Dijital röntgen görüntülemesi (DR) için akıllı çok eksenli konumlandırma sistemi

Klinik zorluklar ve temel talepler

Müşterinin tıp merkezindeki radyoloji bölümü, dijital X-ışını cihazlarını güncellemeye çalışırken çok boyutlu zorluklarla karşı karşıya:
• Düşük konumlandırma verimliliği: Top tüpü ve düz panel detektörünün geleneksel manuel ayar modu, göğüs bölgesinden alt ekstremitelere geçişte her seferinde 90 saniye alır ve bu durum teknisyenlerin iş yükünü artırır
• Sınırlı geometrik doğruluk: Manuel kilitleme mekanizması kümülatif hatalara sahiptir ve uzun kemik eklemleme görüntüsünde hizalanma sorunlarına neden olarak alt ekstremiteye ait kuvvet hattı analizini etkiler
• Doz kontrolu zorluğu: Kaynak görüntü mesafesindeki (SID) küçük bir değişiklik hastaya uygulanan radyasyon dozunu önemli ölçüde etkileyebilir ve sub-milimetrik seviyede stabilite gerektirir
• Alan kullanım çakışması: Tekerlekli sandalye kullanan hastalara acil durum göğüs radyografileri ve yan radyografileri için farklı çekim geometrileri arasında hızlı geçiş gereklidir ancak mevcut ekipman yeterince esnek değildir
• Temel ihtiyaç: Kompakt bilgisayar odası alanına rağmen tüp ve düz panel detektörlerin tam otomatik, yüksek hassasiyetli ve tekrarlanabilir üç boyutlu koordine hareketi sağlanmalıdır.

Çözüm: Lineer kılavuzlara dayalı "tavan-zemin" çift döngülü hareket sistemi

1. Sistem mimarisi tasarımı
• Tavan ray halkası (tırnak tüp askı sistemi)
Askıya alınmış gantry yapısını oluşturmak için iki paralel yüksek rijitlikli lineer kılavuz kullanılır
Tümleşik servo motor, dişli rack sistemini sürerek bilya tüpünün yatay düzlemde (X/Y ekseni) hızlı ve hassas konumlandırmasını sağlar (maksimum hız 1,5 m/s, tekrarlanabilirlik doğruluğu ±0,1 mm).
Ray kayıcı bloğu, teleskopik denge koluna bağlıdır ve bilya tüpüne dikey (Z ekseni) hareket ve kendi etrafında dönme (C-kolu rotasyonu) imkanı sağlar.
• Yere gömülü ray sistemi (düz panel dedektör sistemi)
Taşınmış ray ve kaldırma kolonunun entegre tasarımı: Düz panel detektörü, dahili sütunla yatay yönde otomatik olarak dışarı çıkarılabilir/çekilebilir ve dikey olarak kaldırılabilir lineer kılavuz raylar
Otomatik merkezleme ve eğim ayarı: Düz panel ±5° eğim ve sağ-sol ince ayar özelliklerine sahiptir ve mikro lineer raylar ile sağlanarak dedektörün her zaman X-ışını huzmesine dik kalması sağlanır
Akıllı ortak kontrol
Ana kontrol sistemi, tüp, dedektör ve hasta arasındaki geometrik ilişkiyi gerçek zamanlı olarak hesaplar ve çift döngülü sistem, önceden ayarlanmış konuma otomatik olarak eş zamanlı hareket eder
Dahili lazer pozisyonlama ve görsel tanıma ile birlikte, hastanın konumu onaylandıktan sonra sistem otomatik olarak standart radyasyon pozisyonunu önerir ve hastayı bu pozisyona taşır
3. Temel teknolojilerdeki atılımlar
• "Sıfır aralık" tutma teknolojisi: Ray sistemi, herhangi bir askıda kalma açısında sallanma olmamasını sağlamak için çift kayar blok prensibine dayalı bir tasarım kullanır
• Yerçekimi dengeleme algoritması: Askı sistemine ait dengesiz torka tepki olarak, kontrol sistemi motor torkunu gerçek zamanlı olarak ayarlayarak yumuşak başlangıç ve duruş sağlar
• Acil durum güvenlik yedekliliği: Tüm kritik eksenler elektromanyetik frenleme ve mekanik yedek kilit ile donatılmıştır ve elektrik kesildiğinde anında mevcut konumda kilitlenir
3. Klinik tanı değerinde artış
• Görüntü kalitesinin standartlaştırılması: Geometrik doğruluğun artması, kardiyopulmoner oranlar gibi anatomi ölçümlerini daha güvenilir hale getirir ve yapay zekâ destekli tanı için standartlaştırılmış veri girdisini destekler
• Acil durum verimliliği: Travma hastaları çoklu bölgede görüntülemeyi tek seferde tamamlayabilir ve ortalama acil serviste kalış süresi 18 dakika azalır
• İnsan kaynağı tahsisi optimizasyonu: Aynı iş yükü altında teknisyen sayısında bir kişi azaltılabilir veya daha karmaşık görüntüleme kılavuzlu işlemlere atanabilirler
• Sarf malzemesi maliyetleri düştü: Yeniden çekim oranının %8'den %1'in altına düşmesi nedeniyle filtre/baskı sarf malzemeleri ve radyasyon dozları açısından yılda yaklaşık 150.000 yuan tasarruf edilir
• Geleceğe yönelik tasarlandı: Son derece esnek ve hassas hareket platformu, yapay zekâ destekli pozisyonlama, otomatik doz optimizasyonu ve çok modlu görüntü füzyonu gibi sonraki akıllı fonksiyonlar için fiziksel alan ayırır