医学成像系统的C形臂.pdf

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201380070837.7 (22)申请日 2013.01.17 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 104918553 A (43)申请公布日 2015.09.16 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2015.07.17 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/IB2013/000159 2013.01.17 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2014/111741 EN 2014.07.24 (73)专利权人 通用电气公司 地址 美国纽约州 (72)发

2、明人 B.加洛尼 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 严志军 肖日松 (51)Int.Cl. A61B 6/00(2006.01) (56)对比文件 US 6325537 B1,2001.12.04, US 2009/0180594 A1,2009.07.16, CN 201227280 Y,2009.04.29, US 2010/0303207 A1,2010.12.02, 审查员 胡新芬 (54)发明名称 医学成像系统的C形臂 (57)摘要 本发明涉及一种医学成像系统的C形臂， 包 括： C形结构(14)、 辐射检测器支撑件(13)和连接 件(6)，

3、该连接件(6)将所述支撑件(13)连结至所 述C形结构(14)， 以便所述支撑件(13)可朝和远 离所述C形结构(14)的端部(11)移动， 其中， 所述 连接件(6)构造为以便能够弯曲来减小其大小。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 104918553 B 2018.07.10 CN 104918553 B 1.一种医学成像系统的C形臂， 包括： C形结构(14)、 辐射检测器支撑件(13)和连接件 (6)， 所述连接件(6)将所述支撑件(13)连结至所述C形结构(14)， 以便所述支撑件(13)可朝 和远离所述C形结构(14)的端部(11)移动， 其中， 所述连接件(6)构造为以

4、便能够弯曲来减 小其大小； 所述C形结构(14)是至少部分地中空的， 当所述支撑件(13)距所述C形结构(14) 的所述端部(11)最远时， 所述连接件(6)部分地储存在外壳中， 所述外壳是所述C形结构 (14)， 其中， 所述连接件(6)的在所述外壳外侧的整个部分是刚性地平直的， 并且其中， 所述 连接件(6)的在所述外壳内侧的至少部分是可弯曲的。 2.根据权利要求1所述的C形臂， 其特征在于， 所述连接件(6)配置为以便不在所述C形 结构(14)外突出超出所述C形结构(14)的所述端部(11)。 3.根据权利要求2所述的C形臂， 其特征在于， 所述连接件(6)的离开所述外壳的整个部 分在其

5、离开所述外壳之前自动地锁定在平直位置中， 并且其中， 所述连接件(6)的进入所述 外壳中的部分在其进入所述外壳之后被自动地使得为能够弯曲的。 4.根据权利要求3所述的C形臂， 其特征在于， 所述连接件(6)可当所述支撑件(13)最接 近所述C形结构(14)的所述端部(11)时至少部分地储存在所述中空C形结构(14)中。 5.根据权利要求4所述的C形臂， 其特征在于： 所述连接件(6)可当所述支撑件(13)最接 近所述C形结构(14)的所述端部(11)时完全地储存在所述中空C形结构(14)中。 6.根据权利要求4或5任一所述的C形臂， 其特征在于， 所述C形结构(14)的中空截面的 面积(A)至

6、少多于所述C形结构(14)的总截面的面积的一半。 7.根据权利要求6所述的C形臂， 其特征在于， 所述中空C形结构(14)从所述中空C形结 构(14)的所述端部(11)开始依次包括中空平直部分(3)和中空弯曲部分(2)， 所述连接件 (6)可穿过这两个部分(2、 3)向前和向后移动。 8.根据述权利要求7所述的C形臂， 其特征在于， 所述连接件(6)包括链条(4)， 所述链条 (4)包括旋转铰接在一起的若干连结件(5)。 9.根据权利要求8所述的C形臂， 其特征在于， 所述中空平直部分(3)呈现范围从铰接连 结件(5)的长度(L1)的1.1至1.5倍的长度(L2)。 10.根据权利要求9所述的

7、C形臂， 其特征在于， 所述连接件(6)包括促动器(12)， 所述促 动器(12)适于推动所述链条(4)来使其伸展和拉动所述链条(4)来储存其。 11.根据权利要求10所述的C形臂， 其特征在于， 所述链条(4)包括在4和12个之间的铰 接连结件(5)。 12.根据权利要求11所述的C形臂， 其特征在于， 所述铰接连结件(5)具有在它们的位移 方向上的长度(L1)和在所述C形结构(14)的曲率方向上的厚度(T1)， 所述铰接连接件(5)在 它们的位移方向上的长度(L1)大于所述厚度(T1)， 所述铰接连接件(5)在它们的位移方向 上的长度(L1)范围为所述厚度(T1)的从1.1至2倍。 13.

8、根据权利要求12所述的C形臂， 其特征在于： 所述铰接连接件(5)在它们的位移方向 上的长度(L1)为所述厚度(T1)的从1.3至1.7倍。 14.根据权利要求12所述的C形臂， 其特征在于所述铰接连接件(5)在它们的位移方向 上的长度(L1)范围为从80mm至150mm。 15.根据权利要求14所述的C形臂， 其特征在于： 所述铰接连接件(5)在它们的位移方向 上的长度(L1)范围为100mm至130mm。 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 104918553 B 2 16.根据权利要求14所述的C形臂， 其特征在于， 所述铰接连结件(5)在前部处呈现凸起 的形状， 并且其中， 所述

9、铰接连结件(5)优选地在后部处呈现平坦的形状， 所述铰接连结件 (5)的前部在所述铰接的连结件(5)的后部之前得到储存。 17.根据权利要求16所述的C形臂， 其特征在于， 所述铰接连结件(5)分别包括用于滚动 的一个或更多个轴承(7)。 18.根据权利要求14所述的C形臂， 其特征在于， 所述支撑件(13)的行程多于400mm。 19.根据权利要求18所述的C形臂， 其特征在于： 所述支撑件的行程多于500mm。 20.根据权利要求19所述的C形臂， 其特征在于， 所述C形臂是X射线医学成像系统的C形 臂， 并且其中， 所述支撑件(13)是适于接收X射线检测器的支撑件(13)。 21.一种医

10、学成像系统， 其包括根据前述权利要求中的任一项的C形臂(1)和安装在所 述支撑件(13)上的辐射检测器。 22.一种医学成像方法， 其使用权利要求21的医学成像系统来增大或减小物象距。 权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 104918553 B 3 医学成像系统的C形臂 技术领域 0001 本发明涉及医学成像系统的C形臂。 更具体而言， 本发明涉及一种连接件， 其将辐 射检测器支撑件连结至C形结构， 以便辐射检测器支撑件可朝和远离C形结构的端部移动。 背景技术 0002 根据现有技术， 已知一种刚性、 固定且平直的连接件， 其将辐射检测器支撑件连结 至C形结构， 其像升降机那样移动。 因

11、而， 均固定且与彼此一体的该连接件和辐射检测器支 撑件和辐射检测器同时向上和向下以直线运动移动。 在该现有技术中， 当C形臂中的物象距 (OID)被设置到最大值时， 连接件在C形结构外突出远超出C形结构的端部。 这呈现了以下缺 点： 当C形臂旋转时， 其将有与医学成像系统站立的房间的地面干涉。 因而， 当使用该现有技 术时， 在C形臂旋转的构造中， 不可使用物象距的最高值。 因而， 该现有技术呈现了以下缺 点： 因为升降机在C形臂旋转的构造中的存在， 物象距受到限制。 发明内容 0003 本发明的目的为至少部分地减轻上述缺点。 0004 更具体而言， 本发明旨在提供一种C形臂， 其在辐射检测器

12、支撑件与C形结构之间 的连接件在所有构造中呈现出有限的大小(bulk)， 即使当C形臂旋转时。 该连接件构造为使 得其可弯曲， 以便其大小与其不弯曲的情况相比减小。 减小大小不一定指减小总体积， 而是 至少减小连接件的一个尺寸， 并且优选地减小连接件的尺寸， 以便超出C形结构的端部的连 接件突出与此种尺寸未减小的情况下超出C形结构的端部的连接件突出相比减少。 0005 该目的通过一种医学成像系统的C形臂实现， 其包括： C形结构、 辐射检测器支撑件 和连接件， 该连接件将所述支撑件连结至所述C形结构， 以便所述支撑件可朝和远离所述C 形结构的端部移动， 其中， 所述连接件构造为以便能够弯曲来减

13、小其大小。 所述连接件可以 以其大小减小的方式弯曲。 例如， 当所述连接件弯曲时， 连接件的最大尺寸减小。 0006 本发明的另一目的可通过一种系统实现， 该系统包括： 结构、 移动式元件和连接 件， 该连接件将所述移动式元件连结至所述结构， 以便所述移动式元件可朝和远离所述结 构移动， 其中， 所述连接件能够弯曲来减小其大小。 本发明的该另一目的可涉及医学成像系 统的C形臂的领域外的系统。 优选地， 至少对于所述移动式元件的一个位置， 有利地对于所 述移动式元件的大多数位置， 所述连接件的一部分被引导， 并且所述连接件的一部分不被 引导。 优选地， 所述连接件能够弯曲， 以变得能够储存在所述

14、结构内侧。 0007 优选实施例包括下列特征中的一个或更多个， 它们可单独地或部分或全部组合地 一起采用。 0008 优选地， 所述连接件配置为以便不在所述C形结构外突出超出所述C形结构的所述 端部。 因而， 不仅可使用一些最高物象距， 也可使用最大物象距， 而当C形臂旋转时没有C形 臂与地板之间的干涉的任何显著风险。 连接件的在C形臂外的大小于是大大地减小。 0009 优选地， 当所述支撑件距所述C形结构的所述端部最远时， 所述连接件部分地储存 说 明 书 1/4 页 4 CN 104918553 B 4 在外壳中， 其中， 所述连接件的在所述外壳外侧的整个部分是刚性地平直的， 并且其中，

15、所 述连接件的在所述外壳内侧的至少部分是弯曲的。 这允许优化影像稳定性与连接件大小之 间的折衷。 0010 优选地， 所述连接件的离开所述外壳的整个部分在其离开所述外壳之前自动地锁 定在平直位置中， 并且所述连接件的进入所述外壳的部分在其进入所述外壳之后被自动地 使得能够弯曲。 如此， 在平直位置中的锁定仅在有用(即， 在外壳外)时进行， 并且一旦不再 需要该在平直位置中的锁定， 则其可再次解锁并变得能够弯曲。 0011 优选地， 所述C形结构是至少部分地中空的， 并且所述连接件可当所述支撑件最接 近所述C形结构的所述端部时至少部分地， 优选为完全地储存在所述中空C形结构中。 如此， 连接件的

16、储存时的大小最小化， 因为然后不需要额外的自由空间以用于储存连接件。 0012 优选地， 所述C形结构的中空截面的面积至少多于所述C形结构的总截面的面积的 一半。 C形结构的内部的显著部分在需要时用作用于连接件的储存室， 而不是为无用和废弃 的空间。 0013 优选地， 所述中空C形结构从所述中空C形结构的所述端部开始依次包括中空平直 部分和中空弯曲部分， 所述连接件可穿过这两个部分向前和向后移动。 中空弯曲部分允许 将连接件从C形结构外侧重新引导至储存室， 或反之亦然。 中空平直部分允许在离开C形结 构之前对准连接件的不同部分。 0014 优选地， 所述连接件包括链条， 链条包括旋转铰接在一

17、起的若干连结件。 这是该可 弯曲连接件的简单且有效的实现模式， 其使得然后相当容易实现储存时的连接件的柔性与 当在C形结构外侧时的连接件的刚性线性之间的折衷。 0015 优选地， 所述中空平直部分呈现范围从铰接连结件的长度的1.1至1.5倍的长度。 这允许了同时最小化C形结构的延伸部的大小， 并且保持该延伸部的足以在链条的连结件 离开它们的位于C形结构内侧的储存室之前正确地对准链条的连结件的长度。 0016 优选地， 所述连接件包括促动器， 所述促动器适于推动所述链条来使其伸展和拉 动所述链条来储存其。 如此， 使链条的操作更简单。 0017 优选地， 所述链条包括在4和12个之间的铰接连结件

18、。 更优选地， 所述链条包括在6 和10个之间的铰接连结件。 例如， 所述链条包括在7或8个之间的铰接连结件。 这允许链条在 储存时的所需的柔性或可弯曲性和链条的当用在C形结构外侧时获得链条的所需刚性线性 的相对简单性之间的良好的折衷。 0018 在上面描述的优选实施例还可包括下列特征中的一个或更多个， 它们可单独地或 部分或全部组合地一起采用， 它们涉及允许更有效且有用的连接的链条的连结件的精确成 形。 0019 优选地， 所述铰接的连结件具有在它们的位移方向上的长度和在所述C形结构的 曲率方向上的厚度， 所述长度大于所述厚度， 所述长度优选地范围为所述厚度的1.1至2倍， 并且所述长度更优

19、选地范围为所述厚度的从1.3至1.7倍。 0020 优选地， 所述铰接的连结件具有在它们的位移方向上的长度， 所述长度的范围为 从80mm至150mm， 更优选地范围为从100mm至130mm。 0021 优选地， 所述铰接的连结件在前部处呈现凸起的形状， 并且所述铰接的连结件优 选地在后部处呈现平坦的形状， 所述铰接的连结件的前部在所述铰接的连结件的后部之前 说 明 书 2/4 页 5 CN 104918553 B 5 得到储存。 在另一选项中， 所述铰接的连结件在前部处呈现凸起的形状， 并且其中， 所述铰 接的连结件优选地在后部处呈现平坦的形状， 所述铰接的连结件的前部在所述铰接的连结 件

20、的后部之前得到伸展。 连结件的凸起形状与相邻连结件的平坦形状的该对应性允许当链 条弯曲时两个相邻连结件之间的更流畅铰接。 0022 优选地， 所述铰接的连结件分别包括用于滚动的一个或更多个轴承。 0023 优选地， 所述支撑件的行程多于400mm， 优选地多于500mm。 这允许与可用于医学成 像系统的大范围物象距对应的大行程范围。 0024 优选地， 所述C形臂是X射线医学成像系统的C形臂， 并且所述支撑件是适于接收X 射线检测器的支撑件。 这是其中柔性与影像质量之间的折衷尤其难以实现的本发明的优选 应用。 0025 优选地， 本发明还涉及包括根据本发明的C形臂和安装在所述支撑件上的辐射检

21、测器的医学成像系统。 0026 优选地， 本发明还涉及使用根据本发明的医学成像系统来增大或减小物象距的医 学成像方法。 0027 本发明的其他特征和优点将参照在下文列出的附图， 从作为非限制实例而给出的 本发明的实施例的下列描述中变得显而易见。 附图说明 0028 图1显示了根据本发明的实施例的医学成像系统的C形臂的实例的截面图。 0029 图2显示了根据本发明的实施例的医学成像系统的C形臂的实例的透视图。 0030 图3显示了在辐射检测器支撑件与根据本发明的实施例的医学成像系统的C形臂 的C形结构之间的连接的一对连结件的实例的透视图。 0031 图4显示了根据本发明的实施例的医学成像系统的C

22、形臂的C形结构的实例的截面 图。 具体实施方式 0032 图1显示了根据本发明的实施例的医学成像系统的C形臂的实例的截面图。 C形臂1 包括中空的C形结构14。 在此， 储存连接件6的外壳是中空C形结构14。 C形结构14由延伸部终 止， 首先包括中空弯曲部分2且然后包括中空平直部分3。 中空平直部分3的外侧开口是C形 臂1的C形结构14的端部11。 0033 支撑件13适于接收出于简单性而在图1上未显示的辐射检测器。 辐射检测器将固 定支撑件13下方。 连接件6包括链条4和促动器12。 如通过象征促动器12的双箭头12所示， 促 动器12适于推动链条4， 以使其在C形结构14外侧伸展且拉动链

23、条4以将其储存在C形结构14 内侧。 链条4包括铰接在一起的若干连结件5。 在那些连结件5中， 存在被阻碍与彼此和与支 撑件13对准的连结件5a。 连结件5a与彼此和与支撑件13的该线性刚性对准由双箭头10象 征。 由于最末的连结件5a仍然在C形结构14的中空平直部分内， 故支撑件13的稳定性是良好 的并且影像质量将是令人满意的。 在那些连结件5中， 还存在相对于彼此自由且组成链条4 的弯曲部分的连结件5b。 出于简单性在图1上显示了仅五个连结件5， 但是实际上可存在着 例如七个或八个连结件5。 说 明 书 3/4 页 6 CN 104918553 B 6 0034 当支撑件13向下前进来减小

24、物象距时， 越来越多的自由连结件5b变为锁定连结件 5a， 即， 与彼此并也与支撑件13刚性地线性地对准。 促动器12将链条4推出C形结构14外侧来 使其伸展。 剩余的自由连结件5b组成链条4的弯曲部分， 而锁定的连结件5a组成链条4的平 直部分。 当支撑件13向上前进来增大物象距时， 越来越多的锁定连结件5a变为自由连结件 5b， 即， 不再与彼此并与支撑件13刚性地线性地对准。 促动器12在C形结构14内侧拉动链条4 来储存其。 自由连结件5b组成链条4的弯曲部分， 而剩余的锁定连结件5a组成链条4的平直 部分。 0035 连结件5旋转铰接在一起。 连结件5各自在前部处呈现凸起的形状， 并

25、在后部处呈 现平坦的形状， 该前部当连结件5从C形结构14的内侧朝外侧移动时是前部， 该后部当连结 件5从C形结构14的内侧朝外侧移动时是后部。 0036 C形结构14的延伸部的长度L2大约是单个连结件5的长度L1的一点五倍长。 如此， 将脱离该延伸部的一个连结件5在其自身离开该延伸部之前， 总是与在该延伸部内侧的另 一连结件5对准且锁定。 因而， 在C形结构14外侧的所有连结件5以刚性线性的对准锁定在一 起。 0037 各连结件5的长度L1大于其厚度T1， 优选地大至少多于25。 这允许连结件在C形 结构14内的流体滑动， 而没有由连结件5在中空C形结构14内的倾斜导致的显著的卡住的风 险。

26、 0038 图2显示了根据本发明的实施例的医学成像系统的C形臂的实例的透视图。 可看 到， 链条4的各连结件5在其各侧上具有一个轴承7。 这些轴承7具有使得链条4的在中空C形 结构14内的滑动更容易的功能。 在图4中显示并将详述中空C形结构14的A截面。 A是C形结构 14的中空截面的面积。 0039 连结件5旋转铰接在一起。 连结件5各自在前部处呈现凸起的形状， 并在后部处呈 现平坦的形状， 该前部当连结件5从C形结构14的外侧朝内侧移动时是前部， 该后部当连结 件5从C形结构14的外侧朝内侧移动时是后部。 该定向与图1的定向相比是优选的， 因为凸起 形状首先当进入中空C形结构14时比当离开

27、中空C形结构14时更有用， 以便不抵靠C形结构 14的端部11。 0040 图3显示了在辐射检测器支撑件与根据本发明的实施例的医学成像系统的C形臂 的C形结构之间的连接的一对连结件的实例的透视图。 两个连结件5显示为在其间具有两个 锁定装置8。 那些锁定装置8可阻碍两个连结件5之间的旋转或使该旋转为自由的。 各阻碍装 置8可包括两个盘， 盘当彼此分离时使得两个连结件5之间的旋转为自由的， 并且当在彼此 紧密接触时阻碍两个连结件5的相对旋转。 这些锁定装置8可以以若干不同的方式被促动。 促动锁定装置8的一个方式是齿条和小齿轮系统。 促动锁定装置8的另一个方式是定子和转 子系统。 促动锁定装置8的又一方式是电动起重器。 0041 图4显示了根据本发明的实施例的医学成像系统的C形臂的C形结构的实例的截面 图。 A是C形结构14的中空截面的面积。 A多于C形结构14的总截面面积的一半。 引导轨道9是 可见的。 在图2中已描述的轴承7将在这些引导轨道9上滚动。 0042 已经参照优选实施例描述了本发明。 但是， 在本发明的范围内许多变型是可能的。 说 明 书 4/4 页 7 CN 104918553 B 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 1/2 页 8 CN 104918553 B 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 2/2 页 9 CN 104918553 B 9