專利名稱：用于移動(dòng)x射線器件的可折疊柱體移動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及放射線照相領(lǐng)域，且特地地涉及便攜式放射線照相成像裝置。更明確而言，本發(fā)明涉及在移動(dòng)放射線照相裝置中的柱體高度調(diào)整，所述裝置具有帶可調(diào)整高度的X射線臂架的可折疊支撐柱體。
背景技術(shù)：
在移動(dòng)X射線裝置在重癥監(jiān)護(hù)病房(I⑶)和及時(shí)獲取放射線照相圖像是很重要的其它環(huán)境中具有特殊價(jià)值。因?yàn)槠淇稍贗⑶四周和其它區(qū)域滑動(dòng)并且直接送至病人床邊，所以移動(dòng)X射線裝置允許使主治醫(yī)師或臨床醫(yī)生擁有關(guān)于病人狀況的最新信息，且在將病人移動(dòng)至放射線設(shè)施的固定設(shè)備時(shí)幫助降低所承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)。圖I的透視圖示出可用于計(jì)算放射線照相(CR)和/或數(shù)字放射線照相(DR)的常規(guī)移動(dòng)X射線裝置的實(shí)施例。移動(dòng)放射線照相単元600具有包括用于顯示所獲圖像和相關(guān)·數(shù)據(jù)的顯示器610的框架620和控制面板612，其具有允許鍵入指令的鍵盤，以儲(chǔ)存、傳輸、修改和打印所獲圖像。出于靈活性，単元600具有一個(gè)或多個(gè)輪子615和通常提供在腰、臂或手且水平的ー個(gè)或多個(gè)把手625，其幫助將単元600導(dǎo)向至其預(yù)期位置。獨(dú)立電池組通常提供源電カ，免除了接近電源出口的操作需要。支撐X射線源640的柱形支撐構(gòu)件635安裝至框架620, x射線源640也稱為安裝在臂架裝置70 (更簡(jiǎn)單地稱為臂架70)上的X射線管、管頭或發(fā)生器。在所示出的實(shí)施方案中，支撐構(gòu)件635具有固定高度的垂直柱體64。臂架70從支撐構(gòu)件635以可變距離向外延伸，且將柱體64上下平移至所需高度以獲得圖像。臂架70可向外延伸固定距離或可在可變距離上延伸。X射線源640的高度設(shè)置范圍可從對(duì)足部和下肢成像的低高度至對(duì)病人上身部分的各種位置成像的肩部高度及以上。在其它常規(guī)實(shí)施方案中，X射線源的支撐構(gòu)件不是固定的柱體，而是在接合機(jī)構(gòu)處彎曲的鉸接構(gòu)件，以允許X射線源在垂直位置和水平位置的范圍上移動(dòng)。設(shè)計(jì)支撐構(gòu)件時(shí)必須解決的ー個(gè)問(wèn)題涉及定位安裝在其臂架上的X射線源的方便性。出于在不同狀況下操作的方便性，技術(shù)員應(yīng)該能夠在不需要雙手，不需要附加工具，且不需要來(lái)自附近人員的幫助的情況下容易地將X射線源定位和定向。這包括將X射線源從其用于傳送的對(duì)接位置移動(dòng)至成像位置。X射線源的重量和其從垂直軸的向外延伸使提供定位方便性的機(jī)械問(wèn)題復(fù)雜化。盡管如単元600所述的常規(guī)移動(dòng)X射線裝置在許多應(yīng)用中提供便攜式成像能力，然而，現(xiàn)有設(shè)計(jì)具有可使這些器件在一些情況中難以部署的缺點(diǎn)。常規(guī)設(shè)計(jì)的ー個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題部分是由于移動(dòng)X射線裝置所需的相對(duì)靈活性和運(yùn)動(dòng)范圍。圖2的側(cè)視圖示出當(dāng)傳送移動(dòng)放射線照相系統(tǒng)時(shí)出現(xiàn)的重大問(wèn)題，其示出為使用固定垂直結(jié)構(gòu)-柱體64的移動(dòng)放射線照相単元62。對(duì)X射線源68提供傳送的臂架70(當(dāng)處在其成像位置時(shí)通常從單元62向外延伸)朝技術(shù)員66折疊，以用于傳送。這種傳送位置幫助保護(hù)X射線源在移動(dòng)期間免受破壞或免于引起阻礙。然而，當(dāng)將所述単元從ー個(gè)地方移動(dòng)至另ー個(gè)地方吋，柱體64會(huì)阻擋技術(shù)員66的視線，使得不容易看到接近単元62前緣或直接在単元前方的物體。技術(shù)員在傳送期間需要窺視柱體四周，并且在醫(yī)院病房或其它位置中更可能出現(xiàn)碰撞或撞到其它設(shè)備或障礙物。當(dāng)固定垂直柱體64在配件設(shè)備、器具或病人支持設(shè)備旁邊經(jīng)過(guò)或移動(dòng)時(shí)也可能存在困難。隨著視線被阻擋，技術(shù)員必須緩慢移動(dòng)，影響了工作效率和響應(yīng)時(shí)間。更可能發(fā)生意外和事故。參考圖2描述的減輕可視性和靈活性問(wèn)題的某ー類型的解決方案是提供可折疊柱體64，如以Wendlandt等人的名義在2010年4月14日申請(qǐng)的共同讓渡的美國(guó)專利申請(qǐng)S/N 61/323，503中所述。如使用伸縮柱體設(shè)計(jì)而將柱體64制成可折疊式不僅允許在移動(dòng)放射線照相単元62的移動(dòng)期間改進(jìn)可視性，而且提供更緊湊且具有較低重心的更有利重量分配，促進(jìn)技術(shù)員在不同房間移動(dòng)所述單元。
雖然可折疊柱體具有勝過(guò)固定柱體高度的優(yōu)點(diǎn)，然而，仍有許多問(wèn)題待解決。ー個(gè)特別受關(guān)注的方面涉及臂架移動(dòng)的高度調(diào)整。因?yàn)榭烧{(diào)整柱體高度和臂架高度兩者，所以在幫助使其更自然地在各種高度位置之間切換時(shí)，一定量的協(xié)調(diào)是有用的，優(yōu)選地使得技術(shù)員可在不用過(guò)多擔(dān)心相對(duì)于臂架高度設(shè)置或調(diào)整柱體高度的情況下將注意力集中在獲得最佳曝光設(shè)置條件上。因此，需要改進(jìn)移動(dòng)X射線裝置的設(shè)計(jì)，其允許相對(duì)于其臂架傳送機(jī)構(gòu)的高度而方便地調(diào)整可折疊柱體高度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的ー個(gè)目的是推進(jìn)行動(dòng)放射線照相的現(xiàn)有技木。本發(fā)明的另ー目的是解決允許在垂直位置之間方便移動(dòng)臂架總成的移動(dòng)放射線照相単元的需要。這些目的僅以說(shuō)明性實(shí)例給出，且這些目的可以示例本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案。通過(guò)所公開(kāi)的發(fā)明自然達(dá)成的其它希望目的和優(yōu)點(diǎn)可出現(xiàn)或變得對(duì)所屬領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易知。本發(fā)明是由隨附權(quán)利要求書界定。從ー個(gè)方面來(lái)講，本發(fā)明可提供一種移動(dòng)放射線照相裝置，其包括便攜式傳送框架；分段垂直柱體，其安裝在所述框架上且界定垂直軸并且包括具有相對(duì)于所述垂直軸的第一垂直位置的底座段，和可沿著所述垂直軸平移至可變垂直位置的至少ー個(gè)可移動(dòng)段；抗衡裝置，其耦合至所述垂直柱體的所述至少ー個(gè)可移動(dòng)段并且包括被激勵(lì)以使所述至少一個(gè)可移動(dòng)段沿著所述垂直軸平移的致動(dòng)器；臂架裝置，其支撐X射線源且耦合至將所述臂架裝置垂直移位至一定高度位置的至少ー個(gè)可移動(dòng)段；和高度感測(cè)元件，其提供指示所述臂架裝置的高度位置的信號(hào)。從替代方面來(lái)講，本發(fā)明可提供一種移動(dòng)放射線照相裝置，其包括便攜式傳送框架；分段垂直柱體，其安裝在所述框架上且界定垂直軸并且包括具有相對(duì)于所述垂直軸的固定垂直位置的底座段，和可沿著所述垂直軸平移至可變垂直位置的可移動(dòng)段；抗衡裝置，其耦合至所述垂直柱體的所述至少ー個(gè)可移動(dòng)段并且包括張カ元件和被激勵(lì)以使所述可移動(dòng)段沿著所述垂直軸平移的致動(dòng)器；臂架裝置，其支撐X射線源且可移動(dòng)地耦合至用于將所述臂架裝置沿著所述可移動(dòng)段垂直移位至高度位置的范圍內(nèi)的一定高度位置；和ー個(gè)或多個(gè)高度感測(cè)元件，其提供指示所述垂直柱體的可移動(dòng)段上的所述臂架裝置的高度位置的ー個(gè)或多個(gè)信號(hào)。從替代方面來(lái)講，本發(fā)明可提供ー種用于設(shè)置便攜式放射線照相単元用于曝光的方法，所述方法包括在便攜式傳送框架上安裝分段垂直柱體，其中所述柱體界定垂直軸且包括具有相對(duì)于所述垂直軸的第一垂直位置的底座段，和可垂直平移以沿著所述垂直軸延長(zhǎng)所述垂直柱體的至少ー個(gè)可移動(dòng)段；將抗衡裝置耦合至所述垂直柱體的所述至少ー個(gè)可移動(dòng)段，所述抗衡裝置包括被激勵(lì)以使所述至少一個(gè)可移動(dòng)段沿著所述垂直軸平移的致動(dòng)器；將支撐X射線源的臂架裝置耦合至所述至少ー個(gè)可移動(dòng)段以將所述臂架裝置垂直移位至一定高度位置；和響應(yīng)操作員指令以通過(guò)沿著所述垂直軸平移所述至少一個(gè)可移動(dòng)段而調(diào)整所述臂架裝置的高度用于曝光。從替代方面來(lái)講，本發(fā)明可提供ー種用于設(shè)置便攜式放射線照相単元用于曝光的方法，所述方法包括提供安裝在便攜式傳送框架上的分段垂直柱體，其中所述柱體界定垂直軸且包括具有相對(duì)于所述垂直軸的固定垂直位置的底座段，和可沿著所述垂直軸平移至可變垂直位置的可移動(dòng)段；將抗衡裝置耦合至所述垂直柱體的所述可移動(dòng)段，所述抗衡裝 置包括被激勵(lì)以使所述至少一個(gè)可移動(dòng)段沿著所述垂直軸平移的致動(dòng)器；將支撐X射線源的臂架裝置耦合至所述可移動(dòng)段以將所述臂架裝置垂直移位至一定高度位置，其中所述臂架裝置可移動(dòng)地在沿著所述可移動(dòng)段的至少ー個(gè)部分延長(zhǎng)的范圍上垂直移位；和響應(yīng)操作員向上或向下推動(dòng)所述臂架裝置而調(diào)整所述垂直柱體的高度用于曝光。


將從附圖中圖示的本發(fā)明的實(shí)施方案的以下更特定描述了解本發(fā)明的前述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。圖式的元件沒(méi)有必要相對(duì)于彼此繪制。圖I示出使用用于定位X射線源的固定長(zhǎng)度垂直柱體的常規(guī)移動(dòng)放射線照相単元的透視圖。圖2示出具有用于定位X射線源的固定垂直柱體的常規(guī)移動(dòng)放射線照相単元的側(cè)視圖。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的具有分段垂直柱體的移動(dòng)放射線照相單元的透視圖。圖4示出具有被構(gòu)造用于行進(jìn)的分段垂直柱體的移動(dòng)放射線照相単元的透視圖。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的具有分段垂直柱體的移動(dòng)放射線照相單元的側(cè)視圖。圖6是示出具有在折疊位置中的分段垂直柱體的移動(dòng)放射線照相単元的側(cè)視圖。圖7是示出具有用于病人成像而完全延伸的分段垂直柱體的移動(dòng)放射線照相單元的側(cè)視圖。圖8是示出具有用于病人成像而利用X射線源的臂架傳送機(jī)構(gòu)完全延伸的分段垂直柱體的移動(dòng)放射線照相單元的側(cè)視圖。圖9是示出固定外底座段內(nèi)的可移動(dòng)段的分段垂直柱體的俯視截面圖。圖10是圖8的分段垂直柱體的透視圖，其中為了可視性可移除臂架部分。圖11是示出可折疊柱體的上段上的臂架傳送的透視圖，其中傳送在上位置中。圖12是示出可折疊柱體的上段上的臂架傳送的透視圖，其中傳送在中間位置中。
圖13是示出可折疊柱體的上段上的臂架傳送的透視圖，其中傳送在下位置中。圖14A是示出一個(gè)實(shí)施方案中的臂架傳送的托架機(jī)構(gòu)的俯視圖。圖14B是示出圖24A實(shí)施方案中的臂架傳送的托架機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖。圖15A和圖15B示意性示出如何部署配重裝置以對(duì)在使用分段垂直柱體的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中的臂架裝置提供提升カ。圖16A和圖16B示意性示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案伸長(zhǎng)的配重裝置的使用，其中臂架裝置分別被上升和下降。圖16C和圖16D是示出上升和下降位置中的臂架裝置和在下降時(shí)，示出向上延伸的配重裝置元件的透視圖。圖17A、圖17B和圖17C是示出用于使用具有伸長(zhǎng)的配重裝置的實(shí)施方案使臂架裝 置到達(dá)相同高度的許多可行性組合的示意圖。圖18是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的柱體高度調(diào)整裝置的組件的方框圖。圖19A是示出折疊條件下的柱體的方框圖，其中臂架裝置在其行進(jìn)路徑的底部附近。圖19B是示出延伸的柱體的方框圖，其中臂架裝置沿著其行進(jìn)路徑向上行迸。圖19C是示出在完全延伸的條件下的柱體的方框圖，其中臂架裝置在其行進(jìn)路徑的頂部附近。圖19D是示出延伸的柱體的方框圖，其中臂架裝置沿著其行進(jìn)路徑向下行迸。
具體實(shí)施例方式下文是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述，對(duì)圖進(jìn)行參考，其中在許多圖的每個(gè)中，相同參考數(shù)字指相同結(jié)構(gòu)元件。術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等等在使用時(shí)，不一定表示任何順序或優(yōu)先關(guān)系，但可用于更清楚地彼此區(qū)別元件或時(shí)間間隔。本發(fā)明的裝置和方法解決了在沒(méi)有常見(jiàn)于使用垂直柱體的許多類型的常規(guī)移動(dòng)放射線照相設(shè)備的實(shí)體或視覺(jué)阻礙的情況下，可容易地在治療設(shè)施內(nèi)的不同地方移動(dòng)的放射線照相単元的需要。如前文所述，這種系統(tǒng)的X射線源必須允許從接近或高于成人的肩部水平至接近腳踝或足部的較低高度的較寬垂直運(yùn)動(dòng)范圍上升高。實(shí)現(xiàn)這種移動(dòng)范圍的一個(gè)方式是使用如上文所述的接合支撐構(gòu)件。ー種在某種程度上更簡(jiǎn)單的機(jī)械設(shè)計(jì)是使用固定垂直柱體，如圖I和圖2中所示，X射線源安裝在從柱體水平向外延伸且在柱體上垂直上下行進(jìn)的臂架上。臂架70相對(duì)于垂直柱體的移動(dòng)需要兩種自由度沿著垂直方向(即，沿著垂直軸)平移，以及繞垂直軸旋轉(zhuǎn)。臂架70通常還在相對(duì)于垂直軸的方向上延伸至可變的水平長(zhǎng)度，然而應(yīng)注意，本發(fā)明的移動(dòng)放射線照相裝置中可使用固定長(zhǎng)度的臂架。圖3的透視圖示出根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方案的具有耦合至分段垂直柱體30的臂架70的移動(dòng)放射線照相単元20。圖3示出単元20，其中X射線源68處在成像位置，沿著與垂直軸V垂直的水平軸H向外延伸且支撐于臂架70上。圖4示出替代配置中被構(gòu)造用于行進(jìn)的單元20，其中分段垂直柱體30被折疊，且X射線源68被安置成抵靠所述單元的頂表面。圖5的側(cè)視圖示出了被構(gòu)造用于行進(jìn)的単元20，且示出了使用折疊的柱體如何勝過(guò)前文在圖I和圖2中所示的常規(guī)固定垂直柱體配置而改進(jìn)技術(shù)員的可視性。
在圖6至圖8中所示的每個(gè)實(shí)施方案中，如上文參考圖I所述，移動(dòng)放射線照相單元20具有輪式傳送框架22，且具有操作所需要的顯示器和控制面板組件。安裝在框架22上的分段垂直柱體30界定了垂直軸V，且具有抵靠框架22而放置的底座段32，并且具有相對(duì)于軸V且在一個(gè)實(shí)施方案中是固定垂直位置的第一垂直位置。一個(gè)或多個(gè)可移動(dòng)段36可沿著垂直軸V平移延伸，使得臂架70可設(shè)置于可行高度設(shè)置范圍上的適當(dāng)高度。在每個(gè)實(shí)施方案中，X射線源68可設(shè)置于可變的垂直位置和水平位置，以及設(shè)置于繞垂直軸V的角度位置范圍。在圖6至圖19D中所示的實(shí)施方案中，分段垂直柱體30具有單個(gè)可移動(dòng)段36。段36可以伸縮的方式相對(duì)于固定底座段32移動(dòng)。臂架70從分段垂直柱體30向外延伸，且可繞垂直軸V至少在某一角度范圍上旋轉(zhuǎn)至一定位置?？梢栽S多方式實(shí)現(xiàn)繞軸V的旋轉(zhuǎn)。在圖6至圖19D中所示的實(shí)施方案中，分段垂直柱體30其自身關(guān)于其傳送框架22旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)替代實(shí)施方案中，僅最外面的可移動(dòng)段36以其附接臂架70旋轉(zhuǎn)。在每個(gè)這些實(shí)施方 案中，可同時(shí)執(zhí)行繞垂直軸V的旋轉(zhuǎn)和沿著垂直軸的垂直移位兩者。在圖5的行進(jìn)構(gòu)造中，分段垂直柱體30被折疊，且臂架70向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以將x射線源68放置在穩(wěn)定的對(duì)接位置，以用于移動(dòng)，如在不同病人區(qū)域滑動(dòng)。圖6示出分段垂直柱體30從其行進(jìn)位置向上并且旋轉(zhuǎn)的最初高度，使單元準(zhǔn)備部署。圖7示出完全延伸的垂直柱體30，其中臂架70面朝外，且可移動(dòng)段36處在其行程的最末端，其中X射線臂架70沿著水平軸H從分段垂直柱體30垂直向外延伸，準(zhǔn)備在這個(gè)位置成像。在便攜式系統(tǒng)中允許X射線源的垂直高度從高于成像技術(shù)員的肩部高度至相對(duì)較低高度的最大可行范圍是有利的，如可能有利于對(duì)病人的足部或腳踝成像。應(yīng)了解，這種所需高度范圍對(duì)于伸縮柱體設(shè)計(jì)存在一個(gè)問(wèn)題。當(dāng)伸縮柱體被完全折疊時(shí)，如圖6中所示，沿著可移動(dòng)柱體36附接在固定位置的臂架70無(wú)法再向下移動(dòng)。這種移動(dòng)限制可能使便攜式放射線照相系統(tǒng)的伸縮配置不太理想。本發(fā)明的實(shí)施方案通過(guò)使用與伸縮、分段的垂直柱體機(jī)械配合的臂架傳送機(jī)構(gòu)來(lái)解決這個(gè)困難，以允許X射線臂架在較寬的高度設(shè)置范圍上的移位。有利地，操作員可容易調(diào)整X射線臂架高度，柱體和臂架組件的重量機(jī)械平衡，使得需要大體上均勻的力量，以將高度調(diào)整至高度范圍內(nèi)的任何水平。圖8的側(cè)視圖和下文示出了移動(dòng)放射線照相單元20的一個(gè)實(shí)施方案，其中臂架傳送機(jī)構(gòu)40安裝在可移動(dòng)段36上，且可被致動(dòng)以提供用源68以低于分段垂直柱體30通?？尚械姆秶妮^低高度成像所需的附加垂直范圍，所述分段垂直柱體30在使用圖6中所示的實(shí)施方案時(shí)完全折疊。臂架傳送機(jī)構(gòu)40允許臂架70垂直移位的第二模式，使得臂架70不僅被安裝在垂直可折疊的柱體上，而且進(jìn)一步允許其沿著可移動(dòng)段的長(zhǎng)度距離的垂直行程。圖9示出了在圖8的實(shí)施方案中的分段垂直柱體30的俯視截面圖，其示出可移動(dòng)段36，其中托架44作為臂架傳送機(jī)構(gòu)40的一部分，在固定外部底座段32內(nèi)支撐臂架裝置70。圖10是圖8的分段垂直柱體的透視圖，為更好的可視性，除去了臂架部分。當(dāng)可移動(dòng)段36在底座段32內(nèi)部行進(jìn)時(shí)，在底座段32內(nèi)提供垂直開(kāi)口 72。開(kāi)口 72允許臂架裝置70在處于折疊柱體構(gòu)造時(shí)沿著底座段32的長(zhǎng)度行進(jìn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，從彈性材料(如橡膠或塑料)形成或使用刷子或其它適當(dāng)材料的套筒76在開(kāi)口 72上提供保護(hù)罩，其允許臂架70沿著開(kāi)口行進(jìn)。
出于移動(dòng)放射線照相單元20的可用性，一個(gè)重要的設(shè)計(jì)考慮因素是將X射線源68相對(duì)于病人以及相對(duì)于X射線檢測(cè)器面板而定位在適當(dāng)位置所需的移動(dòng)方便性。這是個(gè)復(fù)雜的機(jī)械問(wèn)題，部分是由于X射線管和其準(zhǔn)直儀的重量，其在一些系統(tǒng)中可超過(guò)100磅。操作員應(yīng)該能夠在沒(méi)有過(guò)度用力的情況下將X射線源68容易地移動(dòng)至所需垂直和水平位置。此外，調(diào)整X射線源68的高度所需的力量應(yīng)該在其垂直移位的全范圍上平衡，使得高度從一個(gè)水平調(diào)整至另一個(gè)水平時(shí)大體上不需要附加的力量。圖11、圖12和圖13的透視圖示出在沿著上方可移動(dòng)段36的不同垂直位置上的臂架傳送機(jī)構(gòu)40和托架機(jī)構(gòu)44。在這些圖中，臂架傳送機(jī)構(gòu)40由導(dǎo)軌42內(nèi)可移動(dòng)的輪式托架機(jī)構(gòu)44而耦合至段36。分別在圖14A和圖14B中以俯視圖和側(cè)視圖示意地詳細(xì)示出的臂架傳送機(jī)構(gòu)40具有一系列輪子54，其在導(dǎo)軌42內(nèi)旋轉(zhuǎn)以提供垂直移位。在圖14A和圖14B中所示的實(shí)施方案中，為此功能使用四個(gè)輪子。兩對(duì)附加輪子58以抵靠中心塊60的垂直方向旋轉(zhuǎn)，以抑制臂架70相對(duì)于垂直軸從一側(cè)至另一側(cè)的不必要移動(dòng)。應(yīng)了解，可使用臂架傳送機(jī)構(gòu)移動(dòng) 的替代實(shí)施方案，包括例如使用一個(gè)或多個(gè)直線軸承、滑塊。圖15A和圖15B不意地不出在本發(fā)明使用分段垂直柱體的一個(gè)實(shí)施方案中如何部署配重裝置80，以對(duì)臂架裝置70提供提升力。圖15A示出如可能用于對(duì)例如病人的足部或下肢成像而以較低高度的臂架裝置70，段柱體被折疊。圖15B示出處在延伸位置的柱體，可移動(dòng)段36從底座段32延伸，且臂架裝置70朝其最大高度上升。配重裝置80借助于滑輪82和纜線90可操作地耦合至臂架裝置70。在與臂架裝置70的配合移動(dòng)中，配重裝置80沿著軸78垂直移位，軸78是在柱體內(nèi)以垂直軸V的方向延伸的腔體。在圖15A和圖15B中所示的實(shí)施方案中，示出了抗衡裝置130的組件。例如由張力元件104 (如，張力彈簧)提供抗衡力S。當(dāng)需要將可移動(dòng)段36朝所需垂直位置驅(qū)動(dòng)時(shí)，馬達(dá)88或其它致動(dòng)器提供附加抗衡力?？杉?lì)選用高度感測(cè)元件110，以提供指示柱體高度和/或臂架裝置70相對(duì)于可移動(dòng)段36的垂直位置的一者或兩者的信號(hào)。如隨后更詳細(xì)所述，這個(gè)信號(hào)是用于致動(dòng)馬達(dá)88 (當(dāng)需要時(shí))。為提供提升力，纜線92繞滑輪84且通過(guò)輪子86安排路線至張力元件104和馬達(dá)88或其它致動(dòng)器。在G處示出至可移動(dòng)柱體36的機(jī)械地面。配重裝置80在分段柱體內(nèi)部的軸78內(nèi)行進(jìn)，其中出于便攜性，柱體是在維度上定大小。這在這個(gè)重型配重裝置80的組件可允許的整個(gè)寬度維度(即，垂直于垂直軸V的維度)上設(shè)置了一些約束，所述配重裝置80組件的重量以及因此可用的配重裝置力取決于其體積和其組件材料的質(zhì)量?jī)烧?。配重裝置在常規(guī)上使用鉛，但是如果提供附加的體積，那么優(yōu)選且可以使用認(rèn)為危害較小的其它材料。除體積約束之外，優(yōu)選保護(hù)操作員以免與移動(dòng)部件(如內(nèi)部滑輪、纜線)和涉及到臂架或柱體移動(dòng)的相關(guān)移動(dòng)組件可能的意外接觸。如圖16A和16B中示意地示出，且在對(duì)應(yīng)的圖16C和圖16D的透視圖中，本發(fā)明的實(shí)施方案通過(guò)在垂直方向上延伸配重裝置80的長(zhǎng)度而解決寬度維度受限的問(wèn)題。延伸段81在向上垂直方向上對(duì)配重裝置80增加體積。圖16A至圖16D還示出臂架70相對(duì)于柱體段36的移位范圍R。范圍R取決于許多因素，包括可移動(dòng)段36的高度和臂架傳送機(jī)構(gòu)40的組件的配置。在一個(gè)實(shí)施方案中，范圍R例如介于24英寸與30英寸之間。圖16A和圖16B示出呈折疊構(gòu)造的垂直柱體30。如圖16B和圖16D中所示，隨著臂架70降低，配重裝置80的延伸段81可以在軸78上突出或延伸，所述軸的頂部邊緣由垂直柱體38的頂部邊緣79界定。在圖16C和圖16D的實(shí)施方案中，可選柱帽83提供至覆蓋軸78。圖16B示出軸高度H2，在一個(gè)實(shí)施方案中，其中軸78完全延伸通過(guò)固定柱體32。在一個(gè)替代實(shí)施方案中，軸78只部分延伸通過(guò)柱體32。在一個(gè)多柱體段實(shí)施方案中，軸78的頂部由最高可移動(dòng)柱體的頂部邊緣79界定。圖17A、圖17B和圖17C示出具有底座段32和可移動(dòng)段36的分段垂直柱體30。如這些圖中所示，可變柱體高度和可變配重裝置80位置的組合允許許多可行性組合來(lái)使臂架裝置70到達(dá)相同高度H1。在圖17A中，例如，在到達(dá)高度Hl時(shí)，可移動(dòng)段36向上延伸且配重裝置80的延伸段81從軸78的頂部突出達(dá)距離D1。在這里，臂架70移位至移位范圍R的附近。在圖17B中，到達(dá)相同高度H1，其中可移動(dòng)段36延伸得略少；在這里，臂架70移位至其移位范圍R的中間附近且配重裝置80的延伸段81從軸78的頂部突出較少距離達(dá)D2。在圖17C中，柱體被折疊且其中臂架70在示出為相對(duì)于可移動(dòng)柱體36且在其移位范圍R的頂部附近的位置，配重裝置80完全封閉于軸78內(nèi)，其中在頂部邊緣上79上沒(méi)有突出部分。如從本實(shí)施例可見(jiàn)，可存在用于利用分段垂直柱體30到達(dá)臂架裝置70的中間高度的柱體和配重裝置80組件的任何數(shù)量的可行性配置。·關(guān)于圖15A至圖17C，可以了解組件重量和滑輪構(gòu)造的其它配置是可行的，以及使用配重裝置的機(jī)械構(gòu)造或不同類型的(例如)機(jī)電或液壓致動(dòng)器是可行的。如以上給定的實(shí)施例中所示，垂直柱體30可以具有允許可變高度的一個(gè)或多個(gè)可移動(dòng)段。不同類型的機(jī)械制動(dòng)構(gòu)造還是可行的且可被提供用于幫助穩(wěn)定柱體段或臂架裝置70自身的垂直移動(dòng)。調(diào)整梓體高度
如已參考圖15A至圖17C所描述，柱體30高度的適當(dāng)調(diào)整控制被允許用于調(diào)整臂架裝置70高度的垂直移動(dòng)的范圍。設(shè)置柱體高度有許多考慮，包括將獲得的圖像類型；如病人的床或其它支撐結(jié)構(gòu)的高度和接收器相對(duì)于水平面的角的條件。本發(fā)明的實(shí)施方案使用不同方法來(lái)設(shè)置柱體30的高度，例如
(i)直接操作員控制。使用本方法，操作員啟動(dòng)指令以改變柱體30的高度。在控制面板612 (圖I)或這個(gè)目的專用的單獨(dú)開(kāi)關(guān)或控制件輸入這個(gè)指令。使用本方法，操作員可以輸入或變到設(shè)置高度，或按住鍵盤鍵或開(kāi)關(guān)直到到達(dá)所需高度設(shè)置。(ii)根據(jù)觀看類型的自動(dòng)高度設(shè)置。使用本方法，操作員設(shè)置包括指定圖像的觀看類型，如，例如前后胸片X射線。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，設(shè)置觀看類型還選擇關(guān)聯(lián)的默認(rèn)柱體高度值，使得放射線照相系統(tǒng)根據(jù)作為用來(lái)曝光的操作員設(shè)置的部分的操作員指令自動(dòng)調(diào)整柱體高度。在控制面板612 (圖I)或使用這個(gè)目的專用的單獨(dú)開(kāi)關(guān)或控制件輸入這個(gè)信息。或者，操作員可以輸入額外信息，所述信息包含病人的床或支撐平臺(tái)的高度和接收器相對(duì)于真正水平面或垂直面或相對(duì)于管頭上的準(zhǔn)直儀的角。(iii)輔助的操作員定位。使用本方法，操作員將臂架手動(dòng)提升或降低至所需高度設(shè)置且相應(yīng)地調(diào)整柱體高度。使用本方法允許操作員忽略柱體高度設(shè)置且只集中于將臂架和管頭移動(dòng)至正確位置。與方法(i)和方法(ii)不同，輔助的操作員定位要求系統(tǒng)與操作員移動(dòng)的互動(dòng)。因此，控制柱體高度設(shè)置的操作員指令由向上或向下推動(dòng)臂架70的操作員輸入且可以(例如)由來(lái)自高度感測(cè)元件110的信號(hào)來(lái)檢測(cè)。雖然未作要求，但有利的是提供被自動(dòng)化用于提供臂架的平滑、連續(xù)移動(dòng)的柱體高度調(diào)整，使得操作員在臂架移動(dòng)范圍的不同部分上向上或向下推動(dòng)臂架70時(shí)，不需要施加額外的力。圖18的示意性方框圖示出支持本發(fā)明的實(shí)施方案中的以上所列任何方法(i)、方法(ii)、方法(iii)的柱體高度調(diào)整裝置116?？刂七壿嬏幚砥?20與一個(gè)或多個(gè)高度感測(cè)元件110以及與馬達(dá)88或其它致動(dòng)器進(jìn)行信號(hào)通信，所述控制邏輯處理器120可以是專用處理器、可編程邏輯陣列或微處理器，或可以是被提供用于移動(dòng)放射線照相單元20的其它功能的機(jī)載計(jì)算機(jī)。在接收到指示需要柱體高度調(diào)整的信號(hào)后，控制邏輯處理器120致動(dòng)馬達(dá)88以使用滑輪84和86、纜線92和張力元件104的系統(tǒng)改變柱體高度。在信號(hào)來(lái)自直接操作員控制(如以上(i )中)或根據(jù)曝光的觀看類型(如以上(ii )中)的情況下，從控制面板612、機(jī)載控制邏輯計(jì)算機(jī)或處理器或其它開(kāi)關(guān)獲得信號(hào)。因?yàn)獒槍?duì)輔助的操作員定位(如以上(iii)中)的柱體高度調(diào)整要求柱體高度與臂架70位置的協(xié)調(diào)，所以其更為復(fù)雜。本方法在操作員使用高度控制時(shí)有效地使用臂架70。如先前指出，人體工學(xué)柱體移動(dòng)的目標(biāo)是追蹤臂架移位，使得只在柱體30被完全延伸或完全折疊時(shí)，臂架70處于移位范圍R的最末端。否則，臂架70在其移位范圍R內(nèi)自由移動(dòng)且 操作員可以忽略柱體30高度設(shè)置。這要求感測(cè)臂架70對(duì)可移動(dòng)段36的相對(duì)位置且在不要求單獨(dú)的操作員注意或指令下，通過(guò)調(diào)整柱體30高度作為一種類型的“背景”操作來(lái)相應(yīng)地補(bǔ)償臂架70移動(dòng)。圖19A和圖19B的方框圖根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案示出抗衡裝置130如何支撐分段垂直柱體30的延伸。圖19A示出在臂架裝置70的移位范圍R的極端底部且在柱體30在其完全折疊條件下的臂架裝置70的最低高度升高。隨著操作員在臂架70上向上提升，抗衡裝置130通過(guò)提供柱體30的對(duì)應(yīng)延伸進(jìn)行合作。為了允許臂架70的平滑移動(dòng)，控制邏輯處理器120 (圖18)致動(dòng)抗衡裝置130以使柱體30延伸，使得其造成臂架70的向上移動(dòng)而導(dǎo)致有效地位于相對(duì)于當(dāng)前臂架70位置的移位范圍R的中心。無(wú)必要精確地重新定位范圍R，使得在臂架70移動(dòng)至特定高度時(shí)，其在范圍R的準(zhǔn)確中心處或附近。自準(zhǔn)確中心的一些滯后或超前距離可適用于平滑移動(dòng)，使得除了柱體30在其最大延伸高度或其最小折疊高度時(shí)之外，臂架70并不到達(dá)其范圍R內(nèi)的行程的最末端。運(yùn)動(dòng)控制的類似方法用于臂架70的向下移動(dòng)，其中根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案進(jìn)行略微修改。通過(guò)圖示，圖19C示出處于其全高高度，其移位范圍R的頂部和在柱體30完全延伸的情況下的柱體70。隨著操作員降低臂架70，控制邏輯處理器120 (圖18)感測(cè)這個(gè)移動(dòng)且通過(guò)降低柱體30進(jìn)行補(bǔ)償，這再次實(shí)現(xiàn)有效地位于相對(duì)于臂架70位置的移位范圍R的中心的目標(biāo)。但是因?yàn)楸奂?0將X射線管定位于病人上，所以相比于如圖19B中所示的向上方向上的移動(dòng)時(shí)，向下方向上的移動(dòng)變慢。還可以在向下移動(dòng)超出某個(gè)高度或在由(若干)高度感測(cè)元件110或其它感測(cè)元件指示的移動(dòng)速度超出閾值的情況下制動(dòng)制動(dòng)器52。在參考圖19A至圖19D描述的移動(dòng)序列中，運(yùn)動(dòng)控制邏輯以互動(dòng)方式追蹤臂架70的相對(duì)位置且能補(bǔ)償高度變化以及變化的速率。這樣做需要控制邏輯處理器120獲得并且響應(yīng)關(guān)于臂架70位置和關(guān)于柱體30高度的更新信息。此外，可移動(dòng)段36的平移速度可以取決于臂架裝置70高度有多接近于移位范圍R的上邊界和下邊界而變化。用于使兩者適于相對(duì)位置的變化和位置變化的變化速率并且用于在執(zhí)行這個(gè)補(bǔ)償時(shí)提供平滑運(yùn)動(dòng)的控制解決方案為運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。
存在許多使用運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的不同類型的連續(xù)或離散傳感器來(lái)感測(cè)臂架70移位的范圍R內(nèi)的臂架70移位以及柱體30高度的方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，用作高度感測(cè)元件110的傳感器是產(chǎn)生指示相對(duì)于柱體30或移位范圍R內(nèi)的臂架70高度的信號(hào)的線性檢測(cè)元件，如線性編碼器。這個(gè)信號(hào)連續(xù)更新用于控制邏輯處理器120的位置信息。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，柱體30高度是由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)邏輯確定。在替代實(shí)施方案中，多個(gè)傳感器元件用作高度感測(cè)元件110，如以指示范圍R內(nèi)的行程的每個(gè)端附近的臂架裝置70位置?；蛘撸糜诟叨雀袦y(cè)元件110的離散傳感器可以是用于臂架70行程和柱體30高度兩者的定位于不同設(shè)置點(diǎn)的限位開(kāi)關(guān)或其它開(kāi)關(guān)元件?；蛘?，旋轉(zhuǎn)編碼器可以用作高度感測(cè)元件110。根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施方案，移動(dòng)放射線照相裝置的分段垂直柱體可以包括定位于第一垂直位置的底座段，可平移至可變垂直位置的至少一個(gè)第一可移動(dòng)段和可平移至這些示例段可以被平移以改變分段垂直柱體的高度的可變垂直位置的至少一個(gè)額外(例如，中間)段。此外，單獨(dú)或組合的這些段可以使分段垂直柱體圍繞垂直軸旋轉(zhuǎn)。臂架裝置可以耦合至一個(gè)或多個(gè)這些段(例如，至少一個(gè)第一可移動(dòng)段、至少一個(gè)額外段、底座段)以用于X射 線源的定位。此外，至少一個(gè)中間段可以附接于第一可移動(dòng)段與底座段之間或至少一個(gè)中間段可以附接于相對(duì)于底座段的第一可移動(dòng)段的相對(duì)側(cè)上。此外，至少一個(gè)第一可移動(dòng)段和至少一個(gè)中間段可以安裝于底座段內(nèi)且底座段具有允許底座段內(nèi)臂架裝置的垂直行進(jìn)的垂直開(kāi)口，或第一可移動(dòng)段和至少一個(gè)中間段可以安裝于底座段的外部。在示例性構(gòu)造中，臂架傳送機(jī)構(gòu)可被致動(dòng)以沿著臂架裝置所附接的段的至少一部分提供垂直移動(dòng)。已特定參考本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方案詳細(xì)地描述本發(fā)明，但是應(yīng)理解，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的范疇下在如以上描述和如隨附權(quán)利要求書指出的本發(fā)明的范疇內(nèi)實(shí)現(xiàn)變更和修改。例如，可以使用馬達(dá)88或由先前描述的張力機(jī)構(gòu)104 (如彈簧)任選補(bǔ)充的一些其它類型的致動(dòng)器以許多方式實(shí)施抗衡裝置130。臂架裝置70可以使用配重裝置80或一些其它類型的機(jī)械補(bǔ)償以支持其在不同位置的垂直移位。額外傳感器可以用于指示由操作員施加的力或壓力大小且運(yùn)動(dòng)控制邏輯可以通過(guò)基于傳感器檢測(cè)更快或更慢地改變柱體高度作出響應(yīng)。當(dāng)制備用于傳送的移動(dòng)放射線照相單元10時(shí)，還可以自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)整柱體高度以作為對(duì)接過(guò)程的部分。分段垂直柱體30可具有一個(gè)以上可移動(dòng)段，其使用伸縮段的聯(lián)動(dòng)配置，使用額外滑輪或其它常規(guī)器件將所述伸縮段互連用于互相移動(dòng)。因此，提供一種用于移動(dòng)照相裝置中的柱體高度調(diào)整的裝置和方法，所述移動(dòng)照相裝置具有X射線臂架的高度可調(diào)整的可折疊支撐柱體。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)放射線照相裝置，其包括 便攜式傳送框架； 分段垂直柱體，其安裝在所述框架上且界定垂直軸并且包括具有相對(duì)于所述垂直軸的第一垂直位置的底座段，和可沿著所述垂直軸平移至可變垂直位置的至少ー個(gè)可移動(dòng)段；抗衡裝置，其耦合至所述垂直柱體的所述至少ー個(gè)可移動(dòng)段并且包括被激勵(lì)以使所述至少ー個(gè)可移動(dòng)段沿著所述垂直軸平移的致動(dòng)器； 臂架裝置，其支撐X射線源且耦合至用于將所述臂架 裝置垂直移位至一定高度位置的至少ー個(gè)可移動(dòng)段；和 高度感測(cè)元件，其提供指示所述臂架裝置的所述高度位置的信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的移動(dòng)放射線照相裝置，其中所述臂架裝置可移動(dòng)地耦合至所述至少ー個(gè)可移動(dòng)段，用于在高度位置的范圍內(nèi)將所述臂架裝置沿著所述至少一個(gè)可移動(dòng)段垂直移位至一定高度位置，且其中來(lái)自所述高度感測(cè)元件的信號(hào)進(jìn)ー步指示所述垂直柱體的所述至少一個(gè)可移動(dòng)段上的所述臂架裝置的高度位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的移動(dòng)放射線照相裝置，其中所述抗衡裝置還包括張カ元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動(dòng)放射線照相裝置，其包括 ー個(gè)或多個(gè)高度感測(cè)元件，其提供指示所述垂直柱體的所述可移動(dòng)段上的所述臂架裝置的高度位置的ー個(gè)或多個(gè)信號(hào)， 其中所述ー個(gè)或多個(gè)感測(cè)元件是從由線性編碼器、旋轉(zhuǎn)編碼器和限制開(kāi)關(guān)組成的組中取用。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的移動(dòng)放射線照相裝置，其中所述臂架裝置可操作地耦合至配重裝置，所述配重裝置沿著所述分段垂直柱體內(nèi)的垂直路徑移動(dòng)以支撐所述臂架裝置的垂直移位。
6.一種設(shè)置便攜式放射線照相単元用于曝光的方法，所述方法包括 在便攜式傳送框架上安裝分段垂直柱體，其中所述柱體界定垂直軸且包括具有相對(duì)于所述垂直軸的固定垂直位置的底座段，和可垂直平移以沿著所述垂直軸延長(zhǎng)所述垂直柱體的至少ー個(gè)可移動(dòng)段； 將抗衡裝置耦合至所述垂直柱體的所述至少ー個(gè)可移動(dòng)段，所述抗衡裝置包括被激勵(lì)以使所述至少一個(gè)可移動(dòng)段沿著所述垂直軸平移的致動(dòng)器； 將支撐X射線源的臂架裝置耦合至所述至少ー個(gè)可移動(dòng)段以將所述臂架裝置垂直移位至一定高度位置；和 響應(yīng)操作員指令以通過(guò)沿著所述垂直軸平移所述垂直柱體的所述至少ー個(gè)可移動(dòng)段而調(diào)整所述臂架裝置的高度用于所述曝光。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述操作員指令指示將獲得的一種類型的放射線照相圖像、將到達(dá)的高度，或者其中所述操作員指令包括向上或向下推動(dòng)所述臂架裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其還包括獲得指示所述臂架裝置的高度位置的信號(hào)或者獲得指示所述垂直柱體的高度位置的信號(hào)，其中獲得所述信號(hào)包括從線性編碼器獲得所述信號(hào)，其中所述操作員指令是在鍵盤或觸摸屏上鍵入，且其中將所述臂架裝置耦合至
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述臂架裝置可以沿著所述可移動(dòng)段在高度設(shè)置范圍上移位，且其中平移所述至少一個(gè)可移動(dòng)段包括根據(jù)所述臂架裝置高度對(duì)所述范圍的上邊界和下邊界的接近度而改變平移的速度。
10.一種設(shè)置便攜式放射線照相單元用于曝光的方法，所述方法包括 在便攜式傳送框架上提供分段垂直柱體，其中所述柱體界定垂直軸且包括具有相對(duì)于所述垂直軸的固定垂直位置的底座段，和可沿著所述垂直軸平移至可變垂直位置的可移動(dòng)段； 將抗衡裝置耦合至所述垂直柱體的所述可移動(dòng)段，所述抗衡裝置包括被激勵(lì)以使所述可移動(dòng)段沿著所述垂直軸平移的至少一個(gè)致動(dòng)器； 將支撐X射線源的臂架裝置耦合至所述可移動(dòng)段以將所述臂架裝置垂直移位至一定高度位置，其中所述臂架裝置可移動(dòng)地在沿著所述可移動(dòng)段的至少一部分延長(zhǎng)的范圍上垂直移位；和 響應(yīng)由操作員向上或向下推動(dòng)所述臂架裝置而調(diào)整所述垂直柱體的高度用于曝光；其中調(diào)整所述垂直柱體的高度包括補(bǔ)償向上或向下推動(dòng)以調(diào)整所述臂架裝置高度朝向所述范圍的中心。
全文摘要
一種移動(dòng)放射線照相裝置具有便攜式傳送框架和分段垂直柱體，所述分段垂直柱體安裝在所述框架上且界定垂直軸并且具有底座段，所述底座段具有相對(duì)于所述垂直軸的固定垂直位置，和可沿著所述垂直軸平移至可變垂直位置的至少一個(gè)可移動(dòng)段。具有致動(dòng)器的抗衡裝置被耦合至所述垂直柱體的所述至少一個(gè)可移動(dòng)段，所述致動(dòng)器被激勵(lì)以使所述至少一個(gè)可移動(dòng)段沿著所述垂直軸平移。臂架裝置支撐x射線源且耦合至用于將所述臂架裝置垂直移位至一定高度位置的至少一個(gè)可移動(dòng)段。高度感測(cè)元件提供指示所述臂架裝置的高度位置的信號(hào)。
文檔編號(hào)A61B6/00GK102858246SQ201180018746
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者A.迪里西奧, J.R.斯塔尼托 申請(qǐng)人:卡爾斯特里姆保健公司