CN102065767A - 用于移动成像系统的方法和布置 - Google Patents

Abstract

提供一种用于可操作成获取台架上对象的图像的图像探测器的支撑组件。支撑组件包括从支架围绕第一轴线枢轴耦合的偏移臂。肘管围绕第二轴线枢轴耦合在偏移臂。第一和第二轴线垂直对齐，并且相互之间间隔某个偏移距离。移动臂支撑图像探测器。移动臂围绕水平对齐且在垂直平面与台架的中心纵向轴线对齐的第三轴线枢轴耦合在肘管。还支撑移动臂以围绕水平对齐且相对第三轴线垂直对齐的第四轴线旋转。第一、第二、第三和第四轴线均包括相互之间的共同交叉点。

Description

用于移动成像系统的方法和布置

技术领域

一般来说，本文的主题涉及图像获取，更具体来说，涉及用于移动成像机器或系统的方法和布置。移动成像机器或系统可配置用于医疗诊断或工业成像。

背景技术

医疗诊断成像系统包括各种成像模态，例如x射线系统、计算机断层扫描(CT)系统、超声波系统、电子束断层扫描(EBT)系统、磁共振(MR)系统等。医疗诊断成像系统例如通过暴露于例如经过患者的x射线的能量源来生成例如患者的对象的图像。所生成的图像可用于许多目的。例如，可探测对象中的内部缺陷。另外，可确定内部结构或对准的变化。还可表示对象中的流体流动。此外，图像可示出患者体内的对象存在或不存在。从医疗诊断成像得到的信息在包括医学和制造的许多领域中得到应用。

某种常规医疗诊断成像系统包括移动C-臂系统。移动C-臂系统可用于例如普通外科、血管手术(procedure)和心脏手术。常规移动C-臂系统配备有与放射探测器(例如图像增强器)具有相对关系的放射源或发射器，并且相对台面上的被成像对象或患者移动。通过将患者定位在放射源与探测器之间，移动和旋转C-臂以使辐射从各个方向穿过被成像对象。当辐射经过患者时，解剖结构引起经过并且在探测器接收的辐射的可变衰减。探测器将经衰减的辐射转换成诊断评估中采用的图像。在这类诊断成像系统周围的典型医疗手术中，多个内科医生、护士和技术人员位于极接近被成像对象的位置。

需要一种具有增强移动性的医疗诊断成像系统，它可易于放在拥挤工作环境中的任何位置，其中具有对临床医生或患者的降低干扰。

发明内容

上述需要通过本文在以下描述中所述的实施例得到解决。

在一个实施例中，提供一种活动支撑辐射源和探测器的支撑组件，辐射源和探测器可相结合地操作成获取位于台架(table)上的对象的放射图像。台架由中心纵向轴线定义。支撑组件包括从移动支架围绕大体垂直对齐的第一轴线枢轴耦合的偏移臂。肘管(elbow)围绕第二轴线枢轴耦合在偏移臂。第一和第二轴线各自大体垂直对齐，并且相互之间间隔某个偏移距离。安装移动臂，支撑辐射源与探测器。移动臂围绕大体水平对齐且在垂直平面与台架的中心纵向轴线大体对齐的第三轴线枢轴耦合在肘管。还支撑移动臂以便围绕大体水平对齐且相对第三轴线大体垂直对齐的第四轴线旋转。第一轴线、第二轴线、第三轴线和第四轴线均包括相互之间的共同交叉点。

在另一实施例中，提供一种可操作成获取对象的诊断图像的布置。该布置包括容纳待成像对象的台架、支架、偏移臂和肘管。台架由中心纵向轴线定义。支架可操作成相对台架移动。偏移臂包括与第二端相对的第一端。围绕大体垂直对齐的第一轴线在支架枢轴支撑偏移臂的第一端。围绕大体垂直对齐并且与第一轴线间隔某个偏移距离的第二轴线在偏移臂的第二端枢轴支撑肘管。该布置还包括与辐射探测器相联系地配置成获取诊断图像的辐射源以及支撑辐射源和辐射探测器的移动臂。围绕在垂直平面与台架的中心纵向轴线在上方大体水平对齐的第三轴线从肘管枢轴支撑移动臂。还以滑动方式支撑移动臂，以便围绕垂直于第三轴线、大体水平对齐的第四轴线旋转。第一轴线、第三轴线和第四轴线均包括与另一个的共同交叉点。

在又一实施例中，提供一种通过台架将辐射从辐射源传递到辐射探测器的方法。该方法包括下列动作：沿相对台架固定并且在垂直方向定位在上方的轨道在线性方向滑动支架；使偏移臂的第一端相对支架围绕第一轴线枢轴转动；使肘管相对偏移臂的第二端围绕大体垂直对齐并且在水平方向与第一轴线间隔某个偏移距离的第二轴线枢轴转动；使移动臂相对肘管围绕第三轴线枢轴转动，第三轴线大体水平对齐并且在垂直平面与台架的中心纵向轴线大体对齐；使移动臂相对肘管围绕第四轴线旋转，第四轴线大体水平对齐并且相对第三轴线大体垂直对齐；以及将辐射从在移动臂的一个自由端的辐射源传送到辐射探测器。

本文描述变化范围的布置。除了发明内容中所述的方面和优点之外，通过参照附图以及参照以下具体实施方式，其它方面和优点将会显而易见。

附图说明

图1示出成像系统与支撑被成像对象的台架结合的布置的实施例的立视图示意图。

图2示出沿图1中线条2-2的示意图。

图3示出图1所示成像系统的俯视图(top plan view)示意图，其中移动臂与台架横向偏移对齐。

图4示出图1所示成像系统的俯视图示意图，其中移动臂与台架垂直对齐。

图5示出成像系统相对支撑被成像对象的台架的另一实施例的俯视图示意图。

图6示出图5所示成像系统的俯视图示意图，其中移动臂与台架共同对齐。

图7示出图5所示成像系统的俯视图示意图，其中移动臂与台架垂直对齐。

具体实施方式

在以下详细描述中，参照形成其一部分的附图，附图中通过举例说明的方式示出可被实施的具体实施例。对这些实施例进行充分详细地描述，以使本领域技术人员能够实施实施例，并且要理解，可利用其它实施例，并且在不脱离实施例范围的情况下可进行逻辑、机械、电气和其它变更。因此，以下详细描述并不以限制方式进行。

图1示出包括成像系统105的布置100的一个实施例，成像系统105可操作成获取位于台架115上的被成像对象110的放射图像。被成像对象110通常是患者或者患者的某个部位。可远程操作成像系统105，例如使得可防护操作人员免于辐射。备选地，成像系统105可放在检查室或手术室中，使得卫生保健提供者可在对被成像对象110执行医疗程序(procedure)的同时查看图像。

台架115一般包括独立于成像系统105的底座125所支撑的台面120。台面120一般配置成沿中心纵向轴线128(参见图2-4)容纳被成像对象110。台架115可以是固定或者活动的。另外，台架115可包括各种常规前进/撤回机构、提升机构和/或倾斜机构，这些机构可操作成将台面120和被成像对象110移到预期的升高/降低、倾斜和/或前进/撤回位置。相应地，台架115可与成像系统105接口，以便传递相对成像系统105对台架115的控制和定位。

仍然参照图1，所示成像系统105是移动X射线成像系统，它可操作成使X射线穿过患者，然后探测和处理诊断图像以供解释。但是，成像系统105的类型(例如磁共振成像、放射等)可改变。所示成像系统105一般包括辐射源130和辐射探测器或接收器135。示范辐射源130生成被优选定向成穿过准直仪并且形成x射线束的X射线光子。X射线束具有与探测器135的活动区域中心实质对齐的轴线138。X射线束具有由X射线束在探测器135方向的轴线定义的向量。虽然所示辐射源130可操作成生成X射线，但是辐射源130和相应探测器135的类型可改变。

成像系统105还包括相对靠在台架115上的被成像对象110移动支撑辐射源130和探测器135的支撑组件140。支撑组件140包括由移动支架系统155的肘管150支撑的移动臂145。所示移动臂145是具有一对相对自由端160和165的C-臂。辐射探测器135连接在第一自由端160，并且辐射探测器135连接在相对的第二自由端以便接收穿过位于它们之间的被成像对象110的经衰减辐射。但是，移动臂145的形状可以为曲线、角形等，且不限于此。

仍然参照图1，轴环或触轮组件170配置成以滑动方式接纳从其通过的移动臂145，以便可围绕大体水平对齐且与台面120的中心纵向轴线128垂直的旋转轴线175(参见图2)旋转。电动驱动器180配置成通过轴环组件170使移动臂145以滑动关系围绕旋转轴线175移动。

连接肘管150，枢轴支撑轴环组件170和移动臂145。所示肘管150一般为L形，并且包括上自由端185和下自由端190。连接肘管150的下自由端190，旋转支持轴环组件170和移动臂145，以便围绕旋转轴线195旋转。旋转轴线195大体水平对齐且与移动臂145围绕轴环170的旋转轴线175垂直。旋转轴线195还与台面120的中心纵向轴线(参见图2-4)大体平行对齐。虽然所示肘管150为L形，但是肘管150的形状可改变。电动驱动器200一般可操作成使移动臂145和轴环组件170相对肘管150围绕旋转轴线195旋转。配置支撑组件140，使得旋转轴线175与移动臂145的旋转轴线195在本文称作等深点(isocenter)205的交叉点205相交。

如图1进一步所示，移动支架系统155一般包括支架210，支架210可操作成使轴环组件170和移动臂145沿轨道支撑结构215在线性方向移动。所示轨道支撑结构215包括一对平行对齐轨道220，它们固定成架空(例如到天花板225)并且配置成接纳它们之间的支架210。轨道支撑结构215一般定义与支架210的线性行进方向212同轴的中心纵向轴线230。轨道支撑结构215的中心纵向轴线230在垂直方向一般位于移动臂145的旋转轴线195和台面120的中心纵向轴线128上方。另外，对齐轨道支撑结构215的中心纵向轴线230，使得在俯视图中，在轨道支撑结构215的中心纵向轴线230、移动臂145的旋转轴线195和台面120的中心纵向轴线128之间不存在偏移。

连接偏移臂240，从移动支架系统155旋转支撑肘管150和移动臂145。连接电动转环驱动器245，以使偏移臂240相对支架210围绕第一轴线250旋转。连接肘管驱动器255，以使肘管150相对偏移臂240围绕第二轴线260旋转。第一和第二轴线250、260均相互平行地大体垂直对齐，以及在俯视图中在大体水平方向相互之间间隔或偏移某个距离。偏移臂240的中心纵向轴线262大体线性对齐，并且贯穿第一和第二轴线250、260。

在图2所示的俯视图中，所示偏移臂240包括相对的曲线形状自由端265、270以及一对在它们之间延伸的大体线性形状相对侧面275、280。如图3所示，曲线形状自由端265、270的大体直径282大于线性形状侧面275和280之间的宽度284，由此创建大体“8”字形状。在图1所示的侧立视图中，偏移臂240的圆周边自由端265、270和侧面275、280在大体垂直方向为圆形或曲线形状。偏移臂240的这种配置提供增强操纵性以及美学吸引力外观。

一般提供了对成像系统105和台架115的布置100的实施例的构造的以上描述，下面是获取位于台架115上的对象110的医疗诊断图像时操作布置100的一般描述。

最初假定成像系统105的支撑组件140处于示范停放位置或零位，如图1和图2所示。在这个停放位置，偏移臂240的中心纵向轴线230和移动臂145的旋转轴线195均与台面120的中心纵向轴线128平行对齐。偏移臂240相对支架210围绕其旋转的第一轴线250在支撑组件140的等深点205相交。支撑组件140可操作成使移动臂145和安装的辐射源130及探测器135在线性方向212相对台面120的中心纵向轴线128移动。转环驱动器245可操作成使偏移臂240相对支架210围绕第一轴线250以使得第一轴线250与支撑组件140的等深点205连续相交的方式旋转。相应地，如图2和图4的俯视图所示，移动臂145和安装的辐射源130和探测器135(参见图1)可绕着第一轴线250和/或旋转轴线195旋转，同时将等深点205(参见图1)保持在被成像对象110上的感兴趣点。

如图3所示，转环驱动器245(参见图1)可操作成使偏移臂240相对支架210围绕第一轴线250旋转，从而允许将移动臂145横向偏移定位成到台架115和被成像对象110的右侧。肘管150也可相对偏移臂240围绕第二轴线260旋转，以便以预期方式与台面210的纵向轴线128平行相对地对齐移动臂145的旋转轴线195。从图3显而易见，移动臂145和安装的辐射源130和探测器135(参见图1)到与台架115的横向偏移位置的移动在医疗手术期间在顶部上方以及在被成像对象110的头部以预期方式增强临床医生或内科医生(例如麻醉医生)的通道。

图4示出由肘管驱动器将移动臂145围绕第一轴线250旋转到旋转轴线195与台面120的中心纵向轴线128大体垂直对齐的俯视图。通过移动臂145的这种旋转，在辐射源130与探测器135(参见图1)之间延伸的轴线138(参见图1)与第一轴线250保持垂直对齐。通过移动臂145在线性方向212的移动，辐射源130和探测器135可操作成捕捉对象110从头到脚的放射图像，同时在被成像对象110头部允许临床医生或内科医生通道。通过相反方式，成像系统105可易于返回到图1和图2所示的停放位置。

虽然图3和图4示出移动臂145横向偏移地移动到台架115的台面120和被成像对象110的右侧，但是应当理解，移动臂145可按照类似方式移动到台面210和被成像对象110左侧的相对横向偏移位置。

图5-7示出布置300的另一实施例，它包括可操作成捕捉台架315上对象310的诊断图像的成像系统305，与上述布置100相似。具体参照图5，成像系统305包括支撑组件340，支撑组件340具有由肘管350从可沿天花板安装的轨道支撑结构415移动的支架410所支撑的移动臂345以及偏移臂440，在构造和操作方面与以上所述的支撑组件140的移动臂145、肘管150、轨道支撑结构215和偏移臂240相似。连接偏移臂440以便相对支架410围绕第一轴线450旋转，并且连接肘管350以便相对偏移臂440围绕第二轴线460旋转。第一和第二轴线450、460各自大体垂直对齐、间隔开某个距离(由箭头与参考标号465所示)以及一般定义从其通过的偏移臂440的中心纵向轴线470。

仍然参照图5，支撑组件340的轨道支撑结构415在俯视图中在水平方向与台架315的台面495间隔某个间隙距离490。相应地，包括移动臂345、肘管350、轨道支撑结构415及其上支撑的支架410以及偏移臂440的支撑组件340中没有一部分位于靠在台架315上的被成像对象310上方。这种配置在被成像对象310头部上方允许临床医生或内科医生(例如麻醉医生)的增强通道。另外，通过手术室的照明系统适当照射被成像对象310的感兴趣区域的能力，支撑组件340的轨道支撑结构415的偏移位置降低干扰的可能性。另外，通过在被成像对象310上方通常以常规方式提供的空气流动以便保持在被成像对象310的感兴趣区域上方增强无菌环境的升高压力区域，支撑组件340的轨道支撑结构415的偏移位置降低干扰的可能性。

图6是示出偏移臂440旋转到与轨道支撑结构415的中心纵向轴线500大体垂直对齐的俯视图。在这个旋转位置，支架410沿轨道支撑结构415的中心纵向轴线500移动的线性方向(由箭头和参考标号502所示)与台面315的中心纵向轴线510间隔某个距离505。距离505一般等于分别大体垂直对齐的第一和第二轴线450、460之间的偏移距离465。相应地，当偏移臂440的中心纵向轴线470与轨道支撑结构315的中心纵向轴线500和支架410的线性移动方向502大体垂直对齐时，台架315的台面495的中心纵向轴线510贯穿成像系统305的等深点512与肘管350围绕偏移臂440旋转的大体垂直旋转轴线460。

虽然图6示出轨道支撑结构415的中心纵向轴线500在一个方向(例如对象310的左侧)与台架315的中心纵向轴线510偏移，但是要理解，轨道结构415的中心纵向轴线500也可在相反方向与台架315的中心纵向轴线510偏移，并且包含在本文中。

图7示出移动臂345相对肘管350围绕第二轴线460旋转的俯视图。肘管350围绕偏移臂440的大体垂直对齐旋转轴线460与等深点512和移动臂345围绕轴环170(参见图1)的旋转轴线480间隔某个大体水平距离515。大体水平距离515大约等于距离505，使得台面495的中心纵向轴线510与移动臂345围绕轴环170(参见图1)的旋转轴线480大体对齐。由此，布置300允许台面495和/或支架410相对彼此在线性方向502移动，以便易于获取被成像对象310从头到脚的放射图像。上述这个主题例如在追随通过被成像系统310的循环系统的放射染剂时是合乎需要的。

在操作中，最初假定支撑组件340位于图5所示的停放位置或零位，其中移动臂345围绕轴环组件170的大体水平旋转轴线480(参见图6)相对轨道支撑结构475的中心纵向轴线500垂直对齐。移动臂345和轨道支撑结构415对台面490一侧横向偏移某个距离505。在图5所示的这个停放位置，支撑组件340的移动臂345和轨道支撑结构415中没有一部分在台面490和被成像对象310上方在垂直方向对齐。相应地，天花板安装的支撑组件340在被成像对象310上方增强内科医生进入(access)的通道和间隙，并且还通过以上所述的按照预期方式在台架315和被成像对象310上方的分层空气流动和升高压力区域，降低干扰的可能性。如图6所示，通过将偏移臂440旋转到与轨道支撑结构415的中心纵向轴线500和台面495的中心纵向轴线510的大体垂直对齐，支架410和/或台面495在线性方向502的移动允许成像系统305的等深点512在俯视图中与台面495的中心纵向轴线510保持大体连续对齐，由此增强来自被成像对象310的放射图像的易于参考和获取，同时允许至被成像对象310两侧的增强通道。现在参照图7，通过移动臂345相对偏移臂440围绕第二轴线460的旋转，在线性方向502移动支架410和/或移动台面495允许等深点512再次与台面495的中心纵向轴线510保持大体连续对齐，以便实现对象310从头到脚的放射图像的易于捕捉，同时允许在头端以及沿被成像对象310右侧的临床医生或内科医生增强通道。通过相反方式，成像系统305可易于从图6和图7所示的任一位置返回到图5所示的停放位置。

本书面描述使用示例来公开包括最佳模式的本发明，并且还使本领域技术人员能够制作和使用本发明。本发明的专利范围由权利要求书定义，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这类其它示例具有没有与权利要求书的文字语言不同的结构要素，或者如果它们包括具有与权利要求书的文字语言的非实质差异的等效结构要素，则它们意在落入权利要求书的范围之内。

Claims (20)

1.一种活动支撑辐射源和探测器的支撑组件，所述辐射源和探测器可相结合地操作成获取位于台架上的对象的放射图像，所述台架具有中心纵向轴线，所述支撑组件包括：

从移动支架围绕大体垂直对齐的第一轴线枢轴耦合的偏移臂；

围绕大体垂直对齐并且与所述第一轴线间隔某个偏移距离的第二轴线在所述偏移臂枢轴耦合的肘管；以及

支撑与所述辐射探测器具有相对关系的辐射探测器的移动臂，所述移动臂围绕大体水平对齐并且在垂直平面与所述台架的中心纵向轴线大体平行对齐的第三轴线在所述肘管枢轴耦合，还支撑所述移动臂以便围绕大体水平对齐并且相对于所述第三轴线大体垂直对齐的第四轴线旋转，

其中，所述第一轴线、所述第三轴线和所述第四轴线均包括相互之间的共同交叉点。

2.如权利要求1所述的组件，其中，所述移动支架沿位于高于所述台架的固定轨道结构的中心纵向轴线在线性方向是活动的。

3.如权利要求2所述的组件，其中，所述固定轨道结构的中心纵向轴线在垂直平面中与所述台架的中心纵向轴线大体对齐。

4.如权利要求2所述的组件，其中，所述固定轨道结构的中心纵向轴线在大体水平平面中与所述台架的中心纵向轴线间隔某个偏移距离。

5.如权利要求4所述的组件，其中，所述固定轨道结构中没有一部分在垂直方向在所述台架的任何部分上方对齐。

6.如权利要求1所述的组件，还包括：电动驱动器，可操作成驱动所述肘管和移动臂相对所述偏移臂围绕所述第二轴线的旋转。

7.如权利要求1所述的组件，电动驱动器可操作成驱动所述偏移臂和移动臂相对所述支架围绕所述第一轴线的旋转。

8.如权利要求1所述的组件，其中，所述偏移臂包括大体曲线形状的相对端，其中大体线性侧面在所述相对端之间延伸。

9.如权利要求1所述的组件，其中，所述偏移臂的中心纵向轴线在所述第一与第二轴线之间大体线性对齐。

10.一种可操作成获取对象的诊断图像的布置，包括：

接纳待成像目标的台架，所述台架具有中心纵向轴线；

可操作成相对所述台架移动的支架；

具有与第二端相对的第一端的偏移臂，围绕大体垂直对齐的第一轴线在所述支架枢轴支撑所述偏移臂的第一端；

围绕大体垂直对齐并且与所述第一轴线间隔某个偏移距离的第二轴线在所述偏移臂的第二端枢轴支撑的肘管；

与辐射探测器相联系地配置成获取所述诊断图像的辐射源；以及

支撑所述辐射源和所述辐射探测器的移动臂，围绕在垂直平面与所述台架的中心纵向轴线在上方大体水平对齐的第三轴线从所述肘管枢轴支撑所述移动臂，还以滑动方式支撑所述移动臂以围绕垂直于所述第三轴线、大体水平对齐的第四轴线旋转，

其中，所述第一轴线、所述第三轴线和所述第四轴线均包括与另一个的共同交叉点。

11.如权利要求10所述的布置，其中，所述辐射源沿与所述第一轴线大体共同对齐的大体线性垂直轴线相对所述辐射探测器以联系方式对齐。

12.如权利要求10所述的布置，其中，所述支架沿升高支撑结构在垂直平面在与所述台架的中心纵向轴线大体对齐的线性方向是活动的。

13.如权利要求12所述的布置，其中，所述升高支撑结构的中心纵向轴线在俯视图中与所述台架的中心纵向轴线间隔某个偏移距离。

14.如权利要求12所述的布置，其中，所述升高支撑结构中没有一部分在垂直方向在所述台架上方对齐。

15.如权利要求12所述的布置，其中，所述支架的线性方向大体平行于所述台架的中心纵向轴线。

16.如权利要求10所述的布置，还包括：电动驱动器，可操作成使所述肘管和移动臂相对所述偏移臂围绕所述第二轴线旋转。

17.如权利要求10所述的布置，其中，所述成像系统是放射成像系统。

18.如权利要求10所述的布置，其中，所述偏移臂的中心纵向轴线在所述第一与第二轴线之间大体线性对齐。

19.一种将辐射从辐射源通过台架传递到辐射探测器的方法，所述方法包括下列动作：

沿相对所述台架在垂直方向固定和定位在上方的轨道在线性方向滑动支架；

使偏移臂的第一端相对所述支架围绕第一轴线枢轴转动；

使肘管围绕大体垂直对齐并且在水平方向与所述第一轴线间隔某个偏移距离的第二轴线在所述偏移臂的第二端周围枢轴转动；

使移动臂相对所述肘管围绕第三轴线枢轴转动，所述第三轴线大体水平对齐并且在垂直平面与所述台架的中心纵向轴线大体对齐；

使所述移动臂相对所述肘管围绕第四轴线旋转，所述第四轴线大体水平对齐并且相对所述第三轴线大体垂直对齐；以及

将辐射从在所述移动臂的一个自由端的辐射源传送到所述辐射探测器。

20.如权利要求19所述的方法，其中，在所述线性方向滑动所述支架的所述动作沿与所述台架的中心纵向轴线大体平行对齐且位于在水平方向距所述台架的中心纵向轴线某个偏移距离的轨道的中心纵向轴线进行。

Images