具有可变孔隙组件的微型C形臂的制作方法

本发明一般地涉及成像系统，并且更具体地涉及移动成像系统，诸如像微型c形臂(c-arm)，其具有用于调节x射线场的与x射线源相关联的可变孔隙组件。

背景技术：

1、微型c形臂是移动成像系统，其提供用于对患者的骨骼和/或组织(统称为患者的解剖结构)进行成像的非侵入性手段。微型c形臂是移动式荧光镜，其通常包括移动基座、臂组件以及包括x射线源和检测器的c形臂组件。

2、例如，参照图1，示出了微型c形臂100的常规实施例。如图所示，微型c形臂100包括基座120、c形臂组件150和用于将c形臂组件150耦接到基座120的臂组件130。如图所示，基座120可以包括平台122和从平台122的底表面延伸的多个轮子124，使得操作者可以根据需要可移动地定位基座120并因此定位微型c形臂100。轮子124可由操作者选择性地锁定，使得当处于锁定状态时，轮子124允许操作者操纵臂组件130而不改变基座120的位置或方位。基座120还可包括柜体126。如本领域普通技术人员将理解的，柜体126可以被设定尺寸并被配置用于存储例如用于操作微型c形臂100的控件(未示出)、微型c形臂100的操作所需的电气部件(未示出)、平衡c形臂组件150的延伸所需的配重(未示出)、制动系统、线缠绕件等。柜体126还可以包括例如键盘、一个或多个监视器、打印机等。

3、臂组件130可包括第一臂132和第二臂134，尽管可以设想臂组件130可包括更少或更多数量的臂，例如一个、三个、四个等。臂组件130使得c形臂组件150能够相对于基座120进行可变放置。如示例性实施例中所示，臂组件130，更具体地第一臂132，可经由可竖直调节的连接件耦接到基座120。也可以设想用于将臂组件130耦接到基座120的其它机构，包括例如可枢转的连接机构。第二臂134可经由接合组件耦接到第一臂132，以使第二臂134能够相对于第一臂132移动。此外，第二臂134可以通过轨道安装件170耦接到c形臂组件150，如将在下面更详细地描述的。这样布置，臂组件130使得c形臂组件150能够相对于基座120可移动地定位。

4、如前所述，微型c形臂100还包括c形臂组件150。c形臂组件150包括源152、检测器154以及用于耦接到源152和检测器154的中间主体部分156。如本领域普通技术人员将容易知晓的，成像部件(例如，x射线源152和检测器154)接收光子并将光子/x射线转换成可操纵的电信号，该电信号被传输到图像处理单元(未示出)。图像处理单元可以是现在已知或以后开发的任何合适的硬件和/或软件系统，用于接收电信号并将电信号转换成图像。接着，图像可以显示在监视器或tv屏幕上。图像也可以被存储、打印等。图像可以是单个图像或多个图像。

5、c形臂组件150的中间主体部分156包括弯曲或弓形构造。例如，中间主体部分156可以具有基本上“c”或“u”形，尽管可以设想其它形状。中间主体部分156包括主体部分158以及分别用于耦接到源152和检测器154的第一端部分160和第二端部分162。在一些实施例中，中间主体部分156的主体部分158和第一端160及第二端162可一体形成。另选地，中间主体部分156的这些部分可以分别形成并耦接在一起。x射线源152和检测器154通常安装在c形臂组件150的相对端部上，并且相对于彼此处于固定关系。x射线源152和检测器154被c形臂组件150充分地间隔开以在它们之间限定间隙，在其中患者的解剖结构可以插入在x射线束的路径中。如图所示，c形臂组件150可包括用于将c形臂组件150耦接到臂组件130的轨道安装件170。主体部分158相对于轨道安装件170旋转或轨道运动，以在相对于患者的待照射的解剖结构的部分定位成像部件方面提供多功能性。

6、在一些情况下，期望获得患者解剖结构的多个x射线视图。例如，在对患者的手、腕、肘、脚等进行矫形外科手术(orthopedic surgery)期间，可以使用各种内部和/或外部硬件设备，诸如像骨板、螺钉、销、线等(在此统称为矫形设备，意图不在于进行限制)。对于这些过程，外科医生可能想要以不同角度采集多个x射线视图，以例如评估植入物放置的深度。利用当前技术，这可以通过从检测器移开患者的解剖结构并且相对于患者重新放置成像部件和/或通过改变患者的解剖结构相对于x射线源和检测器的位置来实现。这些方法需要移动患者的解剖结构，是不期望的，特别是在进行手术或评估损伤程度时。

7、本文的改进对于这些和其它考虑而言可以是有用的。

技术实现思路

1、提供
技术实现要素：
以便以简化的形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

2、本文公开了一种微型c形臂成像设备。在一个实施例中，微型c形臂成像设备包括c形臂组件、可移动基座和将c形臂组件耦接到可移动基座的臂组件。c形臂组件包括第一端、第二端以及在第一端和第二端之间延伸的弯曲的中间主体部分。c形臂组件还包括邻近第一端的x射线源和在第二端处的检测器，弯曲的中间主体部分限定在第一端和第二端之间延伸的弧长。x射线源能够沿着弯曲的中间主体部分的弧长并相对于检测器移动以使得微型c形臂能够在x射线源处于弯曲的中间主体部分上的第一位置时采集第一图像并在x射线源处于弯曲的中间主体部分上的第二位置时采集第二图像，第二位置与第一位置不同，使得患者的解剖结构的第一图像和第二图像以相对于患者的解剖结构的不同角度获取并且在不移动患者的解剖结构的情况下采集。c形臂组件还包括孔隙组件，孔隙组件可操作地耦接到x射线源，使得x射线束从x射线源穿过孔隙组件并到达检测器上。孔隙组件包括限定孔隙的第一叶片、第二叶片、第三叶片和第四叶片，第一叶片和第二叶片放置在孔隙的相对侧上，第三叶片和第四叶片放置在孔隙的相对侧上并且与第一叶片和第二叶片正交，第一叶片、第二叶片、第三叶片和第四叶片中的每一个被独立控制以调节视场。

3、在一个实施例中，孔隙组件包括分别可操作地耦接到第一叶片、第二叶片、第三叶片和第四叶片的第一电机、第二电机、第三电机和第四电机。

4、在一个实施例中，孔隙组件还包括第一导螺杆、第二导螺杆、第三导螺杆和第四导螺杆，第一导螺杆将第一电机耦接到第一叶片，第二导螺杆将第二电机耦接到第二叶片，第三导螺杆将第三电机耦接到第三叶片，并且第四导螺杆将第四电机耦接到第四叶片。

5、在一个实施例中，孔隙组件包括旋转电机和驱动带，驱动带在旋转电机和孔隙组件的径向齿轮之间延伸，使得旋转电机的启动使孔隙组件相对于x射线源旋转。

6、在一个实施例中，孔隙组件包括位置感测系统以检测x射线源的移动，在检测到x射线源的移动时，旋转电机自动使孔隙组件旋转以匹配x射线源的移动。

7、在一个实施例中，孔隙组件包括多个轴承，多个轴承嵌在形成于孔隙组件中的对应凹槽中以引导孔隙组件的旋转。

8、在一个实施例中，孔隙组件包括传感器以检测第一叶片、第二叶片、第三叶片和第四叶片中的每一个的位置。

9、在一个实施例中，孔隙组件包括第一子组件和第二子组件，第一子组件包括第一叶片和第二叶片，第二子组件包括第三叶片和第四叶片。

10、在一个实施例中，传感器是放置在第一子组件和第二子组件之间的电感传感器pcb。

11、在一个实施例中，传感器pcb包括上表面、下表面以及第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈，第一线圈和第二线圈放置在上表面中并且分别与第一叶片和第二叶片对准，第三线圈和第四线圈放置在下表面中并且分别与第三叶片和第四叶片对准，并且其中第一叶片、第二叶片、第三叶片和第四叶片中的每一个包括目标，使得叶片的移动引起相应目标相对于相应线圈移动，从而产生作为结果的电磁场。

12、在一个实施例中，孔隙组件包括预准直器和过滤器以衰减入射x射线束，预准直器在入射x射线束穿过孔隙之前减小入射x射线束的尺寸。

13、在一个实施例中，孔隙组件实现定制放大视图，以使得操作者能够调节从x射线源发射的x射线束的尺寸以选择期望的视场。

14、在一个实施例中，患者的解剖结构的第一图像和第二图像是患者的解剖结构的不同射线照相视图。

15、在一个实施例中，患者的解剖结构的第一图像和第二图像被组合成患者的解剖结构的三维渲染。

16、在替代实施例中，公开了一种用于使用微型c形臂生成患者解剖结构的定制放大图像的方法。在一个实施例中，微型c形臂包括具有独立控制的孔隙叶片的孔隙组件。该方法包括获取放置在微型c形臂的检测器上的患者的解剖结构的初始x射线；选择患者的解剖结构的感兴趣区域；调节微型c形臂的独立控制的孔隙叶片以将发射的x射线束聚焦到所选择的感兴趣区域；以及数字放大所选择的感兴趣区域以生成患者的解剖结构的放大图像，而不从检测器移开患者的解剖结构。

17、在一个实施例中，自动地执行数字放大所选择的感兴趣区域。

18、在一个实施例中，在操作者输入时执行数字放大所选择的感兴趣区域。

19、在一个实施例中，数字放大所选择的感兴趣区域包括将图像放大由用户输入的百分比。

20、在一个实施例中，数字放大所选择的感兴趣区域包括百分比放大率，百分比放大率是基于被成像的解剖结构的预设放大率。

21、在一个实施例中，选择患者的解剖结构的感兴趣区域包括使用用户接口，用户接口包括可操作地耦接到计算机系统的控制面板，控制面板包括开关或按钮的阵列以使得操作者能够通过循环通过初始x射线的部分或翻动通过从初始x射线获取的一系列图像来选择感兴趣区域。

22、在一个实施例中，选择患者的解剖结构的感兴趣区域包括可操作地耦接到计算机系统的脚踏板，脚踏开关包括脚踏开关阵列，以使得操作者能够循环通过初始x射线的不同区域来选择感兴趣区域。

23、在一个实施例中，选择患者的解剖结构的感兴趣区域包括键盘、触摸屏或其组合中的一者，以使得操作者能够选择感兴趣区域。

24、在一个实施例中，获取放置在微型c形臂的检测器上的患者的解剖结构的初始x射线包括获取患者的解剖结构的全视图的图像。