用于对四肢成像的医学计算机断层摄影成像设备.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201180027499.X

申请日:

20110428

公开号:

CN102917643A

公开日:

20130206

当前法律状态:

有效性:

失效

法律详情:

IPC分类号:

A61B6/03,A61B6/04

主分类号:

A61B6/03,A61B6/04

申请人:

普兰梅德有限公司

发明人:

T·劳卡宁

地址:

芬兰赫尔辛基

优先权:

20100180,20100335

专利代理机构:

中国国际贸易促进委员会专利商标事务所

代理人:

王会卿

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内容摘要

本发明涉及一种用于对四肢成像的医学计算机断层摄影成像设备,该设备包括支撑构造(1),该支撑构造被设置为支撑大致环形结构(2),所述大致环形结构支撑成像装置,所述成像装置包括射线源(21)和图像信息接收器(22),所述成像装置在支撑成像装置的所述大致环形结构(2)内大致设置于彼此相对的两侧上,并且能在支撑成像装置的所述环形结构(2)内运动。根据本发明的设备设置有至少一个衬垫元件(15),其设置到至少一个这样的点,当患者结合实际患者定位而将其自身定位以便成像时和/或在实际成像期间,根据相关的成像模式,患者能够接触、倚靠、跪在、坐在或踏在其上。

权利要求书

1.一种用于对四肢成像的医学计算机断层摄影成像设备,该设备包括:支撑构造(1),该支撑构造被设置为支撑大致环形结构(2),所述大致环形结构支撑成像装置,所述成像装置包括射线源(21)和图像信息接收器(22),所述成像装置在支撑成像装置的所述大致环形结构(2)内大致设置于彼此相对的两侧上,并且能在支撑成像装置的所述环形结构(2)内运动,所述设备包括在支撑成像装置的所述环形结构(2)中的检查口(4),待被成像的物体能定位在该检查口中以便进行成像,并且在该设备中,支撑成像装置的所述大致环形结构(2)被设置成能至少沿竖直方向相对于所述支撑构造(1)运动,且另一方面能相对于大致与所述的环形结构(2)的径向截面的水平对角线平行的轴线转动,其特征在于,至少一个衬垫元件(15)设置至该设备上至少一个这样的点,当患者结合实际患者定位而将其自身定位以便成像时和/或在实际成像期间,根据相关的成像模式,患者能够接触、倚靠、跪在、坐在或踏在所述点上。 2.根据权利要求1所述的成像设备,其特征在于,所述至少一个衬垫元件(15)被设置至设备的支撑成像装置(21、22)的所述结构(2)。 3.根据权利要求1或2所述的成像设备,其特征在于,所述至少一个衬垫元件(15)被设置成大体上全部地覆盖支撑成像装置的结构(2)的表面,其中患者从该表面的方向迈入支撑成像装置(21、22)的所述环形结构(2)或者将患者自身定位于支撑成像装置(21、22)的所述环形结构(2)内以便进行成像。 4.根据权利要求1或2所述的成像设备,其特征在于,所述至少一个衬垫元件(15)被设置成并非全部地覆盖支撑成像装置的结构(2)的表面,其中患者从该表面的方向迈入支撑成像装置(21、22)的所述环形结构(2)或者将患者自身定位于支撑成像装置(21、22)的所述环形结构(2)内以便进行成像,而是考虑到在其竖直位置的支撑成像装置(21、22)的结构(2),在该表面的上部内设置没有衬垫的区域。 5.根据权利要求4所述的成像设备,其特征在于,不具有衬垫的区域还设置于所述表面的下部上。 6.根据权利要求1-5中任一项所述的成像设备,其特征在于,至少一个衬垫元件(15)设置于该设备的支撑构造(1)的表面上,其法向指向支撑成像装置(21、22)的结构(2)。 7.根据权利要求1-6中任一项所述的成像设备,其特征在于,所述至少一个衬垫元件可拆卸地附接地设置至所述设备。 8.根据权利要求1-7中任一项所述的成像设备,其特征在于,在支撑成像装置(21、22)所述结构(2)的表面的区域中设置没有衬垫(15)的区域,并且显示屏(11)设置于该区域内。 9.根据权利要求1-8中任一项所述的成像设备,其特征在于,所述射线源(21)和图像信息接收器(22)被设置成能在支撑成像装置的所述大致环形结构(2)内相对于旋转中心运动一旋转角,该旋转角宽于180度但显著窄于360度,如大约210+/-20度。 10.根据权利要求1-9中任一项所述的成像设备,其特征在于,所述射线源(21)和图像信息接收器(22)被设置成能在支撑成像装置的所述大致环形结构(2)内相对于旋转中心运动,以便使得射线源(21)离所述旋转中心以不同于图像信息接收器(22)的距离运动。 11.根据权利要求1-10中任一项所述的成像设备,其特征在于,在支撑成像装置的所述环形结构(2)内设置大致环形支撑部(20),所述射线源(21)和图像信息接收器(22)附接至该支撑部(20)并且所述支撑部(20)被设置成能在支撑成像装置的结构(2)内旋转。 12.根据权利要求1-11中任一项所述的成像设备,其特征在于,由所述射线源(21)产生的光束被设置成限制于真正的二维光束,并且,图像信息接收器(22)的形式和尺寸至少使得其覆盖所述二维光束。 13.根据权利要求1-12中任一项所述的成像设备,其特征在于,大致呈圆拱形状的所述检查口(4)的主要部分的半径大约为15cm或略微更多,大致呈圆拱形状的支撑成像装置的所述结构(2)的主要部分的半径约为50cm或更少,和/或该射线源(21)的焦点距该成像装置(21、22)的旋转中心的距离为大约390mm,而图像信息接收器(22)距该成像装置(21、22)的旋转中心的距离为大约190mm。

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的医学成像设 备。

背景技术

具有最简单基础结构的医学X射线成像中所使用的常规设备包括 射线源,该射线源与胶片暗盒一起使用,该胶片暗盒与该射线源分开。 医院还通常使用所谓的C拱形(C-arch)X射线设备,其中射线源和 图像信息接收器被设置在拱形臂部的相对两端。传统上,其自身的装 置组包括大尺寸、极其昂贵的计算机断层摄影设备,其中患者通常被 定位成在环形或管状结构内以(斜)卧位(recumbent position)成像。

计算机断层摄影设备已经被开发成更轻质的形式。作为现有技术 装备的实例,参考美国专利说明书7108421和7388941。在这些设备 中,可绕成像台旋转360度的成像装置被设置在从侧面支撑的环形O 型臂内。该O型臂可设置成可调节其高度位置并且可相对于水平轴线 转动。

由于常规的计算机断层摄影设备已经相当巨大和昂贵,获得他们 例如用于医院急诊室过去在实践中是不可能的。另一方面,对于商用 计算机断层摄影设备而言,还常见的是它们不一定必须被设计成用于 对某些特定的解剖学构造成像,而它们或多或少是通用的成像设备。 如果例如在需要对患者的整个躯干(torso)成像的情况下,待设置到 该成像台的设备以及其它尺寸的设备必须以相应的比例实施。

发明内容

本发明的目的在于发展本领域的技术水平,涉及X射线成像设备, 尤其是与常规的计算机断层摄影设备相比更便宜且尺寸更小的上述X 射线成像设备。优选地,本发明的实施例提供了一种实现特别地设计 成可应用于对四肢成像的锥形光束计算机断层摄影成像设备的可能方 案,举例来说,该设备的性能和价格能够使得在例如急诊室可用的资 源内购买设备。尽管常规的计算机断层摄影使用窄的扇状光束,在锥 形光束断层摄影中,光束被校准成真正是二维的,但常常校准成覆盖 正在成像物体的相当小的特定区域(体积)。本发明的一个特别目的在 于尤其是在包括上述类型的环形臂部的X射线成像设备领域内促进发 展水平,其构造、特征和尺寸在许多方面都不同于常规的医用计算机 断层摄影设备,并且,其中患者按照不同于常规的计算机断层摄影设 备的另一种方式进行定位以便成像,其中在常规设备中,患者躺在成 像托架上而定位至该设备。

尤其是,本发明的目的在于这样一种装置,其能够根据相关成像 模式,或者便于患者定位自身以便成像,患者定位自身,和/或实际成 像活动。

在所附的专利权利要求书中描述了本发明的本质特征。对于本发 明尤其重要的是衬垫,其设置至该设备的至少一个这样的点,当患者 结合实际患者定位而将其自身定位成待成像时和/或在实际成像期间, 根据相关的成像模式,患者能够接触、倚靠、坐在或踏在其上。

接下来,将参考随附的附图更详细地描述本发明及其优选实施例。

附图说明

图1示出了根据本发明的一种成像设备的概貌视图,其基础结构 包括支撑构造和大致环形O型臂。

图2示出了根据本发明的一种用于将成像装置设置到环形成像部 的设置方案。

图3-5示出了将至少一个衬垫元件设置于支撑成像装置的环形结 构上的不同方式。

图6和7结合两种不同的成像情况示出了患者在成像设备处的姿 势。

具体实施方式

在下文中,术语“中心”和“中心轴线”将结合那些不必形成真正的 整圆而仅其主要部分呈圆形的结构使用。为避免产生歧义,这些术语 结合本说明书指的是假使所述结构形成整圆时将成为该结构的中心或 中心轴线的点或轴线。

此外,关于根据本发明的设备的一个部件,本文使用术语“大致环 形结构”和“O型臂”。当该结构的沿中心轴线方向的尺寸能相对于所述 环形结构的直径相当大时,为了避免疑问,需说明的是在下文中,O 型臂的竖直位置指的是其中该O型臂的中心轴线被水平定向的位置, O型臂的水平位置指的是其中该O型臂的中心轴线被竖直定向的位 置。

图1示出了根据本发明的一种成像设备的概貌视图。该设备的基 础结构包括支撑构造(1),其支撑大致环形结构(2),设备的成像装 置(21、22)位于该大致环形结构内,并且在本文中,该大致环形结 构也被称作O型臂。该O型臂(2)设有检查口(4),待成像的解剖 学构造(anatomy)被定位在该检查口内。图1还示出了设置到支撑 构造(1)的患者支撑扶手(5)、与该设备的控制系统处于功能连接的 用户界面(6)、大致沿该O型臂的方向伸出的可以可拆卸地附接的底 座(pedestal)或基座部(7)、以及设置到检查口(4)的定位支撑件 (8)。在根据图1的一个优选实施例中,还大致在环形结构(2)的表 面上在其上边缘设置显示屏(11)。

将成像装置支撑到支撑构造(1)的结构(2)的安装可被设置成 使得能够调节O型臂(2)的高度位置。此外,该O型臂(2)能被设 置成可沿至少一个方向从图1中所示的竖直位置到水平位置转动至少 90度。这些操纵的控制能被设置成除了与设备的控制系统连接的用户 接口(6)之外还可借助于操纵杆(9)来实施,该操纵杆被设置成与 O型臂(2)和/或支撑框架(1)连接。

当观察垂直于图1中所示的O型臂(2)的中心轴线的方向的截 面即O型臂(2)的径向截面时,O型臂(2)的外罩(3)的主要部 分形成一圆,但该圆还包括一扇区,在该处从所述圆的中心到外罩(3) 的边缘的距离小于主要部分的为圆形的那部分的半径。在根据图1的 本发明的实施例中,被从O型臂(2)切除的所述扇区中的部分沿相 对于外罩(3)的主要部分的圆的拱形的相反方向平滑地弯曲,但是该 切除部分也可具有某些其它形状,如楔形、矩形、直型乃至沿与大致 呈圆形形状的外罩(3)的拱形的部分相同的方向弯曲。

当上述类型的扇区被设置在O型臂(2)的基本上向下定向或可 向下定向的区段处时,与不包括这种切除部的O型臂(2)相比,在 利用本发明时可以更容易以坐姿来实施例如下肢的成像,检查口(4) 可被驱动得更靠近地板水平面。另一方面,如果该成像设备被设置成 可以调节O型臂(2)的高度位置及使O型臂(2)转动到使该O型 臂(2)的中心轴线处于大致竖直的位置,人们也可使用该设备按站姿 对患者成像。于是,所述设置到O型臂(2)的切除部使得患者更容 易迈进检查口(4)及迈出该检查口,因为人们需要越过由O型臂(2) 形成的“门阶(doorstep)”而使用的台阶的长度会更短。

在根据图1的本发明的实施例中,检查口(4)仅是其主要部分大 致被实施为圆。一扇区已被设置到检查口(4),其形成该圆的延伸部。 就是说,检查口(4)设置有扇区,在该扇区的区域内,检查口(4) 的边缘距检查口(4)的圆形部分的中心(或距O型臂(2)的中心轴 线)的距离长于检查口(4)的圆形部分的半径。例如当目的在于使得 相对于O型臂结构的中心轴线垂直的截面的尺寸尽可能小时,如当考 虑一个基本上设计用于对具有比人的躯干的直径更小的直径的解剖学 构造如四肢进行成像的实施例时,检查口(4)的这种设计是优选的。

例如当对带石膏的腿成像时,在该圆的某扇区中加大该检查口(4) 便于患者定位。在本发明的这种实施例中,我们谈论到检查口(4), 其呈圆拱形状的那部分的直径例如约为30-35cm。在根据图1的本发 明的实施例中,检查口(4)大致呈滴状,即其延伸部的形状大致为具 有截顶的等边三角形,但是所述延伸部自然也可呈某些其它形状。

依据根据本发明的设备的基础结构,成像装置,即射线源(21) 和图像信息接收器(22)设置在支撑成像装置的大致环形结构(2)内, 并且由于可在所述结构内沿曲线路径运动,它们大致位于检查口(4) 的相对两侧上,由此该检查口(4)的边缘与O型臂(2)的外罩(3) 之间的距离(或O型臂的环的径向尺寸)必须自然地设置为具有适当 的尺寸以便使得能够实现所述路径。图2示出了本发明的一可能的实 施例,其包括设置在O型臂(2)内的环形支撑部(20),射线源(21) 与图像信息接收器(22)被设置到该环形支撑部的大致彼此相对的两 侧上。支撑部(20)被设置成可借助于致动器(23)和传动带(24) 而在支撑成像装置的结构(2)内旋转。因此,可以在成像装置的转动 角范围内,从不同的方向对定位在检查口(4)处的物体进行成像,并 且可以借助于本身已知的图像数据处理方法由获得的图像信息形成三 维象素模型。

在根据图2的本发明的一个优选实施例中,射线源(21)和图像 信息接收器(22)被设置成可在支撑成像装置的大致环形结构(2)内 相对于旋转中心运动,以便使得射线源(21)(射线源的焦点)离所述 旋转中心以不同于图像信息接收器(22)的距离运动。在根据图2的 设置方案中,射线源(21)附接在环形支撑部(20)的外圆周上,由 此,当旋转该支撑部(20)时,射线源(21)的焦点比附接在支撑部 (20)内圆周侧上的图像信息接收器(22)从所述旋转中心运动更远。 当因此使得图像信息接收器(22)更靠近正被成像的体积时,在使用 给定尺寸的检测器(22)时,与图像信息接收器(22)要被从物体移 动得更远的情况相比,可以使用更宽的光束,由此增加可被成像的体 积。

图3-5示出了该设备如何在至少一个这样的点上设置有至少一个 衬垫元件(15),当患者结合实际患者定位而将其自身定位以便成像时 和/或在实际成像期间,根据相关的成像模式,患者可接触、倚靠、坐 在或踏在其上。这种衬垫元件(15)可被设置至支撑成像装置(21、 22)的结构(2),或者大体上全部覆盖支撑成像装置的结构(2)的表 面,或者覆盖至少其部分,其中患者从该表面的方向迈入支撑成像装 置(21、22)的所述结构(2)中或者将患者自身定位于支撑成像装置 (21、22)的所述结构(2)中以便进行成像。当考虑在其竖直位置的 支撑成像装置(21、22)的结构(2)时,没有衬垫的区域可设置成为 该表面的上部内的某区域。在该区域上,可设置例如显示屏(11),可 通过该显示屏示出患者的关于成像活动的各种信息。不具有衬垫(15) 的区域还可设置于所述区域的下部上,以及设置在紧靠设备的检查口 (4)附近。再次,衬垫元件(15)也可设置于支撑构造(1)的表面上, 其法向指向支撑成像装置(21、22)的结构(2)。

优选地,至少一个衬垫元件(15)设置成可拆卸地附接。衬垫(15) 在使用期间磨损或变脏,因此,在为可拆卸的状态时,它能更容易清 洁和更换为新的衬垫,并且,在有不同的衬垫(15)供选择的情况下, 设备的外观可以根据个人在给定时间的愿望而个性化。

通过提供更令人愉快的表面来进行接触和支撑,使用衬垫提高了 患者舒适度,考虑到设备的不同操作状态,这是可以愉快地获得的。 优选地,特别地在支撑成像装置(21、22)的支撑结构(2)的表面的 区域上设置衬垫(15),因为结合根据本发明的设备所提供的若干成像 模式,特别地是该表面,患者能够从该处寻找支撑以便在曝光期间更 好地保持静止,这持续相当长的时间。在图6中,患者的一条腿正在 站姿下进行成像,这时根据本发明的衬垫(15)为另一条腿提供了舒 适的膝部支撑以便于静止地站立。另一方面,在图7中,患者的臂正 在成像,因此,患者处于略微不便的位置,但是,通过使得患者能够 利用其肩部或头部倚靠在支撑衬垫(15)上,可显著方便保持该姿势。

根据本发明的一个优选的实施例,成像装置的移动范围被实施为 与某些类似类型的现有技术设备不同,即,通过将射线源(21)和图 像信息接收器(22)设置成可大致在检查口(4)的相对两侧上沿着曲 线路径运动比360度更短的距离来实施。该距离在本说明书的范围内 指的是旋转角,优选地其被设置成略大于180度但显著小于360度, 如约为210+/-20度。于是,将成像装置(21、22)设置成可离旋转中 心按不同的距离运动,优选地,这可特别地在包括上述O型臂(2) 中的切除部和检查口(4)中的延伸部的设置方案中实施。射线源(21) 的操纵的范围可设置成不会延伸至O型臂的其中该外罩(3)已被如 上述那样切除的那个扇区,另一方面,图像信息接收器(22)的操纵 范围不会延伸至O型臂的其中设有如上所述的检查口(4)的延伸部 的那个扇区。当所述延伸部和切除部距成像装置的旋转中心的最大尺 寸被相对于成像装置从旋转中心旋转的那些不同距离适当设置时,该 设备可如图3中所示那样实施,以便使得被设置成从旋转中心更远地 运动的射线源(21)能够在检查口(4)的延伸部的外侧运动而图像信 息接收器(22)在设置到O型臂(2)的外罩(3)的切除部的内侧运 动。

尤其是,本发明的这种实施例使得能够实现一种结构,其中,例 如考虑到四肢的成像,由于设置到检查口(4)的延伸部,可以使得检 查口(4)的圆形部分的直径小于没有延伸部扇区时所能实现的直径, 此外,可以将切除部设置到O型臂(2)的外罩(3),其便于患者的 若干定位程序。本发明的这种实施例可被作为紧凑的结构实施,并且 其使得能够实现检查口(4)和整个O型臂(2)的外部尺寸都小于在 不是这种情况时所能实现的。

以上提到了设置到检查口(4)的延伸部便于例如将带石膏的腿定 位到检查口。通过设置患者定位支撑件(8)可进一步方便将待成像的 解剖学构造放置到检查口(4),其中该患者定位支撑件相对于检查口 (4)可动或可拆卸地附接以使得其既可定位到检查口(4)内用于成像 的期望位置,又可定位或转移到其尽可能少地阻碍患者定位的位置。 这种患者定位支撑件(8)的用途在于帮助正被成像的解剖学构造相对 于O型臂(2)定位到期望点。优选地,该患者定位支撑件(8)包括 凹形结构,成像期间上肢或下肢可定位到该凹形结构。

上述成像装置(21、22)的旋转角在锥形光束断层摄影中是充分 的,其中由射线源(21)产生的光束被设置成限制于真正的二维光束, 并且该图像信息接收器(22)的形式和尺寸又至少使得其覆盖所述二 维光束。在根据本发明的设备中,这种光束也可被设置成被限制于多 于一种的尺寸和/或形状,由此图像信息接收器(22)必须自然地设置 成或者覆盖所有可能的光束尺寸和形状,或者其必须设置成是可变化 的。

图1中所示的成像设备的患者支撑扶手(5)优选设置成从支撑构 造(1)的顶部大致延伸到支撑构造的至少一侧,尤其是延伸到根据患 者至少首先为进行成像而想要放置自己所沿的方向的一侧,即,优选 延伸到O型臂(2)的外罩(3)的切除部被设置成转动所沿侧的方向 的一侧。患者支撑扶手(5)尤其便于按站姿成像,即,O型臂(2) 被转动到一使其中心轴线处于竖直方位的位置中的情况下,当患者在 站在O型臂(2)内侧以及迈入与迈出该O型臂时可通过扶手(5)而 为自身获得支撑的时候,进行的成像。在本发明的一个优选的实施例 中,该患者支撑扶手(5)延伸至支撑构造(1)的至少一个这样的侧, 设置到O型臂(2)的切除部扇区被设置成沿该侧的方向转动。

上述的本发明的优选实施例可实施为比较紧凑的结构,并且为实 现上述优点中的许多优点,被实施为一种结构,其中呈圆拱形状的检 查口(4)的主要部分的半径约为15cm或略多,另一方面,呈圆拱形 状的O型臂(2)的主要部分的半径约为50cm或更少。此处,射线源 (21)的焦点距成像装置(21、22)的旋转中心的距离可优选地被设置 为例如大约390mm,图像信息接收器的该距离为大约190mm。由于 设备设计成使得能够在若干不同位置对四肢进行成像,这实际上意味 着有若干方式来将肢体置于成像区域,并且将其自身定位以便成像。 当在曝光期间促进将尤其是待成像的解剖构造保持静止时,根据本发 明的这些方式及其将衬垫设置至设备的优选实施例帮助实现成功的成 像活动。

对于本领域的技术人员显而易见的是,对于其细节,本发明也可 按照不同于根据本发明的上述实施例的其它方式实施。

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1、(10)申请公布号 CN 102917643 A (43)申请公布日 2013.02.06 CN 102917643 A *CN102917643A* (21)申请号 201180027499.X (22)申请日 2011.04.28 20100180 2010.04.29 FI 20100335 2010.09.30 FI A61B 6/03(2006.01) A61B 6/04(2006.01) (71)申请人 普兰梅德有限公司 地址 芬兰赫尔辛基 (72)发明人 T劳卡宁 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人 王会卿 (54) 发明名称 用于对。

2、四肢成像的医学计算机断层摄影成像 设备 (57) 摘要 本发明涉及一种用于对四肢成像的医学计算 机断层摄影成像设备, 该设备包括支撑构造 (1) , 该支撑构造被设置为支撑大致环形结构 (2) , 所 述大致环形结构支撑成像装置, 所述成像装置包 括射线源 (21) 和图像信息接收器 (22) , 所述成像 装置在支撑成像装置的所述大致环形结构 (2) 内 大致设置于彼此相对的两侧上, 并且能在支撑成 像装置的所述环形结构 (2) 内运动。根据本发明 的设备设置有至少一个衬垫元件 (15) , 其设置到 至少一个这样的点, 当患者结合实际患者定位而 将其自身定位以便成像时和 / 或在实际成像期。

3、 间, 根据相关的成像模式, 患者能够接触、 倚靠、 跪 在、 坐在或踏在其上。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.12.04 (86)PCT申请的申请数据 PCT/FI2011/050389 2011.04.28 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/135188 EN 2011.11.03 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 5 页 1/2 页 2 1. 一种用于对四肢成像的医学计算机断层摄影成像设备, 该设备包括 。

4、: 支撑构造 (1) , 该支撑构造被设置为支撑大致环形结构 (2) , 所述大致环形结构支撑成 像装置, 所述成像装置包括射线源 (21) 和图像信息接收器 (22) , 所述成像装置在支撑成像 装置的所述大致环形结构 (2) 内大致设置于彼此相对的两侧上, 并且能在支撑成像装置的 所述环形结构 (2) 内运动, 所述设备包括在支撑成像装置的所述环形结构 (2) 中的检查口 (4) , 待被成像的物体 能定位在该检查口中以便进行成像, 并且在该设备中, 支撑成像装置的所述大致环形结构 (2) 被设置成能至少沿竖直方向 相对于所述支撑构造 (1) 运动, 且另一方面能相对于大致与所述的环形结构。

5、 (2) 的径向截 面的水平对角线平行的轴线转动, 其特征在于, 至少一个衬垫元件 (15) 设置至该设备上至少一个这样的点, 当患者结合实际患者定位 而将其自身定位以便成像时和 / 或在实际成像期间, 根据相关的成像模式, 患者能够接触、 倚靠、 跪在、 坐在或踏在所述点上。 2. 根据权利要求 1 所述的成像设备, 其特征在于, 所述至少一个衬垫元件 (15) 被设置 至设备的支撑成像装置 (21、 22) 的所述结构 (2) 。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的成像设备, 其特征在于, 所述至少一个衬垫元件 (15) 被 设置成大体上全部地覆盖支撑成像装置的结构 (2) 的表面, 。

6、其中患者从该表面的方向迈入 支撑成像装置 (21、 22) 的所述环形结构 (2) 或者将患者自身定位于支撑成像装置 (21、 22) 的所述环形结构 (2) 内以便进行成像。 4. 根据权利要求 1 或 2 所述的成像设备, 其特征在于, 所述至少一个衬垫元件 (15) 被 设置成并非全部地覆盖支撑成像装置的结构 (2) 的表面, 其中患者从该表面的方向迈入支 撑成像装置 (21、 22) 的所述环形结构 (2) 或者将患者自身定位于支撑成像装置 (21、 22) 的 所述环形结构 (2) 内以便进行成像, 而是考虑到在其竖直位置的支撑成像装置 (21、 22) 的 结构 (2) , 在该表。

7、面的上部内设置没有衬垫的区域。 5. 根据权利要求 4 所述的成像设备, 其特征在于, 不具有衬垫的区域还设置于所述表 面的下部上。 6. 根据权利要求 1-5 中任一项所述的成像设备, 其特征在于, 至少一个衬垫元件 (15) 设置于该设备的支撑构造 (1) 的表面上, 其法向指向支撑成像装置 (21、 22) 的结构 (2) 。 7. 根据权利要求 1-6 中任一项所述的成像设备, 其特征在于, 所述至少一个衬垫元件 可拆卸地附接地设置至所述设备。 8. 根据权利要求 1-7 中任一项所述的成像设备, 其特征在于, 在支撑成像装置 (21、 22) 所述结构 (2) 的表面的区域中设置没有。

8、衬垫 (15) 的区域, 并且显示屏 (11) 设置于该区域 内。 9. 根据权利要求 1-8 中任一项所述的成像设备, 其特征在于, 所述射线源 (21) 和图像 信息接收器 (22) 被设置成能在支撑成像装置的所述大致环形结构 (2) 内相对于旋转中心 运动一旋转角, 该旋转角宽于 180 度但显著窄于 360 度, 如大约 210+/-20 度。 10. 根据权利要求 1-9 中任一项所述的成像设备, 其特征在于, 所述射线源 (21) 和图像 信息接收器 (22) 被设置成能在支撑成像装置的所述大致环形结构 (2) 内相对于旋转中心 权 利 要 求 书 CN 102917643 A 2。

9、 2/2 页 3 运动, 以便使得射线源 (21) 离所述旋转中心以不同于图像信息接收器 (22) 的距离运动。 11. 根据权利要求 1-10 中任一项所述的成像设备, 其特征在于, 在支撑成像装置的所 述环形结构 (2) 内设置大致环形支撑部 (20) , 所述射线源 (21) 和图像信息接收器 (22) 附接 至该支撑部 (20) 并且所述支撑部 (20) 被设置成能在支撑成像装置的结构 (2) 内旋转。 12. 根据权利要求 1-11 中任一项所述的成像设备, 其特征在于, 由所述射线源 (21) 产 生的光束被设置成限制于真正的二维光束, 并且, 图像信息接收器 (22) 的形式和尺。

10、寸至少 使得其覆盖所述二维光束。 13. 根据权利要求 1-12 中任一项所述的成像设备, 其特征在于, 大致呈圆拱形状的所 述检查口 (4) 的主要部分的半径大约为 15cm 或略微更多, 大致呈圆拱形状的支撑成像装置 的所述结构 (2) 的主要部分的半径约为 50cm 或更少, 和 / 或该射线源 (21) 的焦点距该成像 装置 (21、 22) 的旋转中心的距离为大约 390mm, 而图像信息接收器 (22) 距该成像装置 (21、 22) 的旋转中心的距离为大约 190mm。 权 利 要 求 书 CN 102917643 A 3 1/5 页 4 用于对四肢成像的医学计算机断层摄影成像设。

11、备 技术领域 0001 本发明涉及一种根据权利要求 1 的前序部分所述的医学成像设备。 背景技术 0002 具有最简单基础结构的医学 X 射线成像中所使用的常规设备包括射线源, 该射 线源与胶片暗盒一起使用, 该胶片暗盒与该射线源分开。医院还通常使用所谓的 C 拱形 (C-arch) X 射线设备, 其中射线源和图像信息接收器被设置在拱形臂部的相对两端。传统 上, 其自身的装置组包括大尺寸、 极其昂贵的计算机断层摄影设备, 其中患者通常被定位成 在环形或管状结构内以 (斜) 卧位 (recumbent position) 成像。 0003 计算机断层摄影设备已经被开发成更轻质的形式。作为现有技。

12、术装备的实例, 参 考美国专利说明书7108421和7388941。 在这些设备中, 可绕成像台旋转360度的成像装置 被设置在从侧面支撑的环形 O 型臂内。该 O 型臂可设置成可调节其高度位置并且可相对于 水平轴线转动。 0004 由于常规的计算机断层摄影设备已经相当巨大和昂贵, 获得他们例如用于医院急 诊室过去在实践中是不可能的。 另一方面, 对于商用计算机断层摄影设备而言, 还常见的是 它们不一定必须被设计成用于对某些特定的解剖学构造成像, 而它们或多或少是通用的成 像设备。如果例如在需要对患者的整个躯干 (torso) 成像的情况下, 待设置到该成像台的 设备以及其它尺寸的设备必须以相。

13、应的比例实施。 发明内容 0005 本发明的目的在于发展本领域的技术水平, 涉及 X 射线成像设备, 尤其是与常规 的计算机断层摄影设备相比更便宜且尺寸更小的上述 X 射线成像设备。优选地, 本发明的 实施例提供了一种实现特别地设计成可应用于对四肢成像的锥形光束计算机断层摄影成 像设备的可能方案, 举例来说, 该设备的性能和价格能够使得在例如急诊室可用的资源内 购买设备。尽管常规的计算机断层摄影使用窄的扇状光束, 在锥形光束断层摄影中, 光束 被校准成真正是二维的, 但常常校准成覆盖正在成像物体的相当小的特定区域 (体积) 。本 发明的一个特别目的在于尤其是在包括上述类型的环形臂部的 X 射线。

14、成像设备领域内促 进发展水平, 其构造、 特征和尺寸在许多方面都不同于常规的医用计算机断层摄影设备, 并 且, 其中患者按照不同于常规的计算机断层摄影设备的另一种方式进行定位以便成像, 其 中在常规设备中, 患者躺在成像托架上而定位至该设备。 0006 尤其是, 本发明的目的在于这样一种装置, 其能够根据相关成像模式, 或者便于患 者定位自身以便成像, 患者定位自身, 和 / 或实际成像活动。 0007 在所附的专利权利要求书中描述了本发明的本质特征。 对于本发明尤其重要的是 衬垫, 其设置至该设备的至少一个这样的点, 当患者结合实际患者定位而将其自身定位成 待成像时和 / 或在实际成像期间,。

15、 根据相关的成像模式, 患者能够接触、 倚靠、 坐在或踏在 其上。 说 明 书 CN 102917643 A 4 2/5 页 5 0008 接下来, 将参考随附的附图更详细地描述本发明及其优选实施例。 附图说明 0009 图 1 示出了根据本发明的一种成像设备的概貌视图, 其基础结构包括支撑构造和 大致环形 O 型臂。 0010 图 2 示出了根据本发明的一种用于将成像装置设置到环形成像部的设置方案。 0011 图 3-5 示出了将至少一个衬垫元件设置于支撑成像装置的环形结构上的不同方 式。 0012 图 6 和 7 结合两种不同的成像情况示出了患者在成像设备处的姿势。 具体实施方式 0013。

16、 在下文中, 术语 “中心” 和 “中心轴线” 将结合那些不必形成真正的整圆而仅其主 要部分呈圆形的结构使用。为避免产生歧义, 这些术语结合本说明书指的是假使所述结构 形成整圆时将成为该结构的中心或中心轴线的点或轴线。 0014 此外, 关于根据本发明的设备的一个部件, 本文使用术语 “大致环形结构” 和 “O 型 臂” 。 当该结构的沿中心轴线方向的尺寸能相对于所述环形结构的直径相当大时, 为了避免 疑问, 需说明的是在下文中, O 型臂的竖直位置指的是其中该 O 型臂的中心轴线被水平定向 的位置, O 型臂的水平位置指的是其中该 O 型臂的中心轴线被竖直定向的位置。 0015 图 1 示出。

17、了根据本发明的一种成像设备的概貌视图。该设备的基础结构包括支撑 构造 (1) , 其支撑大致环形结构 (2) , 设备的成像装置 (21、 22) 位于该大致环形结构内, 并且 在本文中, 该大致环形结构也被称作 O 型臂。该 O 型臂 (2) 设有检查口 (4) , 待成像的解剖 学构造 (anatomy) 被定位在该检查口内。图 1 还示出了设置到支撑构造 (1) 的患者支撑扶 手 (5) 、 与该设备的控制系统处于功能连接的用户界面 (6) 、 大致沿该 O 型臂的方向伸出的 可以可拆卸地附接的底座 (pedestal) 或基座部 (7) 、 以及设置到检查口 (4) 的定位支撑件 (8。

18、) 。在根据图 1 的一个优选实施例中, 还大致在环形结构 (2) 的表面上在其上边缘设置显 示屏 (11) 。 0016 将成像装置支撑到支撑构造 (1) 的结构 (2) 的安装可被设置成使得能够调节 O 型 臂 (2) 的高度位置。此外, 该 O 型臂 (2) 能被设置成可沿至少一个方向从图 1 中所示的竖 直位置到水平位置转动至少 90 度。这些操纵的控制能被设置成除了与设备的控制系统连 接的用户接口 (6) 之外还可借助于操纵杆 (9) 来实施, 该操纵杆被设置成与 O 型臂 (2) 和 / 或支撑框架 (1) 连接。 0017 当观察垂直于图 1 中所示的 O 型臂 (2) 的中心轴。

19、线的方向的截面即 O 型臂 (2) 的 径向截面时, O 型臂 (2) 的外罩 (3) 的主要部分形成一圆, 但该圆还包括一扇区, 在该处从所 述圆的中心到外罩 (3) 的边缘的距离小于主要部分的为圆形的那部分的半径。在根据图 1 的本发明的实施例中, 被从 O 型臂 (2) 切除的所述扇区中的部分沿相对于外罩 (3) 的主要部 分的圆的拱形的相反方向平滑地弯曲, 但是该切除部分也可具有某些其它形状, 如楔形、 矩 形、 直型乃至沿与大致呈圆形形状的外罩 (3) 的拱形的部分相同的方向弯曲。 0018 当上述类型的扇区被设置在 O 型臂 (2) 的基本上向下定向或可向下定向的区段处 时, 与不。

20、包括这种切除部的 O 型臂 (2) 相比, 在利用本发明时可以更容易以坐姿来实施例如 说 明 书 CN 102917643 A 5 3/5 页 6 下肢的成像, 检查口 (4) 可被驱动得更靠近地板水平面。另一方面, 如果该成像设备被设置 成可以调节 O 型臂 (2) 的高度位置及使 O 型臂 (2) 转动到使该 O 型臂 (2) 的中心轴线处于 大致竖直的位置, 人们也可使用该设备按站姿对患者成像。于是, 所述设置到 O 型臂 (2) 的 切除部使得患者更容易迈进检查口 (4) 及迈出该检查口, 因为人们需要越过由 O 型臂 (2) 形 成的 “门阶 (doorstep) ” 而使用的台阶的。

21、长度会更短。 0019 在根据图1的本发明的实施例中, 检查口 (4) 仅是其主要部分大致被实施为圆。 一 扇区已被设置到检查口 (4) , 其形成该圆的延伸部。就是说, 检查口 (4) 设置有扇区, 在该扇 区的区域内, 检查口 (4) 的边缘距检查口 (4) 的圆形部分的中心 (或距 O 型臂 (2) 的中心轴 线) 的距离长于检查口 (4) 的圆形部分的半径。例如当目的在于使得相对于 O 型臂结构的 中心轴线垂直的截面的尺寸尽可能小时, 如当考虑一个基本上设计用于对具有比人的躯干 的直径更小的直径的解剖学构造如四肢进行成像的实施例时, 检查口 (4) 的这种设计是优 选的。 0020 例。

22、如当对带石膏的腿成像时, 在该圆的某扇区中加大该检查口 (4) 便于患者定位。 在本发明的这种实施例中, 我们谈论到检查口 (4) , 其呈圆拱形状的那部分的直径例如约为 30-35cm。在根据图 1 的本发明的实施例中, 检查口 (4) 大致呈滴状, 即其延伸部的形状大 致为具有截顶的等边三角形, 但是所述延伸部自然也可呈某些其它形状。 0021 依据根据本发明的设备的基础结构, 成像装置, 即射线源 (21) 和图像信息接收器 (22) 设置在支撑成像装置的大致环形结构 (2) 内, 并且由于可在所述结构内沿曲线路径运 动, 它们大致位于检查口 (4) 的相对两侧上, 由此该检查口 (4)。

23、 的边缘与 O 型臂 (2) 的外罩 (3) 之间的距离 (或 O 型臂的环的径向尺寸) 必须自然地设置为具有适当的尺寸以便使得能 够实现所述路径。图 2 示出了本发明的一可能的实施例, 其包括设置在 O 型臂 (2) 内的环 形支撑部 (20) , 射线源 (21) 与图像信息接收器 (22) 被设置到该环形支撑部的大致彼此相 对的两侧上。支撑部 (20) 被设置成可借助于致动器 (23) 和传动带 (24) 而在支撑成像装置 的结构 (2) 内旋转。因此, 可以在成像装置的转动角范围内, 从不同的方向对定位在检查口 (4) 处的物体进行成像, 并且可以借助于本身已知的图像数据处理方法由获得。

24、的图像信息 形成三维象素模型。 0022 在根据图 2 的本发明的一个优选实施例中, 射线源 (21) 和图像信息接收器 (22) 被设置成可在支撑成像装置的大致环形结构 (2) 内相对于旋转中心运动, 以便使得射线源 (21) (射线源的焦点) 离所述旋转中心以不同于图像信息接收器 (22) 的距离运动。在根据 图 2 的设置方案中, 射线源 (21) 附接在环形支撑部 (20) 的外圆周上, 由此, 当旋转该支撑部 (20) 时, 射线源 (21) 的焦点比附接在支撑部 (20) 内圆周侧上的图像信息接收器 (22) 从所 述旋转中心运动更远。当因此使得图像信息接收器 (22) 更靠近正被。

25、成像的体积时, 在使用 给定尺寸的检测器 (22) 时, 与图像信息接收器 (22) 要被从物体移动得更远的情况相比, 可 以使用更宽的光束, 由此增加可被成像的体积。 0023 图 3-5 示出了该设备如何在至少一个这样的点上设置有至少一个衬垫元件 (15) , 当患者结合实际患者定位而将其自身定位以便成像时和 / 或在实际成像期间, 根据相关的 成像模式, 患者可接触、 倚靠、 坐在或踏在其上。这种衬垫元件 (15) 可被设置至支撑成像装 置 (21、 22) 的结构 (2) , 或者大体上全部覆盖支撑成像装置的结构 (2) 的表面, 或者覆盖至 少其部分, 其中患者从该表面的方向迈入支撑。

26、成像装置 (21、 22) 的所述结构 (2) 中或者将 说 明 书 CN 102917643 A 6 4/5 页 7 患者自身定位于支撑成像装置 (21、 22) 的所述结构 (2) 中以便进行成像。当考虑在其竖直 位置的支撑成像装置 (21、 22) 的结构 (2) 时, 没有衬垫的区域可设置成为该表面的上部内 的某区域。 在该区域上, 可设置例如显示屏 (11) , 可通过该显示屏示出患者的关于成像活动 的各种信息。不具有衬垫 (15) 的区域还可设置于所述区域的下部上, 以及设置在紧靠设备 的检查口 (4) 附近。再次, 衬垫元件 (15) 也可设置于支撑构造 (1) 的表面上, 其法。

27、向指向支 撑成像装置 (21、 22) 的结构 (2) 。 0024 优选地, 至少一个衬垫元件 (15) 设置成可拆卸地附接。衬垫 (15) 在使用期间磨损 或变脏, 因此, 在为可拆卸的状态时, 它能更容易清洁和更换为新的衬垫, 并且, 在有不同的 衬垫 (15) 供选择的情况下, 设备的外观可以根据个人在给定时间的愿望而个性化。 0025 通过提供更令人愉快的表面来进行接触和支撑, 使用衬垫提高了患者舒适度, 考 虑到设备的不同操作状态, 这是可以愉快地获得的。优选地, 特别地在支撑成像装置 (21、 22) 的支撑结构 (2) 的表面的区域上设置衬垫 (15) , 因为结合根据本发明的。

28、设备所提供的 若干成像模式, 特别地是该表面, 患者能够从该处寻找支撑以便在曝光期间更好地保持静 止, 这持续相当长的时间。在图 6 中, 患者的一条腿正在站姿下进行成像, 这时根据本发明 的衬垫 (15) 为另一条腿提供了舒适的膝部支撑以便于静止地站立。另一方面, 在图 7 中, 患者的臂正在成像, 因此, 患者处于略微不便的位置, 但是, 通过使得患者能够利用其肩部 或头部倚靠在支撑衬垫 (15) 上, 可显著方便保持该姿势。 0026 根据本发明的一个优选的实施例, 成像装置的移动范围被实施为与某些类似类型 的现有技术设备不同, 即, 通过将射线源 (21) 和图像信息接收器 (22) 。

29、设置成可大致在检查 口 (4) 的相对两侧上沿着曲线路径运动比 360 度更短的距离来实施。该距离在本说明书的 范围内指的是旋转角, 优选地其被设置成略大于180度但显著小于360度, 如约为210+/-20 度。于是, 将成像装置 (21、 22) 设置成可离旋转中心按不同的距离运动, 优选地, 这可特别 地在包括上述 O 型臂 (2) 中的切除部和检查口 (4) 中的延伸部的设置方案中实施。射线源 (21) 的操纵的范围可设置成不会延伸至 O 型臂的其中该外罩 (3) 已被如上述那样切除的那 个扇区, 另一方面, 图像信息接收器 (22) 的操纵范围不会延伸至 O 型臂的其中设有如上所 述。

30、的检查口 (4) 的延伸部的那个扇区。当所述延伸部和切除部距成像装置的旋转中心的最 大尺寸被相对于成像装置从旋转中心旋转的那些不同距离适当设置时, 该设备可如图 3 中 所示那样实施, 以便使得被设置成从旋转中心更远地运动的射线源 (21) 能够在检查口 (4) 的延伸部的外侧运动而图像信息接收器 (22) 在设置到 O 型臂 (2) 的外罩 (3) 的切除部的内 侧运动。 0027 尤其是, 本发明的这种实施例使得能够实现一种结构, 其中, 例如考虑到四肢的成 像, 由于设置到检查口 (4) 的延伸部, 可以使得检查口 (4) 的圆形部分的直径小于没有延伸 部扇区时所能实现的直径, 此外, 。

31、可以将切除部设置到 O 型臂 (2) 的外罩 (3) , 其便于患者的 若干定位程序。本发明的这种实施例可被作为紧凑的结构实施, 并且其使得能够实现检查 口 (4) 和整个 O 型臂 (2) 的外部尺寸都小于在不是这种情况时所能实现的。 0028 以上提到了设置到检查口 (4) 的延伸部便于例如将带石膏的腿定位到检查口。通 过设置患者定位支撑件 (8) 可进一步方便将待成像的解剖学构造放置到检查口 (4) , 其中 该患者定位支撑件相对于检查口 (4) 可动或可拆卸地附接以使得其既可定位到检查口 (4) 内用于成像的期望位置, 又可定位或转移到其尽可能少地阻碍患者定位的位置。这种患者 说 明 。

32、书 CN 102917643 A 7 5/5 页 8 定位支撑件 (8) 的用途在于帮助正被成像的解剖学构造相对于 O 型臂 (2) 定位到期望点。 优选地, 该患者定位支撑件 (8) 包括凹形结构, 成像期间上肢或下肢可定位到该凹形结构。 0029 上述成像装置 (21、 22) 的旋转角在锥形光束断层摄影中是充分的, 其中由射线源 (21) 产生的光束被设置成限制于真正的二维光束, 并且该图像信息接收器 (22) 的形式和尺 寸又至少使得其覆盖所述二维光束。在根据本发明的设备中, 这种光束也可被设置成被限 制于多于一种的尺寸和 / 或形状, 由此图像信息接收器 (22) 必须自然地设置成或。

33、者覆盖所 有可能的光束尺寸和形状, 或者其必须设置成是可变化的。 0030 图 1 中所示的成像设备的患者支撑扶手 (5) 优选设置成从支撑构造 (1) 的顶部大 致延伸到支撑构造的至少一侧, 尤其是延伸到根据患者至少首先为进行成像而想要放置自 己所沿的方向的一侧, 即, 优选延伸到 O 型臂 (2) 的外罩 (3) 的切除部被设置成转动所沿侧 的方向的一侧。患者支撑扶手 (5) 尤其便于按站姿成像, 即, O 型臂 (2) 被转动到一使其中 心轴线处于竖直方位的位置中的情况下, 当患者在站在 O 型臂 (2) 内侧以及迈入与迈出该 O 型臂时可通过扶手 (5) 而为自身获得支撑的时候, 进行。

34、的成像。在本发明的一个优选的实 施例中, 该患者支撑扶手 (5) 延伸至支撑构造 (1) 的至少一个这样的侧, 设置到 O 型臂 (2) 的切除部扇区被设置成沿该侧的方向转动。 0031 上述的本发明的优选实施例可实施为比较紧凑的结构, 并且为实现上述优点中的 许多优点, 被实施为一种结构, 其中呈圆拱形状的检查口 (4) 的主要部分的半径约为 15cm 或略多, 另一方面, 呈圆拱形状的O型臂 (2) 的主要部分的半径约为50cm或更少。 此处, 射线 源 (21) 的焦点距成像装置 (21、 22) 的旋转中心的距离可优选地被设置为例如大约 390mm, 图像信息接收器的该距离为大约 19。

35、0mm。由于设备设计成使得能够在若干不同位置对四肢 进行成像, 这实际上意味着有若干方式来将肢体置于成像区域, 并且将其自身定位以便成 像。当在曝光期间促进将尤其是待成像的解剖构造保持静止时, 根据本发明的这些方式及 其将衬垫设置至设备的优选实施例帮助实现成功的成像活动。 0032 对于本领域的技术人员显而易见的是, 对于其细节, 本发明也可按照不同于根据 本发明的上述实施例的其它方式实施。 说 明 书 CN 102917643 A 8 1/5 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102917643 A 9 2/5 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 102917643 A 10 3/5 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 102917643 A 11 4/5 页 12 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 102917643 A 12 5/5 页 13 图 7 说 明 书 附 图 CN 102917643 A 13 。

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