專(zhuān)利名稱(chēng)：X光透視成象用的包括氣動(dòng)彈簧的抗衡l－形支承臂裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種X射線成象系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，涉及一種具有扭轉(zhuǎn)抗衡橫向轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)式C-形支架裝置。
通常希望從許多不同的位置上對(duì)病人照X射線，最好是不需要頻繁地改變病人的位置。已經(jīng)開(kāi)發(fā)的可移動(dòng)C-形支架的X射線診斷設(shè)備，如

圖1所示，能滿(mǎn)足這些要求并且已經(jīng)為外科醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和其它治療過(guò)程所廣知。通過(guò)利用目前眾所周知的C-形支架設(shè)計(jì)，能不改變病人的位置而從不同的角度和位置對(duì)病人照X射線。用于X射線設(shè)備的C-形支架支承結(jié)構(gòu)不會(huì)過(guò)分地阻塞病人周?chē)目臻g，使醫(yī)生能進(jìn)行處理或照顧到病人而不需要重復(fù)地移動(dòng)和更改X射線設(shè)備。
參見(jiàn)圖1，表示已有技術(shù)實(shí)施的移動(dòng)式C-形支架裝置，用10整體表示移動(dòng)式C-形支架裝置。術(shù)語(yǔ)“C-形支架”通常是指一個(gè)圖1所示細(xì)長(zhǎng)的在“C”形相對(duì)兩末端終止的C-形部件12。一個(gè)X射線源32和一個(gè)圖象接收器34通常分別以相對(duì)的方向安裝在C-形支架12的兩末端或末端附近，用處于懸掛位置的L形支承臂來(lái)支承C-形支架12。在C-形支架12的C-形內(nèi)的空間為醫(yī)生處理病人提供場(chǎng)所而基本上不受X-光支承結(jié)構(gòu)的干擾。通常支承結(jié)構(gòu)安裝在輪子25上，使整個(gè)裝置10能從一個(gè)房間移至另一房間，并且當(dāng)醫(yī)生做手術(shù)或檢查時(shí)能沿著病人的身長(zhǎng)移動(dòng)，保證在處理過(guò)程中把如心臟內(nèi)導(dǎo)管、長(zhǎng)骨釘?shù)绕骷旁谶m當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 通常安裝C-形支架12使其能以?xún)蓚€(gè)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)，即繞兩個(gè)垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是說(shuō)，與L形支承臂23的轉(zhuǎn)動(dòng)軸重合的一個(gè)軌道轉(zhuǎn)動(dòng)軸26和一個(gè)橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸30。更準(zhǔn)確地說(shuō)，C-形支架12可滑動(dòng)地安裝在L形支承臂23上，能使C-形支架12繞軸軌道轉(zhuǎn)動(dòng)軸26作軌道旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由此可使X射線源32和圖象接收器34選擇性定向在橫向、垂直或二者之間的位置。通過(guò)L-形支承臂23的轉(zhuǎn)動(dòng)C-形支架也能繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸30橫向旋轉(zhuǎn)，即，沿垂直于軌道的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而以能根據(jù)病人的長(zhǎng)度和寬度有選擇地調(diào)整X-光源32和接收器34的位置。C-形支架12繞兩軸26和30的旋轉(zhuǎn)可動(dòng)性使醫(yī)生以最佳的角度給病人照X射線，針對(duì)特定的被成象的構(gòu)造部位情況來(lái)確定最佳角度。
C-形支架設(shè)備的設(shè)計(jì)者和制造商面臨著許多問(wèn)題。用于支承處于各種懸掛位置的C-形支架并使其轉(zhuǎn)動(dòng)的支承結(jié)構(gòu)必須足夠堅(jiān)固，以能經(jīng)受住巨大的扭力、拉力和壓應(yīng)力。該支承結(jié)構(gòu)還必須足夠重并有一個(gè)足夠大的底腳，以避免由于C-形支架12和L形支承臂23繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸30水平轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)致設(shè)備的重心顯著偏移而引起的翻傾。
還希望平衡可轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)(即，C-形支架12，X射線源32，圖象接收器34，以及L-形支承臂23)以便只需要相當(dāng)小的物理作用力使C-形支架12繞軸26和30轉(zhuǎn)動(dòng)。在需要非常小的扭轉(zhuǎn)力來(lái)使C-形支架繞軸26和30轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，實(shí)現(xiàn)此目的一個(gè)方法是設(shè)計(jì)其重心盡可能地與軸26和30接近的可轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，如果重心不與軸26和30重合的話(huà)；并且因此只需要非常小的物理作用力。
然而，為了在某些臨床應(yīng)用中占有優(yōu)勢(shì)，在某些C-形支架的設(shè)計(jì)中，可轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的重心必須與橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸30隔開(kāi)一段實(shí)際距離。這樣的C-形支架設(shè)計(jì)被認(rèn)為是繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸“失去平衡”的。在這樣的不平衡的方案中，當(dāng)L-形支承臂23繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸30轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，必須施加較大的扭轉(zhuǎn)力。即使一般水平的醫(yī)生通常有足夠強(qiáng)的體力，用體力能使L-形支承臂繞其橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但需要醫(yī)生從要完成的其它的更重要的工作中抽出身來(lái)。進(jìn)一步說(shuō)來(lái)，不平衡結(jié)構(gòu)對(duì)病人和操作員是危險(xiǎn)的。例如，需要更堅(jiān)固和更有力的制動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)防止C-形支架12猛烈地向下傾倒，碰到和傷害想不到的人。
已經(jīng)做了努力去減少使L-形支承臂23繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸30轉(zhuǎn)動(dòng)和定位所需的費(fèi)力大小。這種已有技術(shù)的例子是美國(guó)專(zhuān)利No.4,995,046(于1990年9月4日頒發(fā)給Siczekt等人)，在該專(zhuān)利中公開(kāi)了具有L-形支承臂的傳統(tǒng)C-形支架。該裝置包括由手動(dòng)曲柄控制的齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于使L-形支承臂繞其橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。因而由手動(dòng)曲柄齒輪機(jī)構(gòu)克服了上面所述的費(fèi)體力問(wèn)題，但是手動(dòng)曲柄使用起來(lái)慢并且費(fèi)時(shí)間。
值得注意的是，就申請(qǐng)人所知，尚沒(méi)有已有技術(shù)能提供一種抗衡機(jī)構(gòu)來(lái)克服在轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的重心偏離橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸較大距離時(shí)所產(chǎn)生的“失去平衡”狀態(tài)。因此，在C-形支架X射線成象設(shè)備的領(lǐng)域，好象長(zhǎng)期需要用于可轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的抗衡機(jī)構(gòu)，該可轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸的是“失去平衡”的。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有扭轉(zhuǎn)抗衡水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的X射線定位裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供設(shè)計(jì)和制造簡(jiǎn)單的X射線定位裝置。
用于C-形支架裝置的X射線定位裝置的具體實(shí)施例能實(shí)現(xiàn)上面的目的和其它沒(méi)有具體描述的目的，在可轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的重心在C-形支架的橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸下面時(shí)，該X射線定位裝置是失去平衡的。該定位裝置包括常規(guī)的將C-形支架保持在其上的L-形支承臂，其中扭轉(zhuǎn)阻力器位于L-形支承臂內(nèi)。該扭轉(zhuǎn)阻力器可以是氣動(dòng)彈簧，例如，以其一端樞軸連接到地面支承架(如常規(guī)的支撐底座)上的固定位置，并以其相對(duì)的一端通過(guò)球窩接頭連接到L-形支承臂上。氣動(dòng)彈簧的樞軸連接在橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸的下面，從而引起氣動(dòng)彈簧產(chǎn)生繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的扭轉(zhuǎn)力，該扭轉(zhuǎn)力與當(dāng)可轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的重心與橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸不垂直對(duì)準(zhǔn)時(shí)由重力產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)負(fù)載的方向相反。
本發(fā)明另外的目的和優(yōu)點(diǎn)在下面的描述中將被提到，并且一部分將很明顯，或者通過(guò)不用非常的實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)施本發(fā)明而了解到。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)可借助于在權(quán)利要求書(shū)中具體提出的方案和組合來(lái)實(shí)現(xiàn)和得到。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的上述及其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)變得更清楚，在附圖中
圖1是典型的已有技術(shù)的C-形支架裝置的C-形支架設(shè)備的側(cè)視圖；圖2是按照本發(fā)明原理制造的C-形支架定位裝置的側(cè)視圖；圖3是圖2所示C-形支架定位裝置的正面的、旋轉(zhuǎn)的、局部剖視圖；圖4A是圖2所示C-形支架定位裝置處于第一不旋轉(zhuǎn)的位置或“中間的0°”位置時(shí)的正面剖視圖；圖4B是圖2所示C-形支架定位裝置處于“+90°”的旋轉(zhuǎn)位置時(shí)的正面剖視圖；圖4C是圖2所示C-形支架定位裝置處于“180°”的旋轉(zhuǎn)位置時(shí)的正面剖視圖；圖4D是圖2所示C-形支架定位裝置處于“270°”或“-90°”的旋轉(zhuǎn)位置時(shí)的正面剖視圖；圖5是圖2所示的C-形支架定位裝置的部件分解透視圖。
為了便于理解本發(fā)明的原理，參照附圖中所描述的實(shí)施例并用專(zhuān)門(mén)的文字描述了這些實(shí)施例。然而不用說(shuō)，并不由此限制本發(fā)明的范圍。得到本發(fā)明公開(kāi)文本的有關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常會(huì)想到的在此描述的本發(fā)明的任何變化和進(jìn)一步的修改，以及在此描述的本發(fā)明原理的任何附加應(yīng)用，都認(rèn)為在權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)增加扭轉(zhuǎn)抗衡水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能大大地提高“失去平衡”的C-形支架裝置的可操作性，尤其是重心不與橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸一致的C-形支架裝置的可操作性。申請(qǐng)人已增加了裝置，它能減少并在某些情況下幾乎消除在C-形支架裝置繞其橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由重力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩(gravity-induced torsion)的作用。
將會(huì)知道，已有技術(shù)的C-形支架裝置通常包括一個(gè)在連接點(diǎn)28點(diǎn)可滑動(dòng)地與C-形支架12相連接的向下延伸的L形支承臂23，如圖1所示。通過(guò)支撐底座24使L形支承臂23處于懸掛狀態(tài)，并且，高壓電纜50從支撐底座24延伸經(jīng)過(guò)L形支架23和C-形支架12與X射線源32和圖象接收器34相連接，以便給X射線源32和圖象接收器34供給滿(mǎn)足要求的電能。C-形支架12可沿軌道繞軌道旋轉(zhuǎn)軸26旋轉(zhuǎn)，而L形支承臂23能繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸30轉(zhuǎn)動(dòng)而使C-形支架12橫向轉(zhuǎn)動(dòng)。圖象接收器34和X射線源32與L-形支承臂23和C-形支架12一起共同構(gòu)成一種重心落在橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸之下的X射線裝置。當(dāng)L-形支承臂23繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸30轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這種結(jié)構(gòu)在重力作用下產(chǎn)生一個(gè)偏心的橫向力矩臂，因此，需要醫(yī)生做工作。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖2-3，物理和工程領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將懂得，當(dāng)X射線系統(tǒng)的重心40在與軸30垂直對(duì)準(zhǔn)時(shí)，重力不會(huì)產(chǎn)生繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸30旋轉(zhuǎn)的扭轉(zhuǎn)力。然而，如物理和工程領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還知道的那樣，一旦L-形支承臂23繞橫向軸30轉(zhuǎn)動(dòng)到重心40偏離與軸30垂直對(duì)準(zhǔn)至任何程度時(shí)，偏心率增加，從而重力46作用在力矩臂(在重心40和通過(guò)橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸30的垂直線44之間的垂直距離)上并產(chǎn)生繞軸30的扭轉(zhuǎn)負(fù)載48。認(rèn)為該扭轉(zhuǎn)負(fù)載48趨于使X射線設(shè)備翻倒，除非由設(shè)備的重量來(lái)抗衡，和/或由反作用力來(lái)抗衡。扭轉(zhuǎn)負(fù)載48妨礙L-形支承臂23試圖繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸30轉(zhuǎn)動(dòng)，使醫(yī)生轉(zhuǎn)動(dòng)L-形支承臂23更困難。
申請(qǐng)人已發(fā)明了一種裝置，該裝置采用在關(guān)鍵地方放置氣動(dòng)彈簧(gas spring)52的方式來(lái)提供反作用扭轉(zhuǎn)負(fù)載51，該反作用扭轉(zhuǎn)負(fù)載51與在重力46的作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)負(fù)載48的方向相反。氣動(dòng)彈簧52最好存在所示出的L-形支承臂23內(nèi)。盡管本發(fā)明涉及C-形支架裝置的所有懸掛裝置的抗衡，但是，因?yàn)楸景l(fā)明的關(guān)鍵在于L-形支承臂23，所以在圖2中用虛線簡(jiǎn)單地描繪了C-形支架12、X射線源32和圖象接收器34。在圖2中也用虛線描繪了支撐底座24。
將氣動(dòng)彈簧52的一端連接到樞軸接地點(diǎn)(pivotal ground point)54上(下面將更詳細(xì)地解釋)，另一端連接到L-形支承臂上的點(diǎn)56上，氣動(dòng)彈簧52產(chǎn)生對(duì)L-形支承臂的反作用力58。如圖3所示，當(dāng)L形支承臂23處于任何轉(zhuǎn)動(dòng)位置(除與橫向軸30垂直對(duì)準(zhǔn)以外的任何位置)時(shí)，由氣動(dòng)彈簧52產(chǎn)生的力58沿氣動(dòng)彈簧52的軸作用，產(chǎn)生力58的垂直和水平分量。力58的水平分量有助于形成反作用扭轉(zhuǎn)負(fù)載51。例如，氣動(dòng)彈簧52可設(shè)計(jì)成能減少重力轉(zhuǎn)矩48的作用，而且甚至對(duì)L形支承臂23的某些旋轉(zhuǎn)位置能消除重力轉(zhuǎn)矩48的作用。
隨著L形支承臂23的旋轉(zhuǎn)，由氣動(dòng)彈簧52產(chǎn)生的力58圍繞接地點(diǎn)(ground point)54旋轉(zhuǎn)。當(dāng)L形支承臂旋轉(zhuǎn)到如圖3所示的偏心位置時(shí)，所包括的外部力概括如下垂直方向。重力46向下作用在X射線設(shè)備上，并且氣動(dòng)彈簧52產(chǎn)生的力58的一個(gè)分量垂直向下作用在L形支承臂23上，由支撐底座24來(lái)抵消這兩個(gè)力的作用，支撐底座24通過(guò)向上的力60向上作用于在水平旋轉(zhuǎn)軸30的L形支承臂23上。
扭轉(zhuǎn)方向。當(dāng)重心40偏離橫向軸30時(shí)重力46的一部分偏離橫向軸30，產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻呐まD(zhuǎn)力48，其由氣動(dòng)彈簧52產(chǎn)生的力58來(lái)抵消力48的作用，氣動(dòng)彈簧52產(chǎn)生“逆時(shí)針”方向扭轉(zhuǎn)力51，因?yàn)闅鈩?dòng)彈簧52的連接地點(diǎn)54偏離橫向軸30。
簡(jiǎn)明扼要地說(shuō)，設(shè)置產(chǎn)生從接地點(diǎn)作用在L-形支承臂23上的壓力58的力源(如氣動(dòng)彈簧52)接地點(diǎn)不與橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸30重合(在此情況下為接地點(diǎn)54)，能用于產(chǎn)生反作用的扭轉(zhuǎn)負(fù)載51?？捎上鄳?yīng)的物理和工程領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將力58的大小設(shè)計(jì)成能產(chǎn)生大小與重力轉(zhuǎn)矩48的大小基本匹配的反作用力轉(zhuǎn)矩51。當(dāng)然，正如相應(yīng)的物理和工程領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所知道的那樣，重力轉(zhuǎn)矩48和反作用力轉(zhuǎn)矩51的大小隨著L-形支承臂23繞橫向軸轉(zhuǎn)動(dòng)而變化。因此，如果力58相對(duì)不變，則在L-形支承臂23的所有位置反作用力轉(zhuǎn)矩51大小的變化也將相對(duì)地與重力轉(zhuǎn)矩48的變化一致。對(duì)于L-形支承臂23的所有取向，仍然由氣動(dòng)彈簧52產(chǎn)生的反作用力轉(zhuǎn)矩51來(lái)克服重力轉(zhuǎn)矩48的大部分作用。
接地點(diǎn)54最好是氣動(dòng)彈簧52與L-形支承臂23的閘輪(如圖5所示)的樞軸連接，閘輪連接到支撐底座24上，因而稱(chēng)為接地點(diǎn)。連接點(diǎn)56最好是球窩接頭(在圖5中比較清楚地示出)，這是機(jī)械連接領(lǐng)域所公知的，因而，連接點(diǎn)56是允許三維運(yùn)動(dòng)的萬(wàn)向接頭。
概括地講，L-形支承臂23和C-形支架12可以組合起來(lái)作為一個(gè)懸掛裝置來(lái)描述，該懸掛裝置在第一樞軸連接點(diǎn)可移動(dòng)地與支撐底座24耦合，用于使X射線源32和圖象接收器34處于懸掛位置，并使所述X射線源32和圖象接收器34繞轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡相對(duì)于所述支撐底座24轉(zhuǎn)動(dòng)到各種位置。
氣動(dòng)彈簧52僅僅是產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力的裝置的一個(gè)例子。任何適于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的裝置或方法都在本發(fā)明的范圍內(nèi)，不管是現(xiàn)在已知的還是以后創(chuàng)造的，因?yàn)楸景l(fā)明包括簡(jiǎn)單地產(chǎn)生繞橫向軸30轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩的廣泛概念，該轉(zhuǎn)矩反作用于在可轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的重心不與所述橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸30重合時(shí)產(chǎn)生的重力轉(zhuǎn)矩。可用扭轉(zhuǎn)彈簧、壓力彈簧、拉簧，或任何其它合適放置的扭轉(zhuǎn)力源代替氣動(dòng)彈簧52。
將會(huì)知道，在此比較寬地可將氣動(dòng)彈簧52(或上面描述的其任何等同物)描述為增強(qiáng)裝置，用于將除支撐底座24提供的任何支承力以外的支承力施加到懸掛裝置上(例如L-形支承臂23和C-形支架12的組合)?！坝芍蔚鬃?4提供的支承力”的概念，包括在支撐底座24和L-形支承臂23之間的任何樞軸連接，包括任何螺母、螺釘或其它緊固件，簡(jiǎn)言之，在“支承力”的概念中包括用于使L-形支承臂23保持在適當(dāng)位置的支撐底座的任何特征。因此，上面所述的除“支承力”之外的任何力都在“加強(qiáng)裝置”的范圍內(nèi)，氣動(dòng)彈簧52是其一種簡(jiǎn)單的形式。
在此也可比較寬地將氣動(dòng)彈簧52(或上面所描的其任何等同物)描述為與支撐底座24耦合的壓力裝置，用于給懸掛裝置(例如組合的L-形支承臂23和C-形支架12)提供附加的支承作用。應(yīng)該知道，另外可將氣動(dòng)彈簧52描述為給懸掛裝置(L-形支承臂23和C-形支架12)或X射線裝置(L-形支承臂23，C-形支架12，X射線源32和圖象接收器34)提供支承。
換句話(huà)說(shuō)，還可將氣動(dòng)彈簧52描述為樞軸連接到支撐底座24和懸掛裝置(例如，L-形支承臂23)上的膨脹/收縮裝置，用于給所述懸掛裝置提供在與橫向軸不相交的方向上的壓力，這是在L-形支承臂23處于除0°或180°之外的轉(zhuǎn)動(dòng)位置(分別如圖4A和4C所示)時(shí)存在的一種狀態(tài)。
如圖4A-4D所示，當(dāng)位于圖4A所示的0°不轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)氣動(dòng)彈簧52處于收縮狀態(tài)。當(dāng)L-形支承臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，樞軸接地點(diǎn)54保持不動(dòng)，從而引起氣動(dòng)彈簧52響應(yīng)L-形支承臂23的向上的樞軸運(yùn)動(dòng)(注意，圖4C所示在180°位置的最向上位置表示處于其最大膨脹狀態(tài)的氣動(dòng)彈簧52)而膨脹，并且響應(yīng)L-形支承臂向下的樞軸運(yùn)動(dòng)而收縮。
在此也可比較寬地將氣動(dòng)彈簧52(或上面所述的其任何等同物)描述為抗衡裝置，用于給懸掛裝置(L-形支承臂23和C-形支架12)施加扭轉(zhuǎn)阻力，從而阻礙繞橫向軸30產(chǎn)生的相反的扭轉(zhuǎn)負(fù)載。
通常的情況是，重心40至少比橫向軸30低3英寸，例如4英寸。在此情況下，給定各種X射線設(shè)備的部件(L-形支承臂23，C-形支架12，X射線源32，圖象接收器34)的重量，最好使用能產(chǎn)生約900-920磅壓力的氣動(dòng)彈簧52，樞軸接地點(diǎn)54最好比橫向軸30低1.2英寸，因而在所述軸30之間的1至2英寸的范圍內(nèi)。例如，樞軸接地點(diǎn)54最好在橫向軸30的下面并在重心40的上面。
下面描述本發(fā)明的另一方面，如圖2-3所示。當(dāng)X射線定位裝置(裝置部件L-形支承臂23，C-形支架12，X射線源32，圖象接收器34)處于正常的、可操作工作位置時(shí)，在樞軸接地點(diǎn)54和連接點(diǎn)56之間延伸的線不是水平和垂直的(注意，與圖2中的垂直線64比較)，從而L-形支承臂23繞橫向軸30的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在多個(gè)平面內(nèi)的連接點(diǎn)56處產(chǎn)生樞軸運(yùn)動(dòng)，其中該連接點(diǎn)包括一個(gè)萬(wàn)向接頭。
將會(huì)知道，L-形支承臂23的主要部分沿通常的非直線軌跡延伸，氣動(dòng)彈簧52沿通常的直線軌跡延伸。通過(guò)觀察圖4A-4D還將看到，氣動(dòng)彈簧52相對(duì)于L-形支承臂的取向隨著L-形支承臂繞橫向軸30的轉(zhuǎn)動(dòng)而變化。因而，在大多數(shù)情況下，即使不是L-形支承臂23的所有位置，但是氣動(dòng)彈簧52相對(duì)于L-形支承臂23的主要部分最好是非平行的。
使氣動(dòng)彈簧52成形、設(shè)計(jì)和定位成能產(chǎn)生大小至少為500英寸-磅的、繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸30的反作用扭轉(zhuǎn)力51，至少為800英寸-磅更好，最好是至少1000英寸-磅。
參見(jiàn)圖4A-4D，表示各種轉(zhuǎn)動(dòng)上的L-形支承臂23和所連接的氣動(dòng)彈簧52。在圖4A中，表示出位于第一非轉(zhuǎn)動(dòng)或“中間0°”位置的L-形支承臂23。在圖4B中，表示出位于“+90°”轉(zhuǎn)動(dòng)位置的L-形支承臂23。在圖4C中，表示出位于“180°”轉(zhuǎn)動(dòng)位置的L-形支承臂23。在圖4D中，表示出位于“270°”或“-90°”轉(zhuǎn)動(dòng)位置的L-形支承臂23。
將會(huì)知道，氣動(dòng)彈簧52包括圓柱體62和可滑動(dòng)地設(shè)置在所述圓柱體62內(nèi)的軸64。氣動(dòng)彈簧52按已有技術(shù)公知的方式操作，以產(chǎn)生一個(gè)最好約為900-920磅的壓力，該力具有較小的變動(dòng)，取決于軸64從圓柱體62延伸多遠(yuǎn)。例如，可將氣動(dòng)彈簧52設(shè)計(jì)成能產(chǎn)生所希望的大小的壓力，該力與在接地點(diǎn)54和橫向軸30之間的距離一起起作用來(lái)產(chǎn)生反作用扭轉(zhuǎn)力矩51，對(duì)于L-形支承臂23的至少一個(gè)位置該反作用扭轉(zhuǎn)力矩51與重力扭轉(zhuǎn)力矩48相等。
由于接地點(diǎn)54保持不變，故在L-形支承臂23向上繞橫向軸30轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)氣動(dòng)彈簧52必須增加長(zhǎng)度。相反地，通過(guò)軸64縮回到圓柱體62中，在L-形支承臂23向下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)氣動(dòng)彈簧52減少長(zhǎng)度。
在圖5中，示出了在L-形支承臂23和支撐底座24之間的界面有各種操作部件的L-形支承臂23和氣動(dòng)彈簧52的部件分解透視圖。將會(huì)知道，L-形支承臂23包括一個(gè)使其沿所希望的轉(zhuǎn)動(dòng)取向保持適合位置的制動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括制動(dòng)傳動(dòng)器70、制動(dòng)軸72、轉(zhuǎn)動(dòng)制動(dòng)器74、軸承76、蓋板78、軸承80、鎖緊墊圈82、鎖緊螺母84、閘輪86、制動(dòng)瓦88、以及一對(duì)把手90，用于有選擇地驅(qū)動(dòng)和釋放用于L-形支承臂23的制動(dòng)部件。L-形支承臂帽94連接到L-形支承臂23上并蓋住該部件。
橫臂92是支撐底座24的-個(gè)部件并將L-形支承臂23支承在其上，閘輪86最好固定到橫臂92上。氣動(dòng)彈簧52最好在54處樞軸連接到閘輪86上(圖2和圖3)，因此點(diǎn)54是接地點(diǎn)，因?yàn)殚l輪86基本上是支撐底座24的固定延伸，支撐底座24在操作期間位于靜態(tài)位置的地上。當(dāng)然，支撐底座24最好是可移動(dòng)的，通過(guò)其輪子25從一個(gè)位置移動(dòng)到另一位置，通常是在房間之間的健康護(hù)理設(shè)施中。
根據(jù)上面描述的特征和它們的組合，定位X射線設(shè)備的優(yōu)選方法包括如下步驟(a)將帶有支承的X-光源和圖象接收器懸掛在可繞橫向軸轉(zhuǎn)動(dòng)的懸掛裝置上，其中X-光源、圖象接收器和懸掛裝置一起構(gòu)成重心與所述橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸不共軸的X射線裝置；(b)繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)懸掛裝置，從而產(chǎn)生繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的重力扭轉(zhuǎn)力；以及(c)使轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部件與懸掛裝置耦合，從而產(chǎn)生繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的、與重力扭轉(zhuǎn)力方向相反的反作用轉(zhuǎn)矩。
應(yīng)當(dāng)理解，上面描述的方案僅僅是本發(fā)明原理的應(yīng)用性描述?？捎杀绢I(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明范圍和實(shí)質(zhì)的情況下做出各種修改和可替換的方案，并且所附的權(quán)利要求在于覆蓋這樣的修改和方案。因此，當(dāng)本發(fā)明已經(jīng)在附圖中示出，并且上面已結(jié)合目前認(rèn)為是本發(fā)明的最實(shí)用的和優(yōu)選的實(shí)施例具體并詳細(xì)地描述了本發(fā)明時(shí)，在不脫離在此提出的原理和概念的情況下做出多種修改，包括但不局限于尺寸、材料、形狀、形成、功能和操作方式、裝配、以及使用的變化，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種X射線定位裝置，包括一個(gè)支撐底座；一個(gè)C-形支架，和分別安裝在C-形支架上兩相對(duì)位置的一個(gè)X射線源和一個(gè)圖象接收器；一個(gè)支承臂，以其一端樞軸連接到支撐底座上的第一樞軸連接點(diǎn)，并以其另一端可滑動(dòng)地連接到C-形支架上，其中第一樞軸連接點(diǎn)與橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸重合，從而使支承臂可有選擇地相對(duì)支撐底座繞所述橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)到所選擇的橫向位置；一個(gè)氣動(dòng)彈簧，樞軸連接到支撐底座上的第二樞軸連接點(diǎn)，并且離開(kāi)所述第二樞軸連接點(diǎn)延伸到支承臂上的第三連接點(diǎn)中，其中所述第二樞軸連接點(diǎn)與第一樞軸連接點(diǎn)隔開(kāi)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中支承臂、C-形支架、X射線源和圖象接收器共同構(gòu)成具有重心的X射線裝置；并且第二樞軸連接點(diǎn)在第一樞軸連接點(diǎn)的下方，從而使氣動(dòng)彈簧能夠施加反作用扭轉(zhuǎn)力，反抗當(dāng)X射線裝置的重心偏離與橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直的一條垂直線時(shí)產(chǎn)生的不平衡扭轉(zhuǎn)力。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中支承臂的大多數(shù)部分為細(xì)長(zhǎng)的部件；氣動(dòng)彈簧包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)部件；對(duì)于所述支承臂相對(duì)支撐底座的大多數(shù)位置，相對(duì)于所述的支承臂的大多數(shù)部分按非平行取向的方式設(shè)置所述氣動(dòng)彈簧，從而產(chǎn)生繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的所希望大小的扭轉(zhuǎn)力。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中支承臂、C-形支架、X射線源和圖象接收器共同構(gòu)成具有重心的X射線裝置，當(dāng)支承臂在第一不轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)，所述重心在橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸下方。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中當(dāng)支承臂在第一不轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)，所述重心至少在橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸下面的3英寸處。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中當(dāng)X射線定位裝置處于正常的、可操作工作位置時(shí)，對(duì)于相對(duì)支撐底座的支承臂的大部分位置，在第二樞軸連接點(diǎn)和第三連接點(diǎn)之間延伸的線不是水平和垂直的，從而使支承臂繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在多個(gè)平面中的第三連接點(diǎn)處產(chǎn)生樞軸運(yùn)動(dòng)，其中第三連接點(diǎn)包括一個(gè)萬(wàn)向接頭。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中當(dāng)支承臂在第一不轉(zhuǎn)動(dòng)的位置時(shí)，第二樞軸連接點(diǎn)在第一樞軸連接點(diǎn)的下面并在X射線系統(tǒng)重心的上面。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中第二樞軸連接點(diǎn)在第一樞軸連接點(diǎn)的下面，兩者的距離在約1英寸至2英寸的范圍內(nèi)，并且X射線系統(tǒng)的重心位于橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸下面的至少3英寸距離處。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中氣動(dòng)彈簧包括給支承臂施加壓力的裝置，所述氣動(dòng)彈簧與支承臂和支撐底座以如下的方式相連接，與壓力共同起作用來(lái)產(chǎn)生繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的反作用扭轉(zhuǎn)力，該反作用扭轉(zhuǎn)力基本上與當(dāng)支承臂在另一轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)重力繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的相反方向的扭轉(zhuǎn)力相等。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中C-形支架、X射線源、圖象接收器和支承臂共同構(gòu)成具有重心的X射線裝置；其中所述重心與橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸相隔一分開(kāi)的距離，并因此通過(guò)支承臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而位于繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道運(yùn)動(dòng)軌跡中；其中分開(kāi)的距離和X射線裝置的重量的結(jié)合要求由氣動(dòng)彈簧施加的壓力超過(guò)900磅，以便產(chǎn)生基本上與由重力產(chǎn)生的相對(duì)扭轉(zhuǎn)力相等的反作用扭轉(zhuǎn)力。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中支承臂包括一個(gè)具有中心軸的細(xì)長(zhǎng)部件；其中氣動(dòng)彈簧包括一個(gè)具有中心軸的細(xì)長(zhǎng)部件，該細(xì)長(zhǎng)部件的中心軸相對(duì)支承臂的中心軸保持非平行的取向。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中整個(gè)氣動(dòng)彈簧在支承臂內(nèi)。
13.一種X射線定位裝置，包括一個(gè)支撐底座；樞軸連接到支撐底座上的懸掛裝置，用于使X射線源和圖象接收器保持懸掛位置和用于使X射線源和圖象接收器相對(duì)所述支撐底座繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；以及將扭轉(zhuǎn)阻力施加到懸掛裝置上用的抗衡裝置，從而阻止繞橫向軸產(chǎn)生的相對(duì)的扭轉(zhuǎn)負(fù)載。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中抗衡裝置包括產(chǎn)生繞橫向軸轉(zhuǎn)動(dòng)的至少500英寸-磅的扭轉(zhuǎn)阻力用的部件。
15.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中抗衡裝置包括產(chǎn)生繞橫向軸轉(zhuǎn)動(dòng)的至少800英寸-磅的扭轉(zhuǎn)阻力用的部件。
16.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中抗衡裝置包括產(chǎn)生繞橫向軸轉(zhuǎn)動(dòng)的至少1000英寸-磅的扭轉(zhuǎn)阻力用的部件。
17.如權(quán)利要求13所述的裝置，進(jìn)一步包括部分由懸掛裝置構(gòu)成的X射線裝置，所述懸掛裝置包括C-形支架和樞軸連接到支撐底座上并且可滑動(dòng)地連接到C-形支架上的支承臂，所述X射線裝置進(jìn)一步包括X射線源和圖象接收器，其中，當(dāng)支承臂在第一不轉(zhuǎn)動(dòng)的位置時(shí)X射線裝置的重心在橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸下面。
18.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中抗衡裝置包括樞軸連接到支撐底座和懸掛裝置上的膨脹/收縮部件，用于沿不與橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸相交的方向給所述懸掛裝置施加壓力。
19.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中膨脹/收縮部件包括一個(gè)氣動(dòng)彈簧。
20.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中抗衡裝置包括膨脹/收縮部件，膨脹/收縮部件用于響應(yīng)至少一部分懸掛裝置的向上的樞軸運(yùn)動(dòng)而膨脹，并響應(yīng)所述部分懸掛裝置的向下的樞軸運(yùn)動(dòng)而收縮。
21.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中懸掛裝置包括C-形支架和樞軸連接到支撐底座上并可滑動(dòng)地連接到C-形支架上的支承臂，整個(gè)抗衡裝置位于支承臂內(nèi)。
22.一種X射線定位裝置，包括一個(gè)支撐底座；一個(gè)X射線裝置，該X射線裝置包括X射線源、圖象接收器和懸掛裝置；所述懸掛裝置在橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸上與支撐底座樞軸連接，用于使X射線源和圖象接收器保持在懸掛位置，并使所述X射線源和圖象接收器繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；以及與支撐底座耦合的壓力裝置，通過(guò)給所述X射線裝置施加壓力而給X射線裝置提供附加的支承。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，其中以如下的方式和配置為壓力裝置定位，使其壓力產(chǎn)生繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩。
24.如權(quán)利要求22所述的裝置，其中懸掛裝置的大多數(shù)部分為細(xì)長(zhǎng)的部件；壓力裝置包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)部件；其中對(duì)于所述懸掛裝置相對(duì)支撐底座的大多數(shù)位置，相對(duì)于懸掛裝置所述大多數(shù)部分，按非平行取向的方式設(shè)置所述壓力裝置，從而產(chǎn)生繞橫向軸轉(zhuǎn)動(dòng)的所希望大小的扭轉(zhuǎn)力。
25.如權(quán)利要求22所述的裝置，其中當(dāng)懸掛裝置在第一不轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)X射線裝置的重心在橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸的下面。
26.如權(quán)利要求25所述的裝置，其中當(dāng)懸掛裝置在第一不轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)所述X射線裝置的重心至少在橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸下面的3英寸處。
27.如權(quán)利要求22所述的裝置，其中懸掛裝置包括一個(gè)支承臂，以其一端樞軸連接到與橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸重合的支撐底座上的第一樞軸連接點(diǎn)上；壓力裝置樞軸連接到支撐底座上的第二樞軸連接點(diǎn)上并且離開(kāi)所述第二樞軸連接點(diǎn)延伸到支承臂上的第三連接點(diǎn)中，其中所述第二樞軸連接點(diǎn)與第一樞軸連接點(diǎn)隔開(kāi)。
28.如權(quán)利要求22所述的裝置，其中當(dāng)X射線定位裝置處于正常的、可操作工作位置時(shí)，在第二樞軸連接點(diǎn)和第三連接點(diǎn)之間延伸的線不是水平和垂直的，從而使懸掛裝置繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸的旋運(yùn)動(dòng)在多個(gè)平面中的第三連接點(diǎn)處產(chǎn)生樞軸運(yùn)動(dòng)，其中，第三連接點(diǎn)包括一個(gè)萬(wàn)向接頭。
29.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中當(dāng)懸掛裝置在第一不轉(zhuǎn)動(dòng)的位置時(shí)，第二樞軸連接點(diǎn)在第一樞軸連接點(diǎn)的下面并在X射線系統(tǒng)的重心的上面。
30.如權(quán)利要求29所述的裝置，其中第二樞軸連接點(diǎn)在第一樞軸連接點(diǎn)的下面，兩者的距離在約1英寸至2英寸的范圍內(nèi)，并且X射線系統(tǒng)的重心位于橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸下面的至少3英寸處。
31.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中壓力裝置與懸掛裝置和支撐底座以如下的方式相連接與壓力共同起作用來(lái)產(chǎn)生繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的反作用扭轉(zhuǎn)力，該反作用扭轉(zhuǎn)力基本上與當(dāng)懸掛裝置在另一轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)重力繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的相反方向的扭轉(zhuǎn)力相等。
32.如權(quán)利要求31所述的裝置，其中X射線裝置的重心與橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸相隔一分開(kāi)的距離，并因此通過(guò)懸掛裝置的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而位于繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道運(yùn)動(dòng)軌跡中；其中分開(kāi)的距離和X射線裝置的重量的結(jié)合要求由壓力裝置施加的壓力超過(guò)900磅，以便產(chǎn)生基本上與由重力產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力相等的反作用扭轉(zhuǎn)力。
33.如權(quán)利要求22所述的裝置，其中壓力裝置包括一個(gè)氣動(dòng)彈簧。
34.如權(quán)利要求22所述的裝置，其中懸掛裝置包括一個(gè)具有中心軸的細(xì)長(zhǎng)部件；壓力裝置包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)部件，該細(xì)長(zhǎng)部件在連接點(diǎn)處與支撐底座相連并從所述連接點(diǎn)延伸進(jìn)入另一連接點(diǎn)而到達(dá)懸掛裝置，該壓力裝置具有相對(duì)懸掛裝置的中心軸保持非平行取向的中心軸。
35.如權(quán)利要求22所述的裝置，其中懸掛裝置包括C-形支架，和與支撐底座樞軸連接并可滑動(dòng)地與C-形支架相連的支承臂；其中整個(gè)壓力裝置位于支承臂內(nèi)。
36.一種X射線診斷設(shè)備使用的X射線定位裝置，所述裝置包括一個(gè)支撐底座；一個(gè)懸掛裝置，以第一樞軸連接點(diǎn)可動(dòng)地耦合到支撐底座上，用于使X射線源和圖象接收器保持懸掛位置，并使所述X射線源和圖象接收器相對(duì)所述支撐底座繞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡轉(zhuǎn)動(dòng)而到各種位置；以及增強(qiáng)部件，用于將除由支撐底座提供的任何支承力之外的支承力施加給懸掛裝置。
37.如權(quán)利要求36所述的裝置，其中懸掛裝置包括C-形支架，和樞軸連接到支撐底座并可滑動(dòng)地連接到C-形支架上的支承臂，其中整個(gè)增強(qiáng)部件位于支承臂內(nèi)。
38.如權(quán)利要求36所述的裝置，其中懸掛裝置、X射線源和圖象接收器共同構(gòu)成具有重心的X射線裝置；其中增強(qiáng)部件在第二連接點(diǎn)與支撐底座耦合，第二連接點(diǎn)在第一連接點(diǎn)的下方，從而使所述增強(qiáng)部件能夠施加反作用扭轉(zhuǎn)力，反抗當(dāng)X射線裝置的重心偏離與第一樞軸連接點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)的垂直線時(shí)產(chǎn)生的不平衡扭轉(zhuǎn)力。
39.如權(quán)利要求36所述的裝置，其中增強(qiáng)部件包括用于在與由支撐底座提供的任何支承力不同的方向上給懸掛裝置施加支承力的部件。
40.如權(quán)利要求36所述的裝置，其中增強(qiáng)部件包括膨脹/收縮部件，膨脹/收縮部件用于響應(yīng)至少一部分懸掛裝置向上的樞軸運(yùn)動(dòng)而膨脹，并響應(yīng)所述部分懸掛裝置的向下的樞軸運(yùn)動(dòng)而收縮。
41.如權(quán)利要求40所述的裝置，其中膨脹/收縮部件以其第一部分連接到支撐底座上的靜止位置，并以其第二部分連接到相對(duì)支撐底座可運(yùn)動(dòng)的懸掛裝置的一部分上。
42.如權(quán)利要求40所述的裝置，其中膨脹/收縮部件進(jìn)一步包括一個(gè)氣動(dòng)彈簧。
43.如權(quán)利要求42所述的裝置，其中增強(qiáng)部件包括C-形支架，和樞軸連接到支撐底座上并可滑動(dòng)地連接到C-形支架上的支承臂，所述支承臂包括一個(gè)主要的細(xì)長(zhǎng)部分；其中氣動(dòng)彈簧通常沿不與支承臂的主要細(xì)長(zhǎng)部分平行的直線方向延伸。
44.如權(quán)利要求42所述的裝置，其中整個(gè)氣動(dòng)彈簧位于支承臂內(nèi)。
45.一種X射線定位裝置，包括一個(gè)支撐底座；一個(gè)C-形支架；和分別安裝在C-形支架上兩相對(duì)位置的一個(gè)X射線源和一個(gè)圖象接收器；一個(gè)支承臂，以其一端樞軸連接到支撐底座上的第一樞軸連接點(diǎn)，并以其第二端可滑動(dòng)地連接到C-形支架上，其中第一樞軸連接點(diǎn)與橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸重合，從而使支承臂可有選擇地相對(duì)支撐底座繞所述橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)到所選擇的橫向位置；一個(gè)氣動(dòng)彈簧，樞軸連接到支撐底座上的第二樞軸連接點(diǎn)，并且離開(kāi)所述第二樞軸連接點(diǎn)延伸到支承臂上的第三連接點(diǎn)中，其中所述第二樞軸連接點(diǎn)與第一樞軸連接點(diǎn)隔開(kāi)；其中，支承臂、C-形支架、X射線源和圖象接收器共同構(gòu)成具有重心的X射線裝置；并且第二樞軸連接點(diǎn)在第一樞軸連接點(diǎn)的下方，從而使氣動(dòng)彈簧能夠施加反作用扭轉(zhuǎn)力來(lái)反抗當(dāng)X射線裝置的重心偏離與橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直的一條垂直線時(shí)產(chǎn)生的不平衡扭轉(zhuǎn)力；其中，支承臂的大多數(shù)部分為細(xì)長(zhǎng)的部件；氣動(dòng)彈簧包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)部件；對(duì)于所述支承臂相對(duì)支撐底座的大多數(shù)位置，相對(duì)于所述的支承臂的大多數(shù)部分按非平行取向的方式設(shè)置所述氣動(dòng)彈簧，從而產(chǎn)生繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的所希望大小的扭轉(zhuǎn)力。其中，支承臂、C-形支架、X射線源和圖象接收器共同構(gòu)成具有重心的X射線裝置，當(dāng)支承臂在第一不轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)，所述重心在橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸下方；其中，當(dāng)支承臂在第一不轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)，X射線裝置的重心至少在橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸下面的3英寸處；其中，當(dāng)X射線定位裝置處于正常的、可操作工作位置時(shí)，對(duì)于相對(duì)支撐底座的支承臂的大部分位置，在第二樞軸連接點(diǎn)和第三連接點(diǎn)之間延伸的線不是水平和垂直的，從而使支承臂繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在多個(gè)平面中的第三連接點(diǎn)處產(chǎn)生樞軸運(yùn)動(dòng)，其中第三連接點(diǎn)包括一個(gè)萬(wàn)向接頭；其中，當(dāng)支承臂在第一不轉(zhuǎn)動(dòng)的位置時(shí)，第二樞軸連接點(diǎn)在第一樞軸連接點(diǎn)的下面并在X射線系統(tǒng)重心的上面；其中，第二樞軸連接點(diǎn)在第一樞軸連接點(diǎn)的下面，兩者的距離在約1英寸至2英寸的范圍內(nèi)，并且X射線系統(tǒng)的重心位于橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸下面的至少3英寸距離處；其中，氣動(dòng)彈簧包括給支承臂施加壓力的裝置，所述氣動(dòng)彈簧與支承臂和支撐底座以如下的方式相連接，與壓力共同起作用來(lái)產(chǎn)生繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的反作用扭轉(zhuǎn)力，該反作用扭轉(zhuǎn)力基本上與當(dāng)支承臂在另一轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)重力繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的相反方向的扭轉(zhuǎn)力相等；其中，C-形支架、X射線源、圖象接收器和支承臂共同構(gòu)成具有重心的X射線裝置；其中所述重心與橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸相隔一分開(kāi)的距離，并因此通過(guò)支承臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而位于繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道運(yùn)動(dòng)軌跡中；其中分開(kāi)的距離和X射線裝置的重量的結(jié)合要求由氣動(dòng)彈簧施加的壓力超過(guò)900磅，以便產(chǎn)生基本上與由重力產(chǎn)生的相對(duì)扭轉(zhuǎn)力相等的反作用扭轉(zhuǎn)力；其中，支承臂包括一個(gè)具有中心軸的細(xì)長(zhǎng)部件；其中氣動(dòng)彈簧包括一個(gè)具有中心軸的細(xì)長(zhǎng)部件，該細(xì)長(zhǎng)部件的中心軸相對(duì)支承臂的中心軸保持非平行的取向；其中，整個(gè)氣動(dòng)彈簧在支承臂內(nèi)；其中，氣動(dòng)彈簧包括膨脹/收縮部件，膨脹/收縮部件用于響應(yīng)至少一部分懸掛裝置的向上樞軸運(yùn)動(dòng)而膨脹，并響應(yīng)所述部分懸掛裝置的向下樞軸運(yùn)動(dòng)而收縮。
46.一種給X射線設(shè)備定位的方法，所述方法包括如下步驟(a)將帶有支承的X-光源和圖象接收器懸掛在可繞橫向軸轉(zhuǎn)動(dòng)的懸掛裝置上，其中X-光源、圖象接收器和懸掛裝置一起構(gòu)成重心與所述橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸不共軸的X射線裝置；(b)繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)懸掛裝置，從而產(chǎn)生繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的重力扭轉(zhuǎn)力；以及(c)使轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部件與懸掛裝置耦合，從而產(chǎn)生繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的、與重力扭轉(zhuǎn)力方向相反的反作用轉(zhuǎn)矩。
全文摘要
一種用于C－形支架部件的X射線定位裝置,其在可轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的重心在C－形支架的橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸下面時(shí)“失去平衡”。該定位裝置包括常規(guī)的將C－形支架保持在其上的L－形支承臂,其中一扭轉(zhuǎn)阻力器位于L－形支承臂內(nèi)。扭轉(zhuǎn)阻力器可以是氣動(dòng)彈簧,例如,以其一端樞軸連接到如普通支撐底座上的固定位置,以相對(duì)的一端通過(guò)球窩接頭連接到L－形支承臂上。氣動(dòng)彈簧的樞軸連接在橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸的下面,從而引起它產(chǎn)生繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的扭轉(zhuǎn)力,其與可轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的重心與橫向轉(zhuǎn)動(dòng)軸不垂直對(duì)準(zhǔn)時(shí)由重力產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)負(fù)載方向相反。
文檔編號(hào)A61B6/00GK1249163SQ99120339
公開(kāi)日2000年4月5日 申請(qǐng)日期1999年9月21日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月21日
發(fā)明者杰弗·裴特 申請(qǐng)人:Oec醫(yī)療系統(tǒng)公司