用于锥形束计算机断层扫描的肢体成像装置制造方法及图纸

示例性X射线成像系统(例如，体积射线照相成像系统，CBCT系统)和/或用于使用所述系统的方法可分离地提供检测器和配重物(例如，扫描器或吊架)，即使所述配重物和所述检测器可被定位在相同的相对空间中或横穿所述相同的相对空间。

Limb imaging device for cone beam computed tomography

An example of X ray imaging system (for example, the volume of radiographic imaging system, CBCT system) and / or a method for the use of the system can be isolated to provide detector and matching objects (e.g., scanner or hanger), even if the counterweight and the detector can be positioned in the same relative space or across the same relative space.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于锥形束计算机断层扫描的肢体成像装置专利
本专利技术整体涉及诊断性成像，且具体来说涉及用于获取肢体体积图像的锥形束成像系统。专利技术背景3D体积成像已证明是有价值的诊断工具，比起较早的2D射线照相成像技术，其在评估内部结构和器官的状况方面提供显著优势。患者或其他研究对象的3D成像通过许多进步已经变得可能，这些进步包括开发高速成像检测器，诸如数字射线照相(DR)检测器，其使得能够快速连续地摄取多个图像。锥形束计算机断层扫描(CBCT)或锥形束CT技术作为一种诊断工具，使得有相当大希望提供3D体积图像。锥形束CT系统通过使用高帧频数字射线照相(DR)检测器和x射线源来捕获体数据集，所述高帧频数字射线照相(DR)检测器和x射线源通常附接到吊架，所述吊架围绕要成像的物体进行旋转，从而将发散的x射线锥形束自沿着研究对象周围轨道的各个点导向研究对象。CBCT系统在整个旋转期间捕获投影，例如，在每个旋转度数上捕获一个2D投影图像。然后，使用各种技术将所述投影重组成3D体积图像。过滤背投法是用于从2D图像数据重组3D体积图像的熟知的方法。尽管使用CBCT系统和技术可以产生具有良好诊断质量的3D图像，但是仍存在许多技术挑战。例如，在某些情况下，x射线源和检测器相对于研究对象的角度旋转范围可能比较有限。腿部、手臂和其他肢体的CBCT成像可能会受到配对肢体的物理阻碍的妨碍。此情形是(例如)获取人体腿部或膝盖的CBCT图像投影时遇到的障碍。并非膝盖周围所有的成像位置都是可以获取到的；患者自身的解剖结构经常会阻止辐射源和图像检测器定位在扫描圆周的某个部分上。为了说明膝盖CBCT成像中所面临的问题，图1的顶视图示出了辐射源22和检测器24在对作为研究对象20的患者右膝R成像时的圆形扫描路径。以虚线形式示出了辐射源22和检测器24的各个位置。与膝盖成一定距离而放置的源22可以定位在约200度弧度内的不同点上；如果配对肢体的弧度更大，左膝L便会引起妨碍。比源22小且通常放置地很接近研究对象20的检测器24可以定位在患者右膝与左膝之间，且因而可以定位在整个圆形轨道上。对于常规CBCT成像而言，源和检测器的完全360度轨道是不需要的；相反，可以(例如)通过锥形束自身的角度，在仅仅超过180度的轨道扫描范围内获取充分的图像重组信息。然而，在某些情况下，可能难以获取远大于约180度的旋转，来使膝盖或其他关节和其他应用场景成像。此外，存在某些诊断情形，其中在特定角度范围内获取投影图像具有许多优势，但是患者的解剖结构会阻挡源、检测器或这两者在此范围上成像。用于肢体成像的常规解决方案的其他困难涉及差的图像质量。对于图像质量而言，CBCT序列需要检测器接近研究对象放置，并且需要锥形束辐射源与研究对象存在足够的距离。这可以提供最佳的图像，并减少图像截断以及因此造成的数据丢失。CBCT成像表示也影响其他类型体积成像的许多挑战，所述其他类型体积成像采用辐射源和在一定角度范围内绕肢体旋转的检测器。存在可用于获取所扫描肢体的深度信息的各种断层扫描成像模式。总之，对于肢体成像而言，特别是在成对的下肢成像中，需要进行许多改进，所述改进包括以下：(i)改进辐射源和检测器相对于被成像对象的放置，以在整个扫描序列中提供可接受的辐射水平和图像质量(例如，源与检测器之间减小的相对移动)，具有至少用于在有利条件下检查肢体的粗略自动设置的能力；或者(ii)改进患者可进入性，从而使得患者无须扭曲、弯曲或过度挤压肢体或关节，以免造成伤害，进而提供这些人体部位的图像。总之，用于直接构造和定位成像装置的能力允许CBCT成像的优势适于与一系列肢体一起使用，以在合适的成像方式下获取体积图像，其中图像肢体在承重和非承重条件两种条件下在合适的方向上呈现，并且其中患者适当地站立或坐着。专利技术概述本申请的一个方面在于提升医学数字射线照相的技术。本申请的另一方面在于全部或部分地解决相关技术中的至少上述缺陷和其他缺陷。本申请的另一方面在于全部或部分地提供至少本文所述的优点。本申请的另一方面在于推进人体四肢部分，特别是带有关节或承载负荷的配对肢体诸如膝盖、腿部、脚踝、手指、手、手腕、手肘、手臂和肩膀的诊断性成像技术。本申请的另一方面在于提供适于适用于一系列肢体的成像条件并且/或者允许患者处于多个位置以用于肢体的适当成像的装置和/或方法实施方案。本申请的另一方面在于提供可以将检测器和配重物分别地提供到扫描吊架机构的射线照相成像装置和/或方法实施方案。本申请的另一方面在于提供可以提供被构造来彼此独立移动的检测器和配重物的射线照相成像装置和/或方法实施方案。本申请的另一方面在于提供可以为检测器和承重分别地提供两个单独支撑件的射线照相成像装置和/或方法实施方案，其可以允许用于单独支撑件的不同材料或特征，或者可以减少用于将检测器和配重物作为单个单元定位和支撑的材料的总重量。本申请的另一方面在于提供可以在以减少的移动或振动进行扫描期间提供相对于源定位检测器的能力的射线照相成像装置和/或方法实施方案。本申请的另一方面在于提供可以在检测器与配重物之间提供规定尺寸的空隙的射线照相成像装置和/或方法实施方案。本申请的另一方面在于提供可以为检测器和配重物分别地提供单独支撑件以增加体积射线照相成像系统的扫描体积的射线照相成像装置和/或方法实施方案。这些目标仅通过说明性示例的方式给出，并且这类目标可为本专利技术的一个或多个实施方案的示例。由本专利技术内在达成的其他合意目标和优点可以被本领域技术人员想到或对他们而言变得显而易见。本专利技术由随附权利要求书来限定。附图简述通过下文如附图中示出的、对本专利技术实施方案的更为具体的描述，将明白本专利技术的前述和其他目标、特征以及优点。附图的元件不一定相对于彼此按比例绘制。图1是示出对小腿的一部分进行CBCT扫描时的几何形状和局限性的示意图。图2示出根据本申请实施方案的成像装置的扫描模式的顶视图和透视图。图3A是示出患者进入根据本申请实施方案的成像装置的透视图。图3B是示出用于将待成像的肢体包围在检测器传送路径内的一系列步骤的顶视图。图3C是示出患者进入根据本申请实施方案的另一个成像装置的透视图。图3D是示出用于根据本申请实施方案的另一个成像装置的可转动吊架的透视图。图4示出当使用根据本申请实施方案的成像装置时，用于在多个角度位置处获取患者腿部的一部分的CBCT投影的操作顺序部分。图5是示出根据本申请实施方案用于肢体成像的CBCT成像装置的透视图。图6A示出用于成像环平移和定位的内部部件。图6B示出用于旋转和平移的参考轴。图6C是示出用于成像扫描器的定位系统的部件的原理图。图6D是示出垂直平移装置的部件中的一些的透视图。图6E示出安装有外罩的CBCT成像装置。图7A示出成像环相对于垂直或z轴的平移。图7B示出成像环绕正交于z轴的围绕α轴的转动。图7C示出成像环绕正交于α轴的围绕γ轴的转动。图7D示出用于成像扫描器的细调位置的操作者控制的位置。图7E示出位置控制的放大图。图8是示出被构造来用于对站立患者进行膝盖成像的肢体成像装置的透视图。图9是示出被构造来用于对站立患者进行脚部或脚踝成像的肢体成像装置的透视图。图10是示出被构造来用于对坐下的患者进行膝盖成像的肢体成像装置的透视图。图11是示出被构造本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于锥形束计算机断层扫描成像的成像装置，所述装置包括：支撑结构，其包括至少一个支撑柱；以及扫描器，其联接到所述支撑柱，进行至少三维移动，其中所述扫描器包括：a)吊架，其包括：(i)检测器重量支撑臂，其被构造来将检测器联接到所述吊架，以便沿着检测器路径部分地围绕扫描体积移动，从而根据接收的辐射来获取图像数据；(ii)辐射源，其可激励来引导辐射通过所述扫描体积，其中所述辐射源联接到所述吊架，以便沿着源路径部分地围绕所述扫描体积移动，其中所述源路径比所述检测器路径长；以及(iii)配重物支撑臂，其被构造来独立于所述检测器重量支撑臂将配重物联接到所述吊架。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于锥形束计算机断层扫描成像的成像装置，所述装置包括：支撑结构，其包括至少一个支撑柱；以及扫描器，其联接到所述支撑柱，进行至少三维移动，其中所述扫描器包括：a)吊架，其包括：(i)检测器重量支撑臂，其被构造来将检测器联接到所述吊架，以便沿着检测器路径部分地围绕扫描体积移动，从而根据接收的辐射来获取图像数据；(ii)辐射源，其可激励来引导辐射通过所述扫描体积，其中所述辐射源联接到所述吊架，以便沿着源路径部分地围绕所述扫描体积移动，其中所述源路径比所述检测器路径长；以及(iii)配重物支撑臂，其被构造来独立于所述检测器重量支撑臂将配重物联接到所述吊架。2.如权利要求1所述的成像装置，其中所述吊架包括转台和固定成围绕所述转台旋转的安装结构，所述辐射源附接到所述安装结构，其中所述检测器重量支撑臂是安装到所述安装结构的C形臂。3.如权利要求1所述的成像装置，其中所述配重物支撑臂被构造来提供所述配重物相对于所述检测器的独立移动。4.如权利要求1所述的成像装置，其中所述配重物支撑臂被构造来在所述检测器与所述配重物之间提供规定尺寸的空隙。5.如权利要求4所述的成像装置，其中所述检测器重量支撑臂上的所述检测器和所述配重物支撑臂上的所述配重物在其间分别设置有间隙，并且其中所述规定尺寸的空隙响应于所述配重物的移动量。6.如权利要求1所述的成像装置，其中所述配重物在所述扫描体积的扫描期间的相对运动比所述检测器在所述扫描体积的扫描期间的运动大至少5倍。7.如权利要求1所述的成像装置，其中所述检测器重量支撑臂和所述配重物支撑臂彼此平行，其中所述检测器重量支撑臂和所述配重物支撑臂中的一个更接近所述扫描体积，其中所述检测器重量支撑臂和所述配重物支撑臂在沿着所述扫描体积的纵向或径向轴的方向上位于彼此之上，或者其中所述检测器重量支撑臂和所述配重物支撑臂被分离回到所述吊架处的安装点。8.如权利要求1所述的成像装置，其中所述检测器重量支撑臂和所述配重物支撑臂是不同的材料。9.如权利要求1所述的成像装置，其中所述检测器联接在所述检测器重量支撑臂的远端附近，并且所述配重物联接在所述配重物支撑臂的远端附近。10.如权利要求1所述的成像装置，其中分别是用于所述检测器和所述配重物的两个分离的支撑件的所述检测器重量支撑臂和所述配重物支撑臂操作来在扫描期间以减少的移动或振动相对于所述源定位所述检测器。11.如权利要求10所述的成像装置，其中所述检测器重量支撑臂将...

【专利技术属性】
技术研发人员：A迪里西奥，
申请(专利权)人：卡尔斯特里姆保健公司，
类型：发明
国别省市：美国,US