专利名称：通过使用旋转的中间部件减小冲击力的机械拾取的制作方法
通过使用旋转的中间部件减小冲击力的机械拾取本发明涉及诊断成像领域。其尤其用在与将辅助设备与受试者支撑物一起装入和 卸出磁共振成像设备的成像区域相关的应用中，并且将在此特别参照其进行描述。应该理 解，本申请也可以应用于一个可移动系统需要平滑加速到另一个可移动系统的速度的其它 情况，并且不限于上面所提到的应用。在磁共振成像环境中，连同全身RF线圈一起使用局部专用接收线圈来接收磁共 振信号，通常是有利的。通常，将这些局部线圈包含在与受试者支撑物一起移动的独立的辅 助支架中。另一个示例可以是在将受试者放置于用于最佳X射线图像的位置时与受试者支 撑物一起移动的X射线胶片卷筒。由于不总是使用辅助设备，或者有时移除辅助支架是有 利的，所以不将它们永久地贴附到受试者支撑物上。当预备对受试者成像时，受试者支撑物开始移动并且在它移动入成像区域的途 中，辅助支架也与它一起移动。到达正确的位置时，将辅助支架从受试者支撑物上释放，并 且通过静止部件对其进行锁定。当以这种方式释放辅助支架时，出现一些问题。辅助支架在 重量上不可忽略，并且可能在释放期间明显扰乱受试者支撑物的移动。由于受试者位于紧 挨在释放点上，这种辅助支架速度的突然变化对受试者来说可能是吵杂的和不舒适的。受 试者支撑物可能由于受试者支撑物释放辅助支架而摇晃，这导致受试者更不舒适，受试者 很可能已经对经受成像扫描产生焦虑。除了关系到受试者，速度的突然变化可能破坏在辅 助支架上承载的设备。例如，可能破坏或者损坏可以是线圈电子部件的的部分的印刷电路 板。在完成扫描之后，受试者支撑物返回到其开始位置，并且再次拾取辅助支架。已经使用了诸如弹簧的机械阻尼器来减弱在辅助支架释放和拾取期间的过渡。滞 后问题可能与机械阻尼器相关。另外，如果弹簧不返回其初始压缩，可能出现将辅助支架相 对于受试者支撑物进行定位的问题。同时，噪声和受试者摇晃的问题没有完全消除。本发明提供了克服上述问题和其它问题的新的并且改进的设备和方法。根据一个方面，提供了一种诊断成像设备。桶架(gantry)限定了成像区域。辅助 设备支架容纳用于在诊断成像扫描期间在成像区域中有选择使用的辅助设备。支架包括可 旋转搭扣组块。受试者支撑物支撑受试者并且将受试者移动入和移动出成像区域。受试者 支撑物包括第一支架拾取元件，其用于接合辅助设备支架的可旋转搭扣组块，并且将辅助 设备支架逐渐加速或者减速到受试者支撑物的速度。根据另一个方面，提供了一种诊断成像装置。桶架限定了成像区域。辅助设备支 架容纳用于在诊断成像扫描期间在成像区域内有选择使用的辅助设备。支架包括固定的搭 扣组块。受试者支撑物支撑受试者并且将受试者移动入和移动出成像区域。受试者支撑物 包括第一可旋转支架拾取元件，其用于接合辅助设备支架的固定的搭扣组块，并且将辅助 设备支架逐渐加速到受试者支撑物的速度。根据另一个方面，提供了一种磁共振成像扫描器。桶架容纳主磁线圈，其在桶架的 成像区域中产生基本上均勻的主磁场。受试者支撑物将受试者定位在成像区域内。梯度线 圈组件在主磁场上叠加梯度场。RF线圈组件将RF信号发送到成像区域中，并且对来自成像 区域的磁共振信号进行检测。局部RF接收线圈由辅助支架携带。辅助支架具有可旋转搭扣组块，其用于将至少一个支架拾取设备接合在受试者支撑物上。当搭扣组块接合至少一 个支架拾取设备时，可旋转支架模块将辅助支架加速到受试者支撑物的速度。根据另一个方面，提供了一种诊断成像的方法。将受试者支撑物平移到诊断成像 设备的成像区域中。通过将接附到辅助支架的搭扣组块与接附到受试者支撑物的第一支架 拾取元件相接合，将辅助支架加速到受试者支撑物的速度。在第一支架拾取元件接合搭扣 组块之后，将第一受试者支撑物的平移运动转换成旋转运动。一个优点在于减少在灵敏的辅助支架部件上的压力。另一个优点在于辅助支架的消音举起。另一个优点在于减少在受试者上的压力。在阅读并理解了下列详细描述之后，本领域中的普通技术人员将意识到更多其它 优点。本发明可以以各种部件和部件的布置以及各种操作和操作的布置而变得明显。附 图仅仅是为了对优选实施例进行说明的目的，而不应被解释为限制本发明。
图1是磁共振系统的图表说明；图2说明了在第一支架接合元件与搭扣组块接合之前，图1的系统的拾取设备的 方位；图3说明了当第一支架元件接合搭扣组块时，拾取设备的元件的位置；图4说明了在辅助支架已经加速到受试者支撑物的速度之后，拾取设备的元件的方位。参考图1，磁共振扫描器10包括圆柱主磁体组件12。所说明的主磁体组件12包 括超导低温屏蔽螺线管，其限定了将受试者放置入其中用于成像的腔膛14。主磁体组件12 产生沿着腔膛14纵向(z)轴方向取向的基本上恒定的主磁场。虽然对圆柱形主磁体组件 12进行了说明，但是应该理解，其它诸如垂直场、开放磁体、非超导磁体的磁体布置，以及其 它配置也是可预期的。另外，可以使用诸如CT、PET、SPECT、x射线、超声波等其它诊断成像 系统。梯度线圈16在腔膛14内产生用于对磁共振信号进行空间编码、用于产生磁化干 扰场梯度的磁场梯度等。在一些实施例中，磁场梯度线圈16包括线圈区段，将其配置为在 诸如纵向或z、横向或x、以及垂直或y方向的三个正交方向中产生磁场梯度。任选的全身射频线圈组件18产生用于在受试者两极中激励磁共振的射频脉冲。 或者，可以使用局部线圈或者线圈阵列激励磁共振。可选地，全身射频线圈组件18还用于 对从成像区域发出的磁共振信号进行检测。或者，局部线圈或者线圈阵列可以用于该目的。 在图1中，将射频屏蔽20放置在RF线圈18和梯度线圈16之间。为了对磁共振信号进行更加灵敏、局部化的空间编码、激励和接收，诸如局部线圈 阵列22的额外辅助设备22位于辅助支架24内。各种类型的局部线圈阵列都是可预期的， 例如，具有一个射频耦合的表面RF线圈、具有两个射频耦合的正交线圈组件、具有若干耦 合的相控阵列、具有多个射频耦合的感应线圈阵列、组合RF和梯度线圈等。在一些应用中， 辅助设备22是脊柱相控阵线圈。更一般地，对于给定应用，辅助设备22可以是对于给定应 用的适合位于受试者之下的任何设备，例如在x射线荧光检查情况下的X射线胶片卷筒等。 将受试者放置在诸如桌面的、位于辅助支架24之上的受试者支撑物26上。桌面26和辅助
5支架24最初放置在病床、手推车或者其它病人准备台28上，将受试者支撑桌面26布置用 于滑入并且随后滑出磁共振扫描器10的腔膛，以便实现受试者装载和卸下。在所说明的磁共振系统的示例中，梯度脉冲放大器30将受控电流分送给磁场梯 度线圈16，以便产生所选择的磁场梯度。梯度放大器还将电脉冲分送给装备有梯度线圈的 局部线圈阵列的梯度线圈。最好是数字的射频发射机32将射频脉冲或者脉冲分组施加到 射频线圈组件18或者另一个激励线圈或者线圈阵列，以便产生所选择的磁共振激励。将射 频接收机34耦合至局部线圈22或者另一个接收线圈或者线圈阵列，以便对所感应的磁共 振信号进行接收和解调。为了捕获受试者的磁共振成像数据，将受试者放置在磁体腔膛14内部，其中被成 像区域在主磁场的等中心(isocenter)处或者接近等中心处。序列控制器40与梯度放大 器30和射频发射机32进行通信，以便产生所选择的瞬态或者稳态磁共振序列、对这些磁共 振进行空间编码、有选择地扰乱磁共振、或者否则生成受试者的所选择的磁共振信号特性。 通过局部线圈22和全身线圈18对所生成的磁共振信号进行检测，将其传送到射频接收机 34，并且存储在k空间存储器42中。通过重构处理器44对成像数据进行重构，以便产生存 储在图像存储器46中的图像表示。在一个恰当实施例中，重构处理器44执行逆傅立叶变 换重构。通过视频处理器48对所得到的图像表示进行处理，并且将其显示在装配有人类 可读显示器的用户界面50上。界面50最好是个人计算机或者工作站。可以通过打印机驱 动器对图像表示进行处理和打印，通过计算机网络或者因特网等对其进行传送，而不是产 生视频图像。在图1所示的实施例中，用户界面50还允许放射线学者或者其他操作者与磁 共振序列控制器40进行通信，以便选择磁共振成像序列、对成像序列进行修改、执行成像 序列等。并不是每次成像扫描都要求使用局部线圈22，而是在扫描基础上在一次扫描上作 出该决定。一些诸如脊椎成像序列的序列适合采用在受试者之下的局部线圈22，而其它序 列可能不要求使用局部线圈22。如果使用局部线圈22，那么辅助支架24置于受试者支撑 物26之下。在一些实施例中，支架24接合了挡板或者锁闩，使得用户意识到该支架24要 校准为能被受试者支撑物26所拾取。使用机械拾取/释放机构将辅助支架24接附到受试者支撑物26，并且移动入扫描 器腔膛，并且在正确的位置释放，该机械拾取/释放机构采用至少一个可旋转元件，其配置 为抵着预定义的曲面作凸轮运动以便将线圈支架24从桌面速度逐渐减速到静止。可以使 用各种配置的可旋转元件，并且可以选择凸轮表面(一个或多个)的曲率或者形状，以便赋 予辅助支架所选择的逐渐加速。此外，使用相同机构对辅助支架24进行加速，并且将其接 附到受试者支撑物26。将受试者支撑物26和辅助支架24 —起接近它们在扫描器10之外 的病床或者手推车28上的静止位置。还可以用一套滚筒、滚球轴承等代替凸轮机构。现在参考图2，将用于辅助支架24的说明性拾取作为示例进行描述。将诸如所说 明的搭扣组块52的旋转元件安装到辅助支架24。在所说明的实施例中，搭扣组块可操作与 接合各个周围表面的5个销54a_e连接。将搭扣组块54可旋转并且通过头部销54a安装 在辅助支架24上。将第一支架拾取元件56固定安装在受试者支撑物26上，并且随着其沿 腔膛14的纵(z)轴平移。如图2中所描绘的，将第二支架拾取设备58紧固在病床或者手
6推车28上，并且作为搭扣组块52的锚或者起始点。在所说明的实施例中，将固定元件56 通过扣件26f紧固在诸如桌面26的受试者支撑物上，而将固定元件58通过扣件28f紧固在 病床或者手推车上。或者，可以将固定元件56、58与桌面26和/或病床或者手推车28整 体形成。在卸载期间，受试者支撑物26在图2所指示的方向中移动。如图3中所示，一旦 将紧固至受试者支撑物26的第一支架拾取元件56移动足够远，第一凸轮表面60就接合搭 扣组块52的销54b。如图3中通过箭头所指示的，由于第一支架拾取元件56继续平行于腔 膛14的纵(z)轴，所以第一凸轮表面60促使销54b在相同的方向向前，但是由于搭扣模块 52是绕销54a可旋转的，所以第一凸轮表面60还促使销54b向上。因此，销54e进入第一 支架拾取元件56中的接管凹槽62。类似地，销54d开始退出在第二支架拾取元件58中的 接管凹槽64。通过销54a对销54b的前向分量进行匹配，并且因此，对搭扣组块52和辅助 支架24进行匹配。在搭扣组块运动开始时，在受试者支撑物的前边缘与辅助支架24的前 边缘之间存在距离d。由于第一支架拾取元件56以恒定速率前进，搭扣组块52 (并且因此接附到销54a 的辅助支架24)在相同的方向上逐渐加速。现在参考图4，销54e在接管凹槽62中继续直 到它不能再移动为止。此外，销54d移动出凹槽64，并且帮助搭扣组块52旋转。当销54d 完全在凹槽64之外时，搭扣组块52停止其旋转运动。由于平移运动不再转化成旋转运动， 搭扣组块52 (以及接附到其上的辅助支架24)与第一支架拾取元件56和受试者支撑物26 的前向速度匹配。在该位置处，搭扣组块52不再旋转，距离d减少到距离屯。将第一支架 拾取元件56的平移运动通过搭扣组块52部分转化成旋转运动。结果，辅助支架的加速散 布在距离(！和屯的差上。这样，辅助支架24拾取的影响是渐进的而不是突然的。在一个实施例中，当执行扫描时，搭扣组块52、第一支架拾取元件56和第二支架 拾取元件58保持在设备10的成像区域外面。可以使用光学编码设备，以便确定受试者支撑 物26的位置。由于拾取机构不使用诸如弹簧的弹性部件，所以不存在滞后作用或者其它位 置不确定性的来源，并且因此可以从受试者支撑物26的位置中精确地推断出辅助支架24 的位置。可以采用闭锁设备(未示出)，以便确保受试者支撑物26在成像扫描期间保持固 定。在加载期间，过程反向进行。在所说明的示例中，固定部件56、58彼此互为镜像， 并且搭扣组块52左右对称，使得支架释放过程随着撤出桌面26进行，并且携带辅助支架24 接近病床或者手推车28上的静止位置与释放过程是类似的。从图4开始，受试者支撑物26 和辅助支架24开始在与扫描之前他们移动的方向相反的方向中移动。当销54c接触第二 凸轮表面66时，第二凸轮表面66促使销54c向下。这开始在相反的方向中旋转搭扣组块 52，并且销54e开始退出接管凹槽62，而销54d开始进入接管凹槽64。再次，将辅助支架24 的平移运动转换成搭扣组块52的旋转运动，减缓辅助支架24同时受试者支撑物26保持勻 速移动。一旦拴54d不能再移动，也就是说一旦系统已经返回图3的配置，搭扣组块52就 停止旋转，并且辅助支架24与第二辅助拾取元件58的速度匹配，第二辅助拾取元件58在 空间中是固定的，即速度为零。同样，在距离d-di上对辅助支架减速，而不是几乎没有减速 距离的骤停。在一些可选实施例中，预期将搭扣组块52固定接附而不是可旋转接附至辅助支架24。在这些实施例中，第一和第二支架拾取元件56、58是可旋转接附的。如同之前的实 施例，将平移运动转化成旋转运动，但不是搭扣组块52旋转，而是第一和第二支架拾取元 件56、58旋转。凸轮、滑动、滚珠轴承或者滚筒中介耦合等的其它配置都是预期的，以实现 将受试者支撑物24的前向运动转化成旋转运动，使得在一段距离上逐渐加速辅助支架而 不是突然捕获辅助支架。在一些实施例中，凸轮表面具有设计用于提供从静止加速到桌面速度的基本上恒 定的一个重力加速度的曲率。也预期快于或者慢于一个重力加速度的加速度。此外，可以 将凸轮表面设计为提供从静止加速到桌面速度的非恒定加速度。通常，技术人员可以容易 地设计提供任何期望加速度曲线的凸轮表面曲率。加速度曲线与销、特别是枢轴销54a的水平和垂直位置有关，枢轴销54a将旋转元 件52接附到辅助支架24上。根据受试者支撑物26、辅助支架24、以及病床或者手推车28 的结构，受试者支撑物26上的受试者的重量产生受试者支撑物26的足够的垂直(向下)位 移以垂直移动枢轴销54a是可能的，其可能随后导致辅助支架24和受试者支撑物26相对 水平位置的误差。在该情况下，从扫描器腔膛内受试者支撑物26的位置推断出的辅助支架 24的位置将有一些误差。为了调节受试者支撑物的垂直(向下)移动，在一些实施例中，将 枢轴销安装在诸如拉杆、以及板簧或者用于将枢轴销从受试者支撑物的任何垂直运动中隔 离出来的其它弹性元件的伸长构件上。已参考优选实施例对本发明进行了描述。在阅读和理解了前述详细描述基础上， 其他人可以进行修改和改变。意在将本发明解释为包括包含在所附权利要求或者其等同替 代范围内的所有修改和改变。
权利要求
一种成像设备，包括成像器(10)，其限定成像区域；辅助设备支架(24)，其容纳用于在所述成像区域中有选择使用的辅助设备(22)，所述支架(24)包括可旋转元件(52)；受试者支撑物(26)，其用于支撑受试者并且将所述受试者移入和移出所述成像区域，所述受试者支撑物(26)包括第一支架拾取元件(56)，其用于接合所述辅助设备支架(24)的所述可旋转元件(52)，并且将所述辅助设备支架(24)逐渐加速到所述受试者支撑物(26)的速度。
2.如权利要求1所述的成像设备，还包括第二支架拾取元件(58)，其用于当所述受试者支撑物(26)退出所述成像区域时接合 所述可旋转元件(52)，并且将所述辅助设备支架(24)逐渐从所述受试者支撑物(26)的速 度减速到静止。
3.如权利要求1所述的成像设备，其中，当所述可旋转元件(52)对所述辅助支架设备 (24)进行加速和减速时，其将平移运动转化成旋转运动。
4.如权利要求1所述的成像设备，其中，所述成像器是磁共振扫描器(10)，并且所述辅 助设备(22)包括射频线圈(22)。
5.一种诊断成像方法，包括将受试者支撑物(26)平移到成像设备(10)的成像区域中；以及通过将接附到辅助支架(24)的搭扣组块(52)与接附到所述受试者支撑物(26)的第 一支架拾取元件(56)接合，使得当所述第一支架拾取元件(56)接合所述搭扣组块(52)时 所述第一受试者支撑物(26)的平移运动被转化成旋转运动，来将所述辅助支架加速到所 述受试者支撑物的速度。
6.如权利要求5所述的方法，还包括在旋转所述搭扣组块(52)的同时，对所述搭扣组块(52)加速。
7.如权利要求5所述的方法，还包括在旋转所述第一支架拾取元件(56)和第二支架拾取元件(58)的同时，对所述搭扣组 块(52)加速。
8.如权利要求5所述的方法，还包括将所述受试者支撑物(26)从所述成像区域撤出，并且使用第二支架拾取元件(58)将 所述辅助支架(24)减速到静止。
9.如权利要求8所述的方法，其中，将所述辅助支架减速的步骤包括使销(54c)抵着第 二凸轮表面(66)作凸轮运动以引起所述搭扣组块(52)旋转，并且使销(54d)进入所述第 二支架拾取元件(58)的减速凹槽(64)。
10.一种拾取机构，通过该拾取机构，线性平移的受试者支撑物(26)拾取辅助支架 (24)，以便将所述辅助支架(24)与所述受试者支撑物(26) —起传送到成像系统中，所述拾 取机构包括与所述受试者支撑物(26)连接的第一结构(56)；以及与所述辅助支架(24)连接的第二结构(52)；所述第一结构(56)和所述第二结构(52)中的一个是可旋转元件，响应于所述受试者支撑物(24)到所述成像系统中的平移，所述第一结构(56)和所述第二结构(52)接合在一 起，所述可旋转元件在所述接合期间旋转，以便将所述辅助支架(24)逐渐加速到所述线性 平移的受试者支撑物(26)的线性平移速度。
11.如权利要求10所述的拾取机构，其中，所述第二结构(52)是所述可旋转元件，并且 经由枢轴销(54a)与所述辅助支架(24)连接。
12.如权利要求11所述的拾取机构，其中，所述第一结构(56)和所述第二结构(52)通 过凸轮运动接合以使得所述可旋转元件(52)绕所述枢轴销(54a)旋转，并且所述凸轮运动 沿着具有为所述辅助支架提供所选择的加速度曲线的曲率的加速凹槽(62)。
13.如权利要求10所述的拾取机构，还包括第三结构(58)，所述第二结构(52)和所述第三结构(58)中的一个是可旋转元件，响应 于所述受试者支撑物线性平移出所述成像系统，所述第二结构(52)和所述第三结构(58) 接合在一起，在所述接合期间所述可旋转元件旋转，以便将所述辅助支架(24)从所述线性 平移的受试者支撑物(26)的线性平移速度减速到静止。
14.如权利要求13所述的拾取机构，其中，所述第一结构(56)和所述第三个结构(58) 是彼此的镜像，并且所述第二结构(52)左右对称。
15.一种磁共振系统，包括磁共振扫描器(10)；病床或者手推车(28)；受试者支撑物(26)，其配置为从所述病床或者手推车(28)线性平移到所述磁共振扫 描器中，以便将受试者装载到所述扫描器中；辅助支架(24)，其设置为从所述病床或者手推车(28)线性平移到所述磁共振扫描器 中，以便装载到所述扫描器中；以及如权利要求10所述的拾取机构，其布置用于当所述受试者支撑物(26)从所述病床或 者手推车(28)线性平移到所述磁共振扫描器中时拾取所述辅助支架(24)。
全文摘要
当将受试者置于诊断成像器中用于诊断扫描时，受试者支撑物(26)通常沿着路径拾取辅助支架(24)而不停止或者减速。为了减少在受试者支撑物(26)、辅助支架(24)以及受试者本身上的压力，提供了一种用于将辅助支架(26)逐渐加速到受试者支撑物(26)的速度的装置和方法。凸轮表面(60)接合搭扣组块(52)的销(54b)，使得将平移运动转化成旋转运动，将对辅助支架(24)的加速散布在距离(d-d1)上。
文档编号A61B6/04GK101808578SQ200880108760
公开日2010年8月18日 申请日期2008年9月24日 优先权日2007年9月28日
发明者A·J·J·v·d·霍斯特, H·A·蒂尔曼斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司