(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210605556.8 (22)申请日 2022.05.31 (71)申请人 中科苏州智能计算 技术研究院 地址 215000 江苏省苏州市工业园区金鸡 湖大道88号人工智能产业园D1单 元 (72)发明人 惠源　李钱　郝优　王册　周少华　 (74)专利代理 机构 南京苏科专利代理有限责任 公司 32102 专利代理师 陈忠辉 (51)Int.Cl. A61B 6/00(2006.01) A61B 6/03(2006.01) B25J 9/04(2006.01) B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种用于医学影像拍摄场景的联动装置及 其控制方法 (57)摘要 本发明揭示了一种用于医学影像拍摄场景 的联动装置及其控制方法， 包括： X射线球管、 电 动立式胸片架和联控单元， 其中X射线球管通过 带法兰盘的固定器装接于六轴工业机械臂的末 端， 定位及朝向可调， 电动立式胸片架装有平板 探测器并设有驱动平板探测器调节定位的步进 电机和PLC驱动控制器， 联控单元设有信号相连 的上位机和激光位移传感器， 激光位移传感器光 源朝下地安装于电动立式胸片架上， 机械臂的驱 动端和PLC驱动控制器分别信号接入上位机， 通 过联控单元， 平板探测器的高度及X射线球管拍 摄参数SID关联机械臂的基座标系并实施联动控 制。 应用本发明该联控方案， 易于操作、 提高医师 工作效率， 且能满足多种医学影像的拍摄需求并 提升整体性能的可靠性。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 115054273 A 2022.09.16 CN 115054273 A 1.一种用于医学影像拍摄场景的联动装置， 其特征在于包括： X射线球管、 电动立式胸 片架和联控单元， 其中所述X射线球管通过带法兰盘的固定器装接于六轴工业机械臂的末 端， 定位及朝向可调， 所述电动立式胸片架装有平板探测器并设有驱动平板探测器调节定 位的步进电机和PLC驱动控制器， 所述联控单元设有信号相连的上位机和激光位移传感器， 所述激光位移传感器光源朝下地安装于电动立式胸片架上， 机械臂的驱动端和PLC驱动控 制器分别信号接入上位机， 通过联控单元， 平板探测 器的高度及X射线球管拍摄参数SID关 联机械臂的基座标系。 2.根据权利要求1所述用于医学影像拍摄场景的联动装置， 其特征在于： 所述X射线球 管的X射线光源射出方向与法兰盘所在平面保持垂直， 并受驱于六轴工业机械臂连同法兰 盘一并朝向可调。 3.根据权利要求1所述用于 医学影像拍摄场景的联动装置， 其特征在于： 所述六轴工业 机械臂具有包括X ‑Y‑Z空间坐标和A ‑B‑C空间姿态的自由度， 且受控保持1mm以内的运行精 度和重复精度。 4.根据权利要求1所述用于 医学影像拍摄场景的联动装置， 其特征在于： 所述电动立式 胸片架设有作为平板探测器承载体的片盒， 所述片盒与步进电机的驱动链条相连并受驱在 2.2m的行程内、 垂直方向升降移动。 5.根据权利要求1所述用于 医学影像拍摄场景的联动装置， 其特征在于： 所述上位机通 过RS485控制器及其通信协议连接PLC驱动控制器和激光位移传感器， 且上位机通过 Ethernet通信线及其协议连接六轴工业机械臂， 获取平板探测器和机械臂末端的位置与运 动规划， 发送控制指令 。 6.根据权利要求1所述用于 医学影像拍摄场景的联动装置， 其特征在于： 包含对应六轴 工业机械臂供应的380V 三相交流电、 对应电动立式胸片架供应的220V交流电和对应激光位 移传感器供应的24V直 流电。 7.一种用于 医学影像拍摄场景联动的控制方法， 其特征在于： 以六轴工业机械臂装夹X 射线球管并带动在六个自由度上移动及定位； 以电动立式胸片架承载并驱动平板探测器在 垂直方向上升降， 采用联控单元作为六轴工业机械臂和电动立式胸片架的连接载体， 上位 机通过C＃编程语言控制移动两者并联动完成整个医学影 像拍摄； 包括 步骤： S1、 前期准备阶段， 将电动立式胸片架的片盒中心位置转换至六轴工业机械臂的基坐 标系上。 8.S2、 拍摄及参数设定阶段， 细化 步骤为： S21、 由影 像医师在上位机 输入、 手动设置患者拍摄时的SID值sid； S22、 通过上位机手动调控六轴工业机械臂、 携带X射线球管到达初始高度位置， 并使X 射线光源射出 方向和姿态保持与地 面平行， 上位机获取光源点的位置 ； S23、 上位机将sid参数值、 初始光源点位置 和准备阶段所获片盒中心位置 进行整合， 生成X射线球管新的定位 ， 并通过Ethernet通信线传送 至六轴工业机 械臂， 移动至指定位置； S24、 上位机根据当前坐标值 换算得到目标距离 ； S25、 开启激光位移传感器， 实时获取当前距离 ， 并与目标距离 进行比较： 若 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115054273 A 2， 则通过RS48 5通信控制电动立式胸片架驱动 片盒下降， 若 ， 则通过RS485通信控制电 动立式胸片架驱动片盒上升， 若 ， 则通过RS485通信控制电动立式胸片架锁定片盒高 度； S26、 联动控制结束， 开展医学拍摄。 9.根据权利要求7所述用于 医学影像拍摄场景联动的控制方法， 其特征在于： 所述转换 包括获取片盒中心位置在六轴工业机械臂的基坐标系 下Z轴坐标值z与激光位移传感器测 距结果d之间的关系： z=d+b， 多组重复求平均数得偏移量b； 并且获得片盒中心位置 在六轴工业机械臂的基坐标系下与X射线球管之光源点位置 及其拍 摄参数SID之间的关系： ， 其中θ为光源点与片盒中心点在X ‑Y平面上 的姿态夹角。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115054273 A 3