專利名稱：自動協(xié)助移動圖像獲取的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來說，本文中的主題涉及圖像獲取，更具體來說，涉及協(xié)助受檢者的圖像獲取 的方法和布置。雖然以上描述指的是醫(yī)療成像，但是該系統(tǒng)也可適用于工業(yè)成像。
背景技術(shù)：
醫(yī)療成像系統(tǒng)包括各種各樣的成像形態(tài)，諸如χ射線系統(tǒng)、計算機(jī)斷層掃描(CT) 系統(tǒng)等等。醫(yī)療成像系統(tǒng)例如通過暴露于如穿過患者的X射線之類的能量源來產(chǎn)生如患者 之類的對象的圖像。所產(chǎn)生的圖像可用于許多目的。例如，可檢測對象中的內(nèi)部缺陷。另 外，可確定內(nèi)部結(jié)構(gòu)或?qū)?zhǔn)的變化。還可表示對象內(nèi)的流體流動。此外，圖像可表明患者體 內(nèi)的對象是否存在。從醫(yī)療診斷成像得到的信息在包括醫(yī)學(xué)和制造的許多領(lǐng)域中得到應(yīng) 用。某種常規(guī)醫(yī)療成像系統(tǒng)包括移動C型臂系統(tǒng)。移動C型臂系統(tǒng)可用于例如普通外 科、血管手術(shù)和心臟手術(shù)。常規(guī)移動C型臂系統(tǒng)配備有與放射檢測器(例如圖像增強(qiáng)器) 呈相對關(guān)系的放射源或發(fā)射器，并且兩者都相對于被成像受檢者移動。當(dāng)將受檢者定位在 放射源與檢測器之間時，使C型臂系統(tǒng)移動和旋轉(zhuǎn)，以便使輻射從各種方向經(jīng)過被成像受 檢者。當(dāng)輻射經(jīng)過受檢者時，解剖結(jié)構(gòu)引起經(jīng)過被成像受檢者并且在檢測器接收的輻射的 可變衰減。檢測器將經(jīng)衰減的輻射轉(zhuǎn)換成診斷評估中采用的圖像。在圍繞這類成像系統(tǒng)的 典型醫(yī)療過程中，多個內(nèi)科醫(yī)生、護(hù)士和技工位于很接近被成像受檢者之處。

發(fā)明內(nèi)容
需要一種移動成像系統(tǒng)，它可容易地和自動地定位在擁擠工作環(huán)境中的任意位 置。上述需要通過本文在以下描述中所述的實施例來解決。根據(jù)一個實施例，提供一種受檢者的移動圖像獲取的方法。該方法包括下列步驟 提供支承在移動裝置上的成像系統(tǒng)，以便引導(dǎo)成像系統(tǒng)在地面上的移動；釋放對移動裝置 的移動的限制；指示支承成像系統(tǒng)的移動裝置移動到用于受檢者的圖像獲取的第一位置； 接收移動裝置位于第一位置的反饋；以及施加制動力以限制移動裝置的移動，其中施加制 動力的步驟包括從移動裝置產(chǎn)生電磁力以限制移動裝置相對于附連在地面上的板的移動。根據(jù)另一個實施例，提供一種執(zhí)行受檢者的圖像獲取的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括成像系 統(tǒng)，可操作以執(zhí)行受檢者的圖像獲取；移動裝置，可操作以使成像系統(tǒng)在地面上移動；制動 系統(tǒng)，它限制移動裝置相對于地面的移動；與成像系統(tǒng)、移動裝置和制動系統(tǒng)進(jìn)行通信的控 制器，控制器包括存儲器，所述存儲器具有指示過程執(zhí)行下列步驟的多個程序指令指示支 承成像系統(tǒng)的移動裝置移動到用于受檢者的圖像獲取的第一位置；接收移動裝置位于第一位置的反饋；以及施加制動力以限制移動裝置的移動，其中施加制動力的步驟包括從移動 裝置產(chǎn)生電磁力以限制移動裝置相對于附連在地面上的板的移動。根據(jù)又一個實施例，提供一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，它控制由支承在移動裝置上以便 在地面上移動的成像系統(tǒng)進(jìn)行的圖像獲取。計算機(jī)程序產(chǎn)品包括計算機(jī)可讀介質(zhì)，其上存 儲了計算機(jī)可執(zhí)行指令供處理器執(zhí)行，以便執(zhí)行下列步驟指示支承成像系統(tǒng)的移動裝置 移動到用于受檢者的圖像獲取的第一位置；接收移動裝置位于第一位置的反饋；以及施加 制動力以限制移動裝置的移動，其中施加制動力的步驟包括從移動裝置產(chǎn)生電磁力以限制 移動裝置相對于附連在地面上的板的移動。本文描述變化范圍的系統(tǒng)、方法和計算機(jī)程序產(chǎn)品。除了這個概述中所述的方面 和優(yōu)點之外，通過參照附圖以及參照以下詳細(xì)描述，其它方面和優(yōu)點將會變得顯而易見。


圖1示出本文中所描述的主題的移動成像系統(tǒng)的一個實施例的示意圖。圖2示出選擇性地限制圖1的移動平臺部件和成像系統(tǒng)的移動的制動系統(tǒng)的一個 實施例的詳細(xì)示意圖，所述制動系統(tǒng)處于待機(jī)或縮進(jìn)狀態(tài)。圖3示出選擇性地限制圖1的移動平臺部件和成像系統(tǒng)的移動的制動系統(tǒng)的一個 實施例的詳細(xì)示意圖，所述制動系統(tǒng)處于對圖1的移動裝置和成像系統(tǒng)的移動限制或鉗制 狀態(tài)中。圖4示出導(dǎo)航與圖1的成像系統(tǒng)結(jié)合的移動裝置的方法的一個實施例的示意流程 圖。圖5示出管理圖1的成像系統(tǒng)的運(yùn)輸和限制的圖1的移動托架系統(tǒng)的一個實施例 的流程圖。圖6說明根據(jù)本文中所描述的主題、支承在與制動系統(tǒng)結(jié)合的移動裝置上的成像 系統(tǒng)的一個實施例，所述制動系統(tǒng)處于釋放狀態(tài)。圖7說明根據(jù)本文中所描述的主題、支承在與制動系統(tǒng)結(jié)合的移動裝置上的成像 系統(tǒng)的一個實施例，所述制動系統(tǒng)處于限制狀態(tài)。圖8示出與圖6和圖7的制動系統(tǒng)結(jié)合來限制移動裝置及支承在其上的成像系統(tǒng) 的移動的板或插入件的一個實施例。圖9說明根據(jù)本文中所描述的主題、支承在與制動系統(tǒng)結(jié)合的移動裝置上的成像 系統(tǒng)的另一個實施例，所述制動系統(tǒng)處于釋放狀態(tài)。圖10說明根據(jù)本文中所描述的主題、操作與移動成像系統(tǒng)結(jié)合的制動系統(tǒng)的方 法的一個實施例的示意流程圖。
具體實施例方式在以下詳細(xì)描述中，參照構(gòu)成其部分的附圖，附圖中通過舉例說明的方式示出可 實施的具體實施例。對這些實施例進(jìn)行足夠詳細(xì)的描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤?這些實施例，并且要理解，可利用其它實施例，并且可進(jìn)行邏輯的、機(jī)械的、電氣的和其它變 更，而沒有背離實施例的范圍。因此，以下詳細(xì)描述并不是要理解為限制性的。圖1示出本文中所描述的主題的受檢者或患者8的圖像獲取的系統(tǒng)5。系統(tǒng)5的一個實施例可包括如X射線機(jī)10之類的成像系統(tǒng)，X射線機(jī)10可操作以使X射線經(jīng)過受 檢者或患者8，然后檢測和處理所獲取的圖像數(shù)據(jù)以用于解釋。然而，成像系統(tǒng)的類型(例 如，計算機(jī)斷層掃描(CT)、超聲波(US)、電子束斷層掃描(EBT)、磁共振(MR)、熒光鏡、血管 造影、正電子電子發(fā)射(PET)等等)可改變。X射線機(jī)10的一個實施例是脈管類型，并且位于檢查室或手術(shù)室或者混合室中 (以標(biāo)記為12的框的形式來表示)。可遠(yuǎn)程操作X射線機(jī)10，例如使得可保護(hù)操作人員免 于輻射。備選地，X射線機(jī)10可放在檢查室或手術(shù)室12中，使得衛(wèi)生保健提供者可在對患 者8執(zhí)行醫(yī)療程序的同時查看所獲取的圖像數(shù)據(jù)。X射線機(jī)10可包括掃描架13，掃描架13包括可在圍繞患者8的空間的至少二維中 旋轉(zhuǎn)的臂14。臂14 一般可為C形的，并且在其一端支承作為X射線源的X射線管16，而在 其另一端支承檢測器18。然而，臂14的形狀可以是曲線的、有角的、圓形的或0形的、等等， 而不是對本文所述主題進(jìn)行限制。臂14的示例可以是如GENERALELECTRIC Corporation 制造的C形的、如Ziehm Imaging Incorporated制造的移動C形臂以及如MEDTRONIC Inc.制造的O-ARM 。χ射線管16 —般可以可操作以沿發(fā)射方向發(fā)送X射線束20。檢測器18與管16相對并且在發(fā)射方向上掛在臂14上。X射線管16和圖像檢測 器18可安裝在臂14的相對端，使得管16所發(fā)射的X射線可入射到檢測器18并且由其檢 測。檢測器18可連接到用于在發(fā)射方向升高和降低檢測器18的升降機(jī)(未示出)。例如，在射線照相曝光期間，χ射線管16和檢測器18可定位成使得當(dāng)例如患者8 介于X射線管16與檢測器18之間并且由X射線照射時，檢測器18產(chǎn)生表示所介入的患者 8的特性的數(shù)據(jù)，它可按常規(guī)在監(jiān)測器(未示出)上顯示并且以電子方式存儲。臂14的一個實施例可通過支承元件M安裝到移動托架或平臺或裝置22上。支 承元件M可固定地安裝在移動裝置22上。臂14可通過旋轉(zhuǎn)臂沈連接到支承元件22。臂 14可安裝成以便相對于旋轉(zhuǎn)臂沈滑動。旋轉(zhuǎn)臂沈可圍繞穿過X射線束20的軸旋轉(zhuǎn)。支 承元件M上的旋轉(zhuǎn)臂沈的這個旋轉(zhuǎn)部件可使X射線管16和圖像檢測器18能夠沿著或圍 繞旋轉(zhuǎn)臂26的弧形旋轉(zhuǎn)地移動。臂14、支承元件M和旋轉(zhuǎn)臂沈可相互用鉸鏈接合，以便 使X射線機(jī)10能夠使χ射線管16和檢測器18在一般三維中移動，從而獲得以不同的入射 值來檢查的患者8的內(nèi)部器官的圖像。通過組合X射線機(jī)10的移動部分的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，X射 線束20可描述包含在球體內(nèi)的X射線的所有發(fā)送方向。移動裝置22的實施例可一般配置成使X射線機(jī)10在地面上移動。移動裝置18 的一個實施例可包括有輪的或滾輪系統(tǒng)40，它可操作以使移動裝置22在地面所表示的平 面的每一個方向移動或移位，包括移動裝置22圍繞穿過X射線束20的垂直軸的旋轉(zhuǎn)。滾 輪系統(tǒng)40的一個實施例包括至少一個電動機(jī)驅(qū)動和導(dǎo)向輪44以及至少一個飛輪48。滾輪 系統(tǒng)32的另一個示例可包括完整的輪。有輪的或滾輪系統(tǒng)32的類型可改變。圖2示出移 動裝置18的一個實施例，它包括與臂14相對地設(shè)置在移動裝置18后部的兩個電動機(jī)驅(qū)動 和導(dǎo)向輪44。圖3示出移動裝置18的一個實施例，它包括向前部設(shè)置的兩個電動機(jī)驅(qū)動和 導(dǎo)向輪44以及向后部定位的一個飛輪48。電動機(jī)驅(qū)動和導(dǎo)向輪44或飛輪48的數(shù)量及位 置可改變。移動裝置22還可包括驅(qū)動器(例如，電的、氣動的、液壓的、等等)50，它可操作以 使輪44、48移動。驅(qū)動器50的一個實施例可包括耦合到驅(qū)動電動機(jī)的方向電動機(jī)。輪44、48到驅(qū)動器50的連接可按照本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的方式?？梢元毩⒂赬射線機(jī)10的供 電的方式對移動裝置22供電?？山Y(jié)合患者8所躺的檢查臺或床34來操作χ射線機(jī)10。X射線機(jī)10可在工作模 式中移位、移動或定位，以使檢查臺34置于臂14的C形內(nèi)，使得χ射線管16可位于檢查臺 34的下方，而檢測器18位于檢查臺34的上方，反之亦然，并且待檢查的患者8定位在X射 線束20的路徑中。如圖2所示，X射線機(jī)10可包括控制器或控制單元60，以便自動控制驅(qū)動器50使 移動裝置22的輪44移動?？刂茊卧?0的一個實施例可包括連接到總線64的處理器或微 處理器62以及程序存儲器66和數(shù)據(jù)存儲器68、70。程序存儲器66可分為若干區(qū)域或模 塊，各模塊對應(yīng)于X射線機(jī)10的功能或操作模式或者動作。動作可對應(yīng)于由連接到程序存 儲器66的處理器62對一個或多個模塊的實現(xiàn)，在程序存儲器66中存儲模塊，是形成模塊 的指令代碼的全部或部分。動作可以是程序的結(jié)果，使得動作可由處理器62來執(zhí)行，其中 處理器62可通過記錄在χ射線機(jī)10的程序存儲器66中的指令代碼來控制。這些指令代 碼可實現(xiàn)機(jī)器10可執(zhí)行動作的部件。本文所述的區(qū)域或存儲器66、68、70的論述和圖示是例如組件的布局和數(shù)據(jù)的記 錄的舉例說明。按照數(shù)據(jù)庫大小的限制和/或所希望的處理操作的速度，這些區(qū)域或存儲 器66、68、70可以是統(tǒng)一的或者分布的。程序存儲器66的一個實施例包括指令代碼的區(qū)域70，以便接收與移動裝置22的 或者X射線機(jī)10上的位置控件(例如按鈕、觸摸屏、觸發(fā)器、操縱桿等等)的激活對應(yīng)的移 動信號。位置控件72也可以是遠(yuǎn)程控制單元73的組成部分。區(qū)域74可包括根據(jù)以上針對區(qū)域70所述的接收信號從數(shù)據(jù)存儲器68提取將由 X射線機(jī)10達(dá)到的位置坐標(biāo)的指令代碼。指令代碼的區(qū)域74可與導(dǎo)航系統(tǒng)78進(jìn)行通信或者命令導(dǎo)航系統(tǒng)78，以便確定X 射線機(jī)10的當(dāng)前位置的坐標(biāo)。導(dǎo)航系統(tǒng)78可包括手動位置控件72，它控制移動裝置22 和/或X射線機(jī)10的臂14的驅(qū)動系統(tǒng)的移動。位置控件72的一個實施例可控制移動裝 置22在各種方向(例如，向前、向后、向左或向右)的移動以及控制對圖像獲取的相似移位 (例如，全景、水平、垂直和變焦)。導(dǎo)航系統(tǒng)78可以可操作以將位置控件72的移位或移動 轉(zhuǎn)換成可由移動裝置22的控制單元60解釋的電信號。操縱桿79可由此控制移動裝置22 沿操作人員希望的預(yù)編程軌道的移動。區(qū)域80可包括命令導(dǎo)航系統(tǒng)78的指令代碼，以便建立從當(dāng)前位置以及從χ射線 機(jī)10將達(dá)到的位置的移動路徑。區(qū)域82可包括命令驅(qū)動器50的操作、激活、工作或移動的指令代碼。區(qū)域84可包括接收與用于患者8的圖像獲取的取向命令的啟動對應(yīng)的X射線機(jī) 10的臂14的工作取向信號的指令代碼。這些取向和位置命令可以不同。區(qū)域86可包括命令包括臂14、旋轉(zhuǎn)臂沈、支承元件15和/或滾輪系統(tǒng)40的X射 線機(jī)10移動部分的移動的指令代碼?？蛇M(jìn)行隨取向信號而定的這些部分14、24J6、40的 移動，使得待成像的患者8的所關(guān)注區(qū)域保持位于X射線束20內(nèi)。數(shù)據(jù)存儲器68、70的一個實施例可包括預(yù)定停放和工作位置。停放位置可以是其 中X射線機(jī)10在停放或空閑模式時在醫(yī)療過程所需的受限空間外部可定位的地點或位置。工作位置可以是其中X射線機(jī)10執(zhí)行患者8的圖像獲取的地點或位置。數(shù)據(jù)存儲器68、70 的一個示例可按照行和列的表格格式來構(gòu)成，其中各行對應(yīng)于X射線機(jī)10的位置的坐標(biāo)， 而各列對應(yīng)于X射線機(jī)10的這個位置上的一條信息。例如，行可對應(yīng)于X射線機(jī)10的預(yù) 定工作位置或停放位置的坐標(biāo)，而列可對應(yīng)于與X射線機(jī)10的給定位置命令的啟動關(guān)聯(lián)的 移位信號。數(shù)據(jù)存儲器68、70還可包括X射線機(jī)10的移動部分14、24J6或滾輪系統(tǒng)40的 預(yù)定工作取向。工作取向可以是X射線機(jī)10的配置，其中臂14、支承元件M、旋轉(zhuǎn)臂沈和 滾輪系統(tǒng)40可根據(jù)取向信號移位或移動到射線照相位置中。這個移位不會影響待檢查的 患者8的所關(guān)注區(qū)域相對于X射線束20的位置。數(shù)據(jù)存儲器68、70的一個實施例可按照行和列的表格格式來構(gòu)成，其中各行對應(yīng) 于X射線機(jī)10的移動部分14、24、沈或40的工作取向，而各列對應(yīng)于在這個取向上的一條 信息。例如，行可對應(yīng)于將由各移動部分14、24、沈或40進(jìn)行的移動，而列可對應(yīng)于與X射 線機(jī)10的給定取向命令的啟動關(guān)聯(lián)的移動信號。位置和取向命令可同時或依次啟動。圖4示出本文的主題的方法100的一個實施例。第一預(yù)備步驟104可包括使X射 線機(jī)10進(jìn)入待機(jī)模式。步驟106可包括接收X射線機(jī)10的位置或取向命令。步驟108可包括識別獲取信號的類型(例如位置信號)。步驟109可包括按照步 驟106中的接收位置信號來計算使X射線機(jī)10進(jìn)入預(yù)期位置的路徑。要實現(xiàn)這個方面，控 制單元60可激活導(dǎo)航系統(tǒng)以執(zhí)行下列步驟計算X射線機(jī)10的當(dāng)前位置；計算當(dāng)前位置與 步驟106所接收的位置信號中包含的坐標(biāo)之間的最佳或預(yù)編程軌道；以及通過參考這個路 徑來指導(dǎo)X射線機(jī)10的移動。在一個實施例中，導(dǎo)航系統(tǒng)78可包括與具有唯一標(biāo)識碼或位置坐標(biāo)的各種固定 接收器或發(fā)射器進(jìn)行無線通信或鏈接(例如，全球衛(wèi)星定位(GPQ、射頻、紅外線、條形碼或 形狀的光學(xué)識別、超聲波、電磁、等等)111的無線通信或跟蹤系統(tǒng)(例如，包括天線、收發(fā) 器、接收器、發(fā)射機(jī)或發(fā)射器或者它們的組合)110。固定接收器或發(fā)射器可定位在某個高度 和/或在地面上和/或在天花板上或者在工作臺34上。例如，導(dǎo)航系統(tǒng)78可包括配備電池的無線標(biāo)簽(例如，電磁的、射頻的、超聲波的、 紅外線的、光的、等等)112，電池為它們提供通過某個距離(例如從一厘米至數(shù)厘米)傳送 低頻、中頻或高頻信號所需的能量。從能量觀點來看，無線標(biāo)簽112可以是響應(yīng)各種電磁或 射頻信號而自主激活的。導(dǎo)航系統(tǒng)78可以一般可操作以交換或計算X射線機(jī)10相對于預(yù)定義路徑或軌道 的位置坐標(biāo)。根據(jù)位置坐標(biāo)，導(dǎo)航系統(tǒng)78可計算當(dāng)前位置，并且計算軌道或路徑或者其相 對于預(yù)定義軌道的校正。導(dǎo)航系統(tǒng)78的一個示例可包括光學(xué)讀取器，它可操作以對表示它們在X射線機(jī)10 的環(huán)境中(例如在房間12的地面上和/或在天花板上或者在工作臺34上)的位置的二維 坐標(biāo)的(例如二維的)條形碼114進(jìn)行讀取或解碼。導(dǎo)航系統(tǒng)78可包括設(shè)計為對條形碼 中包含的信息進(jìn)行解碼的光學(xué)讀取器。光學(xué)讀取器可面向地面放置在移動裝置22之下和 /或面向天花板放置在移動裝置22之上或者在任何變體中面向它們之間的方向，以便檢測 和讀取條形碼。從條形碼114的位置的坐標(biāo)，導(dǎo)航系統(tǒng)78可計算當(dāng)前位置，并且相對于初 步計算的或預(yù)編程的軌道來計算軌道和校正X射線機(jī)10或移動裝置22的軌道。
在另一個實施例中，導(dǎo)航系統(tǒng)78可與GPS或全球定位系統(tǒng)116進(jìn)行通信，以便可 操作以計算X射線機(jī)10的當(dāng)前位置、其軌道或路徑或者其預(yù)編程軌道。導(dǎo)航系統(tǒng)78的另一個示例可包括光學(xué)或激光發(fā)射器和/或檢測器的系統(tǒng)118，它 可操作以執(zhí)行位置和更新路徑或軌道或者其校正的一般實時跟蹤，以便定位支承在移動裝 置22上的X射線機(jī)10。激光發(fā)射器和/或檢測器的系統(tǒng)118可位于與X射線機(jī)10或移動 裝置22的導(dǎo)航系統(tǒng)78進(jìn)行通信的固定位置之一。響應(yīng)接收到根據(jù)預(yù)定義軌道或人工輸入 的定位信號，導(dǎo)航系統(tǒng)78可激活激光束的發(fā)射，并且測量入射激光束與反射激光束之間的 時長。根據(jù)所測量的時長，導(dǎo)航系統(tǒng)78可計算X射線機(jī)10或移動裝置22相對于最佳或預(yù) 編程軌道的當(dāng)前位置，并且可產(chǎn)生信號，以便相對于最佳或預(yù)編程軌道或路徑及其相應(yīng)的 調(diào)整來引導(dǎo)移動裝置22。系統(tǒng)118、天線110的一個實施例可以是安裝在移動裝置22或系 統(tǒng)5上的激光發(fā)射器。激光發(fā)射器110可旋轉(zhuǎn)并且測量系統(tǒng)5與位于房間墻壁的一個或多 個反射器之間的距離。在另一個實施例中，導(dǎo)航系統(tǒng)78可包括電磁場鏈路120，以便定義X射線機(jī)10或 移動裝置22的路徑或軌道。導(dǎo)航系統(tǒng)78可根據(jù)電磁場鏈路120來檢測X射線機(jī)10和/ 或移動裝置22的位置，以便相對于預(yù)計算的或預(yù)編程的軌道或路徑來引導(dǎo)X射線機(jī)10和 /或移動裝置22的路徑或軌道。在另一個實施例中，導(dǎo)航系統(tǒng)78可包括光學(xué)制導(dǎo)系統(tǒng)122，它具有構(gòu)成X射線機(jī) 10和/或移動裝置22的軌道的參考的經(jīng)度標(biāo)記。光學(xué)制導(dǎo)系統(tǒng)122可包括在移動裝置22 前向部分的相機(jī)或類似裝置，以便形成移動裝置22或X射線機(jī)10的路徑的圖像。根據(jù)從 光學(xué)制導(dǎo)系統(tǒng)122傳遞給控制單元60的數(shù)據(jù)，控制單元60可計算X射線機(jī)10和/或移動 裝置22的位置，并且相對于預(yù)計算或預(yù)編程的軌道來校正軌道或路徑。光學(xué)制導(dǎo)系統(tǒng)122的另一個實施例可包括從房間12中的固定位置與X射線機(jī)10 和/或移動裝置22進(jìn)行通信的至少一個相機(jī)?？刂茊卧?0可以可操作以處理從光學(xué)制導(dǎo) 系統(tǒng)122獲取的數(shù)據(jù)，并且計算X射線機(jī)10和/或移動裝置22的具有預(yù)定鄰近度或閾值 的環(huán)境或景象，包括檢測可能的障礙物?？刂茊卧?0可計算X射線機(jī)10和/或移動裝置 22的位置或定位，并且相對于預(yù)計算或預(yù)編程軌道來校正其軌道。在另一個實施例中，導(dǎo)航系統(tǒng)78可包括傳感器(例如加速計)124，傳感器IM能 夠測量X射線機(jī)10和/或移動裝置22的滾輪系統(tǒng)40的移位或移動的方向和/或大小。根 據(jù)這些所獲取的測量結(jié)果，控制單元60可使用測距技術(shù)來計算X射線機(jī)10和/或移動裝 置22的位置。從已知初始位置開始并且計算所測量的移動，控制單元60可計算X射線機(jī) 10和/或移動裝置22的當(dāng)前位置。根據(jù)這個計算的結(jié)果，控制單元60可相對于預(yù)計算的 軌道或預(yù)編程的軌道來校正X射線機(jī)10和/或移動裝置22的軌道或路徑。在另一個實施例中，數(shù)據(jù)存儲器68、70可包括與X射線機(jī)10的環(huán)境的繪圖有關(guān)的 信息，繪圖包括X射線機(jī)10的預(yù)定義停放位置的參考坐標(biāo)。圖5描述由機(jī)械連接130連接到固定平臺(例如天花板或房間12的墻壁)132的 X射線機(jī)10的移動裝置22的另一個實施例。機(jī)械連接130的一個示例可包括通過第一鉸 鏈裝置136連接到移動裝置22的第一臂134。這個第一臂134可通過第二鉸鏈裝置140連 接到第二臂138。臂和鉸鏈的數(shù)量可改變。這個第二臂138可將鉸鏈裝置132耦合10在 移動裝置22。鉸鏈接合的臂134、138的機(jī)械連接130可包括編碼器(未示出)，它可操作以將臂134、138的所檢測機(jī)械移動轉(zhuǎn)換成數(shù)值變量并傳遞給控制單元60，以及控制單元60 可組合不同編碼器的跟蹤角位置來指導(dǎo)或引導(dǎo)移動裝置22的移動。導(dǎo)航系統(tǒng)78或者其組件的上述實施例中的一個或多個可與其它實施例組合以改 善計算精度。導(dǎo)航系統(tǒng)78的類型可改變。步驟150可包括將移動指令傳遞給移動裝置22的驅(qū)動器。步驟152可包括控制 引導(dǎo)或指導(dǎo)移動裝置22的驅(qū)動器通過預(yù)定軌道的移動?？刂茊卧?0可引導(dǎo)或指導(dǎo)X射線 機(jī)10經(jīng)由移動裝置22從起始點到通過確定位置、軌道或預(yù)編程軌道、必要時經(jīng)過校正來控 制的位置的移動，并且參考這個軌道弓I起指導(dǎo)的校正或變化。如果控制單元60在步驟108檢測到接收命令信號的類型是導(dǎo)航或取向信號，則控 制單元60可執(zhí)行下列步驟。在處理所接收取向信號之前，步驟155可包括計算上述步驟中 的一個或多個是否正被執(zhí)行。如果情況是這樣，則步驟156可包括存儲或引起導(dǎo)航或取向 信號處于空閑，而沒有進(jìn)一步處理。步驟158可包括計算關(guān)于上述步驟中的一個或多個的 執(zhí)行是否終止的檢查，以便授權(quán)處理導(dǎo)航或取向信號。如果沒有檢測到上述步驟中的一個 或多個的執(zhí)行，則步驟160包括授權(quán)進(jìn)一步處理這個導(dǎo)航或取向信號。步驟162可包括使臂13、支承元件對、旋轉(zhuǎn)臂沈和/或滾輪系統(tǒng)40中的一個或 多個的導(dǎo)航或取向的移動對應(yīng)于導(dǎo)航或取向信號中的指令，以便將X射線束20定位在預(yù)期 方向，從而執(zhí)行患者8的所關(guān)注預(yù)期區(qū)域的圖像獲取。在接收到新的取向命令的情況下，控制單元60可按照受控方式并且在預(yù)期導(dǎo)航 或取向來引導(dǎo)臂14、支承元件M、旋轉(zhuǎn)臂沈和/或滾輪系統(tǒng)40的移動，同時使X射線束20 保持在待檢查的所關(guān)注區(qū)域中。本文所述主題的一個技術(shù)效果是通過經(jīng)由移動裝置22的滾輪系統(tǒng)40使X射線機(jī) 10從一個工作位置移動到另一個工作位置，對于待檢查的所關(guān)注區(qū)域的變化，增強(qiáng)圖像獲 取中的變化。圖6和圖7示出由移動托架或平臺或裝置310的一個實施例所支承的成像系統(tǒng) (305)的示意圖，與以上所述支承在移動裝置22上的成像系統(tǒng)5相似。移動裝置310—般包括支承機(jī)動驅(qū)動器330的底盤或框架325，以便使移動支承底 盤325的一個或多個輪335移動。底盤325 —般包括將成像系統(tǒng)(30 支承在輪系335上 的結(jié)構(gòu)構(gòu)架。機(jī)動驅(qū)動器(例如電動機(jī)、氣動機(jī)、液壓電動機(jī)等等)330可一般配置成使支 承底盤325上的成像系統(tǒng)(305)的輪335移動。移動裝置310還包括制動系統(tǒng)350，以便限制移動裝置310的移動。制動系統(tǒng)350 的一個實施例可以是電磁操作的，并且包括電磁墊355，電磁墊355與配置成在電磁墊355 選擇性地產(chǎn)生磁場的電線圈360組合。線圈360處的電流的強(qiáng)度、線圈360的圈數(shù)以及電 磁墊355和線圈360的材料的類型可改變，以便在磁墊355產(chǎn)生預(yù)期強(qiáng)度的磁場。另外，電 磁墊355的數(shù)量和位置可改變，以便提供對底盤325的移動的預(yù)期限制以及成像系統(tǒng)(305) 的剛性支承。制動系統(tǒng)350的實施例還可包括機(jī)動驅(qū)動器(例如電動的、氣動的、液壓的、等 等)365，它可操作以使底盤325相對于輪335升高和降低。制動系統(tǒng)350可包括制動墊 370，它可操作以嚙合或接觸輪335，以便當(dāng)機(jī)動驅(qū)動器365相對于輪335降低底盤325時 限制輪335的移動。降低底盤325使得制動墊370嚙合接觸到輪335還可配置成使電磁墊355嚙合或接觸地面375上(例如嵌入其中)的板或插入件372。板372的一個實施例可一般包括連續(xù)的U形或環(huán)形的板或地面插入件(例如鐵磁 片等)，以便圍繞支承患者8用于圖像獲取的工作臺34的周邊。然而，地面375上的板或插 入件372可包括在地面375中的預(yù)定義位置的多個獨立的板372，并且可具有任何預(yù)期形狀 和長度。電磁墊355和制動墊370可配置成相對于底盤325移動，以便分別嚙合板372和 輪335，從而限制底盤及支承在其上的成像系統(tǒng)的移動。送往線圈360的電力可引起在墊 355并且通過板372的磁場的產(chǎn)生，以便進(jìn)一步限制移動裝置310的移動。圖9示出根據(jù)本文所述主題、由結(jié)合制動系統(tǒng)380的移動托架或平臺或裝置310 支承的成像系統(tǒng)(305)的另一個實施例，制動系統(tǒng)380處于釋放狀態(tài)。制動系統(tǒng)380 —般 包括一個或多個電線圈382，它相對于電磁墊384設(shè)置，以便產(chǎn)生與附連在地面375的板或 地面插入件386交互作用的磁場，在構(gòu)造和功能上與以上所述包括線圈360、電磁墊355和 板372的制動系統(tǒng)350相似。制動系統(tǒng)380還可包括彈簧390，以便使電磁墊384偏置在從地面375升高的位 置。送往電線圈382的電力可在墊384產(chǎn)生與板386交互作用的磁場，以便引起或迫使電 磁墊384降低到至少接近于接觸或者實際接觸板或地面插入件386，以便限制移動裝置310 相對于地面375的移動。電磁墊384與板386之間的磁場的交互作用可具有某種強(qiáng)度，使 得墊384與板386之間的小空間沒有阻止或阻礙對移動裝置310相對于地面375的移動的 充分限制(例如，振動或移動的預(yù)定義限制)。在中斷送往線圈382的電力時，彈簧(例如， 壓縮彈簧或張力彈簧)390可以可操作以使電磁墊384偏離板386，以便在制動系統(tǒng)380與 地面375之間產(chǎn)生增加的間距，使移動裝置310更易于移動。根據(jù)一個實施例，彈簧390可 通過結(jié)構(gòu)支承392互連到電磁墊384。彈簧390可位于結(jié)構(gòu)支承392與底盤325之間。通 過與底盤325接觸，結(jié)構(gòu)支承392的移動可限制到預(yù)定義位移。底盤325可包括槽394，以 便容納偏置以抵制結(jié)構(gòu)支承392的向下移動的彈簧390。彈簧390可處于張力狀態(tài)并且位 于結(jié)構(gòu)支承392上方，或者可處于壓縮狀態(tài)并且位于結(jié)構(gòu)支承下方，以便偏置以抵制電磁 墊384朝地面375向下移動。一般提供了具有與本文所述主題的制動系統(tǒng)350、380結(jié)合的移動裝置310的系 統(tǒng)300的實施例的構(gòu)成的以上描述，下面是控制支承成像系統(tǒng)(305)的移動裝置310的移 動的制動系統(tǒng)350、380的操作的方法(400)(參見圖10)的一般描述。還應(yīng)當(dāng)理解，以上描 述中所述的方法G00)的動作或步驟的順序或連續(xù)性可改變。還應(yīng)當(dāng)理解，方法(400)可 以不需要以上描述中的每個動作或步驟，或者可包括本文未公開的附加動作或步驟。方法 (400)的下列步驟和動作中的一個或多個還可采取具有模塊或區(qū)域或者計算機(jī)可讀程序指 令的計算機(jī)程序產(chǎn)品401的形式，計算機(jī)可讀程序指令可存儲在計算機(jī)可讀介質(zhì)或存儲器 402中，供控制器或控制單元或者其它計算機(jī)可編程裝置404的處理器403來執(zhí)行，并且它 們可位于與上述控制單元60的處理器64或成像系統(tǒng)(30 或遠(yuǎn)程單元385進(jìn)行通信的程 序存儲器66中或者至少部分與其結(jié)合在一起或者與其無關(guān)。為了舉例，假定移動裝置310以及支承在其上的成像系統(tǒng)(30 位于停放或存放 位置381，并且從可具有控制單元60的全部或部分的遠(yuǎn)程單元385以機(jī)器人方式來操作以 及遠(yuǎn)程或無線控制移動裝置310。底盤325可處于降低的位置，使得制動墊370嚙合以限制輪335的移動。雖然不作要求，但是也可激勵電磁墊355處的線圈360，以便在電磁墊355 產(chǎn)生磁場，所述電磁墊355在儲備或停放位置381嚙合或接觸板或插入件372。還假定執(zhí)行下列步驟中的一個或多個的指令可經(jīng)由從遠(yuǎn)程單元385到移動裝置 310的無線通信來接收。參照圖10，步驟410可包括釋放對移動裝置310的移動的限制。這個步驟401可 包括中斷送往線圈360的電力，以便中斷在電磁墊355所產(chǎn)生的磁場。步驟410還可包括 激勵機(jī)動驅(qū)動器365以相對于輪335來升高或提升底盤325以及支承在其上的成像系統(tǒng) (305)，以便于讓輪335自由移動。步驟415可包括指示機(jī)動驅(qū)動器330引導(dǎo)支承成像系統(tǒng)(305)的移動裝置350相 對于與用于受檢者8的圖像獲取的工作臺34相鄰的板或插入件372移動到預(yù)期位置。步 驟415的一個實施例可包括傳遞指令，用于根據(jù)對受檢者8執(zhí)行的圖像獲取的預(yù)定義類型 和/或主體區(qū)域和/或協(xié)議，使機(jī)動驅(qū)動器將移動裝置310和所支承的成像系統(tǒng)(305)引 導(dǎo)到預(yù)定義位置并且相對于板或插入件372對齊。另外，移動裝置350可接收選擇性地補(bǔ) 充移動裝置310到預(yù)期位置的移動的人工指令(例如經(jīng)由操縱桿)。步驟420可包括接收移動裝置350和成像系統(tǒng)(30 位于相對于金屬板或插入件 372和執(zhí)行圖像獲取的患者支承臺34的預(yù)期對齊和位置的反饋。步驟425可包括將制動力施加到移動裝置350。步驟425的一個實施例可包括指 示機(jī)動驅(qū)動器365相對于輪335降低底盤325，以便嚙合制動墊370接觸輪335，從而限制 移動裝置310的移動。步驟425還可包括降低電磁墊355，以便嚙合或接觸地面375上的板 或插入件372。步驟430可包括傳遞電力以激勵線圈360，并且在電磁墊355產(chǎn)生磁場。施加在板 或插入件372處的電磁墊355之間的電磁力與底盤325的輪335處的制動墊370所施加的 定位和制動力結(jié)合，以便在執(zhí)行圖像獲取時(例如，包括定位C型臂14(參見圖1)時的高 速加速和減速期間或者對于三維圖像獲取)限制成像系統(tǒng)(305)的振動或傾斜。步驟435可包括檢測在移動裝置310和成像系統(tǒng)(30 的當(dāng)前位置的圖像獲取的 完成。步驟440可包括中斷送往線圈360的電力，以便中斷在電磁墊355所產(chǎn)生的磁場。步驟445可包括相對于輪335提升底盤，以便去除對移動裝置350的限制。步驟450可包括在圍繞患者支承臺34的周邊的其它所選位置執(zhí)行附加圖像獲取 時重復(fù)進(jìn)行上述步驟215至M5。步驟455可包括接收使移動裝置310和支承在其上的成像系統(tǒng)(30 移動到停放 或儲備位置380的指令。步驟460可包括限制移動裝置350的移動，包括降低底盤325，以便嚙合或接觸制 動墊370，限制在儲備位置380的輪335的移動。方法(400)的上述步驟中的一個或多個可根據(jù)從取決于在系統(tǒng)5接收的輸入或預(yù) 期診斷的多個圖像獲取協(xié)議或治療協(xié)議中所選的預(yù)編程協(xié)議。預(yù)編程協(xié)議可包括響應(yīng)檢測 到系統(tǒng)(305)的適當(dāng)對齊/定位而自動引起由移動裝置310的制動系統(tǒng)350、380施加制動 力，以便準(zhǔn)備用于圖像獲取。同樣，預(yù)編程協(xié)議可包括響應(yīng)檢測到在當(dāng)前對齊/位置的圖像 獲取的完成而引起由制動系統(tǒng)350、380自動釋放制動力。
雖然系統(tǒng)5、300和方法000)的以上描述針對支承在工作臺34上的受檢者8的 圖像獲取來描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，移動裝置310和支承在其上的成像系統(tǒng)(30 可用于各種 應(yīng)用(例如機(jī)場篩查、工業(yè)或商業(yè)應(yīng)用等等)中，而并不局限于本文所述主題。上述系統(tǒng)5和300及方法(400)的一個技術(shù)效果包括在圖像獲取期間提供限制成 像系統(tǒng)10、(305)的移動的力。制動系統(tǒng)350提高穩(wěn)定性，降低成像系統(tǒng)(305)在圖像獲取 期間的傾斜或振動的風(fēng)險，這些如果不受控制，原本會影響圖像質(zhì)量并且增加人員或成像 受檢者8的安全風(fēng)險。本書面描述使用示例來公開包括最佳模式的本發(fā)明，并且還使本領(lǐng)域的技術(shù)人員 能夠制作和使用本發(fā)明。本發(fā)明的可專利范圍由權(quán)利要求來定義，并且可包括本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可想到的其它示例。如果這類其它示例具有與權(quán)利要求的文字語言沒有差異的結(jié)構(gòu) 要素，或者如果它們包括具有與權(quán)利要求的文字語言的非實質(zhì)差異的等效結(jié)構(gòu)要素，則它 們應(yīng)當(dāng)是落入權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
0089]引用標(biāo)號引用0090]5系統(tǒng)0091]8患者0092]10X射線機(jī)0093]12手術(shù)室0094]13掃描架0095]14臂0096]15支承元件0097]16X射線管0098]18圖像檢測器0099]20X射線束0100]22移動托架、移動平臺、移動裝置0101]24支承元件0102]26旋轉(zhuǎn)臂0103]32滾輪系統(tǒng)0104]34檢查臺0105]40滾輪系統(tǒng)0106]44導(dǎo)向輪0107]48飛輪0108]50驅(qū)動器0109]60控制器或控制單元0110]62處理器、微處理器0111]64總線0112]66程序存儲器0113]68數(shù)據(jù)存儲器0114]70數(shù)據(jù)存儲器0115]72位置控件
73遠(yuǎn)程單元74區(qū)域78導(dǎo)航系統(tǒng)79操縱桿80區(qū)域82區(qū)域84區(qū)域86區(qū)域100方法104預(yù)備步驟106步驟108步驟109步驟110無線通信系統(tǒng)、無線跟蹤系統(tǒng)111無線通信、無線鏈路112無線標(biāo)簽114條形碼116全球定位系統(tǒng)118系統(tǒng)120電磁場鏈路122光學(xué)制導(dǎo)系統(tǒng)124傳感器130機(jī)械連接132固定平臺134第一臂136第一鉸鏈裝置138第二臂150步驟152步驟155步驟156步驟158步驟160步驟162步驟300系統(tǒng)305成像系統(tǒng)310移動托架、移動平臺、移動裝置325底盤、框架330機(jī)動驅(qū)動器
14
335輪
350制動系統(tǒng)
355電磁墊
360電線圈
365機(jī)動驅(qū)動器
370制動墊
372板、插入件
375地面
380制動系統(tǒng)
381停放、存放位置
382電線圈
384電磁墊
385遠(yuǎn)程單元
386板、地面插入件
390彈簧
392結(jié)構(gòu)支承
394槽
400方法
401計算機(jī)程序產(chǎn)品
402介質(zhì)或存儲器
403處理器
404控制器或控制單元
410步驟
415步驟
420步驟
425步驟
430步驟
435步驟
440步驟
445步驟
450步驟
455步驟
460步驟
權(quán)利要求
1.一種受檢者(8)的移動圖像獲取的方法G00)，所述方法(400)包括下列步驟 提供支承在移動裝置O2，310)上的成像系統(tǒng)(305)，以便引導(dǎo)所述成像系統(tǒng)(305)在地面(37 上的移動；釋放對所述移動裝置02，310)的移動的限制；指示支承所述成像系統(tǒng)(305)的所述移動裝置02，310)移動到用于所述受檢者(8) 的圖像獲取的第一位置；接收所述移動裝置02，310)位于所述第一位置的反饋；施加制動力以限制所述移動裝置02，310)的移動，其中所述施加制動力的步驟包括 從所述移動裝置02，310)產(chǎn)生電磁力以限制所述移動裝置02，310)相對于附連在所述地 面(375)上的板(372，386)的移動。
2.如權(quán)利要求1所述的方法G00)，其中，所述施加制動力的步驟還包括相對于輪 (335)降低底盤(325)，以便使接觸所述輪(335)中至少一個的制動墊(370)嚙合。
3.如權(quán)利要求1所述的方法G00)，其中，所述施加制動力的步驟還包括傳遞電力以 激勵線圈(382，360)，以便在附連到所述移動裝置O2，310)上的電磁墊(355，384)產(chǎn)生磁 場，所述磁場與附連在所述地面(37 上的板(372，386)交互作用，使得所述電磁墊(355， 384)與附連在所述地面(37 上的所述板(372，386)之間的磁場限制所述移動裝置02， 310)相對于所述地面(375)的移動。
4.一種執(zhí)行受檢者(8)的圖像獲取的系統(tǒng)(100，300)，包括 成像系統(tǒng)(305)，可操作以執(zhí)行所述受檢者(8)的圖像獲??；移動裝置(22，310)，可操作以使所述成像系統(tǒng)(30 在地面(37 上移動； 制動系統(tǒng)(350，380)，限制所述移動裝置02，310)相對于所述地面(375)的移動； 與所述成像系統(tǒng)(305)、所述移動裝置02，310)和所述制動系統(tǒng)(350，380)進(jìn)行通信 的控制器(60)，所述控制器(60)包括存儲器(66)，所述存儲器(66)具有指示過程(64)執(zhí) 行下列步驟的多個程序指令指示支承所述成像系統(tǒng)(305)的所述移動裝置02，310)移動到用于所述受檢者(8) 的圖像獲取的第一位置；接收所述移動裝置02，310)位于所述第一位置的反饋；施加制動力以限制所述移動裝置O2，310)的移動，其中所述施加制動力的步驟包括 從所述移動裝置Ο2，310)產(chǎn)生電磁力以限制相對于附連在所述地面(37 上的板(372， 386)的移動。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)(100，300)，其中，所述施加制動力的步驟還包括相對于輪 (335)降低底盤(325)，以便使接觸所述輪(335)的制動墊(370)嚙合。
6.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)(100，300)，其中，所述施加制動力的步驟還包括傳遞電力 以激勵線圈，以便在附連到所述移動裝置O2，310)上的電磁墊(355，384)產(chǎn)生磁場，所述 磁場與附連在所述地面(37 上的板交互作用，使得所述電磁墊(355，384)與附連在所述 地面(37 上的所述板(372，386)之間的磁場限制所述移動裝置02，310)相對于所述地 面(375)上的所述板(372，386)的移動。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)(100，300)，還包括產(chǎn)生所述磁場，以便使所述電磁墊 (355，384)抵制彈簧(390)偏置移動到至少接近于接觸所述地面(37 上的所述板(372，386)。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)(100，300)，其中，在中斷送往所述線圈(360，382)的電力 時，所述彈簧(390)偏置使所述電磁墊(355，384)離開所述地面(37 上的所述板(372， 386)。
9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)(100，300)，還包括降低所述底盤(325)，以便使附連在 所述移動裝置02，310)上的所述電磁墊(355，384)降低到至少接近于接觸附連在所述地 面(375)上的所述板(372，386)。
10.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)(100，300)，還包括響應(yīng)檢測到在所述移動裝置02， 310)的所述第一位置的圖像獲取的完成，自動中斷送往所述線圈(360，382)的電力，并且 中斷在所述電磁墊(355，384)的所述磁場的產(chǎn)生。
全文摘要
提供執(zhí)行受檢者的圖像獲取的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括使成像系統(tǒng)在地面上移動的移動裝置以及限制移動裝置的移動的制動系統(tǒng)?？刂破靼ù鎯ζ?，其中具有指示處理器執(zhí)行下列步驟的程序指令指示支承成像系統(tǒng)的移動裝置移動到用于受檢者的圖像獲取的第一位置；接收移動裝置位于第一位置的反饋；以及施加制動力以限制移動裝置的移動，其中施加制動力的步驟包括從移動裝置產(chǎn)生電磁力以限制相對于附連在地面上的板的移動。
文檔編號A61B6/00GK102119862SQ201010604230
公開日2011年7月13日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者B·布維耶 申請人:通用電氣公司