具有可变患者定位功能的激光成像设备制造技术

一种诊断用计算机层析成像设备包括患者支承结构，所述患者支承结构包括台面，用于将患者支撑于面向下的俯卧位置。台面包括开口，所述开口允许患者的乳房竖直悬垂在低于所述台面的位置。扫描机构布置在低于所述开口的位置，并且可围绕着穿过开口悬垂的乳房作轨道运动，以获得乳房的参数数据和图像重构数据。扫描机构绕横贯台面的转动轴线转动。台面和扫描机构之一可沿ｘ轴和ｙ轴移动，以使乳房围绕转动轴线对中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求2006年1月17日递交的美国临时专利申请No.60/759,066的优先权。
本专利技术涉及一种诊断用光学成像设备，其采用了近红外激光器作为射线源，以及具有受限视场的检测器的阵列，这些检测器被指向它们占据的扫描对象表面上的区块，以同时检测从对象发出的光的密度，用来重构对象的光学横截面图像，特别是对象可相对于射线源和检测器阵列移动，从而将对象相对于扫描机构对中。
技术介绍
乳腺癌是美国女性的主要死因之一。如能早期检测出恶性肿瘤，则容易实现有效地治疗这一疾病。目前的主要工作用来为人们提供大规模筛查乳房肿瘤症状。这种筛查需要成熟的自动设备，以可靠地完成检查过程。目前照相x射线方法的x射线吸收密度分辨率不足以提供可靠的恶性肿瘤早期检测。研究表明，乳房肿瘤的尺寸超过1cm时，其转移的可能性急剧增大。这种尺寸的肿瘤很难在乳房检查中产生可被检测到的足够的对比度。为了在照相乳房检查中产生可被检测到的对比度，需要2-3cm的尺寸。在传统乳腺照相检查中用于肿瘤间接检测的钙沉积法也表现为仅与大尺寸肿瘤相关。出于这些原因，照相乳腺检查在这种条件的检测中相对低效。目前诊所和医院使用的大多数乳腺照相检查设备要求采用乳房挤压技术，这在最轻的状况下也会带来不舒服，而在很多情况下引起患者疼痛。此外，x射线构成电离辐射，这会给最普遍使用的乳腺照相-->检查技术带来额外的危险因素。在美国专利No.4,075,883等中建议使用超声波，其要求将乳房浸没在流体充填的扫描腔中。美国专利No.3,973,126也要求将乳房浸没在流体充填腔中以实施x射线扫描技术。最近，有人探寻使用光、更具体地为激光，以非介入方式进入人体以展示内部结构。这种技术被称作光学层析。经过此前几十年的快速发展，光学层析已经达到了临床使用的边缘。光学层析同乳腺照相检查相比，优点在于不必挤压乳房且没有电离辐射。患者俯卧在扫描设备上，一个乳房悬垂于扫描腔中。激光束射向乳房；激光散射通过乳房，并被一个阵列的光学检测器检测。扫描设备从平行于胸壁穿过乳房的一个或多个片层获取数据。检测机构然后从胸壁移离小段距离，并且来自更多片层的数据被获取。这个过程持续进行，直至整个乳房被成像。上述技术的一个麻烦之处(也是本专利技术所要解决的问题)在于，不同患者的乳房形状不同，并且特别是在扫描从胸壁朝向乳头进展时，乳房形状急剧变化。因此，绝对要求有第三代光学CT扫描仪，其扫描机构的转动中心位于乳房内。理想的是扫描机构的转动中心靠近乳房中心。然而，在人处在俯卧位置时，乳房并不是竖直悬垂的。在库柏(Cooper)韧带长时间拉伸后，会出现库柏下垂。在俯卧位置，随着扫描设备从胸朝乳头行进，乳房会在一定程度上朝向人脚悬垂(见图3A)。在胸壁处良好地沿着扫描机构的转动轴线定心的乳房通常会在靠近乳头时偏心。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种激光成像设备，其通过直接观测扫描对象的表面特别是乳房表面而获取光子密度数据，重构乳房光学特性的横截面图像，并且适合于相对大范围的乳房形状和患者。本专利技术的另一个目的是提供一种激光成像设备，其通过患者和扫描机构之间的相对运动来保持乳房中心穿过设备的激光扫描机构的转动中心，从而针对相对大范围的乳房形状来提供乳房重构横截面图像。-->本专利技术的另一个目的是提供一种激光成像设备，其，从而针对相对大范围的乳房形状来提供乳房重构横截面图像。通过控制扫描所用激光器的瞄准，以使得乳房被恒定地照射，而不论乳房是否对中于扫描腔中。概括地讲，本专利技术提供了一种诊断用计算机层析成像设备，其包括患者支承结构，所述患者支承结构包括台面，用于将患者支撑于面向下的俯卧位置。台面包括开口，所述开口允许患者的乳房竖直悬垂在低于所述台面的位置。扫描机构布置在低于所述开口的位置并且可围绕着穿过开口悬垂的乳房作轨道运动，以获得乳房的参数数据和图像重构数据。扫描机构绕横贯(垂直于)台面的转动轴线转动。台面和扫描机构之一可沿X-Y轴移动以使乳房围绕转动轴线对中。作为平移台面或扫描机构的替代方式，可控制激光器的瞄准，以使得乳房在扫描过程中在所有轨道角度都被照射，而与乳房在扫描腔中的位置无关。通过下面的详细描述，本专利技术的这些以及其他目的会变得更为清楚。附图说明图1是具有检测器机构的光学扫描设备的侧视图，示出了患者被定位成用于光学层析分析，其中一个乳房悬垂于扫描腔中。图2是图1中的扫描腔的俯视图，示出了检测器机构，包括围绕扫描对象布置的多个检测器和激光源。图3A是穿过图2中的检测器机构的剖视图，示出了被扫描的具有明显库柏下垂的乳房、激光源和一个检测器，其中检测器机构对靠近胸壁的片层进行成像。图3B是穿过图2中的检测器机构的剖视图，示出了被扫描的乳房、激光源和一个检测器，其中检测器机构对靠近乳头的片层进行成像，患者和患者支承被相对于检测器机构平移。图4A示出了光学扫描设备的内部结构，其中台面被抬起以展示XY台面平移机构。-->图4B是一个所述XY台面平移机构的放大图。图4C示出了光学扫描设备的内部结构，其中台面被抬起以展示自动对中机构。图4D是图4C中的自动对中探头的放大图。图5A示出了台面LED显示器，指示患者相对于扫描机构的转动轴线偏心安置于扫描腔中。图5B示出了台面LED显示器，指示患者对中安置于扫描腔中。图6示出了具有XY平移机构的光学扫描机构。图7示出了图2中的扫描腔中的激光器瞄准装置。图8示出了图7中的激光器瞄准装置的几何形状。具体实施方式参看图1，一种光学扫描设备2，如描述于美国专利No.5,692,511和6,100,520中的光学扫描设备，将患者4支撑在患者支承表面6，例如台面上。患者的乳房8悬垂于扫描腔10中，检测器机构12沿着围绕乳房的各个轨道回转。台面6包括开口13，乳房穿过开口突伸入扫描腔10。检测器机构12典型地围绕扫描腔10的竖直轴线作360°的轨道运动并且在各轨道之间作竖直增量移动(升高运动)，以依次对相继的片层平面成像。这种动作持续进行，直至对象的所有片层平面被扫描。图2示出了图1中的检测器机构12的俯视图。激光源14在点16照射扫描对象，例如乳房8。多个检测器18限定了围绕扫描对象的圆弧。准直器20将每个检测器的视场限定在扫描对象表面上的小面积上。光在点16处进入扫描对象并且在对象周边的每个点处离开。三个离开点22、24和26被示出，对应于三个检测器。整个机构绕轨道转动中心28转动，如弯曲的箭头30所示。每个检测器优选被准直处理，瞄准轨道转动中心或轴线28，并且激光源也指向转动中心。检测器绕转动中心以相等的角增量分隔。轨道转动是交替的，即对一个片层平面顺时针转动360°，然后对下一片层平面逆时针转动360°，如双向箭头30所示。-->图3A示出了图2中的检测器机构以及患者的乳房的竖直剖视图，乳房具有明显的库柏下垂。检测器机构12被显示为对一个片层成像，尽管任何数量的片层可被同时成像，如公开于美国专利No.6,100,520。患者的乳房8悬垂于扫描腔10中。患者由扫描设备的台面6支撑。激光器32发射相干光束34，其在点36照射到患者的乳房上。检测器组件38被示出，以成像乳房上的点40。每个检测器组件包括具有一个准直通道44的不透明准直器42。准直通道可以是圆形、正方形、六边形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种诊断用计算机层析成像设备，包括：　ａ）患者支承结构，其包括台面，用于将患者支撑于面向下的俯卧位置；　ｂ）所述台面包括开口，所述开口允许患者的乳房竖直悬垂在低于所述台面的位置；　ｃ）扫描机构，其布置在低于所述开口的位置，并且可围绕穿过所述开口而悬垂的乳房作轨道运动，以获得乳房的参数数据和图像重构数据，所述扫描机构具有横贯所述台面的转动轴线；以及　ｄ）所述台面和扫描机构之一可沿ｘ轴和ｙ轴移动，以将乳房围绕所述转动轴线对中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-1-17 60/759,0661.一种诊断用计算机层析成像设备，包括：a)患者支承结构，其包括台面，用于将患者支撑于面向下的俯卧位置；b)所述台面包括开口，所述开口允许患者的乳房竖直悬垂在低于所述台面的位置；c)扫描机构，其布置在低于所述开口的位置，并且可围绕穿过所述开口而悬垂的乳房作轨道运动，以获得乳房的参数数据和图像重构数据，所述扫描机构具有横贯所述台面的转动轴线；以及d)所述台面和扫描机构之一可沿x轴和y轴移动，以将乳房围绕所述转动轴线对中。2.如权利要求1所述的诊断用计算机层析成像设备，进一步包括：a)x轴直线导向件和y轴直线导向件；并且b)所述台面布置在所述x轴直线导向件和y轴直线导向件上。3.如权利要求2所述的诊断用计算机层析成像设备，其中所述x轴直线导向件和y轴直线导向件分别包括循环滚珠导块和骑跨在所述导块上的直线轨道。4.如权利要求2所述的诊断用计算机层析成像设备，其中所述x轴直线导向件附装在所述y轴直线导向件上。5.如权利要求2所述的诊断用计算机层析成像设备，进一步包括指示器，其利用所述参数数据来指示所述转动轴线从乳房中心的偏移量。6.如权利要求5所述的诊断用计算机层析成像设备，其中所述指示器包括LED显示器。7.如权利要求6所述的诊断用计算机层析成像设备，其中所述LED显示器包括第一排的个体LED，所述第一排的个体LED交叉垂直于第二排的个体LED，以形成十字形。8.如权利要求7所述的诊断用计算机层析成像设备，其中当所述十字围绕交叉点均匀点亮时，所述LED显示器指示所述转动轴线在乳房中心的对中。9.如权利要求1所述的诊断用计算机层析成像设备，进一步包括：a)电磁制动器，其将所述台面保持就位；b)所述制动器包括安装在所述设备的固定部位上的电磁体；c)安装在所述台面上的铁板；并且d)所述电磁体在被激励时推抵于所述铁板上，以保持所述台面就位。10.如权利要求1所述的诊断用计算机层析成像设备，进一步包括：a)x轴直线导向件和y轴直线导向件；并且b)所述扫描机构布置在所述x轴直线导向件和y轴直线导向件上。11.如权利要求10所述的诊断用计算机层析成像设备，其中所述x轴直线导向件和y轴直线导向件分别包括循环滚珠轴承和骑跨在所述滚珠轴承上的磨光杆。12.如权利要求1所述的诊断用计算机层析成像设备，其中在开始扫描之前所述开口和所述转动轴线自动地彼此对中。13.如权利要求12所述的诊断用计算机层析成像设备，进一步包括：a)螺杆，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：SD琼斯，EA萨利特，RH韦克，V马格拉内尔，RA莫亚，
申请(专利权)人：成象诊断系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]