CN108135495A - 用于医学成像的偏转补偿机构 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种患者支撑系统。患者支撑系统包括具有第一端部和第二端部的支撑台。患者支撑系统还包括患者支撑件，患者支撑件联接到支撑台并且被配置为在成像过程期间支撑物体，其中患者支撑件的顶部表面相对于患者支撑件的底部表面成角度，以便当患者支撑件从第二端部延伸时将待成像的物体的一部分定位成与成像扫描平面正交。
Description
背景技术
本文公开的主题涉及医学成像，具体地涉及在医学成像期间对台或患者支撑件的偏转或下垂(例如，当延伸时台倾斜度的变化)进行补偿的机构的使用。
非侵入性成像技术允许获得患者的内部结构或特征的图像，而不对患者执行侵入性程序。特别地，这种非侵入性成像技术依赖于各种物理原理，例如，通过目标体的X射线的差异传输或者伽玛辐射的发射，以采集数据并构建图像或以其他方式表示观察到的患者的内部特征。
传统上，诸如计算机断层扫描(CT)成像系统或CT/正电子发射断层扫描(PET)成像系统的医学成像系统包括台架和患者台。患者台对CT成像系统使用的X射线和PET成像系统使用的伽玛射线必须尽可能透明。因此，所述台由需要支撑几百磅重量的薄的复合材料构成。患者台包括从台延伸到台架孔内的患者支撑件(例如，支架或托盘)。然而，由于患者的体型和重量以及台的组成，患者的竖直位置由于台和患者支撑件的下垂或偏转而相对于成像台架变化。对于某些CT和CT/PET成像应用，尤其是放射疗法治疗计划，下垂或偏转可能会影响定位放射治疗的准确性。
发明内容
在一个实施例中，提供一种患者支撑系统。患者支撑系统包括具有第一端部和第二端部的支撑台。患者支撑系统还包括患者支撑件，所述患者支撑件联接到支撑台并且被配置为在成像过程期间支撑物体，其中患者支撑件的顶部表面相对于患者支撑件的底部表面成角度，以便当患者支撑件从第二端部延伸时将待成像的物体的一部分定位成与成像扫描平面正交。
在另外的实施例中，提供一种患者支撑件。患者支撑件包括放射疗法台面，其被构造为设置在联接到具有第一端部和第二端部的支撑台的支架上。放射疗法台面包括构造成与待成像的物体相连的顶部表面。放射疗法台面包括构造为与支架相连的底部表面。顶部表面相对于底部表面不平行，以使得待成像的物体的一部分与成像扫描平面正交，同时支架从第二端部延伸，以用于成像过程。
在另一个实施例中，提供一种方法。所述方法包括在成像过程期间获得待成像的物体的重量和高度以及所述物体的定向。所述方法还包括确定患者支撑件的顶部表面相对于患者支撑件的底部表面的角度，其中患者支撑件联接到支撑台并且被构造成在成像过程期间支撑物体并且延伸离开支撑台，以用于所述成像过程。所述方法还包括调节患者支撑件的顶部表面的角度。所述方法还包括将物体放置在患者支撑件上并将患者支撑件延伸到用于成像过程的位置中。所述方法还进一步包括在物体上执行成像过程，其中患者支撑件的顶部表面相对于患者支撑件的底部表面成角度，以将成像的物体的一部分定位成与成像扫描平面正交。
附图说明
当参考附图阅读下面的具体实施方式时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将更易理解，在所有图中相同的标记表示相同的部分，在附图中：
图1是如本文讨论的计算机断层扫描(CT)成像系统的组合示图和框图；
图2示出了根据本说明书的各方面的具有成角度的顶部表面的患者支撑件对具有非成角度的顶部表面的患者支撑件的示意性侧视图；
图3示出了根据本说明书的各方面的具有非线性的顶部表面的患者支撑件的示意性侧视图；
图4示出了根据本说明书的各方面的具有带有调节机构(例如垫片)的成角度的顶部表面的患者支撑件的示意性侧视图；
图5示出了根据本说明书的各方面的具有带有调节机构(例如螺旋机构)的成角度的顶部表面的患者支撑件的示意性侧视图；
图6示出了根据本说明书的各方面的用于调节患者支撑件的角度的方法的流程图；
图7示出了根据本说明书的各方面的具有成角度的顶部表面(例如，具有悬臂式支架)的患者支撑件的示意性侧视图；
图8示出了具有成角度的顶部表面(例如，与倾斜台面结合使用)的患者支撑件的示意性侧视图；和
图9示出了具有成角度的顶部表面(例如，具有成角度的顶部表面的支架)的患者支撑件的示意性侧视图。
具体实施方式
下面将描述一个或多个特定实施例。为了提供这些实施例的简要描述，可能无法在本说明书中描述实际实施方案的所有特征。应了解，在如任何工程或设计项目的任何此种实际实施方案的开发过程中，众多针对实施方案的决定必须实现开发者的具体目标，例如遵守可能在各个实施方案之间变化的相关系统约束和相关商业约束。此外，应了解，这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但对于受益于本公开的所属领域的一般技术人员来说，这些都是设计、制造和生产中的常规任务。
在介绍本主题的各种实施例的要素时，冠词“一”、“所述”意指存在所述要素中的一个或多个。术语“包括”和“具有”希望为包括性的并且意味着可能存在除了所列元件之外的额外元件。此外，以下论述中的任何数值实例旨在为非限制性，并且因此附加的数值、范围和百分比在所公开的实施例的范围内。
如本文所述，在某些情况下，诸如计算机断层扫描(CT)成像系统或CT/正电子发射断层扫描(PET)成像系统的医学成像系统包括患者台，所述患者台包括从台延伸到台架孔中的患者支撑件(例如，支架或托盘)。然而，由于患者的体型和重量以及台的组成，当台(例如患者支撑件)由于台和患者支撑件的下垂或偏转而延伸时，患者相对于成像台架的竖直位置发生变化。对于某些CT和CT/PET成像应用，尤其是放射疗法治疗计划，下垂或偏转可能会影响定位放射治疗的准确性。解决此问题的典型方法包括利用复杂的机械手段来调节台和/或患者支撑件以消除偏转或对偏转进行补偿。可供选择的方法包括补偿处理过程中的偏转或下垂。
与这些方法相反，目前考虑的CT或CT/PET患者支撑系统设计在患者支撑件(例如台和/或支架)中引入斜面以匹配并补偿患者行进通过扫描平面时的变化的桌子偏转。患者支撑件的斜面随着患者穿过孔而向下补偿下垂，导致成像的患者的一部分在成像平面处(即与成像平面正交)平坦且水平。目前考虑的患者支撑系统的实施例包括患者支撑件的顶部表面(例如，支架或放射疗法台面)，所述顶部表面相对于患者支撑件的底部表面或纵向轴线成角度。这种构造使得在成像操作期间患者支撑件从台延伸时，成像的患者的部分能够与扫描或成像平面处于相同的高度。具体地，对于CT和CT/PET成像应用，如放射疗法计划，这可以使放射治疗更准确地定位。
尽管根据计算机断层扫描(CT)成像系统讨论了以下实施例，但是实施例也可以与其他成像系统(例如，PET、CT/PET、SPECT、核CT等)一起使用。考虑到前面的内容并参考图1，通过例子示出了CT成像系统10。CT成像系统包括台架12。台架12具有X射线源14，所述X射线源将X射线束16朝向在台架12的相对侧上的检测器组件15投射。检测器组件15包括准直器组件18、多个检测器模块20和数据采集系统(DAS)32。所述多个检测器模块20检测穿过患者22的投射的X射线，并且DAS 32将所述数据转换成数字信号以用于后续处理。常规系统中的每个检测器模块20产生模拟电信号，所述模拟电信号表示入射的X射线束和因此在穿过患者22时衰减的光束的强度。在扫描以获取X射线投射数据期间，台架12和其上安装的部件围绕旋转中心24旋转，以从相对于成像体的多个视角收集衰减数据。
台架12的旋转和X射线源14的操作由CT系统10的控制机构26管控。控制机构26包括：X射线控制器28，其向X射线源14提供功率和定时信号；和台架马达控制器30，其控制台架12的旋转速度和位置。图像重建器34从DAS 32接收采样的和数字化的X射线数据，并执行高速重建。重建的图像作为输入应用到计算机36，计算机36将图像存储在大容量存储设备38中。计算机36还经由控制台40从操作者接收命令和扫描参数。相关联的显示器42允许操作者观察重建的图像和来自计算机36的其他数据。操作者提供的命令和参数由计算机36使用以向DAS 32，X射线控制器28和台架马达控制器30提供控制信号和信息。另外，计算机36操作台马达控制器44，所述台马达控制器控制机动台46(和/或诸如图2-5和7-9所示的支架和/或放射疗法台面的患者支撑件)以定位患者22和台架12。具体地，台46将患者22在患者支撑件上的部分移动(例如延伸)通过台架开口或孔48。如下面更详细描述的，患者支撑件(例如，支架和/或放射疗法台面)包括成角度的顶部表面，以补偿在患者支撑件远离台朝向台架开口48延伸时台46和/或患者支撑件的下垂或偏转。
图2示出了具有成角度的顶部表面的患者支撑件50对具有非成角度的顶部表面的患者支撑件50的示意图。具体地，图2示出了成角度的顶部表面如何补偿台46和/或患者支撑件50的下垂或偏转，以使成像的患者的一部分能够相对于成像系统10的扫描平面52是正交的。为了说明的目的，未示出台架12。台46和患者支撑件50可以沿着轴向方向53和径向方向55延伸。台46包括顶部部分54和基部部分56。顶部部分54包括第一端部58和第二端部60。顶部部分54联接到患者支撑件50。基部部分56支撑顶部部分54和患者支撑件50(以及患者)。具体地，随着患者支撑件50远离台46延伸(例如从第二端部60)，台46支撑患者支撑件50(以及患者)。患者支撑件50包括支架或托盘62和放射疗法台面64。支架62和放射疗法台面64可以由X射线透射材料(例如塑料或碳纤维)制成，以防止干扰成像过程(例如伪影形成)。支架62包括用于在典型成像过程期间接收患者的弓形表面。然而，在放射治疗计划期间，放射疗法台面64提供跨越弓形支架62的表面，以用于患者支撑件50接收患者。典型的放射疗法台面66(以虚线示出)不具有相对于放射疗法台面66的底部表面70成角度(例如，不平行)的顶部表面68。因此，当患者支撑件50远离台46延伸时，患者支撑件50(包括放射疗法台面66)和台46在患者(未示出)体重的作用下经历下垂或偏转，从而改变患者支撑件50相对于成像扫描平面52的高度。相反，放射疗法台面64包括相对于底部表面74(被构造成与支架62相连)或者患者支撑件50的纵向轴线76成角度(例如，不平行)的顶部表面72(被构造成与患者相连)。因此，当患者支撑件50远离台46延伸时，放射疗法台面64的成角度的顶部表面72补偿在患者体重的作用下的下垂或偏转(如附图标记78所示，表示台面64、66之间的高度差)，使得待成像的患者的一部分(未示出)相对于成像扫描平面52平坦且水平(即正交)。具体地，当患者被置于治疗台上时，对于CT和CT/PET成像应用，如放射治疗计划，这可以使放射治疗更准确地定位。
如图所示，放射疗法台面64包括从第一端部80到第二端部82(患者支撑件50离台46的第二端部60最远的点)减小的高度79。在某些实施例中，放射疗法台面64的顶部表面72相对于底部表面74或纵向轴线76的角度大于0度且等于或小于5度。在一些实施例中，放射疗法台面64的顶部表面72相对于底部表面74或纵向轴线76的角度大于0度且等于或小于1度。在某些实施例中，顶部表面72的角度是固定的。在其他实施例中，顶部表面72的角度可以通过调节机构(例如，一个或多个垫片或螺旋机构)进行调节。在一些实施例中，可以利用具有不同角度的不同放射疗法台面64。在某些实施例中，顶部表面72包括如图2所示的线性形状(例如，基于线性函数)。在其他实施例中，顶部表面72包括非线性形状(例如，基于第n阶曲线)，如图3所示，以匹配和补偿台46和患者支撑件50的非线性偏转。
如上所述，在某些实施例中，可以调节放射疗法台面64的顶部表面72的角度。顶部表面72的角度可以基于患者的身高和体重和/或在成像过程期间患者的定向(例如，头先或脚先)来确定。如图4和5所示，利用调节机构84来调节顶部表面72的角度。在图4中，调节机构84包括利用一个或多个垫片86来调节角度。可以使用一个或多个垫片86(具有相同尺寸或不同尺寸)来调节顶部表面72的角度。在图5中，调节机构84包括用于调节顶部表面72的角度的螺旋机构88(例如螺纹杆或棒)。螺旋机构88可以手动调节或通过致动器调节(例如，响应于来自诸如控制器44的控制器的控制信号)。
图6示出了根据本说明书的各方面的用于调节患者支撑件50的角度的方法90的流程图。方法90包括获得患者的体重和身高以及在成像过程期间患者的定向(例如，头先或脚先)(方框92)。方法90还包括确定患者支撑件50的顶部表面(例如，放射疗法台面64的顶部表面72)的角度(方框94)。确定角度可以包括利用对于给定高度、重量和方向具有预定角度的查找表(例如，用于特定的台46和特定的放射疗法台面64)，或者通过提供相关因素或参数来解决所提供的算法。方法90还包括调节患者支撑件50的顶部表面的角度(方框96)。患者支撑件50的顶部表面的角度的调节可以经由上述调节机构84进行。可选地，在某些实施例中，可以从具有不同成角度的顶部表面72的多个放射疗法台面64中选择具有成角度的顶部表面72的放射疗法台面64。方法90还包括将患者放置或装载到患者支撑件50上并且将患者支撑件50延伸到用于成像过程的位置(例如，在台架12的孔内)中(方框98)。方法90还包括对患者执行扫描或成像过程，其中成像的患者的部分与成像扫描平面52正交(方框100)。在某些实施例中，方法90还包括对患者执行放射疗法治疗(方框102)。在某些实施例中，放射疗法治疗可以在单独的台上进行。
图7示出了具有成角度的顶部表面(例如，具有悬臂式支架62)的患者支撑件50的示意性侧视图。如图所示，患者支撑件50(具体地，支架62)以悬臂布置方式联接到台46，使得患者支撑件50沿轴向方向53远离台46的第二端部60延伸。支架62相对于台46固定在该位置中。为了将患者移动到台架12的孔中的位置中，台46联接到移动系统104(例如，轨道系统)，所述移动系统被配置为将台46和患者支撑件50在轴向方向53上来回移动。如图所示，放射疗法台面64设置在支架62的顶部上。如上所述，放射疗法台面64的顶部表面72相对于底部表面74成角度。但是，图7中的放射疗法台面64具有与图2中的放射疗法台面64相反的定向。具体地，放射疗法台面64的高度79从第一端部80到第二端部82(患者支撑件50离台46的第二端部60最远的点)增加。在某些实施例中，悬臂式支架62可以包括成角度的顶部表面以补偿下垂或偏转，并与平坦的放射疗法台面一起使用。
图8示出了具有成角度的顶部表面(例如，与倾斜台46结合使用)的患者支撑件50的示意性侧视图。如图所示，除了台46包括向上倾斜之外，台46和患者支撑件50如上所述(例如，在图2中)。具体地，台46的顶部部分54远离台46设置在其上的地面或表面向上成角度(例如，在径向方向55上从基部部分56朝向顶部部分54)。台46的成角度的顶部部分54可以有助于解决由于房间坐标系和患者支撑件50在成像扫描平面52处的高度之间的偏转而造成的高度差异。
图9示出了具有成角度的顶部表面(例如，具有成角度的顶部表面的支架62)的患者支撑件50的示意性侧视图。在某些实施例中，支架62可包括相对于支架62的底部表面108或患者支撑件50的纵向轴线76成角度(例如，不平行)的顶部表面106。如图所示，支架62包括从第一端部112到第二端部114(患者支撑件50距离台46的第二端部60最远的点)减小的高度110。在某些实施例中，高度110从第一端部112到第二端部114增加。在某些实施例中，支架62的顶部表面106相对于底部表面108或纵向轴线76的角度大于0度且等于或小于5度。在一些实施例中，支架62的顶部表面106相对于底部表面108或纵向轴线76的角度大于0度且等于或小于1度。支架62的成角度的顶部表面106是固定的。在某些实施例中，顶部表面106包括如图9所示的线性形状(例如，基于线性函数)。在其他实施例中，顶部表面106包括非线性形状(例如，基于n阶曲线)，类似于图3中示出的放射疗法台面64的顶部表面72，以匹配和补偿台46和患者支撑件50的非线性偏转。在某些实施例中，具有成角度的顶部表面106的支架62可以与平坦的放射疗法台面一起使用或者与具有成角度的顶部表面的放射疗法台面一起使用。
所公开的实施例的技术效果包括具有成角度的顶部表面的患者支撑件。技术效果还包括利用患者支撑件的成角度的顶部表面以使成像过程期间成像的患者的一部分能够与成像扫描平面正交。
本书面描述用实例来公开包括最佳模式的本主题，并且还使所属领域的技术人员能实践本主题，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何并入的方法。主题的可获专利的范围由权利要求书界定，并且可以包括所属领域的技术人员所想到的其它实例。如果此类其它实例具有并非不同于权利要求书的字面语言的结构要素，或如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差异的等效结构要素，那么它们既定在权利要求书的范围内。
Claims (20)
1.一种患者支撑系统，其包括：
支撑台，所述支撑台包括第一端部和第二端部；以及
患者支撑件，所述患者支撑件联接到所述支撑台并且被配置为在成像过程期间支撑物体并从所述支撑台的第二端部延伸以用于所述成像过程，其中所述患者支撑件的顶部表面相对于所述患者支撑件的底部表面成角度，以便当所述患者支撑件从所述第二端部延伸时将待成像的物体的一部分定位成与成像扫描平面正交。
2.根据权利要求1所述的患者支撑系统，其中所述患者支撑件包括具有所述顶部表面的支架。
3.根据权利要求2所述的患者支撑系统，其中所述顶部表面的角度是固定的。
4.根据权利要求1所述的患者支撑系统，其中所述患者支撑件包括具有所述顶部表面的放射疗法台面。
5.根据权利要求4所述的患者支撑系统，其中所述放射疗法台面包括从第一端部到第二端部减小的高度，并且所述第二端部设置成与所述患者支撑件的离所述支撑台的第二端部最远的点相邻。
6.根据权利要求4所述的患者支撑系统，其中所述放射疗法台面包括从第一端部到第二端部增加的高度，并且所述第二端部设置成与所述患者支撑件的离所述支撑台的第二端部最远的点相邻。
7.根据权利要求4所述的患者支撑系统，其中所述患者支撑件包括设置在支架的顶部上的所述放射疗法台面，并且所述支架从所述支撑台悬置。
8.根据权利要求7所述的患者支撑系统，其包括轨道系统，所述轨道系统被构造成轴向移动所述支撑台和患者支撑件。
9.根据权利要求4所述的患者支撑系统，其中所述支撑台包括联接到所述患者支撑件的顶部部分和被构造成支撑所述顶部部分的基部部分，并且所述顶部部分在径向方向上从所述基部部分朝向所述患者支撑件向上成角度。
10.根据权利要求4所述的患者支撑系统，其中所述顶部表面的角度被配置为进行调节。
11.根据权利要求10所述的患者支撑系统，其包括调节机构，所述调节机构被构造成调节所述顶部表面的角度。
12.根据权利要求11所述的患者支撑系统，其中所述调节机构包括一个或多个垫片或螺旋机构。
13.根据权利要求1所述的患者支撑系统，其中所述患者支撑件的顶部表面的角度是5度或更小，并且大于0度。
14.根据权利要求13所述的患者支撑系统，其中所述患者支撑件的顶部表面的角度是1度或更小，并且大于0度。
15.根据权利要求1所述的患者支撑系统，其中所述患者支撑件的顶部表面包括线性形状。
16.根据权利要求1所述的患者支撑系统，其中所述患者支撑件的顶部表面包括非线性形状。
17.一种患者支撑件，其包括：
放射疗法台面，所述放射疗法台面被构造为设置在联接到具有第一端部和第二端部的支撑台的支架上，其中所述放射疗法台面包括：
顶部表面，所述顶部表面被构造成与待成像的物体相连；以及
底部表面，所述底部表面被构造成与所述支架相连，其中所述顶部表面相对于所述底部表面不平行，以使得待成像的物体的一部分与成像扫描平面正交，同时所述支架从所述第二端部延伸，以用于成像过程。
18.根据权利要求17所述的患者支撑件，其中所述患者支撑件的顶部表面包括线性形状。
19.根据权利要求17所述的患者支撑件，其中所述患者支撑件的顶部表面包括非线性形状。
20.一种方法，包括：
在成像过程期间获得待成像的物体的重量和高度以及所述物体的定向；
确定患者支撑件的顶部表面相对于患者支撑件的底部表面的角度，其中所述患者支撑件联接到支撑台并且被构造成在所述成像过程期间支撑所述物体并且延伸离开所述支撑台，以用于所述成像过程；
调节所述患者支撑件的顶部表面的角度；
将所述物体放置在所述患者支撑件上并将所述患者支撑件延伸到用于所述成像过程的位置中；以及
在所述物体上执行所述成像过程，其中所述患者支撑件的顶部表面相对于所述患者支撑件的底部表面成角度，以将成像的所述物体的一部分定位成与成像扫描平面正交。
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