CN1725095B - 用于在医疗成像设备中对准目标的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了在医疗成像设备中用于对准的系统和方法。对准系统(110)包括可见光光源(112)和反射器(104)。可见光光源配置成用于在读医疗成像设备的视场内投射可见光光束，且反射器(104)配置成用于沿着该医疗成像设备的中心轴(118)引导所投射的可见光光束。
Description
技术领域
本发明总体涉及医疗成像设备，更具体地涉及医疗成像设备中的对准系统，例如X光成像设备、计算机X线断层造影(CT)成像设备和/或核磁共振成像(MRI)设备。
背景技术
医疗成像设备典型地包括成像器和发生器。将受检的患者或者目标放置在成像器与发生器之间以成像。发射可见光(例如激光)的定位器和瞄准器，有助于患者的身体相对于医疗成像设备中心轴的对准。为了减少例如获得可接受的图像所需的迭代次数以及为了减少患者所受到的辐射剂量，受检的患者或者目标与医疗成像设备的对准是重要的。
在医疗成像设备中使用的用于对准目标的已知激光器包括成像器侧激光器和X光发生器侧激光器。这些激光器还可以是集成激光器或者可拆卸激光器。而且，可以提供不同的激光器输出形状，例如交叉型激光器和点型激光器。
为了使成像处理过程中医疗成像设备散射到周围的人身上的辐射量最小化，典型地将成像器放置在患者上方并且将发生器放置在患者下方。将激光器放置在成像器侧，这是因为不这样的话，来自发生器侧的激光束会落到台子上，而不会落到患者上。
在成像器侧上，不能够将激光器放置在视场(FOV)中，这是因为这可能导致图像中的假象。因此，将激光器置于成像器边缘之外。而且，在已知的设计中，使用两个激光器是为了产生交叉，然后将其用于将X光辐射瞄准到受检的目标。两个激光器发射相交的光束以形成与成像器相距一定距离的交叉。因为成像侧上的FOV大于发生器侧上的FOV，所以该激光器还必须以足够的距离分开。这样增加了形成交叉图案的距离。为了使出现激光束相交的距离最小化，应提高激光器的跨度。然而，激光器跨度的增大增加了发生器上辐射的泄漏，这对于例如站在发生器周围的人是有害的。
在发生器侧的激光器系统中，由于患者没有接近辐射光源，因此延迟相交是可以接受的。然而，在成像器侧激光器的情况下，延迟相交是不利的，这是因为医生通常倾向于使患者更接近成像器而不是发生器。
在点型激光器系统中，当定位例如物体时，点易于丢失。因此，与对准交叉图案相比更难以将目标与点对准。此外，在点型激光器中，在FOV内使用部分反射器。在成像器入口处的X光弱的多，因此与相同的小目标接近X光发生器时其生成的假象相比，接近成像器的小目标会生成显著的假象。因此，成像器侧的激光器通常是可拆卸类型的，这样在该激光器使用之后，可以将其去除并且减少假象。这对于操作者来说是增加成像处理的时间和复杂性的附加操作。即使在可拆卸类型的激光器中，通常优选点激光器，因为它们与交叉型激光器相比在整个自由空间中的中心轴处提供了基准，而该交叉型激光器在一定距离处形成了交叉。
因此，用于医疗成像设备的已知对准系统典型地难以使用并且增加了整个成像处理的时间。
发明内容
在本发明的一个实施例中，提供了用于医疗成像设备的对准系统。该对准系统包括可见光光源和反射器，其中该可见光光源配置以用于在该医疗成像设备的视场内投射可见光光束，并且该反射器配置用于沿着该医疗成像设备的中心轴引导投射的可见光光束。
在本发明的另一实施例中，提供了一种用于在医疗成像设备内提供对准基准的方法。该方法包括在该医疗成像设备的视场内投射可见辐射的单光束。该方法还包括沿着该医疗成像设备的中心轴引导投射的可见辐射光束。
附图说明
图1是表示根据本发明示例性实施例的用于X光成像的医疗成像设备的结构图。
图2是表示根据本发明示例性实施例的医疗成像设备的对准系统的结构图。
图3是表示根据本发明示例性实施例的具有至少一个倾斜的反射表面的反射器的简图。
图4是表示根据本发明示例性实施例的X光相对于反射器的不同表面的方向的结构图。
图5是根据本发明示例性实施例的医疗成像设备的成像器的横截面图。
图6是表示根据本发明示例性实施例的对准系统的结构图。
图7是表示根据本发明示例性实施例的用于在医疗成像设备内提供对准基准的方法的流程图。
具体实施方式
本发明的各个实施例提供了用于在医疗成像设备中对准目标的系统和方法。该医疗成像设备可以是例如X光成像设备、计算机X线断层造影(CT)成像设备和/或核磁共振成像(MRI)设备。
图1表示了根据本发明示例性实施例的用于获得目标图像的医疗成像设备。在本发明的一个实施例中，该医疗成像设备是X光成像设备100。X先成像设备100用于检查目标102。该医疗成像设备包括反射器104、X光格栅106、成像器入口108、对准系统110、可见光(或辐射)光源112、成像器114和X光发生器116。在本发明的一个实施例中，可见光光源112是激光光源，对准系统110是激光辅助对准系统。包括X光发生器116的X光发生器侧将(多个)X光光束引导到受检的目标102上。X光光束在通过了目标102之后落到成像器114上。成像器114形成了目标102的图像。成像器侧包括具有X光格栅106和成像器入口108的成像器114。使用X光格栅106来减少和/或防止散射辐射到达成像器114。X光格栅106可以由不同材料构成，例如铅。可见光光源112安装在成像器侧，位于成像器的视场之外。可见光光源112在X光成像设备的FOV内投射激光光束。将反射器104安装在X光格栅106与成像器入口108之间。反射器104具有至少一个倾斜的反射表面。使用包括可见光光源112和反射器104的对准系统110沿着X光成像设备100的中心轴118投射并引导可见光光束。
图2表示了根据本发明示例性实施例的用于医疗成像设备的对准系统110.在本发明的一个实施例中，医疗成像设备是X光成像设备.对准系统110包括可见辐射光源112和反射器104.可见光光源112配置成用于在该医疗成像设备的FOV内投射可见光光束206.反射器104配置成用于沿着该医疗成像设备的中心轴118引导被投射的光束206.可见光光源112位于FOV之外，例如在X光成像设备100侧上，并且发射发散的交叉光束206.光束206在反射器104的主动反射表面202上反射并且形成了对称的发散交叉图案.被动反射表面204对反射激光光束206不起作用.
在一个实施例中，在X光成像设备100中的可见辐射光源112包括具有双柱状交叉透镜的单独激光器。可见光光源112配置为放置在医疗成像设备的FOV之外。可见光光源112可以可拆卸地连接于医疗成像设备，或者永久地连接于该医疗成像设备。
图3表示了根据本发明示例性实施例的具有至少一个倾斜反射表面的反射器104。在一个实施例中的反射器104包括由例如薄聚合物构成的圆盘部分。用于构成圆盘部分的聚合物的实例是聚碳酸脂、丙烯酸、聚丙烯，玻璃和其它这种低衰减的材料。用于制造圆盘部分的方法的实例包括真空成型、注模和热成型。该盘具有均匀的厚度。该盘包括在一个或多个面上倾斜的凸起302。配置倾斜的角度，使得沿着该医疗成像设备的中心轴118(图2中示出)引导可见光光源112(图2中示出)投射的光束。在本发明的一个实施例中，凸起302的表面在所有侧上与圆盘部分成45°角倾斜，该圆盘部分由厚度约为0.5mm的聚碳酸脂构成。在聚碳酸脂圆盘部分上，通过例如等离子增强化学气相沉积(PE-CVD)或者气相沉积，沉积厚度小于20微米的金属，从而提供大于90％的光谱反射率。可以沉积在聚碳酸脂圆盘上的金属的实例包括铝、金、银、汞和铜。在一个实施例中，沿着整个FOV提供铝涂层。该铝涂层可以覆盖有不会影响反射率的保护层。用于保护层的示例性材料包括例如聚合层，例如
和 
是可从Balzers Inc购买的ProtecTM的聚合层。
是由液体单体六甲基二硅醚(HMDSO)制成的。
在本发明的另一实施例中，反射器104可以由具有反射(发光)表面的铝板构成，其提供的反射率与涂敷了铝的聚碳酸脂提供的反射率相同。
图4表示了根据本发明的示例性实施例的X光相对于反射器104的不同表面的方向。由例如1mm聚碳酸脂提供的X光滤光等效于0.1mm的铝提供的X光滤光。因此，0.5mm厚的聚碳酸脂圆盘部分提供了0.05mm铝的等效滤光。而且，10微米的铝涂层提供了0.01mm的附加铝滤光。因此，该圆盘上的总铝等效滤光为0.06mm。
在一个实施例中反射器104的平面表面402为0.06mm厚。因此，如上所述，其提供了等于0.06mm的铝等效滤光。反射器104的倾斜表面404也是0.06mm厚。然而，在倾斜表面404处，滤光最大，这是因为当倾斜45度时，利用毕达哥拉斯法则，X光在倾斜表面404传播的距离为(0.062+0.062)1/2＝0.0847mm。因此，倾斜表面404提供了0.0847mm的铝等效滤光。因此，利用反射器104可能出现的铝滤光的最大差值为0.0847-0.06＝0.0247铝等效滤光。在成像过程中，该滤光差值不是可观察检测的。
在本发明另一实施例中，仅仅使反射器104的主动反射表面202金属化，并且在被动反射表面204上不存在气相沉积。即使在这种情况下，最大与最小铝等效滤光之差仍为0.0347mm铝等效。
图5表示了根据本发明示例性实施例的医疗成像设备的成像器的横截面图.滤光部分502(例如滤光片)用于过滤X光.用于滤光部分502的材料的实例包括平面聚碳酸脂和红色丙烯酸.在本发明的一个实施例中，滤光部分502的厚度约为2mm，从而产生0.2mm的铝等效滤光.在本发明的这个实施例中，反射器104具有0.07mm的平均铝等效滤光.因此，已知的格栅106的宽度可以减少大约0.27mm.因为格栅厚度的降低，所以滤光部分502和反射器104补偿了滤光的减少.在本发明的一个实施例中，可见光光源112的横截面约为12mm×13mm，可见光光源112的长度约为25mm.
距离A是格栅106与滤光部分502的外表面之间的间隙。在本发明的一个实施例中，A约为24mm。距离B是滤光部分502与成像入口108的外表面之间的间隙。在一些已知的X光成像设备中，B约为26mm。
图6是表示对准系统110的结构图。对准系统110包括用于投射的装置602和用于引导的装置604。用于投射的装置602在本文中所述的医疗成像设备的FOV内投射可见辐射光束。用于投射的示例性装置602是可见光光源，例如具有双柱状交叉透镜的激光器。用于引导的装置604沿着本文中所述的医疗成像设备的中心轴118引导投射的可见光光束。用于引导的示例性装置604是结合图1和图3所述的反射器104。
图7是表示根据本发明示例性实施例的用于在医疗成像设备内提供对准基准的方法的流程图。在步骤702，于医疗成像设备的FOV内投射单独的激光光束。然后在步骤704，沿着医疗成像设备的中心轴引导投射的激光光束。然后将在沿着中心轴引导光束之后形成的交叉基准标记用于例如定位受检目标。
本发明的不同实施例提供了在医疗成像设备中用于对准的集成和可拆卸成像侧交叉基准，该设备对于图像质量具有不可识别的效果，并且提供了在整个光束中心轴范围内定位和/或瞄准基准的交叉型激光器。
尽管已经按照多个特定实施例描述了本发明，但是本领域技术人员会认识到本发明可以在权利要求的精神和范围内根据修改实现。
部件列表
100 X光成像设备
102 目标
104 反射器
106 X光格栅
108 成像器入口
110 对准系统
112 可见光光源
114 成像器
116 X光发生器
118 中心轴
202 主动反射表面
204 被动反射表面
206 发散的交叉光束
302 凸起
402 平面表面
404 倾斜表面
502 滤光部分
602 用于投射的装置
604 用于引导的装置
702 在医疗成像设备的视场内投射单独的激光光束
704 沿着医疗成像设备的中心轴引导所投射的激光光束
Claims (8)
1.一种用于医疗成像设备的对准系统(110)，所述对准系统包括：
可见光光源(112)，配置成在该医疗成像设备的视场内投射交叉形的可见光光束，其中所述可见光光源(112)配置为放置在所述视场之外；和
反射器(104)，具有多个反射表面，并且被配置成沿着中心轴(118)引导所投射的交叉形的可见光光束，所述中心轴(118)从所述医疗成像设备的成像器(114)延伸到发生器(116)，所述反射器还被配置成耦合到所述成像器，以致于使所述反射器被放置在所述成像器的X光格栅(106)和成像器入口(108)之间。
2.根据权利要求1所述的对准系统(110)，其中该医疗成像设备是X光设备(100)。
3.根据权利要求1所述的对准系统(110)，其中所述可见光光源(112)永久连接到所述医疗成像设备。
4.根据权利要求1所述的对准系统(110)，其中所述可见光光源(112)包括单个激光器。
5.根据权利要求1所述的对准系统(110)，其中所述反射表面包括至少一个倾斜的反射表面。
6.根据权利要求1所述的对准系统(110)，其中所述反射器(104)包括厚度均匀的反射表面(202)。
7.根据权利要求1所述的对准系统(110)，其中所述反射器(104)包括真空金属化反射表面。
8.根据权利要求1所述的对准系统(110)，进一步包括沿着所述医疗成像设备的视场与反射器(104)相邻的金属化表面。
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