CN107635465A - 抵衡x射线扫描仪台架的轴并且维持x射线扫描仪台架的用户选择位置的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种***，包括输入传感器、加法器、控制器以及反馈传感器。该输入传感器：检测在一方向上施加在x射线扫描仪台架的部件上的第一量的力或扭矩；并且生成命令信号。该命令信号指示所述第一量的力或扭矩。加法器基于所述命令信号以及反馈信号生成误差信号。控制器基于所述误差信号控制电动机的操作以：减少所述误差信号；在所述方向上提供所述台架的抵衡；以及提供所述台架上的净力或扭矩，所述净力或扭矩等于预定值或在所述预定值的预定范围内。反馈传感器检测在所述方向上施加在所述台架上的第二量的力或扭矩作为受控制操作的结果，并生成所述反馈信号。

Description

抵衡x射线扫描仪台架的轴并且维持x射线扫描仪台架的用户 选择位置的装置及方法
技术领域
本公开涉及x射线成像***，并且，更具体地，涉及定位x射线扫描仪台架(gantry)。
背景技术
此部分提供了与本公开相关的不一定是现有技术的背景信息。
诸如人类患者之类的对象可选择或被要求经受手术程序以改正或加强(augment)患者的解剖。解剖的加强可包括各种程序，诸如骨头的移动或加强、植入式设备的***、或其他适当的程序。外科医生可基于患者的图像对患者执行程序，其可被要求使用具有成像***的x射线扫描仪。可在该程序之前或期间要求图像。成像***可以是，例如，O形臂(O-Arm)成像***或者C形臂(C-arm)成像***。图像可以是荧光图像或射线图像，取决于成像***的操作模式。
所获得的患者的图像可帮助外科医生计划并执行程序。外科医生可选择患者的二维图像或三维图像表示。图像可通过允许外科医生在执行程序时无需移动重叠组织(包括皮肤组织和肌肉组织)的情况下查看患者的解剖，来帮助外科医生以较少侵入技术执行程序。
O形臂成像***包括“O”形的台架以及“O”形的转子(rotor)。C形臂成像***包括“C”形的台架以及“C”形的转子。这些成像***中的每一个成像***通常包括彼此相对地安装在对应的转子上的x射线源与x射线检测器。x射线源中的每一个产生x射线，这些x射线被定向到对象。x射线检测器中的每一个在x射线穿过对象之后检测x射线。
O形臂(或C形臂)台架可具有多个轴(例如，x轴、y轴、z轴、摇摆(wag)轴、以及倾斜轴)，在这些轴上台架可被移动到用于外科手术的位置。台架是沉重的，并且可通过使用悬挂物(pendant)(或者远程控制设备)被定位以用于外科手术，并且每次手动地轻推(jog)轴中的每一个直到台架位于用于外科手术的所选位置。这通常是两个人的活动，其中，一个人在台架的近侧并驱动轴中的每一个，同时另一个人查看台架的远侧，以指示第一个人与手术台、患者、或在台架的区域中的其他设备和/或项目的任何潜在干扰。
发明内容
此部分提供了本公开的一般概述，并且不是其完整范围或其特征中的所有的详尽披露。
根据各个实施例，所提供的是包括输入传感器、加法器、控制器以及反馈传感器的***。输入传感器被配置成，(i)检测由用户在一方向上施加在x射线扫描仪台架的部件上的第一量的力或扭矩，以及(ii)生成输入命令信号。所述输入命令信号指示所述第一量的力或扭矩。加法器被配置成基于所述输入命令信号以及反馈信号生成误差信号。控制器被配置成基于所述误差信号控制电动机的操作以：(i)减少所述误差信号，(ii)在所述方向上提供所述x射线扫描仪台架的抵衡，以及(iii)在所述方向上提供所述x射线扫描仪台架上的净力或扭矩，所述净力或/扭矩等于预定值或在所述预定值的预定范围内。第一反馈传感器被配置成：(i)检测在所述方向上被施加在所述x射线扫描仪台架上的第二量的力或扭矩作为所述电动机的受控制操作的结果，以及(ii)基于所述量的力或扭矩生成所述反馈信号。
在其他特征中，提供了一种***并且该***包括输入传感器、加法器、控制器以及反馈传感器。输入传感器被配置成：(i)检测由用户对x射线扫描仪台架的部件的移动，以及(ii)生成输入命令信号，其中所述输入命令信号命令所述x射线扫描仪台架在一方向上的移动。加法器被配置成基于所述输入命令信号以及反馈信号生成误差信号。控制器被配置成基于所述误差信号控制电动机的操作以：(i)减少所述误差信号，(ii)在所述方向上提供所述x射线扫描仪台架的抵衡，以及(iii)在所述方向上提供所述x射线扫描仪台架上的净力，所述净力等于预定值或在所述预定值的预定范围内。反馈传感器被配置成：(i)检测所述x射线扫描仪台架在所述方向上的移动作为所述电动机的受控制操作的结果，以及(ii)基于所检测到的移动生成所述反馈信号。
在其他特征中，提供了一种方法并且该方法包括：经由输入传感器检测由用户在一方向上施加在x射线扫描仪台架的部件上的第一量的力或扭矩；以及生成输入命令信号，其中所述输入命令信号指示所述第一量的力或扭矩。该方法进一步包括：基于所述输入命令信号以及反馈信号生成误差信号；以及基于所述误差信号控制电动机的操作以：(i)减少所述误差信号，(ii)在所述方向上提供所述x射线扫描仪台架的抵衡，以及(iii)在所述方向上提供所述x射线扫描仪台架上的净力或扭矩，所述净力或扭矩等于预定值或在所述预定值的预定范围内。该方法又进一步包括：经由反馈传感器检测在所述第一方向上被施加在所述x射线扫描仪台架上的第二量的力或扭矩作为所述电动机的受控制操作的结果，并基于所述第二量的力或扭矩生成所述反馈信号。
进一步的可用性领域将从本文中提供的说明书变得显而易见。此概述中的说明以及特定示例仅旨在示例性的目的并且不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文中所描述的附图仅出于所选实施例的示例性目的而非针对所有可能的实现，并且不旨在限制本公开的范围。
图1是根据本公开的实施例包括台架定位***的在手术室中的成像***的环境视图；
图2是图1的台架定位***的零力控制***的基于力的示例的功能框图；
图3示出了根据本公开的实施例的对台架进行定位并操作图2的零力控制***的方法；
图4是图1的台架定位***的零力控制***的基于位置与力的示例的功能框图；以及
图5示出了根据本公开的实施例的对台架进行定位并操作图4的零力控制***的方法。
具体实施方式
为克服与台架的传统定位技术相关联的缺点，在本文中公开了台架定位***的示例。该台架定位***包括零力***，该零力***允许用户(或外科医生)经由部件(例如，把手)或其他输入控制设备(例如，操纵杆)以由用户物理地施加的最小的力将台架物理地移动到位。作为类拟的示例，牙医可在患者上方移动灯，以便在患者的嘴内进行查看。牙医可抓握灯的端部并将灯手动地操纵到所选位置。一旦灯处于所选位置，牙医放开灯，并且灯保持在所选位置中。本文中所公开的台架定位***允许用户将台架手动地移动到所选位置并放开部件或者输入控制设备，并且台架保持在所选位置中。
以下说明书本质上仅是示例性的。应当理解，贯穿附图，对应的附图标记指示相同或对应的部件和特征。如以上所指示的，本教示涉及成像***，诸如，O形臂或C形臂成像***。然而，应当注意，本文中所公开的教示可用于其他成像***。
图1示出了手术室(或者手术房间的里面)10以及用户12(例如，医生)在对象(例如，患者)14上执行程序。在执行程序中，用户12使用成像***16来获得患者14的图像数据。所获得的患者14的图像数据可包括二维(2D)或三维(3D)图像。可使用所获得的图像数据生成模型。该模型可以是基于所获得的图像数据使用各种技术(包括代数迭代技术)生成的三维(3D)体积模型。图像数据(被指定为18)可被显示在显示设备20上，并且此外，可被显示在与成像计算***32相关联的显示设备32a上。所显示的图像数据18可包括2D图像、3D图像、和/或时间变化的4D图像。所显示的图像数据18还可包括所获得的图像数据、所生成的图像数据、和/或所获得的图像数据与所生成的图像数据的组合。
所获得的患者14的图像数据可被获取为2D投影。2D投影可随后用于重建患者14的3D体积图像数据。另外，可从该3D体积图像数据生成理论的或前向的2D投影。因此，图像数据可用于提供2D投影和/或3D体积模型。
显示设备20可以是计算***22的一部分。计算***22可包括多种计算机可读介质。该计算机可读介质可以是由计算***22访问的任何可用介质，并可包括易失性和非易失性介质、以及可移动、不可移动介质。作为示例，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、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光盘存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其它磁性存储设备、或者可用于存储计算机可读指令、软件、数据结构、程序模块、以及其他数据且可以由计算机22访问的任何其它介质。计算机可读介质可被直接访问或通过诸如因特网之类的网络被访问。
在一个示例中，计算***22可包括输入设备24(诸如，键盘)、以及可与计算***22合并的一个或多个处理器26(该一个或多个处理器可包括多处理核处理器、微处理器等)。输入设备24可包括任何合适的设备，以使用户能够与技术***22交互，诸如，触摸板、触摸笔、触摸屏、键盘、鼠标、操纵杆(有时也被称为操纵杆控制器)、轨迹球、无线鼠标、可听控制或者它们的结合。进一步地，虽然计算***22在本文中被描述和示为包括与显示设备20分立的输入设备24，但是计算***22可包括触摸板或平板计算设备，并且可被集成在成像计算***32内或者成为成像计算***32的一部分。可在计算***22与显示设备20之间提供连接件(或通信线)28以用于数据通信，以允许驱动显示设备20示出图像数据18。
成像***16可以是O形臂成像***、C形臂成像***或其他合适的成像***。成像***16可包括移动推车30、成像计算***32以及台架34(或者x射线扫描仪台架)。台架34包括x射线源36、准直器(未示出)、多行检测器38、平板检测器40以及转子42。移动推车30可从一个手术室或房间被移动到另一手术室或房间，并且台架34可相对于移动推车30被移动。这允许成像***16可移动并用于各种程序，而不需要资金花费或专用于固定成像***的空间。虽然台架34被示作可移动，但是台架34可不连接到移动推车30。
成像***16、移动推车30、和/或成像计算***32可包括电动机、定位设备、耦合构件、电路元件、控制器(或控制模块)、传感器等(在图2-5中示出了这些的示例，并关于图2-5描述了这些的示例)，以用于相对于桌子15和/或患者14对台架34进行移动和定向。电动机、定位设备、耦合构件、电路元件、控制器(或控制模块)、传感器等是台架定位***35的一部分。台架定位***35被配置成允许用户以最小的努力将台架34手动地移动和定向到所选位置。关于图2-5示出并描述了台架定位***35的部分的示例。
台架34可限定成像***16的等中心点(isocenter)。就此，穿过台架34的中心线C1限定成像***16的等中心点或中心。通常，患者14可沿着台架34的中心线C1被放置，使得患者14的纵轴与成像***16的等中心点对齐。
成像计算***32可独立地控制多行检测器38、平板检测器40和转子42的移动、定位和调整，以经由处理器26的图像处理模块43实现图像数据获取。经处理的图像可被显示在显示设备20上。
在操作期间，源36发射穿过患者14的x射线，该射线被多行检测器38或平板检测器40检测到。由源36发射的x射线可由准直器进行成形(shape)并发射以被多行检测器38或平板检测器40检测到。准直器可包括可被控制以对由源36发射的x射线进行成形的一个或多个叶(leaf)。准直器可将由源36发射的x射线成形为与多行检测器38以及平板检测器40的形状对应的光束。多行检测器38可被选择成获得解剖的低对比度区域(诸如，软组织的区域)的图像数据。平板检测器40可被选择成获得解剖的高对比度区域(诸如，骨头)的图像数据。源36、准直器、多行检测器38以及平板检测器40可各自被耦合到和/或安装到转子42上。
多行检测器38和平板检测器40可被耦合到转子42以：(i)与台架34内的源36以及准直器在直径上相对，并且(ii)相对于彼此独立地可移动并且可移动成与源36和准直器对齐。在一个示例中，多行检测器38可被定位成使得平板检测器40可与多行检测器38相邻。在一个替代示例中，平板检测器40可在使用平板检测器40的图像被获取时在多行检测器38之上被移动成与源36对齐。在另一示例中，多行检测器38可被定位在平板检测器40之上。作为进一步的替代，多行检测器38以及平板检测器40可各自分开地移动，使得所选的多行检测器38或平板检测器40可与源36以及准直器对齐。当多行检测器38与平板检测器40中的所选的那个检测器与源36以及准直器基本上相对或分开大约180度时，多行检测器38与平板检测器40中的所选的那个检测器可与源36以及准直器对齐。
因为源36、准直器、多行检测器38以及平板检测器40被耦合到转子42，所以源36、准直器、多行检测器38以及平板检测器40在台架34内绕患者14可移动。因此，多行检测器38和平板检测器40能够围绕患者14在360°运动中被旋转，如由箭头39所指示的。源36和准直器可与多行检测器38和平板检测器40中的至少一个一致地移动，使得源36和准直器保持与多行检测器38或平板检测器40大体180°分开并与多行检测器38或平板检测器40相对。
台架34具有多个运动自由度。台架34可相对于患者14被放置在上面的桌子15被等轴地(isometrically)摆动(sway)或摇摆(swing)(本文也称为等摆(iso-sway))。由箭头41来指示等轴摇摆(有时被称为摇动(wag)(或者偏航(yaw))角或者摇动轴)。台架34可以是：如由箭头45(有时被称为倾斜(或横摇(roll))角或倾斜轴)所指示的相对于患者14倾斜；如由箭头44(有时被称为z轴)所指示的相对于患者14纵向地移动；如由箭头46(有时被称为y轴)所指示的相对于移动推车30上下移动并横向地移动到患者14；如由箭头48(有时被称作x轴)所指示的离开或朝向移动推车30移动；以及如由箭头49(有时被称作纵摇(pitch)角或纵摇轴)所指示的围绕移动推车30上的点旋转。可使用笛卡尔坐标***来表示运动自由度。这些运动自由度由台架定位***35来提供并允许用户以通过用户的最小努力相对于桌子15以及患者14移动台架。台架34的这些不同的运动自由度允许源36、准直器、多行检测器38和平板检测器40相对于患者14被定位。
如在图1的示例中所示的台架定位***35可包括输入传感器51以及部件(或把手)53。输入传感器51可以是六个自由度(DOF)的传感器。输入传感器51可用于基于把手53的移动和/或施加到把手53上的力来检测位置、速度、加速度、力、和/或扭矩。输入传感器51可如所示被安装在台架34上，或者可位于在台架34、成像计算***32、移动推车30、计算***22等上或中的其他地方。把手53可如所示被连接到传感器51或可以是操纵杆的一部分。操纵杆可包括编码器或其他光学传感器，以检查操纵杆的运动输入传感器51可被硬装到台架34或者可位于其他地方。通过如所示将传感器51和把手53安装在台架34的端部(在x轴方向)，用户当站在把手53旁边时能够看到z方向上的台架的近侧与远侧两者。
输入传感器51可包括传感器的集合。输入传感器51可包括：被组装到六个DOF感测模块中的线性编码器和/或旋转编码器的组合；被组装到六个DOF感测模块中的一组光学传感器；被组装到六个DOF感测模块中的一组测压元件(load cell)和/或应变仪；和/或被组装到六个DOF感测模块中的一组加速度计和/或陀螺仪。输入传感器51可包括任何数量的编码器(线性编码器和/或旋转编码器)、光学传感器、测压元件、应变仪、加速度计、陀螺仪和/或其他传感器。输入传感器51可包括六个自由度的测压元件(或力/扭矩传感器)。输入传感器51可包括多轴万向架以提供把手53的移动的六个自由度。把手53的六个运动自由度可被转化成台架34的对应运动。输入传感器51可以是惯性测量设备(有时被称作惯性测量单元(IMU))并包括3个加速度计和3个陀螺仪。如果传感器51包括编码器或光学传感器，则编码器和光学传感器可用于根据编码器与光学传感器的类型以及所使用的对应的信号处理电路来检测位置、速度和/或加速度。如果传感器51包括和/或被实现为IMU，则传感器51可用于测量速度和/或加速度。测压元件和应变仪可用于检测力和/或扭矩。
成像***16可被成像计算***32精确地控制，以相对于患者14移动源36、准直器、多行检测器38以及平板检测器40，以产生患者14的精确图像数据。此外，成像***16可经由连接件50与处理器26连接，该连接件50包括从成像***16到处理器26的有线或无线的连接或物理介质转移。因此，用成像***16收集的图像数据也可从成像计算***32被转移至计算***22以用于导航、显示、重建等。
还可在非导航程序或导航程序期间使用成像***16。在导航程序中，***(包括光学***60和电磁***62中的任一者或两者)可被用于在相对于患者14的导航域内生成场、或接收或发送信号。如果需要的话，与执行导航程序相关联的导航***的部件可被集成在成像***16内。可将相对于患者14的导航空间或导航域登记至图像数据18来允许登记定义在导航域内的导航空间和由图像数据18所定义的图像空间。患者追踪器(或动态参考框架)64可被连接到患者14以允许动态的登记并且维持将患者14登记到图像数据18。
然后可相对于患者14来追踪仪器66从而允许导航程序。仪器66可包括光学追踪设备68和/或电磁追踪设备70，以允许利用光学***60或电磁***62中的任一者或两者来追踪仪器66。仪器66可包括与导航接口设备74的通信线72，该导航接口设备74可与电磁***62和/或光学***60通信。导航接口设备74可随后经由通信线80与处理器26通信。连接件或通信线28、50、76、78、或80可以是如所示的基于线的，或者对应的设备可彼此无线地通信。具有集成导航***的成像***16相对于患者14追踪仪器66，以允许示出仪器66相对于图像数据18的被追踪位置，以用于执行程序。
仪器66可以是介入性仪器和/或植入物。植入物可包括心室或血管支架、脊柱植入物、神经支架等。仪器66可以是介入性仪器，诸如，深脑刺激器或神经刺激器、消融设备或其他合适的仪器。追踪仪器66允许利用登记的图像数据18而无需直接查看患者14体内的仪器66的情况下查看仪器66相对于患者14的位置。例如，仪器66可被图解地示作叠加在图像数据18上的图标。
进一步地，成像设备16可包括追踪设备，诸如，将利用相应的光学***60或电磁***62追踪的光学追踪设备82或电磁追踪设备84。追踪设备82、84可直接与源36、多行检测器38、平板检测器40、转子42、台架34、或成像***16的其他合适的部件相关联，以确定源36、多行检测器38、平板检测器40、转子42、和/或台架34相对于所选参考框架的位置或定位。如所示，追踪设备82、84可被定位在台架34的外壳的外部上。因此，包括仪器66的成像***16的各部分可相对于患者14被追踪，以允许对患者14相对于图像数据18的初始登记、自动登记或继续登记。
图像处理模块43可从输入设备32c接收用户输入数据，并且可将图像数据18输出到显示设备20或者显示设备32a。用户输入数据可包括获取患者14的图像数据的请求。基于用户输入数据，图像处理模块43可生成检测器信号与运动信号。检测器信号可包括所选检测器以用于图像获取。运动信号可包括转子42移动到所选位置以获得图像数据的运动轮廓。运动信号可以是从图像处理模块被提供给台架控制模块85的命令或指令信号。台架控制模块85可被包括在成像计算***32中、被包括在移动推车30上、或作为处理器26的一部分。图像处理模块43还可将源信号发送到源36。源信号可命令源36输出或发射至少一个或多个x射线脉冲。图像处理模块43还可将准直器信号发送到准直器。准直器信号可指示一个或多个经准直的x射线脉冲的所选形状。经准直的x射线脉冲的所选形状可对应于多行检测器38与平板检测器40中的所选的那个检测器。就此，如果选择了多行检测器38，则经准直的x射线脉冲可被准直器成形成匹配多行检测器38的形状。如果选择了平板检测器40，则经准直的x射线脉冲可被准直器成形成匹配平板检测器40的形状。
图像处理模块43还可接收多行检测器信号作为输入，该多行检测器信号可包括由多行检测器38检测到的一个或多个经准直的x射线脉冲。图像处理模块43还可接收平板检测器信号作为输入，该平板检测器信号可包括由平板检测器40检测到的一个或多个经准直的x射线脉冲。基于所接收到的经准直的x射线脉冲，图像处理模块43可生成图像数据18。
在一个示例中，图像数据18可包括单个2D图像。在另一示例中，图像处理模块43可执行患者14的感兴趣的区域的初始3D模型的自动重建。可以以任何合适的方式执行3D模型的重建，诸如使用代数技术以进行优化。代数技术可包括期望最大化(EM)、有序子集期望最大化(OS-EM)、同时代数重建技术(SART)以及总变差最小化。可基于2D投影提供3D体积重建。
代数技术可包括用于执行对患者14的重建的迭代过程以用于显示为图像数据18。例如，基于“理论上的”患者的图谱(atlas)或程式化模型的或者从“理论上的”患者的图谱或程式化模型产生的纯粹的或理论的图像数据投影可被迭代地改变，直到理论投影图像与所获得的患者14的2D投影图像数据匹配。随后，程式化模型可被适当地改变为所获得的患者14的2D投影图像数据的3D体积重建模型，并且可在外科手术干预中使用，诸如导航、诊断、或计划干预。就此，程式化的模型可提供关于患者14的解剖的附加的细节，该细节可使得用户12能够有效地计划外科手术干预。理论模型可与用于构建理论模型的理论图像数据相关联。以此方式，可基于利用成像***16所获得的患者14的图像数据建立模型或图像数据18。图像处理模块43可将图像数据18输出到显示设备32a。
台架控制模块85可从图像处理模块43接收检测器信号与运动信号作为输入。台架控制模块85基于检测器信号与运动信号可将控制信号传输(经由线或无线地)到转子控制模块90。转子控制模块90可位于转子42上。基于检测器信号，台架控制模块85可生成第一移动信号以将多行检测器38或平板检测器40中的所选的一个检测器移动成与源36以及准直器对齐。基于运动信号，台架控制模块85还可生成第二移动信号，以用于在台架34内相对于患者14移动转子或旋转转子42。第三移动信号可基于运动信号被生成并被提供给转子控制模块90。转子可被旋转以使源36、准直器、多行检测器38以及平板检测器40围绕台架34内的患者14的纵轴移动360°。转子可以在单个方向上被连续地旋转超过360°。可控制源36、准直器、多行检测器38以及平板检测器40围绕患者14的移动，以在相对于患者14的所选位置和取向处获得图像数据。
可在转子42的多个环形位置中的每个处获取2D图像数据。可基于2D图像数据生成3D图像数据。而且，台架34、源36、多行检测器38以及平板检测器40可不在圆圈中被移动，而是可以另一图案被移动，诸如，螺旋形，或围绕患者14或相对于患者14的其他旋转移动。这可减少将患者暴露于辐射。图案(或路径)可以是基于成像***16(诸如，台架34)的移动的非对称的和/或非线性的。换言之，路径可以不是连续的，因为台架34可被停止并且以沿着台架34之前跟随的路径的方向往回移动。这可包括跟随台架34的先前振动。
对成像***16的输入可在输入设备32c、输入设备24、或计算***22或成像计算***32内的其他控制模块(未示出)处被接收，和/或由图像处理模块43内的其他子模块(未示出)来确定。图像处理模块43可接收请求获得患者14的图像数据的用户输入数据。输入数据可包括关于患者14上的感兴趣的区域是高对比度区域(例如，骨组织)还是低对比度区域(例如，软组织)的信息。在一个示例中，用户输入数据可包括患者14的解剖上的感兴趣的区域。图像处理模块43可基于感兴趣的区域自动地确定使用多行检测器38还是平板检测器40。例如，用户可选择(i)用于获得软组织的图像的多行检测器38，以及(ii)用于获得骨组织的图像的平板检测器40。
基于用户输入数据，图像处理模块43可生成源数据与检测器类型数据。图像处理模块43还可生成运动轮廓数据与准直器数据。源数据可包括输出x射线脉冲或者对成像***16断电的信号的信息。检测器类型数据可包括用于获取图像数据的所选的多行检测器38或平板检测器40。运动轮廓数据可包括台架34内的转子42的移动的所选轮廓。准直器数据可包括将x射线脉冲成形成准直的x射线脉冲以匹配多行检测器38与平板检测器40中的所选的一个检测器的信息。
图像处理模块43还可接收多行检测器数据与平板检测器数据作为输入。多行检测器数据可指示来自由多行检测器38所接收的经准直的x射线脉冲的能量。平板检测器数据可指示来自由平板检测器40所接收的经准直的x射线脉冲的能量。基于多行检测器数据以及平板检测器数据，图像处理模块43可生成图像数据18并可将该图像数据18输出到显示器设备32a或显示器设备20。
台架控制模块85可接收检测器类型数据与运动轮廓数据作为输入。基于检测器类型数据，台架控制***85可生成平板移动数据或多行移动数据(和/或对应的信号)。平板移动数据可包括平板检测器40移动到的所选位置，以便与源36以及准直器对齐。多行移动数据可包括多行检测器38移动到的所选位置，以便与源36以及准直器对齐。
处理器26或它的模块基于源数据可使得源36产生脉冲数据以用于准直器的控制。脉冲数据可包括至少一个x射线脉冲的脉冲数据。处理器26和/或它的模块可接收多行移动数据与经准直的脉冲数据作为输入。基于多行移动数据，多行检测器38可移动成与源36对齐。基于所接收的脉冲数据，处理器26和/或它的模块可生成多行检测器数据(和/或对应的信号)以用于图像处理模块43。处理器26和/或它的模块可接收平板移动数据与经准直的脉冲数据作为输入。基于平板移动数据，平板检测器40可移动成与源36对齐。基于所接收的脉冲数据，平板控制模块可生成平板检测器数据(和/或对应的信号)以用于图像处理模块43。
基于运动轮廓数据，台架控制模块85可生成转子移动数据(和/或对应的信号)以用于转子控制模块90。转子移动数据可指示转子42在台架34内移动的所选移动轮廓，以实现图像数据的获取。转子控制模块90可接收转子移动数据作为输入。基于转子移动数据，转子42可在台架34内被移动到期望的位置，以便获取图像数据。
传感器51可经由线(或其他点到点导电元件)被连接到处理器26、台架控制模块85、转子控制模块90、和/或***16、22、32的其他控制器和/或模块或与它们无线地通信。例如，如果传感器51被实现为IMU，则传感器51可与处理器26、台架控制模块85、转子控制模块90、和/或***16、22、32的其他控制器和/或模块无线地通信。传感器51、处理器26、台架控制模块85、以及转子控制模块90可包括具有相应的介质访问控制(MAC)模块与物理层(PHY)模块的收发器，以用于与彼此的无线通信。传感器51、处理器26、台架控制模块85、和/或转子控制模块90可提供用于台架34的移动的位置控制、速度控制、加速度控制、力控制和/或扭矩控制。***16、22、32的传感器、模块、处理器和/或控制器可彼此通信并共享本文中所公开的数据、信号和/或信息。
为了提供如上所述的六个自由度并允许用户手动地、物理地并且毫不费力地将台架34移动到位，可针对每个自由度提供零力控制***。每个零力控制***具有一个或多个输入传感器、控制器(或控制模块)、放大器、电动机、耦合构件、反馈传感器等。零力控制***可共享输入传感器、控制器、耦合构件、反馈传感器等。注意到，如果传感器51与把手53被定位成离开台架34和/或操纵杆被用于移动台架34，则传感器51可将命令信号通信到台架控制模块85。台架控制模块85可随后控制相应的致动器和/或电动机，以如所命令的在与台架34的六个自由度相关联的一个或多个方向上移动台架。
以下关于图2-5描述了零力控制***。可针对台架34的自由度中的一个或多个提供零力控制***中的每一个。换言之，虽然在图2和图4中示出两个零力控制***，但是六个零力控制***可被包括在台架34中和/或***16、22、32中的一个中。虽然主要关于是主动控制***的零力控制***描述了图2-5，但是可在没有主动控制的情况下提供零力移动以及台架的移动后位置维持。例如，抵衡(counterbalancing)与摩擦设备可被包括在移动推车30、成像***16、图像计算***32中和/或在台架34中或与台架34分开以允许(i)最小的力来移动台架34，以及(ii)台架34被保持在所选位置中。抵衡设备和摩擦设备可用于每个自由度。抵衡设备可包括，例如，可用于抵消重力的影响的砝码(weight)和/或弹簧。抵衡设备可用于克服摩擦，特别是如果台架34不是可移动(在这种情况下，较高的摩擦力可能是更普遍的)的话。摩擦设备可包括，例如，致动器、具有摩擦材料的衬垫(pad)、停止元件等。当定位台架34时，摩擦设备可将台架34保持在适当的地方，但仍然允许小量的力和/或扭矩来克服对应的摩擦，并且使得台架34可容易地被重新定位。
现在还参见图2，图2示出了台架定位***35的至少一部分(或零力控制***)100的基于力的示例。在所示的示例中，零力控制***100包括：力/扭矩输入传感器102；加法器103；控制器104(或力/扭矩模块)；放大器106；致动器(或伺服电动机)108；一个或多个耦合构件110；O形臂台架(例如，台架34或其他台架)112；以及反馈传感器114。
力/扭矩输入传感器102可以是，例如，输入传感器51和/或可包括测压元件、应变仪和/或其他力/扭矩传感器。力/扭矩输入传感器102可以是传感器51内的单个传感器、负荷传感器、或应变仪。致动器108可包括和/或被实现为电动机。致动器108可以是，例如，串联(series)弹性致动器(SEA)。作为示例，SEA可包括由电动机驱动的滚珠螺杆(ballscrew)。SEA可进一步包括轴向地安装在滚珠螺杆的端部处的弹簧(被称为串联弹簧)以提供力控制。SEA可以是线性设备或旋转设备。SEA提供对动态载荷的吸收并且被配置成防止对滚珠螺杆的损坏。弹簧在滚珠螺杆上的偏转可被感测到并被用作力反馈传感器(例如，力反馈传感器114)。
耦合构件110可包括滚珠螺杆、轴、带、链条、齿轮、滑轮、支架、弹簧、抵衡设备、摩擦设备等。耦合构件110将致动器108连接到O形臂台架112。反馈传感器114可类似于力/扭矩输入传感器102，并包括测压元件、应变仪和/或其他力/扭矩传感器。反馈传感器114可位于致动器108上、耦合构件110中的一个上、和/或O形臂台架112上。
关于图3的方法进一步描述零力控制***100。图3示出了对台架进行定位并操作零力控制***100的方法。虽然主要关于图1-2的实现描述了以下任务，但是这些任务可容易地被修改成适用于本公开的其他实现。可迭代地执行这些任务。可针对O形臂台架112的每个自由度执行这些任务。
该方法可在130处开始。在132处，力/扭矩输入传感器102检测施加到图1的把手53、操纵杆的把手、或其他移动设备的输入力和/或扭矩。力和/或扭矩可与在与单个自由度对应的单个方向上的O形臂台架112的移动相关联。力/扭矩输入传感器102生成命令信号FC，该命令信号FC指示力的量和/或扭矩的量。
在134处，加法器103从命令信号FC中减去测量到的(或检测到的)反馈信号FM。反馈信号FM可来自反馈传感器114。加法器输出误差信号ERR。在136，控制器104接收误差信号ERR并生成电动机命令信号MC。控制器104可以是比例积分微分(PID)控制器或其他合适的控制器。控制器104可基于零基准力和/或扭矩(或其他预定量的力/扭矩)来生成电动机命令信号MC。控制器104可控制致动器108补偿由误差信号ERR指示的误差并在把手53处或O形臂台架112的其他部件处提供净零力和/或扭矩(或其他预定量的力/扭矩)。这提供了抵衡。
在138处，放大器106将电动机命令信号MC放大以生成经放大的电动机命令信号AMC。在140处，电动机108基于经放大的电动机命令信号AMC输出力/扭矩的量以在特定方向上移动O形臂台架112。可在由力/扭矩输入传感器102所检测到的输入力/扭矩的方向上提供力/扭矩，以在把手53处提供零(或其他预定量)的净力/扭矩或在零(或其他预定量)的预定范围内的净力/扭矩。
在142处，反馈传感器114检测输出的力/扭矩并生成测量反馈信号FM，该测量反馈信号FM被提供给加法器103。虽然在图2中未示出，但反馈控制器114的输出可被进行信号处理以提供与力/扭矩命令信号FC可比较的力/扭矩信号。例如，反馈传感器114的输出可被提供给台架控制模块85，台架控制模块85可随后转换反馈传感器114的输出以提供与力/扭矩命令信号FC可比较的力/扭矩反馈信号FM。
在144处，如果误差信号ERR等于零(或其他预定的量)或在零(或其他预定的量)的预定范围内，则执行任务146，否则可执行任务132。在146处，O形臂台架112被保持在所选位置中。这可使用制动器、摩擦设备、和/或其他位置维持设备来完成。上文公开了一些摩擦设备。以下关于图4-5进一步描述了制动器的操作。在148处，如果经由力/扭矩输入传感器102接收到另一力/扭矩命令信号，则可执行任务134，否则，如所示的可执行任务146或者该方法可结束。
图2提供了基于单个力/扭矩的环示例。图4提供了基于位置与力/扭矩两者的双(或级联的)环示例。可使用各种技术实现针对本文中所公开的台架的自由度中的每一个的零力控制。关于图2-5描述了几种技术。虽然图4的零力控制***主要被描述为具有在位置控制环内的力/扭矩控制环，但是该零力控制***可包括速度或加速度控制环。除了位置控制环或者作为位置控制环的替代，速度或加速度控制环可被包括在内。
现在参考图1和图4，图4示出了图1的台架定位***35的至少一部分(或零力控制***)150的基于位置与力的示例。在所示的示例中，零力控制***150包括：台架控制模块85；位置输入传感器152；第一开关154，第一加法器156；位置控制器(或位置模块)158；第二开关160；力/扭矩输入传感器162；第二加法器163；第二(或力/扭矩)控制器164(或力/扭矩模块)；放大器166；致动器(或伺服电动机)168；一个或多个耦合构件170；O形臂台架(例如，台架34或其他台架)172；力/扭矩反馈传感器174；以及位置反馈传感器176。零力控制***150还可包括制动器180和/或摩擦设备。第一加法器156、位置控制器158、第二开关160、第二加法器163、力控制器164、放大器166、电动机168、耦合构件170、O形臂台架172、以及位置反馈传感器176是位置控制环182(被称作外环)的一部分。第二加法器163、力控制器164、放大器166、电动机168、耦合构件170、O形臂台架172、以及力/扭矩反馈传感器174是力/扭矩控制环184(被称为内环)的一部分。
位置输入传感器152可以是，例如，输入传感器151、操纵杆、编码器、光学编码器、和/或其他位置传感器。位置输入传感器152可以是传感器51内和/或操纵杆内的单个位置传感器、速度传感器和/或加速度传感器。力/扭矩输入传感器162可以是，例如，输入传感器51和/或可包括测压元件、应变仪和/或其他力/扭矩传感器。力/扭矩输入传感器162可以是传感器51内的单个传感器、负荷传感器、或应变仪。致动器168可包括和/或被实现为电动机。致动器168可以是，例如，SEA。弹簧在SEA的滚珠螺杆上的偏转可被感测到并用作力反馈传感器(例如，力/扭矩反馈传感器174)。
耦合构件170可包括滚珠螺杆、轴、带、链条、齿轮、滑轮、支架、弹簧、抵衡设备、摩擦设备等。耦合构件170将致动器168连接到O形臂台架172。力/扭矩反馈传感器174可以与力/扭矩输入传感器162类似并包括一个或多个测压元件、应变仪和/或其他力/扭矩传感器。力/扭矩反馈传感器174可位于致动器168上、耦合构件170中的一个上、和/或O形臂台架172上。位置反馈传感器176可与位置输入传感器152类似并可包括一个或多个编码器、光学传感器和/或其他位置传感器。
关于图5的方法进一步描述零力控制***150。图5示出了对台架进行定位并操作零力控制***150的方法。虽然主要关于图1和图4的实现描述了以下任务，但是这些任务可容易地被修改成适用于本公开的其他实现。可迭代地执行这些任务。可针对O形臂台架172的每个自由度执行这些任务。
该方法可在200处开始。开关154、160根据操作模式可在200处被闭合或可以在200处处于闭合状态。第一开关154控制是否基于位置命令信号执行位置控制。第二开关控制是否经由位置控制环182提供位置控制。
在202处，位置输入传感器152生成位置命令信号PC。由位置命令信号PC指示的位置可与在与单个自由度对应的单个方向上的O形臂台架112的移动相关联。在204处，第一加法器156将位置命令信号PC与测量的位置反馈信号PM求和以生成位置误差信号PERR。在206处，位置控制器158接收位置误差信号并生成第一力命令信号FC1，该第一力命令信号FC1可指示力的量或扭矩的量。位置控制器158可以是PID控制器或其他合适的控制器。第一力命令信号FC1可基于位置误差信号PERR，以及例如，使位置误差与力/扭矩命令值相关的表。
在207处，力/扭矩输入传感器162可生成第二力/扭矩命令信号FC2，该第二力/扭矩命令信号FC2可指示第二量的力和/或第二量的扭矩。力和/或扭矩可与在与单个自由度对应的单个方向上的O形臂台架172的移动相关联。
在208处，第二加法器163对第一力/扭矩命令信号FC1与来自力/扭矩输入传感器162的第二力/扭矩命令信号FC2进行求和。力/扭矩反馈信号FM被从FC1和FC2的和中减去。相减的结果被提供为力/扭矩误差信号FERR。
在210处，力/扭矩控制器164接收力/扭矩误差信号FERR并生成电动机命令信号MC。力/扭矩控制器164可以是PID控制器或其他合适的控制器。力/扭矩控制器164可基于零基准力和/或扭矩(或其他预定量的力/扭矩)来生成电动机命令信号MC。力/扭矩控制器164可控制致动器168补偿由力/扭矩误差信号FERR指示的误差并在把手53处或O形臂台架172的其他部件处提供净零力和/或扭矩(或其他预定量的力/扭矩)。这提供了抵衡。
在212处，放大器166放大电动机命令信号MC以生成经放大的电动机命令信号AMC。在214处，电动机168基于经放大的电动机命令信号AMC输出一定量的力/扭矩以在特定方向上移动O形臂台架172。可在由力/扭矩输入传感器162所检测到的输入力/扭矩的方向上或在由位置输入传感器152所指示的方向上提供力/扭矩。这在把手53处提供了零(或其他预定量的力/扭矩)的净力/扭矩或零(或其他预定量的力/扭矩)的预定范围内的净力/扭矩。
在216处，力/扭矩反馈传感器174检测输出的力/扭矩并生成测量的力/扭矩反馈信号FM，该力/扭矩反馈信号FM被提供给第二加法器163。虽然在图4中未示出，但力/扭矩反馈传感器174的输出可被进行信号处理以提供与力/扭矩命令信号FC1、FC2可比较的力/扭矩信号。例如，力/扭矩反馈传感器174的输出可被提供给台架控制模块85，台架控制模块85可随后转换力/扭矩反馈传感器174的输出以提供与力/扭矩命令信号FC1、FC2可比较的力/扭矩反馈信号FM。
在218处，位置反馈传感器176可生成位置反馈信号PM，该位置反馈信号PM被提供给第一加法器156。位置反馈信号PM可指示O形臂台架172的对应运动自由度的位置。虽然在图4中未示出，但是位置反馈传感器176的输出可被进行信号处理以提供与位置命令信号PC可比较的位置信号。例如，位置反馈传感器176的输出可被提供给台架控制模块85，台架控制模块85可随后转换位置反馈传感器176的输出以提供与位置命令信号PC可比较的位置反馈信号PM。
在220处，如果位置误差信号PERR和/或力/扭矩误差信号FERR等于零和/或在零的预定相应范围内，则可执行任务222，否则，可执行任务202或207。
在222处，O形臂台架172被保持在所选位置中。这可使用制动器180、摩擦设备、和/或其他位置维持设备来完成。上文公开了一些摩擦设备。台架控制模块可监测命令信号PC、FC1、FC2、误差信号PERR、FERR、和/或反馈信号FM、PM并基于这些信号控制制动器180。在224处，如果经由输入传感器152、162接收到另一位置命令信号和/或力/扭矩命令信号，则可执行任务204和/或207，否则，可如所示的执行任务222或者该方法可结束。
替代地，台架控制模块85可打开开关154，使得所选位置经由位置控制环PM而被维持(其中位置命令信号PC是零，因为开关是打开的)。当位置命令信号为零时，这向位置控制环指示维持当前位置。当第一开关154处于“打开”状态时，位置控制环可不从位置输入传感器152接收输入。第一开关154可被打开以维持当前位置，例如，经由位置输入传感器152和/或力/扭矩输入传感器162先前选择的位置。作为结果，位置控制环182从控制O形臂台架172的移动(或以移动控制模式操纵)被转换到维持O形臂台架172的位置(或以位置维持模式操作)。
如果第一开关154是打开的，则O形臂台架172可以经由力/扭矩输入传感器162***纵到所选位置中。一旦O形臂台架172处于所选位置中，力/扭矩输入传感器162的输出可返回到零。位置控制环182可随后将O形臂台架172保持在所选位置中。
以上描述的图3和图5的任务旨在是示例性的示例；取决于应用，可顺序地、同步地、同时地、连续地、在重叠的时间周期期间或以不同的顺序执行任务。而且，根据事件的实现和/或事件的序列，任务中的任何一个可不被执行或被跳过。
除了图4的控制环组合之外的级联的控制环组合可被实现。控制环组合的内环和外环可基于控制环的配置检测位置、速度、以及力/扭矩。以下的表1提供了级联的内环与外环组合的示例以及由环中的每一个检测并控制的相应的参数。
以上描述的示例提供了由用户以最小努力对台架34的迅速定位。对台架的快速定位减少了外科手术准备时间。由于由零力控制***针对台架的每个运动自由度所提供的抵衡，可以以最小施加的用户力来移动台架。可在不需要第二个人的情况下移动台架，因为用户由于对应部件(例如，图1的把手53)、操纵杆和/或其他输入控制设备的放置而可容易地移动台架并看到感兴趣的区域。
本公开所描述的无线通信可完全或部分遵从IEEE标准802.11-2012、IEEE标准802.16-2009、IEEE标准802.20-2008,和/或蓝牙核心规范v4.0来实施。在各种实现中，蓝牙核心规范v4.0可由蓝牙核心规范附录2、3、或4中的一个或多个来修改。在各种实现中，IEEE802.11-2012可由草案IEEE标准802.11ac、草案IEEE标准802.11ad,和/或草案IEEE标准802.11ah。
以上描述本质上仅是示例性的并且绝非旨在限制本公开、其应用或者使用。可以各种形式实现本公开的广泛教示。因此，虽然本公开包括特定示例，本公开的真实范围不应该如此受限，因为当研究附图、说明书以及所附权利要求书时，其他修改将变得显而易见。如本文中所使用的，词组“A、B、以及C中的至少一个”应该被解释成以为着使用非排他逻辑“或”的逻辑(A“或”B“或”C)，并且不应当被解释成意味着“A中的至少一个、B中的至少一个、以及C中的至少一个”。应当理解，可在不改变本公开的原理的情况下以不同的顺序(或者同时地)执行方法内的一个或多个步骤。
在本申请中(包括以下的定义)，术语“模块”或术语“控制器”可用术语“电路”来代替。术语“模块”可指代以下各项、是以下各项的一部分、或者包括：专用集成电路(ASIC)；数字电路、模拟电路、或混合的模拟/数字分立电路；数字电路、模拟电路、或混合的模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享的，专用的，或者组)；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享的，专用的，或者组)；提供所描述功能的其他合适的硬件部件；或者以上中的一些或所有的组合，诸如片上***。
模块可包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可包括被连接到局域网(LAN)、互联网、广域网(WAN)或者它们的组合的有线或无线的接口。本公开的任何给定模块的功能可在经由接口电路被连接的多个模块之间分配。例如，多个模块可允许负载平衡。在进一步的示例中，服务器(也被称为远程、或云)模块可代表客户模块实现一些功能。
如以上所使用的术语代码可包括软件、固件和/或微码，并且可指代程序、例程、功能、类、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路包含执行来自多个模块的一些代码或所有代码的单个处理器电路。术语组处理器电路包含执行来自一个或多个模块的一些代码或所有代码的与附加处理器电路组合的处理器电路。对多个处理器电路的引用包括在分立管芯上的多个处理器电路、在单个管芯上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个核、单个处理器电路的多条线程、或者以上的组合。术语共享存储器电路包含存储来自多个模块的一些代码或所有代码的单个存储器电路。术语组存储器电路包含存储来自一个或多个模块的一些代码或所有代码的与附加存储器组合的存储器电路。
术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。如本文中所使用的术语计算机可读介质不包含通过介质传播的暂态电信号或电磁信号(诸如，在载波上的)；术语计算机可读介质可因此被认为是有形的并且非暂态的。非暂态、有形的计算机可读介质的非限制示例是非易失存储器电路(诸如，闪存存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路、或掩码只读存储器电路)、易失存储器电路(诸如，静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁存储介质(诸如，模拟或数字磁带或硬盘驱动器)、以及光存储介质(诸如，CD、DVD、或者蓝光盘)。
本公开中所描述的装置和方法可部分地或完全地由专用计算机来实现，该专用计算机通过将通用计算机配置成执行计算机程序中体现的一个或多个特定功能来创建。以上描述的功能块、流程图部件、以及其他元件用作软件规范，其可通过有技能的技术员或程序员的日常工作被翻译成计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非暂态、有形计算机可读介质上的计算机可执行指令。计算机程序还可包括或依赖于存储的数据。计算机程序可包含与专用计算机的硬件交互的基础输入/输出***(BIOS)、与专用计算机的特定设备交互的设备驱动器、异或多个操作***、用户应用、背景服务、背景应用等。
计算机程序可包括：(i)将被解析的描述性文本，诸如HTML(超文本标记语言)或者XML(可延伸标记语言)，(ii)汇编码，(iii)从源代码由表一起生成的目标代码，(iv)由解释器执行的源代码，(v)由即时编译器边缘并执行的源代码等。仅作为示例，源代码可使用来自以下语言的语法被写出：C,C++,C#,Objective C,Haskell,Go,SQL,R,Lisp,Fortran,Perl,Pascal,Curl,OCaml,HTML5,Ada,ASP(动态服务器网页),PHP,Scala,Eiffel,Smalltalk,Erlang,Ruby,VisualLua,以及
权利要求书中所记载的元件都不是旨在是35U.S.C.§112(f)的意义内的装置加功能元件，除非元件使用词组“用于……的装置”明确记载，或者在使用词组“用于……的操作”或“用于……的步骤”的方法权利要求的情况中。

Claims (20)

1.一种***，包括：
第一输入传感器，所述第一输入传感器被配置成：(i)检测由用户在第一方向上施加在x射线扫描仪台架的第一部件上的第一量的力或扭矩，以及(ii)生成第一输入命令信号，其中所述第一输入命令信号指示所述第一量的力或扭矩；
第一加法器，所述第一加法器被配置成基于所述第一输入命令信号以及第一反馈信号生成第一误差信号；
第一控制器，所述第一控制器被配置成基于所述误差信号控制电动机的操作以：(i)减少所述第一误差信号，(ii)在所述第一方向上提供所述x射线扫描仪台架的抵衡，以及(iii)在所述第一方向上提供所述x射线扫描仪台架上的净力或扭矩，所述净力或扭矩等于预定值或在所述预定值的预定范围内；以及
第一反馈传感器，所述第一反馈传感器被配置成：(i)检测在所述第一方向上被施加在所述x射线扫描仪台架上的第二量的力或扭矩作为所述电动机的受控制操作的结果，以及(ii)基于所检测到的第二量的力或扭矩生成所述第一反馈信号。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述预定值是零。
3.如权利要求1和2中任一项所述的***，其特征在于，所述第一部件是安装在所述第一输入传感器上的把手。
4.如权利要求1至3中任一项所述的***，其特征在于：
所述第一控制器被配置成基于所述第一误差信号生成电动机命令信号；并且
所述电动机被配置成，基于所述电动机命令信号在所述第一方向上将所述第二量的力或扭矩施加在所述x射线扫描仪台架上。
5.如权利要求1到4中任一项所述的***，其特征在于，所述第一输入传感器包括测压单元或应变仪。
6.如权利要求1到5中任一项所述的***，进一步包括被配置成生成输出信号的第二控制器，
其中所述第一加法器被配置成，基于所述输出信号生成所述第一误差信号。
7.如权利要求6所述的***，进一步包括：
第二输入传感器，所述第二输入传感器被配置成：(i)检测所述第一部件的移动，以及(ii)生成第二输入命令信号，其中所述第二输入命令信号命令所述x射线扫描仪台架在所述方向上的移动；
第二加法器，所述第二加法器被配置成基于所述第二输入命令信号以及第二反馈信号生成第二误差信号，
其中，所述第二控制器被配置成，基于所述第二误差信号生成所述输出信号；以及
第二反馈传感器，所述第二反馈传感器被配置成基于所述电动机的受控制操作的结果生成所述第二反馈信号。
8.如权利要求7所述的***，进一步包括：
开关，所述开关被配置成将所述第二输入传感器连接到所述第二加法器，以将所述x射线扫描仪台架移动到用户选择的位置；以及
控制模块，所述控制模块被配置成改变所述开关的状态以维持所述x射线扫描仪台架的所述用户选择的位置，作为由所述用户施加在所述第一部件上的所述第一量的力或扭矩的结果。
9.如权利要求7所述的***，进一步包括：
开关，所述开关被配置成断开所述***的位置控制环，其中，所述位置控制环包括所述第二加法器、所述第二控制器以及所述第二反馈传感器；以及
控制模块，所述控制模块被配置成改变所述开关的状态以在第一模式与第二模式之间转换，其中
在所述第一模式期间，所述位置控制环被连接，并且所述第一控制器正基于所述第一输入命令信号以及所述第二输入命令信号两者提供所述净力或扭矩，并且
在所述第二模式期间，所述位置控制环被断开，并且所述第一控制器正基于所述第一输入命令信号而不基于所述第二输入命令信号提供所述净力或扭矩。
10.一种***，包括：
输入传感器，所述输入传感器被配置成：(i)检测由用户对x射线扫描仪台架的第一部件的移动，以及(ii)生成输入命令信号，其中所述输入命令信号命令所述x射线扫描仪台架在一方向上的移动；
加法器，所述加法器被配置成基于所述输入命令信号以及反馈信号生成误差信号；
控制器，所述控制器被配置成基于所述误差信号控制电动机的操作以：(i)减少所述误差信号，(ii)在所述方向上提供所述x射线扫描仪台架的抵衡，以及(iii)在所述方向上提供所述x射线扫描仪台架上的净力，所述净力等于预定值或在所述预定值的预定范围内；以及
反馈传感器，所述反馈传感器被配置成：(i)检测所述x射线扫描仪台架在所述方向上的移动作为所述电动机的受控制操作的结果，以及(ii)基于所检测到的移动生成所述反馈信号。
11.如权利要求10所述的***，其特征在于，所述预定值是零。
12.如权利要求10和11中任一项所述的***，其特征在于，所述第一部件是安装在所述输入传感器上的把手。
13.如权利要求10至12中任一项所述的***，其特征在于：
所述控制器被配置成基于所述误差信号生成电动机命令信号；并且
所述电动机被配置成，基于所述电动机命令信号在所述方向上移动所述x射线扫描仪台架。
14.如权利要求10到13中任一项所述的***，其特征在于，基于所述第一部件的位置的改变、所述第一部件的速度的改变、或者所述第一部件的加速度的改变来检测所述第一部件的所述移动。
15.如权利要求10到14中任一项所述的***，其特征在于：
所述输入命令信号指示所述第一部件的位置；并且
所述反馈信号指示所述x射线扫描仪的第二部件的位置。
16.一种方法，包括：
经由第一输入传感器检测由用户在第一方向上施加在x射线扫描仪台架的部件上的第一量的力或扭矩；
生成第一输入命令信号，其中，所述第一输入命令信号指示所述第一量的力或扭矩；
基于所述第一输入命令信号以及第一反馈信号生成第一误差信号；
基于所述误差信号控制电动机的操作以：(i)减少所述第一误差信号，(ii)在所述第一方向上提供所述x射线扫描仪台架的抵衡，以及(iii)在所述第一方向上提供所述x射线扫描仪台架上的净力或扭矩，所述净力或扭矩等于预定值或在所述预定值的预定范围内；
经由第一反馈传感器检测在所述第一方向上施加在所述x射线扫描仪台架上的第二量的力或扭矩作为所述电动机的受控制操作的结果；以及
基于所述第二量的力或扭矩生成所述第一反馈信号。
17.如权利要求16所述的方法，进一步包括经由控制器生成输出信号，
其中基于所述输出信号生成所述第一误差信号。
18.如权利要求17所述的方法，进一步包括：
经由第二输入传感器检测所述部件的移动；
生成第二输入命令信号，其中所述第二输入命令信号命令所述x射线扫描仪台架在所述方向上的移动；
基于所述第二输入命令信号以及第二反馈信号生成第二误差信号，
其中基于所述第二误差信号生成所述输出信号；以及
经由第二反馈传感器基于所述电动机的受控制操作的结果生成所述第二反馈信号。
19.如权利要求18所述的方法，进一步包括：
经由开关将所述第二输入传感器连接到加法器，以将所述x射线扫描仪台架移动到用户选择的位置；以及
改变所述开关的状态以维持所述x射线扫描仪台架的所述用户选择的位置，作为由所述用户施加在所述部件上的所述第一量的力或扭矩的结果。
20.如权利要求18所述的方法，进一步包括：
经由开关断开位置控制环，其中所述位置控制环包括所述第二反馈传感器；以及
改变所述开关的状态以在第一模式与第二模式之间转换，其中
在所述第一模式期间，所述位置控制环被连接，并且经由所述电动机基于所述第一输入命令信号以及所述第二输入命令信号两者提供所述净力或扭矩，并且
在所述第二模式期间，所述位置控制环被断开，并且基于所述第一输入命令信号而不基于所述第二输入命令信号提供所述净力或扭矩。
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