[发明专利]移动式双平面荧光成像装置

说明书

本发明涉及一种移动式双平面X射线成像装置。更具体地说，本发明涉及一种X射线成像装置，它具有两个成像系统，其中的每一个被安装在两个可独立地进行运动的C形臂之上，还有一个控制系统，它跟这两个成像系统进行通信，使得它们交替地照射X射线。

常常希望让一个病人从若干不同位置照射X射线，最好是不需要让病人频繁地进行重新定位。最好是该X射线的支持结构不过分地妨碍紧密地环绕该病人的空间，使得一个医生在不需要重复地移动和复位该X射线设备的条件下得以处置或照料该病人。已经研制出移动式C形臂X射线诊断设备以满足这些需求，并且已经在外科以及其他介入疗法的医学技术领域中成为人所共知。

一个C形臂通常指的是，一个终结于该“C”字形状两个面对面的末端的延长了的C形部件。一个X射线源以及一个图象感受器典型地以相反的方向被分别地安装在或者靠近这个C形臂的两个末端，并且该C形臂被支持在一个悬挂的位置上。在该C形臂里面的空间为该医生提供一个基本上不受该X射线支持结构的干扰的用以照料病人的地方。该支持结构通常安置在轮子上，使得该C形臂得以从一间病房运送到另一间病房，并且当该医生进行手术或观察时，沿着病人的长度方向，在该处理过程中保证各种器物，例如心导管、长骨钉等，被精确地定位。

该C形臂通常被这样安装，以便使得该臂能在两个自由度中，即，在一个球面运动中环绕两根互相垂直的轴进行旋转运动。更具体地说，该C形臂被可滑动地安装到该支持结构上，以便使该C形臂环绕其曲率中心进行有轨道的旋转运动，因此允许该X射线源以及该图象感受器得以垂直地、水平地、或者介于二者之间，被选择性地定向。该C形臂也可以侧向旋转，即，沿着一个相对于该轨道方向为垂直的方向进行旋转，以便选择性地调节该X射线源以及感受器相对于该病人的宽度和长度的位置。C形臂装置的球面旋转态势允许该医生按照相对于被成像的特定解剖学条件所确定的最佳角度，让该病人照射X射线。

C形臂设备的设计师们和制造商们面临着许多挑战。用以在其不同的诸悬挂位置上支持和旋转一个C形臂的该支持结构应当是强劲有力的，足以承受巨大的扭转的、拉伸的和压缩的应力。该支持结构还应当足够重，并且具有一块足够大的占地面积，以避免在该C形臂侧向旋转时，由于重心发生戏剧性的偏移而翻倒。前人曾经作出种种尝试以便提供一种能解决上述诸问题的C形臂支持结构。这样一种现有技术尝试的实例就是美国专利4,955,046(1990年9月4日授予Siczek等)，该专利公开了一种C形臂装置。一部有轮子的用于支持的手推车包括一个可旋转的L形臂，在其上可滑动地安装了一个C形臂。因此，该L形臂为该C形臂提供了具有两个自由度的旋转运动。

此外，常常希望让一个病人从若干不同的角度照射X射线，最好是快速地连续进行，并且不用对该C形臂进行重新定位。这样一种配置通常被称为双平面成像，并且允许一个对象同时在两个平面上被观察。从两个X射线管发射出来的两根X射线束可能在一个等角点处相交。双平面成像在检查一根导管的位置，一个气囊的状态或者执行数字减法运算中是有用的。

可以用几种不同的方法来完成双平面成像。一种方法是通过使用两个独立的成像系统，或者两个C形臂。1989年11月28日授予Koyama的美国专利4.884,293公开了一种双成像系统，其中一个成像系统被安装在地板上，而另一个则被安装在天花板上。这个系统的一个缺点是，它被永久性地安装到地板和天花板上。因此，该系统不能根据需要在一家医院里面被移动。这个系统的另一个缺点是，虽然诸C形臂是协调的，但是诸成像系统互相独立地运行。因此，所产生的诸图象并不协调。

用以获得双平面成像的另一种配置是将一个C形臂可滑动地套入到另一个之中。1996年5月7日授予Siczek等的美国专利5,515,416公开了一种双成像系统，其中一个C形臂被安装在地板上，而另一个C形臂则被滑动地安装在该第一C形臂之上。这个系统的一个缺点是，这两个成像系统不可以互相独立地进行运动。因此，该第二成像系统的定位受到该第一(成像系统)的限制。另一个缺点是，它被永久性地安装在地板上。因此，它不能在一家医院里面被移动。再一个缺点是，这两个图象必须共享一个共有的等角点，因为它们被套在一起。

用以获得双平面成像的另一种配置是，不用C形臂，将诸成像系统安装在一个环上。1970年12月22日授予Andersson的美国专利3,549,885公开了一种双成像系统，其中两个成像系统被互相垂直地安装在一个可旋转的环里面。这个系统的一个缺点是，该双平面成像(系统)通常被配置于一个固定的、互相垂直的角度上。