CN114096196A - X射线成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明尤其涉及适于在牙科或医学X射线成像环境中使用的设备的结构。该设备包括支撑构造12，X射线源14、X射线检测器和可见光发光构造141'安装到支撑构造12，并且其中支撑构造12被构造为能够将X射线源14和可见光发光构造141'定位在相对于支撑构造12基本相同的位置处，以便当在给定时间位于所述基本相同的位置时，将给定场图案在基本相同方向上指向X射线检测器15。该设备包括在第一方向上延伸并包括第一端部和第二端部的第一框架部分11，安装有X射线源14、X射线检测器和可见光发光构造141'的支撑构造12在与第一方向基本成直角的第二方向上从第一框架部分11延伸。

Description

X射线成像设备

技术领域

本发明涉及牙科或医学射线照相术。特别地，根据本发明的设备的结构适于在牙科或医学X射线成像的环境中使用。

背景技术

在将活体暴露于电离辐射下时，为了产生医学解剖学图像，必须根据成像目的以尽可能低但仍然获得合理图像质量的辐射剂量进行成像。

与辐射剂量相关的一个要考虑的参数是暴露的解剖结构的体积。当不希望照射解剖结构的非必要部分时，人们面临的问题是将期望的解剖结构和成像设备的部件正确相对定位。

为了便于这种定位，例如已经使用了各种定位光。这些光可以构造为在解剖结构上投射例如激光线或光场。在射线照相的环境中，术语光场指示器有时用于指代结合在X射线成像系统中的设备，其构造为在后续曝光期间“预测”照射场的形状和大小。这样的系统可以包括在成像曝光期间也允许保留在X射线源和检测器之间的部件，而在一些其他系统中，在X射线曝光之前使保留在X射线源和检测器之间的这些部件运动离开X射线束路径。

计算机断层扫描(CT)是一种X射线成像形式，其中从不同方向照射要成像的容区，并根据如此获取的图像信息，可以重建所需的二维或三维图像。

传统的CT设备大且重并且通常安装在地板上。患者被定位成在设备的检查开口内并且通常在水平延伸且横向可运动的检查平台上成像。

自从开发使用成像装置的较慢转动速度的锥形束计算机断层扫描(CBCT)技术以来，已经开发出比更传统的CT设备重量更轻的设备。在CBCT设备中，还存在例如未设计成安装在地板上但是构造成可运动的CBCT设备。

最近设计的一些CT设备是支持一种以上成像模式的多用途设备，像那些构造为能够实现2D和3D射线照相的设备。然而，当具有更多功能时，例如由于将一种新的运动自由度布置到设备的一个或多个部件上而趋于增大设备的复杂性。此外，设备的重量于是可能增大，而一些修改可能产生与让解剖结构定位以进行曝光相关的新挑战。

发明内容

本发明的目的是提供一种医学或牙科X射线成像设备，在一个特定实施例中，为CBCT设备，其具有与设备的成像装置和用于成像曝光的解剖结构的相互定位相关的新颖特征。

在权利要求1中限定本发明的特征化特征。更具体地，这些特征包括本公开的设备被构造为使光场指示器系统能够从距X射线束生成系统在成像曝光期间发射X射线辐射束的位置基本相同的位置投射可见光场图案。

附图说明

现在参考本发明的一些优选实施例和附图更详细地描述本发明，附图中：

图1是示意性总体侧视图，其示出了作为示例的适用于包括本公开的特征的成像设备的部件。

图2a-图2c示出了作为示例的包括机动化引导构造的实施例的一些结构细节，该机动化引导构造布置成与X射线源14和X射线检测器15功能性连接。

图3示出了如图2a-图2c所示的引导构造，其部分地由用于X射线源14和X射线检测器15的支撑构造的壳体覆盖。

图4a-图4c示出了实现在曝光期间从距构造为发射X射线束的位置基本相同的位置朝向X射线检测器投射可见光场图案的原理的构造。

图5示出了一个实施例，其中X射线源和X射线检测器位于用于X射线源和X射线检测器的支撑构造的壳体外部并且延伸到壳体外部。

图6示出了类似于图1中所示的实施例的示意性总体侧视图，其布置有能够改变取向的元件。

图7是处于水平位置的设备的示意性总体图，其中将某些部件驱动到除了它们的基点位置之外的位置。

图8a作为示例示出了适合在本公开的设备中使用的患者支撑件的一些细节。

图8b作为示例示出了患者支撑件的横截面。

图9是示出了设备的控制系统的特征的示例的框图。

具体实施方式

通过参考附图可以获得对本文所公开的部件、过程和设备的更完整的理解。这些图仅仅是基于方便和易于展示本公开内容的示意图，因此并不旨在指示装置或其部件的相对大小和尺寸和/或不限定或限制示例性实施例的范围。

尽管为了清楚起见在以下描述中使用了特定术语，但是这些术语旨在仅指代在附图中进行说明而选择的实施例的特定结构，并不旨在限定或限制本公开的范围。在下面的附图和以下描述中，应当理解的是，相同的附图标记指代具有相同功能的部件。

除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”包括多个指示对象。

术语大约、大致和基本上在本文中使用时旨在包含结构或数字修改，这些修改不会显著影响由该术语修改的元件或数字的目的。例如，术语基本上可以包括所述关系的诸如25％、或10％、或0％的变化范围。

如在说明书和权利要求中所使用的，术语“包括”可以包括“由……组成”和“基本上由……组成”的实施例。如本文所使用的，术语“包含”、“包括”、“具有”、“有”、“能”、“含有”及其变体旨在是开放的过渡短语、术语或词，其要求存在指定的元件/步骤并允许存在其他元件/步骤。

图1示出了包括纵向延伸框架部分11的设备，纵向延伸框架部分11沿第一方向延伸并具有第一端部和第二端部。支撑构造12从该纵向延伸框架部分11或“细长框架部分11沿着第二方向延伸，支撑构造支撑X射线源14和X射线检测器15(如此在图1中不可见)，该第二方向与第一方向基本正交。X射线源14和X射线检测器15可以一起被称为X射线成像组件14、15或者是X射线成像组件的一部分，它们可以基本上彼此相对地安装到用于X射线源14和X射线检测器15的支撑构造12，但在本发明的实施例中，它们的相互位置也布置为是可调节的。

应当注意的是，包括如上所论述的结构的图1的设备只是可以实施本发明的上下文中的一个优选实施例的示例。只是作为一个示例，其他类型的框架和支撑构造也是可以适用的，像包括用于支撑X射线源和X射线检测器的“C形臂”的那些构造。

虽然医疗和牙科X射线成像设备常常包括患者支撑件，但图1示出了一种特定类型的患者支撑件18结构，所述患者支撑件18结构机械连接到细长框架部分11。适于在本发明的各种实施例中使用的该患者支撑件18包括基本上平行于细长框架部分11延伸的表面。而且，虽然这种患者支撑件18是可选的，但在图1的特定实施例中，患者支撑件18与细长框架部分11的长度基本上相同。

当在下面进一步讨论本公开的其他一些图时，呈现了关于如何可将X射线源14和X射线检测器15安装到用于X射线成像组件14、15的支撑构造12的示例，而图1大体示出了用于X射线成像组件14、15的支撑构造12包括壳体121。壳体121可以覆盖环形机架122，X射线成像组件14、15安装到机架122。在一个实施例中，壳体121可以延伸以完全覆盖X射线源14和X射线检测器15，在另一实施例中，机架的壳体121可以覆盖X射线源14和X射线检测器15连接到机架122所借助的构造，而不是覆盖X射线源14和X射线检测器15本身。

X射线源14和X射线检测器15可以布置为可围绕旋转轴线13旋转。在一个实施例中，安装有X射线源14和X射线检测器15的环形机架122是可旋转的。在示出了如上所述的示意性总体侧视图的图1所示的特定构造中，该旋转轴线13与如上所述的用于X射线成像组件14、15的支撑构造12的中心轴线、壳体121的中心轴线和环形机架122的中心轴线重合或可以使得这些中心轴线重合。

因此，根据一个方面，在图1中不直接可见，例如，该设备包括驱动机构16，该驱动机构16布置为围绕旋转轴线13驱动X射线源14和X射线检测器15。如在图1的情况下，旋转轴线13可以是物理轴线或虚拟旋转轴线。

根据一个方面，例如，当沿着弯曲路径被驱动并因此限定虚拟旋转轴线13的位置时，旋转轴线13或X射线源14和X射线检测器15的旋转中心与机架122的中心轴线重合。

根据一个方面，旋转轴线13是瞬时(可选地虚拟)旋转轴线，并且可以将瞬时旋转轴线相对于如上所述的用于X射线成像组件14、15的支撑构造12的中心轴线、壳体121的中心轴线和/或环形机架122的中心轴线的位置布置成会改变。

旋转可以布置成通过本领域技术人员已知的任何常规机构使机架122旋转来执行。在一个实施例中，由至少一个滑轮驱动的传动带布置成围绕环形机架122延伸。这样的构造能够实现机架122在甚至超过360度的角度上旋转。

根据另一方面，另一驱动机构17可布置到该设备，以使得用于X射线成像组件14、15的支撑构造12在基本平行于细长框架部分11延伸所沿的方向上来回运动。根据一个方面，驱动机构17可以布置成使支撑构造12沿着细长框架部分11或在细长框架部分11旁侧运动。

根据一个方面，用于在与细长框架部分11延伸所沿的方向基本平行的方向上驱动支撑构造12的驱动机构17可以包括电机，该电机布置到用于X射线成像组件14、15本身的支撑构造12。

不管沿着细长框架部分11或在细长框架部分11旁侧驱动支撑构造12的驱动机构17的构造细节如何，在一个实施例中，该设备的构造允许在细长框架部分11的第一端部和第二端部之间的基本上整个长度上驱动支撑构造12。

转向图2a-图2c，它们示出了作为示例的在实施本发明时可使用的一个可能实施例的一些结构细节。在图2a-图2c中，用于X射线成像组件14、15的支撑构造12的壳体121的一部分被移除，这使得引导构造50可见，该引导构造50可以布置成与X射线成像组件14、15的至少X射线源14功能性连接。根据一个实施例，引导构造50是机动化的。

虽然图2a-图2c示出了两个引导构造50，所述两个引导构造50构造为能够使得X射线源14和X射线检测器15相对于它们的支撑构造12横向运动或相对于机架122横向运动，但根据一个实施例仅为X射线源14布置引导构造50。

X射线源14和/或X射线检测器15相对于支撑构造12或机架122的横向运动可以实施为在与X射线源14和X射线检测器15布置为旋转所围绕的旋转轴线13正交的平面上发生。

根据一个方面，例如，如本文所讨论的至少一个引导构造50安装到环形机架122，该环形机架122布置到支撑X射线成像组件14、15的支撑构造12。

由引导构造50提供的运动范围可以包括基点位置、位于与基点位置相对方向的第一极限位置和第二极限位置。

虽然图2a-图2c示出了为X射线源14和X射线检测器15两者布置了结构相同的引导构造50的实施例，并且为了附图清楚起见以不同的细节示出了引导构造50，因为不是所有的部件在所有这些附图中都甚至不可见，并不是每个且每一个部件在图2a-图2c中的每个附图中都用相关的附图标记示出。

根据一个方面，作为一个示例，引导构造50包括安装到至少X射线源14以使其横向运动的托架51(在图2c中可见)。托架51的横向运动范围可以包括基点位置和位于基点位置相对方向的第一极限位置和第二极限位置。

此外，根据一个方面，至少一个引导构造50包括：在支撑构造12或机架122的一侧上的至少一个导槽或导轨52；以及在托架51的一侧上的配合构造52'(同样，在图2c中可见)。

根据一个方面，至少一个引导构造50可以包括与托架51功能性连接的机动化构造53，该机动化构造53提供至少X射线源14在所述横向运动范围内的横向运动。

根据一个方面，机动化构造53可以包括驱动螺杆54，该驱动螺杆54与至少一个导槽或导轨52平行地对准并且布置成与托架51功能性连接。根据图2a-图2c中所示的实施例，驱动螺杆54布置成通过由电机532驱动的皮带531旋转，但可以替代地使用另一种构造来使驱动螺杆54旋转。

根据又一个方面，引导构造50可以包括位置传感器装置55，位置传感器装置55构造为获取关于X射线源14和/或X射线检测器15在X射线源14和X射线检测器15的至少任一个的横向运动范围内的位置的信息。

根据一个方面，位置传感器装置55可以构造为检测托架51在机架51的横向运动范围内的位置。

根据另一方面，信号路径可以布置在至少一个引导构造50和设备的控制系统之间。

根据一个方面，信号路径可以包括在位置传感器装置55和设备的控制系统之间的信号路径。

根据一个方面，位置传感器装置55是绝对位置传感器装置55。

根据一个方面，绝对位置传感器装置55可以包括磁性部件56，该磁性部件56在结构上连接到托架51并且可运动地连接到杆57，所述杆57平行于至少一个导槽或导轨52和驱动螺杆54延伸。

根据一个方面，第一纵向延伸框架部分11水平延伸或布置为运动以水平延伸，并且引导构造50的机动化构造53布置为关于下述位置而自保持：i)X射线源14和X射线检测器15中的至少任一个在它们横向运动范围内的位置；和ii)第一驱动机构16构造成使得X射线源14和X射线检测器15围绕虚拟或物理的旋转轴线13运动的旋转位置。

根据一个实施例，X射线源14和X射线检测器15从环形机架壳体121的同一侧延伸，而环形机架壳体121的该特定侧可以包括另外封闭的表面，但是在该表面上存在用于X射线源14和X射线检测器15中的至少任一个的开口59。开口59的尺寸可以设计成允许X射线源14和/或X射线检测器15在由至少一个引导构造50引导时的横向运动范围。

图2c和图3示出了一实施例，该实施例包括安装支架58，该安装支架58构造为延伸穿过机架壳体121中的开口59。安装支架58可以在一侧固定到托架51上，而在另一侧固定到X射线源14和/或X射线检测器15。可以使用不同尺寸的安装支架58。作为另一个细节，关于一般的引导构造，它实现的运动不必一定是横向的。

参照图4a-图4c，与图2a-图22c相比，示出的构造还包括发光部件。或者，参考以上对本发明的背景技术的公开，示出了包括可见光发光构造141'的光场指示器141，该可见光发光构造141'构造为发射可见光场图案。

在图4a-图4c的示例结构中，可见光发光构造141'布置为定位成固定到X射线源14的准直器构造142，并且这三个部件布置为作为固定组件可一起运动。该组件的运动可以例如通过如上文所讨论的那种引导构造50来实现。

作为一种可替代方案，发光构造141'还可以直接附接到X射线源14(的壳体)，或在别处附接到准直器构造142的框架结构，该准直器构造142与X-射线源附接或与X-射线源14功能性连接。

在如图4a-图4c所示的结构中，可见光发光构造141'可以构造为能够投射对于其形状和大小而言不同的光场图案。优选地，X射线束准直器构造142被构造为能够将X射线束限制成基本相同的形状和/或大小。

因此，在考虑使用该构造时，包括X射线源14、准直器构造142和可见光发光构造141'的如图4a-图4c所示的设备可在成像曝光之前运动到根据图4a的位置，使得可见光发光构造141'位于与X射线源在图4b中所在的位置基本上相同的位置处，即在成像曝光期间发射X射线束的位置处。

换言之且更一般地，承载X射线源14和X射线检测器的支撑构造12可以构造为能够将X射线源14和可见光发光构造141'定位在基本相同的位置处，使得当在给定时间位于所述基本相同的位置时，它们可以将给定场图案在基本相同的方向上导向X射线检测器15。

像图4a-图4c所示构造的构造因此实现一流程，例如首先将可见光发光构造141”驱动到根据图4a的位置中，将要成像的解剖结构定位在设备的成像区域中，然后根据要应用的给定成像模式和根据特定的个体解剖结构来调节因而要投射在解剖结构上的光场图案。

该流程还可以包括该设备的控制系统，该控制系统包括关于投向X射线检测器15的光场图案的尺寸与X射线束的准直之间的相关性的信息，以使可见光和X射线照射束的尺寸在X射线检测器15附近基本上彼此对应。或者，换句话说，使可见光图案和X射线照射场图案的尺寸在距X射线检测器15给定距离处基本上彼此对应。

根据一个实施例，提供可见光图案的大小和形状的信息以用于X射线束准直器控制，并且准直器构造142的一个或多个部件被运动以便界定一开口，通过该开口，击中解剖结构的X射线束图案的形状和大小至少基本上对应于当X射线源14已经运动到的位置基本上对应于投射可见光图案的位置时的光图案的形状和大小。

根据另一实施例，调节光场图案经由准直器构造142的控制而发生，使得当调节准直器构造142所限制的开口时，光场图案的形状和大小如基于记录在设备的控制系统中的相关性信息而相应地得以调节。即，在这样的实施例中，不需要用于调节光场图案的单独输入装置，因为其控制可以经由准直器构造142的控制而发生。

在上述两个实施例中，设备的控制系统可以包括关于在给定情况下(如在要应用的给定成像模式的背景下)哪种X射线束和光场图案彼此对应的信息。成像模式可以是例如从某个方向对某个解剖结构进行成像，这意味着，一般来说，该解剖结构的表面将位于距X射线检测器15或多或少相同的距离处——因此也其在定位于支撑构造12中的相同位置时距X射线源14和发光部件141或多或少相同的距离处。当成像模式包括围绕解剖结构旋转(即通过X射线束扫描解剖结构)时，光场图案可以被构造为：代替或除了在X射线束图案的初始位置处显示X射线束图案的位置之外，显示在扫描期间X射线束行进的整个区域的全部或至少部分。在断层扫描尤其是CBCT成像模式的情况下，由可见光发光部件141'所指示的解剖结构的区域可以与给定CT成像模式在使用X射线束的给定准直设定的情况下覆盖的解剖结构的体积有关。

使用图4a-图4c所示的那种布置，例如，根据上下文，具有精确相同的形状和大小的光场图案和X射线束图案不一定是必要的。一方面，发散可见光和X射线束的焦点或发射点不需要距X射线检测器15完全相同的距离，并且它们的发散角不需要完全相同。关于可能存在的差异，在了解差异以及距模式应该基本匹配的位置(即，解剖结构的表面)的距离时，可以将它们考虑在内。这样的相关信息可以被记录在设备的控制系统中，并且因此图案尺寸被构造为在给定情况下基本上彼此对应。

图4a-图4c示出了一个实施例，其中部件X射线源14、X射线束准直器构造142和可见光发光构造141'布置为作为集成组件运动，该实施例包括构造设备的控制系统，以向X射线束准直器构造142提供正在生成的光场图案的大小和形状的信息，或者反之亦然，可替代的布置是仅将X射线源14和光场指示器141实现为固定组件，其然后将被布置为相对于准直器构造142运动。在这样的实施例中，准直器构造142可用来限制可见光束和X射线束。

至于束的大小和形状或场图案的大小和形状的对应关系的准确性，从某些方面来看，与3D断层成像相比，在使用成像设备拍摄单个2D射线照片的情况下，使它们彼此紧密匹配更为关键。

参考图5，根据一方面，支撑构造12包括环形机架壳体121，其容纳i)至少一个引导构造50；和可选地还有ii)驱动机构16，该驱动机构布置成使X射线成像组件14、15围绕虚拟或物理的旋转轴线13运动，而X射线源14和图像检测器15布置成定位在环形机架壳体121外部或延伸到环形机架壳体121外部。

根据一个实施例，X射线源14和/或X射线检测器15可以包括用于X射线源14和/或X射线检测器15的壳体，该壳体被设计并设定尺寸，使得在X射线源14和X射线检测器15中的至少任一个的横向运动范围内的所有位置中，壳体覆盖安装支架58延伸所穿过的开口59。

根据一方面，在存在不止一个引导构造50的情况下，它们可以包括具有相同功能以形成类似功能组件的相同数量的部件。作为一个示例，引导构造可以相同，而可选地安装支架58可以不同，如特别适用于X射线源14和图像检测器15。

根据一个方面，支撑构造12的壳体121不封装X射线源14和X射线检测器15，而是主要或仅用作用于例如安装有X射线源14和X射线检测器15的环形机架122并且用于布置到设备以围绕旋转轴线13驱动X射线源14和X射线检测器15的结构的壳体，支撑构造12可被实现为更轻，并提供使患者和人员更好地进出X射线源14和X射线检测器15之间的成像容区的可能性。这样的方案还可使得人员更容易在壳体121内的成像容区处具有清晰的视线，患者将在该成像容区处定位以进行曝光。

转到图6，其作为示例和作为示意性总侧视图示出了实施例的某些部件，其中，除了上面讨论的可称为第一细长框架部分11的部件之外，还有长度与第一细长框架部分11的长度基本相同的第二细长框架部分21，该第二细长框架部分21机械连接到第一细长框架部分11。

根据一个方面并且仍然参考图6，在细长框架部分11、12的第一端部附近布置铰接连接构造22，以将第一细长框架部分11和第二细长框架部分21机械连接起来以允许第一细长框架部分11相对于第二细长框架部分21围绕至少一个倾斜轴线倾斜。至少一个倾斜轴线的轴线可以是一种轴线，该轴线与第一细长框架部分11和第二细长框架部分21延伸所沿的方向以及用于X射线成像组件14、15的支撑构造12延伸所沿的方向(垂直于第一纵向延伸框架部分11)正交。

在图6所示的实施例中，至少一个倾斜轴线是水平的。

根据另一方面，在第二细长框架部分21的一侧上，在图6中不直接可见的安装结构23布置成与铰接连接构造22连接。安装结构23布置成可沿着第二细长框架部分21运动或在第二细长框架部分21旁侧运动。

根据另一方面，例如，在第二细长框架部分21的第二端部附近布置锁定机构24，该锁定机构24构造为能够将第一细长框架部分11和第二细长框架部分21连接起来和断开连接。特别地，锁定机构24可以布置在第一细长框架部分11和第二细长框架部分21的第二端部附近，并且构造为使得能够在第一细长框架部分11和第二细长框架部分12的第二端部附近将第一细长框架部分11和第二细长框架部分21连接在一起和断开连接。

当第二细长框架部分21稳定地安装并且锁定机构24没有将第一细长框架部分11和第二细长框架部分21连接起来时，第一细长框架部分11的第二端部可自由横向运动，而在第一细长框架部分11的第一端部附近处框架部分11、21之间的铰接连接构造22允许第一细长框架部分11围绕水平倾斜轴线转动。在竖直起始位置的情况下，如上所述的这种可运动布置的安装结构允许第一细长框架部分11的第一端部下降和上升。

虽然允许第一细长框架部分11倾斜和允许第一细长框架部分11的第一端部下降和上升的构造以及上面讨论的锁定机构24的构造可以变化，但是在共同未决的专利申请FI20190054中更详细公开了这种示例，该申请通过引用并入本文。

图6示出了设备处于第一细长框架部分11的第一端部已经向下运动并且第一细长框架部分11的第二端部已经在表面上水平运动的阶段中。图6的设备可以构造为允许第一细长框架部分11的第一端部一直下降到第二细长框架部分21的第二端部附近。

根据在图6中不直接可见的另一方面，驱动机构27布置成与第二细长框架部分21功能性连接，以沿着第二细长框架部分21或在第二细长框架部分21旁侧驱动安装结构23。当驱动机构27与第一细长框架部分11机械连接时，在第一细长框架部分11的第一端部附近，驱动机构27可以使第一细长框架部分11的第一端部沿第二细长框架部分21延伸所沿的方向运动。

用于驱动安装结构23的驱动机构27可以是与沿着第一细长框架部分11或在第一细长框架部分11旁侧驱动X射线成像组件14、15的支撑构造12的驱动机构17类似的构造。

根据一个方面，用于驱动安装结构23的驱动机构27包括链传动。

图7是作为示例的在水平方向上延伸的设备的示意性总体图。虽然在图7中未示出，但该设备可包括如结合图6所讨论的构造，其允许改变细长框架部分11延伸所沿的方向。图7中的用于X射线成像组件14、15的支撑构造12与图6的支撑构造不相似，但图7还示出了设备的某些部件被驱动到除了它们的基点位置之外的位置。

也就是说，关于例如进出X射线源14和X射线检测器15之间的容区的方面，图7示出了设备的某些部件如何可以运动到为它们设置的运动范围内的各个位置。根据该实施例，虽然上面讨论的本发明的实施例使X射线源14和X射线检测器15中的至少任一个的横向运动可用来使患者容易地进出用于X射线成像组件14、15的支撑构造12内部，但另一个类似构造的结构或另一个类似功能结构可以布置在设备中，以便也使得用于X射线成像组件14、15本身的支撑构造12相对于细长框架部分11横向运动。通过将这种线性运动机构50'结合到设备中，例如可以为患者提供进入成像区域并且然后获得正确定位以曝光的甚至更多空间。

因此，根据一个方面，该设备还包括线性运动机构50'，该线性运动机构50'布置成能够使得用于X射线成像组件的支撑构造12在与纵向延伸框架部分11延伸所沿的方向成直角的方向上相对于纵向延伸框架部分11运动。支撑构造12的线性运动范围包括相对于第一纵向延伸框架部分11的基点位置以及第一极限位置和第二极限位置。

当用于X射线成像组件14、15的支撑构造12在与纵向延伸框架部分11成直角的方向上延伸时，线性运动机构50'使得用于X射线成像组件14、15的支撑构造12相对于纵向延伸框架部分11运动的方向也与该方向成直角。

关于由用于X射线成像组件14、15的支撑构造12的线性运动机构50'提供的基点位置，在实施例中，第一极限位置和第二极限位置中的任一个可以是基点位置。关于用于至少X射线源14的引导构造50，同样适用。

根据又一个方面并且如图8a所示，将患者支撑件18机械连接到细长框架部分11的连接构造19、20可以包括患者支撑件调节机构19'、20'，该患者支撑件调节机构19'、20'构造成使得能够使患者支撑件18移位成更靠近和更远离(第一)细长框架部分11。

根据另一方面，患者支撑件驱动机构19”、20”布置成与患者支撑件调节机构19'、20'功能性连接。

根据另一方面，患者支撑件调节机构19'、20'可包括：包括在基本上位于细长框架部分11的第一端部处的患者支撑件驱动机构19”、20”中的第一调节机构19'，该第一调节机构19'与其驱动机构19”布置在一起；和包括在基本上位于细长框架部分11的第二端部处的患者支撑件驱动机构19”、20”中的第二调节机构20'，该第二调节机构20'与其驱动机构20”布置在一起。

根据一个方面，例如，患者支撑件调节机构19'、20'布置成与设备的控制系统功能性连接，并且该控制系统构造为控制患者支撑件调节机构19'、20'的患者支撑件驱动机构19”、20”。

根据一个方面，例如，控制系统构造为控制连接构造19、20，该连接构造19、20包括：基本上布置在(第一)细长框架部分11的第一端部处的第一调节机构19'及其驱动机构19”；基本上布置在(第一)细长框架部分11的第二端部处的第二调节机构20'及其驱动机构20”，以当调节(第一)细长框架部分11和患者支撑件18之间的距离时在细长框架部分11的第一端部和第二端部处保持(第一)细长框架部分11和患者支撑件18之间的距离相同。

根据另一方面，(第一)细长框架部分11的端部和患者支撑件18的端部之间的距离可被调节为不同。

根据一个方面，如图8b所示，考虑到患者支撑件18的上述第一方向，其主要部分的横截面是弯曲的，以便更好地将患者支撑在患者支撑件18的凹面上。

根据另一方面，如图8b所示，在患者支撑件18的横截面的边缘181处，横截面的形状变成沿相反方向弯曲。

根据另一方面并且如图8b中进一步所示，在患者支撑件18的上述横截面的边缘附近并且在与其主要部分的凹面相对的一侧上布置有保持结构182。保持结构182可以是例如细长手柄或附接结构，以接收设计为在患者支撑件18的凹侧上或上方延伸的条带，以用来在成像曝光期间为患者提供进一步的支撑并且从而帮助保持静止。

根据一个方面，并且大致已经如上所述，在定位患者时，或者更确切地说，定位用于曝光的解剖结构时，可以利用设备的部件(包括可布置用于患者支撑件18的那些部件)的各种运动自由度。作为一个示例，考虑到患者在躺在如上所述的患者支撑件18上时待检查的患者肩部的情况，人们可以首先驱动患者支撑件18以位于对患者来说最容易到达患者支撑件18的高度位置。然后，当患者躺在患者支撑件18上时，可以调节下述位置中的至少一个：i)患者支撑件18的高度位置，ii)用于X射线成像组件14、15的支撑构造12的水平位置；和iii)X射线源14和X射线检测器15中的至少一个在为其提供的横向运动范围内的位置，使得期望的解剖结构将位于设备的视场中。显然，这在为其布置的设备的部件的运动自由度的范围内。

根据实施例的结构能够实现将设备布置成用于各种患者进入操作和定位操作。它们还可以被用来执行例如除了传统类型的CT成像并且除了CT成像之外的不旋转的成像模式，但可以部署X射线成像组件的仅线性运动。特别地，实施例可应用于定位解剖结构以用于单个2D成像曝光的环境中。

诸如以上讨论的操作模式可以作为预曝光操作包括驱动用于与可见光发光构造141'连接的X射线源14的引导构造50，使得可见光发光构造141'将被运动以基本上定位在X射线源14的基点位置处，并且将由可见光发光构造141'产生的场图案调节为具有默认的形状和大小。可以根据成像模式来设置默认的形状和大小，其可以被布置为从设备的用户界面中选择。

根据一个实施例，选择的成像模式可以包括驱动X射线源14和X射线检测器15距它们的基点位置一段距离。该设备可以构造为允许在这样的预曝光操作之后，根据定位以用于成像的给定解剖结构的特征，调节光场图案，从而调节在成像曝光期间要使用的X射线束的大小和/或形状。

在一个实施例中，该设备配备有一个或多个部件和控制系统，该部件适于确定定位以用于成像的解剖结构的位置和/或形状，控制系统则用来调节X射线束准直和/或使用该知识在解剖结构上投射的可见光图案。存在确定坐标系中距一表面的距离和形状的技术以及将信息从一个坐标系传输到另一个坐标系的技术，在这种情况下，此时获知成像设备(其相关部件)的几何形状以及其与确定表面位置和形状的坐标系的相关性。在实施例中，代替确定解剖结构表面的形状的是，例如，可以确定只是从所述相同位置到解剖结构表面的最短距离。

与解剖结构和成像组件的相互定位有关以及根据给定成像模式和甚至根据要成像的解剖结构来调节X射线束的大小和形状的预曝光操作可以应用于布置到成像设备的各种成像模式的环境中。这样的操作通常可以包括设备的控制系统，该控制系统包括关于X射线源、发光构造141'、X射线检测器和/或患者支撑件的相互位置的几何信息，使得对于给定光场图案和投射它的位置，控制系统包括相应的准直信息，用于在给定成像模式的环境中、在X射线源的给定位置处发射X射线束时限制X射线束。

作为一个示例，操作模式可以包括预曝光操作-在可选地从它们的基点位置驱动X射线源14和X射线检测器15之前，驱动与可见光发光构造141'连接的用于X射线源14的引导构造50，使得可见光发光构造141'将被运动到位于X射线源14的基本上基点位置处，并将由可见光发光构造141'产生的光场图案调节为默认的形状和大小。可以根据从设备的用户界面选择的成像模式来预设默认的形状和大小。

根据一个实施例，作为示例，所选择的成像模式包括驱动X射线源14和X射线检测器15距它们的基点位置一段距离。该设备可以构造为允许在这样的预曝光操作之后根据定位以用于成像的给定个体解剖结构的特性来调节光场图案，并且从而调节在成像曝光期间要使用的X射线束的大小和形状。

关于给定的患者进入操作或患者进入模式，根据一个方面，其包括将可见光发光构造141'定位在与X射线源将在随后成像曝光期间或在随后成像曝光开始时所定位的位置相同的位置处。

根据一方面，然后，光场指示器141可被构造为能够投射光束的形状与X射线源14被构造为发射或者可调节为发射的X射线束的形状相同。这种光场指示器141可以例如作为与X射线源14分开的部件与X射线源14相同地安装到同一引导构造50，以便相对于支撑构造12可运动地安装。可安装有X射线源14和发光部件的引导构造50的运动范围于是优选地构造成使得X射线源14和发光构造141'可以定位在引导构造50提供的运动范围内的相同位置处。这种构造提供了一种新颖的设备，通过该设备，人们能够将定位光图案从X射线成像曝光实际发生或开始所在的位置相同的位置投射在要成像的对象上。

图9以框图示出了适于在根据设备中使用的控制系统的部件的示例。根据图9的控制系统构造为使得能够在曝光期间首先控制X射线源14和X射线检测器15(成像装置或组件)的操作。控制X射线源14和X射线检测器15的操作的部件可以包括物理地布置到X射线源14和/或X射线检测器15和/或设备中的其他地方的部件。

控制系统还可以构造为控制所述设备的各种驱动装置，诸如驱动一个或多个引导构造50的那些驱动装置以及使用于X射线成像组件14、15运动的那些驱动装置。信号路径也可以布置用于控制上面讨论的部件，其与调节场图案的形状和大小以及将那些部件相对于支撑构造12的定位有关。

图9的控制系统还示出了使X射线成像组件14、15旋转的可选特征以及患者进入模式特征，其可以包括控制上述驱动装置中的至少一个。

图9中进一步示出了通到如上文进一步讨论的安装结构23的信号路径，并且在该设备包括机动化锁定机构24以使如上所讨论的第一细长框架部分11和第二细长框架部分21连接和断开连接的情况下，控制系统还可以控制锁定机构24的驱动。

总之，控制系统可以布置为控制如上所讨论的操作或其一部分。如上所讨论的结构和功能提供了方便定位和执行对患者的期望体积的成像的各种可能性。

可以触发用于各种操作的控制信号以作为对检测到的操作或对来自设备的用户界面的输入的响应。控制系统的存储器可以包括如上所论述的图案形状和尺寸的各种相关信息，以及如上所论述的相关控制协议，以及与一种或多种进入和/或成像模式相关的协议。

虽然上面讨论了各种实施例，但本公开的设备可以被描述为牙科或医学X射线成像设备，其包括：X射线检测器；构造为生成X射线辐射并包括准直器构造的X射线源，准直器构造功能性连接到X射线源，准直器构造被构造为将由X射线源14产生的X射线照射限制为在X射线检测器方向上瞄准并限定X射线照射场图案的光束；光场指示器，所述光场指示器包括可见光发光构造，并且构造为投射在X射线检测器15的方向上瞄准的可见光场图案；控制系统，所述控制系统包括与成像模式有关的控制信息。所述设备包括支撑构造，X射线源、X射线检测器和可见光发光构造安装在支撑构造上，而支撑构造被构造为能够使得X射线源和可见光发光构造定位在相对于支撑构造基本相同的位置处，以便当在给定时间位于所述基本相同的位置时，将给定场图案在基本相同方向上指向X射线检测器。此外，所述设备可以包括在第一方向上延伸并包括第一端部和第二端部的第一框架部分，其中安装有X射线源、X射线检测器和可见光发光构造的支撑构造在与第一方向基本成直角的第二方向上从第一框架部分延伸。

为了添加或总结上面讨论的一些特征，实施例可以包括：支撑构造可以包括环形结构，该环形结构可以包括环形机架和容纳至少环形机架的壳体。

将X射线源和可见光发光构造定位在基本相同的位置处可以包括：将X射线源和可见光发光构造布置成能够在与第一方向和第二方向都成直角的方向上运动。

X射线源、准直器构造和可见光发光构造布置成能够作为固定组件运动。另一方面，X射线源和可见光发光构造可以布置成能够相对于准直器构造作为固定单元运动。

光场指示器可以构造为产生可见光场图案，使得所述可见光场图案是基本均匀照射的区域，或者包括作为组合指示一区域的光场图案。此外，光场指示器可以构造成能够投射不同大小和/或不同形状的可见光场图案，并且准直器构造被构造成能够限制不同大小和/或不同形状的X射线照射场图案。

控制系统可以包括在距X射线检测器的给定距离处与可见光场图案和X射线照射场图案的尺寸有关的相关信息，并且光场指示器和准直器构造被构造为使得能够根据所述相关信息来调节它们各自的场图案的尺寸和/或形状，使得场图案在距X射线检测器给定距离处覆盖基本相同区域。此外，或可替代地，相关信息可以包括与给定成像模式有关的相关信息。

给定成像模式可以是CBCT成像模式，所述控制系统构造为能够通过可见光场模式指示距X射线检测器15给定距离处的区域，该区域与针对给定CBCT成像模式和在使用X射线束的给定准直设置的情况下所覆盖的容区有关。

所述设备可以包括构造成确定定位以用于成像的解剖结构的位置和/或形状的一个或多个部件，并且所述控制系统于是构造为能够调节X-射线束准直和/或使用该知识投射在解剖结构上的可见光图案，所述位置和/或形状于是限定距X射线检测器15的给定距离。

控制系统还可以构造为从所述光场指示器接收关于光场指示器投射的可见光图案的特性的信息，并且将接收的可见光图案的特性的信息转换为如何控制准直器构造的操作的信息，以将X射线照射场图案调节为至少基本上对应于所投射的可见光图案指示的区域的大小和形状。

控制系统还可以构造为从准直器构造接收关于准直器构造限制的X射线照射场图案的特性的信息，并且将接收的所述X射线照射场图案的特性的信息转换为关于如何控制光场指示器141的操作的信息，以将可见光场图案调节成至少基本上对应于X射线照射场图案的大小和形状。

设备可以包括安装到支撑构造的第一引导构造，并且X射线源和可见光发光构造作为固定单元一起安装，第一引导构造被构造为能够使得所述固定单元运动，所述固定单元的运动范围包括基点位置、第一极限位置和第二极限位置。第一引导构造可以包括托架，所述托架安装到包括X射线源和可见光发光构造的所述固定单元，所述托架的运动范围包括基点位置、第一极限位置和第二极限位置。

第一引导构造可以包括在所述支撑构造的一侧上的至少一个导槽或导轨和在托架的一侧的配合结构。另一方面，第一引导构造可以包括与托架的功能性连接的机动化构造，机动化构造提供包括X射线源和可见光发光构造的所述固定单元在包括第一极限位置和第二极限位置的范围内的运动。第一引导构造还可以包括位置传感器装置，所述位置传感器装置构造为获取与包括X射线源和可见光发光构造的所述固定单元在运动的范围内的位置有关的信息，所述位置传感器装置构造为检测托架在托架的运动范围内的位置。第一引导构造可以构造成能够使所述固定单元横向运动，并且机动化构造可以包括驱动螺杆，所述驱动螺杆与所述至少一个导槽或导轨平行地对准且布置成与托架功能性连接。

位置传感器装置可以包括磁性部件，所述磁性部件在结构上连接到托架并且可运动地连接到杆，所述杆与所述引导构造的所述至少一个导槽或导轨和所述驱动螺杆平行地延伸。

安装支架可以固定到托架，另一方面，安装支架固定到包括X射线源和可见光发光构造的固定单元，以将所述固定单元机械连接到引导构造。

信号路径设置在所述第一引导构造和所述控制系统之间。所述信号路径可以包括在位置传感器装置和控制系统之间的信号路径。

信号路径还可以设置在准直器构造142和控制系统之间以及在光场指示器和控制系统之间，以根据相关信息实现对准直器构造142和光场指示器的控制。

环形结构可以包括也容纳第一引导构造的环形机架。壳体还可包括具有至少一个开口的表面，所述开口通过使所述安装支架通过所述至少一个开口而安装至少X射线源，其中所述至少一个开口的尺寸设计成允许由所述引导构造引导的X射线源的运动范围。

Claims (22)

1.一种牙科或医学CT成像设备，所述设备包括：

X射线检测器15；

X射线源14，所述X射线源构造为产生X射线照射，并且包括在功能性连接到X射线源14的准直器构造142，所述准直器构造142被构造为将由X射线源14产生的X射线照射限制为在X射线检测器15的方向上瞄准并限定X射线照射场图案的束；

光场指示器141，所述光场指示器包括可见光发光构造141'，并且构造为投射在X射线检测器15的方向上瞄准的可见光场图案；

控制系统，所述控制系统包括与成像模式有关的控制信息；

其特征在于，所述设备包括支撑构造12，所述X射线源14、X射线检测器15和可见光发光构造141'安装在支撑构造上，并且其中支撑构造12构造为能够使得X射线源14和可见光发光构造141'定位在相对于支撑构造12基本相同的位置处，以便当在给定时间位于所述基本相同的位置时，将给定场图案在基本相同方向上指向X射线检测器15，所述设备还包括在第一方向上延伸并包括第一端部和第二端部的第一框架部分11，其中安装有X射线源14、X射线检测器和可见光发光构造141'的支撑构造12在与第一方向基本成直角的第二方向上从第一框架部分11延伸。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述支撑构造12包括环形结构，所述环形结构包括环形机架122和至少容纳所述环形机架122的壳体121。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，将X射线源14和可见光发光构造141'定位在基本相同的位置处包括：将X射线源14和可见光发光构造141'布置成能够在与第一方向和第二方向都成直角的方向上运动。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的设备，其特征在于，所述X射线源14、所述准直器构造142和所述可见光发光构造141'布置成能够作为固定组件运动。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的设备，其特征在于，所述X射线源14和所述可见光发光构造141'布置成能够相对于准直器构造142作为固定单元运动。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的设备，其特征在于，所述光场指示器141构造为产生可见光场图案，使得所述可见光场图案是基本均匀照射的区域，或者包括作为组合指示一区域的光场图案。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的设备，其特征在于，所述光场指示器141构造成能够投射不同大小和/或不同形状的可见光场图案，并且准直器构造142被构造成能够限制不同大小和/或不同形状的X射线照射场图案。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制系统包括在距X射线检测器的给定距离处与可见光场图案和X射线照射场图案的尺寸有关的相关信息，并且光场指示器141和准直器构造142被构造为使得能够根据所述相关信息来调节它们各自的场图案的尺寸和/或形状，使得场图案在距X射线检测器15给定距离处覆盖基本相同区域，和/或其中相关信息包括与给定成像模式有关的相关信息。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述给定成像模式是CBCT成像模式，并且所述控制系统构造为能够通过所述可见光场模式指示距X射线检测器15给定距离处的区域，该区域与针对给定CBCT成像模式和在使用X射线束的给定准直设置的情况下所覆盖的容区有关。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述装置包括构造成确定定位以用于成像的解剖结构的位置和/或形状的一个或多个部件，并且所述控制系统于是构造为能够调节X-射线束准直和/或使用该知识投射在解剖结构上的可见光图案，所述位置和/或形状于是限定距X射线检测器15的所述给定距离。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制系统构造为从所述光场指示器141接收关于所述光场指示器投射的可见光模式的特性的信息，并且将接收的所述可见光模式的特性的信息转换为如何控制准直器构造142的操作的信息，以将X射线照射场图案调节为至少基本上对应于所投射的可见光图案指示的区域的大小和形状，和/或所述控制系统构造为从准直器构造142接收关于准直器构造限制的X射线照射场图案的特性的信息，并且将接收的所述X射线照射场图案的特性的信息转换为关于如何控制光场指示器141的操作的信息，以将可见光场图案调节成至少基本上对应于X射线照射场图案的大小和形状。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括安装到支撑构造12的第一引导构造50，并且其中X射线源14和可见光发光构造141'一起安装而作为固定单元，第一引导构造50被构造为能够使得所述固定单元运动，所述固定单元的运动范围包括基点位置、第一极限位置和第二极限位置。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述第一引导构造50包括托架51，所述托架安装到包括X射线源14和可见光发光构造141'的所述固定单元，所述托架51的运动范围包括基点位置、第一极限位置和第二极限位置。

14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述第一引导构造50包括在所述支撑构造12的一侧上的至少一个导槽或导轨52和在所述托架51的一侧的配合结构52'。

15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述第一引导构造50包括与所述托架51功能性连接的机动化构造53，所述机动化构造53提供包括X射线源14和可见光发光构造141'的所述固定单元在包括第一极限位置和第二极限位置的范围内的运动。

16.根据权利要求13-15中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一引导构造50包括位置传感器装置55，所述位置传感器装置构造为获取与包括X射线源14和可见光发光构造的所述固定单元在运动的范围内的位置有关的信息，所述位置传感器装置55构造为检测托架51在托架51的所述运动范围内的位置。

17.根据权利要求13-16中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一引导构造50构造成能够使所述固定单元横向运动，并且所述机动化构造53包括驱动螺杆54，所述驱动螺杆54与所述至少一个导槽或导轨52平行地对准且布置成与托架51功能性连接。

18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，位置传感器装置55包括磁性部件56，所述磁性部件56在结构上连接到托架51并且可运动地连接到杆57，所述杆与所述引导构造50的所述至少一个导槽或导轨52和所述驱动螺杆54平行地延伸。

19.根据权利要求13-18中任一项所述的设备，其特征在于，安装支架58固定到所述托架51，另一方面，安装支架58固定到包括X射线源14和可见光发光构造141'的所述固定单元，以将所述固定单元机械连接到引导构造50。

20.根据权利要求12-19中任一项所述的设备，其特征在于，信号路径设置在所述第一引导构造50和所述控制系统之间，所述信号路径包括在所述位置传感器装置55和所述控制系统之间的信号路径。

21.根据权利要求8-20中任一项所述的装置，其特征在于，所述信号路径设置在准直器构造142和所述控制系统之间以及在所述光场指示器141和所述控制系统之间，以根据相关信息实现对所述准直器构造142和光场指示器141的控制。

22.根据权利要求2-21中任一项所述的设备，其特征在于，所述壳体121包括具有至少一个开口59的表面，所述开口通过使所述安装支架58通过所述至少一个开口59而安装至少X射线源14，其中所述至少一个开口59的尺寸设计成允许由所述引导构造50引导的X射线源14的运动范围。

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