專利名稱:小動(dòng)物成像艙和床系統(tǒng)的制作方法
小動(dòng)物成像艙和床系統(tǒng)本申請(qǐng)是2008年5月6日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?00880017121. X、名稱為“小動(dòng)物成像
艙和床系統(tǒng)”的分案申請(qǐng)。本申請(qǐng)涉及小動(dòng)物的診斷成像。更具體而言,本申請(qǐng)涉及對(duì)多次掃描的成像變量的控制,以輔助成像研究的定量化和可復(fù)現(xiàn)性,并將利用其特定參考加以描述。不過(guò)要理解,本申請(qǐng)也可以應(yīng)用于其他診斷成像應(yīng)用。如果利用個(gè)體或?qū)ο蠼M的可再現(xiàn)成像進(jìn)行研究,可以加強(qiáng)對(duì)疾病體內(nèi)模型的研究。希望對(duì)影響成像的因素進(jìn)行目標(biāo)控制,以進(jìn)行結(jié)果的定量化和確認(rèn)。各種生物功能影響成像,如果要將結(jié)果用在定量研究中,希望通過(guò)可能長(zhǎng)的時(shí)間段并跨越不同成像步驟控制或監(jiān)測(cè)這些功能?,F(xiàn)有的監(jiān)測(cè)器和控制設(shè)置起來(lái)單調(diào)乏味且容易出錯(cuò),并且不能在成像流程之間移動(dòng)。小動(dòng)物成像模態(tài),例如PET和CT,為引入遺傳改變的動(dòng)物中的疾病模型成像提供了極難得的機(jī)會(huì)。例如,小動(dòng)物PET是一種對(duì)體內(nèi)的生化、生理和藥理過(guò)程提供有價(jià)值認(rèn)識(shí)的功能成像模態(tài)。當(dāng)前的應(yīng)用包括在諸如心臟和腦的要害器官中的灌注、代謝和基質(zhì)應(yīng)用、 基因表達(dá)、腫瘤生物學(xué)和血管發(fā)生學(xué)、缺氧和凋亡等。另一方面,小動(dòng)物CT是一種提供高的骨骼和軟組織對(duì)比度的結(jié)構(gòu)成像模態(tài)。其用于篩分解剖學(xué)異常、血管發(fā)生學(xué)中從正常組織鑒別出腫瘤、借助造影劑使新血管形成可視化等。利用小動(dòng)物PET和小動(dòng)物CT工作的研究人員對(duì)諸如小鼠和老鼠的小動(dòng)物進(jìn)行成像。對(duì)疾病的體內(nèi)模型進(jìn)行研究和確認(rèn)需要隨著時(shí)間的過(guò)去對(duì)同一動(dòng)物或動(dòng)物組進(jìn)行順序成像。這種研究的共同目的是利用兩種成像模態(tài)提供的互補(bǔ)信息對(duì)比和跟蹤疾病的進(jìn)展。 因此,沒(méi)有圖像配準(zhǔn)就不能進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果的定量化和精確評(píng)估,圖像對(duì)準(zhǔn)在同一坐標(biāo)空間中對(duì)準(zhǔn)所獲取的體積。考慮到當(dāng)前小動(dòng)物核、CT核MRI裝置的實(shí)際和邏輯上的限制,通常一次對(duì)單只動(dòng)物成像,而如果能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)動(dòng)物成像將是有益的,以便包括一個(gè)或多個(gè)控制動(dòng)物和/或平行處理多個(gè)動(dòng)物,以提高通量。本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N新的改進(jìn)的小動(dòng)物成像處理機(jī),克服了上述問(wèn)題等。根據(jù)一方面,提供了一種診斷成像系統(tǒng)。至少一個(gè)成像模塊采集所述模塊的成像區(qū)中的對(duì)象的診斷成像數(shù)據(jù),所述模塊具有至少第一入艙(docking)接口。用戶在入艙臺(tái)準(zhǔn)備所述對(duì)象,以準(zhǔn)備在成像模塊中進(jìn)行成像。入艙臺(tái)具有至少第二入艙接口。至少一個(gè)動(dòng)物艙封入對(duì)象并與第一和第二入艙接口進(jìn)行接口相連。艙可以采取不同尺寸和形狀,以在相同艙中或不同模態(tài)中容納不同類型的動(dòng)物(例如老鼠、小鼠)、額外的動(dòng)物(例如兩只老鼠、兩只、三只或四只小鼠)。根據(jù)另一方面,提供了一種診斷成像方法。將清醒的動(dòng)物放在引入室中以麻醉動(dòng)物。將麻醉的動(dòng)物固定到對(duì)象支撐。利用模具固定和定位動(dòng)物。在支撐周圍放置罩,封裝所述動(dòng)物。在準(zhǔn)備動(dòng)物之后,對(duì)動(dòng)物成像之前的時(shí)間內(nèi)將所述支撐收入入艙臺(tái)的入艙接口處。從入艙臺(tái)取出支撐并利用成像模態(tài)的入艙接口進(jìn)行入艙。開(kāi)始對(duì)支撐上的動(dòng)物進(jìn)行至少一個(gè)診斷成像序列。在完成成像序列之后,從支撐取走動(dòng)物。動(dòng)物在后麻醉室中恢復(fù)清醒,以使動(dòng)物從麻醉恢復(fù)知覺(jué)。
一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是增大對(duì)象通量。另一優(yōu)點(diǎn)在于能夠控制影響研究可復(fù)現(xiàn)性或可定量性的變量,例如,但不限于體核溫度和麻醉深度。另一優(yōu)點(diǎn)是能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)動(dòng)物成像以能夠進(jìn)行比較研究。另一優(yōu)點(diǎn)在于改善了對(duì)可用于評(píng)估研究結(jié)果的生理參數(shù)的監(jiān)測(cè)。另一優(yōu)點(diǎn)在于使用被監(jiān)測(cè)參數(shù)來(lái)發(fā)出可能影響成像結(jié)果或?qū)ο蠼】档木瘓?bào)或提醒。另一優(yōu)點(diǎn)在于成像研究者能夠在成像步驟之間自由移動(dòng),允許更有效地使用實(shí)驗(yàn)室面積。另一優(yōu)點(diǎn)在于更精確地配準(zhǔn)診斷圖像。另一優(yōu)點(diǎn)在于改善了所收集成像數(shù)據(jù)的分析的統(tǒng)計(jì)置信度。另一優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)等候成像動(dòng)物的環(huán)境控制。在閱讀并理解以下詳細(xì)說(shuō)明的基礎(chǔ)上,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)理解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明可以具體化成各種部件和部件布置以及各種步驟和步驟的組合。附圖僅用于例示優(yōu)選實(shí)施例,不應(yīng)視為限制本發(fā)明。
圖1是根據(jù)本申請(qǐng)的動(dòng)物成像系統(tǒng)的示意圖;圖2是動(dòng)物成像艙的側(cè)視圖;圖3是兩床實(shí)施例的透視圖;圖4是四床實(shí)施例的透視圖;圖5是具有對(duì)應(yīng)定位模具的動(dòng)物支撐床的側(cè)視圖;圖6示出了圖5的床的示范性基準(zhǔn)點(diǎn);圖7示出了示范性工作流程時(shí)間線;圖8示出了本申請(qǐng)硬件方面的關(guān)系;圖9為
圖1的系統(tǒng)的一種可能實(shí)施方式的示意圖。參考
圖1,示出了示范性小動(dòng)物成像系統(tǒng)10。本申請(qǐng)構(gòu)思的系統(tǒng)具有用于正電子發(fā)射層析攝影(PET)、計(jì)算斷層攝影(CT)、單光子發(fā)射計(jì)算層析攝影(SPECT)的模塊、其他診斷成像模塊、動(dòng)物準(zhǔn)備以及用于可視化、圖像配準(zhǔn)、對(duì)接和分析功能的計(jì)算機(jī)工作站。各模塊組合在罩之內(nèi),所述罩允許進(jìn)行靈活的配置,由空間和通量的問(wèn)題決定,有著肩并肩配置的各種組合。還構(gòu)思了公共的動(dòng)物定位器,以及可以進(jìn)出定位器的動(dòng)物支持物。如
圖1 所示,在肩并肩配置中,通過(guò)入艙特征實(shí)現(xiàn)精確的圖像配準(zhǔn),在動(dòng)物支持物入艙和出艙時(shí), 入艙特征提供了定位精度和可重復(fù)性。使用基準(zhǔn)標(biāo)記可以獲得額外的圖像配準(zhǔn)。參考圖2并繼續(xù)參考
圖1,成像模態(tài)12負(fù)責(zé)成像數(shù)據(jù)采集。如上所述,模態(tài)12可以是任何成像模態(tài),包括但不限于PET、SPECT, CT和MRI的一種或多種。
圖1中所示的為不同于第一模態(tài)12的第二模態(tài)12'。動(dòng)物艙14在成像期間容納一個(gè)或多個(gè)動(dòng)物。艙14 通常包括一個(gè)或多個(gè)支持物或床16、柱形罩18、生理參數(shù)傳感器20、用于麻醉的設(shè)備22,例如動(dòng)物鼻子適合的鼻錐,以及支持物側(cè)的入艙接口對(duì)。優(yōu)選通過(guò)設(shè)計(jì)入艙接口 24,使得在把支持物插入成像模態(tài)12中時(shí)施加最小的插入/扭轉(zhuǎn)力。優(yōu)選在將動(dòng)物從一個(gè)模態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)模態(tài)時(shí)不干擾動(dòng)物的位置。入艙接口 M提供了與艙14之間的監(jiān)測(cè)、加熱和麻醉接口。可以基于監(jiān)測(cè)結(jié)果檢測(cè)動(dòng)物艙14的連接以及處理機(jī)內(nèi)部是否有動(dòng)物。例如,如果沒(méi)有來(lái)自艙14的ECG或呼吸信號(hào),則假設(shè)艙內(nèi)沒(méi)有動(dòng)物。如果在艙14內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到動(dòng)物,可以認(rèn)為艙14是斷開(kāi)連接的。這種檢查可能會(huì)造成例如用戶界面性質(zhì)的調(diào)節(jié),從而根據(jù)檢測(cè)到動(dòng)物的數(shù)量限制所有顯示/輸入的信息。而且,可以使用這種信息識(shí)別模態(tài)12的當(dāng)前配置。這一接口對(duì)優(yōu)選支撐多達(dá)四個(gè)動(dòng)物,但當(dāng)然也想到更多接口。通過(guò)用統(tǒng)一的入艙接口 M配置所有模態(tài)和入艙臺(tái),用戶能夠在不同模態(tài)和入艙臺(tái)之間交換支持物。入艙接口功能包括向艙14提供監(jiān)測(cè)、加熱和麻醉接口。出于安全的原因,在移除艙14時(shí)可以自動(dòng)關(guān)閉麻醉閥,并可以在連接時(shí)再次打開(kāi),例如止回閥。優(yōu)選地將艙構(gòu)造成能抵抗很多次清洗和消毒,例如酒精、蒸汽、輻射等。單個(gè)動(dòng)物艙14能夠支撐幾個(gè)不同的床16配置。一個(gè)艙14可以容納直到兩張(2) 鼠床16,或者,一個(gè)艙14可以容納直到四張(4)鼠床16,亦即可以在一個(gè)艙中容納一只、兩只、三只或四只老鼠。圖3中示出了兩床實(shí)施例,圖4中示出了四床實(shí)施例。除了至少一個(gè)床底座之外,每個(gè)艙接口 M還提供與測(cè)量傳感器20連接的一個(gè)或多個(gè)插座、用于空氣和麻醉的流體接口等。床16可以是異形床或平板床。為了提高熱效率,優(yōu)選在每個(gè)動(dòng)物周圍使用獨(dú)立且盡可能小的筒18,而不是用一個(gè)大筒18罩蓋所有動(dòng)物,盡管后一種實(shí)施例決不是不可能的。筒18優(yōu)選容易移除。還提供孔,通過(guò)孔能夠插入或拉出用于同位素注射和/或任選的測(cè)量和物理交互的導(dǎo)管。平板床類型允許動(dòng)物技師利用不標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量或非通用動(dòng)物或動(dòng)物配置工作。技師能夠自由地放置不同大小和重量的不同動(dòng)物。板床16上的鼻錐22優(yōu)選是可更換的,以容納不同大小的動(dòng)物。鼻錐22優(yōu)選對(duì)無(wú)線電半透明的,且緊密地罩蓋動(dòng)物頭部。此外,例如,如果使用注射麻醉,可以拆除鼻錐22。板床16在每側(cè)裝備有用于安裝運(yùn)動(dòng)束縛的孔。在另一實(shí)施例中,床16是形式適合的異形床。異形床16優(yōu)選地有幾種類型,每種針對(duì)不同動(dòng)物種類(老鼠、小鼠)和大小(小、中、大)得到調(diào)節(jié)。床的曲線允許容易而可重復(fù)地定位動(dòng)物,無(wú)論是時(shí)間上相隔很遠(yuǎn)的掃描中的同樣對(duì)象,還是不同的對(duì)象。運(yùn)動(dòng)束縛被集成到床中,以防止在掃描期間或之間重新布置對(duì)象。還考慮到用與床16集成的束縛來(lái)取代傳統(tǒng)的纏繞帶子和移除帶子。參考圖5,為了在可再現(xiàn)位置上定位對(duì)象并輔助圖像的配準(zhǔn),用對(duì)象制成模具 26。硅橡膠是目前可用于制造模具的材料,具有很好的耐化學(xué)性和耐高溫性以及更高)。諸如小鼠和老鼠的小動(dòng)物重量基本是標(biāo)準(zhǔn)的,在大小和形狀上變化很小。例如,無(wú)胸腺小鼠的平均體重為20克,標(biāo)準(zhǔn)偏差很小,為2克。通過(guò)將動(dòng)物放在硅橡膠容器中標(biāo)尺的較大端上,技師能夠生產(chǎn)出動(dòng)物身體的外部模具26。然后固化模具沈并附著到小動(dòng)物成像床16。在需要的時(shí)候,可以類似地制備和可互換地使用專門適合被成像動(dòng)物(例如小鼠、老鼠、豚鼠等)一般形狀的一組模具。對(duì)放在成像床16上同一模具沈中的不同動(dòng)物成像保持它們的形狀、取向和位置較為類似,這顯著簡(jiǎn)化了順序采集的同一動(dòng)物體積的對(duì)象內(nèi)剛性和彈性匹配以及對(duì)象間的配準(zhǔn)。為了進(jìn)一步輔助對(duì)象內(nèi)和對(duì)象間圖像的配準(zhǔn),將非輻射性基準(zhǔn)標(biāo)記觀附著到床 16,以為基于圖像的剛性或彈性配準(zhǔn)技術(shù)提供支持。圖6中示出了示范性基準(zhǔn)標(biāo)記觀。固體銅可以充當(dāng)CT、PET和SPECT中的基準(zhǔn)標(biāo)記。在CT中可以看到銅的小球或線30,而這些相同的標(biāo)記的中子激活產(chǎn)生正電子發(fā)射銅-64,供PET和SPECT探測(cè)。銅容易加工成期望的形狀,在激活之前容易處理且操作安全。具有球形形狀的基準(zhǔn)標(biāo)記觀的中心容易被霍夫變換或另一圖像處理技術(shù)檢測(cè)到,所述另一圖像處理技術(shù)例如是邊緣檢測(cè)和隨后的形心計(jì)算。該過(guò)程是全自動(dòng)、魯棒而可靠的。在檢測(cè)出基準(zhǔn)標(biāo)記觀的中心之后,可以向順序采集的圖像應(yīng)用用于剛性配準(zhǔn)的最小二乘法算法,以校正全局剛性對(duì)準(zhǔn)。一旦將部分圖像大致對(duì)準(zhǔn),就可以應(yīng)用彈性匹配來(lái)校正體積間的非剛性形變,在這種情況下,形變將受到專門適合被成像動(dòng)物形狀的支持物模具26的約束。基準(zhǔn)標(biāo)記觀的基部32可以被制造成僅在需要時(shí)才附著標(biāo)記觀。還優(yōu)選將基準(zhǔn)點(diǎn)觀放在非線性和非平面位置上。任選地,基準(zhǔn)點(diǎn)觀包括填充有MR可成像物質(zhì)的空心銅球,所述物質(zhì)例如是硫酸銅、摻雜水、含氫凝膠或塑料等。諸如ECG和呼吸探頭的傳感器20優(yōu)選地與床16集成?;蛘撸梢詫鞲衅魇止な┘拥綄?duì)象上。SpO2和加熱元件也可以是床16的部分。床上的位置標(biāo)記(即像尺子的標(biāo)記)在將對(duì)象固定到床16上時(shí)有助于再現(xiàn)位置。假定在腦成像中希望嚴(yán)格地重新定位,則可以包括立體定向幀。為了能夠在對(duì)象固定到床16的同時(shí)接近對(duì)象而不干擾對(duì)象位置,優(yōu)選地在將動(dòng)物固定到床16時(shí)讓動(dòng)物的尾部、腿部和眼睛可接近。希望對(duì)曾與動(dòng)物接觸的元件進(jìn)行高壓滅菌,使得那些特定部件優(yōu)選能抵抗高溫蒸汽清潔和消毒。床可以獨(dú)立移除,以在多動(dòng)物配置中輔助接近對(duì)象。對(duì)于老鼠和小鼠對(duì)象而言,優(yōu)選用加熱的尾部支持物,因?yàn)樗鼈冇兄诜乐刮膊垦茉诶洵h(huán)境中收縮并改變血流速度。 此外,床16包括加熱機(jī)構(gòu)33,用于在對(duì)象附著到床16時(shí)控制對(duì)象的溫度。這可以是內(nèi)置的溫度控制管路,例如床16基部中的嵌入管路,這種管路允許進(jìn)行熱水或空氣的循環(huán)。在另一實(shí)施例中,床可以包括電阻線圈和電氣連接??梢杂珊銣仄骺刂拼驳臏囟龋龊銣仄髂軌虼蜷_(kāi)或關(guān)閉水、空氣或電阻線圈的加熱。可以包括吸收劑處理成像期間的排泄物;床設(shè)計(jì)可以容納一次性材料,或者可以將它們集成到床16中??梢詫⒋?6設(shè)計(jì)成將所有或大部分期望的探針嵌入床16中?;蛘?,可以設(shè)計(jì)床,使得所有探針都有足夠的彈性,使得操作員能夠?qū)⑵浞胖迷谛枰鼈兊娜魏蔚胤健<蓚鞲衅?0對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化成像是有用的,尤其在通量是問(wèn)題的時(shí)候。外部探針可以用于例如復(fù)雜研究情形中,在這種情形中更希望以最大的精確性執(zhí)行給定方案。再次參考
圖1,系統(tǒng)10還包括能夠接收和收入艙14的動(dòng)物定位器34。定位器34 用于在成像期間將動(dòng)物艙14最佳地定位于掃描器12的成像區(qū)中。艙14具有標(biāo)識(shí)符,以向系統(tǒng)提供唯一的支持物身份??梢栽趯⑴?4連接到動(dòng)物定位器34時(shí)讀取身份,例如是在插入期間移動(dòng)通過(guò)讀取器的條形碼。也可以使用固定的激光裝置輔助配準(zhǔn)。入艙臺(tái)36在動(dòng)物艙14處于附著狀態(tài)等待掃描時(shí)提供麻醉和監(jiān)測(cè)。如圖所示,入艙臺(tái)可以包括存儲(chǔ)空間 38,用于在不使用時(shí)存儲(chǔ)額外的床16、筒18或其他裝置。盡管構(gòu)思的和圖示的動(dòng)物準(zhǔn)備和成像模塊是肩并肩的,但動(dòng)物準(zhǔn)備和成像可以位于獨(dú)立空間中。模塊12、12'、36的肩并肩配置是優(yōu)選的,因?yàn)檫@有助于工作流程的簡(jiǎn)化。用戶無(wú)需在房間內(nèi)或房間之間不斷來(lái)回走動(dòng)。圖7中示出了示范性工作流程。具體而言,這是用于PET成像序列的工作流程。在這種工作流程中,在對(duì)動(dòng)物進(jìn)行實(shí)際掃描時(shí)存在停機(jī)的可能。放射性同位素僅能夠這樣快地衰變。在這種工作流程中,在正在對(duì)一個(gè)動(dòng)物掃描的同時(shí)準(zhǔn)備下一個(gè)動(dòng)物變得有利,這樣使得在第一次掃描完成時(shí),下一個(gè)動(dòng)物準(zhǔn)備好成像,而沒(méi)有額外的準(zhǔn)備時(shí)間。圖7的工作流程或類似的工作流程對(duì)于每個(gè)動(dòng)物都會(huì)發(fā)生,但入艙臺(tái)36允許這些工作流程相當(dāng)大程度交迭,這減少了總工作時(shí)間并提高了對(duì)象的通量。在例示性范例中,假設(shè)典型的動(dòng)物掃描花費(fèi)十分鐘,包括五分鐘的準(zhǔn)備時(shí)間和五分鐘的掃描時(shí)間。如果對(duì)于每個(gè)動(dòng)物都從頭到尾地重復(fù)工作流程,掃描六個(gè)動(dòng)物將花費(fèi)一小時(shí)。這包括掃描器不掃描的時(shí)間。入艙臺(tái)36允許對(duì)動(dòng)物預(yù)先準(zhǔn)備。當(dāng)正在掃描第一個(gè)動(dòng)物時(shí),將準(zhǔn)備第二個(gè)動(dòng)物并保持在入艙臺(tái)36上。于是,僅在35分鐘內(nèi)就執(zhí)行了掃描六個(gè)動(dòng)物的同一任務(wù),掃描器僅有的停機(jī)是在準(zhǔn)備第一個(gè)動(dòng)物時(shí)。在
圖1的實(shí)施例中,系統(tǒng)10包括三個(gè)模塊,即第一和第二采集模塊12、12'和動(dòng)物準(zhǔn)備模塊,即入艙臺(tái)36。當(dāng)然,也想到過(guò)更少或更多數(shù)量的模塊。優(yōu)選地,入艙臺(tái)36增加幾個(gè)方面的功能。參考圖8,示出了動(dòng)物監(jiān)測(cè)麻醉(AMA)系統(tǒng)40。引入室42提供了放置清醒動(dòng)物的區(qū)域,使得能夠在將其固定在動(dòng)物床16上之前對(duì)其進(jìn)行麻醉。在能夠開(kāi)始成像期間之前,將動(dòng)物放在引入室42中,在引入室42中,在進(jìn)行進(jìn)一步準(zhǔn)備工作之前,對(duì)動(dòng)物進(jìn)行前驅(qū)麻醉。麻醉劑是通過(guò)粗麻醉接口 44提供的。利用依賴于環(huán)境或加熱器溫度的加熱器粗略維持對(duì)象的溫度。在粗略溫度調(diào)節(jié)接口 46上執(zhí)行這一控制路徑。在入艙臺(tái)36上提供物理工作空間47,以在已經(jīng)在引入室40中麻醉對(duì)象之后將對(duì)象附著到床16上并安裝所需的傳感器20。在入艙臺(tái)36上緊鄰定位器34處提供入艙端口 48,用于延長(zhǎng)研究之間對(duì)象的生命支持和麻醉。優(yōu)選地,入艙臺(tái)中入艙端口 48的數(shù)量與成像設(shè)施中可用模態(tài)數(shù)量匹配(即,每個(gè)可用模態(tài)一個(gè)入艙槽)。早期準(zhǔn)備更大數(shù)量的動(dòng)物不會(huì)提高成像通量,因?yàn)槌上駮r(shí)間通常是固定的且是限制通量的因素。因此,被準(zhǔn)備的動(dòng)物不會(huì)比必要的情況花費(fèi)更多麻醉時(shí)間。后麻醉室50或“喚醒盒”在對(duì)象醒來(lái)期間提供生命支持。在這里,與對(duì)引入室42 中對(duì)象所做的相同方式,經(jīng)由粗略喚醒溫度調(diào)節(jié)器52粗略維持對(duì)象的溫度。后麻醉室50 優(yōu)選得到良好通風(fēng),以加快對(duì)象從麻醉中恢復(fù)。將艙14收入接收系統(tǒng)的優(yōu)選方法是通過(guò)正閉鎖機(jī)構(gòu),通過(guò)借助放置于定位器34 中的致動(dòng)器施加的軸向力銜接該機(jī)構(gòu)。同樣,致動(dòng)器的銜接不應(yīng)要求打擾動(dòng)物。每個(gè)艙14 上的入艙接口 M包括引線,以銜接AMA系統(tǒng)40,包括電氣和氣體連接。麻醉連接包括“斷開(kāi)連接時(shí)自動(dòng)關(guān)閉”功能,以防止麻醉劑損失到環(huán)境中。在流程期間,對(duì)象位于成像床16上并附著到入艙臺(tái)36或成像模態(tài)12。經(jīng)由生命體征探針接口 M監(jiān)測(cè)其生理參數(shù)。經(jīng)由麻醉接口 56提供并控制麻醉。該接口 56可以是氣動(dòng)接口,向艙14中的動(dòng)物提供麻醉劑并抽取廢氣,但它還可以包括麻醉劑濃度的電氣(自動(dòng))控制。而且,基于當(dāng)前的溫度測(cè)量值和期望的目標(biāo)溫度值利用溫度調(diào)節(jié)接口 58維持動(dòng)物的體核溫度。溫度調(diào)節(jié)接口 58優(yōu)選攜帶控制信號(hào),控制信號(hào)根據(jù)每個(gè)動(dòng)物來(lái)驅(qū)動(dòng)加熱元件。AMA 40還與一個(gè)或多個(gè)成像模態(tài)12接口相連。在優(yōu)選實(shí)施例中,模態(tài)的運(yùn)行不取決于AMA40。不過(guò),對(duì)于特定的研究而言,為了正確地構(gòu)建圖像需要生理學(xué)選通信息。可以在選通接口 60上通過(guò)選通信號(hào),所述選通接口 60對(duì)于所有成像模態(tài)而言都是相同的。選通接口 60優(yōu)選為TTL(0-12V)接口,其接受活動(dòng)狀態(tài)作為用于圖像重構(gòu)的選通事件。采集、重構(gòu)和控制子系統(tǒng)62也與AMA 40接口相連。子系統(tǒng)62具有與AMA 40相關(guān)的至少兩個(gè)功能。這些功能包括提供和存儲(chǔ)采集到的生命體征數(shù)據(jù)、控制監(jiān)測(cè)和麻醉功能、圖像重構(gòu)、使生命體征數(shù)據(jù)與圖像數(shù)據(jù)相互聯(lián)系等。這些命令和數(shù)據(jù)是通過(guò)監(jiān)測(cè)狀態(tài)和控制接口 64發(fā)送的。接口 64能夠處理所有的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制命令。要理解,采集、 重構(gòu)和控制是在物理上分布于系統(tǒng)10的不同部分上的邏輯部件。配電單元66將電功率分配到所有子系統(tǒng)。系統(tǒng)還包括計(jì)算機(jī)工作站68。工作站68包括計(jì)算機(jī),該計(jì)算機(jī)控制主要系統(tǒng)功能并為用戶提供接口以利用圖像和生命體征數(shù)據(jù)工作。工作站68包括采集控制,以允許開(kāi)始、暫停、恢復(fù)和停止圖像采集以及示出關(guān)于采集的狀態(tài)和進(jìn)度信息。工作站68還與AMA 40接口連接,以便在工作站上顯示在幾個(gè)模態(tài)上掃描的多個(gè)動(dòng)物的生命體征以及動(dòng)物準(zhǔn)備的階段。此外,采集控制和重構(gòu)用戶接口位于工作站68上。工作站68上包括多模態(tài)功能, 例如PET-CT非剛性配準(zhǔn)。在這種情況下,可以經(jīng)由工作站68實(shí)現(xiàn)與CT采集控制的接口連接。優(yōu)選地工作站68為系統(tǒng)10的所有應(yīng)用提供移植路徑,以使用用于基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)和操作的公共平臺(tái)。自然地,可以在新準(zhǔn)備技術(shù)、掃描技術(shù)、軟件、硬件等變得可用時(shí)升級(jí)工作站 68?;蛘?,AMA 40能夠在沒(méi)有關(guān)聯(lián)的工作站68的情況下運(yùn)行;然而,AMA 40的功能和可及性會(huì)更受限制。工作站68向用戶提供信息并允許用戶向系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)。任選地,工作站68自身不處理信息,僅僅向/從幕后處理70傳遞和接收信息,存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以及從數(shù)據(jù)庫(kù)72檢索數(shù)據(jù)等。工作站68的任務(wù)包括提供監(jiān)測(cè)和麻醉結(jié)果、輸入動(dòng)物標(biāo)識(shí)和示蹤劑注射時(shí)間、配置選通脈沖等。為了輸入試驗(yàn)信息和配置設(shè)置,使用例如鍵盤或鼠標(biāo)該的輸入裝置。工作站不需要是PC;其例如可以是模態(tài)12上的顯示器74,例如觸摸屏。圖9以示意形式示出了系統(tǒng) 10的一種可能實(shí)施方式。在另一實(shí)施例中,可以提供便攜式ΑΜΑ。為了提高入艙臺(tái)的使用靈活性,優(yōu)選地將本實(shí)施例中的功能限制為入艙能力。在不同的成像設(shè)施之間,準(zhǔn)備臺(tái)的尺寸和復(fù)雜性可以有顯著變化,因此,優(yōu)選地設(shè)施將準(zhǔn)備臺(tái)安排在其適合它們和它們自身需求的地方。然后, 可以將入艙臺(tái)放置在準(zhǔn)備臺(tái)旁邊,為準(zhǔn)備的動(dòng)物提供存儲(chǔ)空間,或者可以將其放置在常??赡茉诓煌块g中的模態(tài)旁邊,為更長(zhǎng)時(shí)間的研究或當(dāng)在不同模態(tài)之間交換動(dòng)物時(shí)提供臨時(shí)存儲(chǔ)空間。這種單元的便攜性允許將其放置在任何方便的地方。而且,它與普通AMA單元的功能相似性允許技師早期檢測(cè)到錯(cuò)誤的動(dòng)物設(shè)置或監(jiān)測(cè)以及麻醉缺陷。已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明。在閱讀和理解前述詳細(xì)說(shuō)明的前提下,其他人可以想到各種修改和變化。只要修改和變化落入所附權(quán)利要求或其等價(jià)要件的范圍內(nèi), 本發(fā)明意在被視為包括所有這種修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種入艙系統(tǒng),包括動(dòng)物監(jiān)測(cè)麻醉裝置(40),其用于為對(duì)象動(dòng)物提供麻醉并監(jiān)測(cè)對(duì)象的生命體征; 引入室(42),所述引入室與所述監(jiān)測(cè)麻醉裝置00)接口相連,用于為對(duì)象動(dòng)物提供粗鎮(zhèn)靜;具有電氣連接和氣動(dòng)連接的至少一個(gè)入艙接口(48),其用于接收動(dòng)物艙(14)。
2.一種成像方法,包括將麻醉的動(dòng)物固定到對(duì)象支架(16)上;將所述動(dòng)物定位并固定到所述支架(16);在所述支架(16)附近放好罩(18)以封閉所述動(dòng)物;在準(zhǔn)備所述動(dòng)物之后,對(duì)所述動(dòng)物成像之前的時(shí)期內(nèi)將所述支架(16)收入入艙臺(tái) (36)的入艙接口 (48)處;從所述入艙臺(tái)(36)取出所述支架(16)并利用成像模態(tài)(1 的定位器(34)對(duì)其進(jìn)行入艙;開(kāi)始對(duì)所述支架(16)上的所述動(dòng)物的至少一個(gè)診斷成像序列; 在完成所述成像序列之后從所述支架(16)取下所述動(dòng)物; 將所述動(dòng)物放在后麻醉室(50)中以允許所述動(dòng)物從麻醉中恢復(fù)過(guò)來(lái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其中,定位包括將麻醉的動(dòng)物放在與所述動(dòng)物的尺寸和選定成像位置相適合的支架06)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,還包括對(duì)于多個(gè)動(dòng)物、在一段時(shí)間內(nèi)對(duì)同一動(dòng)物,以及在多種成像模態(tài)(1 中對(duì)同一動(dòng)物或多個(gè)動(dòng)物中的至少一種情況重復(fù)所述方法。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其中,所述支架(16)包括對(duì)準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)( ),所述方法還包括利用所述基準(zhǔn)點(diǎn)08)對(duì)所述多個(gè)動(dòng)物、在一段時(shí)間內(nèi)對(duì)同一動(dòng)物,或由不同成像模態(tài) (12)產(chǎn)生的同一動(dòng)物或多個(gè)動(dòng)物中的至少一種情況的圖像進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其中,所述罩(18)放在多個(gè)支架(16)周圍,從而同時(shí)對(duì)多個(gè)動(dòng)物成像。
7.一種成像系統(tǒng),包括 至少一種成像模態(tài)(12);至少一個(gè)艙(14),其用于在成像掃描期間將對(duì)象保持在所述模態(tài)(12)的成像區(qū)中,并且用于在所述成像掃描之前將所述對(duì)象保持在鎮(zhèn)靜狀態(tài); 將所述艙(14)定位于所述成像區(qū)中的艙定位器(34)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的成像系統(tǒng),其中,在定位所述艙(14)之前,所述艙定位器 (34)將所述艙(14)從入艙臺(tái)(38)上的入艙接口 08)轉(zhuǎn)移到所述模態(tài)(1 上的入艙接口 08)。
9.一種用于成像設(shè)備中的艙(14),包括至少兩個(gè)對(duì)象床(16),每個(gè)床(16)支撐鎮(zhèn)靜的對(duì)象,以便在所述成像設(shè)備中同時(shí)進(jìn)行成像;封裝所述至少兩個(gè)對(duì)象床(16)的罩(18)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的艙,其中,所述艙包括至少三個(gè)對(duì)象床(16)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的艙,其中,所述艙包括至少四個(gè)對(duì)象床(16)。
12.一種用于成像設(shè)備中的艙(14),包括至少一個(gè)對(duì)象床(16),其用于在成像掃描期間支撐鎮(zhèn)靜的對(duì)象; 集成到所述對(duì)象床(16)中的至少一個(gè)傳感器(20),其用于監(jiān)測(cè)位于所述對(duì)象床(16) 上的對(duì)象的至少一項(xiàng)生物功能;入艙接口(M),所述入艙接口包括用于促進(jìn)所述至少一個(gè)傳感器00)通信的電氣連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的艙,其中,所述床(16)包括用于輔助圖像配準(zhǔn)的配準(zhǔn)系統(tǒng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的艙,其中,所述配準(zhǔn)系統(tǒng)包括具有形狀的床(16),其符合所述對(duì)象的自然特性,從而在成像掃描之間基本再現(xiàn)對(duì)象位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的艙,其中,所述配準(zhǔn)系統(tǒng)包括與所述床(16)相關(guān)聯(lián)的布置成非線性方式的多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)( ),所述基準(zhǔn)點(diǎn)可以由所述成像設(shè)備成像。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的艙,其中,所述基準(zhǔn)點(diǎn)08)包括能夠在至少兩種不同成像模態(tài)中成像的材料。
17.一種執(zhí)行成像測(cè)試的方法,包括 放置處于全身麻醉下的對(duì)象;將所述對(duì)象固定到對(duì)象支撐床(16);將所述對(duì)象床(16)放在罩(1 之中,生成對(duì)象艙(14);將所述艙連接到成像模態(tài)(1 的入艙端口(48),所述入艙端口與所述艙(14)的入艙接口 04)以接口相連,從而形成通往所述艙(14)的電氣連接和氣動(dòng)連接;在所述艙(14)被收入所述入艙端口 G8)時(shí),經(jīng)由所述連接監(jiān)測(cè)所述艙(14)中的至少一種狀況;基于所述監(jiān)測(cè)的結(jié)果改變由所述模態(tài)(12)執(zhí)行的至少一個(gè)成像規(guī)程。
全文摘要
在一種小動(dòng)物成像系統(tǒng)(10)中,提供至少一個(gè)模態(tài)(12)和入艙臺(tái)(36)。入艙臺(tái)(36)提供工作空間(47)和入艙端口(48),用于準(zhǔn)備和固定等候成像的麻醉動(dòng)物。為了再現(xiàn)位置,提供對(duì)象模具(26),該模具將對(duì)象保持在對(duì)象床(16)上可再現(xiàn)位置中。還為等候掃描的對(duì)象提供生命體征監(jiān)測(cè)。床(16)包括基準(zhǔn)點(diǎn)(28),以輔助對(duì)準(zhǔn)類似模態(tài)圖像和不同模態(tài)圖像。艙(14)能夠封裝單個(gè)床(16),或者用于串行成像,艙能夠封裝多個(gè)床配置,例如兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)床(16)。為了更好地定位和用戶接近容易,定位器(34)從模態(tài)(12)后方定位艙(14)。
文檔編號(hào)A61D7/04GK102512195SQ20111038199
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2008年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月24日
發(fā)明者A·T·拉托, A·巴克勒, E·讓, L·扎戈?duì)栔x夫 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司