确定进入表面下目标的方法和装置制造方法及图纸

目标对准装置在诸如计算机断层扫描成象或磁共振成象机器的成象设备的引导下确定进入表面下目标的方向。目标对准装置以通过参考显示在成象设备上图象可选择避开生命内部结构的最佳进入方向的方式相对于目标定位。装置将诸如激光束的可见光光束投射在病人的某一区域上，表示进入表面下目标的进入点和角度。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及确定进入由诸如计算机断层成象或磁共振成象的成象技术所识别的目标的位置和进入方向。更具体地，本专利技术涉及确定达到表面下目标的最佳路径的一种设备和方法，该方法是由建立起该最佳路径和表面下目标的图像以及指向该目标的可见光光束方向之间的相关而获得的，其中该表面下目标的图像是由CT或MRT图像中的标志的图像所限定的。2.
技术介绍
利用可见光照射进入位于病人体内的目标的方向的引导系统过去是已知的。当与诸如计算机断层成象或MRI的成象机器一起使用引导系统时，已知可使用一个或多个标志来帮助确定目标区相对于成象设备的位置。例如，授予Vilsmeier的美国专利5,769,861揭示了一种对仪器定位的方法，其中利用植入病人体内并固定于病人头盖骨或骨干上的内部标志来确定一个进行CT或MRI成象的内部参考系统。与内部标志固定连接的有外部标志，起外部参考框架的作用，用于在成象机器中确定外部标志相对于内部标志的取向。另外，为了对仪器相对于由内部和外部标志限定的两个框架进行定位，仪器本身必须提供有至少两个标志，以确定仪器的倾斜。显然，希望能提供一种在成象机器中用于对仪器定位而不必使用两组标志框架的方法，其中一个标志框架必须植入病人体内。在题目为“CT引导过程的激光引导系统”(放射学，1995年1月，V.194，No.5，pp.282-284)的文章中描述了供CT扫描仪使用的产生激光束的光引导系统。在这篇文章中，将支持激光束的量角器安装在固定于CT台架的水平或垂直导轨上。能够使激光束绕量角器的中心旋转。利用具有激光束的量角器来指示进入一个目标的方向的方法由以下步骤组成。获得目标区的多个CT图象，在CT图象上选择皮肤上的进入点和目标点。然后选择至目标与进入点之间的路径的入射角度。然后通过将不透辐射的标志放置在病人皮肤上而标示出进入点。在病人移出扫描平面后，使量角器倾斜以便与入射角相匹配并沿导轨移动直至激光束与皮肤上进入点相重合位置。上述文章中所描述的系统和方法存在一个明显的缺点，即，它们仅允许基于CT图象大致直觉地确定进入点和进入目标的路径，而没有将该路径参考在获取CT图象时激光束的方向。此外，在将不透辐射的标志放置在病人皮肤上之后，需要进行附加成象，以保证标志正确置于皮肤的进入点上。于是，提供一种允许选择进入点和进入目标的角度、标示出病人皮肤上的该点以及在进行成象时同时用光束识别进入目标的方向的目标定位系统和方法是有利的。在成象过程期间能够识别不同的进入目标的路径，而不必重复进行成象以评估不同路径的合适性则是更有利的。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种供成象设备使用的系统，其中采用标志使病人三维空间中的进入点和进入表面下目标的角度与显示在成象设备监视器上的病人图象中的这些相关。本专利技术的另一个目的是提供一种与成象机器的成象平面具有一样多的自由度的目标定位系统。这种系统的优点在于，它确定达到难以进行定位的目标的最佳路径，确定是通过跟随图象平面的运动而作出的。使用该系统不需要对病人重新定位，以进行附加成象和确定至目标的路径。本专利技术的再一个目的是提供这样一种系统，该系统提供可见光光束在目标系统中的平移运动和旋转运动，以增大目标定位的精确度和目标相对于系统的较佳位置和进入目标的方向的确定。本专利技术的又一个目的是提供一种确定并识别达到表面下目标的路径的方法，其中，借助于成象机器采用标志来确定路径，同时限定可见光光束沿其定向的直线作为仪器的向导。本专利技术的系统包括一个透辐射的支承结构，如定位在CT扫描仪或另一成象机器范围内的框架组件。诸如齿轮组件的合适驱动装置能够使框架组件绕其旋转轴旋转。将两个标志附着到框架组件的相对位置上，即分开180度。x射线成象(诸如CT扫描)所用的标志是不透辐射的。适合于磁共振成像过程使用的标志是非铁磁性的，所以它们并不干扰MRI数据的汇集过程。采用术语“基准点”来标志适合于特定类型成象用的标志。例如，“基准点”可以代表CT扫描用的不透辐射的标志，或者代表能够用MRI进行成象的非铁磁性的标志。应当理解，还存在既是不透辐射又是非铁磁性的基准点，因此它们既适合CT扫描仪成象又适合MRI成象。这种标志例如由美国BRAIN实验室制造。在本专利技术的描述中，采用术语“基准点”指两种类型的标志或者指BRAIN LAB型标志，这取决于哪种类型更适合于特定成象过程。与框架分开或附着于框架的可见光光源产生光束，该光束或是被透辐射的反射镜或是被光源自身沿两个基准点之间的路径定向。利用x、y、z平移台能够对框架组件定位使得其中心坐标位于表面下目标上。在这种结构中，当可见光光源被框架组件绕病人旋转时，可见光光束总是指向目标。当框架组件被定位在CT扫描仪的图象平面中并对病人解剖部位进行成象时，两个基准点的图象将出现在由扫描仪的监视器显示的解剖部位的图象中。在两个基准点图象之间的计算机产生的直线将贯穿病人解剖部位的某个区，同时将对应于在本专利技术的框架组件中沿其定向光束的直线。CT操作人员能够旋转框架组件，最高达到360度，将基准点定位在病人的任何地方，因此将基准点图象定位在病人解剖部位图象的任何地方。在这种框架组件中，沿由显示在扫描仪监视器上的直线表示的直线使可见光光束指向病人。光束表示病人皮肤上的进入点并限定进入目标的角度，对应于该进入点和由扫描仪监视器上的两个基准点图象限定的直线的角度。通过测量皮肤与CT图象中预期目标之间的距离，能够确定仪器的穿透深度。在成象过程期间，框架组件是这样定位的，即基准点位于成象机器的图象平面内。目标的图象与基准点的图象一起显示在监视器上。在两个基准点图象之间画出的一条直线贯穿目标图象，因此表示在病人空间中的进入点和进入目标的轴。为了能够选择达到目标的较佳路径，成象机器的操作人员可以进行基准点相对于框架组件的遥控重新定位，或者改变框架组件本身的位置。一当选择了至目标的较佳路径，可以关闭成象机器。照射至表面下目标的所选较佳路径的可见光光束将引导外科医生进行损伤性医学过程，而外科医生和病人不必暴露在过份的辐射或磁场中。对于本领域的专业人员而言，通过参考以下描述和附图，本专利技术的这些和其它的目的和优点将会变得越来越清楚。附图简述附图说明图1是CT扫描仪的病人舱中本专利技术的框架组件的示意表示。图2是本专利技术的框架组件的元件的示意表示。图3是本专利技术的框架组件的X平移、Y平移和Z旋转运动的说明。图4A是沿图3中线4A-4A截取的截面图，表明安装在组件上的一个基准点、透辐射的反射镜和可见光光源。图4B是类似于图4A的截面图，表明框架组件的另一实施例。图4C是类似于图4A的截面图，表明框架组件的又一实施例。图5是本专利技术的框架组件的自由度的示意表示。图6示出限定截获病人解剖图象的直线的基准点的说明。图7A-7B示出类似于图6的说明，提供在相对于基准点的不同位置中病人解剖图象的示意表示。图8是本专利技术的弧形实施例的正视图。图9A是类似于图8的弧形实施例的侧视图，但是这里基准点位于病人同一侧上的图象平面中而可见光光源位于图象平面的另一侧。图9B是类似于图8的弧形实施例的侧视图，但是这里光源起位于图象平面内的基准点的作用。图10是病人解剖图象与基准点图象的示意表示。图11是进入受光束照射的表面下目标的方向的说明，以引本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种供成象设备使用的限定沿预定路径进入表面下目标的方向的装置，其特征在于所述装置包括：载有多个基准点的支承结构，所述基准点限定相对于该支承结构的预定路径；和产生沿预定路径传播并指示进入表面下目标方向的可见光光束的可见光光源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：MK兰迪，W格兰德，
申请(专利权)人：明拉德股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]