专利名称：具有用于标识空间中的平面的装置的医用成像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种具有用于标识空间中的平面的装置的医用成像设备。
背景技术：
用于标识平面位置的装置，常常在医用成像设备中被使用或者与医用成像设备结合使用，以便以借助于医用成像设备获得的病人身体的影像信息为基础，对导入病人身体中的医用仪器，例如穿刺针的例如位置和方向进行标示或者形象地说明。大多应用两个这样的装置，其中扇形光束平面的视觉上可见的相交线，一方面标示了仪器的方向以及与病人体表的相交线的交点，另ー方面标识了仪器的穿刺位置。
如从DE 102008013615A1中公知一种计算机X射线断层造影仪，其包括两个扇形激光器，借助于所述扇形激光器可以标示医用仪器的传输线路。将扇形激光器可调节地布设在计算机X射线断层造影仪的门形机架上，以便可以标识空间中不同的平面或者标示空间中不同的传输线路。此外，在DE19501069A1中描述了ー种借助于两个激射光瞄准器来标示穿刺针的传输线路的装置，其中每个激射光瞄准器发射ー种在平面上展开成扇形的激光束。两个展开成扇形的激光束的顔色在此是不同的。激光束的交叉线，标示了穿刺针的传输路径。每个激光瞄准器除了具有可绕第一轴旋转的ニ极管激光器外，还具有可绕垂直于所述第一轴竖立的第二轴旋转的可反射光的反射镜，借助于所述反射镜，可将ニ极管激光器的展开成扇形的激光束朝要求的方向反射。这种结构，尤其两根轴彼此之间的固定的位置，限制了在空间中产生标识平面的可能性。在 Matischek, R. Laser, Grundlagen und Anwendungen, Facharbeit ausder Physik, Bundesgymnasium und Bundesgymnasium Bruck/Mur, Reifepruefung imHaupttermin1994/95, URL http://www. univie. ac. at/pluslucis/FBA/FBA95/Matischek/laserO. pdf 中，描述了ー种具有激光器和翻转镜式的偏转单元的用于激光演示的结构。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供ー种本文开头所述类型的医用成像设备，使得能够提供尽可能地扩展对空间中的平面进行标识的可能性的前提条件。按照本发明，该技术问题通过ー种医用成像设备加以解决，所述医用成像设备具有至少ー个用于标识空间中的平面的装置，所述装置具有发射扇形光束且可绕光源旋转轴旋转的光源以及可绕反射镜旋转轴旋转和包括反射平面且可反射扇形光束的反射镜，其中所述反射镜旋转轴和反射平面的平面法线围成一个大于0°且小于90°的夹角。因此，针对所述装置提出，反射镜旋转轴与反射平面的平面法线互相傾斜，从而使得反射平面在绕反射镜旋转轴旋转吋，发生摆动，由此建立前提条件来扩展可产生标识平面的空间方向。
倾斜的反射镜在与可绕光源旋转轴旋转的光源配合作用时，可使扇形的光束为了标识空间中的某个平面而按要求偏转或者反射，其中将所述光源的扇形光束朝反射镜定向。另外，如果出现朝扇形光束方向的移动，则可以忽略不计，因为已标识的或者待标识的平面不会因此而发生改变。此外，如果出现其它由反射镜而致的扇形光束的较小的旋转，那么这种旋转可以通过光源绕光源旋转轴的旋转加以抵消。医用成像设备优选具有两个或者更多的上述的装置，以便可以借助于两个相交平面的标识来标示医用仪器的传输线路。按照本发明的ー种方案，反射镜旋转轴与反射平面或者镜面的平面法线相互围成一个介于5°与25°之间，优选为10°的夹角。如果夹角选取的较大，那么反射平面一般也 必须选取得较大，以便促使扇形光束发生反射，这当然也取决于反射镜和光源彼此之间的布设。按照本发明的ー种扩展设计，将光源和反射镜彼此之间定向成，使得反射镜旋转轴和光源旋转轴处于ー个平面中且相互围成ー个介于120°和160°之间的夹角。反射镜旋转轴和光源旋转轴之间的夹角优选为140°。按照本发明的另外ー种扩展设计，所述光源是ー种激光光源，例如扇形激光器。本发明的方案规定，装置具有使反射平面绕反射镜旋转轴旋转的第一调节驱动机构以及使光源绕光源旋转轴旋转的第二调节驱动机构。按照本发明的一种实施形式，医用成像设备是一种计算机X射线断层造影仪。但是所述医用成像设备也可以是C臂X射线设备、磁共振设备、SPECT (单光子发射断层扫描)设备、PET(正电子发射断层扫描)设备、超声波设备或者由至少两种上述设备组成的组合设备。在将医用成像设备实施成计算机X射线断层造影仪的情况下，该医用成像设备包括固定的部分以及可绕系统轴线回转的部分，其中将至少两个上述的装置布设在所述固定的部分上，并且其中所述至少两个装置的两个扇形光束，至少为了标识医用仪器的传输线路而相交。
本发明的实施例表示在附着的示意图中。其中图I表示用于标识空间中的平面的装置的原理图，图2表示用于标识空间中的平面的装置的具体实施形式以及图3表示具有四个按照图2的装置的计算机X射线断层造影仪。
具体实施例方式在所有图中，相同的或者功能相同的元件一律设有相同的附图标记。图中的视图是示意性的，所以不是绝对按比例的。接下来不失一般性地只对被认为对于理解本发明是必需的装置和计算机X射线断层造影仪加以探讨。图I表示装置I的原理图，所述装置I具有发射扇形光束3的光源2以及光源旋转轴4。所述光源2在本发明的实施例中是ー种扇形激光器。所述扇形激光器可绕光源旋转轴4旋转(參阅双向箭头a)。
给扇形激光器对应配设ー种具有可反射光的反射平面6的反射镜5。所述反射镜5可绕反射镜旋转轴7旋转(參阅双向箭头b)。按照本发明，反射镜5朝反射镜旋转轴7倾斜，从而使得反射镜5在绕反射镜旋转轴7旋转时发生摆动。反射平面6的平面法线8与反射镜旋转轴7相交而成的倾斜角a，被表示在图I中且通常介于5°和25°之间。在图I中，反射镜5被固定地布设在ー种可旋转的杆体9上，反射镜旋转轴7被绘制在所述杆体9中。将扇形激光器和反射镜5彼此之间布设成,使得借助于扇形激光器绕光源旋转轴4的旋转以及借助于反射镜5绕反射镜旋转轴7的旋转，使从所述扇形激光器出发且在反射平面6上被反射的扇形光束3或者光扇，能够按照扇形激光器和反射镜5相互之间的设置或者旋转设置，对空间中的，尤其所要求空间区域中的大量的平面进行标识。如果只需要有限地侧向偏转激光扇就能对大量的平面进行标识，则这种布局是尤其有利的。在成像设备中通常是这种情况，因为不必或者不须对整个空间的平面，而只要或者只需对某个工作空间的平面进行标识。
在图2中示出图I中的装置的ー种具体实施形式，这种实施形式例如在图3中示出的计算机X射线断层造影仪中，被用于标识所述计算机X射线断层造影仪的工作空间的平面。在图2中示出的本发明的实施例中，将扇形激光器和反射镜5布设在共同的支架10上。所述扇形激光器通过ー种固定在支架10上的激光器安装装置11，保持或者处于可绕光源旋转轴4旋转的状态。在扇形激光器的背面，给所述扇形激光器对应配设ー种相宜地旋转扇形激光器的调节驱动机构12。反射镜5利用其杆体9借助于ー种固定干支架10上的反射镜安装装置13，保持或者处于可绕反射镜旋转轴7旋转的状态。在其背面，给反射镜5或者其杆体9也对应配设ー种相宜地旋转反射镜5的调节驱动机构14。所述调节驱动机构可以例如是电伺服电动机。在图2中示出的本发明的实施例中，反射平面6的平面法线8相对于反射镜旋转轴7的倾斜角a，约为10°。扇形激光器和反射镜5在图2中示出的本发明的实施例中，被这样布设在支架10上，即，光源旋转轴4和反射镜旋转轴7处于ー个平面中。此外，可以将扇形激光器这样布设在支架10上，即，使得其光源旋转轴4与在图2中示出的垂直地在图纸平面上竖立的平面E围成约15° (夹角P)。将反射镜5这样布设在支架10上，S卩，使得其反射镜旋转轴7与在图2中示出的垂直地在图纸平面上竖立的平面E围成约25° (夹角Y)。光源旋转轴4与反射镜旋转轴7因而围成ー个约140°的夹角O，其中光源旋转轴4和反射镜旋转轴7的交点S，大约位于圆盘形的反射镜5或者圆盘形的镜面6的中心M。如上所述，在图2中示出的装置，被设计用于在图3中示出的计算机X射线造影仪30。所述计算机X射线断层造影仪30包括门形机架31，所述门形机架31具有固定的部分32和可绕系统轴线33回转的部分34。所述可回转的部分34在本发明的实施例中具有X射线系统，所述X射线系统包括彼此相对置地布设在可回转的部分34上的X射线源35和X射线检测器36。当计算机X射线断层造影仪30工作吋，X射线37从X射线源35朝X射线检测器36的方向出发，透射被测对象且以测量数据或者測量信号的方式被X射线检测器36加以检测。
此外，计算机X射线断层造影仪30还具有供待检查的病人P躺下的病床38。所述病床38包括病床基座39，在所述病床基座39上布设着设计供病人P真正躺下的病人卧板40。将所述病人卧板40沿系统轴线33的方向相对于病床基座39调节成，使得可以将它与病人P —起导入门形机架31的孔ロ 41中，以便例如在螺旋扫描机中拍摄病人P的2D-X射线投影。对借助于X射线系统获得的2D-X射线投影的计算处理或者以2D-X射线投影的测量数据或者測量信号为基础的对层析影像、3D影像或者3D数据组的再现重建，借助于计算机X射线断层造影仪30的影像计算机42实现，所述层析影像或者3D影像可在显示装置43上显示。为了能够在借助于计算机X射线断层造影仪30获得的影像信息的支持下，为给病人进行介入手术的医用仪器标示传输线路，对孔ロ 41前的空间或者工作空间中的平面进行标识，在本发明的实施例中，在门形机架31的固定部分32的正面的门形机架31的上半部分空间上，分布地设置四个如结合图2加以说明的装置I。两个相邻的装置I相对于系统 轴线33围成约60°的夹角。将装置I布设成，使得不进行装置I相互之间的调节，就能够为了标示传输线路而按要求对孔ロ 41前的工作空间中的平面进行标识。为此，先根据由病人P产生的且显示在显示装置43上的层析影像，确定医用仪器，例如穿刺针的穿刺位置以及在例如由医生制定的手术计划的进程中医用仪器的空间方位，从而使这些信息可供影像计算器42支配。所述影像计算器42或者计算机X射线断层造影仪30的其它的控制计算器44，其中涉及穿刺位置以及穿刺针的方位或者传输方向的信息随时可供所述其它的控制计算器44使用，现在可以在考虑到当拍摄2D-X射线投影时病人或者安置病人的病人卧板40的位置以及在考虑到装置I在门形机架31上公知的安装位置的情况下，对至少两个装置1，尤其其用于扇形激光器和反射镜的调节驱动机构进行控制，使得能够产生两个待标识的平面，所述两个待标识平面的相交线标示穿刺针的传输方向。此外，还可以在考虑到装置I在门形机架31上公知的安装位置的情况下，将安置病人的病人卧板40从孔ロ 41中驶出到下列程度，即，使相交线保持在病人P待治疗的身体区域并且尤其标示穿刺位置。还可以与本发明的上述实施例不同地将装置I可调节地布设在门形机架31上。在这种情况下，一般在门形机架31上布设两个装置I来标识平面的位置已足够。此外，还可以将装置I集成到门形机架中或者布设在托架或者支架式的门形机架的伸出部分上。如果将装置I集成到门形机架31中，则必须在每个装置I的区域中开设至少ー个窗ロ，装置的光扇可以通过所述窗ロ从门形机架31中射出。另外，上述结合装置I的结构或者装置I在计算机X射线断层造影仪的门形机架上的布局而列举的夹角，只能作为范例加以理解，也可以依照空间的实际情况和要求而与之不同。
权利要求
1.ー种医用成像设备(30)，具有至少ー个用于标识空间中的平面的装置(1)，所述装置(I)具有发射扇形光束(3)且可绕光源旋转轴(4)旋转的光源(2)以及可绕反射镜旋转轴(7)旋转的包括反射平面(6)且可反射扇形光束(3)的反射镜(5)，其中所述反射镜旋转轴(7)和反射平面(6)的平面法线⑶围成ー个大于0°且小于90°的夹角(a)。
2.按照权利要求I所述的医用成像设备(30)，其中反射镜旋转轴(7)和反射平面(6)的平面法线⑶围成ー个介于5°和25°之间的夹角(α)。
3.按照权利要求I或2中任一项所述的医用成像设备(30)，其中反射镜旋转轴(7)和光源旋转轴(4)处于ー个平面中且围成一个介于120°和160°之间的夹角(δ)。
4.按照权利要求I至3中任一项所述的医用成像设 备(30)，其中光源(2)是ー种激光光源。
5.按照权利要求I至4中任一项所述的医用成像设备(30)，具有使反射平面(6)绕反射镜旋转轴(7)旋转的第一调节驱动机构(14)。
6.按照权利要求I至5中任一项所述的医用成像设备(30)，具有使光源(2)绕光源旋转轴(4)旋转的第二调节驱动机构(12)。
7.按照权利要求I至6中任一项所述的医用成像设备(30)，是ー种计算机X射线断层造 影仪。
8.按照权利要求7所述的医用成像设备(30)，包括固定的部分(32)以及可绕系统轴线(33)回转的部分(34)，其中将至少两个装置(I)布设在所述固定的部分(32)上，同吋，所述至少两个装置(I)的两个扇形的光束(3)，至少为了标示医用仪器的传输线路而相交。
全文摘要
本发明涉及一种医用成像设备(30)，其具有至少一个用于标识空间中的平面的装置(1)，所述装置(1)具有发射扇形光束且可绕光源旋转轴(4)旋转的光源(2)以及可绕反射镜旋转轴(7)旋转的包括反射平面(6)且可反射扇形光束(3)的反射镜(5)，其中所述反射镜旋转轴(7)和反射平面(6)的平面法线(8)围成一个大于0°且小于90°的夹角(α)。
文档编号A61B6/00GK102648871SQ201210043910
公开日2012年8月29日 申请日期2012年2月24日 优先权日2011年2月25日
发明者T.汉尼曼 申请人:西门子公司