用于锥形束计算机断层摄影的肢体成像装置的制造方法_2

文档序号:9437131阅读:来源:国知局
的透视图。
[0051]图14是示出被构造为用于坐下患者的手肘成像的肢体成像装置的透视图。
[0052]图15A是根据本申请的实施方案的肢体成像装置的扫描器组件的俯视图。
[0053]图15B是支撑根据本申请的实施方案的肢体成像装置的扫描器组件的框架的透视图。
[0054]图15C是支撑根据本申请的实施方案的具有增加配重的肢体成像装置的扫描器组件的框架的透视图。
[0055]图16A是示出门打开位置的成像扫描器的俯视图。
[0056]图16B是示出门关闭位置的成像扫描器的透视图。
[0057]图16C是示出门关闭位置的成像扫描器的俯视图。
[0058]图16D是示出关闭位置处的门的透视图。
[0059]图17A是在成像扫描的一个末端部处的具有其所示的内部成像组件的成像扫描器的俯视图。
[0060]图17B是在与图17A中所示的端部相对的成像扫描的末端部处的具有其所示的内部成像组件的成像扫描器的俯视图。
[0061]图17C是具有其所示的壳体的成像扫描器的俯视图。
[0062]图17D是具有所示的内部成像组件和中心弧角的成像扫描器的俯视图。
[0063]图18A示出扫描体积的圆柱形状和X射线辐射源的中心轴的轨道平面,其中在扫描器的侧面具有基准标记。
[0064]图18B是示出扫描体积的圆形形状和扫描器的顶部的基准标记的扫描器的俯视图。
[0065]图19是示出使用光图案作为基准标记的透视图。
[0066]图20A是示出用于对手臂的一部分成像的适当位置处的患者的侧视图。
[0067]图20B示出用于臂且具有基准标记以用于肢体放置的稳定构件。
[0068]图21A是示出装配到扫描器的扫描体积中的稳定构件的横截面的侧视图。
[0069]图21B是图4A的稳定构件的放大图。
[0070]图22是替代的稳定构件的透视图。
[0071]图23是示出用于肢体成像的脚踏板的透视图。
[0072]图24是示出用于根据本申请的CBCT成像装置的一个示例性进度指示器实施方案的图。
[0073]图25是示出用于根据本申请的CBCT成像装置的另一示例性进度指示器实施方案的图。
【具体实施方式】
[0074]以下是本发明的示例性实施方案的描述,其实施例被示于附图中。只要可能,相同附图标记将贯穿附图使用来指代相同或相似的部件。
[0075]为了说明目的,本发明的原理主要通过参考其示例性实施方案在本文中描述。然而,本领域的普通技术人员将容易认识到,相同的原理同样适用于所有类型的射线照相成像阵列、各种类型的射线照相成像装置和/或使用其的方法并且可在其中实施,并且任何这样的修改都不会脱离本申请的真正精神和范围。此外,在以下描述中,进行对附图的参考,所述附图示特定示例性实施方案。在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可对实施方案进行电、机械、逻辑和结构的变化。
[0076]在本申请的上下文下,术语“肢体”具有其如在诊断成像说法中常规理解的含义,指的是膝盖、腿、脚踝、手指、手掌、手腕、手肘、手臂,和肩膀以及任何其它解剖肢体。术语“对象”用于描述被成像的患者的肢体,例如诸如在“对象的腿”。术语“成对的肢体”一般用于指代任何解剖肢体,其中通常两个或多个存在于相同患者。在本申请的上下文中,除非必要,否则不对成对的肢体成像;仅对对象的肢体成像。在一个实施方案中,不对成对的肢体成像以减少患者剂量。
[0077]在本文中对本申请的示例性实施方案给出的一些实施例重点在于对人体解剖学的承重下肢(例如诸如腿、膝盖、脚踝和脚)成像。然而,这些实施例被认为是说明性的和非限制性的。
[0078]在本申请的上下文中,术语“圆弧”,或者可替代地,或者弧形具有以下意思:曲线、样条或非线性路径的一部分(例如作为小于360度的曲线的一部分或可替代地被认为小于给定半径或离中心孔的距离的2 31弧度的曲线的一部分)。
[0079]术语“可致动”具有其常规含义,涉及能够响应刺激(例如诸如响应电信号)影响动作的装置或组件。
[0080]如本文所用,术语“可激励”涉及在接收电力且任选地在接收使能信号时进行所指示的功能的装置或组件集。
[0081]在本申请的上下文中,如果两个元件的角度取向彼此相差90度(+/_不大于约10度),那么它们被认为基本上正交。
[0082]有益的是观察到圆柱体的数学定义不仅包括熟悉的“罐形的”正圆柱体,而且还包括任何数量的其它形状。圆柱体的外表面通过沿封闭曲线或沿基础平面的其它路径移动第一直线元件而产生,同时保持第一直线元件平行于从基础平面延伸出的第二固定直线,其中移动的第一直线与基础平面中的固定封闭曲线或基线相交。立方体例如被认为根据该定义而具有圆柱形状。例如当移动的第一直线以直角相交基础平面中的圆时产生旋转的罐形圆柱体。当其总体表面形状根据该定义由圆柱体形状而接近时,对象被认为是大致圆柱形的,其中允许标准倒角、突起或凹陷的机电紧固件,和外部安装装置。
[0083]根据本申请的某些示例性实施方案通过提供限定协调的非线性源和检测器路径(例如,围绕中心点是轨道的、弯曲的和同心的)的成像装置来解决肢体成像的困难,其中提供源和检测器路径的组件被构造为在成像之前和之后允许患者进入并且被构造为在CBCT图像捕捉系列期间允许患者以正常姿势坐下或站立。某些示例性实施方案通过使用具有允许肢体的定位的周向进入开口的检测器传输装置提供该能力,其中一旦检测器传输装置到位,其即绕定位的肢体旋转,从而在肢体旋转通过扫描的至少一部分时(例如,部分地,基本上、完全)包围肢体。
[0084]有益的是考虑到其可以是扫描肢体的CBCT设备的设计的考虑因素的身躯的维度属性。例如,处于舒适站立位置的平均高度的成年人患者具有通常任何地方都相距约1cm至约35cm的左右膝盖。对于平均身高的成年人,膝盖之间的距离超过约35cm至40cm(14英寸至15.7英寸)会变得不舒适并且会超出正常站立姿势的范围。有益的是应指出,这种约束使得使用用于获得所需要的2-D图像序列的常规机架解决方案不切实际。对于某些示例性实施方案,源或检测器必须能够在站立患者的腿之间穿过以进行膝盖CBCT成像,该能力对于机架或其它常规解决方案不可用。
[0085]图2的透视图和对应俯视图示出如何提供扫描模式以用于根据本申请的实施方案的CBCT成像装置10的组件。由检测器传输装置34为检测器装置提供从中心轴β的合适半径Rl的检测器路径28。由源传输装置32为辐射源提供第二较大半径R2的源路径
26。在一个实施方案中,非线性源路径26的长度大于非线性检测器路径24。根据本申请的实施方案(随后更详细地描述),相同的传输系统提供检测器传输装置34和源传输装置32两者。肢体(对象20)的中心优选地基本上沿中心轴β,使得中心轴β可被认为是贯穿对象20中的点的线。在一个实施方案中,成像孔或CBCT装置可包括或涵盖中心轴β。图像捕捉的限制几何形状由于源传输装置32的圆弧而产生、由间隙38阻止(例如,对于患者的解剖结构由诸如由成对的肢),且因此被通常限于小于约220度(如前所述)。周向间隙或开口 38可占用源路径26的圆弧的端点之间的空间。间隙或开口 38为患者给出空间作为例如站立的地方,而一条腿被成像。
[0086]检测器路径28可延伸通过周向间隙38以允许扫描,因为检测器不必被患者解剖结构阻止,但可具有至少部分地围绕可在站立患者的腿之间延伸的成像的肢体的行进路径。本发明的实施方案允许检测器路径28的临时约束以允许患者作为初始患者定位的一部分而进入。图2中的透视图例如示出检测器传输装置34转动以打开周向间隙38,使得其从轴β延伸(例如超出源路径或壳体)。通过平移到图3Α中所示的打开位置的检测器传输装置34,患者可自由地进出用于成像的位置。当患者被放置到位,检测器传输装置34绕轴β旋转超过180度;根据本申请的实施方案,检测器传输装置34绕轴β旋转大致200度。该患者进入和随后调整检测器传输装置34被示于图3Β中的连续阶段中。这种轨道移动限制更有效地成像的肢体并将检测器24(由于检测器传输装置34壳体而在图2至图3Β中不可见)放置在靠近对象20的位置处以用于依次获得第一投影图像。在一个实施方案中,检测器传输装置34可包括屏蔽装置或检测器路径的一部分上的门,和/或间隙38。
[0087]周向间隙或开口 38不仅允许进入以进行对象的腿或其它肢体的定位,而且也允许足够空间以使患者在成像期间以正常姿势站立,从而将成像的对象的腿放置在沿轴β的中心位置(图2)并将非成像的成对的腿放置在由周向间隙38限定的空间内。周向间隙或开口 38延伸近似180度减去(例如,源路径的端部之间的)扇形角(其由源-检测器几何形状和距离确定)。周向间隙或开口 38允许肢体进入使得其中心可沿中心轴β而定位。一旦患者的腿或其它肢体到位,检测器传输装置34或带罩的盖或中空门或限定该传送路径的其它构件可旋转到位,从而关闭周向间隙或开口 38的检测器部分。
[0088]通过举例的方式,图4的俯视图示出用于在使用CBCT成像装置时获得患者的腿的一部分在多个角度位置处的CBCT投影的操作序列的部分。辐射源22和检测器24的相对位置(其可被隐藏在罩或底座下)如前面所指出的被示于图4中。源22和检测器24可被对准使得辐射源22可在CBCT扫描和投影成像期间在每个位置处朝向检测器24(例如,直径相对)引导辐射。序列开始于开始扫描位置50,其中辐射源22和检测器24处于初始位置以获得第一角度的图像。然后,辐射源22和检测器24两者都绕轴β旋转,如在临时扫描位置52、54、56和58中所表示的。成像终止于端部扫描位置60。如该序列示出,源22和检测器24都处于相对于每个成像角度下的对象20的相对位置处。在整个扫描周期中,检测器24处于对象20的短距离Dl内。源22被定位于超过对象20的较长距离D2处。源22和检测器24的组件在每个路径上的定位可由单独的致动器实施(一个致动器用于每个传输路径),或由单个转动构件实施,如随后更详细地描述。应指出,相反方
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