多平面医学成像系统的制作方法

专利名称：多平面医学成像系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及医学成像系统以及尤其涉及多平面医学成像系统，換言之能够在若干平面中产生放射拍照图像，并且从而允许在若干的平面中进行关注区域的检查。
背景技术：
成像系统常常包括X射线设备，X射线设备包括X射线管和布设在X射线的发射方向上与X射线管相対的X射线检测器。该管和检测器常常布设在支架的两个相互相对端上。此类系统用于诊断目的或介入性目的的血管造影检查。 在这些检查过程中，需要通过X射线产生患者体内关注区域的放射照片。为此目的，在患者躺在检查台上之后，将X射线管和检测器置于朝向要拍摄放射照片的区域。在现有技术中，有若干类型的X射线系统使产生放射照片成为可能。所有这些系统中公知的第一个是固定到地板的X射线系统，以及其中支撑X射线管和检测器的支架包括若干自由度，从而使将X射线束定位朝向关注区域成为可能。但是，此类型的系统有主要缺点，该主要缺点有关放射照相需要仅在过程的有限时间期间才是必要的这一事实。同时，接近患者必须予以优先考虑。因此，这些系统在未使用时不能从检查台移开。具体来说，患者在检查台上移动和安置被此笨重的系统妨碍。因此，已提出将X射线设备安装在移动装置上，且将该移动装置安装在由驱动马达驱动的轮子上，该驱动马达在导航系统的控制下自动受控。在此方面中，可能參考文献FR 2945724。而且，存在可人工移动的X射线系统，称为“手术移动”单元。在此情况中，可以将它们安装在托架上，该托架包含用于对X射线管供电的某个数量的电池。则此类型的系统不适于血管造影检查，因为由X射线管输送的必要电カ不再足以获取足够的图像质量，具体来说不再足以获取足够的对比度。而且，此类型的移动X射线系统不允许复杂的成角布置，因为支撑该管和检测器的支架的直径不够大。相似地，这些移动X射线系统未达到足够的旋转速度以允许完成良好质量、三维图像重构。最后，即使此类系统的重量是为血管造影设计的X射线设备的重量的一半，但是因为其较大的尺寸和重量(可以重达300kg)，它仍旧非常难以移动。最后，用于血管造影的X射线系统公知从天花板悬吊，并且能够通过例如借助电动机驱动的移动托架在导轨上移动。当执行血管造影检查时，可能需要使用多平面医学成像系统(例如，双平面系统)，这些医学成像系统能够在若干平面中形成血管的多个图像以便在这些(最常见为垂直的)不同平面中查看血管。因此，双平面医学成像系统包括各分别能够在ー个平面上形成图像的两个X射线设备。这些设备例如安装在地板上或天花板上。就此而言，可能參考文献US 2009/0028290，其描述多平面医学成像系统的多种实施例，包括例如安装在固定到地板的遥控设备(robot)上的第一 X射线设备和由能够相对于地板移动或安装为在天花板上提供的轨上滑动的第二遥控设备支撑的第二 X射线设备。正如可以设想到的，在此类型的医学成像系统中，X射线设备相对庞大，从而在放射照相检查期间，接近躺在检查台上的患者受到相当的限制。由于存在固定于患者躺卧的检查台或手术台的前端区域附近的地板且显著限制了接近此区域中的患者的第一X射线设备，尤其具有此接近限制。而且，某些检查或介入的放射照相需求仅对过程的有限时间是必要的。同时，接近患者或检查台必须优先考虑，所以期望在例如在台上转移和安置患者期间，都将X射线设备从此台移开。最后，在用于介入目的的某些类型的检查中，保持在固定位置中检查台本身可移动以便防止移动患者可能是必不可少的，从而在此情况中，多平面成像系统的X射线设备成为要移动且布置为朝向要放射照相的关注区域的唯一物件。 同样，此处，将遥控设备固定到地板可能限制移动X射线设备的能力。

发明内容
鉴于前文，因此需要具有ー种多平面医学成像系统，并且尤其为双平面系统，其能够通过増加X射线设备移动的能力来提高它们的自由度。因此，根据第一方面，本发明的主题是ー种多平面医学成像系统，其包括各具有X射线管的第一 X射线设备和第二 X射线设备。根据本系统的通用特征，第一 X射线设备和第二 X射线设备各包括移动自动装置，X射线管和检测器安装在该移动自动装置上以便控制第一设备和第二设备的自动移动。由于将两个设备安装在移动自动装置上，显著地提高了 X射线设备的移动能力，从而尤其使改善对检查台的接近成为可能。根据另ー个特征，第一 X射线设备和第二 X射线设备包括适于取决于第一设备和第二设备的相对位置控制它们的移动装置的共用控制装置。因此，可能以协调的方式移动这些设备以便具体将它们布设在相对于检查台的不碍事的等待位置或以便调整这些设备的等中心，或以便考虑它们的相对位置，清空接近患者的区域，而不会有碰撞的风险。根据另ー个特征，因为X射线管和检测器安装在围绕着接合轴线接合的遥控设备支架上，所以该系统包括用于测量支架的位置的装置。例如，这些支架包括用于测量接合轴线的位置的传感器。根据又ー个特征，该控制装置包括用于根据障碍物(如检查台)的位置控制移动装置的装置。在一个实施例中，第一 X射线设备由能够在检查室的地板上移动的遥控设备支撑。对第二 X射线设备的部分，由能够在检查室的天花板上的轨上移动的遥控设备支撑。根据第二方面，本发明的又一个主题是ー种用于自动移动多平面医学成像系统的方法，该多平面医学成像系统包括各具有X射线管和X射线检测器的第一 X射线设备和第ニ X射线设备，其中获取与第一设备和第二设备的位置相关联的信息，井根据所述信息来控制安装第一 X射线设备和第二 X射线设备的每ー个的X射线管和检测器在其上的移动自动装置的移动。在一个实施例中，获取与障碍物的位置相关联的第二信息，并根据所述第二信息控制移动装置的移动。根据此方法，在两个图像拍摄阶段之间，自动将X射线设备移到不碍事的等待位置也是可能的。例如，在通过其中ー个X射线设备进行单平面图像拍摄阶段期间，将另一个设备移到不碍事的等待位置中。


在阅读仅作为非限制性示例给出且參考附图的下文描述时，将显见到本发明的其他目的、特征和优点，在这些附图中 图I是在不碍事的等待位置中的双平面X射线系统的示意图；图2示出检查阶段期间图I的系统；图3示出拍摄单平面视图期间图I和图2的系统；以及图4示出拍摄单平面视图期间以及其中设备之一被定位于检查台的一侧上的配置中的图I和图2的系统。
具体实施例方式图I图示血管类型的双平面医学成像系统。在设想的应用中，此成像系统g在用于血管造影检查，具体来说g在提供血管的两个不同平面上的视图以便在(在本实例中为垂直的)这两个平面中查看它们。正如可见到的，因此，成像系统S装备有两个X射线设备，引用为I和II，各确保ー个平面中的视图。这两个设备I和II各安装在移动遥控设备化的装置上，然后就能够根据检查阶段来移动。第一 X射线设备I能够在地板上移动，而第二设备II能够在检查室或手术室的天花板上移动。參考第一设备I，后者基本包括布设在支架5的两个相互相对端的X射线管2和X射线检测器4，X射线管2能够在发射方向上发射X射线束3，在本实例中支架5为拱形形式，以使管2发射的X射线入射到检测器4。正如可见到的，支架5滑动地安装在第二支架6上，第二支架6安装为在固定支承件7上旋转，而固定支承件7本身安装在移动装置8上。因此，支承件7、旋转支架6和支架5全部绕着接合轴线(如Al)彼此接合，以使X射线设备能够在三个维度中移动，并因此以多种入射角拍摄待检查器官的图像。在放射拍照期间，管2和检测器4置于朝向躺在检查台10上的患者的身体9中的关注区域，以便当关注区域介于X射线管2与检测器4之间时，它被X射线辐射，并且检测器4产生介入的关注区域的特征的表示数据。在该示范实施例中，移动装置8包括运转系统，该运转系统包括例如布设在尾部处的两个横向驱动和转向轮11、两个前轮12、以及用于对驱动轮进行驱动的装置，其包括耦合到驱动马达的转向马达。移动装置8是遥控设备化的可编程装置且与导航系统关联，该导航系统能够例如经由无线电链路与置于手术室中的识别装置13通信以使设备I能够在房间中精确地自我定位，具体为相对于检查台10来定位。第二 X射线设备II也包括X射线管2’和布设成与X射线管2’相対的X射线检测器4’X射线管2’和检测器4’各安装在接合的支架如5’上，这些支架本身各安装在遥控设备化的移动装置8’上。这些支架绕着若干接合轴线(如A2)接合，从而使在三维中相对于关注区域调整X射线管2’和检测器4’的位置成为可能。在本实例中，移动装置8’包括支承件14，支承件14配备有驱动装置且滑动地安装 在平行的纵向轨15上，这些纵向轨15本身附接到检查室或手术室的天花板且具有远离检查台定位的第一端(其对应于设备II的停放位置)以及设为朝向检查台的相对端(其对应于设备II的活动位置)。用于驱动支承件14的装置以例如支承件板上由驱动马达驱动的滚轮的形式制成或以能够取决于检查阶段移动支承件的带的形式制成。确切地来说，在放射照相期间，还将管2’和检测器4’置于朝向患者的身体9中关注区域。在图I至图3中还可能见到的是，系统S以及具体为两个X射线设备I和II连接到示意性表示的共用中央处理器16，共用中央处理器16装备有控制台16a和适时编程为取决于要执行的检查的阶段控制两个设备I和II的移动。具体来说，中央处理器16装备有存储装置，该存储装置是数据存储存储器类型的，是ROM、RAM等类型的，且并入能够自动地或在控制台16a的控制下、在操作员手动输入的指令的作用下移动X射线设备I和II的一个或多个控制算法。正如下文将指出的，中央単元16还管理这些设备相对于台10的移动。在一个实施例中，中央单元16还并入存储在存储器中的一个或多个导航算法，以便基于设备上提供的检测器生成的、以便与位置装置通信的位置信息来定位这些设备。在检查阶段外，该中央处理器控制第一 X射线设备I的移动装置8的驱动装置以及第ニ X射线设备的移动装置8’的驱动装置以便将两个设备I和II定位在不碍事的位置(图I)，以便在检查台上转移和安置患者期间清空检查台10。这也是介入期间无需放射照相检查时的情況。此不碍事的位置可以对应于存储在中央単元16的存储器中的预定位置或操作员通过控制台16a输入的控制指令。正如图2中可见到的，在放射照相检查期间，中央处理器16自动地或在控制台16a的控制下控制两个X射线设备I和II的移动，以便将X射线管和检测器置于朝向要放射照相的关注区域。这些设备的移动包括使用移动装置8和8，以及接合支架以便将射线管和检测器定位成朝向关注区域。在此阶段期间，两个设备的轴线的等中心，即每个设备发射并接收的X射线的交点可以沿着台的轴线移动而无需移动患者。而且，放射照相检查期间，地板上的第一设备能够被置于检查室中检查台周围的多个位置，同时控制X射线管和检测器的定位以便将它们定位成朝向关注区域。这些设备能够移动到的位置可以是中央単元16中的存储器中已编程的位置或对应于操作员输入的控制指令。例如，如图4所示，其中图示处于使用的特定位置中的图I至图3的成像系统，在双平面放射照相期间，地板上的第一设备可移到台的纵向边缘之ー的附近，同时将射线管和检测器定位成朝向关注区域，以便腾空检查台中患者头部所在的前端区域。最后，在图3中可见到，该中央处理器能够使这些设备的其中一个或其它移到朝向关注区域的使用位置并控制将未使用的设备移到收缩的不碍事的位置，从而腾空检查台10周围的空间。 将注意到，支撑X射线管和检测器的支架形成遥控设备支架，这些遥控设备支架包括若干接合轴线以使它们能够在三维中移动并在待检查的关注区域周围按多种入射角定位。为了防止两个设备的支架之间碰撞的任何风险，该医学成像系统装备有用于测量这些支架以及尤其为接合轴线的位置的装置。这些装置例如由某个数量的传感器形成，这些传感器安装在支架中并能够测量这些轴线相对于固定參考点的角度位置。这些多种传感器连接到中央处理器16，并且因此向存储器中存储的控制程序提供与X设备的所有支架的位置相关联的信息。因此，在所有时间，保持使中央处理器16知道这些支架的位置，并且该中央处理器16可以允许或禁止可能导致支架之间碰撞的控制指令。将注意到，还可以为检查台10或(一般地)检查室中的任何固定或移动障碍物提供此类传感器，这些传感器连接到中央处理器16，同样为了告知中央处理器16检查台相对于遥控设备支架的位置，并由此禁止或允许可能导致X射线设备与台碰撞的控制指令。此类传感器可以由任何装置制作，例如光学装置，以便向处理单元16递送位置信息。正如能够理解的，刚才描述的本发明一般涉及ー种用于医学成像系统，该医学成像系统包括各具有X射线管和X射线检测器的第一 X射线设备和第二 X射线设备，其中第一 X射线设备和第二 X射线设备各包括移动自动装置，X射线管和检测器安装在该移动自动装置上以便控制第一设备和第二设备的自动移动，使之可能在未使用时将两个设备自动地移到不碍事的等待位置，将其中一个设备定位于工作位置而将另一个设备保持在等待位置，或调整这两个设备的等中心而无需移动患者。当其中一个设备能够在地板上自动移动时，可以通过将此设备移到另ー个区域来腾空检查台周围的某些区域，同时保持X射线管和检测器朝向关注区域的定位。而且，通过将这些设备耦合到共用中央単元，以及通过中央単元根据X射线设备的相对位置来控制它们，可能在若干平面上产生图像，并根据检查阶段来自动移动每个设备，以便将它们定位在不碍事的等待位置或将它们置于朝向关注区域以及这样做的同时防止碰撞的任何风险。配件列表S成像系统
I.第一 X射线设备II.第二 X射线设备2，2’. X 射线管3. X射线束4，4’ .X射线检测器5，5，·支架6.旋转支架7.固定支承件
8.8’·移动装置9.患者身体10.检查台11.横向驱动轮12.自由前轮13.识别装置14.支承件15.平行纵向轨16.共用中央处理器16a.控制台Al.第一 X射线设备的支架的接合轴
A2.第二 X射线设备的支架的接合轴。
权利要求
1.多平面医学成像系统，包括第一X射线设备(I)和第二X射线设备(II)，所述第一X射线设备(I)和第二 X射线设备(II)各包括X射线管(2、2’ )和X射线检测器X(4、4’)，其特征在干，所述第一 X射线设备和第二 X射线设备各包括移动自动装置(8、8’)，所述X射线管和所述检测器安装在所述移动自动装置上以便控制所述第一设备和第二设备的自动移动。
2.如权利要求I所述的成像系统，其特征在于，所述第一X射线设备和第二 X射线设备包括适于取决于所述第一设备和第二设备的相对位置控制它们的移动装置的共用控制装置(16)。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，因为所述X射线管(2、2’)和所述检测器(4、4’)安装在绕着接合轴线接合的遥控设备支架上，所以所述系统包括用于测量所述支架的位置的装置。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述支架包括用于测量所述接合轴线的位置的传感器。
5.如权利要求I至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制装置(16)包括用于根据障碍物的位置来控制所述移动装置的装置。
6.如权利要求I至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一X射线设备(I)由能够在检查室的地板上移动的遥控设备(8)支撑。
7.如权利要求I至6中任一项所述的系统，其特征在于，所述第二X射线设备(II)由能够在检查室的天花板上的轨(15)上移动的遥控设备(8’ )支撑。
8.用于自动移动多平面医学成像系统的方法，所述多平面医学成像系统包括第一X射线设备(I)和第二 X射线设备(II)，所述第一 X射线设备(I)和第二 X射线设备(II)各包括X射线管(2、2’ )和X射线检测器X(4、4’)，其特征在于，获取与所述第一设备和第二设备的位置相关联的信息，井根据所述信息来控制安装所述第一 X射线设备和第二 X射线设备的每ー个的所述X射线管和所述检测器在其上的移动自动装置(8、8’ )的移动。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在干，获取与障碍物的位置相关联的第二信息，并根据所述第二信息控制所述移动装置的移动。
10.如权利要求8和9的其中之一所述的方法，其特征在于，在两个图像拍摄阶段之间自动将所述X射线设备移到不碍事的等待位置。
11.如权利要求8至10中任一项所述的方法，其特征在干，当通过所述X射线设备的其中ー个拍摄单平面图像时，将另一个设备移到不碍事的等待位置中。
全文摘要
本发明名称为“多平面医学成像系统”。本多平面医学成像系统包括第一X射线设备(I)和第二X射线设备(II)，该第一X射线设备(I)和第二X射线设备(II)各包括X射线管(2、2’)和X射线检测器X(4、4’)。第一X射线设备和第二X射线设备各包括移动自动装置(8、8’)，X射线管和检测器安装在该移动自动装置上以便控制第一设备和第二设备的自动移动。
文档编号A61B6/00GK102688049SQ20121009763
公开日2012年9月26日 申请日期2012年3月26日 优先权日2011年3月24日
发明者B·布维耶 申请人:通用电气公司