便携式头部CT扫描仪的制作方法

本发明一般来说涉及x射线成像扫描仪，且更特定来说涉及便携式计算机断层摄影(CT)扫描仪。

CT扫描仪通常用于健康护理应用中，一般来说用于诊断目的。CT扫描仪通常包含x射线源及x射线检测器。x射线源及x射线检测器一般来说位于可旋转框架上，使得x射线源及x射线检测器一般来说处于孔隙的相对侧上或在孔隙的相对侧的中心上。在使用中，患者至少部分地位于孔隙中，且框架的旋转允许对在孔隙内的患者的部分的多次成像。在一些实例中，患者也可移动通过孔隙，从而允许可称为螺旋扫描的扫描。在任何情况下，一般来说以计算方式对来自使用以变化角度的测量的检测器的图像信息(举例来说来自以变化角度的测量)进行操作以形成患者的横截面二维图像。

在许多实例中，CT扫描仪限于医院或临床环境。尽管由CT扫描仪提供的诊断信息在此些环境之外可为有用的，但在其它地方使用CT扫描仪时存在困难。CT扫描仪通常为相对沉重的，从而降低扫描仪的移动性且一些扫描仪可需要安装到牢固基础。CT扫描仪通常需要充分大的孔隙以允许人体或其显著部分的通过，从而导致可不适合用于紧凑空间中或输送通过紧凑空间及输送通过常规门的大小要求。用于从x射线源产生x射线的电力要求通常为显著的，借此通常需要利用公用线路电源。CT扫描仪还可需要用于使用或存储的受控制环境，例如就温度来说。总之，多种因素(举例来说重量、孔隙大小要求、电力要求以及存储及使用环境要求)阻碍CT扫描仪在医院及临床环境之外的使用。

技术实现要素：

本发明的方面提供一种便携式CT扫描仪且提供可用于便携式CT扫描仪的各种部件。本发明的一个方面提供一种用于x射线计算断层摄影(CT)扫描中的便携式扫描装置，所述便携式扫描装置包括：第一外壳，其容纳可旋转框架的第一部分，及固定地耦合到所述可旋转框架的所述第一部分的x射线源；及第二外壳，其容纳所述可旋转框架的第二部分，及固定地耦合到所述可旋转框架的所述第二部分的x射线检测器，当所述第一外壳与所述第二外壳分离时，所述可旋转框架的所述第二部分并不耦合到所述可旋转框架的所述第一部分。

在一些方面中，所述第一外壳及所述第二外壳中的每一者包含界定环形腔的一部分的壁，其中当所述第一外壳与所述第二外壳连接时，所述壁界定环形腔。在一些方面中，所述第一外壳及所述第二外壳中的每一者具有拱形形状。在一些方面中，所述第一外壳与所述第二外壳可耦合以形成具有穿过其中的孔隙的结构，其中所述可旋转框架可在所述结构内围绕所述孔隙旋转。在一些方面中，所述第一外壳及所述第二外壳中的至少一者包含用于使所述可旋转框架旋转的电动机。在一些方面中，所述第一外壳及所述第二外壳中的一者包含用于对所述电动机进行供电的电池。在一些方面中，所述可旋转框架的所述第一部分包含用于对所述x射线源及(在一些方面中)所述检测器进行供电的电池。在一些方面中，所述x射线源为摩擦带电x射线源。在一些方面中，所述可旋转框架的所述第一部分及所述可旋转框架的所述第二部分在耦合时形成环形形状。在一些方面中，所述第一外壳包含通常由第一外壳开口盖覆盖的一对第一外壳开口，其中所述可旋转框架的所述第一部分可旋转以便从所述第一外壳开口中的任一者延伸。在一些方面中，所述第二外壳包含通常由第二外壳开口盖覆盖的一对第二外壳开口，其中所述可旋转框架的所述第二部分可旋转以便从所述第二外壳开口中的任一者延伸。在一些方面中，当所述第一外壳与所述第二外壳连接时，所述第一外壳开口盖及所述第二外壳开口盖可与所述可旋转框架的所述第一部分及所述可旋转框架的所述第二部分一起旋转。在一些方面中，当所述第一外壳与所述第二外壳连接时，所述第一外壳开口盖可旋转穿过所述第二外壳开口，且当所述第一外壳与所述第二外壳连接时，所述第二外壳开口盖可旋转穿过所述第一外壳开口。在一些方面中，所述第一外壳开口盖耦合到所述可旋转框架的所述第一部分的相对端部，且所述第二外壳开口盖耦合到所述可旋转框架的所述第二部分的相对端部。在一些方面中，所述便携式扫描装置进一步包括：用以覆盖所述第一外壳的第一罩壳及用以覆盖所述第二外壳的第二罩壳，其中所述第一罩壳可闩锁地连接到所述第一外壳且所述第二罩壳可闩锁地连接到所述第二外壳。在一些方面中，所述第一罩壳及所述第二罩壳各自包含人类可握持手柄。在一些方面中，所述第一外壳及所述第二外壳中的至少一者包含用于将所述第一外壳及所述第二外壳在连接到第一壳体时支撑于表面上的底座。在一些方面中，所述第一外壳及所述第二外壳中的至少一者具有处于提供半圆形切口的中心部分的相对侧上的上部表面邻接部，其中与所述底座相较，所述上部表面处于所述第一外壳及所述第二外壳中的至少一者的相对侧上，其中所述上部表面与所述底座由侧壁连接。在一些方面中，所述第一外壳、所述第二外壳以及所述第一外壳及所述第二外壳的内含物的重量总共小于120磅。在一些方面中，所述可旋转框架为手可旋转式。

在一些方面中，本发明提供一种供在计算断层摄影(CT)扫描中使用的便携式装置，其包括：第一外壳，其容纳可旋转框架的第一部分，所述可旋转框架的所述第一部分具有半圆形形状，其中第一开口盖安装到所述半圆形形状的端部，所述第一开口盖经定尺寸以便填充所述第一外壳中的开口，所述可旋转框架的所述第一部分在旋转期间可延伸穿过所述开口；第二外壳，其容纳所述可旋转框架的第二部分，所述可旋转框架的所述第二部分具有半圆形形状，其中第二开口盖安装到所述半圆形形状的端部，所述第二开口盖经定尺寸以便填充所述第二外壳中的开口，所述可旋转框架的所述第二部分在旋转期间可延伸穿过所述开口；高能量辐射源，其固定地耦合到所述可旋转框架；及高能量辐射检测器，其固定地耦合到所述可旋转框架。

在一些方面中，本发明提供一种供在计算断层摄影(CT)扫描中使用的便携式装置，其包括：第一外壳，其具有第一对开口；可旋转框架的第一部分，其处于所述第一外壳内；一对第一开口盖，其各自固定地耦合到所述可旋转框架的所述第一部分的相对端部，且各自经定尺寸以基本上填充所述第一外壳中的所述开口中的至少一者；高能量辐射源，其固定地耦合到所述可旋转框架的所述第一部分；第二外壳，其具有第二对开口；所述可旋转框架的第二部分，其处于所述第二外壳内；一对第二开口盖，其各自固定地耦合到所述可旋转框架的所述第二部分的相对端部，且各自经定尺寸以基本上填充所述第二外壳中的所述开口中的至少一者；及高能量辐射检测器，其耦合到所述可旋转框架的所述第二部分。

在一些方面中，本发明提供一种便携式头部CT扫描仪，所述便携式头部CT扫描仪足够轻且足够小以在两个或两个以上容器中运输，举例来说每一容器约为大手提箱大小。在一些方面中，组件安装于可旋转框架上，所述可旋转框架可分割成多个区段(多个所述区段包含组件)且存储于容器中以供运输。

在检视本发明之后，可即刻更全面地理解本发明的这些及其它方面。

附图说明

图1是根据本发明的方面的CT扫描仪的透视图。

图1A图解说明图1的CT扫描仪的半透视前视图，其展示形成CT扫描仪的彼此分离且分开的外壳。

图2是图1的CT扫描仪的第一部分的透视图。

图3是根据本发明的方面的CT扫描仪的便携式框架及其它组件的前视图。

图4是图3的可旋转框架及其它组件的透视图。

图5是CT扫描仪的可旋转框架及其它组件的前视图，其中可旋转框架的一部分展示为透明的。

图6是具有图1的CT扫描仪以及图3的可旋转框架及其它组件的特征的CT扫描仪的前视图，其中CT扫描仪的壳体的部分展示为透明的。

图7是图1的CT扫描仪的第一外壳的又一透视图。

图8是在患者部分地位于CT扫描仪的孔隙内的情况下的图1的CT扫描仪的透视图。

图9是具有携带壳盖的图1的第一外壳的透视图。

具体实施方式

图1图解说明根据本发明的方面的CT扫描仪。图1的CT扫描仪包含第一外壳111及第二外壳113。尽管在图1中展示两个外壳，但在各种实施例中CT扫描仪可由两个以上外壳构成。孔隙延伸穿过CT扫描仪，其中孔隙由在第一外壳及第二外壳中的每一者中的拱115a、115b界定。在操作中，包含高能量辐射源及高能量辐射检测器的可旋转框架围绕第一外壳及第二外壳内的孔隙旋转。在相同实施例中，高能量辐射源为x射线源，且高能量辐射检测器为x射线检测器。在一些实施例中，高能量辐射源为伽马射线源。

图1A展示图1的CT扫描仪，其中第一外壳111及第二外壳113彼此分离。如在图1A中可见，外壳中的每一者具有在图1的实施例中为半圆形的拱115a、115b，所述拱共同界定孔隙。图2图解说明图1的第一外壳111。第二外壳的外视图在各种实施例中与第一外壳的外视图相同或类似。第一外壳可视为具有拱形形状，其中所述拱形形状通常经垂直倒置。第一外壳具有上部表面，所述上部表面的特征是相对侧邻接部211a、211b由界定孔隙的一部分的拱115a连接。侧壁(通常展示为215)向下延伸到大体上平坦底座(图2中不可见)。所述大体上平坦底座可将第一外壳支撑于表面(举例来说户外环境中的地面，或某种可用结构的地板)上。

相对侧邻接部211a、211b的顶部分别各自包含外壳开口盖217a、217b。外壳开口盖方便地覆盖外壳的壁中的开口，在操作期间第一外壳内的可旋转框架的一部分可穿过所述开口突出。在一些实施例中，外壳开口盖通过经定尺寸以便基本上填充开口而覆盖开口。

图3是根据本发明的方面的CT扫描仪的可旋转框架及其它组件的前视图。在各种实施例中，可旋转框架及其它组件可为图1的CT扫描仪的部分，且可装纳于图1的CT扫描仪的外壳内。

可旋转框架为大体上环形的，其中可旋转框架由第一部分311a及第二部分311b形成。当CT扫描仪未在使用中时，第一部分311a及第二部分311b可分离，其中(举例来说)第一部分单独装纳于图1的CT扫描仪的第一外壳中且第二部分单独装纳于图1的CT扫描仪的第二外壳中。第一部分及第二部分两者为半环形形状，以便在如图3中所展示组合时形成大体上环形可旋转框架。在各种实施例中，可旋转框架的内圆周大于CT扫描仪(可旋转框架形成其一部分)的孔隙的圆周，以允许可旋转框架及安装到内圆周的组件围绕孔隙旋转。

在图3的实施例中，x射线源313固定地耦合到可旋转框架的第一部分的内圆周，且x射线检测器315固定地耦合到可旋转框架的第二部分的内圆周。x射线检测器大致位于可旋转框架的第二部分的内圆周的中心上。在一些实施例中，x射线源为x射线管及高电压电力供应器。在其它实施例中，x射线源可为摩擦带电x射线源，举例来说如在2012年6月14日提出申请的标题为“摩擦驱动的X射线源(Friction Driven X-Ray Source)”的第13/523,551号美国专利申请案(公开为第2013/0336460号美国专利申请公开案)中所讨论，所述美国专利申请案的揭示内容出于所有目的以引用方式并入本文中。在许多实施例中，摩擦带电x射线源通过在低流体压力环境内于摩擦带电材料之间施加摩擦接触而操作，其中摩擦接触优选地接近目标材料(例如金属)而发生。在一些实施例中，X射线源直接由机械运动激活，所述机械运动可由任何适合源(例如电动机或手动曲柄)提供。

如图3中所展示，可旋转框架的第一部分与可旋转框架的第二部分通过外壳开口的盖(举例来说如关于图2所讨论的第一壳体的外壳开口盖217a、217b，及第二壳体的对应外壳开口盖327a、327b)耦合。在耦合可旋转框架部分时使用盖为方便的，这是因为这样做允许在不将外壳的内部分暴露于外部环境的情况下耦合可旋转框架部分并操作CT扫描仪。同样，外壳开口盖(及由所述盖覆盖的外壳开口)为充分大的，因此可旋转框架的部分及贴附到其的物项可在可旋转框架的旋转期间通过外壳开口突出。

可由一或多个驱动电动机来驱动可旋转框架围绕孔隙的旋转。在图3处的实施例中，使用驱动电动机317来使可旋转框架旋转。驱动电动机(一般来说也具有适当的齿轮装置)可围绕可旋转框架的外圆周固定于外壳中的一者内的适当位置。电动机可由电动机电池319供电，所述电动机电池可方便地位于与电动机相同的壳体中。然而，在一些实施例中，可旋转框架旋转可为手动激活的，举例来说，以手柄方式(举例来说如果曲柄装纳有延伸穿过外壳的阱的主轴及齿轮装置)或(或者)通过以壳体中的进入通道门的方式直接进入可旋转框架。

可使用可旋转框架安装电池325来对x射线源进行供电。可旋转框架安装电池也可对x射线检测器进行供电，其中(举例来说)盖或一对盖包含用以将电力从可旋转框架的一个部分传递到另一部分的电触点。也可使用电子器件电池323来对CT扫描仪电子器件321进行供电，其中电子器件电池及电子器件安装于外壳中的一者或另一者内。在许多实施例中，电子器件可包含用于控制电动机、x射线源及x射线检测器的操作的控制电路，以及用于接收及/或处理x射线检测器信息的电路。在许多实施例中，电子器件包含用于与电动机、x射线源及/或x射线检测器通信的无线通信电路，及/或与CT扫描仪通信的外部装置，举例来说外部命令接口及/或图像处理电路。在一些实施例中，CT扫描仪电子器件可全部或部分地替代或另外安装于可旋转框架的一个或两个部分上。

图4是图3的可旋转框架的透视图，其中可旋转框架由可分离第一部分311a及第二部分311b形成。在所展示的实施例中，外圆周413(举例来说)以形成于外圆周中的脊部及谷部的方式而接上齿轮。脊部及谷部允许电动机旋转与可旋转框架的旋转之间的较大对应，并且用于减少在旋转期间且在旋转之间两者的框架的位置的滑动。

在图4中展示在移除x射线检测器盖的情况下的可旋转框架。x射线检测器盖一般来说对x射线透明，其中x射线检测器盖通常覆盖x射线检测器411。在图4的实施例中，x射线检测器基本上跨越可旋转框架的第二部分以圆周方式延伸。由此，x射线检测器可视为大致位于与x射线源相对的中心上。

在图4中还可见滚子415。滚子安装于壳体内周围，且在大多数实施例中与可旋转框架的第二部分的外圆周接触。滚子用于在可旋转框架的旋转期间维持可旋转框架的位置。

图5是CT扫描仪的可旋转框架及其它组件的前视图，其中可旋转框架的一部分展示为透明的。正如其它视图，可旋转框架包含第一部分311a及第二部分311b，其中第一部分与第二部分可分离。如在图5中可见，x射线源周围的可旋转框架的部分径向变厚，以允许在可旋转框架内形成腔来固持x射线源电池511。

图6是具有图1的CT扫描仪以及图3的可旋转框架及其它组件的特征的CT扫描仪的前视图，其中CT扫描仪的外壳(其可由第一外壳111及第二外壳113形成)的部分展示为透明的。在外壳展示为透明的情况下，由第一部分311a及第二部分311b形成的可旋转框架在外壳内可见。另外，还可见滚子415(用于维持可旋转框架在外壳内的可旋转位置)以及类似滚子611及613(用于类似功能)。

图7是图1的CT扫描仪的第一外壳111的又一透视图。图7的视图(其类似于图2的视图)展示进入门725，所述进入门可以进入插入到可旋转框架的腔中的x射线源电池325。图7中还可见外壳开口盖217a、217b，其中(举例来说)盖217b与邻接部211b的顶部表面齐平。外壳开口盖从邻接部的边缘嵌入，其中(举例来说)邻接部的内边缘部分711将外壳开口盖217b与外壳的上部表面的切口部分的边缘分离。

外壳开口盖包含机械耦合特征(展示为盖217b的物项713)以提供所述盖与第二壳体的对应盖的耦合。在一些实施例中，耦合特征可包含电耦合特征，举例来说用于在盖之间传递电力的电触点，所述电力(举例来说)由可旋转框架的一个部分提供且由可旋转框架的另一部分接收。

图8是在患者813部分地位于CT扫描仪的孔隙811内的情况下的图1的CT扫描仪的透视图。患者的头部可安放于第一外壳111的上部表面的切口上，其中第二外壳113的对应切口处于患者的头部上方。在图8中所展示的特定实施例中，孔隙经定尺寸以便接纳患者的头部，但一般对于接纳患者的躯干来说太小。

图9是具有任选携带罩壳911的图1的第一外壳111的透视图。携带罩壳覆盖第一外壳的上部部分且朝向第一外壳的底座延伸。与图9的携带罩壳相同或类似的另一携带罩壳可用于第二外壳。可使用闩锁特征将携带罩壳耦合到外壳。在使用闩锁特征来将罩壳耦合到外壳的情况下，所述罩壳可视为可闩锁地耦合到外壳。在图9的实施例中，携带罩壳包含用于在携带外壳时使用的手柄913。所述手柄优选地为可由手抓握的手柄，因此所述手柄为可手持的。

尽管已关于各种实施例讨论本发明，但应认识到本发明包括由本发明支持的新颖且非显而易见的权利要求。