[发明专利]用于磁位置测量系统的射线可透过的发射器

说明书

技术领域

本公开内容涉及用于磁位置测量系统的射线可透过的发射器。

背景技术

磁位置测量系统被用于辅助对涉及X射线成像设备的医疗过程中的仪器和身体构造进行定位。这些系统在磁传感器附近利用磁发射器，并且传感器可以在空间上相对于磁发射器而被定位。磁发射器采用可能会导致在发射器上不均衡的X射线吸收的构造方法，当发射器被放置在X射线成像区域中时，这可能会产生讨厌的视觉伪影。此外，通过磁场生成元件的X射线吸收比通过患者身体构造的X射线吸收高多个数量级，并且因此对患者成像通常不通过场生成元件来执行。另外，X射线成像系统的部分(例如荧光屏上的图像增强器)可能使磁场扭曲(distort)并且可能会使磁定位系统报告不正确的传感器位置。作为结果，磁发射器被谨慎地定位，并且图像增强器常常被移动以获得可靠的位置数据。这导致了对医疗程序的不期望的中断，并且在给出最佳X射线图像质量的位置处的成像性能可能被磁位置测量系统损害。

发明内容

本公开内容描述了用于在磁定位系统中使用的磁发射器，磁定位系统结合X射线成像设备来使用。包括磁场生成元件的发射器被构造成使得：在一些实现方式中，当X射线穿过发射器时，发射器和磁场生成元件吸收高达约10％的X射线。此外，使X射线吸收在包括场生成元件的发射器表面上基本上均匀，从而允许发射器被放置在X射线成像路径中，而不使图像质量劣化。磁发射器可以被合并在包括低吸收、均匀X射线衰减磁屏蔽元件的组件中。屏蔽元件还可以位于X射线成像路径中，以减少附近装备例如图像增强器的失真效应。

磁发射器可以采用一种或更多种类型的几何结构，诸如在本质上是平面的如平坦的。磁发射器还可以被制造、调节等以符合不同的形状，例如相对于患者的胸部、背部、腹部、腿部、头部等形状相符。磁发射器可以以各种设计、部件等来实现，例如具有屏蔽件的平面铝线圈。因为平面铝线圈和屏蔽件是可锻的，所以它们可以被压制或辊扎成一个或更多个期望的形状。

为了在测量体中检测来自一个或更多个传感器的位置，可以使用处理系统。处理系统可以利用来自发射器的线圈的磁场的一个或更多个数学模型，或者可以使用利用磁传感器和机器人定位装置等所得到的预先获取地图。

在一个方面中，一种用于在磁位置测量系统中使用的设备包括发射器。发射器包括场生成元件。场生成元件具有低X射线横截面。场生成元件包括布置在片材或板材中的至少一个导电螺旋体。至少一个螺旋体是平面的。发射器还包括围绕场生成元件的非场生成区域。

在另一方面中，方法包括形成发射器。发射器包括具有低X射线横截面的场生成元件。形成发射器包括在片材或板材中形成至少一个平面导电螺旋体。形成发射器还包括用非场生成区域围绕至少一个平面导电螺旋体。

在另一方面中，一种用于X射线成像系统的磁定位系统包括换能器元件，该换能器元件是使用铝、碳、铍或分子量为27或更低的其它导电材料中的一种或更多种构成的。

系统、设备和方法的实现可以包括以下特征中的一个或更多个。

在一些实现方式中，当设备用于X射线成像系统时，场生成元件具有50％或更小的X射线衰减。

在一些实现方式中，X射线衰减在包括场生成元件和非场生成区域的发射器的整个表面是均匀的。

在一些实现方式中，所述设备还包括支承场生成元件的支承结构。支承结构具有低X射线横截面并且包括碳纤维、硼纤维、玻璃纤维或分子量为27或更低的其它材料。

在一些实现方式中，设备还包括导电涡电流屏蔽元件。屏蔽元件包括分子量为27或更低的金属并且屏蔽元件至少部分地位于X射线路径中。当设备用于X射线成像系统时，屏蔽元件具有50％或更小的X射线衰减。

在一些实现方式中，每个螺旋体内的间隔被填充有具有与螺旋体的材料相似的X射线吸收的材料。

在一些实现方式中，材料包括：具有与螺旋体相同的厚度并且被层压至与螺旋体相同的基底基板的铝；或者厚度被调节为使得X射线吸收与螺旋体的X射线吸收相匹配的不同材料。

在一些实现方式中，材料包括与包含粉末状二氧化钛的材料混合的聚合物基质。材料的比例被调节成使得X射线衰减与螺旋体的X射线衰减相匹配。

在一些实现方式中，在螺旋体的间隔中的材料包括布置成与螺旋体邻近的负镜像螺旋体，使得在发射器的整个表面上材料的组合X射线衰减是均匀的。

在一些实现方式中，镜像螺旋体由导电或非导电基板支承。