本发明的成像系统便于小动物的生产性成像。在一个例子中，该 成像系统可以包括多个长条状轨道、一个扫描头组件和一个小动物固 定座组件。在另外一个例子中，该成像系统还包括针注射组件。
所述多个长条状轨道可以包括第一轨道、第二轨道和第三轨道 (如果使用)。每个轨道都具有近端、有间距的远端和纵轴。在一个 示范结构中，第一轨道的近端位于邻近第二轨道的、在第二轨道的近 端和远端之间的第一边缘处，这样第一轨道的纵轴与第二轨道的纵轴 成一定角度。在另外一个示范例中，第三轨道的近端位于邻近第二轨 道的、在第二轨道的近端和远端之间的第二边缘处，这样第三轨道和 第一轨道在第二轨道的两个相对侧。在本例中，第三轨道的纵轴基本 与第一轨道的纵轴同轴。
扫描头组件选择性地安装到第一轨道上，且被构造和设置成适于 沿着第一轨道的纵轴以线性双向方式运动。小动物固定座组件选择性 地安装到第二轨道上，且被构造和设置成适于沿着第二轨道的纵轴以 线性双向方式运动。针注射组件选择性地安装到第三轨道上，且被构 造和设置成适于沿着第三轨道的纵轴以线性双向方式运动。
本发明的小动物固定座组件适用于在其上安装小动物，以进行期 望的医疗和成像工序。在一个例子中，小动物固定座组件具有控制装 置、工作台构件和至少一个ECG控制垫以帮助监测所固定的小动物 的健康状态。工作台构件具有顶面并且限定了工作台平面。在一个例 子中，工作台构件可以选择性地被定向以便工作台构件的工作台平面 可以定位在期望工作台平面内。
附图简述
本发明的优选实施方案的这些和其他特征在参照附图进行的以下 详细描述中将变得更加明显，其中：
图1是本发明的小动物成像系统的一个实施方案的透视图，显示 了安装到第一轨道上的扫描头组件和安装到第二轨道上的小动物固 定座组件。
图2是本发明的小动物成像系统的一个替代实施方案的透视图， 显示了安装到第一轨道上的扫描头组件、安装到第二轨道上的小动物 固定座组件和安装到第三轨道上的针注射组件。
图3是图2中小动物成像系统的示意图。
图4是图2中小动物成像系统的侧视图。
图5是本发明的一个第一或第三轨道的透视图。
图6是活动挡块的透视图。
图7是图6中活动挡块的分解图。
图8是本发明的第二轨道的一个实施方案的透视图，显示了两个 有间距的固定挡块。
图9是安装到第一轨道上的扫描头组件的透视图，显示了固定架 和扫描头部件。
图10是扫描头组件的基座构件的透视图，显示了连接到基座构 件底部的至少一个滑座。
图11是图9中扫描头组件的伸长的竖直构件、悬臂梁和扫描头 定向控制机构的透视图。
图12是图11所示的伸长的竖直构件、悬臂梁和扫描头定向控制 机构的分解图。
图13是安装到第二轨道上的小动物固定座组件的透视图。
图14是图13中小动物固定座组件的透视图。
图15是图13中小动物固定座组件的顶视图。
图16是图13中小动物固定座组件的侧视图。
图17是图13中小动物固定座组件的侧视图。
图18是图13所示的小动物固定座组件的固定座子组件的基座构 件的透视图。
图19是图18所示的基座构件的分解图。
图20是固定座子组件的平面平台的透视图。
图21是固定座子组件的工作台定向控制机构的一部分的透视 图。
图22是小动物固定座组件的定向控制机构的型腔的透视图，显 示了定向控制机构的一部分。
图23是小动物固定座组件的定向控制机构的型腔的透视图，显 示了定向控制机构的一部分。
图24是小动物固定座组件的定向控制机构的型腔的透视图，显 示了定向控制机构的一部分。
图25是图24中定向控制机构的型腔的顶视图。
图26是定向控制机构的一部分的透视图。
图27是定向控制机构的一部分的透视图。
图28是定向控制机构的一部分的透视图，显示了拆卸下来的型 腔的部分。
图29是定向控制机构的一部分的透视图，显示了拆卸下来的型 腔的部分。
图30是可操作地连接到工作台构件的定向控制机构的一部分的 透视图。
图31是图6的分解图。
图32是安装到第三轨道上的针注射组件的一个实施方案的侧视 图，显示了注射器子组件和滑座子组件。
图33是图28中针注射组件的透视图。
图34是滑座子组件的旋转调节机构和高度调节机构的透视图。
图35是图34中旋转调节机构和高度调节机构的分解图。
图36是滑座子组件的第一横向调节机构、第二横向调节机构、 第一倾斜度调节机构和第二倾斜度调节机构的透视图。
图37是图36中第一横向调节机构、第二横向调节机构、第一倾 斜度调节机构和第二倾斜度调节机构的分解图。
图38是铰接电枢子组件的一部分的透视图，显示了底座构件。
图39是铰接电枢子组件的多个协同操作摇臂构件的透视图。
图40是针注射组件的部分截面图。
图41是注射器部件的一部分的部分截面图。
图42是注射器子组件的注射器部件的透视图。
图43是图42中注射器部件的分解图。
发明详述
本发明将在以下例子中得到更详细的描述，这些例子仅是说明性 的，因为其中的许多改体和变型对本领域的技术人员来说将是明显 的。因此，这里所描述和示例说明的本发明的实施方案不是为了进行 穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。选择这些例子是为了描述 或最好地解释本发明的原理和它的应用及实际用途，从而使本领域的 其他技术人员能最好地利用本发明。在说明书和权利要求中使用的 “a”、“an”、和“the”可以指一个或多个，根据其所处的上下文 而定。现在参照图来描述优选实施方案，在图中相同数字表示所有图 中的相同部分。
参照图1，示出了本发明的集成多轨道成像系统10的一个实施 方案。该成像系统包括多个长条状轨道30、选择性地安装到所述多 个长条状轨道中的第一轨道32上的扫描头组件100以及选择性地安 装到所述多个长条状轨道中的第二轨道34上的小动物固定座组件 200。在图2-4中示出的一个替代实施方案中，成像系统10还可以包 括选择性地安装到所述多个长条状轨道中的第三轨道36上的针注射 组件400。
如上面所指出的以及如图中所示出的，所述多个长条状轨道30 包括第一轨道32、第二轨道34以及，如果使用针注射组件400，第 三轨道36。每个轨道都具有近端35和有间距的远端37，并分别具有 纵轴R1、R2和R3。每个轨道30都可以通过焊接或利用诸如，例如， 螺钉、螺栓或其他同类的东西之类的常规紧固件连接到长条状支撑板 40上。每个支撑板可以具有诸如，例如，橡胶支脚之类的至少一个 减振器件42，减振器件42与支撑板的底部连接并从此处延伸以帮助 减小振动。扫描头组件100、小动物固定座组件200以及针注射组件 400分别具有基座构件102、202和402，基座构件均被构造和设置成 适于在其各自的轨道上以线性双向方式，即沿着各自轨道的纵轴，以 往复或者其他的滑移方式运动。将会理解的是，每个基座构件具有与 该基座构件的底部连接的至少一个滑座44，该基座构件适用于在各 自的轨道上滑动。在一个实施方案中，每个轨道还可以具有与该轨道 的远端连接的固定挡块50，以限制安装到其上的基座构件的运动。 在一个替代实施方案中，第二轨道可以具有一对固定挡块51，固定 挡块51与第二轨道连接并限定基座构件202双向行程的两个固定端 点。
使用中，与第一轨道32连接的支撑板40的端边46与连接到第 二轨道34的支撑板的侧边48′相连接。第一轨道32的近端35位于邻 近第二轨道34的位置并在第二轨道的近端35和远端37之间。在这 一结构中，第一轨道的纵轴与第二轨道的纵轴成一定角度。在一个实 施方案中，角度γ大约在150度到30度之间。在另一个实施方案中， 角度γ大约在130度到60度之间。在又一个实施方案中，角度γ大 约在110度到70度之间。在再一个实施方案中，角度γ大约在95度 到85度之间。
如果使用，连接到第三轨道36的底板40的端边46与第二轨道 34的底板的侧边48″(与连接到第一轨道32的侧边相对)相连接。 第三轨道36的近端35位于邻近第二轨道的位置并位于第二轨道的近 端和远端之间，这样第三轨道36与第一轨道32位置相对。在这个例 子中，有关的第一轨道和第三轨道的远端延伸远离对方并且第一轨道 和第三轨道的纵轴基本同轴。因此，有关的纵轴R1、R2和R3相对 彼此固定在一相对取向上，以提供一个公共坐标系。
本发明的成像系统10还可以包括至少一个活动挡块52。每个活 动挡块52被构造和设置成适于在其各自的轨道上以线性双向方式， 即沿着各自轨道的纵轴，以往复或者其他的滑移方式运动。在一个例 子中，每个有关的轨道上在各自的基座构件102、202、402与该轨道 的近端中间都安装一个活动挡块52。在另一个例子中，第一轨道和 第三轨道上分别安装一个活动挡块。
每个活动挡块52还具有可以选择性地固定活动挡块相对于轨道 构件的位置的制动锁紧机构54。将会理解的是，系统操作员可以通 过释放制动锁紧机构、将活动挡块移动到期望的位置和利用制动锁紧 机构在期望的位置将活动挡块锁紧到轨道上来容易地调节活动挡块 的位置。基座构件102、202和402的一部分可以选择性地以可释放 的方式固定在一个有关的活动挡块的一部分上。
在一个例子中，基座构件的一部分和活动挡块的一部分被磁化为 互相吸引的极性，这样当彼此接近时，基座构件和活动挡块的有关部 分互相吸引。在另外一个例子中，每个基座构件的第二部分和固定挡 块的一部分也被磁化为互相吸引的极性，这样当彼此接近时，基座构 件的第二部分和固定挡块的该部分互相吸引。因此，在使用中，可以 选择性地在固定挡块和活动挡块之间移动基座构件，并可以在期望的 位置将基座构件以可释放的方式固定到活动挡块上。这允许选择性地 调节基座构件的行程的一个端点，并且允许将基座构件快速移开和移 回到所选择的期望位置，即回到行程的可选端点。
扫描头组件
参照图，扫描图组件100包括固定架110和扫描头部件130。固 定架110包括基座构件102、伸长的竖直构件112、悬臂梁114以及 扫描头部件定向控制机构160。竖直构件112连接到(如上所述安装 到第一轨道上的)基座构件102且基本垂直于基座构件102延伸。悬 臂梁114具有第一端116和有间距的第二端118。梁的第二端118具 有套筒构件120，套筒构件120被构造和设置成适于在竖直构件112 的外表面113上以线性双向方式，即沿着竖直构件的纵轴，以往复或 者其他的滑移方式运动。梁114的纵轴和第一轨道32的纵轴共面。
梁的套筒构件120还具有用于选择性地将该套筒构件安装在期望 位置的梁锁定机构122。例如，在使用时，可以旋转该梁锁定机构的 手柄124以松开梁锁定机构，可以将梁升高或降低到期望位置，并且 旋转梁锁定机构122的手柄124以选择性地将梁相对于竖直构件112 锁定到期望位置。在一个例子中，竖直构件112的外表面113限定了 至少一个纵向延伸凹槽115，且套筒构件120的内表面121具有至少 一个凸筋123。该凸筋具有一定的尺寸和形状用于在竖直构件的一个 凹槽115内的互补接收。在一个例子中，凸筋123至少局部沿着套筒 构件的内表面121的长度方向延伸。
在一个例子中，扫描头部件130为超声波扫描头。然而，将会理 解的是，也可以应用其他扫描头部件，例如，诸如MRI扫描头、CT 扫描头以及其他同类的东西之类。扫描头部件130电连接到用于处理 图像的外部计算机20。扫描头部件130通过扫描头部件定向控制机 构160在选择的取向上可操作地连接到扫描头组件100的梁112。在 一个例子中，扫描头部件定向控制机构包括角度控制锁定机构162和 球窝接头锁定机构170。角度控制锁定机构162的近端164在接近梁 的第一端116的位置连接到梁。角度控制锁定机构的固定部分沿着大 体竖直的轴向下延伸远离梁。角度控制锁定机构的远端166连接到球 窝接头锁定机构170的近端172，且被构造和设置成适于球窝接头锁 定机构沿着由第一轨道和梁的共面纵轴限定的角度控制锁定平面做 枢轴运动。应该理解的是，可以将角度控制锁定机构160在锁定位置 和解锁位置之间移动。
球窝接头锁定机构170的远端174与扫描头部件连接，并被构造 和设置成适于扫描头部件做枢轴运动。可以领会的是，球窝接头锁定 机构170允许扫描头部件的操作端132相对于角度控制锁定机构的竖 直轴和相对于角度控制锁定平面在一定角度被定位。球窝接头锁定机 构170可以在锁定位置和解锁位置之间移动。当将球窝接头锁定机构 170锁定在期望角度时，可以领会的是，通过选择性地解锁角度控制 锁定机构160并且将角度控制锁定机构沿着其固定运动范围移动，可 以在期望图像平面上沿着一段弧移动扫描头部件130的操作端132。 小动物固定座组件
本发明的小动物固定座组件200包括工作台子组件210和固定座 子组件260。工作台子组件210包括工作台构件212。固定座子组件 260包括如上所述安装到第二轨道34上的基座构件202、平面平台 262及选择性地放置在平台262的上表面264的一部分上的工作台定 向控制机构280。工作台定向控制机构280被构造和设置成适于调节 可操作地连接的工作台构件212相对于平台262的上表面264的高 度、倾斜度及旋转。
在一个例子中，操作员可选活塞锁定机构206连接到基座构件 202的边缘。活塞锁定机构的一部分被构造和设置成适于选择性地接 合连接到第二轨道的固定挡块51的一部分。活塞锁定机构可以包括 弹簧机构，该弹簧机构用于将活塞锁定机构“锁定”到有关的固定挡 块上直到操作员给活塞锁定机构206施加力。使用时，操作员将活塞 锁定机构向上拉以将活塞锁定机构与有关的固定挡块分离。然后，可 以沿着第二轨道的纵轴移动基座构件202直至其被选择性地锁定到 另一固定挡块上。在这个例子中，一个固定挡块51位于邻近第二轨 道的远端的位置，另一固定挡块51位于第二轨道的近端和远端之间。
在一个例子中，平台262通过平台调节机构270可动地连接到基 座构件202。平台262具有与上表面相对的下表面266，并且限定了 平行于第二轨道的纵轴的第一轴A1和垂直于第一轴的第二轴A2。平 台还可以具有大体围绕平台外围伸出的凸起边缘268以防止定向控 制机构从平台的上表面264落下。
平台调节机构270被构造和设置成适于在由有关的平台的第一轴 和第二轴限定的平台平面内移动平台。平台调节机构的平台基座272 与基座构件的顶面204的一部分连接，并且平台调节机构的可调电枢 274与平台262的边缘的一部分连接。使用中，平台调节机构的第一 控制旋钮276的旋转运动使平台相对于基座构件沿着平台的第一轴 双向移动。以同样的方式，平台调节机构的第二控制旋钮278的旋转 运动使平台相对于基座构件沿着平台的第二轴双向移动。可以领会的 是，平台262沿着有关的第一轴或第二轴相对于基座构件向前或向后 运动由第一或第二控制旋钮的运动方向决定。在一个实施方案中，平 台可以沿着它的有关的第一轴和第二轴中的每个轴相对于基座构件 202在端点之间移动，移动距离小于且包括约100毫米。在另一个实 施方案中，移动距离小于且包括约80毫米。在又一个实施方案中， 移动距离小于且包括约60毫米。在再一个实施方案中，移动距离小 于且包括约50毫米。
在这个例子中，平台的下表面266可以放在基座构件202的顶面 204上。而且，平台的上表面264、下表面266以及基座构件的顶面 204位于平行平面内。诸如，例如，Teflon TM之类的低摩擦材料涂 层或薄层(sheet)可以覆盖平台的下表面266或基座构件202的顶面 204。本领域的技术人员可以领会的是，可以预期其他低摩擦材料。 因此，使用时，在平台调节机构270的控制下平台可以选择性地在平 台平面内沿着第一轴和第二轴移动。低摩擦涂层使此运动能以最小的 磨擦发生。
定向控制机构280包括具有顶284和底286的型腔282。使用中， 型腔的底放在平台262的上表面264上，并且可以选择性地沿着平台 262的上表面264滑移。平台的上表面也可以涂低摩擦材料。该低摩 擦涂层使操作员能容易地将定向控制机构的型腔282放在平台的上 表面的期望部分上。定向控制机构包括放置在型腔内的磁锁600。借 助穿过型腔外部伸出的磁体控制旋钮602的运动，磁锁600可以从缩 回、非接合位置运动到接合位置，在接合位置磁体604吸引接触到平 台的上表面。可以领会的是，当磁锁处于接合位置时，由于磁体和平 台之间的吸引作用，定向控制机构的型腔相对于平台被固定。然而， 即使磁锁600处于接合位置，如果在型腔或与其相连接的工作台组件 上施加足够的力，型腔也可以在平台的上表面上滑移。
定向控制机构280还可以包括粗调高度机构290、旋转控制机构 310、精调高度控制机构320、第一倾斜度控制机构330以及第二倾 斜度控制机构340。粗调高度机构被放置在型腔内，且被构造和设置 成适于竖直立柱构件300选择性地沿着定向控制机构280的竖直轴双 向运动。竖直轴基本垂直于第二轨道34的纵轴。因此，借助粗调高 度机构的把手控制290的运动，可以按照要求在顶、伸出位置和放下、 缩回位置之间升高或降低立柱构件300。为了适应把手控制的运动， 型腔在一侧限定了具有竖直部分296和邻近型腔的顶的纵向伸展部 分298的“L”形槽294。在所述放下位置，把手控制位于该槽的竖 直部分的下部。为了将立柱构件300的顶301升高至其最高位置，在 槽294的竖直部分的范围内向上提升把手控制292，然后将把手控制 292滑入并放置在该槽的纵向伸展部分内。
可以环绕置于型腔282内的轴承312围绕竖直轴旋转定向控制机 构的立柱构件300。旋转制动机构310被放置在型腔内，并被构造和 设置成适于选择性地接合连接到立柱构件的制动面314，以便立柱构 件可以相对于竖直轴被固定在期望位置。因此，通过给立柱施加旋转 力可以旋转立柱构件，这样与立柱构件可操作地接合的工作台构件可 以围绕竖直轴旋转直至工作台构件处于期望的取向上。当立柱构件位 于期望位置时，可以选择性地启动旋转制动机构310的、穿过型腔外 部伸出的制动旋钮314以选择性地将立柱构件相对于竖直轴固定到 期望位置。
活动盖322与立柱构件可操作地连接，并且可以通过精调高度控 制机构320选择性地移动。精调高度控制机构被构造和设置成适于活 动盖选择性地相对于立柱构件300的顶301沿着定向控制机构280的 竖直轴双向运动。因此，借助精调高度机构的高度控制旋钮324的运 动，可以根据需要将盖322升高或降低。在一个实施方案中，盖322 可以相对于立柱构件的顶301沿着竖直轴在端点之间移动，移动距离 小于且包括约50毫米。在另一个实施方案中，移动距离小于且包括 约30毫米。在又一个实施方案中，移动距离小于且包括约20毫米。 在再一个实施方案中，移动距离小于且包括约10毫米。
工作台构件212限定了工作台平面，工作台平面又限定了x轴和 y轴。可以领会的是，工作台平面的x轴和y轴组成了一个公共坐标 系。第一倾斜度控制机构330与盖322可操作地连接，且被构造和设 置成适于选择性地调节和固定工作台构件212相对于工作台平面y轴 的倾斜度。第二倾斜度控制机构340与工作台构件212的底面213可 操作地连接，且被构造和设置成适于选择性地调节和固定工作台构件 相对于工作台平面x轴的倾斜度。第二倾斜度控制机构340的一部分 安装到第一倾斜度控制机构330的顶面332上。
在此结构中，第一倾斜度控制机构330和第二倾斜度控制机构 340允许工作台构件212相对有关的工作台平面的y轴和x轴成一角 度。在一个实施方案中，该角度小于且包括约60度(即，正/负30 度)。在另一个实施方案中，该角度小于且包括约45度(即，正/负 22.5度)。在又一个实施方案中，该角度小于且包括约30度(即， 正/负15度)。因此，操作中，通过操作员选择性地操纵固定座子组 件260的控制使得工作台构件212能定向于期望的工作台表平面。
工作台构件212具有放置在工作台表平面内的顶面214。工作台 子组件210还可以包括多个ECG电极接触垫220、至少一个电子发 热元件格栅230和/或至少一个热电偶240。在一个例子中，所述多个 ECG接触垫可操作地贴在工作台构件的顶面214上。每个ECG接触 垫检测紧贴该ECG接触垫固定的小动物的一部分内的ECG信号。 每个ECG接触垫220与邻近的接触垫隔开并可以被定位，这样小动 物的每个脚/爪都可以选择性地紧贴ECG接触垫中的一个放置。在一 个例子中，所述多个ECG接触垫包括互相间隔的成“X”形状放置 的四个ECG接触垫，这样小动物的各个脚可以张开成八字形放置。 每个ECG接触垫220产生代表检测ECG的ECG信号222。该ECG 信号可以经由A/D转换器(未示出)通过ECG信号线路224传输给 控制装置250。该ECG信号可以经由隔离ECG放大器和数字或模拟 抗混叠滤波器(未示出)传输以在处理之前消除噪声并放大信号。
电子发热元件格栅230放在工作台构件212的顶面214上，并且 电连接到控制装置250。工作台构件的顶面214的温度可以经由控制 装置进行调节，因此当小动物被放置在工作台构件的顶面214上时可 以将小动物的温度保持在期望的范围以内。使用热电偶240时，热电 偶240与工作台构件的顶面连接并可以被定位，这样当小动物被固定 在顶面214上时，小动物的一部分覆盖在热电偶上。在一个例子中， 热电偶被放在工作台构件212的顶面214的中心附近，并且与所述至 少一个电子发热元件格栅230隔开。热电偶240产生代表检测到的靠 近热电偶的小动物的温度的温度信号242。该温度信号242可以经由 A/D转换器(未示出)通过温度信号线路244传输给控制装置250。 该温度信号可以经由隔离放大器和数字或模拟抗混叠滤波器(未示 出)传输以在处理之前消除噪声并放大信号。
工作台子组件210还可以包括直肠温度探头246。该直肠温度探 头产生代表借助插入小动物直肠的热电偶而检测到的小动物体内温 度的体内温度信号248。该体内温度信号248可以经由A/D转换器(未 示出)通过温度信号线路249传输给控制装置。该体内温度信号可以 经由隔离放大器和数字或模拟抗混叠滤波器(未示出)传输以在处理 之前消除噪声并放大信号。
在一个例子中，如果期望进行外胚胎成像，工作台子组件210可 以包括带壁的盘360和盘支撑机构370。盘360具有周围壁362，并 且在盘的底部限定了孔364。盘由大体刚性的材料制成，例如，诸如 硬质塑料之类。限定了切口368的柔性隔膜366与孔相连接以形成防 潮连接。在一个例子中，在松弛位置隔膜中的切口关闭并且防潮。在 拉伸位置隔膜中的切口张开。柔性隔膜可以是橡胶隔膜。在另外一个 例子中，隔膜366中的切口368在松弛位置和拉伸位置都张开。
通过选择性地驱动盘支撑机构370，可以选择性地将盘360相对 于工作台构件212的顶面214固定在适当位置。盘支撑机构具有臂构 件372和扣件374。臂构件具有上部376，上部376被构造和设置成 适于选择性地锁紧到盘的壁262的一部分上。可以领会的是，通过拆 卸滚花螺钉378可以将盘260卸下。臂构件372具有限定了伸长的槽 379的下部。扣件374通过槽379并且可以选择性地将臂构件的下部 固定到工作台构件的一个边缘上。使用时，通过松开扣件374、将盘 360调节到期望位置和拧紧扣件374以将盘260固定在所述期望位置 就可以调节附加盘的位置。
在某些外部化工序中，小动物被固定在工作台构件的顶面214上， 并且盘260被放在小动物上，因此柔性隔膜366处于拉伸张开位置， “张开”的切口在小动物和盘之间形成防潮密封。在这个例子中，胚 胎可以通过橡胶隔膜中的切口并在仍与小动物相连的盘中成像。
工作台子组件210还可以包括固定到工作台构件的顶面214的一 部分上的夹紧构件380。在一个例子中，夹紧构件380被构造和设置 成适于夹紧锥形小动物罩子382的一部分，小动物罩子382具有一定 的形状和尺寸以与小动物的口鼻部相配合。罩子382与连接到外部麻 醉源的至少一条麻醉线路(未示出)相连接。在一个替代例子中，夹 紧构件380可以选择性地夹紧所述至少一条麻醉线路的一部分。
针注射组件
参照图32-43，示出了针注射组件400的一个实施方案。针注射 组件被构造和设置成适于操作员控制针的插入点、插入深度以及穿透 角度。针注射组件400还可以被构造和设置成适于控制针432的针活 塞433。
在一个例子中，针注射组件400包括(如上所述连接到第三轨道 36上的)基座构件402、注射器子组件420以及滑座子组件450。注 射器子组件420包括注射器部件430，注射器部件430具有可操作地 安装到其中的伸长的针432。针432具有纵向长度和末端434。滑座 子组件450与基座构件402连接，并且提供用于在期望平面内设置针 在小动物上的插入点的控制，其中期望平面一般与扫描头部件被装配 以进行成像的平面是同一平面，即期望图像平面。滑座子组件450还 提供用于枢轴旋转针432的控制，以便操作员可以设置针在小动物上 的插入点的期望穿透角度。滑座子组件450可以包括旋转调节机构 460、高度调节机构470、第一横向调节机构480、第二横向调节机构 490、第一倾斜度调节机构500、第二倾斜度调节机构510以及铰接 电枢子组件530。
旋转调节机构460被构造和设置成适于围绕竖直轴旋转安装到 其上的滑座子组件的部分。在一个例子中，旋转调节机构包括与基座 构件402的顶面404连接的型腔462。旋转调节机构460还包括安装 在型腔中的普通轴承464，其中型腔连接到并支撑框架构件465。框 架构件465具有与旋转调节机构的轴承可操作地连接的基座467。可 以领会的是，框架构件465可以围绕垂直于第三轨道的纵轴延伸并延 伸穿过轴承的中心的竖直轴旋转。旋转调节机构460可以包括用来选 择性地锁定框架构件的旋转的旋转锁定旋钮466，以便限制框架构件 相对于竖直轴的旋转量。旋转调节机构还可以包括精调旋转调节控制 旋钮468，控制旋钮468使操作员能在旋转锁定旋钮已经被接合之后 将框架构件围绕竖直轴旋转一个有限角度。在一个实施方案中，有限 角度大约在10度之间(正/负5度)。在另一个实施方案中，该角度 大约在8度之间(正/负4度)。在又一个实施方案中，该角度大约 在6度之间(正/负3度)。
高度调节机构470与框架构件465可操作地连接，且被构造和设 置成适于沿着竖直轴抬高被支撑在其上的滑座子组件的部分。高度调 节机构包括平台472，平台472可以选择性地沿着平行于旋转调节机 构460的竖直轴的竖直轴在顶部固定端点和底部固定端点之间移动。 使用中，旋转高度调节机构的高度调节旋钮474使高度调节机构的平 台相对于框架构件的基座467沿着竖直轴双向移动。可以领会的是， 平台472沿着竖直轴向上或向下运动由高度调节旋钮474的运动方向 决定。在一个实施方案中，可以围绕固定端点之间的中心点移动高度 调节机构的平台474，移动距离大约在正/负25毫米之间。在另一个 实施方案中，大约在正/负18度之间。在又一个实施方案中，大约在 正/负13度之间。
第一横向调节机构480连接到并安装到平台472的上表面476上。 第二横向调节机构490连接到并在其上安装第一横向调节机构480的 可选择性地活动的顶面482。第一倾斜度调节机构500连接到并在其 上安装第二横向调节机构490的可选择性地活动的顶面492。同样， 第二倾斜度调节机构510连接到并安装到第一倾斜度调节机构500的 可选择性地活动的顶面502上。铰接电枢子组件520与第二倾斜度调 节机构510的可选择性地活动的顶面512可操作地连接。
第一横向调节机构480被构造和设置成适于将第一横向调节机 构的顶面482相对于平台472并且平行于该平台所限定的x轴移动。 这使得第一横向调节机构480的顶面482能向着或背着第三轨道36 的近端移动。使用中，旋转第一横向调节旋钮484使第一横向调节机 构480的顶面482相对于平台双向移动。同样，第二横向调节机构 490被构造和设置成适于将第二横向调节机构的顶面492相对于第一 横向调节机构480的顶面482并且平行于平台所限定的y轴(其垂直 于所限定的x轴)移动。这使得第二横向调节机构的顶面492能向着 或背着第三轨道36的有关的侧边移动。使用中，旋转第二横向调节 旋钮494使第二横向调节机构的顶面492相对于第一横向调节机构的 顶面482双向移动。可以领会的是，在另外一个例子中，第二横向调 节机构490可以连接到并安装到平台472的顶面476上，并且然后第 一横向调节机构480可以连接到并在其上安装第二横向调节机构490 的可选择性地活动的顶面492。
铰接电枢子组件520具有底座构件522，在一个例子中，底座构 件522与第二倾斜度调节机构510的顶面512连接。铰接电枢子组件 的底座构件522限定了底座平面，该底座平面进一步限定了x轴和y 轴。可以领会的是，底座平面的x轴和y轴形成一个公共坐标系。在 一个例子中，第一倾斜度调节机构500可操作地连接到第二横向调节 机构490的顶面492，并且被构造和设置成适于选择性地调节和固定 底座构件522相对于和围绕底座构件的y轴的倾斜度。第二倾斜度调 节机构510可操作地连接到第一倾斜度机构500的顶面502，并被构 造和设置成适于选择性地调节和固定底座构件522相对于底座构件 的x轴的倾斜度。
在该结构中，第一倾斜度调节机构500和第二倾斜度调节机构 510使底座构件522能相对于有关的底座构件的y轴和x轴成一角度。 在一个实施方案中，该角度小于且包括约40度(即，正/负20度)。 在另一个实施方案中，该角度小于且包括约20度(即，正/负10度)。 在又一个实施方案中，该角度小于且包括约10度(即，正/负5度)。
可以领会的是，在另一个例子中，第二倾斜度调节机构510可以 连接到并在其上安装第一或第二横向调节机构的最上面的可选择性 地活动的顶面。在这个例子中，第一倾斜度调节机构500连接到并安 装到第二倾斜度调节机构510的可选择性地活动的顶面512。铰接电 枢子组件520的底座构件将与第一倾斜度调节机构的可选择性地活 动的顶面502可操作地连接。
铰接电枢组件520包括与底座构件可操作地连接、并且可以通过 电枢控制机构524的选择性驱动而移动的多个协同操作摇臂构件 530。可以领会的是，选择性地操纵旋转调节机构460、高度调节机 构470、第一横向调节机构480、第二横向调节机构490、第一倾斜 度调节机构500和/或第二倾斜度调节机构510使铰接电枢组件的底 座构件522能位于期望的底座平面内，所述期望的底座平面由贯穿该 底座构件的平面限定。注射器子组件420的注射器部件430可操作地 安装在位于所述多个协同操作摇臂构件的末端部分534的支座532 内，这样针432的末端434延伸超出所述多个协同操作摇臂构件。可 以领会的是，注射器部件430位于垂直于底座构件522的底座平面的 针平面内。
铰接电枢组件520被构造和设置成适于在垂直于期望底座平面 的期望针平面内围绕针的末端434旋转注射器部件430。操作时，期 望针平面基本与期望图像平面共面。当选择性地旋转电枢控制旋钮 526时，注射器部件位于针432相对于竖直轴成一个较低穿透角θ时 的第一固定端点和针432相对于竖直轴成一个较高穿透角θ时的第二 固定端点之间。因此，操作员可以选择性地设置针的准确插入点，并 且通过操纵铰接电枢组件的控制可以在期望针平面内选择针进入被 研究小动物的期望穿透角度θ。铰接电枢组件520还包括可以选择性 地被接合的位置制动机构540以在期望位置固定所述多个协同操作 摇臂构件。通过在期望位置“固定”所述多个协同操作摇臂构件，操 作员可以“固定”针的期望穿透角度θ。通过将旋钮542旋紧到底座 构件的一部分上，可以将所述多个协同操作摇臂构件选择性地“锁” 到适当位置上。
注射器子组件420包括安装到铰接电枢组件的支座532上的注射 器部件430。在一个例子中，注射器部件430包括活塞433、针筒436 以及伸长的针432。活塞433可在针筒436的限定腔437内运动。针 432的通孔与针筒的腔相通。使用中，可以以传统方式手动移动活塞 433以注射期望量的物质到被研究小动物体内或者汲取物质到针筒的 腔中。在另一个例子中，注射器部件430还包括可操作地连接到活塞 433的常规致动器440。在这个例子中，致动器440还电连接到活塞 控制部件442。用户可以驱动活塞控制部件442上的控制以将注射器 部件的活塞抽回或推出所需量。
注射器子组件还包括针插入机构540，针插入机构540被构造和 设置成适于控制注射器部件430相对于所述多个协同操作摇臂构件 530的支座532的推出和抽回。使用中，旋转针插入机构的针插入控 制旋钮542使注射器部件430和附属于其上的针沿着支座并沿着针 432的纵轴双向移动。可以领会的是，注射器部件和附属于其上的针 的插入或抽回运动由针插入控制旋钮542的运动方向决定。
可以领会的是，活动/固定挡块、各个组件的基座构件以及各个 轨道之间的可释放连接的组合允许在保持不同零件的对准和相对定 位的同时重新定位组件。可以将组件在它们各自的工序位置装配并对 准，并且随后将它们从适当位置移出，例如，以替换工作台构件上的 小动物。然后可以将组件放回它们的工序位置，并且以针对工作台构 件上以前的小动物所使用的相同方式将组件对准。将会认识到，用这 种方式可以避免潜在的重新对准组件的耗时过程。
因为小动物固定座组件可以在它自己的轨道上滑移出图像平面， 所以，一旦工作台构件上的小动物被成像(和被注射)，通过使用活 动/固定挡块对扫描头部件或者注射器部件(如果使用)做最小限度 的调整就可以容易地将第二个小动物导入视野中。
成像系统10还可以包括具有系统处理器22的计算机20。处理器 22可以连接到显示器或监视器24以及诸如键盘、鼠标或其他适当装 置之类的用户输入装置26。如果监视器24是触敏的，那么监视器24 本身可以用作用户输入装置26。计算机可读存储媒介28连接到处理 器。可以领会的是，可以通过计算机20控制扫描头组件100、小动 物固定座组件200的工作台子组件210以及针注射组件400(如果使 用)的操作。本领域的技术人员可以领会，计算机可读媒介28可以 包括硬件和/或软件，仅举例，如磁盘、磁带、诸如CD-ROM之类的 光可读媒介以及诸如PCMCIA卡之类的半导体存储器等。在每个例 子中，媒介28可以采用诸如小磁盘、软盘、磁带之类的便携式产品 的形式，或者它可以采用诸如硬盘驱动器、固态存储器卡或连接到处 理器22的RAM之类的较大的或固定的产品的形式。应该注意的是， 上面列举的媒介28的例子可以单独使用或结合使用。显示器24可以 是多用途的，并且还用作成像系统10的屏幕。或者，成像系统可以 具有单独的屏幕。
系统操作开始时将小动物放置并固定在工作台构件上使得小动 物的爪子靠着ECG垫放置。将直肠探头插入小动物体内并且在整个 成像期间通过控制装置250和/或计算机20监视健康参数。选择性地 操纵小动物固定座组件的固定座子组件的各个控制以将工作台构件 放在期望的工作台表平面内。在一个例子中，可以在第二轨道上移动 小动物固定座组件直至活塞锁定机构206与位于第二轨道的近端和 远端之间的固定挡块51的一部分接合。或者，可以移动小动物固定 座组件直至基座构件的一部分与事先置于第二轨道上的活动挡块的 一部分接触。在这个位置，小动物固定座组件的工作台构件位于扫描 头部件的成像区域中。
接着，将扫描头组件的固定架定位于第一轨道上的近似工序位 置。在一个例子中，沿着第一轨道滑移活动挡块50，并且在位于固 定架的期望最终工序位置几厘米以内的期望工序位置将活动挡块50 固定到第一轨道上。可以领会的是，通过操纵扫描头组件的固定架的 控制可以精调扫描头部件的位置。移动扫描头组件的固定架直至其与 活动挡块接触，这样扫描头部件的期望图像平面被定位以致图像平面 将小动物上所研究的部分平分。
可以领会的是，当成像期完成时，可将小动物固定座组件和成像 组件从第一和第二轨道上的工序位置移开(向着轨道各自的末端)， 同时保持小动物固定座组件和成像组件的对准和相对位置。因此，所 设置的图像平面和工作台表平面不会改变。依靠活动和/或固定挡块 的先前设置，可以将新的小动物放在工作台构件上，并且可以将小动 物组件和成像组件重新定位。
如果使用针注射组件，则将注射器部件装满待注射的流体。接着， 将针注射组件的基座构件定位于第三轨道上的近似工序位置。在一个 例子中，沿着第三轨道滑移活动挡块，并在位于基座构件的期望最终 工序位置几厘米以内的期望工序位置将活动挡块固定到第三轨道上。 可以领会的是，通过操纵滑座子组件的控制可以精调注射部件的针的 位置。将针注射组件的基座构件移动到其与活动挡块接触并操纵滑座 子组件的控制，使得针被放在期望针平面内，该期望针平面也可以是 所设置的扫描头部件的图像平面。还可以操纵滑座子组件以在期望针 平面内选择针的期望穿透角度。
在针的插入点将针插入被研究小动物内到一个期望深度，并且手 动地或通过利用活塞控制部件注入样本物质。一般而言，当针末端周 围的组织容纳了额外的体积时，通常可以在系统的屏幕上看到诸如流 体之类的注射物质的确认信息。然后，可以抽出针完成工序。
随后，可以选择性地将针注射组件、扫描头组件和/或小动物固 定座组件从它们的工序位置移开。可以将新的小动物放到小动物固定 座组件的工作台构件上，并可以依靠活动/固定挡块的先前设置将针 注射组件、扫描头组件和/或小动物固定座组件重新定位。可以领会 的是，扫描头部件的平面和注射器部件的平面将保持共面。
可以预期的是，利用本发明的成像系统10可以完成许多其他工 序。该成像系统的多轨道设计使操作员能够在扫描头组件的扫描头部 件的成像平面内精确地对准针注射组件的针。然后，针注射组件、小 动物固定座组件和扫描头组件可沿着它们各自的轨道32、34和36往 返移动，并可回到它们的初始工序位置而不丧失图像平面的对准或注 射器部件的针与扫描头部件的图像平面之间的共面对准。
对本领域的技术人员来说明显的是，在不脱离本发明的范围和精 神的情况下可以在本发明中进行各种不同的改体和变型。考虑到在此 公开的本发明的说明书和实践，本发明的其他实施方案对本领域的技 术人员来说是显而易见的。目的在于，说明书和例子只是示例性的， 而本发明的真正范围和精神将由以下权利要求指出。
相关申请交互引用
本申请要求以下申请的优先权和利益：2002年10月10日提出 申请的、标题为“GUIDED INJECTED RAIL SYSTEM(导向注射轨 道系统)”、(代理人卷号NO.00518-0008)的美国临时申请 NO.60/417,167；2003年5月9日提出申请的、标题为“GUIDED INJECTION RAIL SYSTEM(导向注射轨道系统)”、(代理人卷 号NO.T00518-0008-USP2)的美国临时申请NO.60/468,959；2002年 10月10日提出申请的、标题为“SMALL ANIMAL SURGICAL INTERVENTION PLATFORM(小动物外科手术平台)”、(代理 人卷号NO.T00518-0009)的美国临时申请NO.60/417,185；以及2003 年5月9日提出申请的、标题为“SMALL ANIMAL SURGICAL INTERVENTION APPARATUS(小动物外科手术装置”、(代理人 卷号NO.T00518-0009-USP2)的美国临时申请NO.60/468,960，所有 这些专利申请在这里通过引用的方式全部纳入本文件中。