专利名称：弧形医学成像装备的制作方法
技术领域：
本发明涉及医学成像的领域，并且更具体而言，涉及C形臂装备。
背景技术：
通常为了例如手术计划、协同配准、图像融合、导航 向观察患者，而且往往优选的是在不需要使患者变换位置的情况下这么做。已经研制出C形臂系统来满足这些需要，而且C形臂系统现在在医学和手术领域是众所周知的。X光源和X光检测器一般安装在C形臂机架的相对的端部上，使得源所发射的X光入射在X光检测器上，并且能够被X光检测器检测到。源和检测器定位成使得当对象(例如人体四肢)被置于它们之间且被X光照射时，检测器会产生表示所置对象的特性的数据。所产生的数据常常显示在监视器上，或者以电子的方式存储起来。C形臂可滑动地安装在支承组件上，并且限定源和检测器能够绕着其旋转的旋转轴线(垂直于C形臂的平面)。通过将这个旋转轴线定位在对象处或附近，以及通过使源和检测器在对象的周围在C形臂的平面上以轨道运动的方式旋转，可获得在多个不同的定向处得到的对象的图像。这些图像可结合起来产生对象的综合性的三维图像。通常用重构软件来执行结合图像来产生综合性的三维图像的过程。C形臂还典型地能够绕着平行于C形臂的平面的纵向轴线在支承组件上旋转。由于能够绕着至少两个不同的轴线旋转，C形臂可在患者的周围定位在许多不同的定向处，以便从不同的合乎需要的视角得到图像。因而，可移动的C形臂成像机器大大提高了在医疗手术之前和期间获得患者的图像的效率和简易性。C形臂成像机器(例如GE Medical Systems (Innova )'在市场上供应的那些)可包括C形臂，C形臂具有相对于C形臂的平面而偏移的旋转轴线。源和检测器在C形臂的远端的附近，并且也相对于C形臂的平面而偏移，使得轨道运动的旋转轴线、以及C形臂的纵向旋转轴线和成像轴线在公共点上相交。在例如US 4，987，585中示出了这种的构造的实例。这样的机器具有避免其它C形臂机器的复杂性和在源和检测器之间提大的间距的优点。但是，由于偏移的原因，它们会呈现大的机架体积，而且C形臂在纵向偏移的周围的运动范围受到限制。其它C形臂成像系统具有源和检测器，源和检测器具有在C形臂的中平面上延伸的轴线。虽然这个构造准许C形臂有较小的机架体积和较大的运动范围，但是，由于在C形臂的内部空间内延伸的管子的高度的原因，源和检测器之间的间距受到限制。在EP1，493，388中描述了这种C形臂的实例。其它C形臂装备还使用双重滑轨来进一步提高机器的成像能力的能力。但是，那些装备非常复杂且机架体积大。因此，存在对这样的C形臂成像装备的需要，即该C形臂成像装备同时体积小以便能够在手术或检查情形下容易地使用，以及在源和检测器之间呈现大的间距以便允许装置容易地接近患者，同时准许有宽的运动范围和位置范围，而没有复杂的结构。
发明内容
提出了一种医学成像装备，其包括-支承组件；-可滑动地安装在支承组件上的弧形部件；-放射源和检测器，所述源在所述弧形部件的第一远端的附近安装在弧形部件上，并且定向成沿着成像轴线的方向进行放射，检测器沿着成像轴线面向源，并且在弧形部件 的第二远端的附近安装在弧形部件上。放射源和检测器分别在弧形部件的中平面的一侧和另一侧。具体而言，弧形部件安装成能够绕着旋转轴线在支承组件上旋转，弧形部件的中平面和成像轴线有角度偏移，并且在旋转轴线和所述成像轴线之间的交叉点处相交。源的至少一部分可沿着所述弧形部件的宽度在所述弧形部件的一侧沿横向延伸。检测器可在弧形部件的另一侧沿横向延伸。所述装备还可包括控制单元，所述控制单元同时控制弧形部件的滑动运动和所述弧形部件绕着旋转轴线的倾斜，以便将成像轴线和旋转轴线所限定的平面保持在选定的检测平面内。而且，弧形部件可以可滑动地安装在U形弯曲导引件上，该U形弯曲导引件安装在支承组件上，并且其中，源和/或检测器以大于弯曲导引件的横向壁的厚度的间距安装在弧形部件上，弧形部件能够在源和/或检测器在弯曲导引件的侧部上时所处的位置上滑动。这种C形臂成像装备具有小体积的机架，在源和检测器之间提供大的间距，以及提供宽的运动范围和位置范围。它是非常简单的机械结构。一种医学成像系统可包括这种装备以及计算器件，计算器件用以处理图像，以特别地产生综合性的三维图像。
现在将参照附图以实例的方式来描述本发明的实施例，其中图I示意性地示出了医学成像系统；图2是根据本发明的一个实施例的C形臂装备的透视图；图3是图2的C形臂装备的正视图；图4是图2的C形臂装备的侧视图；以及图5a和5b是在图2的C形臂装备的远端处的源和检测器安装件的详细视图。部件列表图IIC形臂装备2 源3 检测器
4 弧形部件(C形臂或C形弧)5 控制单元6 存储单元7 显示单元8 处理系统9 处理系统8的计算单元10处理系统8的存储单元Ar由源2和检测器3限定的成像轴线
P 患者S 支承件图24 弧形部件(C形臂或C形弧)4a沿着C形臂4的侧部延伸的凸出部11支承组件12弯曲导引件12a 凹槽13臂基部14升降器15安装板16旋转的支承臂R 旋转轴线图3O 在旋转轴线R和成像轴线Ar之间的交叉点Pc C形臂4的中平面角α在C形弧中平面Pc和源2和检测器3的成像轴线之间的角度偏移图5a15a安装板的在内部固定到C形臂4上的分支15b安装板的在外部固定在源2或检测器3上的分支
具体实施例方式图I的医学成像系统包括C形臂装备1，C形臂装备I具有由弧形部件4(通常也称为C形臂或C形弧)支承的源2和检测器3。装备I还包括用于接收待检查的患者P的支承件S、控制单元5、存储单元6和显示单元7。源2和检测器3被相对地置于所述弧形部件4的两个端部处。源2是例如X光源，并且沿着成像轴线Ar的方向发射放射束B通过患者的待检查的区。检测器4将检测所述源2所发射的、发射通过患者的放射。它可为CCD传感器或直接将放射检测量转换成数字信号的直接信号检测器。控制单元5联结到C形臂装备I上，并且通过决定若干参数(例如待发射的放射剂量以及C形臂的位置和运动)来控制采集。存储单元6记录获得的参数和图像。存储单元6连接到控制单元5上，并且可位于所述控制单元5的内部或外部。显示单元7可为任何已知类型的显示装置。显示单元7连接到控制单元5上，并且允许专业人员控制对放射图像的采集。控制单元5、存储单元6和显示单元7还联接处理系统8上，处理系统8包括计算单元9和存储单元10。处理系统8接收获得的和存储在存储单元6中的图像，并且对图像进行处理，以特别地产生综合性的三维图像。在图2至4上较特别地示出的C形臂装备I包括支承组件11和安装在所述支承组件11上的弯曲导引件12。所述弯曲导引件12可滑动地承载C形臂4，使得所述C形臂4可在所述弯曲导引件12内滑动，从而为源2和检测器4提供轨道旋转运动。在如图中示出的那样支承在地面上的C形臂装备的情况下，支承组件11可为L形，并且包括基部13和升降器14。基部13在地板的附近，并且可包括轮子，以便能够相对于地板而移动。升降器14向上延伸，并且固定到臂基部13上。可构想其它形式的支承组件11，特别是在C形臂具有安装在天花板上的支承托架的情况下。弯曲导引件12是例如U形的轨道。弯曲导引件12的横向壁中的各个均可至少包括沿其长度延伸的凹槽12a，凹槽12a与沿着C形臂4的侧部延伸的对应的凸出部4a协作。弯曲导引件12通过旋转的支承臂16而枢转地安装在升降器14上，旋转的支承臂16允许弯曲导引件12和C形臂4绕着旋转轴线R旋转。所述旋转轴线R在L形支承组件11的中平面Pc (图3)上延伸。旋转轴线R平行于基部13的主方向(水平的)且垂直于升降器14。源2和检测器3分别在C形臂4的中平面Pc的一侧和另一侧。从而，由源2和检测器3限定的成像轴线Ar相对于C形臂4的所述中平面Pc而倾斜。所述中平面Pc和所述成像轴线Ar有角度偏移(角α)，并且在旋转轴线和所述成像轴线之间的交叉点O处相交。源2在C形臂的第一远端的附近，源2的至少一部分沿着所述C形臂4的宽度在所述C形臂4的一侧沿横向延伸。源2的一部分也可在上方延伸。检测器3面向所述源2，并且在C形臂的相对的远端的附近在C形臂4的另一侧沿横向延伸。控制单元5编程成指挥多种内部马达(未显示)，这些马达控制弧形部件绕着R轴线的旋转运动，以及所述部件4在弯曲导引件12内的滑动运动，以便使源2和检测器3如以下那样运动。C形臂4可通过绕着旋转轴线R旋转而倾斜，以便容许在任何检测平面上进行采集。一旦源2和检测器3定位成使得由成像轴线和旋转轴线限定的平面与想要探测的检测平面相一致，则所述控制单元5可控制所述源2和检测器3在这种检测平面上的轨道运动。可通过这样的方式来实现所述轨道运动，即，同时控制C形臂4在弯曲导引件12内的滑动运动和对C形臂4绕着旋转轴线R的倾斜的对应的修改，以便将由成像轴线和旋转轴线限定的平面保持在选定的检测平面内。例如，当检测平面是竖直的时候，C形臂相对于垂线成角度地倾斜一定角度，该角度在源2和检测器3的成像轴线本身是竖直时为最大，而在所述成像轴线朝旋转轴线R曲拐(toggle)时减小。如图5a和5b上所表示的那样，源2和检测器3可通过构造成L形的安装板15而支承在C形臂4上。一个分支(分支15a)在内部固定到C形臂4上；第二分支(分支15b)、在外部固定在源2或检测器3上。呈L形的这样的安装板的两个分支15a、15b相对于彼此而弯曲，以便在C形弧中平面Pc和源2和检测器3的成像轴线之间实现角度偏移(角α )。另外，C形臂4以这样的方式固定在分支15a上且C形臂4也以这样的方式进行尺寸设置，即，在所述C形臂4和承载源2或检测器3的分支15b之间有间距。这个间距大于弯曲导引件12的横向壁的厚度，使得当所述源2或检测器3到达弯曲导引件12的区时，C形臂沿着弯曲导引件12的滑动运动不会被安装板15、源2或检测器3阻碍。在源2和检 测器3在弯曲导引件12的侧部上的情况下，C形臂可继续滑动，从而C形臂以大的运动范围滑动。
权利要求
1.一种医学成像装备，包括 -支承组件； -可滑动地安装在所述支承组件上的弧形部件； -放射源和检测器，所述源在所述弧形部件的第一远端的附近安装在所述弧形部件上，并且定向成沿着成像轴线的方向进行放射，所述检测器沿着所述成像轴线面向所述源，并且在所述弧形部件的第二远端的附近安装在所述弧形部件上； 其特征在于，所述放射源和所述检测器分别在所述弧形部件的中平面的一侧和另一侧。
2.根据权利要求I所述的装备，其特征在于，所述弧形部件安装成能够绕着旋转轴线在所述支承组件上旋转，并且其中，所述弧形部件的中平面和所述成像轴线有角度偏移，并 且在所述旋转轴线和所述成像轴线之间的交叉点处相交。
3.根据权利要求I所述的装备，其特征在于，所述源的至少一部分沿着所述弧形部件的宽度在所述弧形部件的一侧沿横向延伸。
4.根据权利要求3所述的装备，其特征在于，所述检测器在所述弧形部件的另一侧沿横向延伸。
5.根据权利要求I所述的装备，其特征在于，所述弧形部件安装成能够绕着旋转轴线在所述支承组件上旋转，所述装备还包括控制单元，所述控制单元同时控制所述弧形部件的滑动运动和所述弧形部件绕着所述旋转轴线的倾斜，以便将所述成像轴线和所述旋转轴线所限定的平面保持在选定的检测平面内。
6.根据权利要求I所述的装备，其特征在于，所述弧形部件可滑动地安装在U形弯曲导引件上，所述U形弯曲导引件安装在所述支承组件上，并且其中，所述源和/或检测器以大于所述弯曲导引件的横向壁的厚度的间距安装在所述弧形部件上，所述弧形部件能够在所述源和/或检测器在所述弯曲导引件的侧部上时所处的位置上滑动。
7.根据权利要求6所述的装备，其特征在于，所述源和/或所述检测器通过构造成L形的安装板而支承在所述弧形部件上。
8.根据权利要求7所述的装备，其特征在于，呈L形的这种安装板的两个分支相对于彼此以对应于所述弧形部件和所述成像轴线之间的角度偏移的角度而弯曲。
9.一种包括医学成像装备的医学成像系统，包括 -支承组件； -可滑动地安装在所述支承组件上的弧形部件； -放射源和检测器，所述源在所述弧形部件的第一远端的附近安装在所述弧形部件上，并且定向成沿着成像轴线的方向进行放射，所述检测器沿着所述成像轴线面向所述源，并且在所述弧形部件的第二远端的附近安装在所述弧形部件上； 所述医学成像系统还包括处理系统，所述处理系统包括计算器件，所述计算器件处理图像，以特别地产生综合性的三维图像； 其特征在于，所述放射源和所述检测器分别在所述弧形部件的中平面的一侧和另一侧。
全文摘要
本发明涉及弧形医学成像装备。一种医学成像装备包括支承组件；可滑动地安装在支承组件上的弧形部件；放射源和检测器，所述源在所述弧形部件的第一远端的附近安装在弧形部件上，并且定向成沿着成像轴线的方向进行放射，检测器沿着成像轴线面向源，并且在弧形部件的第二远端的附近安装在弧形部件上。放射源和检测器分别在弧形部件的中平面的一侧和另一侧。
文档编号A61B6/00GK102697515SQ201210093558
公开日2012年10月3日 申请日期2012年3月23日 优先权日2011年3月25日
发明者C·马丁尼斯费雷拉 申请人:通用电气公司