本發(fā)明專利技術(shù)屬于醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域中的一種六自由度G形臂實(shí)時(shí)影像系統(tǒng)，由G形臂、G臂滑軌、G臂轉(zhuǎn)軸、G臂俯仰軸和基座依次連接，兩組X射線發(fā)生器和X射線平面動(dòng)態(tài)探測(cè)板對(duì)應(yīng)安裝在G形臂上，基座安裝在軌道中，軌道安裝在治療室天花板或地面上，使基座可在天花板平面上做二維運(yùn)動(dòng)或在地面上做沿三維治療床方向的縱向運(yùn)動(dòng)。本六自由度G形臂實(shí)時(shí)影像系統(tǒng)克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，工作范圍寬，動(dòng)作靈活，能夠同時(shí)得到兩幅正交的X射線圖像，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的動(dòng)態(tài)跟蹤，既可進(jìn)行全身腫瘤精確放療，也可進(jìn)行心血管疾病治療和腎神經(jīng)疾病無(wú)創(chuàng)調(diào)節(jié)。?
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種六自由度G形臂實(shí)時(shí)影像系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
目前的G形臂實(shí)時(shí)影像系統(tǒng)只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的自由度，用于產(chǎn)生一個(gè)區(qū)域的兩幅正交的X射線圖像，在專利CN102715914A中，展示了一種單自由度的G形臂實(shí)時(shí)影像系統(tǒng)，該設(shè)備用于產(chǎn)生三維圖像，由于它只有一個(gè)自由度，工作范圍窄，動(dòng)作不靈活、需要人為將設(shè)備推到合適的位置，因此該設(shè)備使用起來(lái)十分不便，效率低，精度低。由于對(duì)心臟、血管等組織器官運(yùn)動(dòng)變化速度快(比如心臟運(yùn)動(dòng):平均心跳約為80次/分，最高瞬時(shí)線速度可達(dá)I米/秒)，這就要求成像設(shè)備到達(dá)相 應(yīng)位置的速度快且準(zhǔn)確，目前的單自由度的G形臂和C形臂實(shí)時(shí)影像系統(tǒng)無(wú)法對(duì)位置變化量較大且運(yùn)動(dòng)速度快的組織器官進(jìn)行很好的實(shí)時(shí)定位跟蹤。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)工作范圍窄，動(dòng)作不靈活，不能應(yīng)用于某些組織或器官的動(dòng)態(tài)定位追蹤過(guò)程等的缺陷，提供一種工作范圍寬，動(dòng)作靈活，能夠同時(shí)得到兩幅正交的X射線圖像，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的動(dòng)態(tài)跟蹤的六自由度G形臂實(shí)時(shí)影像系統(tǒng)，既可進(jìn)行全身腫瘤精確放療，也可進(jìn)行心血管疾病治療和腎神經(jīng)疾病無(wú)創(chuàng)調(diào)節(jié)。本專利技術(shù)的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的: 本專利技術(shù)的六自由度G形臂實(shí)時(shí)影像系統(tǒng)由G形臂(11)、G臂滑軌(6)、G臂轉(zhuǎn)軸(3)、G臂俯仰軸(2)和基座(I)依次連接構(gòu)成，X射線發(fā)生器(4)和X射線平面動(dòng)態(tài)探測(cè)板(8)為一組，X射線發(fā)生器(7)和X射線平面動(dòng)態(tài)探測(cè)板(5)為另一組，兩組對(duì)應(yīng)安裝在G形臂(11)上，基座(I)安裝在軌道(10)中，軌道(10)安裝在治療室天花板(12)或地面上，使基座(I)可在天花板平面上做二維運(yùn)動(dòng)或在地面上做沿三維治療床(9 )方向的縱向運(yùn)動(dòng)。上述方案中，所述G形臂(11)可做升降運(yùn)動(dòng)，G臂滑軌(6)可引導(dǎo)兩組X射線發(fā)生器和X射線平面動(dòng)態(tài)探測(cè)板做大于90度的運(yùn)動(dòng)，G形臂(11)可繞G臂轉(zhuǎn)軸(3) 土 90°轉(zhuǎn)動(dòng)，可繞G臂俯仰軸(2)前后擺動(dòng)土 15° ;X射線發(fā)生器(4)、(7)和X射線平面動(dòng)態(tài)探測(cè)板(5)、(8)以滑動(dòng)連接方式加固定螺釘安裝在G形臂(11)兩側(cè)，以便調(diào)節(jié)兩組X射線發(fā)生器和X射線平面動(dòng)態(tài)探測(cè)板的連線為相互垂直或不垂直，X射線發(fā)生器為千伏(KV)級(jí)，在80 150KV之間可調(diào)，X射線平面動(dòng)態(tài)探測(cè)板為CXD影像增強(qiáng)器或非晶硅平板探測(cè)器或非晶硒平板探測(cè)器，X射線平面動(dòng)態(tài)探測(cè)板最大有效探測(cè)面積可達(dá)41cm X 41cm。上述方案中，所述軌道(10)安裝在治療室天花板(12)上時(shí)，軌道(10)由兩個(gè)相互垂直的分導(dǎo)軌(13)和分導(dǎo)軌(14)組成。上述方案中，所述軌道(10)安裝在地面上時(shí)，G臂俯仰軸由伸縮機(jī)構(gòu)(15)、垂直導(dǎo)軌(16)和轉(zhuǎn)軸(17)依次連接組成，伸縮機(jī)構(gòu)(15)與G臂轉(zhuǎn)軸(3)連接，轉(zhuǎn)軸(17)與基座(I)連接。本專利技術(shù)的六自由度G形臂實(shí)時(shí)影像系統(tǒng)是一個(gè)機(jī)電化的設(shè)備，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)控制相應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使G形臂到達(dá)空間中的任意位置，對(duì)空間中的任意位置的任意方向進(jìn)行X射線投影，形成該方向的X射線圖像。本專利技術(shù)與傳統(tǒng)C形臂得到X射線圖像的方式不同，本專利技術(shù)能夠同時(shí)得到兩幅正交的X射線圖像，同時(shí)減少X射線的曝光時(shí)間，從而減少了病人吸收的X射線的劑量，這一創(chuàng)新專利技術(shù)，可使非腫瘤患者，如進(jìn)行心血管疾病治療和腎神經(jīng)疾病無(wú)創(chuàng)調(diào)節(jié)的病人，接受到最小的輻射劑量。因此，本設(shè)備具有最小的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、縮短手術(shù)時(shí)間、減少病人恢復(fù)時(shí)間、手術(shù)一次到位、最小的放射劑量等優(yōu)點(diǎn)。本專利技術(shù)的六自由度G形臂實(shí)時(shí)影像系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤靶組織器官的動(dòng)態(tài)跟蹤，具體的方法如下描述: 首先，將六自由度的G形臂移動(dòng)到合適的位置，調(diào)整兩個(gè)X射線發(fā)生器和X射線平面動(dòng)態(tài)探測(cè)板的位置，使其對(duì)準(zhǔn)腫瘤靶區(qū)。然后，兩X射線發(fā)生器向腫瘤靶區(qū)輻射X射線，X射線平面動(dòng)態(tài)探測(cè)板獲得兩幅X射線圖像。最后，計(jì)算機(jī)自動(dòng)找出從CT圖像重建的DDR對(duì)應(yīng)位置，將獲得的X射線圖像與DRR進(jìn)行非剛性的圖像配準(zhǔn)，得到X射線圖像相對(duì)于DRR在空間中平移和旋轉(zhuǎn)的變化量，通過(guò)這些變化量計(jì)算出當(dāng)前腫瘤靶區(qū)的實(shí)時(shí)位置信息。本專利技術(shù)的六自由度G形臂實(shí)時(shí)影像系統(tǒng)具備滿足兩方面的要求的能力:一是類似于CBCT成像模式，正交的X射線探測(cè)系統(tǒng)圍繞等中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)一定角度進(jìn)行錐束(CB)斷層成像，獲取靶區(qū)的三維目標(biāo)的容積成像數(shù)據(jù)；二是G形臂的雙束正交Kv級(jí)X光成像系統(tǒng)，不斷定位靶區(qū)質(zhì)心和設(shè)備的等中心點(diǎn)，獲得靶區(qū)的實(shí)時(shí)位置。然后將G形臂實(shí)時(shí)的“雙束正交X光成像”圖像與該容積圖 像配準(zhǔn)，將數(shù)據(jù)傳輸給放射治療系統(tǒng)進(jìn)行位置、誤差補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤補(bǔ)償治療，兩個(gè)目標(biāo)在一個(gè)設(shè)備中即可實(shí)現(xiàn)。本專利技術(shù)的系統(tǒng)在用于心血管疾病房顫患者時(shí)，配置三維心臟電解剖標(biāo)測(cè)系統(tǒng)，根據(jù)標(biāo)測(cè)“信號(hào)”創(chuàng)建感興趣心腔的3D心內(nèi)膜圖像，采用特定算法計(jì)算心內(nèi)膜激動(dòng)的虛擬電信號(hào)，將其投射到心腔的3D圖像上，基于這些虛擬電信號(hào)構(gòu)建電位圖，同時(shí)結(jié)合核磁共振、血管造影等，采用圖像融合技術(shù)，在X線機(jī)系統(tǒng)生成心腔的三維結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行透明化處理，然后結(jié)合心內(nèi)膜激動(dòng)電位圖進(jìn)行電位異常心腔部定位，從而引導(dǎo)加速器射線產(chǎn)生的輻射完成房顫的無(wú)創(chuàng)治療。在用于腎病或者腎神經(jīng)調(diào)節(jié)患者時(shí)，配置專用的三維立體神經(jīng)導(dǎo)航定位系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)患者身體存在的解剖標(biāo)記或外部引入的參考點(diǎn)(如外部框架，患者皮膚標(biāo)記，植入的金標(biāo)，磁性元素等)以及它們的組合為追蹤參考點(diǎn)，沿著人體脊柱(如椎體)，主動(dòng)脈，腎動(dòng)脈，分支腎動(dòng)脈，腎靜脈，腎和/或腎神經(jīng)上的點(diǎn)，利用G形臂正交的X線三維圖像技術(shù)融合DSA，MRI或功能性磁共振成像圖像，進(jìn)行腎神經(jīng)的目標(biāo)定位和/或追蹤，利用加速器射線產(chǎn)生的輻射完成降低交感腎神經(jīng)活性，實(shí)現(xiàn)對(duì)腎神經(jīng)調(diào)節(jié)，達(dá)到治療某些疾病(包括高血壓、心力衰竭、慢性腎病、胰島素抵抗癥、糖尿病、代謝綜合征等)的可能。本專利技術(shù)的六自由度G形臂實(shí)時(shí)影像系統(tǒng)具有六個(gè)自由度，較常規(guī)的單自由度(一個(gè)方向上旋轉(zhuǎn))或者三自由度(X，Y，Z三個(gè)方向上的移動(dòng))的G形臂而言，本專利技術(shù)具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì): (1)在工作空間上有實(shí)質(zhì)性的增加，能夠給G形臂的姿態(tài)提供無(wú)限數(shù)量的構(gòu)成； (2)能夠提供光滑的運(yùn)動(dòng)軌跡；(3)提供更多節(jié)點(diǎn)和更多路徑以到達(dá)節(jié)點(diǎn)，還可提供路徑的優(yōu)化以到達(dá)節(jié)點(diǎn)； (4)能夠設(shè)定G形臂安全區(qū)域,防止與安全區(qū)域外的對(duì)象發(fā)生碰撞。(5)通過(guò)優(yōu)化運(yùn)動(dòng)路徑，可快速高效的達(dá)到指定位置，可定位和跟蹤一些快速運(yùn)動(dòng)的組織器官。(6)若定位過(guò)程中，患者位置發(fā)生變化時(shí)，不用調(diào)整治療床進(jìn)行補(bǔ)償，可利用六自由G形臂調(diào)整相應(yīng)的位置即可實(shí)現(xiàn)其補(bǔ)償過(guò)程，方便靈活且不會(huì)給患者產(chǎn)生不適的感覺(jué)。綜上，本六自由度G形臂實(shí)時(shí)影像系統(tǒng)克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，工作范圍寬，動(dòng)作靈活，能夠同時(shí)得到兩幅正交的X射線圖像，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的動(dòng)態(tài)跟蹤，既可進(jìn)行全身腫瘤精確放療，也可進(jìn)行心血管疾病治療和腎神經(jīng)疾病無(wú)創(chuàng)調(diào)節(jié)。本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)，有利于為其他疾病的治療開(kāi)辟一條新路徑。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù) 實(shí)施例一的正面示意圖。圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例一的側(cè)面示意圖。圖3為天花板平面導(dǎo)軌布局圖。圖4為本專利技術(shù)實(shí)施例四的正面示意圖。圖5為本專利技術(shù)實(shí)施例四的側(cè)面示意圖。附圖中，1:基座；2:G臂俯仰軸；3:G臂轉(zhuǎn)軸；4:X射線發(fā)生器；5:X射線平面動(dòng)態(tài)探測(cè)板；6:G臂滑軌；7:X射線發(fā)生器；8:X射線平面動(dòng)態(tài)探測(cè)板；9:三維治療床；10:導(dǎo)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種六自由度G形臂實(shí)時(shí)影像系統(tǒng)，其特征在于六自由度G形臂實(shí)時(shí)影像系統(tǒng)由G形臂（11）、G臂滑軌（6）、G臂轉(zhuǎn)軸（3）、G臂俯仰軸（2）和基座（1）依次連接構(gòu)成，?X射線發(fā)生器（4）和X射線平面動(dòng)態(tài)探測(cè)板（8）為一組，X射線發(fā)生器（7）和X射線平面動(dòng)態(tài)探測(cè)板（5）為另一組，兩組對(duì)應(yīng)安裝在G形臂（11）上，基座（1）安裝在軌道?(10)中，軌道?(10)?安裝在治療室天花板（12）或地面上，使基座（1）可在天花板平面上做二維運(yùn)動(dòng)或在地面上做沿三維治療床（9）方向的縱向運(yùn)動(dòng)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種六自由度G形臂實(shí)時(shí)影像系統(tǒng)，其特征在于六自由度G形臂實(shí)時(shí)影像系統(tǒng)由G形臂(11)、G臂滑軌(6)、G臂轉(zhuǎn)軸(3)、G臂俯仰軸(2)和基座(I)依次連接構(gòu)成，X射線發(fā)生器(4)和X射線平面動(dòng)態(tài)探測(cè)板(8)為一組，X射線發(fā)生器(7)和X射線平面動(dòng)態(tài)探測(cè)板(5)為另一組，兩組對(duì)應(yīng)安裝在G形臂(11)上，基座(I)安裝在軌道(10)中，軌道(10)安裝在治療室天花板(12)或地面上，使基座(I)可在天花板平面上做二維運(yùn)動(dòng)或在地面上做沿三維治療床(9)方向的縱向運(yùn)動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六自由度G形臂實(shí)時(shí)影像系統(tǒng)，其特征在于所述G形臂(11)可做升降運(yùn)動(dòng)，G臂滑軌(6)可引導(dǎo)兩組X射線發(fā)生器和X射線平面動(dòng)態(tài)探測(cè)板做大于90度的運(yùn)動(dòng)，G形臂(11)可繞G臂轉(zhuǎn)軸(3) 土 90°轉(zhuǎn)動(dòng)，可繞G臂俯仰軸(2)前后擺動(dòng)土15° ;X射線發(fā)生器(4)、(7)和X射線...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳大可，陳威銘，姚進(jìn)，李超，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：成都威銘科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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