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CN104363835B - 成像系统受试者支撑件 - Google Patents

成像系统受试者支撑件 Download PDF

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CN104363835B
CN104363835B CN201380031123.5A CN201380031123A CN104363835B CN 104363835 B CN104363835 B CN 104363835B CN 201380031123 A CN201380031123 A CN 201380031123A CN 104363835 B CN104363835 B CN 104363835B
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J·D·佩蒂纳托
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Koninklijke Philips Electronics NV
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Abstract

一种成像系统(100)的受试者支撑件(114)包括：支撑在成像系统的检查区域中的受试者或对象的台面(124)；包括线性机械致动器(118)的基部(116)；以及联接件(128)，其机械联接所述台面与所述线性机械致动器，使得所述线性机械致动器使所述台面相对于所述检查区域平移。所述联接件沿两个方向旋转且沿两个方向平移，因此提供四个自由度，补偿了所述线性机械致动器的机加工不准确或未对准中的至少一个。

Description

成像系统受试者支撑件
发明领域
下文大体而言涉及一种成像系统受试者支撑件，其被配置成在扫描对象或受试者之前、期间和/或之后支撑所述成像系统的检查区域中的对象或受试者，并且是结合对计算机断层扫描(CT)的特定应用来描述的。然而，下文也适合其它成像方式，例如正电子发射断层显像(PET)、单光子发射断层成像(SPECT)、磁共振成像(MRI)、超声成像(US)、X光和/或其它成像方式，和/或其组合。
背景技术
计算机断层扫描仪(CT)包含由固定部分可旋转地支撑的旋转部分。旋转部分支撑X射线管和检测器阵列，所述X射线管发射横穿检查区域及其中的对象或受试者的辐射，所述检测器阵列检测横穿所述检查区域的辐射并产生指示所检测辐射的信号。受试者支撑件在扫描之前、之中和之后支撑所述检查区域中的对象或受试者，例如用于装载所述对象或受试者，将所述对象或受试者馈送到检查区域中和将所述对象或受试者从检查区域移出，以及卸载所述对象或受试者。重建器重建所述信号，并产生指示所述对象或受试者在所述检查区域中的部分的定容图像数据。
所述受试者支撑件已包含基部和台面，所述基部附连到检查室的地板且被配置成在电力控制下相对于地板竖直移动，所述台面附连到所述基部且被配置成在扫描之前、之中和/或之后在电力控制下或通过用户手动地相对于基部水平平移到检查区域中和水平平移离开所述检查区域。所述台面已通过线性滑动轴承和机械线性致动器(如，导杆)可移动地附连到基部，所述机械线性致动器包括安装到基部的螺纹轴以及附连到台面的互补螺纹螺母。所述螺纹轴旋转，这提供了螺母的螺旋通道，所述螺母沿着螺纹轴平移。使所述螺纹轴旋转导致螺母沿着螺纹轴的轴线线性平移，且因此所述台面沿着滑道线性平移。
一般来讲，螺纹轴需要严格的机加工和/或对准公差，因为机加工不准确和/或未对准可以导致非期望的水平流动力，这抑制了螺母沿着螺杆平移。非期望的水平流动力可以导致成像系统停止运行(例如，以替换或重新对准螺杆)且必须为患者重新安排另一天和/或另一个成像系统。严格的机加工和/或对准公差可能增加制造生产时间和/或总系统成本。在一个系统中，螺母附接到提供两个自由度的联接件，这已足以补偿机加工不准确和/或未对准以及非期望的水平流动力，且无需更多复杂系统的额外成本。
本文所述的各方面解决了上述问题和其它问题。
发明内容
在一个方面，成像系统的受试者支撑件包括：支撑在成像系统的检查区域中的受试者或对象的台面；包括线性机械致动器的基部；以及联接件，其机械联接所述台面与所述线性机械致动器，使得所述线性机械致动器将所述台面相对于检查区域平移。所述联接件沿两个方向旋转且沿两个方向平移，因此提供四个自由度，补偿了线性机械致动器的机加工不准确或未对准中的至少一个。
在另一方面，一种方法包括使成像系统的受试者支撑件的台面经由联接件和线性机械致动器相对于受试者支撑件的基部平移，其中所述联接件附接到台面和线性机械致动器，所述线性机械致动器附接到所述基部，且其中所述联接件为线性机械致动器提供四个自由度。
在另一方面，一种成像系统包含：发射横穿检查区域的辐射的辐射源；检测横穿检查区域的辐射的辐射敏感型检测器阵列；和支撑所述检查区域中的受试者或对象的受试者支撑件。所述受试者支撑件包括：支撑在成像系统的检查区域中的受试者或对象的台面；包括线性机械致动器的基部；以及联接件，其机械联接所述台面与所述线性机械致动器，所述线性机械致动器将所述台面相对于检查区域平移。所述联接件沿两个相反方向旋转且沿两个相反方向平移，因此补偿了线性机械致动器的机加工不准确或未对准中的至少一个。
本发明可通过多种部件和多种部件布置、并通过多种步骤和步骤布置而形成。所述图仅出于示出优选实施例的目的，且不应被视为限制本发明。
附图说明
图1示意性地示出了包含受试者支撑件的成像系统。
图2示出了受试者支撑件的实例。
图3、4、5和6示出了受试者支撑件的联接件的一个实例。
图7示出了一种方法。
具体实施方式
图1示意性地示出了成像系统100。成像系统100可以是CT、PET、SPECT、MRI、US、X射线、其组合(例如，CT/PET等)和/或其它成像方式或成像系统。然而，出于简洁和清晰的目的，下文将相对于CT扫描仪来描述。
所示成像系统100包含大体固定的机架102和旋转机架104，所述旋转机架由固定机架102可旋转地支撑且围绕检查区域106绕z轴旋转。辐射源108(例如x射线管)由旋转机架104可旋转地支撑，与旋转机架104一起旋转，且发射横穿检查区域106的辐射。辐射敏感型检测器阵列110对向一个角度弧，所述角度弧与横跨检查区域106的辐射源108相对。辐射敏感型检测器阵列110检测横穿检查区域106的辐射，并产生指示其的信号。
受试者支撑件114(例如患者长榻)在扫描之前、之中和/或之后支撑检查区域106中的受试者或对象。所示受试者支撑件114包括基部116、附连到基部116的机械线性致动器118、附连到基部116的一个或多个轴承122(这一实例中示出两个)的第一部分120、台面124、附连到台面124的一个或多个轴承122的第二部分126以及联接台面124和机械线性致动器118的联接件128。基部116附连到检查室的地板上或放置于其上。机械线性致动器118沿着进出检查区域的纵向或z方向平移联接件128且因此平移台面124。
如下文更详细地描述，联接件128通过以下方式缓解了至少机械线性致动器118的机加工不准确和/或未对准：允许联接件128的一部分以至少三个自由度移动(例如，平移和旋转)，以补偿机加工不准确和/或未对准，因此缓解了非期望的水平流动力且允许台面在无不恰当的力的情况下自由平移。在一个实例中，这可以减少成像系统停止运行时间，以替代或重新对准机械线性致动器118。这也可以减少制造生产时间，允许对整个受试者支撑件和/或受试者支撑产品线上的共同的力进行测量，允许放宽的机加工公差，等等。至少上述特点可在提供游隙介于0.50mm或更小的范围内(诸如0.25mm或更小)的刚性组件时实现，和/或至少机加工所述受试者支撑件114的一种配置(其中未使用联接件128)的性能时实现。
重建器112重建信号，产生指示位于检查区域106中的受试者或对象的被扫描部分的定容图像数据。一个通用计算系统或计算机起到操作控制台130的作用。控制台130包括人类可读的输出装置，例如监视器，以及输入装置，例如键盘、鼠标等。驻留在控制台130上的软件使得操作员经由图形用户界面(GUI)或者其它方式与扫描仪100交互作用和/或操作所述扫描仪。另外，所述软件指示受试者支撑件114平移台面124，以出于在扫描之前、之中和之后装载和/或卸载和/或定位所述受试者或对象的目的来定位所述受试者和/或对象，等等。
图2展示了受试者支撑件114的侧视图，包括机械线性致动器118的一个实例。在这个实例中，机械线性致动器118包括细长的螺纹轴202和互补的螺纹螺母(螺栓，或诸如此类)204。(注意，可以使用滚珠螺杆组件作为另外一种选择)。轴202在轴202的端部205处附连到基部116，并沿着z轴方向延伸。
马达206操作地联接到轴202并使轴202旋转。控制器(不可见)驱动马达206。联接件128固定地附接到台面124和带螺纹的螺母204，并且因此联接台面124和机械线性致动器118。旋转螺纹轴202使得螺母204沿着Z方向平移，这使得台面124也沿着z方向平移。
图3、4、5和6展示了联接件128的一个非限制性实例。所示联接件128包括固定框架302、第一可移动构件304和第二可移动构件306。图3示出了透视图和分解图，图5示出了从图3背面看的透视图，图4示出了前视图，且图6示出了局部视图。
固定框架302包括附接到台面124的台面连接器308(图1和2)。固定框架302也包括支撑第一可移动构件304的主体310。在所示实施例中，主体310是“C”形的，因为它包括至少两个彼此相向的相对的侧部312和314。在其它实施例中，主体310可以是圆形、矩形、八边形和/或其它形状的。侧部312和314中的至少一个包含无材料的凹部316和317。
第一可移动构件304是“O”形的，所以它包括第一对相对的侧部318和320以及第二对相对的侧部322和324，第二对大致垂直于第一对。与固定框架302相似，本文中还可以想到其它形状。侧部318和320中的至少一个包含无材料的凹部326和328，且侧部322和324中的至少一个包含无材料的凹部330和332。
第二可移动构件306包含带有两个突起部336和338的托架334，所述突起部从托架334的主表面340延伸。与固定框架302和第一可移动构件304相似，本文中还可以想到其它形状。突起部336和338中的至少一个包含无材料的凹部342和344。在图4中，第二可移动构件306安装至机械线性致动器118的螺母204。
第一可移动构件304由主体310可移动地支撑。如图4所示，在一个示例中，这可以通过轴承402和404实现，所述轴承分别延伸至凹部316和326以及凹部328和317中。如图4所示，第一可移动构件304围绕轴线406旋转且沿着轴线406平移，所述轴线在轴承402和404之间延伸。虽然第一可移动构件304显示为沿着一个方向旋转，但应当理解，它绕着轴线406来回旋转或枢转。
在一个示例中，轴承402和404固定附接到第一可移动构件304，且在主体310的凹部316和317内平移和旋转。在另一示例中，轴承402和404固定附接到主体310，且在第一可移动构件304的凹部326和328内平移和旋转。在另一示例中，轴承402和404在所有凹部316、317、326和328内自由可移动。
图6示出了安装在第一可移动构件304中的轴承402和404，其中出于阐释的目的而省略了固定框架302。
第二可移动构件306由第一可移动构件304可移动地支撑。如图4所示，在一个示例中，这可以通过轴承408和410实现，所述轴承分别延伸至凹部330和342以及凹部332和344中。如图4所示，第二可移动构件306围绕轴线412旋转且沿着轴线412平移，所述轴线在轴承408和410之间延伸。注意，所述旋转和平移垂直于第一可移动构件304的旋转和平移。
在一个示例中，轴承408和410固定附接到第二可移动构件306，且在第二可移动构件306的凹部342和344内平移和旋转。在另一示例中，轴承408和410固定附接到第二可移动构件306，且在第一可移动构件304的凹部330和332内平移和旋转。在另一示例中，轴承408和410在所有凹部330、332、342和344内自由可移动。
如本文中所述，第一可移动构件304和第二可移动构件306相对于主体310的平移和旋转移动的组合提供了四个自由度，且允许螺母经由联接件128向上、向下、向左、向右和/或沿对角线移动，同时在所述细长螺纹轴202具有任何机加工不准确和/或未对准的情况下沿着细长螺纹轴202平移。
同时，联接件128使细长螺纹轴202的机加工不准确和/或未对准与台面124不相关(decouple)。在一个示例中，上述特点缓解了台面124的非期望水平流动力，所述非期望水平流动力是由于不允许互补的螺纹元件204如此移动和/或允许细长螺纹轴202的机加工不准确和/或未对准传递到台面124而导致的。
联接件128还缓解了由于台面124的非期望水平流动力所致的非期望效应。例如，联接件128缓解了由于非期望的水平流动力所致的成像系统停止运行以及由于停止运行而不得不重新安排患者。另外，联接件128允许放宽的机加工公差(例如，由于机加工不准确可被补偿)，这可以减少生产时间和/或总系统成本。此外，不同于其中省略联接件128的配置，可在整个受试者支撑件和/或受试者支撑产品线上维持共同的水平流动力。
接下来设想了变化形式。
图4示出了四轴承(402、404、408和410)配置。在变化形式中，可针对平移和/或旋转运动中的每一个使用一个轴承。在另一变化形式中，可使用四个以上轴承。在另一变化形式中，成对的轴承并不彼此垂直。在另一变化形式中，成对轴承中的至少一对定位成相对于轴线406和412成角度。在另一变化形式中，联接件128可以包含一个或多个其它可移动构件。在另一变化形式中，凹部中的一个或多个可以是狭槽，这允许轴承沿着狭槽的长轴滑动。
尽管上述实施例示出了单个线性机械致动器，但本领域的普通技术人员将认识到其中使用两个或更多个线性机械致动器的变化形式。例如，图2示出了位于受试者支撑件114一侧的单个线性机械致动器。在变化形式中，第二线性机械致动器可以位于受试者支撑件114的另一侧上。图1示出了沿着受试者支撑件114中间定位的单个线性机械致动器。在变化形式中，第二线性机械致动器可以位于一个或另一个侧上，额外的线性机械致动器可以位于受试者支撑件114的每一侧处，两个线性机械致动器可以围绕中间的线性机械致动器定位，等等。
在另一变化形式中，仅提供三个自由度。例如，在一个示例中，联接件128允许两种旋转移动，但仅允许所述平移移动中的一种。在一个示例中，联接件128允许两种平移移动，但仅允许所述旋转移动中的一种。在另一变化形式中，联接件128提供了四个以上的自由度。
图7示出了一种示例性方法。
应了解，动作的次序并非限定。因此，本文中也预期了其它次序。另外，可省略一个或多个动作，和/或可包含一个或多个额外动作。
在702处，受试者或对象被装载到成像系统的受试者支撑件的台面上。
在704处，所述台面被启动以沿着受试者支撑件的基部平移，以将受试者或对象定位在成像系统的检查区域中。
在706处，随着台面平移，将台面连接到线性机械致动器的联接件补偿了机械线性致动器的机加工不准确和/或未对准，所述线性机械致动器安装至受试者支撑件的基部。
如本文所述，这可以通过联接件的配置实现，所述联接件的配置允许对机械线性致动器的螺母的三个或更多个自由度，使得螺母可在机加工不准确和/或未对准的情况下平移和/或旋转。
本发明已参照优选的实施例来描述。在阅读和理解前述具体实施方式时，他人可设想到多种修改形式和更改。预期本发明被构造成包含所有此类修改形式和更改，只要其在随附权利要求或其等效物的范围内即可。

Claims (15)

1.一种成像系统(100)的受试者支撑件(114)，包括：
台面(124)，其支撑在所述成像系统的检查区域中的受试者或对象；
基部(116)，其包含线性机械致动器(118)；以及
联接件(128)，其机械联接所述台面和所述线性机械致动器，使得所述线性机械致动器将所述台面沿z轴方向平移到所述检查区域内或平移到所述检查区域外，
其中，所述联接件沿两个方向旋转且沿一个方向平移，其中所述联接件沿两个旋转方向围绕着旋转的轴线和一个平移方向垂直于所述z轴方向，或者所述联接件沿一个方向旋转且沿两个方向平移，其中所述联接件沿一个旋转方向围绕着旋转的轴线和两个平移方向垂直于所述z轴方向，因此提供至少三个自由度，允许所述联接件在所述线性机械致动器机加工不准确和/或未对准的情况下平移和/或旋转，补偿所述线性机械致动器的机加工不准确和未对准中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的受试者支撑件，其特征在于，所述联接件沿两个方向旋转且沿两个方向平移，因此提供了至少三个自由度。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的受试者支撑件，其特征在于，所述线性机械致动器包含带螺纹的螺杆和互补的带螺纹的螺母，所述螺杆附连到所述基部，所述螺母附连到所述联接件，所述联接件附连到所述台面，且所述螺母响应于所述螺杆的受控旋转运动而沿着所述螺杆平移，因此使所述台面平移。
4.根据权利要求3所述的受试者支撑件，其特征在于，所述联接件包括：
第一可移动构件(304)；
第二可移动构件(306)，其附接到所述带螺纹的螺母，其中所述第一可移动构件以可旋转方式且以可平移方式支撑所述第二可移动构件；以及
固定框架(302)，其包含：
台面连接器(308)，其附接到所述台面；以及
主体(310)，其中所述主体以可旋转方式且以可平移方式支撑所述第一可移动构件。
5.根据权利要求4所述的受试者支撑件，其特征在于，所述第一可移动构件沿第一线性方向平移，且所述第二可移动构件沿第二线性方向平移，且所述第一线性方向和所述第二线性方向彼此垂直。
6.根据权利要求5所述的受试者支撑件，其特征在于，所述受试者支撑件还包括：
至少一个轴承(402、404)，其中所述第一可移动构件经由所述至少一个轴承联接到所述主体，且所述第一可移动构件经由所述至少一个轴承平移。
7.根据权利要求6所述的受试者支撑件，其特征在于，所述主体包含具有相应凹部(316、317)的至少两个相对的侧部(312、314)，所述第一可移动构件包含具有相应凹部(326、328)的至少两个相对的侧部(318、320)，所述至少一个轴承包含两个轴承，且所述轴承中的一个延伸到所述主体的侧部的凹部中的一个中和所述第一可移动构件的侧部的凹部中的一个中，且所述轴承中的另一个延伸到所述主体的侧部的凹部中的另一个中和所述第一可移动构件的侧部的凹部中的另一个中。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的受试者支撑件，其特征在于，所述第一可移动构件沿第一旋转方向旋转，且所述第二可移动构件沿第二旋转方向旋转，且所述第一旋转方向和所述第二旋转方向彼此垂直。
9.根据权利要求8所述的受试者支撑件，其特征在于，所述受试者支撑件还包括：
至少一个第二轴承(408、410)，其中所述第二可移动构件经由所述至少一个第二轴承联接到所述第一可移动构件，且所述第二可移动构件经由所述至少一个第二轴承旋转。
10.根据权利要求9所述的受试者支撑件，其特征在于，所述第一可移动构件包含具有相应凹部(330、332)的第二对的至少两个相对的侧部(322、324)，所述第二可移动构件包含具有相应凹部(342、344)的至少两个突起部(336、338)，所述至少一个第二轴承包含两个第二轴承，且所述两个第二轴承中的一个延伸到所述第一可移动构件的侧部的凹部中的一个中和所述突起部的凹部中的一个中，且所述两个第二轴承中的另一个延伸到所述第一可移动构件的侧部的凹部中的另一个中和所述突起部的凹部中的另一个中。
11.根据权利要求1或2所述的受试者支撑件，其特征在于，所述受试者支撑件的基部仅包含一个线性机械致动器，所述线性机械致动器位于所述受试者支撑件的侧部或中间区域处。
12.根据权利要求1或2所述的受试者支撑件，其特征在于，所述受试者支撑件的基部包含两个或更多个线性机械致动器和对应的联接件。
13.根据权利要求1或2所述的受试者支撑件，其特征在于，所述联接件使所述线性机械致动器的机加工不准确和/或未对准与所述台面不相关。
14.根据权利要求1或2所述的受试者支撑件，其特征在于，所述受试者支撑件还包括：
线性滑动轴承(122)，其中所述台面经由所述线性滑动轴承相对于所述基部平移。
15.一种用于操作成像系统的受试者支撑件的方法，包括：
使成像系统的受试者支撑件的台面(128)经由联接件(128)和线性机械致动器(118)相对于所述受试者支撑件的基部(116)平移，其中所述联接件附接到所述台面并且附接到所述线性机械致动器(118)的带螺纹的螺母(204)，所述带螺纹的螺母被配置成沿着所述线性机械致动器的细长螺纹轴(202)平移，所述线性机械致动器附接到所述基部，且所述联接件允许对所述线性机械致动器的所述带螺纹的螺母的三个或更多个自由度，使得所述带螺纹的螺母能够在机加工不准确和/或未对准的情况下平移和/或旋转，这补偿了所述线性机械致动器的机加工不准确和未对准的至少一个。
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