CN101233468B - 提供患者侧面和正面x射线图像的***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种成像***(10)，所述成像***具有用于侧面和正面成像的踏板开关机构(14)。成像***(10)尤其适用于相对于置于成像***(10)上的患者来定位图像捕获设备(18)；所述成像***(10)可包含被配置为支撑患者或感兴趣对象的支撑构件(20)和被配置为可移动以沿各个方向捕获图像的c-臂成像装置(12)。

Description

提供患者侧面和正面X射线图像的***和方法
本发明涉及用于提供患者X射线图像测量的***和方法，更特别地，涉及使用单平面设备来捕获患者身体周围的侧面和正面X射线图像的***和方法。
医疗活体解剖和其他医疗过程常常结合成像装置执行，这些成像装置诸如CT(计算机断层摄影)装置、传统X射线装置、核磁共振成像装置、或其他用于收集患者数据并向临床医师显示所述数据以供诊断的成像装置。一个示例是能够捕获患者X射线画面的单平面***。目前，在使用单平面***时，在患者的侧面图像和正面图像间进行切换是不可行的。
本发明的***解决了上述现有技术的缺点，本发明的***可进行操作来在任何需要频繁地在正面成像和侧面成像之间进行切换的应用中选择性地拍摄X射线图像，这些应用诸如椎体成形术、支架置入、导液管导航、螺钉置入、活体解剖以及***管置入(drain placement)等。本发明***会增强任何类型电动化单平面***(例如URF、CV和新一代外科手术***)的工作流程/用户友好性，并为患者节省与侧向c-臂***相关的医疗费用。
本发明提供一种具有踏板开关和能够捕获患者X射线图像的单c-臂成像装置的***，所述踏板开关具有多个可用脚触发的开关。在操作中，若按压正面踏板，***将迅速转动至正面位置并拍摄患者的X射线图像；并且当按压侧面踏板时，***将迅速转动至侧面位置并继续拍摄患者的X射线图像。
本发明增强了工作流程，以允许医生完全连续地操作，并且不用手在正面成像和侧面成像之间进行切换，而不必用他或她的手在工作台侧控制器上摆弄。
根据本发明，踏板切换设备能够用至少一个自由度(优选为多个自由度)来相对于患者操纵c-臂成像装置。根据本发明的踏板切换设备可用于任何类型的成像装置，包括计算机断层摄影机器、核磁共振成像机器、传统的X射线机器、荧光***和超声波成像***。然而，所述设备也可用于不涉及成像的应用。
可以以任何便利的方式，例如显示在CRT或其他类型电子显示器上、或以在纸张上的打印图像的形式为操作者显示图像。
将借助于下列附图对这里公开的本发明细节进行描述。在附图中：
图1为描述根据本发明的设备的图；
图2为描述图1所示的设备的框图；
图3a-3f为根据本发明的、图1的踏板开关的示意表示；以及
图4为显示本发明的操作步骤的流程图。
为清晰和简便起见，省略了对并入其中的已知功能和配置的详细描述，这是因为对这些的描述将会使得本发明的主题不清。
参照图1，示出了用于根据本发明的成像***10的示范性的体系结构的概述。图1尤其涉及侧面和正面成像***10，并以说明性和非限制性示例的形式给出。
如图所示，成像***10包括c-臂12、踏板开关14、显示器16、成像装置18和工作台20，其中该成像装置18可包含图像探测器/X射线发生器，以及该工作台20用于在成像期间支撑患者。要注意到，c-臂12和成像设备18可集成为单独单元***。所述***10还包含引导***22，用于相对于躺在工作台20上的患者支撑和定位c-臂12或其他医疗设备。所述工作台20通常可在其纵向方向移动以相对于c-臂12定位患者，并且可以选择性地调整工作台20的位置，以将患者移到期望的高度。
需要注意的是，根据本发明的成像***10可以与其他类型的成像设备一起使用，也可以与成像设备分离地使用。此外，在本领域中已知可以多种方式实现c-臂12与引导***22结合的机制。由于对于具有本领域合理技能的人而言，所述引导***和c-臂的结合是很容易理解的，所以省略了对所述引导***和c-臂的讨论。大体上，所述引导***22通过使用众所周知的定位机构、电动机和/或起动器来可移动地支持和参与c-臂12围绕患者的移动。例如，使用旋转电动机(未示)或能够产生转动的其他类型起动器，可将c-臂12沿着相对于所述患者身体内部的纵轴转动至面对特定方向。如果期望扭矩放大，则所述电动机可以装备齿轮链。因为谐波齿轮链能产生零回差并可对c-臂12的移动提供平滑、精确的控制，所以谐波齿轮链也是适用的；但是相反可以使用任何其他类型的齿轮链。如果期望的话，***10可以装备有定位传感器，所述传感器用以确定c-臂12在工作台20的纵向方向和/或圆周方向上的位置。
图2说明了根据本发明的图1实施例的一部分。根据本发明的成像***10装备有控制器40，所述控制器用于基于指示c-臂12所期望移动的、来自操作员的程序或命令来控制各种起动器。所述控制器40可以包括电子控制器(例如通用或专用的微型计算机)，所述电子控制器接收来自位置传感器30或来自其他传感设备的输入信号。所述控制器40还接收来自一个或多个输入设备14的输入信号，通过这些输入设备，操作者可以将指示C臂12期望运动的命令提供给所述控制器40。控制器40还可以装备有存储器50，在该存储器50中可以存储用于控制C臂的命令。
在操作中，根据来自踏板开关14和位置传感器30的输入信号，控制器40为致动器生成控制信号，以便以期望的方式移动c-臂12；以及为成像装置18生成控制信号，以便捕获所期望的图像。所述控制器40还将控制信号传送到显示器16，以提供视频或图形图像。所述图像可以通过应用于医疗对象的成像设备的获取而实时到达，或者也可以从先前的存储中检索到。要注意到，可以使用多种其他类型的输入设备，例如操纵杆、触觉接口(可以提供力反馈至操作者的输入设备)、键盘、鼠标、数字化仪、计算机手套、或语音操作控制器。控制器40通过踏板开关14接收来自操作者的输入信号，以便沿操作者指示的方向移动c-臂12。激活正面或侧面按钮会产生c-臂12相对于患者的相应旋转。踏板开关14装备有多个开关位置，其允许操作者通过脚的操纵来起动成像装置。对根据本发明示教的各种踏板开关的细节描述将在下文中进行详细阐述。
参照图3a，踏板开关14可装备有侧面按钮14a和正面按钮14b，并且还装备有荧光15a，曝光15b，单次拍摄15c按钮，以允许操作者能够按压相应功能。按钮14a和14b可以包括显示激活模式状态的灯。若操作者选择侧面按钮14a和正面按钮14b之一，则可根据按钮的激活来改变c-臂12的定向。
参照图3b，踏板开关14可装备有两组脚踏板15a-15c和15d-15f。可以利用不同颜色来区分这两组踏板开关。当激活组15a-15c按钮之一时，则可以获得侧面定向；当组15a-15c和组15d-15f二者之一都被按下时，则可以获得正面定向。
参照图3c，除荧光15a，曝光15b，单次拍摄15c按钮之外，踏板开关14还可装备有开关14c，以选择正面位置或侧面位置。
参照图3d，可以添加单个拨动开关14d，以在正面定向和侧面定向之间拨动。可以改变踏板15a-15c的颜色以反映不同的模式，例如蓝色代表正面而红色代表侧面。
参照图3e，可提供滑块14e以在正面位置与侧面位置之间指示，以便确定X射线曝光开始时c-臂定向。
参照图3f，可提供两组相同的开关14a和14b，一组用于侧面定向，另一组用于正面定向，以便能够利用相应的15a-15c和15d-15f按钮来获得两个定向。
图4为说明根据本发明的成像***10的操作步骤的流程图。
一旦操作者在步骤100将脚踏板开关激活，则***在步骤110时确定c-臂12的位置。如果c-臂12的位置与步骤120按下的踏板相对应，则在步骤140时生成X射线图像。然而，如果c-臂12的位置与步骤120按下的踏板不相配，则在步骤160旋转c-臂以便与操作者按下的踏板位置相配，随后生成图像。
至此，已经描述了用以提供至少两种不同成像程度的***和设备的实施例，对于本领域技术人员而言显而易见的是，该***已经实现了一些优势。特别地，踏板切换设备允许操作者不用手来激活成像装置，并在执行其他任务的同时更快地完成成像，从而提高了工作效率。
尽管已经示出、描述并指出了应用于优选实施例中的本发明的基本新特征，但是应当理解的是，本领域技术人员可对所例示设备的形式和细节以及它们的操作进行各种删除、替换或修改而不偏离本发明的精神实质。例如，特别意图将以实质上相同的方法完成了实质上相同的功能以获得了相同的结果的这些元件和/或方法步骤的所有组合都包含在本发明的范围内。而且，应当意识到，结合任何本发明所公开的实施例或形式示出和/或描述的结构和/或元件和/或方法步骤都可并入到任何其他公开或描述或建议的形式或实施例中，以作为设计选择的通用方法。因此，本发明意图仅受所附权利要求所指示的范围的限制。

Claims (23)

1.一种在电动化单平面***中使用的成像***，包含：
用于支撑患者的工作台(20)；
定位机构(22)，可围绕躺在工作台(20)上的患者移动；
医疗成像设备(12，18)，可旋转地耦接到所述定位机构(22)，用于选择性地提供患者的侧面和正面成像；以及
可编程踏板开关(14)，所述踏板开关具有多个脚可激活的开关，每个脚可激活开关被编程为起动患者的侧面和正面成像，
其中所述医疗成像设备具有c-臂，并且
其中所述踏板开关(14)包括至少一个按钮，所述按钮可由操作者激活以根据按钮的激活来在正面成像定向与侧面成像定向之间改变所述医疗成像设备(12)的定向。
2.如权利要求1所述的成像***，还包含显示器(16)。
3.如权利要求1所述的成像***，还包含位置检测器，以检测患者相对于医疗成像设备(12)的位置。
4.如权利要求1所述的成像***，其中所述定位机构(22)还包括引导轨道，以便于医疗成像设备围绕患者的传送。
5.如权利要求1所述的成像***，其中所述踏板开关(14)由操作人起动。
6.如权利要求1所述的成像***，其中所述至少一个按钮包括侧面按钮和正面按钮。
7.如权利要求6所述的成像***，其中所述侧面和正面按钮(14a，14b)包含灯来指示所激活按钮的状态。
8.如权利要求1所述的成像***，其中所述踏板开关(14)包括两组脚可激活的开关(15a-15f)，所述两组开关根据不同颜色来彼此区分。
9.如权利要求1所述的成像***，其中所述踏板开关(14)包括用于选择性地起动正面或侧面成像的开关(14c)。
10.如权利要求1所述的成像***，其中所述踏板开关(14)包括单个拨动开关(14d)，以便选择性地在正面和侧面成像之间拨动.
11.如权利要求1所述的成像***，其中所述踏板开关(14)包括滑块开关(14e)，以便选择性地起动正面或侧面成像。
12.如权利要求1所述的成像***，其中所述踏板开关(14)包括两组脚可激活的开关(15a-15f)，一组用来起动正面成像，另一组用来起动侧面成像。
13.一种用来提供使用医疗成像设备来捕获患者的侧面图像和正面图像的不用手操作的方法，所述方法包含步骤：
检测踏板开关(14)的激活，所述踏板开关具有多个脚可激活的开关，被设置为从包括侧面模式和正面模式的至少两个操作模式中进行选择。
确定所述医疗成像设备(12，18)的位置是否与所选模式相对应；
如果相对应，则生成所选模式的图像；否则，旋转所述医疗成像设备(12)以激活所选模式，
其中所述医疗成像设备具有c-臂。
14.一种用于提供在电动化单平面***中捕获患者的侧面和正面图像的不用手操作的装置，所述装置包括：
处理器(40)；
显示器(16)；
存储器(50)，耦接到所述处理器(40)，所述存储器(50)被配置为允许处理器(40)执行以下操作：
提供图像用于在显示器(16)上显示；
使用踏板开关(14)从显示的包括侧面模式和正面模式的至少两个操作模式中进行选择；以及
通过旋转成像设备以匹配所选模式，来提供侧面或正面成像之一，
其中所述成像设备(12)具有c-臂，并且
其中所述踏板开关(14)包括至少一个按钮，所述按钮可由操作者激活以根据按钮的激活来在正面成像定向与侧面成像定向之间改变所述成像设备(12)的定向。
15.如权利要求14所述的装置，其中所述踏板开关(14)包括多个脚可激活的开关，每个脚可激活的开关都被编程为起动患者的侧面和正面成像.
16.如权利要求14所述的装置，其中所述踏板开关(14)由操作人启动。
17.如权利要求14所述的装置，其中所述至少一个按钮包括侧面按钮和正面按钮。
18.如权利要求14所述的装置，其中所述侧面和正面按钮(14a，14b)包含灯来指示所激活按钮的状态。
19.如权利要求14所述的装置，其中所述踏板开关(14)包括两组脚可激活的开关(14b)，所述两组开关根据不同颜色来区分彼此。
20.如权利要求14所述的装置，其中所述踏板开关(14)包括用于选择性地启动正面或侧面成像的开关(14c)。
21.如权利要求14所述的装置，其中所述踏板开关(14)包括单个拨动开关(14d)，以便选择性地在正面和侧面成像之间拨动.
22.如权利要求14所述的装置，其中所述踏板开关(14)包括滑块开关(14e)，以便选择性地启动正面或侧面成像。
23.如权利要求14所述的装置，其中所述踏板开关(14)包括两组脚可激活的开关(15a-15f)，一组用于起动正面成像，另一组用于侧面成像。
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