專利名稱：弧形醫(yī)學(xué)成像裝備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)成像的領(lǐng)域，并且更具體而言，涉及C形臂裝備。
背景技術(shù)：
通常為了例如手術(shù)計劃、協(xié)同配準(zhǔn)、圖像融合、導(dǎo)航 向觀察患者，而且往往優(yōu)選的是在不需要使患者變換位置的情況下這么做。已經(jīng)研制出C形臂系統(tǒng)來滿足這些需要，而且C形臂系統(tǒng)現(xiàn)在在醫(yī)學(xué)和手術(shù)領(lǐng)域是眾所周知的。X光源和X光檢測器一般安裝在C形臂機(jī)架的相對的端部上，使得源所發(fā)射的X光入射在X光檢測器上，并且能夠被X光檢測器檢測到。源和檢測器定位成使得當(dāng)對象(例如人體四肢)被置于它們之間且被X光照射時，檢測器會產(chǎn)生表示所置對象的特性的數(shù)據(jù)。所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)常常顯示在監(jiān)視器上，或者以電子的方式存儲起來。C形臂可滑動地安裝在支承組件上，并且限定源和檢測器能夠繞著其旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸線(垂直于C形臂的平面)。通過將這個旋轉(zhuǎn)軸線定位在對象處或附近，以及通過使源和檢測器在對象的周圍在C形臂的平面上以軌道運動的方式旋轉(zhuǎn)，可獲得在多個不同的定向處得到的對象的圖像。這些圖像可結(jié)合起來產(chǎn)生對象的綜合性的三維圖像。通常用重構(gòu)軟件來執(zhí)行結(jié)合圖像來產(chǎn)生綜合性的三維圖像的過程。C形臂還典型地能夠繞著平行于C形臂的平面的縱向軸線在支承組件上旋轉(zhuǎn)。由于能夠繞著至少兩個不同的軸線旋轉(zhuǎn)，C形臂可在患者的周圍定位在許多不同的定向處，以便從不同的合乎需要的視角得到圖像。因而，可移動的C形臂成像機(jī)器大大提高了在醫(yī)療手術(shù)之前和期間獲得患者的圖像的效率和簡易性。C形臂成像機(jī)器(例如GE Medical Systems (Innova )'在市場上供應(yīng)的那些)可包括C形臂，C形臂具有相對于C形臂的平面而偏移的旋轉(zhuǎn)軸線。源和檢測器在C形臂的遠(yuǎn)端的附近，并且也相對于C形臂的平面而偏移，使得軌道運動的旋轉(zhuǎn)軸線、以及C形臂的縱向旋轉(zhuǎn)軸線和成像軸線在公共點上相交。在例如US 4，987，585中示出了這種的構(gòu)造的實例。這樣的機(jī)器具有避免其它C形臂機(jī)器的復(fù)雜性和在源和檢測器之間提大的間距的優(yōu)點。但是，由于偏移的原因，它們會呈現(xiàn)大的機(jī)架體積，而且C形臂在縱向偏移的周圍的運動范圍受到限制。其它C形臂成像系統(tǒng)具有源和檢測器，源和檢測器具有在C形臂的中平面上延伸的軸線。雖然這個構(gòu)造準(zhǔn)許C形臂有較小的機(jī)架體積和較大的運動范圍，但是，由于在C形臂的內(nèi)部空間內(nèi)延伸的管子的高度的原因，源和檢測器之間的間距受到限制。在EP1，493，388中描述了這種C形臂的實例。其它C形臂裝備還使用雙重滑軌來進(jìn)一步提高機(jī)器的成像能力的能力。但是，那些裝備非常復(fù)雜且機(jī)架體積大。因此，存在對這樣的C形臂成像裝備的需要，即該C形臂成像裝備同時體積小以便能夠在手術(shù)或檢查情形下容易地使用，以及在源和檢測器之間呈現(xiàn)大的間距以便允許裝置容易地接近患者，同時準(zhǔn)許有寬的運動范圍和位置范圍，而沒有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
提出了一種醫(yī)學(xué)成像裝備，其包括-支承組件；-可滑動地安裝在支承組件上的弧形部件；-放射源和檢測器，所述源在所述弧形部件的第一遠(yuǎn)端的附近安裝在弧形部件上，并且定向成沿著成像軸線的方向進(jìn)行放射，檢測器沿著成像軸線面向源，并且在弧形部件 的第二遠(yuǎn)端的附近安裝在弧形部件上。放射源和檢測器分別在弧形部件的中平面的一側(cè)和另一側(cè)。具體而言，弧形部件安裝成能夠繞著旋轉(zhuǎn)軸線在支承組件上旋轉(zhuǎn)，弧形部件的中平面和成像軸線有角度偏移，并且在旋轉(zhuǎn)軸線和所述成像軸線之間的交叉點處相交。源的至少一部分可沿著所述弧形部件的寬度在所述弧形部件的一側(cè)沿橫向延伸。檢測器可在弧形部件的另一側(cè)沿橫向延伸。所述裝備還可包括控制單元，所述控制單元同時控制弧形部件的滑動運動和所述弧形部件繞著旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜，以便將成像軸線和旋轉(zhuǎn)軸線所限定的平面保持在選定的檢測平面內(nèi)。而且，弧形部件可以可滑動地安裝在U形彎曲導(dǎo)引件上，該U形彎曲導(dǎo)引件安裝在支承組件上，并且其中，源和/或檢測器以大于彎曲導(dǎo)引件的橫向壁的厚度的間距安裝在弧形部件上，弧形部件能夠在源和/或檢測器在彎曲導(dǎo)引件的側(cè)部上時所處的位置上滑動。這種C形臂成像裝備具有小體積的機(jī)架，在源和檢測器之間提供大的間距，以及提供寬的運動范圍和位置范圍。它是非常簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)。一種醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)可包括這種裝備以及計算器件，計算器件用以處理圖像，以特別地產(chǎn)生綜合性的三維圖像。


現(xiàn)在將參照附圖以實例的方式來描述本發(fā)明的實施例，其中圖I示意性地示出了醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的C形臂裝備的透視圖；圖3是圖2的C形臂裝備的正視圖；圖4是圖2的C形臂裝備的側(cè)視圖；以及圖5a和5b是在圖2的C形臂裝備的遠(yuǎn)端處的源和檢測器安裝件的詳細(xì)視圖。部件列表圖IIC形臂裝備2 源3 檢測器
4 弧形部件(C形臂或C形弧)5 控制單元6 存儲單元7 顯示單元8 處理系統(tǒng)9 處理系統(tǒng)8的計算單元10處理系統(tǒng)8的存儲單元Ar由源2和檢測器3限定的成像軸線
P 患者S 支承件圖24 弧形部件(C形臂或C形弧)4a沿著C形臂4的側(cè)部延伸的凸出部11支承組件12彎曲導(dǎo)引件12a 凹槽13臂基部14升降器15安裝板16旋轉(zhuǎn)的支承臂R 旋轉(zhuǎn)軸線圖3O 在旋轉(zhuǎn)軸線R和成像軸線Ar之間的交叉點Pc C形臂4的中平面角α在C形弧中平面Pc和源2和檢測器3的成像軸線之間的角度偏移圖5a15a安裝板的在內(nèi)部固定到C形臂4上的分支15b安裝板的在外部固定在源2或檢測器3上的分支
具體實施例方式圖I的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)包括C形臂裝備1，C形臂裝備I具有由弧形部件4(通常也稱為C形臂或C形弧)支承的源2和檢測器3。裝備I還包括用于接收待檢查的患者P的支承件S、控制單元5、存儲單元6和顯示單元7。源2和檢測器3被相對地置于所述弧形部件4的兩個端部處。源2是例如X光源，并且沿著成像軸線Ar的方向發(fā)射放射束B通過患者的待檢查的區(qū)。檢測器4將檢測所述源2所發(fā)射的、發(fā)射通過患者的放射。它可為CCD傳感器或直接將放射檢測量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的直接信號檢測器?？刂茊卧?聯(lián)結(jié)到C形臂裝備I上，并且通過決定若干參數(shù)(例如待發(fā)射的放射劑量以及C形臂的位置和運動)來控制采集。存儲單元6記錄獲得的參數(shù)和圖像。存儲單元6連接到控制單元5上，并且可位于所述控制單元5的內(nèi)部或外部。顯示單元7可為任何已知類型的顯示裝置。顯示單元7連接到控制單元5上，并且允許專業(yè)人員控制對放射圖像的采集。控制單元5、存儲單元6和顯示單元7還聯(lián)接處理系統(tǒng)8上，處理系統(tǒng)8包括計算單元9和存儲單元10。處理系統(tǒng)8接收獲得的和存儲在存儲單元6中的圖像，并且對圖像進(jìn)行處理，以特別地產(chǎn)生綜合性的三維圖像。在圖2至4上較特別地示出的C形臂裝備I包括支承組件11和安裝在所述支承組件11上的彎曲導(dǎo)引件12。所述彎曲導(dǎo)引件12可滑動地承載C形臂4，使得所述C形臂4可在所述彎曲導(dǎo)引件12內(nèi)滑動，從而為源2和檢測器4提供軌道旋轉(zhuǎn)運動。在如圖中示出的那樣支承在地面上的C形臂裝備的情況下，支承組件11可為L形，并且包括基部13和升降器14?；?3在地板的附近，并且可包括輪子，以便能夠相對于地板而移動。升降器14向上延伸，并且固定到臂基部13上。可構(gòu)想其它形式的支承組件11，特別是在C形臂具有安裝在天花板上的支承托架的情況下。彎曲導(dǎo)引件12是例如U形的軌道。彎曲導(dǎo)引件12的橫向壁中的各個均可至少包括沿其長度延伸的凹槽12a，凹槽12a與沿著C形臂4的側(cè)部延伸的對應(yīng)的凸出部4a協(xié)作。彎曲導(dǎo)引件12通過旋轉(zhuǎn)的支承臂16而樞轉(zhuǎn)地安裝在升降器14上，旋轉(zhuǎn)的支承臂16允許彎曲導(dǎo)引件12和C形臂4繞著旋轉(zhuǎn)軸線R旋轉(zhuǎn)。所述旋轉(zhuǎn)軸線R在L形支承組件11的中平面Pc (圖3)上延伸。旋轉(zhuǎn)軸線R平行于基部13的主方向(水平的)且垂直于升降器14。源2和檢測器3分別在C形臂4的中平面Pc的一側(cè)和另一側(cè)。從而，由源2和檢測器3限定的成像軸線Ar相對于C形臂4的所述中平面Pc而傾斜。所述中平面Pc和所述成像軸線Ar有角度偏移(角α)，并且在旋轉(zhuǎn)軸線和所述成像軸線之間的交叉點O處相交。源2在C形臂的第一遠(yuǎn)端的附近，源2的至少一部分沿著所述C形臂4的寬度在所述C形臂4的一側(cè)沿橫向延伸。源2的一部分也可在上方延伸。檢測器3面向所述源2，并且在C形臂的相對的遠(yuǎn)端的附近在C形臂4的另一側(cè)沿橫向延伸。控制單元5編程成指揮多種內(nèi)部馬達(dá)(未顯示)，這些馬達(dá)控制弧形部件繞著R軸線的旋轉(zhuǎn)運動，以及所述部件4在彎曲導(dǎo)引件12內(nèi)的滑動運動，以便使源2和檢測器3如以下那樣運動。C形臂4可通過繞著旋轉(zhuǎn)軸線R旋轉(zhuǎn)而傾斜，以便容許在任何檢測平面上進(jìn)行采集。一旦源2和檢測器3定位成使得由成像軸線和旋轉(zhuǎn)軸線限定的平面與想要探測的檢測平面相一致，則所述控制單元5可控制所述源2和檢測器3在這種檢測平面上的軌道運動?？赏ㄟ^這樣的方式來實現(xiàn)所述軌道運動，即，同時控制C形臂4在彎曲導(dǎo)引件12內(nèi)的滑動運動和對C形臂4繞著旋轉(zhuǎn)軸線R的傾斜的對應(yīng)的修改，以便將由成像軸線和旋轉(zhuǎn)軸線限定的平面保持在選定的檢測平面內(nèi)。例如，當(dāng)檢測平面是豎直的時候，C形臂相對于垂線成角度地傾斜一定角度，該角度在源2和檢測器3的成像軸線本身是豎直時為最大，而在所述成像軸線朝旋轉(zhuǎn)軸線R曲拐(toggle)時減小。如圖5a和5b上所表示的那樣，源2和檢測器3可通過構(gòu)造成L形的安裝板15而支承在C形臂4上。一個分支(分支15a)在內(nèi)部固定到C形臂4上；第二分支(分支15b)、在外部固定在源2或檢測器3上。呈L形的這樣的安裝板的兩個分支15a、15b相對于彼此而彎曲，以便在C形弧中平面Pc和源2和檢測器3的成像軸線之間實現(xiàn)角度偏移(角α )。另外，C形臂4以這樣的方式固定在分支15a上且C形臂4也以這樣的方式進(jìn)行尺寸設(shè)置，即，在所述C形臂4和承載源2或檢測器3的分支15b之間有間距。這個間距大于彎曲導(dǎo)引件12的橫向壁的厚度，使得當(dāng)所述源2或檢測器3到達(dá)彎曲導(dǎo)引件12的區(qū)時，C形臂沿著彎曲導(dǎo)引件12的滑動運動不會被安裝板15、源2或檢測器3阻礙。在源2和檢 測器3在彎曲導(dǎo)引件12的側(cè)部上的情況下，C形臂可繼續(xù)滑動，從而C形臂以大的運動范圍滑動。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)學(xué)成像裝備，包括 -支承組件； -可滑動地安裝在所述支承組件上的弧形部件； -放射源和檢測器，所述源在所述弧形部件的第一遠(yuǎn)端的附近安裝在所述弧形部件上，并且定向成沿著成像軸線的方向進(jìn)行放射，所述檢測器沿著所述成像軸線面向所述源，并且在所述弧形部件的第二遠(yuǎn)端的附近安裝在所述弧形部件上； 其特征在于，所述放射源和所述檢測器分別在所述弧形部件的中平面的一側(cè)和另一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝備，其特征在于，所述弧形部件安裝成能夠繞著旋轉(zhuǎn)軸線在所述支承組件上旋轉(zhuǎn)，并且其中，所述弧形部件的中平面和所述成像軸線有角度偏移，并 且在所述旋轉(zhuǎn)軸線和所述成像軸線之間的交叉點處相交。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝備，其特征在于，所述源的至少一部分沿著所述弧形部件的寬度在所述弧形部件的一側(cè)沿橫向延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝備，其特征在于，所述檢測器在所述弧形部件的另一側(cè)沿橫向延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝備，其特征在于，所述弧形部件安裝成能夠繞著旋轉(zhuǎn)軸線在所述支承組件上旋轉(zhuǎn)，所述裝備還包括控制單元，所述控制單元同時控制所述弧形部件的滑動運動和所述弧形部件繞著所述旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜，以便將所述成像軸線和所述旋轉(zhuǎn)軸線所限定的平面保持在選定的檢測平面內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝備，其特征在于，所述弧形部件可滑動地安裝在U形彎曲導(dǎo)引件上，所述U形彎曲導(dǎo)引件安裝在所述支承組件上，并且其中，所述源和/或檢測器以大于所述彎曲導(dǎo)引件的橫向壁的厚度的間距安裝在所述弧形部件上，所述弧形部件能夠在所述源和/或檢測器在所述彎曲導(dǎo)引件的側(cè)部上時所處的位置上滑動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝備，其特征在于，所述源和/或所述檢測器通過構(gòu)造成L形的安裝板而支承在所述弧形部件上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝備，其特征在于，呈L形的這種安裝板的兩個分支相對于彼此以對應(yīng)于所述弧形部件和所述成像軸線之間的角度偏移的角度而彎曲。
9.一種包括醫(yī)學(xué)成像裝備的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，包括 -支承組件； -可滑動地安裝在所述支承組件上的弧形部件； -放射源和檢測器，所述源在所述弧形部件的第一遠(yuǎn)端的附近安裝在所述弧形部件上，并且定向成沿著成像軸線的方向進(jìn)行放射，所述檢測器沿著所述成像軸線面向所述源，并且在所述弧形部件的第二遠(yuǎn)端的附近安裝在所述弧形部件上； 所述醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)還包括處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)包括計算器件，所述計算器件處理圖像，以特別地產(chǎn)生綜合性的三維圖像； 其特征在于，所述放射源和所述檢測器分別在所述弧形部件的中平面的一側(cè)和另一側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及弧形醫(yī)學(xué)成像裝備。一種醫(yī)學(xué)成像裝備包括支承組件；可滑動地安裝在支承組件上的弧形部件；放射源和檢測器，所述源在所述弧形部件的第一遠(yuǎn)端的附近安裝在弧形部件上，并且定向成沿著成像軸線的方向進(jìn)行放射，檢測器沿著成像軸線面向源，并且在弧形部件的第二遠(yuǎn)端的附近安裝在弧形部件上。放射源和檢測器分別在弧形部件的中平面的一側(cè)和另一側(cè)。
文檔編號A61B6/00GK102697515SQ201210093558
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者C·馬丁尼斯費雷拉 申請人:通用電氣公司