธิภาพการจัดตำแหน่งต่ำ: โหมดการปรับด้วยตนเองแบบดั้งเดิมของหลอดบอลและตัวตรวจจับแผงแบน ใช้เวลา 90 วินาทีในการเปลี่ยนจากบริเวณหน้าอกไปยังขาในแต่ละครั้ง ซึ่งเพิ่มภาระงานให้กับช่างเทคนิค
• ความแม่นยำทางเรขาคณิตจำกัด: กลไกการล็อกด้วยมือมีข้อผิดพลาดสะสม ทำให้ภาพการต่อกระดูกยาวไม่ตรงกัน และส่งผลต่อการวิเคราะห์แนวแรงของขาล่างทั้งข้าง
• ความท้าทายในการควบคุมปริมาณรังสี: การเปลี่ยนแปลงระยะทางจากแหล่งกำเนิดรังสีถึงฟิล์ม (SID) เพียงเล็กน้อยสามารถส่งผลต่อปริมาณรังสีที่ผู้ป่วยได้รับอย่างมีนัยสำคัญ และจำเป็นต้องรักษาระดับความคงที่ในระดับไมครอน
• ความขัดแย้งในการใช้พื้นที่: ภาพเอกซเรย์ฉุกเฉินบริเวณหน้าอกและภาพด้านข้างสำหรับผู้ป่วยที่ใช้วีลแชร์ จำเป็นต้องสลับระหว่างรูปแบบการถ่ายภาพที่แตกต่างกันอย่างรวดเร็ว แต่อุปกรณ์ที่มีอยู่ขาดความยืดหยุ่น
• ความต้องการหลัก: ในพื้นที่ห้องคอมพิวเตอร์ที่จำกัด ต้องสามารถทำให้หลอดรังสีและตัวตรวจจับแผ่นเรียบเคลื่อนที่ประสานกันได้สามมิติแบบอัตโนมัติอย่างแม่นยำและทำซ้ำได้

แนวทางแก้ไข: ระบบขับเคลื่อนแบบวงจรคู่ "ฟ้า-ดิน" ที่ใช้รางเลื่อนเชิงเส้น

1. การออกแบบโครงสร้างระบบ
• วงแหวนรางนำเพดาน (ระบบแขวนหลอดรังสี)
ใช้คู่มั่งเหล็กนำทางเชิงเส้นที่มีความแข็งแรงสูงสองชุดขนานกันเพื่อสร้างโครงสร้างแกนรูปตัวเกต (gantry structure) แบบแขวน
มอเตอร์เซอร์โวแบบบูรณาการขับเคลื่อนเฟืองวงหมุนเพื่อให้หลอดปล่อยรังสีเคลื่อนที่ในแนวระนาบแนวนอน (แกน X/Y) ได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ (ความเร็วสูงสุด 1.5 ม./วินาที ความแม่นยำซ้ำได้ ±0.1 มม.)
ตัวเลื่อนรางนำทางเชื่อมต่อกับแขนดุลแบบยืดหดได้ เพื่อให้หลอดปล่อยรังสีเคลื่อนที่ในแนวตั้ง (แกน Z) และหมุนรอบตัวเองได้ (การหมุนของเครื่อง C-arm)
• รางนำทางฝังพื้น (ระบบตัวตรวจจับแผงแบน)
การออกแบบรวมรางพื้นกับคอลัมน์ยก: เครื่องตรวจจับแผงแบนสามารถเลื่อนออก/ถอยกลับในแนวราบได้อัตโนมัติ และยกขึ้นลงในแนวตั้งผ่านคอลัมน์ที่ฝังระบบไว้ภายใน คู่มือเส้น รถไฟ
การปรับศูนย์กลางและการเอียงอัตโนมัติ: แผงแบนมีฟังก์ชันการเอียง ±5° และการปรับละเอียดซ้าย-ขวา ซึ่งทำได้ผ่านรางนำทางเชิงเส้นขนาดเล็ก เพื่อให้มั่นใจว่าตัวตรวจจับจะตั้งฉากกับลำรังสีเอกซ์อยู่เสมอ
การควบคุมร่วมอัจฉริยะ
ระบบควบคุมหลักคำนวณความสัมพันธ์ทางเรขาคณิตระหว่างหลอด ตัวตรวจจับ และผู้ป่วยแบบเรียลไทม์ โดยระบบสองวงจรจะเคลื่อนที่โดยอัตโนมัติและซิงโครไนซ์ไปยังตำแหน่งที่ตั้งไว้ล่วงหน้า
ด้วยการวางตำแหน่งด้วยเลเซอร์ในตัวและการจดจำภาพ หลังจากยืนยันตำแหน่งของผู้ป่วยแล้ว ระบบจะแนะนำและเคลื่อนย้ายไปยังตำแหน่งการแผ่รังสีมาตรฐานโดยอัตโนมัติ
2. การก้าวหน้าในเทคโนโลยีหลัก
• เทคโนโลยีการยึด "ช่องว่างเป็นศูนย์": รางนำทางใช้การออกแบบสลิดเดอร์คู่แบบกดล่วงหน้า เพื่อให้มั่นใจว่าไม่มีการสั่นหรือโยกเอียงที่มุมลอยตัวใดๆ
• อัลกอริทึมการชดเชยแรงโน้มถ่วง: เพื่อตอบสนองต่อแรงบิดที่ไม่สมดุลของระบบแขวน ระบบควบคุมจะปรับแรงบิดของมอเตอร์แบบเรียลไทม์ เพื่อให้เกิดการเริ่มต้นและหยุดอย่างราบรื่น
• การสำรองข้อมูลเพื่อความปลอดภัยในกรณีฉุกเฉิน: เพลาสำคัญทั้งหมดติดตั้งเบรกแม่เหล็กไฟฟ้าและกลไกล็อกสำรอง ซึ่งจะล็อกตำแหน่งปัจจุบันโดยอัตโนมัติเมื่อไฟฟ้าดับ
3. เพิ่มคุณค่าในการวินิจฉัยทางคลินิก
• การมาตรฐานคุณภาพภาพ: การปรับปรุงความแม่นยำทางเรขาคณิตทำให้การวัดขนาดอวัยวะในภาพ (เช่น อัตราส่วนหัวใจต่อปอด) มีความน่าเชื่อถือมากขึ้น ส่งเสริมการป้อนข้อมูลอย่างเป็นมาตรฐานสำหรับการวินิจฉัยด้วยความช่วยเหลือของปัญญาประดิษฐ์
• ประสิทธิภาพในสถานการณ์ฉุกเฉิน: ผู้ป่วยบาดเจ็บสามารถถ่ายภาพหลายตำแหน่งได้ในขั้นตอนเดียว ลดเวลาการรอรับบริการเฉลี่ยในหน่วยฉุกเฉินลง 18 นาที
• การเพิ่มประสิทธิภาพในการจัดสรรทรัพยากรบุคคล: ภายใต้ภาระงานที่เท่าเดิม จำนวนช่างเทคนิคสามารถลดลงได้หนึ่งคน หรือสามารถนำไปใช้ในงานที่ซับซ้อนกว่า เช่น การดำเนินการถ่ายภาพนำทาง
• ต้นทุนวัสดุสิ้นเปลืองลดลง: เนื่องจากอัตราการถ่ายซ้ำลดลงจาก 8% ต่ำกว่า 1% ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายได้ประมาณ 150,000 หยวนต่อปี สำหรับฟิล์ม/วัสดุการพิมพ์ และปริมาณรังสี
• ออกแบบเพื่ออนาคต: แพลตฟอร์มการเคลื่อนไหวที่ยืดหยุ่นและแม่นยำสูง ได้เตรียมพื้นที่ทางกายภาพไว้รองรับฟังก์ชันอัจฉริยะในอนาคต เช่น การช่วยจัดตำแหน่งด้วยปัญญาประดิษฐ์ การปรับปริมาณรังสีโดยอัตโนมัติ และการรวมภาพแบบหลายรูปแบบ