便携式医学成像系统技术方案

本发明专利技术涉及医学成像装置、系统及其方法。所述医学成像系统可以包括可移动台和机架。所述可移动台包括可旋转地附连到所述机架的机架安装架。所述机架包括可滑动地安装到所述机架安装架并可操作以相对于所述机架安装架滑动的外部C形臂、可滑动地连接到所述外部C形臂的内部C形臂以及附连到所述C形臂的成像信号发射器和传感器。两个C形臂一起工作以提供成像信号发射器的完整的360度旋转。所述可移动台可以包括运动控制系统和成像控制系统。在实施例中，所述运动控制系统包括用于所述可移动台的精确受控移动的全向轮。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】便携式医学成像系统相关申请的交叉引用本申请是于2016年2月3日提交的美国专利15/014083的部分继续申请，其全部内容通过引用合并于此以用于所有目的。
本公开涉及医学成像系统，并且更具体地，涉及所述成像系统或其部件的受控运动。
技术介绍
医疗保健实践已经显示了三维成像(如计算机断层扫描(CT)成像)作为在放射科的诊断工具的巨大价值。这些成像系统通常包含患者从头部或脚部进入的固定孔。其他护理领域(包括手术室、重症监护科和急诊科)依靠二维成像(荧光透视、超声波、二维移动式X射线)作为诊断和治疗指导的主要手段。虽然存在针对“非放射科”和以患者为中心的3D成像的移动解决方案，但它们往往受到移动自由的限制，而无法在无需移动患者的情况下来有效定位系统。它们受限的移动自由阻碍了移动式三维成像系统的接受和使用。因此，需要在手术室、操作室、重症监护室、急诊科和医院的其他部分、在门诊手术中心、医生办公室和军事战场等中使用的小型和/或移动式三维成像系统，其可以在任何方向或高度接近患者并产生高质量的三维图像。这些成像系统可以包括手术中CT和磁共振成像(MRI)扫描仪、机器人系统以帮助其使用或移动。这些系统包括具有180度移动能力的系统(“C形臂”)，还可能包括具有360度移动能力的成像系统(“O形臂”)。在手术或其他程序期间需要实时图像来指导手术室人员时，这些系统可能非常有用。成像过程中的一个问题是成像系统的精确定位。这在手术室或手术间尤为重要，其中成像设备的尺寸和重量以及众多所需人员的存在使得难以精确定位成像设备。
技术实现思路
根据一个方面，提供一种新型医学成像系统。医学成像系统包括可移动台和机架。可移动台包括可旋转地附连到机架的机架安装架。机架包括可滑动地安装到机架安装架并可操作以相对于机架安装架滑动的第一C形臂、可滑动地连接到第一C形臂的第二C形臂以及附连到其中一个C形臂的成像信号发射器和附连到其中一个C形臂的成像传感器。两个C形臂一起工作以提供成像信号发射器的完整的360度旋转。根据另一方面，提供一种便携式医学成像系统。便携式医学成像系统包括可移动台、附连到可移动台的机架安装架和可旋转地附连到机架安装架的机架，机架包括：第一C形臂，可滑动地安装到所述机架安装架并能够操作成相对于所述机架安装架滑动。便携式医学成像系统还包括：第二C形臂，可滑动地连接到所述第一C形臂；成像信号发射器，附连到第二C形臂，并可操作地与成像信号发射器连接，所述第一C形臂和所述第二C形臂一起提供所述成像信号发射器的360度旋转。便携式医学成像系统还包括：多个全向轮，允许便携式成像系统的多轴移动；多个传感器，用于检测可移动台的期望移动；控制系统，通过致动多个全向轮中的两个或更多个来对控制便携式成像系统的多轴移动的多个传感器作出响应。根据另一方面，提供一种便携式医学成像系统。便携式医学成像系统包括：可移动台，具有成像信号发射器和安装在可移动台上的成像传感器；多个全向轮，允许便携式成像系统在平面的通用区域中进行三轴移动。便携式成像系统还包括：多个传感器，用于检测可移动台的期望移动；控制系统，通过致动多个全向轮中的两个或更多个来对控制便携式成像系统的多轴移动的多个传感器作出响应。根据另一方面，提供一种具有有效的大视场的便携式医学成像系统。便携式医学成像系统包括：可移动台，包括具有第一端和第二端的可移动C形臂；成像信号发射器，附连到所述C形臂的第一端；成像传感器，与成像信号发射器相对地定位并附连到可移动C形臂的第二端。便携式医学成像系统还包括：第一平移装置，将成像信号发射器安装到C形臂的第一端；第二平移装置，将成像传感器安装到C形臂的第二端，其中，成像信号发射器和成像传感器可经由第一平移装置和第二平移装置从医学成像系统的中心轴线移动，使得便携式医学成像系统可操作以捕捉放大的视场。根据另一方面，便携式医学成像系统包括可移动台、附连到可移动台的机架安装架和可旋转地附连到机架安装架的机架，机架包括：第一C形臂，可滑动地安装到所述机架安装架并能够操作成相对于所述机架安装架滑动。便携式医学成像系统还包括：可滑动地连接到第一C形臂的第二C形臂，第一C形臂和第二C形臂一起提供围绕待成像物体的360度旋转；至少一个线性致动器，安装在第二C形臂上，所述至少一个线性致动器安装成像信号发射器和成像传感器用于在可移动台上的线性轴上移动。便携式医学成像系统还包括：控制系统，用于控制可移动台和至少一个线性致动器的运动并用于控制便携式成像系统的成像。本公开包括许多方面和实施例，其中在下面的说明书和附图中仅描述了少数几个方面和实施例。附图说明图1是根据本公开的一个实施例的成像系统的后视透视图。图2是根据本公开的一个实施例的成像控制器系统40的示意图。图3是图1的成像系统的前视透视图。图4是图1的成像系统的透视图，其中，机架已经围绕X轴旋转90度。图5是部分地示出线缆布置的机架的透视图。图6是示出线缆布置的机架的透视图。图7是示出线缆布置的机架的侧视图。图8示出了用于可伸缩地控制机架的C形臂的马达组件。图9A至图9G以60度的增量示出了机架的360度旋转。图10是配备有本公开的控制系统和全向轮(“全向轮”)并且描绘了传感器阵列的第一示例的便携式医学成像装置的俯视平面图。图11A和图11B描绘了用于向便携式可移动台的全向轮提供动力的配置。图12A至图12D描绘了用于便携式医学成像设备的传感器阵列。图13是用于根据本公开的成像系统中的第一全向轮(“全向轮”)的示例的透视图。图14是用于本公开的第二全向轮的示例的透视图。图15是用于本公开的第三全向轮的示例的透视图。图16是用于本公开的第四全向轮的示例的正视图。图17A至图17B描绘了另一实施例，其中成像信号发射器和成像信号传感器具有另一平移自由度。图18A至图18B描绘了允许额外自由度的附加细节。具体实施方式为了本申请的目的，术语“代码”、“软件”、“程序”、“应用程序”、“软件代码”、“软件模块”、“模块”和“软件程序”可互换使用以表示可由处理器执行的软件指令。“用户”可以是医生、护士或其他医学专业人员。现在转到附图，图1是示出根据本公开的一个实施例的诸如计算机断层扫描(CT)、x射线扫描仪的成像系统10的示意图。成像系统10包括可移动台60和机架56。可移动台包括竖直轴59和可旋转地附连到竖直轴的机架安装架58。可移动台60包括两个前全向轮62和两个后全向轮64，它们一起提供可移动台60在X-Y平面中的任何方向上的移动。水平X-Y平面在图1所示的笛卡尔坐标系X轴、Y轴以及竖直轴Z中示出。例如，可以从英国Somerset的ActiveRobotsLimited获得全向轮62、64。安装到可移动台60的壳体的一对手柄13允许用户手动操纵可移动台。附连到竖直轴59的马达66被设计为使得机架安装架58围绕X轴旋转完整的360度并且马达67在运动控制模块51的控制下沿着z轴竖直地移动机架安装架58。机架56包括可滑动地连接到机架安装架58的第一C形臂70和可滑动地连接到第一C形臂的第二C形臂72。在所示的实施例中，第一C形臂70和第二C形臂72分别是外部C形臂和内部C形臂。在所示的实施例中，外部C形臂70和内部C形臂72的形状是局部圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医学成像系统，包括：可移动台；机架安装架，附连到所述可移动台；机架，可旋转地附连到所述机架安装架，且所述机架包括：第一C形臂，可滑动地安装到所述机架安装架并能够操作成相对于所述机架安装架滑动；第二C形臂，可滑动地连接到所述第一C形臂；以及成像信号发射器，附连到所述第一C形臂和第二C形臂中的一个，所述第一C形臂和所述第二C形臂一起提供所述成像信号发射器的360度旋转；成像传感器，安装到所述第一C形臂和所述第二C形臂中的一个。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.03 US 15/014,083;2016.06.13 US 15/180,1241.一种医学成像系统，包括：可移动台；机架安装架，附连到所述可移动台；机架，可旋转地附连到所述机架安装架，且所述机架包括：第一C形臂，可滑动地安装到所述机架安装架并能够操作成相对于所述机架安装架滑动；第二C形臂，可滑动地连接到所述第一C形臂；以及成像信号发射器，附连到所述第一C形臂和第二C形臂中的一个，所述第一C形臂和所述第二C形臂一起提供所述成像信号发射器的360度旋转；成像传感器，安装到所述第一C形臂和所述第二C形臂中的一个。2.根据权利要求1所述的医学成像系统，还包括：控制器；至少三个全向轮，附连到所述可移动台并适于由所述控制器控制，所述全向轮为所述可移动台提供围绕水平面的三个自由度(X，Y，Wag)。3.根据权利要求2所述的医学成像系统，还包括安装到所述可移动台的应变仪，以允许用户在所述控制器的控制下控制所述全向轮的运动。4.根据权利要求2所述的医学成像系统，还包括：第一马达，提供所述第一C形臂相对于所述机架安装架的滑动运动；以及第二马达，提供所述第一C形臂相对于所述第二C形臂的滑动运动。5.根据权利要求1所述的医学成像系统，还包括：线缆托架，包含多个电缆；第一线缆路由器，具有通孔并安装到所述第一C形臂的外表面，所述线缆托架从所述机架安装架延伸并在所述第一C形臂的所述外表面上延伸，延伸穿过所述第一线缆路由器的所述通孔并在所述第二C形臂的外表面上延伸。6.根据权利要求5所述的医学成像系统，其中所述线缆托架沿第一圆周方向延伸并且沿与所述第一圆周方向相反的第二圆周方向进入所述第一线缆路由器，以在所述第一C形臂的所述外表面上产生180度工作回路。7.根据权利要求5所述的医学成像系统，还包括具有通孔并安装到所述第二C形臂的外表面的第二线缆路由器，所述线缆托架延伸穿过所述第二线缆路由器的所述通孔。8.根据权利要求7述的医学成像系统，其中，所述线缆托架沿第一圆周方向延伸并沿与所述第一圆周方向相反的第二圆周方向进入所述第二线缆路由器，以在所述第二C形臂的所述外表面上形成工作回路。9.根据权利要求5所述的医学成像系统，还包括：线缆托架，包含多个电缆；第一线缆路由器，具有通孔并安装到所述第一C形臂的外表面，所述线缆托架从所述机架安装架延伸并在所述第一C形臂的所述外表面上延伸，延伸穿过所述第一线缆路由器的所述通孔并在所述第二C形臂的外表面上延伸；第二线缆路由器，具有通孔并安装到所述第二C形臂的外表面，所述线缆托架延伸穿过所述第二线缆路由器的所述通孔；其中所述线缆托架沿第一圆周方向延伸并且沿与所述第一圆周方向相反的第二圆周方向进入所述第一线缆路由器，以在所述第一C形臂的所述外表面上产生180度工作回路；且其中，所述线缆托架沿所述第一圆周方向延伸并沿所述第二圆周方向进入所述第二线缆路由器...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·约翰逊，R·史蒂文斯，H·塞勒姆，Y·程，
申请(专利权)人：格罗伯斯医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US