辅助C臂透视的定位装置、C形臂X射线机及定位方法与流程

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种辅助c臂透视的定位装置、c形臂x射线机及定位方法。

背景技术：

骨科手术中，经常利用c臂机对患者的病灶部位进行透视。由于透视图像对医生的诊断具有重要的参考价值，因此，在手术前医护人员一般会对患者的病灶部位进行多个角度的透视，不仅包括正位透视和侧位透视，甚至还需要斜位透视。但对于现有的移动式c臂，在进行正侧位的切换时非常不便，例如医生在拍摄了正位图像之后，将c臂调整到侧位时，经常会面临着感兴趣区域(如病灶)不在平板的成像区域的问题。因此使得医生需要不断通过控制c臂机放线的方式以采集图像进而根据感兴趣区域和采集到的图像之间的位置关系来调整c臂的位置，最终使得感兴趣区域位于采集到的图像中心附近。上述过程，导致患者受到了不必要的辐射，且在一定程度上也影响了手术效率。

技术实现要素：

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种辅助c臂透视的定位装置、c形臂x射线机及定位方法，其通过一次定位可实现感兴趣区域在两个方向上的透视成像，在减少辐射剂量的同时也提高了操作者的工作效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种辅助c臂透视的定位装置，包括第一激光组件和第二激光组件，所述第一激光组件发射的激光束和所述第二激光组件发射的激光束相交于目标点，其中，所述目标点位于：c臂处于正位时的x射线束与c臂处于侧位时的x射线束的交叉区域。

作为优选，所述目标点为：c臂处于正位时的x射线束中心轴与c臂处于侧位时的x射线束中心轴的交点。

作为优选，所述第一激光组件设置于所述c臂的x射线源端或探测器端，用于发设第一激光束。

作为优选，所述第一激光组件安装于探测器的外周侧。

作为优选，所述第二激光组件设置于所述c臂的内侧，用于发射第二激光束。

作为优选，所述第一激光组件和第二激光组件中，其中一个发出的激光束图案为“十”字形，另一个发出的激光束图案为“一”字形。

作为优选，“十”字形的所述激光束图案，由一个独立的十字型激光发射器发出，或者由两个一字型激光发射器组合发出。

本发明还提供一种c形臂x射线机，包括以上任一方案所述的定位装置。

作为优选，c形臂x射线机还包括：

位置检测装置，设置在所述c臂中，用于检测c臂旋转的角度；

提示装置，与所述位置检测装置相连，以提示c臂旋转的角度。

本发明还提供一种采用上述定位装置的定位方法，该定位方法包括如下步骤：

将c臂旋转至正位；

开启第一激光组件和第二激光组件；

根据所述第一激光组件与第二激光组件的激光束的相交位置，确定目标点。

本发明的有益效果为：

本发明通过设置第一激光组件和第二激光组件，可协助医生对感兴趣区域进行定位，通过激光束的指示，将感兴趣区域移动至目标点；当感兴趣区域处于上述目标点时，可使得c臂无论在正位还是侧位，采集到的图像中，感兴趣区域均能位于采集到的图像的中心附近，避免了在正侧位切换过程中，感兴趣区域不在成像区域的问题。本发明通过提前定位目标点，并将感兴趣区域移动至目标点，以实现感兴趣区域在两个方向上进行透视成像，感兴趣区域均能位于图像中线附近，因此避免了需要通过放线采集图像以及操作者不断调整c臂的过程，减少了透视的次数，进而避免了患者接受不必要的辐射，同时也提高了操作者的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施方式提供的c臂在x、y坐标内的结构示意图(c臂处于正位)；

图2是本发明实施方式提供的c臂在x、y坐标内的结构示意图(c臂处于侧位)；

图3是本发明实施方式所涉及的x射线束及第一激光束的传播路径示意图。

图中：

1-c臂；11-x射线源端；12-探测器端；111-x射线源组件；112-线束器组件；113-反射镜；2-第一激光组件；21-第一激光束；3-第二激光组件；31-第二激光束；4-感兴趣区域。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图3所示，本实施方式提供一种辅助c臂透视的定位装置，用于非等中心的c臂1，该c臂1设有至少两个透视位，由于c臂1本身具有旋转结构，因而可以绕其旋转中心o由一个透视位旋转至另一个透视位。具体地，本实施例的定位装置主要用于简化对感兴趣区域4两次透视时的操作过程，将感兴趣区域4的第一次透视的位置称为第一透视位，将对感兴趣区域4做的第二次透视的位置称为第二透视位。上述定位装置包括第一激光组件2和第二激光组件3，其中第一激光组件2设置于c臂1的x射线源端11或探测器端12，用于发设第一激光束21，这里通过调整第一激光组件2的安装位置和发射角度，应保证第一激光束21与x射线源端11发射的x射线束贴近或重合，以达到通过第一激光束21能判断x射线束方向的目的，避免现有技术中通过不断地放线采集图像以来调整c臂的麻烦，减少了x射线的辐射剂量。上述第二激光组件3设置于c臂1的内侧，用于发射第二激光束31，第二激光束31与第一激光束21相交，其交点e位置用于放置待透视对象的感兴趣区域4，使c臂1无论处于第一透视位还是第二透视位，待透视对象4的感兴趣区域均位于透视图像的中心位置附近。

本发明通过设置第一激光组件2和第二激光组件3，可使得在不通过放线采集图像，并基于采集到的图像来调整c臂位置的情况下，仅借助激光束的指示，找到摆放待透视对象的感兴趣区域4的位置；当感兴趣区域4处于上述摆放位置时，可使c臂1无论在第一透视位还是第二透视位，感兴趣区域4中均位于采集到的图像的中心位置附近，不会出现在两透视位切换的过程中，感兴趣区域不在采集到的图像中，或者位于采集到的图像中非中心位置附近。

作为优选，上述第一激光束21到第二激光束31之间的夹角可以等于第一透视位到第二透视位之间的夹角，以保证在两次透视过程中，x射线均能从待透视对象4感兴趣区域的中心f中穿过。进一步地，由于第二激光束31在第一透视位的传播方向与x射线束(及第一激光束21)在第二透视位的传播方向相同，并且无论c臂1是何种摆位，c臂1的旋转中心o到x射线束的距离保持不变，因此本实施例中旋转中心o到第一激光束21的距离等于旋转中心o到第二激光束31的距离，可在一定程度上提高定位准确性。

进一步地，上述第一激光组件2设于c臂1的探测器端12，安装于探测器的外周侧，以避免对探测器的成像造成影响，同时达到简化装置结构，降低安装难度。本实施例中设第一激光束21到第二激光束31之间的夹角设为a，逆时针的旋转角度设为正角，顺时针的旋转角度设为负角，此时，当0°＜a＜180°或-360°＜a＜-180°时，第二激光束31和第一激光束21的交点靠近探测器端12；当180°＜a＜360°或-180°＜a＜0°时，第二激光束31和第一激光束21的交点靠近x射线源端11。当然，上述第一激光组件2也可以设于c臂1的x射线源端11，此时，为使第一激光束12与x射线束重合，可通过以下结构实现。如图3所示，此时x射线源端11包括x射线源组件111和限束器组件112，其中x射线源组件111用于发出x射线束；限束器组件112位于x射线源组件111的下方，其内集成有倾斜设置的反射镜113和位于反射镜113一侧的第一激光组件2，其中x射线源组件111发出的x射线束经反射镜113的背面穿过，其传播方向不变；而第一激光组件2发出的第一激光束21照射在反射镜113的正面，经反射镜113反射后，其传播路径发生一定角度的改变，并且改变后的激光束的传播路径与x射线束的传播路径重合。上述x射线源端11的结构设计合理，既保证了第一激光束21与x射线束的传播方向一致，同时避免了将第一激光组件2直接设置在x射线源组件111下方，而对x射线束造成的遮挡。

进一步地，本实施例中c臂1可具有多个透视位，c臂1内侧沿圆弧方向均匀布设有多个第二激光组件3，其中每个第二激光组件3分别对应于一组第一透视位和第二透视位。手术前，操作者可根据对待透视对象感兴趣区域4的透视需要，先选择两个透视位，然后根据两个透视位的角度关系，对应选择一个第二激光组件3。通过第二激光组件3与第一激光组件2的配合，找到相应摆放的目标点，将感兴趣区域放置于目标点，从而在第一透视位完成透视操作后，可将c臂1直接旋转至第二透视位进行透视操作，无需再进行任何的位置调整，操作简便、快捷，效率较高。

如图1所示，本实施例中的第一透视位优选为正位，此时c臂1处于竖直状态，探测器端12在上，x射线源端11在下；如图2所示，本实施例中的第二透视位为侧位，此时c臂1处于水平状态，探测器端12在左，x射线源端11在右。本实施例中，x射线束为锥形束，由于c臂1处于正位时的x射线束与c臂1处于侧位时的x射线束在空间上具有一定的交叉区域，当待透视对象的感兴趣区域4处于该交叉区域内时，无论c臂处于正位还是侧位，x射线均能从待透视对象的感兴趣区域4中穿过。也就是说，当第一激光组件2发射的激光束与第二激光组件3发射的激光束的交点位于上述交叉区域时，可将该交点定义为目标点，用于摆放待透视对象的感兴趣区域。

进一步地，正位和侧位的x射线束的中心轴在空间上相交于一点，本实施例优选将该交点e作为目标点，此时当待透视对象的感兴趣区域4位于该目标点时，感兴趣区域4就会出现在正、侧位的透视图像的中心位置。更进一步地，第一激光组件2和第二激光组件3中，其中一个发出的激光束图案为“十”字形，另一个发出的激光束图案为“一”字形。该设置使得，十字形的激光束在空间所形成的两个平面与一字形的激光束在空间所形成的一个平面垂直相交，上述三个平面的交点即为该唯一确定的目标点。上述改进使本发明定位更准确、观察更方便，避免透视对象受到不必要辐射的同时也提高了操作者的工作效率。优选地，上述“十”字形的激光束图案，可以由一个独立的十字型激光发射器发出，或者也可以由两个一字型激光发射器组合发出。本实施例优选的，第一激光组件2包括两个一字激光发射器(分别安装在探测器的外周侧)，用于发射“十”字形的激光束图案，第二激光组件3包括一个一字激光发射器，用于发射“一”字形的激光束图案。当然，第一激光组件2和第二激光组件3还可以都采用点光源激光发射器，其发出的激光束均为一条直射线，通过两条射线的交点来确定目标点的位置。这种激光发射器结构简单、成本低，但相对来说没有十字形和一字型的激光发射器定位准确度高。更进一步地，第一激光组件2和第二激光组件3的安装位置使得：c臂1在正位时，第一激光组件2中：激光发射器发出的位于xoy平面的扇面与其发出的位于zoy平面的扇面的交线与x射线束的中心轴贴近或重合(这里，z轴是指垂直于xoy平面的方向)；第二激光组件3中的激光发射器发出的位于xoz平面的扇面包括上述交点e和沿x轴方向与c臂1交点之间的连线。

进一步地，本实施方式还提出一种c形臂x射线机，包括上述的辅助c臂透视的定位装置，还包括位置检测装置和提示装置，其中位置检测装置设置在c臂1中，用于检测c臂1旋转的角度；提示装置与位置检测装置相连，以提示c臂1旋转的角度。例如，当c臂1旋转至正位或侧位时，位置检测装置检测到c臂1的位置，并将该位置信息发送至控制器，控制器控制提示装置发出信号，提示用户c臂1已经转到了相应位置，防止旋转过度。此外，上述第一激光组件2和第二激光组件3均采用激光发射器，如激光灯，以达到简化装置、方便操作、节约成本的目的。

本实施方式还提出一种辅助c臂透视的定位方法，其采用上述定位装置对感兴趣区域4的摆放进行定位，该定位方法包括如下步骤：

步骤一：根据感兴趣区域4的透视需求，选择c臂1的第一透视位和第二透视位；

步骤二：选择与上述第一透视位和第二透视位的旋转角度相对应的第二激光组件3；

步骤三：将c臂1旋转至上述第一透视位；

步骤四：开启第一激光组件2和第二激光组件3，将待透视的感兴趣区域4摆放于第一激光束21与第二激光束31的交点(即目标点)处；

步骤五：获取感兴趣区域4在第一透视位的x射线图像；

步骤六：将c臂1旋转至第二透视位，获取感兴趣区域4在第二透视位的x射线图像。

优选地，上述定位方法中，第一透视位是指c臂处于正位，第二透视位是指c臂处于侧位。

本发明通过一次定位实现感兴趣区域4在两个方向上的透视成像，且透视获得的图像中，感兴趣区域4为与图像的中心附近，由于不再需要通过放线采集图像以及操作者不断调整c臂的过程，因此减少了透视的次数(两次透视过程中，感兴趣区域均位于采集到的图像的中心位置附近)，进而避免了患者接受不必要的辐射，同时也提高了操作者的工作效率。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。