CN102232836A - 移动图像采集中自动辅助受检者的定位的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种对从地面支撑的受检者(8)进行图像采集的系统(5)。该系统(5)包括成像系统(10)和台架系统(300)，该台架系统具有从地面支撑受检者(8)的台面(305)。该台架系统(300)还包括移动装置(22)，其具有驱动器(315)以在地面上自动输送台系统(300)，识别当前位置并且计算相对参考物到达用于图像采集的预编程目标位置的路径。

Description

移动图像采集中自动辅助受检者的定位的系统和方法

相关申请 

本申请是2009年5月22日提交的、名称为“X-ray machine(X射线机)”的法国申请No.0953407；2009年12月15提交的、名称为“System and Method to Automatic Assist Mobile Image Acquisition(自动辅助移动图像采集的系统和方法)”的美国专利申请12/638201；以及2009年12月18日提交的、名称为“System and Method to Automatically Assist Mobile Image Acquisition(自动辅助移动图像采集的系统和方法)”的部分继续申请(CIP)并且要求它们的优先权，它们所有在此通过引用全文结合于此。 

背景技术

本主题大体上涉及图像采集，并且更具体地涉及一种辅助受检者的图像采集的方法和设置。虽然之前的描述有关医学成像，但该系统也可应用于工业成像。 

医学成像系统包含多种成像形态，诸如X射线系统、计算机断层摄影(CT)系统和类似物。医学成像系统生成对象(诸如患者等)的图像，这例如通过暴露于能量来源(诸如穿过患者的X射线等)进行。所生成的图像可用于许多目的。例如，可探测对象的内部缺陷。另外，可确定内部结构或排列(alignment)的变化。还可表示对象内的流体流动。此外，图像可示出患者体内目标的存在或不存在。从医学诊断成像中获得的信息在包括药物和制造的许多领域中具有应用。 

某些常规医学成像系统包括移动C形臂系统。该移动C形臂系统可以用于普通的外科，例如脉管手术和心脏手术。常规移动C形臂系统装备有关于放射探测器(如图像增强器)对置的放射源或发送器，两者均关于成像的受检者移动。随着定位在放射源和探测器之间的受检者，移动并且旋转C形臂系统，以使辐射从各个方向穿过成像的受检者。当辐射穿过受检者时，解剖结构引起穿过成像受检者并且在探测器处接收的 辐射的可变衰减。探测器将衰减的辐射转化成在诊断评估中使用的图像。在围绕这种成像系统的典型医疗程序中，多个医师、护士和技师位于成像的受检者附近。 

发明内容

需要有一种可以在拥挤的工作环境中容易并且自动置于任意位置的移动成像系统。在下面描述中，通过本文描述的实施例来解决上文提到的需要。 

根据一个实施例，提供了一种对从地面支撑的受检者的图像采集方法。该方法包括以下步骤：提供台架系统和移动装置，其中台架系统具有从地面支撑受检者的台面，移动装置具有自动在地面上输送台架系统的驱动器；识别当前位置并计算相对于用于图像采集的预编程目标位置的参考的路径；以及将指令传送至移动装置，以便沿该路径输送台架系统到预编程目标位置。 

根据另一实施例，提供了一种对从地面支撑的受检者进行图像采集的系统。该系统包括成像系统，其可操作成对受检者进行图像采集；以及台架系统，其从地面移动地支撑受检者，该台架系统包括在地面上输送受检者的移动装置。 

本文描述了不同范围的的系统、方法和计算机程序产品。除了在该发明内容中所述的方面和优点，另外的方面和优点将通过参照附图和下面的详细描述变得明显。 

附图说明

图1示出本文描述的主题的移动成像系统的实施例的示意图。 

图2示出选择性地约束图1的移动平台组件和成像系统移动的制动系统的实施例的详细示意图，其中制动系统处于就绪或撤回状态。 

图3示出选择性地约束图1的移动平台组件和成像系统移动的制动系统的实施例的详细示意图，其中制动系统处于图1的移动装置和成像系统的约束移动或夹紧状态。 

图4示出为结合图1的成像系统的移动装置导航的方法的实施例的 示意流程图。 

图5示出图1的移动车架系统在管理图1的成像系统的输送和约束时的实施例的流程图。 

图6图示支撑台架系统的移动装置的实施例，该移动装置在第二移动装置上的第一成像系统和第三成像系统之间输送受检者。 

图7图示根据本文描述的主题关于移动图像采集系统管理受检者的输送的实施例的流程图。 

具体实施例

在下面的详细描述中，参照形成本发明一部分的附图，并且其中通过图示可实践的具体实施例的方式示出。这些实施例足够详细地描述，从而使本领域技术人员能够实践这些实施例，要理解的是，可利用其它实施例，并且可在不偏离这些实施例范围的情况下进行逻辑的、机械的、电的以及其它改变。因此下面的详细描述并非限制性的。 

图1示出了成像系统5，其进行本文描述的主题的受检者或患者8的图像采集。成像系统5的实施例包括X射线机10，其可操作成将X射线穿过受检者或患者8，并且随后探测并且处理采集的图像数据以用于解译。但是，成像系统的类型(例如计算机断层摄影(CT)、超声(US)、电子束断层摄影(EBT)、磁共振(MR)、荧光镜检查、血管造影术、正电子发射(PET)等)可以变化。 

X射线机10的一个实施例是脉管型的并且位于检查室或手术室或混合室(以12所标记的框的形式来表示)内。例如，X射线机10可以远程操作，从而操作者可以被屏蔽免受辐射。备选地，X射线机10可以置于检查或手术室12内，从而健康护理提供者可以在对患者8进行医疗手术(medical procedure)时观察采集的图像数据。 

X射线机10可以包括扫描架(gantry)13，其包括臂14，该臂可以围绕患者8在至少二维空间中旋转。该臂14可以是大体上C形的并且支撑X射线管16，在所述X射线管的一端是X射线源而另一端是探测器18。但是，该臂14的形状可以是曲线形的、有棱角的(angular)、圆形的或O形等，并且对于本文描述的主题不是限制性的。臂14的示例可以 是如由GENERAL 公司制造的C形，如由Ziehm Imaging Incorporated制造的移动C形臂，以及如由 

Inc制造的0- X射线管16可以大体上可操作成沿着发射方向发送X射线束20。 

探测器18吊钩到臂14上且与管16对置并且处于发射方向上。X射线管16和图像探测器18可以安装在臂14的对置端上，由此管16发射的X射线可以入射到探测器18并被其探测。探测器18可以连接至用于在发射方向升高和降低探测器18的升降机(未示出)上。 

例如，在放射摄影曝光过程中，可以定位X射线管16和探测器18使得例如当患者8介于X射线管16和探测器18之间，并且由X射线辐射时，探测器18产生表示所介入的患者8特性的数据，其可以常规显示在监测器(未示出)上并且电子式存储。 

臂14的实施例可以通过支撑元件24安装在移动的车架或平台或装置22上。该支撑元件24可以固定安装在移动装置22上。臂14可以通过旋转臂26连接至该支撑元件24。臂14可以安装以便相对旋转臂26滑动。该旋转臂26可以绕穿过X射线束20的轴线旋转。支撑元件24上的旋转臂26的该旋转组件可以使X射线管16和图像探测器18能够沿着或围绕弓形旋转臂26旋转移动。臂14、支撑元件24和旋转臂26可以相对于彼此铰接，从而使X射线机10能够大致三维地移动X射线管16和探测器18，由此获取以不同入射值来检查的患者8内部器官的图像。通过结合X射线机10的移动部件的旋转运动，X射线束20可以画出包括在球体内的X射线的所有发送方向。 

移动装置22的实施例可以大体上配置成在地面上移动X射线机10。移动装置18的实施例可以包括轮式或滚轮系统40，其可操作成在由地面表示的平面的每个方向上移动或转移移动装置22，包括移动装置22绕穿过X射线束20的垂直轴线的旋转。滚轮系统40的实施例包括至少一个马达驱动和引导轮44以及至少一个自由轮48。滚轮系统32的另一个示例可包括完整型轮。轮式或滚轮系统32的类型可以变化。图2图示移动装置18的实施例，其包括两个马达驱动和引导轮44，其置于移动装置18的尾端且与臂14对置。图3图示移动装置18的实施例，其包括两个 朝前放置的马达驱动和引导轮44和一个位于朝向尾端的自由轮48。马达驱动和引导轮44或自由轮48的数量和位置可以变化。 

移动装置22还可以包括驱动器(如电动的、气动的、液压的等等)50，可操作成移动轮44、48。驱动器50的实施例可以包括联接至驱动马达的方向马达。轮44、48至驱动器50的连接可以根据本领域技术人员已知的技术。可以采用独立于X射线机10的那个的方式对移动装置22供电。 

X射线机10可以结合检查台或床34(患者8卧于其上)进行操作。X射线机10可以采用工作模式转移、移动或定位，使得将检查台34置于C形臂14内，使得X射线管16可以位于检查台34的下方，而探测器18位于检查台34的上方(反之亦然)，以及待检的患者8定位于X射线束20的路径上。 

如图2所示，X射线机10可以包括控制器或控制单元60以自动地控制驱动器50移动该移动装置22的轮44。控制单元60的实施例可以包括连接至总线64的处理器或微处理器62，以及程序存储器66和数据存储器68和70。该程序存储器66可以分割成若干分区或模块，每个模块对应于X射线机10的操作或动作的功能或模式。动作可以对应于由处理器62的一个或多个模块的实现(形成该模块的指令代码的所有或部分的实现)，处理器62连接至模块存储在其中的程序存储器66。动作可以归因于程序，使得可以由处理器62来执行动作，其中处理器62可以由记录在X射线机10的程序存储器66中的指令代码控制。这些指令代码可以实现X射线机10可以执行动作的手段。 

本文所述的分区或存储器66、68、70的讨论和说明是例如部件布局和数据记录的说明。这些分区或存储器66、68、70可以根据数据库尺寸和/或所期望的处理操作的速度的约束来统一或分配。 

程序存储器66的一个实施例包括指令代码的分区70以接收移动信号，该信号对应于移动装置22的或X射线机10上的位置控制部件(如按钮、触摸屏、拨动件、操纵杆等)72的启动。位置控制部件72也可以是远程控制单元73的一部分。 

分区74可以包括指令代码以基于上文关于分区70描述的接收的信 号从数据存储器68提取由X射线机10获得的位置坐标。 

指令代码的分区76可以与导航系统78通信或对导航系统发出命令，以便确定X射线机10的当前位置的坐标。该导航系统78可以包括人工位置控制部件72以控制X射线机10的移动装置22和/或臂14的驱动系统的移动。该位置控制部件72的一个实施例可以控制移动装置22在各种方向(如向前、向后、向左或向右)上的移动，以及控制对图像采集(如全景视图、水平的、垂直的或放大的)的相似转移。导航系统78可以操作成将位置控制部件72的转移或移动转换成电信号，该电信号可以由移动装置22的控制单元60来解译。由此，操纵杆79可以按操作者所期望的预编程轨迹控制移动装置22的移动。 

分区80可以包括指令代码以对导航系统78发出命令，以便建立从当前位置和从由X射线机10获得的位置的移动路径。 

分区82可以包括指令代码以命令驱动器50的操作、启动、工作或移动。 

分区84可以包括指令代码以接收X射线机10的臂14的工作取向信号，其对应于用于患者8的图像采集的取向命令的起动。这些取向和位置命令可以是截然不同的。 

分区86可以包括指令代码以命令X射线机10移动部件的移动，包括臂14、旋转臂26、支撑元件15和/或滚轮系统40。作为取向信号的函数的这些部件14、24、26、40的移动可以完成使得要成像的患者8的感兴趣区域保持定位在X射线束20内。 

数据存储器68、70的实施例可以包括预定停放和工作位置。停放位置可以是当处于停放模式或空闲模式时X射线机10可以定位在医疗手术需要的约束空间外的场所或地点。工作位置可以是X射线机10进行患者8的图像采集的场所或地点。数据存储器68、70的一个示例可以采用行和列的表格格式来构造，其中每行对应于X射线机10的位置坐标，每列对应于在X射线机10的关于该位置的一条信息。例如，行可以对应于X射线机10的预定工作位置或停放位置的坐标，而列可以对应于与X射线机10的给定位置命令的起动关联的转移信号。 

数据存储器68、70还可以包括用于X射线机10的移动部件14、24、 26或滚轮系统40的预定工作取向。工作取向可以是X射线机10的配置，其中臂14、支撑元件24、旋转臂26和滚轮系统40可以根据该取向信号转移或移动至放射摄影位置。该转移可能不影响受检患者8感兴趣区域相对X射线束20的位置。 

数据存储器68、70的实施例可以采用行和列的表格格式来构造，其中每行对应于X射线机10的移动部件14、24、26或40的工作取向，每列对应于关于该取向的一条信息。例如，行可以对应于由每个移动部件14、24、26或40所进行的移动，而列可以对应于与X射线机10的给定取向命令的起动关联的移动信号。位置和取向命令可同时或连续起动。 

图4示出本文的主题的方法100的实施例。第一预备步骤104可以包括将X射线机10处于就绪模式。步骤106可以包括接收X射线机10的位置或取向命令。 

步骤108可以包括识别采集的信号(例如定位信号)的类型。步骤109可以包括计算路径以按照在步骤106接收的位置信号将X射线机10置于期望位置。为了实现该目的，控制单元60可以启动导航系统以：计算X射线机10的当前位置；计算当前位置和包含在步骤106所接收的位置信号中的坐标之间的最佳或预编程轨迹；以及参照该路径来引导X射线机10的移动。 

在一个实施例中，导航系统78可以包括无线通信或跟踪系统(如包括天线、收发器、接收器、发射器或发送器或其组合)110，其与各种固定的接收器或发送器(具有唯一的识别代码或位置坐标)无线通信或链接(如全球卫星定位(GPS)、射频、红外、条形码或形状的光学识别、超声、电磁等)111。固定接收器或发送器可定位在一定高度和/或地面上和/或天花板上或台架34上。 

例如，导航系统78可以包括无线标签(如电磁、射频、超声、红外、光学等)112，其提供有电池，该电池向它们提供在一定距离(如从一厘米到几个厘米)上发送低频、中频或高频信号需要的能量。无线标签112从能量观点可以是自发的以响应于变化的电磁信号或射频信号而启动。 

导航系统78可以是大体上可操作的以交换或计算X射线机10相对预定路径或轨迹的位置坐标。基于该位置坐标，导航系统78可以计算当 前位置以及计算轨迹或路径或其相对预定轨迹的校正。 

导航系统78的一个示例可以包括光学阅读器，其可操作成读取或解码条形码(如二维的)114，其表示它们在X射线机10的环境(如在房间12的地面上和/或天花板上或台架34上)中的位置的二维坐标。导航系统78可以包括设计成对包含在条形码中的信息进行解码的光学阅读器。光学阅读器可以置于移动装置22的下方且面对地面，或位于移动装置22的上方且面对天花板或采用其间任何变化的面对方向，从而探测并读取条形码。从条形码114的位置的坐标，导航系统78可以计算当前位置以及计算轨迹和校正X射线机10或移动装置22相对初步计算的或预编程轨迹的轨迹。 

在另一实施例中，导航系统78可以与GPS或全球定位系统116通信，从而可操作成计算X射线机10的当前位置、它的轨迹或路径、或其预编程轨迹。 

导航系统78的另一示例可以包括光学或激光发射器119A和/或反射器或探测器119B的系统118，其可操作成执行一般实时跟踪位置和更新路径或轨迹或其校正以查找支撑在移动装置22上的X射线机10的位置。激光发射器119A和/或反射器或探测器119B的系统118可以位于一个或固定地点且与X射线机10或移动装置22的导航系统78通信。响应于接收根据预定轨迹或人工输入的位置信号，导航系统78可以启动激光束从系统118的发射并且测量入射激光束和反射激光束(在激光发射器119A和/或反射器或探测器119B之间)之间的持续时间。基于所测量的持续时间，导航系统78可以计算X射线机10或移动装置22相对最佳或预编程轨迹的当前位置，并且可以生成信号以相对最佳或预编程轨迹或路径来操纵移动装置22以及对其进行相应调整。根据系统118的一个实施例，激光发射器119A可以安装在移动装置22或系统5上。激光发射天线119A可以在发射激光束时旋转，系统118可以测量系统5与一个或多个反射器或偏转器119B(固定于室12的墙壁上)之间的距离。系统118还可以测量入射束或反射激光束或激光发射器或偏转器119B相对系统118的参考物(如绝对零值可以由x-y-z坐标系或极坐标系(对系统118校准的)中的水平或垂直来限定)的角度。 

在另一实施例中，导航系统78可以包括电磁场链接(1ink)120，来限定X射线机10或移动装置22的路径或轨迹。导航系统78可以根据电磁场链接120来探测X射线机10和/或移动装置22的位置，从而操纵X射线机10和/或移动装置22相对预计算或预编程轨迹或路径的路径或轨迹。 

在另一实施例中，导航系统78可以包括具有纵向标记的光学引导系统122，该标记构成X射线机10和/或移动装置22的轨迹的参考物。该光学引导系统122可以包括处于移动装置22前部的拍摄装置或相似的装置来形成移动装置22或X射线机10的路径的图像。根据从光学引导系统11传输至控制单元60的数据，控制单元60可以计算X射线机10和/或移动装置22的位置并相对预计算或预编程的轨迹校正轨迹或路径。 

光学引导系统122的另一实施例可以包括至少一个拍摄装置，其与从室12内的固定位置的X射线机10和/或移动装置22通信。控制单元60可以可操作成处理从光学引导系统122采集的数据并用X射线机10和/或移动装置22的预定临近或阈值计算环境或场景，其包括潜在阻挡物的探测。控制单元60可以计算X射线机10和/或移动装置22的位置或地点并校正其相对预计算或预编程轨迹的轨迹。 

在另一实施例中，导航系统78可以包括传感器(如加速计)124，其能够测量X射线机10和/或移动装置22的滚轮系统40的转移或移动的方向和/或大小。基于这些采集的测量，控制单元60可以使用测程技术来计算X射线机10和/或移动装置22的位置。从已知的初始位置开始并计算所测量的移动，控制单元60可以计算X射线机10和/移动装置22的当前位置。根据该计算结果，控制单元60可以校正X射线机10和/或移动装置22相对预计算或预编程轨迹的轨迹的轨迹或路径。 

在另一实施例中，数据存储器68、70可以包括关于X射线机10的环境的绘图(mapping)的信息，该映射包括X射线机10的预定停放位置的参考坐标。 

图5描述了X射线机10的移动装置22的另一实施例，其通过机械联动装置(linkage)130连接至固定平台(如室12的天花板或至墙上)132。机械联动装置130的一个示例可以包括第一臂134，其由第一铰链 装置136连接至移动装置22。该第一臂134可以通过第二铰链装置140连接至第二臂138。臂和铰链的数量是可以变化。该第二臂138可以在移动装置22处联接至铰链装置132。铰接臂134、138的机械联动装置130可以包括编码器(未示出)，其可操作成将探测到的臂134、138的机械移动转换成数值变量并且传输至控制单元60，并且控制单元60可以将不同编码器的跟踪的角位置组合起来以引导或操纵移动装置22的移动。 

导航系统78或其部件的上述实施例中的一个或多个可相互组合以提高计算精度。导航系统78的类型可以变化。 

步骤150可以包括将移动指令传输至移动装置22的驱动器。步骤152可以包括控制操纵或引导移动装置22的驱动器的移动通过预定轨迹。控制单元60可以操纵或引导X射线机10经由移动装置22从起始点移动至通过确定位置、轨迹或预编程轨迹控制的位置(必要时可校正)，并参照该轨迹引起引导的校正或改变。 

如果控制单元60在步骤108中探测到所接收的命令信号类型是导航信号或取向信号，则控制单元60可以执行后续步骤。在处理所接收的取向信号之前，步骤155可以包括计算是否正执行上述步骤中的一个或多个。如果是这种情形，步骤156可以包括在没有进一步处理的情况下存储导航或取向信号或者引起上述信号处于空闲状态。步骤158可以包括计算如下校验，即上述步骤中的一个或多个的执行是否终止，以便批准导航或取向信号的处理。如果没有探测到上述步骤中的一个或多个的执行，步骤160包括批准进一步处理该导航或取向信号。 

步骤162可以包括引起臂13、支撑元件24、旋转臂26和/或滚轮系统40中的一个或多个的导航或取向的移动以对应于导航或取向信号中的指令，从而在期望方向定位X射线束20以对患者8期望的感兴趣区域进行图像采集。 

万一接收新的取向命令，控制单元60可以采用受控方式并且以期望的导航或取向来操纵臂14、支撑元件24、旋转臂26和/或滚轮系统40的移动，并且同时保持X射线束20在待受检的感兴趣区域中。 

本文描述的主题的技术效果是通过经由机器人移动装置22的滚轮系统40将X射线机10从一个工作位置移动至另一工作位置来增强随对受 检的感兴趣区域变化的图像采集中的变化。 

图6图示机器人式地操作的受检者支撑或台架系统300的示意图。台架系统300的一个实施例可以配置成在成像系统5的图像采集中支撑受检者8。台架系统300的一个实施例可以是在外科或脉管医疗手术中支撑受检者8。然而，台架系统300的应用或使用类型可以变化。 

台架系统300的实施例可以包括支撑在移动装置310上的台面305，该移动装置310具有驱动器或马达315(如电驱动、液压等)，以驱动支撑台面305的轮式平台或车架317的移动。轮式车架317可以是可操作的以在由地面表示的平面的每个方向上移动或转移移动装置310，包括移动装置310绕延伸通过移动装置310的垂直轴线的旋转。 

轮式车架317的实施例可以包括至少一个引导轮318以及至少一个马达驱动轮319，类似于上述的滚轮系统40。该至少一个或多个引导轮可以可操作成围绕大体上垂直轴旋转通过三百六十度范围。至少一个引导轮可以空转或采用受控方式来起动(如机械的、电驱动、液压驱动)。至少一个或多个马达驱动轮319可以与驱动器或马达315机械互连并且由其驱动。轮的类型(如完整轮、滚轮等)以及轮的数量和位置可以变化。 

台架系统300可以包括控制器或控制单元324以自动控制驱动器或马达315移动该移动装置310的轮318、319，这类似于上述控制单元60。控制单元324的实施例可以包括连接至总线328的处理器或微处理器326，以及程序存储器330和数据存储器332。程序存储器330可以分成若干个分区或模块，每个模块对应于台架系统300的操作或动作的功能或模式。该动作可以对应于由处理器326的一个或多个模块的实现(形成该模块的指令代码的所有或部分的实现)，处理器326连接至该模块存储在其中的程序存储器330。动作可以归因于程序，使得可以由处理器326来执行动作，其中处理器326可以由记录在台架系统300的程序存储器330中的指令代码控制。这些指令代码可以实现台架系统300可以执行动作的手段。 

本文所述的分区或存储器330、332的讨论和说明是例如部件布局和数据记录的说明。这些分区或存储器330、332可以根据数据库的尺寸和 /或所期望的处理操作的速度的约束来统一或分配。 

程序存储器330的一个实施例包括指令代码的分区336以接收移动信号，该移动信号对应于移动装置310的或台架系统300上的位置控制部件(如按钮、触摸屏、拨动件、操纵杆等)338的启动。位置控制部件338也可以是远程控制单元340的一部分。 

分区342可以包括指令代码以基于上文关于分区336描述的接收的信号从数据存储器332提取由台架系统300获得的位置坐标。 

指令代码的分区344可以与导航系统345通信或对其发出命令，以便确定台架系统300的当前位置的坐标。该导航系统345可以包括人工位置控制部件338以控制移动装置310的移动。该位置控制部件338的一个实施例可以控制移动装置310在各种方向(如向前、向后、向左或向右)上的移动，以及控制对图像采集(如全景视图、水平、垂直和放大视图)的相似转移。导航系统345可以可操作成将位置控制部件338的转移或移动转换成电信号，该电信号可以由移动装置310的控制单元324来解译。由此，位置控制部件338可以按操作者所期望的预编程轨迹来控制移动装置310的移动。 

分区346可以包括指令代码以命令导航系统345，以便建立从当前位置和从要由台架系统300获得的位置的移动路径。 

分区348可以包括指令代码以命令台架系统300的驱动器或马达315的操作、启动、工作或移动。 

分区350可以包括指令代码以接收对应于用于患者8的图像采集的X射线机10的取向命令的起动的台架系统300的台面305的工作取向信号。这些取向和位置命令可以是截然不同的。 

分区352可以包括指令代码以命令台架系统300移动部件的移动，包括台面305和/或移动装置310。作为取向信号的函数的这些部件305和310的移动可以完成使得要成像的患者8的感兴趣区域保持在由X射线机10进行的图像采集的位置。 

数据存储器332的实施例可以包括台架系统300的预定停放和工作位置。停放位置可以是当处于停放模式或空闲模式时台架系统300可以定位在医疗手术需要的约束空间外的场所或地点。工作位置可以是台架 系统300进行患者8的图像采集的场所或地点。数据存储器332的一个示例可以采用行和列的表格格式来构造，其中每行对应于台架系统300的位置坐标，每列对应于关于台架系统300的该位置的一条信息。例如，行可以对应于台架系统300的预定工作位置或停放位置的坐标，而列可以对应于与台架系统300的台架面305的给定位置命令(水平或垂直角度，高度等)的起动关联的转移信号。 

数据存储器332还可以包括与X射线机10的工作取向结合的用于台架系统300的移动部件台面305和移动装置310的预定工作取向。例如，成像系统5、X射线机10或移动装置22的臂14、支撑元件24、旋转臂26以及滚轮系统40可以在基本同时的时帧中或根据关于台架系统300的台面305或移动装置310的一系列位置事件或重要事件来转移或移动以用于图像采集，并且可以根据该取向信号。该转移可能不影响受检患者8感兴趣区域的位置。 

数据存储器332的实施例可以采用行和列的表格格式来构造，其中每行对应于台架系统300的移动部件305和310的工作取向，而每列对应于关于该取向的一条信息。例如，行可以对应于由每个移动部件305进行的移动，列可以对应于与台架系统300的给定取向命令的起动相关联的移动信号。该位置和取向命令可同时或连续起动。 

导航系统345的实施例可以包括自动引导车辆技术并且无线地供电，这类似于上文描述的成像系统5或X射线机10，以指示移动装置310自动将支撑台架系统300的轮式车架移动至期望距离/方向的位置或者移动至预定路径中的期望位置，而不等待使用者在方向或速度或位置改变之间输入指令。移动装置310的无线导航系统和无线供电能力可以免除成捆电缆、液压线、数据传送电缆等的延伸，其可以随机器人台架系统300在医疗手术或图像采集的位置或地点之间的输送中移动时变成缠在一起、产生干扰、抑制移动或使用，或增加跳闸危险的可能性等。 

导航系统345的实施例可以包括无线跟踪系统360(如全球卫星定位(GPS)、射频、红外、条形码或形状的光学识别、超声、电磁等)。无线跟踪系统360的实施例可以包括经由无线链接370通信的收发器、接收器、发送器/接收器或天线365或其组合，这类似于上述的无线通信或跟 踪系统110。导航系统345的至少一部分可以集成或组合上述的导航系统78或成为导航系统78的一部分，或者导航系统78和350可以是彼此独立的。跟踪系统360可定位在一定高度和/或地面上和/或天花板上或台面305上。 

在另一示例中，导航系统345可以包括上述的无线标签(如电磁、射频、超声、红外、光学的等)112，其提供有电池，该电池向它们提供在一定距离(如从一厘米到几个厘米)上发送低频、中频或高频信号需要的能量。 

导航系统345的另一示例可以是大体上可操作的以交换或计算台架系统300相对预定路径或轨迹的位置坐标，并且可与上述的成像系统5或X射线机10的路径或轨迹相关或预期对应。基于这些位置坐标，导航系统345可以计算当前位置并计算轨迹或路径或其相对预定轨迹的校正。 

导航系统345的另一示例包括光学阅读器，其可操作成读取或解码条形码(如二维的)114，其表示它们在台架系统300环境(如在室12的地面上和/或天花板上或台面305上)中的位置的二维坐标。导航系统345可以包括设计成对包含在条形码中的信息进行解码的光学阅读器。光学阅读器可以置于移动装置310的下方且面对地面，和/或在移动装置310的上方且面对天花板或采用其之间的任意变型面对方向，从而探测并读取条形码。从条形码114的位置的坐标，导航系统345可以计算当前位置和计算轨迹以及校正台架系统300或移动装置310相对初步计算或预编程轨迹的轨迹，这类似于前述的导航系统78。 

在另一示例中，导航系统345可以与GPS或全球定位系统116通信，从而可操作成计算台架系统300的当前位置、轨迹或路径，或预编程轨迹。 

在另一示例中，导航系统345可以与光学或激光发射器和/或反射器或探测器119A、119B的系统118通信和/或包括上述系统，其可操作成执行一般实时跟踪位置和更新的路径、或轨迹或其校正以查找支撑在移动装置310上的台架系统300的位置。导航系统345可以包括固定发射器、或反射器、或探测器或其组合119B，其位于一个或固定地点，且与台架系统300或移动装置310处的激光发射器、或反射器或探测器374 或其组合通信。响应于接收根据预定轨迹或人工输入的位置信号，导航系统345可以启动激光束的发射并测量在入射激光束和返回激光束之间的持续时间。基于所测量的持续时间和激光束相对导航系统345的参考物(如绝对零值可以由x-y-z坐标系或极坐标系的水平或垂直来限定)的入射角或反射角，导航系统345可以计算台架系统300或移动装置310相对最佳或预编程轨迹的当前位置，并可以生成信号以相对最佳或预编程轨迹或路径来操纵移动装置310以及对其进行相应调整。安装在移动装置310或台架系统300上的激光发射器、反射器或偏转器或其组合374的实施例可以与上述的成像系统5的移动装置22的系统118通信或是其的一部分，或与其独立。激光发射器374可以旋转以及测量成像系统5和固定在室12的墙壁上的一个或多个反射器之间的距离。 

导航系统345的再另一示例可以包括电磁场链接120，来限定台架系统300或移动装置310的路径或轨迹。导航系统345可以根据电磁场链接120探测台架系统300或移动装置310的位置，来操纵台架系统300或移动装置310相对预计算或预编程轨迹或路径的路径或轨迹。 

导航系统345的再另一示例可以包括具有纵向标记的光学引导系统122，该标记构成台架系统300和/或移动装置310的轨迹的参考物，这类似于前述的成像系统5的移动装置22。根据从光学引导系统122传输至控制单元324的数据，控制单元324可以计算台架系统300和/移动装置310的位置，并且相对预计算或预编程的轨迹校正轨迹或路径。 

光学引导系统122的另一实施例可以包括至少一个拍摄装置，其与从室12内的固定位置的台架系统300和/或移动装置310通信。控制单元324可以是可操作的以处理从光学引导系统122采集的数据并用台架系统300和/或移动装置的预定临近或阈值来计算环境或场景，其包括潜在障碍物的探测。控制单元324可以计算台架系统300和/或移动装置310的位置或地点，并校正其相对预计算或预编程轨迹的轨迹。 

在另一示例中，导航系统345可以包括传感器(如加速计)124，其能够测量台架系统300或移动装置310的转移或移动的方向和/或大小。基于这些采集的测量值，控制单元324可以使用测程技术来计算台架系统300或移动装置310的位置。从已知的初始位置开始并计算所测量的 移动，控制单元324可以计算台架系统300或移动装置310的当前位置。根据该计算结果，控制单元324可以校正台架系统300或移动装置310相对预计算或预编程的轨迹的轨迹或路径。 

根据一个实施例，成像系统5或X射线机10的导航系统78的一部分可以与台架系统300或移动装置310的导航系统345集成。彼此集成与彼此独立的导航系统78和350的部分可以变化。 

可以从电源线377(如虚线所示)到室12中的固定电连接器378(如墙壁插座或数据连接器)的硬连接来对移动装置310的驱动器或马达315的一个实施例供电。然而，台架系统300可不包括硬线连接以从室12的固定电连接器378(如墙壁电插座)来接收电力。 

移动装置310的驱动器或马达315的另一实施例可以直接或间接从无线电力系统380供电(参照图1中的虚线以及图6中的箭头)。无线电力系统380的一个实施例可以在移动装置310处包括电池385，其提供电力来驱动移动装置310以移动机器人台架系统300。电池385可以是可充电电池(如锂离子电池、镍电池等)。无线电力系统380的另一实施例可以包括多个太阳能电池或面板388(虚线所示)，其定位成与台架系统300的驱动器或马达315一起移动并且与其电连接以向其提供电力。 

无线电力系统380的另一实施例可以包括感应电力系统390，其可以独立于电池385和/或太阳能电池或面板388(虚线所示)，或与其组合。感应电力系统390的实施例可以包括感应发送器(如电力轨、总线等)392，其嵌入地面中或附着在地面，且与远离移动装置310独立设置的电源(如AC、DC)394电力连通。感应发送器392可以横跨空气间隙与附着在移动装置310上的感应接收器396无线通信(例如，磁的、电磁的等)。例如，横跨空气间隙从无线电力系统380的感应发送器392传输的移动磁场可以在感应接收器(如定子线圈)396处产生或生成电流，该感应接收器位于移动装置310处，从而提供电力来驱动移动装置310。然而，无线电力系统380的类型可以变化。 

已经大体上提供了具有本文描述的主题的移动装置310的台架系统300的实施例的构造的上述说明，下面是台架系统300的操作的方法400的一般说明。还应该理解的是，如在前面所述的方法400的 动作或步骤的序列或连续性可以变化。同样，应该理解的是，方法400可能不需要前面所述的每个动作或步骤，或者可包括本文没有公开的另外动作或步骤。方法400的下面的步骤和动作中的一个或多个也可以采用计算机程序产品的形式，其具有模块、或分区或计算机可读程序指令，其可以存储在数据存储器332中用于由台架系统300的处理器326来执行。 

假设为了示例成像系统5或X射线机10和台架系统300都位于停放或存储位置，以及成像系统5或X射线机10和台架系统300的至少一个可以机器人式地操作并且从远程单元340远程或无线控制。尽管没有要求，台架系统300可以包括自动制动系统405，其也可通电以约束台架系统300从约束位置的移动，如在2009年12月15日提交的、名称为“System and Method to Automatic Assist Mobile Image Acquisition(自动辅助移动图像采集的系统和方法)”的美国专利申请12/638201；以及2009年12月18日提交的“System and Method to Automatically Assist Mobile Image Acquisition(自动辅助移动图像采集的系统和方法)”所描述的，在此通过引用全文结合于此。还假设执行下面步骤中的一个或多个的指令可以经由无线通信从远程单元340接收。 

参照图7，步骤410可以包括释放台架系统300和成像系统5或X射线机10的移动约束。步骤415可以包括向移动装置310指示或通信来操纵台架系统300移动至用于患者8的图像采集的关于X射线机10的期望位置。步骤415的实施例可以包括移动装置310的通信指令以根据预定类型和/或身体区域和/或图像采集规程来操纵台架系统300至预定地点和排列以对患者8进行图像采集。同样，移动装置350可以接收人工指令(如经由操纵杆)来选择性地补偿移动装置310至期望地点的移动。步骤415可以包括控制操纵或引导移动装置310的驱动器的移动以通过预定路径或到预定位置。步骤415可以包括协调指令传送以与移动装置22或成像系统5或X射线机10从起始点移动到预编程位置、预编程轨迹或路径(如果有必要则基于当前位置或路径进行校正)的移动的自动操纵和引导相组合并且按顺序操纵或引导台架系统300的移动，以及参照该轨迹或路径引起引导中的校正或改变。步骤415可以进一步包括协 调指令传送以操纵或引导台面305相对地面或台架系统300的剩余部分移动，从而以预编程关系来定位受检者8，或者将受检者8定位在相对成像系统5或X射线机10用于图像采集的位置。 

步骤420可以包括接收台面305和移动装置310或台架系统300位于关于移动装置22、或成像系统5或X射线机10的期望的排列和地点的反馈以对支撑在台架系统300上的受检者8进行图像采集。步骤425可以包括施加约束力(如由制动系统405施加的力)来阻碍移动装置310或台架系统300的震动或移动。当执行图像采集时约束力的实施例可以抵抗台架系统300的台面305的震动或倾斜。步骤435可以包括在台架系统300的目前或预编程地点来探测图像采集的完成或其他重要事件。 

步骤440可以包括释放或中断台架系统300的约束(如中断由制动系统405施加的制动力)。步骤450可以包括沿着预编程路径或轨迹自动操纵或引导移动装置310以将受检者8移动至用于图像采集的另一位置。步骤450的一个实施例包括将受检者8移动至用于由相同成像系统(如X射线机10)进行图像采集的第二位置。步骤45的另一实施例包括将受检者移动至用于由第二成像系统455进行图像采集的第二位置，该第二成像系统不同于并且独立于第一成像系统5。步骤450可以包括自动操作与多个独立的成像系统5、455(如荧光镜检查、血管造影束、CT、X射线、MRI等)关联的台架系统300。例如，假设受检者8可以由台架系统300支撑在用于用X射线机10进行图像采集的第一位置，步骤450可以包括自动操纵或引导支撑对于肿瘤医疗手术的受检者8的台架系统300的移动装置310的移动以沿着预编程路径至用于由第二成像系统455(其可以是CT扫描器)进行图像采集的第二位置。台架系统300可以支撑受检者8，而便携式移动装置310可以自动将受检者8从用于由X射线机10进行成像的第一位置输送至用于由CT扫描器452进行成像的第二位置。台架系统300可以是可操作的以在多个成像系统5和452或更多的成像系统之间在自动以及可预知的路径中移动受检者8，其具有对受检者8、护理者和成像系统5和452减少的风险。 

步骤455可以包括重复上述步骤中的一个或多个以由多个成像系统5和405以预编程切换或交替序列执行多个图像采集。步骤460可以包括 探测或接收图像采集完成或对受检者8的医疗手术完成的指令。步骤465可以包括操纵或引导台架系统300的移动装置310或成像系统5的移动装置22或X射线机10中至少一个的移动，使其返回预编程停放或存储位置。步骤470可以包括对台架系统300和成像系统5或X射线机10中至少一个施加约束。 

方法400的上文描述的步骤中的一个或多个可以根据选自多个图像采集规程或治疗规程(依靠在系统5接收的输入或期望诊断)的预编程规程。该预编程规程可以包括响应于探测受检者的合适的排列/位置自动引起对台架系统300施加约束力以便准备好图像采集。同样地，预编程规程可以包括响应于探测图像采集在当前排列/位置的完成来引起自动释放约束力。 

依靠作为导航或取向信号的一种接收的命令信号的探测，步骤450可以包括：计算上述步骤中的一个或多个是否正在执行；存储导航系统345处接收的导航或取向信号或使其处于空闲状态，而无需进一步处理；计算有关上述步骤中的一个或多个的执行是否终止的校验，以便批准导航或取向信号的处理；以及如果没有探测到上述步骤中的一个或多个的执行，批准该导航或取向信号的进一步处理。还应该理解的是，导航系统345的一个或多个部件可以位于台架系统300或移动装置310处，或者在室12中是固定的，并且对于本文描述的主题不是限制性的。 

根据一个实施例，成像系统5或X射线机10可以与支撑受检者8的台架系统300组合并且与其独立地采用本文描述的无线方式自动操作。成像系统5或X射线机10可以采用工作模式转移、移动或定位，使得台架系统300将受检者8支撑在C形臂14内使得进行受检者8的图像采集。本文描述的主题提供一种成像系统5以与台架系统300无线组合、但是与其独立并且不与台架系统互连地进行成像，其中成像系统5或台架系统300都不具有到室12中的固定电连接器378(如墙壁插座或数据连接器)的硬线连接(如电力线或通信总线)。 

虽然成像系统5、X射线机10和方法400的上文说明关于支撑在台架系统300上受检者8的医学诊断图像采集来描述的，应该理解的是移动装置310和台架系统300可以在多种应用(如机场筛选、工业或商业 应用等)中采用，并且对于本文描述的主题不是限制性的。 

虽然系统5和300的某些实施例在上文描述，应该理解的是，为了简洁可不描述方面、或特征或部件的任一组合，系统5的一个或多个各种方面、或特征或部件可以与系统300的一个或多个各种方面、特征或部件组合，并且反之亦然，并且对于本文描述的主题不是限制性的。同样，上述的导航系统324或无线电力系统380的一个或多个实施例的特征可以组合并且对于本文描述的主题不是限制性的。 

该书面说明使用示例以公开本发明，其包括最佳模式，并且还使本领域内技术人员能够制作并且使用本发明。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域内技术人员想到的其他示例。这样的其他示例如果它们具有不与权利要求的书面语言不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的书面语言无实质区别的等同结构元件则规定在权利要求的范围内。 

部件列表 

Claims (10)

1.一种对从地面支撑的受检者(8)进行图像采集的系统(5)，所述系统(5)包括：

成像系统(10)，其可操作成对所述受检者(8)进行图像采集；以及

台架系统(300)，其从所述地面移动支撑所述受检者(8)，所述台架系统(300)包括移动装置(310)，所述移动装置与无线导航系统(345)通信以在所述地面上输送所述受检者(8)。

2.如权利要求1所述的系统(5)，其中所述台架系统(300)不包括与固定墙壁电插座(378)的硬线连接(377)。

3.如权利要求1所述的系统(5)，其中所述移动装置(22)包括驱动器(315)，其在所述地面上移动所述台架系统(300)，所述驱动器(315)连接至位于所述台架系统(300)的电池(385)。

4.如权利要求1所述的系统(5)，其中所述移动装置(310)包括驱动器(315)，其向所述移动装置(310)提供动力以在所述地面上移动所述台架系统(300)，所述驱动器(315)连接成从无线电力系统(110)接收电力，所述无线电力系统(110)包括感应发送器(392)，该感应发送器通过空气间隙与感应接收器(396)间隔开，其中所述感应发送器(392)横跨空气间隙在所述感应接收器(396)处生成电力，其中所述感应接收器(396)电连接成向驱动器(315)传递电力，以在所述地面上移动所述台架系统(300)。

5.如权利要求1所述的系统(5)，其中所述移动装置(310)包括滚轮系统(32)，其具有至少一个由所述电驱动器(315)驱动的引导轮(44)以及至少一个自由轮(48)。

6.如权利要求1所述的系统(5)，其中所述台架系统(300)计算将所述受检者(8)从由导航系统(78)获取的当前位置输送至目标位置的路径。

7.如权利要求1所述的系统(5)，其中所述台架系统(300)响应于在第一目标位置完成图像采集的反馈自动地将所述受检者(8)在所述地面上输送到用于采集图像的第二目标位置。

8.如权利要求1所述的系统(5)，其中所述台架系统(300)接收无线通信(111)来指示将支撑所述受检者的所述台面(305)移动至关于水平的倾斜位置以及关于地面的可变高度中之一。

9.如权利要求1所述的系统(5)，其中所述成像系统(10)接收无线信号，以相对于无线信号按顺序操纵所述成像系统(10)在所述地面上的移动以操纵支撑所述受检者(8)的所述台架系统(300)在所述地面上的移动。

10.如权利要求1所述的系统(5)，其中所述成像系统(10)在所述地面上的所述移动采用无线方式自动操作，其独立于所述台架系统(300)采用无线方式在所述地面上的移动。

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