[發明專利]具有集成的CT系統的C形臂

有效

• 申請號: 201780023151.0
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN108882904B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: E.M.拜利;A.蒂賓科夫斯基
• 申請（專利權）人: 專用成像有限責任公司
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00;A61B6/03
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄒松青;王麗輝

公開了混合成像系統，所述混合成像系統包括限定第一端和第二端的弓形臂，該弓形臂包括用于患者的2D X射線成像的第一探測器組件、和用于患者的CT成像的第二探測器組件，其中，成像系統包括內部驅動機構以用于使得弓形臂圍繞患者旋轉（例如，使得弓形臂沿著弓形路徑平移）。

相關部分的交叉參考

本主題申請要求于2016年4月11日提交的且名稱為“具有集成的CT系統的C形臂（C-Arm With Integrated CT System）”的美國臨時專利申請序列號62/320,624的權益，所述文獻的內容在此以其全部并入本文。

背景技術

本主題申請涉及便攜式成像系統，例如移動透視（fluoroscopic）系統，其通常也被稱為便攜式C形臂，其可以在例如手術室中被使用。具體地，公開了新穎且改進的便攜式成像系統，其提供混合平板X射線成像和計算機斷層掃描（CT）成像二者。所公開的系統和方法關于如介入性放射的手術成像領域具有重大的啟示和適用性。

現今，成像在許多手術場所中扮演著重要的角色，包括但不限于神經外科的脊柱和大腦、骨科的膝和髖、泌尿的前列腺和腎、創傷（ER）等。迄今為止，這些手術依賴于手術期間的2D X射線或超聲成像以及手術前和手術后二者的3D CT和/或MRI。這主要是由于一直以來難以將常規CT或者MRI放到手術室（OR）中這一事實導致的。常規CT和MRI二者都非常大，需要患者被移動到孔內，并且具有導致擔心和危害的例如輻射和強磁場的物理性質。然而，在最近10年中，我們已經看到了能夠在OR中被操縱的便攜式CT掃描儀的進步。不過即使這些掃描儀已經被證實是突破性技術，它們尚未代替在手術的主要部分期間2D X射線的效用，在所述主要部分中例如在物體的主動插入期間需要時間分辨率。2D 透視在外科醫生的腳踏控制下給出極好的時間分辨率。2D影像在總輻射劑量上也低得多，這對患者和手術人員二者都是有益的。但是在手術中存在需要和歡迎3D高質量CT影像的關鍵時刻。在脊柱手術中，這種3D影像被用于確認椎弓根螺釘的插入角度并且也用于確認硬件在插入之后的正確放置。

因此最佳的是，外科醫生在OR能夠通達2D X射線C形臂和高質量CT掃描儀二者。然而，由三星（Samsung）/Neurologica和Mobius/Brainlab生產的現有的便攜式CT掃描儀不具有2D C形臂能力并且因此使得手術場地非常擁擠且不便于帶入另一機器。美敦力（Medtronic）的O形臂系統具有2D和3D能力，但是CT質量是經由偽平板CT產生的，其對比分辨率差、視野小且具有大量諸如條紋的偽影。O形臂2D X射線系統還缺少影像角度自由度并且比常規C形臂產生更差的影像質量。最后，雖然多個C形臂制造商已經使得其C形臂能夠旋轉并產生類CT影像（例如西門子 Orbic 3D），但是這些系統遭受與O形臂相同的影像質量問題。

因此，市場上缺失且外科醫生真正需要的是能夠用作2D X射線C形臂和高質量CT二者的一種機器。理想地，這樣的機器保持C形臂的特定自由度、針對小的縱向掃描長度具有高質量對比分辨率CT，并且具有與手術臺配準的能力以用于在手術中稍后必須從同一位置進行的重復掃描。因此，存在對于改進的便攜式混合成像系統的需求，其能夠提供高質量的CT和X射線成像二者且同時保持傳統C形臂的可操作性和易用性。這些需求和其他需求通過本文公開的系統來滿足。

發明內容

在示例性實施例中，提出了混合成像系統，所述混合成像系統包括：弓形臂，其限定第一端和第二端，并且包括一個或多個X射線生成組件、用于患者的2D成像的第一探測器組件、以及用于患者的CT成像的第二探測器組件，其中，所述成像系統包括用于使得弓形臂繞患者旋轉的內部驅動機構。例如，旋轉所述弓形臂可以包括使得弓形臂沿著弓形路徑平移。替代性地，旋轉所述弓形臂可以包括使得所述臂繞樞轉點旋轉。在一些實施例中，第一探測器組件是平板探測器組件，其可以被配置成用于患者的透視成像；并且第二探測器組件可以是弓形探測器組件（例如，包括探測器陣列中的多個弓形排的探測器元件），其可以被配置成用于改進形式的CT成像。在優選實施例中，第二探測器組件可以限定大于3 cm的探測寬度以使得能夠以單次旋轉通行實現寬切片（slice）的CT成像。