多轴医学成像制造技术

本文中提供与放射学和放射疗法相关的技术，且特别是(但不排他地)与用于对在竖直位置和水平位置中的患者进行多轴医学成像的设备、方法和系统相关的技术。方法和系统相关的技术。方法和系统相关的技术。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多轴医学成像
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]该申请要求享有2020年12月4日提交的美国临时专利申请序列号63/121,304的优先权，该美国临时专利申请通过引用以其整体并入本文中。


[0003]本文中提供与放射学和放射疗法相关的技术，且特别是(但不排他地)与用于医学成像的设备、方法和系统相关的技术。

技术介绍

[0004]医学成像用于诊断、分期、计划治疗、指导治疗以及评估患者对多种类型的疾病、损伤和其它病痛的治疗反应。特别地，计算机断层摄影(CT)是一种医学成像形式，其使用从不同角度进行的多个二维X射线测量来产生物体(例如，患者或其部分)的三维模型。CT成像产生患者或其部分的目标区域的断层摄影(截面)图像，因此允许用户在不切割患者的情况下对患者的内部成像。在常规CT中，患者水平置于检查床或轮床上，且然后患者和检查床移动到CT扫描设备中。备选地，轮床可固定且CT扫描仪水平移动。需要新技术来允许在除了水平位置和/或基本水平的位置(例如，躺着(例如，俯卧或仰卧))和其它患者位置(诸如向前或向后倾斜以及其它骨科(orthopedic)位置)之外的多个位置(例如，竖直和/或基本竖直的位置(例如，站立、坐着、跪着等))安全地对患者成像。

技术实现思路

[0005]相应地，本文中所述的技术涉及医学成像，例如计算机断层摄影(CT)、磁共振成像(MRI)、正电子发射断层摄影(PET)、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)、光子计数计算机断层摄影、射野成像(例如，在治疗之前)，或扫描投影射线照相(“侦察视图”)(例如，在成像扫描之前和/或在治疗之前)。常规的成像设备(例如，台架(gantry)和台架系统)具有相关联风险，包括由于患者、患者定位设备、检查床和/或轮床移动到位来进行成像(例如，通过扫描仪)而对患者造成潜在伤害和/或对设备造成损坏。另外，患者在扫描设备内侧时常常由于患者的幽闭恐惧症而感到焦虑，这可能导致图像质量下降(例如，由于患者移动)或图像不能准确描述患者的生物状态(例如，由于对焦虑的生物学反应会改变患者的生物学状态)。此外，常规扫描设备通常仅限于获得处于水平位置(例如，俯卧、仰卧、侧卧等)的患者的图像。
[0006]获得竖直患者的医学图像有时比水平患者的医学扫描在医学上提供更多信息。例如，与水平患者中的肺部成像相比，竖直患者中的肺部成像(例如，使用CT)为患者治疗提供更有用的信息。特别地，直立位置的患者中的肺部膨胀更好，且肺部中的病变(例如，癌症或纤维化)更容易诊断，因为竖直患者的对比度更高。此外，在一些实施例中，对于相同程度的图像清晰度，竖直患者中肺部的辐射剂量相对于水平患者中肺部的辐射剂量有所减少。扫描竖直患者的其它优点包括在承受由于重力的负载时对脊柱、膝盖、臀部、足部和(例如，骨
科医学中的)其它生物系统进行诊断和成像，从而更准确地显示这些系统的功能和识别和治疗对应的医疗问题。在一些实施例中，与水平患者中的头部和颈部、肺部、乳房、肝脏、胰腺、胃和/或食道成像相比，对竖直患者中的头部和颈部、肺部、乳房、肝脏、胰腺、胃和/或食道成像为诊断和治疗提供更多信息。
[0007]另外，与治疗在水平位置中的患者相比，治疗在竖直位置中的患者具有优点。例如，在一些情况下，患者可更快地定位为站立或就座位置。此外，在一些情况下，在竖直位置中的患者可在更多的体位并且从更多的治疗角度进行治疗，这不仅扩大可治疗的疾病类型和身体区域，而且减少为适当治疗所提供的总治疗剂量。相应地，在一些实施例中，本文中所述的技术涉及一种用于在治疗在竖直位置中的患者之前对在竖直位置中的患者成像的设备。
[0008]此外，用于用辐射治疗患者的常规放射疗法技术围绕静止患者移动放射疗法设备(例如，使用台架)。由于放射疗法设备的大尺寸，用于移动放射疗法设备的常规台架通常大、重并且昂贵。该问题的一些先前解决方案包括旋转水平患者和将放射疗法设备保持在静止位置，因此避免需要大、重并且昂贵的台架来移动放射疗法设备。然而，尽管移动(例如，旋转)患者和使用静止放射疗法设备将提供台架和放射疗法设备的较小尺寸、复杂性和成本的优点，但旋转处于水平(例如，卧位)位置的患者是不切实际的，对患者来说不舒服，和/或在大多数情形下都很困难。因此，作为对患者放射疗法的进一步改进，旋转在竖直位置中的患者以用静止放射疗法设备进行放射疗法将解决与移动放射疗法设备相关联的问题(例如，使用大、重并且昂贵的台架)和与旋转水平患者相关联的问题(例如，患者舒适度和难度)两者。然而，治疗在竖直位置中的患者需要对在竖直位置中的患者成像以正确地计划治疗。相应地，本文中提供用放射疗法治疗患者的技术的实施例，例如，包括对在竖直位置中的患者成像(例如，使用如本文中所述的医学成像设备)和治疗在竖直位置中的患者的方法。在一些实施例中，方法包括使用移动(例如，平移和/或旋转)扫描仪(例如，使用如本文中所述的医学成像设备)对处于竖直位置(例如，静止竖直位置)的患者成像，以及通过旋转患者(例如，缓慢旋转患者)并且将患者暴露于来自静止放射疗法设备的辐射来治疗在竖直位置中的患者。
[0009]在一些实施例中，例如，对于患者稳定性(例如，以最小化患者运动)，对坐下的患者成像优于对站立的患者成像。在一些实施例中，对患者成像包括将患者设置在竖直位置，该竖直位置是患者坐下并且前倾的位置或患者坐下并且后倾的位置。
[0010]特别地，该技术涉及可产生在竖直位置中的患者的医学图像的多轴医学成像设备。该技术还可产生处于水平位置和其它位置(例如，各种姿态，包括坐直、向前或向后倾斜坐下或站立、稍坐(perch)、平躺或俯卧，或其它骨科位置)的患者的医学图像。由于该技术的机械设计，该技术比常规医学成像设备更安全。该技术的优点是能够对在水平位置和在竖直位置中的患者成像，因此避免对用于在水平位置和竖直位置中成像的单独设备的需要，且减少成像设备的总体资金成本。
[0011]此外，由于该技术的机械设计，该技术比常规医学成像设备更易于用户操纵。例如，在一些实施例中，该设备包括平衡(counterbalance)设计，其允许用户手动地操纵和/或定位(例如，倾斜、旋转和/或平移)扫描仪(例如，所用的力小于由普通人用手臂和手推和/或拉所提供的力)。例如，在一些实施例中，该设备包括平衡设计，其允许用户使用大约
50N或更小(例如，小于50.0、49.5、49.0、48.5、48.0、47.5、47.0、46.5、46.0、45.5、45.0、44.5、44.0、43.5、43.0、42.5、42.0、41.5、41.0、40.5、40.0、39.5、39.0、38.5、38.0、37.5、37.0、36.5、36.0、35.5、35.0、34.5、34.0、33.5、33.0、32.5、32.0、31.5、31.0、30.5、30.0、29.5、29.0、28.5、28.0、27.5、27.0、26.5、26.0、25.5、25.0、24.5、24.0、23.5、23.0、22.5、22.0、21.5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种多轴计算机断层摄影(CT)扫描仪，其包括：支柱组件；台架，所述台架联接到所述支柱组件；以及扫描仪环，所述扫描仪环联接到所述台架。2.根据权利要求1所述的多轴CT扫描仪，其中，所述扫描仪环包括X射线发生器和X射线检测器。3.根据权利要求1所述的多轴CT扫描仪，其中，所述台架可旋转地联接到所述支柱组件。4.根据权利要求3所述的多轴CT扫描仪，其中，所述台架构造成相对于所述支柱组件旋转0
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200度。5.根据权利要求1所述的多轴CT扫描仪，其中，所述台架包括第一台架臂，所述第一台架臂可旋转地联接到所述支柱组件的第一支柱，且所述台架包括第二台架臂，所述第二台架臂可旋转地联接到所述支柱组件的第二支柱。6.根据权利要求1所述的多轴CT扫描仪，其中，所述支柱组件可平移地联接到水平平面基部。7.根据权利要求1所述的多轴CT扫描仪，其中，所述支柱组件固定地联接到水平平面基部。8.根据权利要求1所述的多轴CT扫描仪，其中，所述扫描仪环可平移地联接到所述台架。9.根据权利要求1所述的多轴CT扫描仪，其中，所述扫描仪环可平移地联接到所述台架的第一台架臂，且所述扫描仪环可平移地联接到所述台架的第二台架臂。10.根据权利要求9所述的多轴CT扫描仪，其中，所述扫描仪环构造成沿所述第一台架臂的长轴和沿所述第二台架臂的长轴平移。11.根据权利要求9所述的多轴CT扫描仪，其中，所述扫描仪环构造成相对于所述台架平移0.20
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2.00m。12.根据权利要求1所述的多轴CT扫描仪，其中，平衡组件包括所述台架和所述扫描仪环。13.根据权利要求1所述的多轴CT扫描仪，其中，50N或更小的力使包括所述台架和所述扫描仪环的平衡组件相对于所述支柱组件旋转；且/或其中，50N或更小的力使所述扫描仪环相对于所述台架平移。14.根据权利要求13所述的多轴CT扫描仪，其中，包括所述台架和所述扫描仪的所述平衡组件配置成通过由人、由马达或者由人和马达的组合提供的50N或更小的力来旋转；且/或其中，所述扫描仪环配置成通过由人、由马达或者由人和马达的组合提供的50N或更小的力来相对于所述台架平移。15.根据权利要求1所述的多轴CT扫描仪，其中，所述支柱组件包括与所述台架可操作地接合的马达。16.根据权利要求15所述的多轴CT扫描仪，其中，所述马达构造成使所述台架相对于所述支柱组件旋转。17.根据权利要求1所述的多轴CT扫描仪，其中，所述台架包括与所述支柱组件可操作
地接合的马达。18.根据权利要求17所述的多轴CT扫描仪，其中，所述马达构造成使所述台架相对于所述支柱组件旋转。19.根据权利要求1所述的多轴CT扫描仪，其中，所述台架包括与所述扫描仪环可操作地接合的马达。20.根据权利要求19所述的多轴CT扫描仪，其中，所述马达联接到滚珠丝杠、链或带。21.根据权利要求19所述的多轴CT扫描仪，其中，所述马达联接到构造成使所述扫描仪环相对于所述台架平移的驱动组件。22.根据权利要求1所述的多轴CT扫描仪，其中，所述台架包括为所述扫描仪环提供配重的补充质量构件。23.根据权利要求22所述的多轴CT扫描仪，其中，所述台架包括第一台架臂和第二台架臂，所述第一台架臂包括所述补充质量构件的第一部分，所述第二台架臂包括所述补充质量构件的第二部分。24.根据权利要求22所述的多轴CT扫描仪，其中，所述多轴CT扫描仪包括构造成移动所述补充质量构件和所述扫描仪环的马达。25.根据权利要求1所述的多轴CT扫描仪，其中，所述多轴CT扫描仪构造成记录在竖直或大致竖直位置中的受试者的CT扫描。26.根据权利要求25所述的多轴CT扫描仪，其中，所述受试者在坐着、坐着且后倾、坐着且前倾、站立、站立且后倾、站立且前倾、稍坐、跪着、跪着且前倾或者跪着且后倾的位置中。27.根据权利要求26所述的多轴CT扫描仪，其中，所述扫描仪环构造成从所述受试者的头部上方的第一位置移动到围绕所述受试者的第二位置。28.根据权利要求1所述的多轴CT扫描仪，其中，所述扫描仪环具有20cm或更大的内径。29.根据权利要求20所述的多轴CT扫描仪，其中，所述滚珠丝杠包括具有15
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100mm的直径的螺纹轴。30.根据权利要求29所述的多轴CT扫描仪，其中，所述马达构造成所述螺纹轴的每转平移所述扫描仪环5
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100mm。31.一种获得受试者的CT扫描的方法，所述方法包括：提供多轴计算机断层摄影(CT)扫描仪；定位受试者；以及记录所述受试者的CT扫描。32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述多轴CT扫描仪包括：支柱组件；台架，所述台架联接到所述支柱组件；以及扫描仪环，所述扫描仪环联接到所述台架。33.根据权利要求31所述的方法，其中，定位受试者包括将所述受试者定位在竖直位置中。34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述竖直位置是坐着、坐着且后倾、坐着且前倾、站立、站立且后倾、站立且前倾、稍坐、跪着、跪着且前倾或者跪着且后倾的位置。35.根据权利要求31所述的方法，其中，定位受试者包括使用患者定位系统和/或患者
支承件来定位受试者。36.根据权利要求32所述的方法，还包括使所述扫描仪环围绕所述受试者定位。37.根据权利要求36所述的方法，其中，定位所述扫描仪环包括使所述台架相对于所述支柱组件旋转和/或使所述扫描仪环相对于所述台架平移。38.根据权利要求37所述的方法，其中，使所述台架相对于所述支柱组件旋转包括向包括所述台架的所述组件施加50N或更小的力，且/或其中，使所述扫描仪环相对于所述台架平移包括向所述扫描仪环施加50N或更小的力。39.根据权利要求38所述的方法，其中，人、马达或者人和马达的组合向包括所述台架和所述扫描仪环的所述组件施加50N或更小的所述力，且/或人、马达或者人和马达的组合向所述扫描仪环施加50N更小的所述力。40.根据权利要求37所述的方法，其中，所述的使所述台架相对于所述支柱组件旋转包括使所述台架相对于所述支柱组件旋转0
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200度。41.根据权利要求37所述的方法，其中，所述的使所述台架相对于所述支柱组件旋转包括使所述台架相对于所述支柱组件旋转大约90度。42.根据权利要求37所述的方法，其中，所述的使所述扫描仪环相对于所述台架平移包括使所述扫描仪环相对于所述台架平移0.2
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2.0m。43.根据权利要求35所述的方法，还包括验证所述患者定位系统和/或患者支承件的配置。44.根据权利要求35所述的方法，还包括验证所述受试者在所述患者定位系统和/或患者支承件上的位置。45.根据权利要求43所述的方法，其中，验证所述患者定位系统的配置包括对所述患者定位系统成像以提供所述患者定位系统的图像和/或模型，以及将所述患者定位系统的所述图像和/或模型与存储的预设患者定位系统配置进行比较。46.根据权利要求44所述的方法，其中，验证所述受试者的位置包括对所述受试者成像以提供所述受试者的图像和/或模型，以及将所述受试者的所述图像和/或模型与存储的预设受试者患者位置进行比较。47.根据权利要求31所述的方法，还包括对所述受试者成像以监测受试者位置和/或受试者运动。48.根据权利要求31所述的方法，还包括对所述受试者成像以识别所述受试者且/或验证所述受试者的身份。49.根据权利要求31所述的方法，还包括在可移动地联接到所述多轴CT扫描仪的基部的平面中平移所述多轴CT扫描仪。50.根据权利要求31所述的方法，其中，记录所述受试者的CT扫描包括生成X射线和检测X射线，且可选地，使所述扫描仪环的平移与生成X射线同步。51.根据权利要求31所述的方法，还包括使所述台架相对于所述支柱组件旋转和/或使所述扫描仪环相对于所述台架平移来为所述受试者提供出路。52.一种用于记录受试者的计算机断层摄影(CT)扫描的系统，所述系统包括多轴CT扫描仪。53.根据权利要求52所述的系统，还包括竖直定位的受试者。
54.根据权利要求52所述的系统，其中，所述多轴CT扫描仪包括：支柱组件；台架，所述台架联接到所述支柱组件；以及扫描仪环，所述扫描仪环联接到所述台架。55.根据权利要求52所述的系统，还包括患者定位系统和/或患者支承件。56.根据权利要求55所述的系统，还包括竖直定位的受试者，且所述患者定位系统和/或患者支承件保持所述竖直定位的受试者的受试。57.根据权利要求52所述的系统，还包括成像子系统。58.根据权利要求57所述的系统，其中，所述成像子系统配置成监测患者位置和/或患者移动。59.根据权利要求57所述的系统，其中，所述成像子系统配置成识别患者且/或验证患者身份。60.根据权利要求57所述的系统，其中，所述成像子系统配置成配置患者定位系统和/或患者支承件且/或确认患者定位系统和/或患者支承件的配置。61.根据权利要求57所述的系统，其中，所述成像子系统配置成帮助控制所述多轴CT扫描仪或其构件的移动。62.根据权利要求52所述的系统，还包括光幕子系统。63.根据权利要求62所述的系统，其中，所述光幕子系统包括激光源。64.根据权利要求62所述的系统，其中，所述光幕子系统包括镜。65.根据权利要求62所述的系统，其中，所述光幕子系统包括光检测器。66.根据权利要求62所述的系统，其中，所述光幕子系统配置成在光幕穿透时传送警报。67.根据权利要求66所述的系统，其中，所述警报停止所述多轴CT扫描仪或其构件的移动；且/或产生可听和/或可见的警报信号。68.根据权利要求52所述的系统，还包括控制器，所述控制器配置成控制所述多轴CT扫描仪或其构件的移动；且/或引发和/或终止CT扫描。69.多轴CT扫描仪记录竖直受试者的CT扫描的用途。70.根据权利要求1
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30中任一项所述的多轴CT扫描仪的用途。71.根据权利要求1
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30中任一项所述的多轴CT扫描仪记录受试者的CT扫描的用途。72.包括多轴CT扫描仪的系统记录竖直受试者的CT扫描的用途。73.根据权利要求52
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68中任一项所述的系统的用途。74.包括多轴CT扫描仪的根据权利要求52
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68中任一项所述的系统记录受试者的CT扫描的用途。75.一种治疗患者的方法，所述方法包括：记录在竖直位置中的患者的诊断图像；以及治疗在所述竖直位置中的所述患者。76.根据权利要求75所述的方法，其中，所述诊断图像是计算机断层摄影图像。77.根据权利要求75所述的方法，还包括在所述治疗之前记录射野图像。78.根据权利要求75所述的方法，其中，记录在竖直位置中的患者的诊断图像包括对静
止的患者成像，且/或治疗在所述竖直位置中的所述患者包括旋转所述患者。79.根据权利要求75所述的方法，还包括提供根据权利要求1
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30中任一项所述的多轴CT扫描仪。80.一种多轴医学成像设备，其包括：支柱组件；台架，所述台架联接到所述支柱组件；以及扫描仪环，所述扫描仪环联接到所述台架。81.根据权利要求80所述的多轴医学成像设备，其中，所述扫描仪环包括成像源和检测器。82.根据权利要求80所述的多轴医学成像设备，其中，所述台架可旋转地联接到所述支柱组件。83.根据权利要求82所述的多轴医学成像设备，其中，所述台架构造成相对于所述支柱组件旋转0
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200度。84.根据权利要求80所述的多轴医学成像设备，其中，所述台架包括第一台架臂，所述第一台架臂可旋转地联接到所述支柱组件的第一支柱，且所述台架包括第二台架臂，所述第二台架臂可旋转地联接到所述支柱组件的第二支柱。85.根据权利要求80所述的多轴医学成像设备，其中，所述支柱组件可平移地联接到水平平面基部。86.根据权利要求80所述的多轴医学成像设备，其中，所述支柱组件固定地联接到水平平面基部。87.根据权利要求80所述的多轴医学成像设备，其中，所述扫描仪环可平移地联接到所述台架。88.根据权利要求80所述的多轴医学成像设备，其中，所述扫描仪环可平移地联接到所述台架的第一台架臂，且所述扫描仪环可平移地联接到所述台架的第二台架臂。89.根据权利要求88所述的多轴医学成像设备，其中，所述扫描仪环构造成沿所述第一台架臂的长轴和沿所述第二台架臂的长轴平移。90.根据权利要求88所述的多轴医学成像设备，其中，所述扫描仪环构造成相对于所述台架平移0.20
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2.00m。91.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：利奥癌症治疗公司，
类型：发明
国别省市：