可变形成像系统技术方案

可变形成像系统，其构造成以至少两种构型进行操作。第一构型可为敞开的，第二构型可为封闭的。封闭构型可允许沿大于180度的弧段成像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可变形成像系统相关申请本申请要求以下优先权：2016年3月9日同时提交的名称为“TransformableImagingSystem(可变形成像系统)”的美国专利申请第15/064,961号；2016年3月9日同时提交的名称为“TransformableImagingSystem(可变形成像系统)”的美国专利申请第15/065,002号；以及2016年3月9日提交的名称为“TransformableImagingSystem(可变形成像系统)”的美国专利申请第15/065,071号。所有以上申请的全部公开内容通过参考纳入本文。
本公开涉及成像系统，包括一种通过检测透射辐射来对物体成像的系统。
技术介绍
该部分提供与本专利技术相关的背景信息，但并非是现有技术。在执行各种手术、比如对人类患者的外科手术时，可使用成像系统来对患者成像。例如，可使用荧光透视系统从源发射X射线，该X射线被检测器检测或接收。基于检测器的检测，生成患者的影像。某些系统适用于手术期间，例如由西门子医疗方案美国股份有限公司(SiemensMedicalSolutionsUSA，Inc.)销售的多用途C形臂成像系统，该公司在美国宾夕法尼亚州Malvern有营业场所。通常，C形臂成像系统包括与固定的“C”形或弯曲臂上的检测器大致相对的源。臂沿弧形延伸，其中，源靠近臂的一端，而检测器位于臂的另一端处。C形臂可关于患者运动以获取不同相关位置处的影像，比如从前到后和从内到外的影响角度。然而，C形臂的臂一般是固定的弧形尺寸，使得臂的各端基于臂的几何形状关于彼此固定。概述该部分提供了本专利技术的总体概述，且不是其全部范围或其所有特征的全面公开。根据各种实施例，提供了一种成像系统，该成像系统包括源和检测器。源可发射可由检测器检测的辐射，比如x射线辐射。可基于到达检测器的辐射量生成影像。辐射量可被x射线路径中的被试者的一部分衰减。x射线源和检测器可根据可变化或可变形的转子而关于被成像的被试者运动，该转子可有助于获得各种类型的影像数据。可变形成像系统可用于基于单次或有限数量的被试者辐照高效地获取二维影像数据，或基于多次辐照高效地获取三维(3D)立体影像数据。例如，在第一构型中，成像系统可具有“C”形臂，该“C”形臂小于环形(不完全成环)且可获取围绕患者少于360度的影像数据。这些影像可被最佳地观察或显示为被试者的二维影像或可用于生成被试者的3D影像。在第二构型中，成像系统可具有“O”形或环形，并基于使检测器和/或源运动通过围绕被试者的路径或运动到关于被试者的多个位置处而基本上围绕、比如360度围绕被试者获取影像数据。环形或360度地获取影像数据可允许更清晰或更清楚的3D影像用于显示。根据各种实施例，系统可包括可构型的壳体和/或转子，检测器和源可在其中或其上运动。检测器和源可基于成像系统的至少两种构型而以至少两种方式进行操作。因此，单个系统可能以两种构型进行操作，以允许单个系统的通用性和灵活性。可应用的其它领域将从本文提供的说明中变得明显。本概要中的描述和具体的示例意在用于说明的目的，而不意在限制本专利技术的范围。附图本文所描述的附图仅用于说明所选实施例的目的，而不是所有可能的实施方式，且不意在限制本专利技术的范围。图1是根据本公开的实施例的包括处于第一构型中的成像系统、追踪系统和导航系统的套件的至少一部分的环境视图；图2是根据本公开的实施例的包括处于第二构型中的成像系统、追踪系统和导航系统的套件的至少一部分的环境视图；图3至6示出了处于第一构型中的成像系统在一系列位置中的示意图；图7至9示出了从第一构型变至第二构型的成像系统在一系列位置中的示意图；图10A是取自图3的细节图，其中构件处于第一位置中；图10B是处于第二位置中的图10A中所示构件的立体图；图11是根据各种实施例的成像系统的立体图；图12A是根据各种实施例的成像系统处于第一构型中的侧视平面图；图12B是根据各种实施例的成像系统处于各部段延伸的第二构型中的侧视平面图；图12C是根据各种实施例的成像系统处于各部段延伸的第三构型中的侧视平面图；图12D是根据各种实施例的成像系统处于各部段延伸的第四构型中的侧视平面图；图12E是根据各种实施例的成像系统处于各部段延伸的第五构型中的侧视平面图；图13是图12A所示成像系统的端部的细节图，其中各部段收叠；图14是图12D所示成像系统的端部的细节图，其中各部段延伸；图15是图12D所示成像系统的俯视平面图，其中各部段延伸；图16A是根据各种实施例的成像系统的环境视图，其中源和检测器彼此靠近定位；图16B是根据各种实施例的成像系统的环境视图，其中源和检测器彼此远离定位；图16C是根据各种实施例的成像系统的环境视图，其中源和检测器彼此远离定位且机架处于替代位置中；图16D是根据各种实施例的成像系统的环境视图，其中源和检测器彼此远离定位且机架的可运动部分延伸成“C”形；图16E是根据各种实施例的成像系统的环境视图，其中源和检测器彼此远离定位且机架的可运动部分延伸成“O”形；图17是示出了第一控制方案的流程图；图18是示出了第二控制方案的流程图；以及图19是示出了第三控制方案的流程图。在附图的多个视图中，对应的附图标记标示对应的零件。详述以下描述本质上仅是示例性的。应理解的是，在所有附图中，对应的附图标记标示相同或对应的部件和特征。本教导涉及能够追踪仪器并将其显示在显示器上的成像和导航系统。然而，所理解的是，本文中公开的系统可在机械、装置等的各种修复或维护程序期间施加至非手术应用用于成像、追踪、导航等。运动侧壁分段式机架图1示出了手术室(或手术间内部)10和使用者12(例如，外科医师)，使用者12在位于台面或表面15上的被试者(例如，患者)14身上作手术。在作手术时，使用者12可使用成像系统16来获取患者14的影像数据。所获取的患者14的影像数据可包括二维(2D)影像(比如在C形臂模式中)或三维(3D)影像(比如在计算机断层扫描(CT)模式中)。可使用所获取的影像数据来生成模型，比如表面绘制或立体模型。模型可以是基于所获取的影像数据使用各种技术生成的三维(3D)立体模型，各种技术包括代数迭代技术。影像数据(标记为18)可在显示装置20上显示，此外可在与成像计算系统32相关联的显示装置32a上显示。所显示的影像数据18可包括2D影像、3D影像和/或时变3D(也称作4D)影像。所显示的影像数据18还可包括所获取的影像数据、所生成的影像数据和/或所获取的影像数据与所生成的影像数据的组合。所获取的患者14的影像数据可被获取为2D投影。接着，2D投影可用于重构患者14的3D立体影像数据，比如在获取了患者14的选定数量的不同立体影像时。此外，可由3D立体影像数据生成理论或前向2D投影。由此，可使用影像数据来提供2D投影和/或3D立体模型。显示装置20可为计算系统22的一部分。计算系统22可包括存储系统23，该存储系统23包括一种或多种计算机可读介质。计算机可读介质可为任何可获得的通过计算机系统22访问的介质，且可包括易失性和非易失性介质以及可装卸和不可装卸介质。例如，计算机可读介质可包括计算机存储介质和通信介质。存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，所述系统能变形从而以至少两种构型对被试者成像，所述系统包括：机架构件，所述机架构件至少沿具有第一半径的第一弧段从第一机架端部延伸至第二机架端部；可变形转子，所述可变形转子具有：固定长度部段，所述固定长度部段沿第二弧段从第一终端延伸至第二终端，所述第二弧段具有中心和小于所述第一半径的第二半径，其中，第一固定长度部段的外表面包括第一轨道部分；第一可运动部段，所述第一可运动部段从第一部段端部延伸至第二部段端部，且在所述第一可运动部段的外表面上具有第二轨道部分；第二可运动部段，所述第二可运动部段从第三部段端部延伸至第四部段端部，且在所述第一可运动部段的外表面上具有第三轨道部分；以及变形驱动件，所述变形驱动件将所述固定长度部段、所述第一可运动部段和所述第二可运动部段相互连接；其中，所述变形驱动件构造成使所述第一可运动部段和所述第二可运动部段关于所述固定长度部段运动，以通过使所述第一可运动部段和所述第二可运动部段至少沿第三弧长运动并使所述第一可运动部段和所述第二可运动部段关于第二弧长的中心径向地运动，而使所述可变形转子在敞开构型与封闭构型之间变形，所述第三弧长具有第三半径，所述第三半径小于所述第二半径；转子驱动件，所述转子驱动件将所述机架构件与所述可变形转子相互连接，以使所述可变形转子围绕被试者且关于所述机架构件运动，其中，在所述封闭构型中，所述第一轨道部分、所述第二轨道部分和所述第三轨道部分对齐，以选择性地联接至可变形转子驱动件；源，所述源连接在所述固定长度部段上的第一位置处；以及检测器，所述检测器连接在所述固定长度部段上与所述源基本相对的第二位置处；其中，当所述可变形转子驱动件关于所述机架构件驱动所述可变形转子时，所述源和所述检测器随所述可变形转子关于所述机架运动。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.09 US 15/064,961;2016.03.09 US 15/065,002;1.一种系统，所述系统能变形从而以至少两种构型对被试者成像，所述系统包括：机架构件，所述机架构件至少沿具有第一半径的第一弧段从第一机架端部延伸至第二机架端部；可变形转子，所述可变形转子具有：固定长度部段，所述固定长度部段沿第二弧段从第一终端延伸至第二终端，所述第二弧段具有中心和小于所述第一半径的第二半径，其中，第一固定长度部段的外表面包括第一轨道部分；第一可运动部段，所述第一可运动部段从第一部段端部延伸至第二部段端部，且在所述第一可运动部段的外表面上具有第二轨道部分；第二可运动部段，所述第二可运动部段从第三部段端部延伸至第四部段端部，且在所述第一可运动部段的外表面上具有第三轨道部分；以及变形驱动件，所述变形驱动件将所述固定长度部段、所述第一可运动部段和所述第二可运动部段相互连接；其中，所述变形驱动件构造成使所述第一可运动部段和所述第二可运动部段关于所述固定长度部段运动，以通过使所述第一可运动部段和所述第二可运动部段至少沿第三弧长运动并使所述第一可运动部段和所述第二可运动部段关于第二弧长的中心径向地运动，而使所述可变形转子在敞开构型与封闭构型之间变形，所述第三弧长具有第三半径，所述第三半径小于所述第二半径；转子驱动件，所述转子驱动件将所述机架构件与所述可变形转子相互连接，以使所述可变形转子围绕被试者且关于所述机架构件运动，其中，在所述封闭构型中，所述第一轨道部分、所述第二轨道部分和所述第三轨道部分对齐，以选择性地联接至可变形转子驱动件；源，所述源连接在所述固定长度部段上的第一位置处；以及检测器，所述检测器连接在所述固定长度部段上与所述源基本相对的第二位置处；其中，当所述可变形转子驱动件关于所述机架构件驱动所述可变形转子时，所述源和所述检测器随所述可变形转子关于所述机架运动。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述固定长度部段包括第一侧壁和与所述第一侧壁相对的第二侧壁，其中，所述第一可运动部段和所述第二可运动部段构造成通过所述变形驱动件撤回在所述第一侧壁与所述第二侧壁之间；其中，所述第一可运动部段构造成在所述固定长度部段内朝向所述第二终端运动；其中，所述第二可运动部段构造成在所述固定长度部段内朝向所述第一终端运动。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：基部，所述基部构造成运动的且能从第一位置运动至第二位置；其中，所述机架构件可运动地联接至所述基部。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述基部安装在轮上且能从第一位置运动至第二位置。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所有所述机架构件和所述可变形转子能独立地关于所述基部运动。6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：锁定件，所述锁定件能运动，以将所述固定长度部段、所述第一可运动部段和所述第二可运动部段固定地相互连接成所述封闭构型。7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述第一弧段小于180度。8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述第二弧段为180度或更大。9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述可变形转子在所述敞开构型中类似于“C”形，且在所述封闭构型中类似于“O”形。10.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的系统，其特征在于，还包括：机架驱动件，所述机架驱动件构造成使所述机架独立于所述可变形转子的运动而运动。11.根据权利要求1至10中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述转子驱动件和所述变形驱动件形成为连接至所述固定长度部段、所述第一可运动部段、所述第二可运动部段和所述机架的单个驱动件，以使所述固定长度部段、所述第一可运动部段、所述第二可运动部段中的全部运动。12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述固定长度部段包括第一侧壁和与所述第一侧壁相对的第二侧壁，其中，所述第一可运动部段和所述第二可运动部段构造成通过所述变形驱动件撤回在所述第一侧壁与所述第二侧壁之间；其中，所述第一可运动部段构造成在所述固定长度部段内朝向所述第二终端运动；其中，所述第二可运动部段构造成在所述第一可运动部段内朝向所述第二终端运动。13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述第一可运动部段相邻于所述第一侧壁；其中，所述第二可运动部段相邻于所述第二侧壁。14.一种系统，所述系统能变形从而以至少两种构型对被试者成像，所述系统包括：机架构件，所述机架构件从第一机架终端延伸至第二机架终端；转子，所述转子具有：固定长度部段，所述固定长度部段具有“C”形，所述“C”形具有第一终端和第二终端以及第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁相对于所述第二侧壁，所述第一侧壁具有第一外边缘，所述第二侧壁则具有第二外边缘，其中，容积至少部分地形成于所述第一侧壁与所述第二侧壁之间；源，所述源在所述容积内连接在第一位置处；检测器，所述检测器连接在所述固定长度部段上在所述容积内且与所述源基本相对的第二位置处；第一可运动部段，所述第一可运动部段从第一部段端部延伸至第二部段端部；以及部段驱动件，所述部段驱动件能操作地连接至所述固定长度部段和所述第一可运动部段，其中，所述部段驱动件构造成使所述第一可运动部段关于所述固定长度部段在基本呈“C”形的敞开构型与呈“O”形的封闭构型之间运动；转子驱动件，所述转子驱动件能操作地连接至所述机架构件和所述转子，以使所述转子关于所述机架构件运动；其中，当所述转子驱动件关于所述机架构件驱动所述转子时，所述源和所述检测器随所述转子关于所述机架运动。15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，在所述敞开构型中，所述第一可运动部段在所述第一侧壁与所述第二侧壁之间。16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述部段驱动件构造成使所述第一可运动部段从所述第一侧壁与所述第二侧壁之间运动成将所述第一可运动部段的第一部段侧壁与所述第一侧壁对齐，以围绕所述转子沿所述部段侧壁和所述第一侧壁形成基本上连续的轨道。17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，还包括：第二可运动部段，所述第二可运动部段从第三部段端部延伸至第四部段端部。18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述部段驱动件还能操作地连接至所述固定长度部段、所述第一可运动部段和所述第二可运动部段中的全部；其中，所述部段驱动件构造成使所述第一可运动部段和所述第二可运动部段关于所述固定长度部段在基本呈“C”形的敞开构型与呈“O”形的封闭构型之间运动。19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述部段驱动件构造成使所述第二可运动部段从所述第一侧壁与所述第二侧壁之间运动成将所述第二可运动部段的第二部段侧壁与所述第一侧壁对齐，以围绕所述转子沿所述第一部段侧壁、所述第二部段侧壁和所述第一侧壁形成基本上连续的轨道。20.根据权利要求14至19中任一权利要求所述的系统，其特征在于，还包括：基部，所述基部具有轮，以将所述机架支承在表面上；其中，所述机架具有在所述表面上方小于五英尺的最大高度。21.一种通过可变形成像系统对被试者成像的方法，所述方法包括：提供机架，所述机架从第一机架终端延伸至第二机架终端；将转子可运动地联接至所述机架，其中，所述转子具有在第一终端与第二终端之间延伸的固定长度部段，且还具有第一侧壁和相对的第二侧壁；提供成像件，以通过检测器关于所述被试者在所述第一侧壁与所述第二侧壁之间的第一位置而获取第一影像数据；将第一可运动部段可运动地联接至所述固定长度部段，使得所述第一可运动部段可操作成从固定部段延伸；提供部段驱动件，所述部段驱动件能操作地连接至所述固定长度部段和所述第一可运动部段，其中，所述驱动件构造成使所述第一可运动部段关于所述固定长度部段从在所述第一侧壁与所述第二侧壁之间基本呈“C”形的敞开构型运动至呈“O”形的封闭构型，其中，所述第一可运动部段包括第一部分，以与所述固定长度部段的第二轨道部分对齐；以及提供转子驱动件，所述转子驱动件能操作地连接至机架构件和所述转子，以使所述转子关于所述机架构件运动。22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，还包括：提供源，所述源在所述固定长度部段上连接在第一位置处；提供所述检测器，所述检测器连接在所述固定长度部段上与所述源基本相对的第二位置处；其中，当所述转子驱动件关于所述机架驱动所述转子时，所述源和所述检测器随所述转子关于所述机架运动。23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，还包括：当所述转子处于“C”形时且当所述转子处于“O”形时，操作所述检测器以获取影像数据。24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，还包括：提供机架驱动件，以使所述机架独立于所述转子运动。25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，还包括：提供运动推车，所述机架能运动地安装在所述运动推车上。26.一种成像系统，所述成像系统构造成获取被试者的影像，所述成像系统包括：源，所述源构造成发射能量以生成影像数据；检测器，所述检测器构造成检测所发射的能量并基于检测到的所发射能量生成影像数据；以及轨道，所述轨道沿围绕中心的弧段延伸；其中，所述源和所述检测器能单独地且独立地沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·M·里舍凯利，Z·F·艾尔格哈扎维，D·A·加洛，
申请(专利权)人：美敦力导航股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US