平板式x-射线成像设备
技术领域
本发明大体涉及一种用于医学应用的优选为移动数字的荧光透视系统， 其与一配置为用于生成X-射线图像的X-射线设备一起使用。更具体地，本 发明涉及一种具有X-射线设备的荧光透视系统，该X-射线设备被提供有一 平板式数字X-射线检测器。
背景技术
在整形外科领域，需要完全进入操作区域，并在每一步骤具有充分控制。 因而，通常使用包括成像系统的C型架或G型架的X-射线成像，其中C型 架包括一个X-射线成像系统，而G型架包括两个这样的成像系统。
通常对称的G型架相较C型架更为优选，因为其包括两个垂直安装的 X-射线成像系统，故因而可以在固定设定下同时提供前、后X-射线成像。在 前、后视角同时观察外科区域的能力减少了在外科阶段移动和调整装置的需 要，因而同时减少了外科时间以及辐射剂量。当移动设备的需要减少时，无 菌效果也将更好。
G型架所具有的双重外科视角的能力同样可使植入精确、使得外科方法 更为安全及可靠。由于G型架上X-射线设备的固定设置，X-射线成像系统 的角度位置按照生成的X-光图像的相交平面间的维持的固定关系，在手术期 间相对患者是可调节的。
相关现有技术
类似的移动数字的荧光透视系统的例子在专利申请中有所描wo 03/077762。
类似现有技术的其他例子在如下公布文本所示：
US6789941
US7231014
US6431751
US2C212308A1
US2C213338A1
US20070255292
US7403591
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于医学领域的数字荧光透视系统的 改进，该数字荧光透视系统与用于生成X-射线图像的X-射线设备仪器使用， 特别地，这一系统与一安装在G型臂上的X-射线设备仪器使用，用于在互 相交叉的平面生成X-射线图像。本发明的实施例给出了这样的改进，这在以 下将详述。
数字荧光透视系统包括的G型臂也可被称为G型臂系统或者G-型架。
进一步更明确的目标与以下部分问题有关：
1.G型臂系统的重量；
2.G型臂系统在长距离运输中的空间要求；
3.在建筑物中运输中的空间要求；
4.移动部分的去除；
5.G型臂中的空间；
6.G型臂旋转位移的操作性；
7.G型臂的倾斜位移。
本文所述的实施例，解决了上述部分问题相关的问题或提供了一些改 进。
通过本发明下述实施例以及相应的权利要求，以上部分问题得以解决， 目标得以实现。
本发明的实施例包括一移动G型臂荧光透视系统，该系统被提供有一平 板式x-射线检测器。根据实施例，也可使用非数字式的平板式x-射线检测器。
根据一实施例，提供有一移动数字荧光透视系统，该系统包括一移动单 元1，该移动单元具有一支架，该支架具有一悬挂在底盘框架7上的G型臂 18，该移动单元还包括一第一X-射线设备19，该第一X-射线设备19安装 在G型臂18上，用于在第一平面P1上生成一X-射线图像，该第一X-射线 设备19具有一安装在G型臂18上的第一接收器22以及在G型臂18上相 对所述第一接收器22安装的第一发射器21，该移动单元还包括第二X-射线 设备20，该第二X-射线设备20安装在G型臂18上，用于在第二平面P2 上生成一X-射线图像，该第二平面P2与第一X-射线设备的第一平面P1相 交，该第二X-射线设备20具有一安装在G型臂18上的第二接收器24以 及在G型臂18上相对所述第二接收器24安装的第二发射器23，其中，所 述第一以及第二接收器22,24是安装在G型臂相对端上的平板式数字x-射 线检测器。
在一实施例中，平板式检测器通过一安装元件102安装在G型臂相对 端104处，该安装元件102将检测器联接至G型臂。
在一实施例中，安装被构造为平板式检测器作为G的延伸部分放置并放 置在所述G-型臂的所述延伸部分的外轮廓内。
在一实施例中，安装被构造为是固定的，且探测器在G型臂上的安装被 提供为固定的、非位移式的。
在一实施例中，平板式探测器的安装被构造为平板式探测器的X-射线接 收面靠近G-型臂的所述延伸部分的内轮廓放置。
在一实施例中，系统包括一平衡块106，靠近每一平板式检测器放置， 例如其可放置在检测器后，又例如其可安装在安装元件102上，或整合在安 装元件102中或与安装元件102一起整合。
在一实施例中，平衡块被选择及放置从而G型臂相对围绕旋转轴的旋转 静态平衡。
在一实施例中，G型臂被制造为一体式(one piece)，其具有用于在G 型臂的相对端安装及整合检测器的凹槽，并被成型从而安装有检测器的G型 臂可静态平衡。
在一实施例中，该系统包括一G型臂悬架，使得G型臂围绕水平轴倾 斜或枢转位移。
在一实施例中，G型臂部件的重量依照底盘的重量而调整，从而底盘框 架可在G型臂倾斜时平衡G型臂。
附图说明
以下将结合附图，更进一步地说明本发明，其中：
图1-图8示出了本发明一实施例的示意图，发明中数字荧光透视系统构 造在G型臂上，其中，
图1示出了从第一方向看出的系统的立体图；
图2示出了从第二方向看出的系统的立体图；
图3示出了第一侧面中的系统；
图4示出了第二侧面中的系统；
图5示出了从后侧看出的系统；
图6示出了从前侧看出的系统；
图7示出了从上侧看出的系统；
图8示出了从下侧看出的系统；
图9示出了根据一实施例的系统的细节示意图；
图10示出了包括移动单元以及控制单元的荧光透视系统的示意图；
图11-13示出了根据实施例的系统的细节示意图。
具体实施方式
概述
本发明涉及的X-射线装置构造为如图1-8所示的部件的系统，其适用于 与外科整形手术相关的使用。
如图1-8所述的装置包括一的移动单元1，该移动单元1被提供有两个 旨在相互相交平面P1,P2中操作并生成X光图像的X-射线系统19,20。图1 所示的实施例中的臂18可被称为G型臂。
一物体，典型的是正在实施外科手术的患者的身体，被放置在移动单元1 中，从而两个X-射线系统19,20的P1平面和P2平面穿过该物体。第一X- 射线设备19包括用于发射X-射线的第一发射器21(一X-射线管或X-管)， 以及用于接收由第一发射器21发射出，并已穿过物体的X-射线的第一接收 器22(例如图像增强器或者半导体传感器)。第一发射器21可放置在臂18 的下方而第一接收器22放置在臂18的上方。
第二X-射线设备20包括用于发射X-射线的第二发射器23(一X-射线管 或X-管)，以及用于接收由第二发射器23发射出，并已穿过物体的X-射线 的第二接收器24(例如图像增强器或者半导体传感器)。接收器22,24可均 包括图像增强设备以及图像抓取设备，典型地为CCD相机，用于将X-射线 转换为可见图像。
系统也可进一步包括其他部件，该部件例如为未图示出的脚踏开关，其 用于在相应平面所获得的图像间转变，以及同样未示出的高分辨率监视器， 其用于为使用者展示图像。系统典型地进一步包括控制单元，该控制单元包 括用于显示图像数据的显示器，控制面板以及数据处理器，该数据处理器包 括图像处理设备，图像处理设备适应于接收从包含在所述接收器22,24中的 图像抓取设备所发射出的图像。如图10示出的示意图所示，其中系统100 包括移动单元1以及控制单元2。如图10虚线箭头所示，移动单元1以及 控制单元2彼此之间通信连接，例如通过电线的方式或通过无线信号发射。
总体来说，以下附图标记涉及图1-13中荧光透视系统的列出的部分，其 中，基于不同的实施例，可包括所有或任意这些列出的部分，附图标记如下
所示：
1 移动单元
2 控制单元
7 底盘框架
8,9 轮子单元
10 轮子
11,12 允许垂直调整的垂直柱
18 G型臂
19 第一X-射线设备
20 第二X-射线设备
21 第一发射器
22 第一接收器
23 第二发射器
24 第二接收器
P1,P2 相交平面
91 把手
100 荧光系统或荧光透视系统
120 脚踏单元支架
160 电缆支架
102 安装元件
102a 安装元件的第一部分
102b 安装元件的第二部分
104 G型臂的相对端
106 平衡块
1101 G型臂的线性延伸部分
1102 G型臂的线性延伸部分
1103 1101及1102间的交叉点
本发明的实施例以及特征
平板式检测器
图9所示为根据本发明的一实施例的结构示意图，平板式检测器通过安 装元件102安装在G型臂的相对端104，安装元件102将检测器联接至G 型臂。系统的细节的示意图如图11-13所示，其包括基于另一实施例的安装 元件102。后文将给出基于其他不同实施例的安装元件的例子。
在发明构思的实施例中，安装元件102是G型臂18的相对端104的一 部分或延伸部分，并适应于与对应的平板式检测器或接收器22,24结合、连 接或机械联接。每一安装元件102可包括通过元件的设计或使用任意种类的 机械联接、粘附材料，适应于与接收器22,24的一现有部分连接的元件，和 /或适用于与接收器22,24的所有或部分连接、机械联接或套封的元件。在这 些实施例中，为了使其安装在G型臂18上，不需对接收器22,24进行适配。
在发明构思的实施例中，安装元件102是对应的平板式检测器或接收器 22,24的一部分或延伸部分，并适应于与G型臂18的相对端104连接或机 械联接。每一安装元件102可包括通过元件的设计或使用任意种类的机械联 接、粘附材料，适应于与G型臂18的相对端104的一现有部分连接的元件， 和/或适用于套封G型臂18的相对端104的所有或部分的元件。在这些实 施例中，为了使其安装在接收器22,24上，不需对G型臂18进行适配。
在另一些实施例中，安装元件102是适应于与某一平板式检测器或接收 器22,24连接、机械联接或结合的独立模块，且安装元件102进一步适应于 与对应G型臂18的相对端104连接或机械联接。每一安装元件102可包括 通过元件的设计或使用任意种类的机械联接、粘附材料，适应于与G型臂 18的相对端104的一现有部分连接的元件，和/或适用于套封G型臂18的 相对端104和/或接收器22,24的所有或部分的元件。在这些实施例中，为 了使其安装在接收器22,24上，不需对G型臂18进行适配。
在另一些实施例中，安装元件102由第一部分102a和第二部分102b 组成，第一部分102a和第二部分102b适应于彼此连接或机械联接，其中， 安装元件102的第一部分102a进一步适应于与某一平板式检测器或接收器 22,24连接、机械联接或结合，而安装元件102的第二部分102b进一步适 应于与G型臂18的相对端104连接或机械联接。基于实施例，安装元件 102的第一部分102a可包括通过元件的设计或使用任意种类的粘附材料， 适应于与接收器22,24的一现有部分连接的一个或多个元件，和/或适用于与 接收器22,24的所有或部分套封的一个或多个元件。基于实施例，安装元件 102的第二部分102b包括一个或多个适应于与G型臂18的一现有部份连 接或机械联接的元件。每一安装元件102或安装元件部分102a、102b，可 包括通过元件或部分元件的设计或使用任意种类的粘附材料、机械联接，适 应于与G型臂18的相对端104的一现有部分连接的元件，和/或适用于套 封G型臂18的相对端104的所有或部分的元件。基于众多可能实施例中的 一个，如图11-12所示，安装元件102的一个例子具有第一部分102a和第 二部分102b，第一部分102a和第二部分102b包括相互配对或匹配的机械 联接元件。图13示出了安装元件102的第一部分102a的例子，其中，第 一部分102a是套封有一接收器，即接收器22的盒子。如图12示例性地示 出地，盒子和进一步地适应于与安装元件102的第二部分102b联接。
基于本文中任意实施例，安装元件102可根据任何已知的固定、连接或 结合模块的方法来设计，其可使得对应平板式检测器或接收器22,24与G型 臂18的相对端104连接或机械联接。
优选地，安装元件102被构造为提供一固定的、非位移式的G型臂18 与检测器22,24的安装，或更具体地，安装元件102被构造为使得检测器 22,24在系统组装后，相对G型臂18是固定的，非位移的。
平板式检测器减轻了G型臂系统的重量。基于本文所述的实施例，平板 式检测器是数字检测器。然而，也有可能使用非电子的平板式X-射线检测器。
在G型臂外轮廓内的检测器
安装被构造为平板式检测器作为G型的延伸部分放置，并位于G型臂 的上述延伸部分的外轮廓内。这样的效果是减少了G型臂系统的空间需要。
这例如在通常尺寸较大的这种种类的仪器的长距离运输中，尤为重要。 在运输中，为物品所留的空间有限，并限制在标准尺寸的盒子中。对于具有 向外延伸并超过G型臂外轮廓的X-射线检测器的现有仪器来说，这是一个 问题。通常，现有仪器需要拆卸。
在图9中，G型臂18的延伸部分可具有外轮廓，该外轮廓是G型臂弧 的外周的一连续部分，从而，G型臂18的延伸部分同样也是弧的连续部分， 即G-型臂18的延伸部分是与G型臂18两端相连的圆片段的形状。在图9 中，平板式检测器或接收器22,24基于实施例可安装为：接收器22,24大致 放置在G型臂18的内部空间。例如，使用将接收器22,24大致放置在G型 臂18的内部空间的安装元件102，接收器22,24可被固定在G型臂18的 对应端104处或靠近G型臂18的对应端104处固定。在一些实施例中，当 接收器22,24固定在G型臂18上时，接收器22,24从G型臂18的相对端 104突出(stand out)。在一些实施例中，当接收器22,24固定在G型臂18 上时，接收器22可被看作为从G型臂18的相对端104悬挂下来。
如图3-4以及11所示，G型臂18的延伸部分可具有一线性的外轮廓， 且在正常使用中典型地，延伸部分在接收器22与G型臂18联接的一端与 平面P1垂直，或在接收器24与G型臂18联接的一端与平面P1平行。基 于这一实施例，G型臂的延伸部分的外轮廓因而由相交的两个线性延伸部分 组成。在图11中，虚线所示为典型的线性延伸部分1101,1102，其具有相 交点1103。
无论是圆弧状的延伸形状还是线性的延伸形状均具有减少空间要求的 优势。另外，本文所述的这两种实施方式对使得G型臂适配于矩形或矩形块 的边界具有相等的益处，本文所述的矩形或矩形块的边界例如可为运输所用 的标准盒子或医院的门。
检测器的固定安装
安装元件102进一步优选地构造为稳固的或固定的，即其提供了一种检 测器及G型臂之间的固定的，非位移式的安装。其具有去除移动式安装元件 需要的效果。安装元件102可为本文中所述的任意种类。
这对于在建筑物中运输轮子上的仪器很重要，典型地是在使用这类仪器 的医院建筑中。门或天花板的高度具有尺寸，因而现有仪器需要检测器，尤 其是顶部检测器，拆卸下来或位移。现有仪器具有可位移式的检测器，其具 有与G型臂可位移的安装方式。基于本发明的解决方案，这一可位移元件被 去除了。由于去除了为了移动仪器而调整顶部检测器脱离操作设定的需要， 本发明同样简化了医院中的工作并使其更有效率。
沿着G型臂的内轮廓的检测器
平板式检测器的安装进一步优选地构造为靠近G型臂的所述延伸部分 的内轮廓放置平板式检测器的X-射线接收面。也就是说，平板式检测器的 X-射线接收面沿着G型臂的内轮廓或周缘放置。亦或者这么说，平板式检测 器或者接收器22,24，在G型臂中并不占据任何显著的空间。这样的效果是 扩大了G型臂内的空间。在使用中，手术台上的患者，外科医生以及多位外 科工作者及多种设备将被放置在G型臂中。平板式检测器以及特别为靠近内 轮廓的安装显著地提高了G型臂内的可用空间，以及患者的可达性 (accessibility)。
如图9中所示，G型臂18的延伸部分可具有一内轮廓或周缘，内轮廓 或周缘是G型臂弧的内部边界的一连续部分，从而，G型臂18的延伸部分 同样也是弧的连续部分，即G-型臂的延伸部分是与G型臂两端相连的圆弧 的形状。
如图3-4以及11所示，G型臂的延伸部分可具有一线性的内轮廓，且 在正常使用中典型地，延伸部分在接收器22与G型臂18联接的一端与平 面P1垂直，或在接收器24与G型臂18连接的一端与平面P1平行。基于 这一实施例，G型臂的延伸部分的内轮廓因而由相交的两个线性延长部分组 成。
无论是圆弧的延伸形状还是线性的延伸形状均具有减少空间要求的优 势。另外，本文所述的这两种实施方式对使得G型臂适配于矩形或矩形块的 边界具有相等的益处，本文中所述的矩形或矩形块的边界例如可为运输所用 的标准盒子或医院的门。
基于实施例，平板式检测器的安装被构造为在G型臂的延伸部分的外轮 廓内，平板式检测器作为G型臂的延伸部分被放置，且其中，检测器的X- 射线接收面同时也靠近G型臂延伸部分的内轮廓放置。因而，可同时达到减 少G型臂系统的空间需要以及扩大或最大化G型臂中空间的复合优势。
固定安装及平衡的G型臂
在一实施例中，系统包括的平衡块106(参考图9)，该平衡块106靠 近每一平板式检测器放置，例如其可放置在检测器后，又例如其可安装在安 装元件102上，或整合在安装元件102中或与安装元件102一起整合。G 型臂实质是一3/4圆弧，其被支撑在一底盘框架上从而G型臂可围绕一穿过 圆弧中心的轴线旋转，并因而可调节X-射线设备的位置。基于本发明的这一 例子，平衡块可被选择或放置为：相对围绕旋转轴的旋转静态平衡。为了调 节G型臂的旋转位置，操作者仅需施加一小作用力从而使G型臂移动，找 到所需的位置并通过同样提供在系统中的锁定机械装置锁定G型臂。除此之 外，这一技术方案具有提高G型臂操作性，减少操作者挤压受伤的风险的效 果，且减少了用于驱动G型臂调节运动的机械装置以及用于使臂保持就位的 机械装置。
在另一实施例中，G型臂被制造为一体式，其具有用于在G型臂的相 对端安装及整合检测器的凹槽，并被成型从而安装有检测器的G型臂是静态 平衡的。
G型臂的倾斜位移
本发明的实施例包括G型臂悬架，使得G型臂围绕水平轴倾斜或枢转 位移。这同样可通过平板式检测器给出的G型臂组件足够低的重量得到，该 重量被调整以适应于底盘的重量，从而G-型臂倾斜时，底盘框架可平衡G 型臂。