專利名稱：C形臂系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及C形臂系統。
背景技術：
存在多種用于特別地在醫療診斷中具有重要作用的成像方法的設備。在此，成像經常通過X光輻射執行。
通常的基于X光輻射的醫療診斷設備是所謂的C形臂。C形臂典型地以C形的臂形成，在所述臂的端部上布置了 X光源和X檢測器。通過C形狀，可將待檢查的對象很好地定位在X光源和檢測器之間以用于診斷照射。
近年來，許多醫療設備的開發在于擴展用于更大的檢查方法范圍內的設備的結構或功能。
在C形臂中特別值得提及的是兩個擴展。其一，使C形臂適合于圍繞共同中心(幾何中點)進行軌道旋轉。此軌道運動實現了從不同的方向對定位在共同中心內的對象進行多個拍攝。從不同方向的這些多個拍攝或投影實現了被檢查對象的三維圖像的重建。為保證3D重建體積的質量，通常至少要求180°的旋轉運動。
另一個開發在于將兩個或更多的C形臂組合。此類系統例如在US5515416A1、DE19533359C2和DE10241184B4中描述。最通常已知的是雙平面設備，其中使用兩個C形臂。C形臂在此可機械地相互連接或聯接，或相互獨立地安裝。DE10241184B4描述了帶有兩個分開的C形臂的雙平面設備，所述兩個C形臂在支承方面不同。C形臂的一個通過地板架安裝，而對于第二個C形臂提供了天花板架。
此類雙平面設備主要用于心臟病學。平行地使用兩個C形臂在此允許降低拍攝序列的持續時間且因此更好地滿足了由于心臟運動而產生的要求。
而帶有多個C形臂的C形臂系統(例如雙平面設備)用于更寬范圍的檢查。與心臟病學應用不同，在另外的檢查中經常僅使用一個C形臂。
例如，在血管造影中典型地僅使用一個C形臂以執行脈管檢查。為圖示血管的3D構造，在C形臂運動期間產生透視圖像，將所述透視圖像傳輸到圖像評估計算機，所述計算機則由多個圖像執行3D重構，且可圖示作為結果的3D重構體積。在此可使用的血管造影系統僅在單平面運行中進行此C形臂運 動。即，在使用例如雙平面設備時，僅使用C形臂中的一個。這在下文中根據圖2至圖4詳細闡述。
在圖2中示出了帶有雙平面系統的操作間。顯見，在執行軌道運動時，通過兩個C形臂5和8可在兩個不同的平面內進行拍攝。在圖2中右側將此平面旋轉90°，這通過相應地使安裝在地板上的C形臂8傾斜實現。血管造影拍攝通過第一 C形臂8執行。為此，第二 C形臂運行到停駐位置(圖3)。
存在對于提供了盡可能寬的檢查可能性范圍的C形臂系統的需求。發明內容
本發明的任務在于擴展通過常規的C形臂系統的檢查可能性。
根據本發明建議了用于在兩個平面內檢查對象的C形臂系統。此C形臂系統包括可安裝在地板上的第一 C形臂和可安裝在天花板上的第二 C形臂。此外，給出了用于待檢查的對象的容納位置，所述容納位置例如通過可能在高度上可調節的合適的患者臺實現。C形臂和容納位置相互布置為使得可通過C形臂拍攝在兩個平面內拍攝定位在容納位置上的對象。根據本發明，可安裝在地板上的第二 C形臂構造為用于圍繞至少180° (優選地至少200° )的角度范圍的軌道運動。
C形臂系統可以是用于在兩個平面內檢查對象的雙平面設備。但也可構思使得除兩個前述C形臂外提供了一個或多個另外的C形臂，使得拍攝可在超過兩個的不同的平面內實現。在此，平面可通常通過C形臂的自由度對于各應用合適地選擇。C形臂可以但不必須是完全剛性的C形臂。可存在另外的自由度，例如用于臂部運動的自由度。C形臂在本發明的意義中通過圍繞用于在平面內進行拍攝的共同中心的軌道運動的功能來表征。
通過本發明給出了 C形臂系統，例如雙平面系統，以其在第二平面內也可執行大于180°的旋轉運動。因此，可實現如下的臨床相關的優點:
1.可使用C形臂系統執行在軀干范圍內的三維重構。這以常規的雙平面系統通常不可實現，因為通常定位在頭端的第一平面僅允許最大距患者頭端900mm的3D重構。其原因是第一 C形臂的有限的C形臂半徑。
2.在第一和第二平面的同步的C形臂運動期間，可從每個平面展開至少180°的角度。在此所獲得的圖像允許了 3D重構的新的可能性，特別是動態過程。
根據本發明的內容的第一構造，第二 C形臂形成為帶有在軌道方向上C形地可運行的臂，所述臂的角度范圍至少為180° (優選地至少為200° )。在此構造中，有利的是通過臂形成的C形段的直徑< 2200mm，因為在共同中心和地板上邊緣之間的距離通常不超過IlOOmm的范圍(對于血管造影檢查的典型的工作高度)。由于與通常的安裝在天花板上的C形臂相比此更小的直徑，有利的是提供了用于第二 C形臂的支承部分，通過所述支承部分合適地確定其高度。合適的高度在此基本上允許在容納位置的高度范圍內圍繞共同中心的拍攝。為此，對于通常的天花板高度，可能要求略微降低第二C形臂。距天花板的相應的距離通過支承部分實現，其中此支承部分也可構造為用于配合C形臂的高度。
根據第二實施例，第二 C形臂形成有C形的軌道方向上可移動的臂段和布置在該臂段上的C形的臂部分，其中該C 形的臂部分構造為在軌道方向上相對于臂段運動。在此構造中，C形的臂部分可包括小于180° (例如，120° )的角度范圍，且盡管如此通過可移動的臂段的調節實現了用于拍攝共同中心的超過180°的角度范圍。C形的臂段可以說通過可移動的臂段延長，其中在移動時臂段和臂部分的連續的角度范圍可相加。
在此實施例中，優選地C形的臂部分至少部分地可引入到臂段內或在臂段處被容納，這是節約空間的解決方法。此外，在此解決方法中可建議使得在臂部分上這樣連接基本上直的、支承射線源或射線接收器的臂部分，使得在C形臂的相應的端部和共同中心之間的距離降低。以此方式，帶有射線源或射線接收器的相應的臂部分也可定位在待檢查的對象下方，如果C形臂部分的半徑足夠大以將此C形的臂部分自身定位在待檢查的對象下方或地板上方。
在下文中根據附圖在實施例的范圍內詳細解釋本發明的內容。各圖為:
圖1示出了常規的雙平面系統的示意性圖示。
圖2示出了處于第一位置且帶有與之旋轉90°的第二平面的常規的雙平面系統的圖。
圖3示出了帶有處于停駐位置的第二平面的常規的雙平面系統。
圖4示出了根據本發明的C形臂系統的第一構造。
圖5示出了根據本發明的C形臂系統的第二構造。
具體實施方式
在圖1中在示意性圖示中圖示了雙平面X光裝置。雙平面X光裝置包括X光系統I和X光系統2。X光系統I具有提供有X光射線源3和X光射線接收器4的C形臂5，且X光系統2具有提供有X光射線源6和X光射線接收器7的C形臂8。C形臂5布置在容納雙平面X光裝置的房間的天花板D上，且圍繞鉸接軸線(Angulationsachse)Al且圍繞其垂直于圖面的軌道軸線01可樞轉。圍繞軌道軸線01的樞轉通過沿C形臂5的外周在支承部分9內調節C形臂5來實現。
X光系統2的C形臂8通過在圖中不可見的支承安放或安裝在布置在容納雙平面X光裝置的房間的地板B上的殼體10上。C形臂8可通過已知的方式樞轉，這通過相對于其圍繞其在圖1示意的軌道軸線02的支承的調節以及圍繞其垂直于圖面的鉸接軸線A2的支承來協同地實現。
安裝在天花板上的C形臂5包括C形的部分51和支承了射線源3的基本上直的部分31。由于C形的部分51的有限的角度范圍，限制了通過C形臂5的拍攝的角度范圍。這根據圖2和圖3顯見。在圖2中示出了其中布置了常規的雙平面系統的操作間。患者被放置在允許通過兩個C形臂5和8的拍攝的容納位置或患者臺12上。在圖2中示出的位置中，C形臂5由于C形的部分51的有限的長度允許了順時針方向上的90°的最大旋轉和逆時針方向上的30°的最大旋轉；即整個角度范圍限制為120°。
C形臂5形成為帶有彎曲的臂部分31，所述臂部分31允許將射線源3放置在容納位置12下方。這在圖2中在右側示出，其中C形臂5旋轉90°，使得帶有射線源3的基本上直的臂部分31可處于容納 位置12下方。可見，在C形的臂部分51延長超過120°時，不再可將射線源3定位在容納位置12下方。對于其中由于重構質量而在至少180°的角度范圍內利用圖像的血管造影檢查，因此通常將在天花板固定的C形臂5定位在停駐位置，且通過地板固定的C形臂8執行檢查。此類情形在圖3中示出。
圖4示出了根據本發明的解決方法的第一實施例。C形臂5通過天花板車91且通過C形臂車92固定在天花板上。如在圖中右側所圖示，將C形臂5的內徑匹配為使得C形臂51包括>180°的角度區域，且可將源和檢測器定位在射線源的下方。為此目的，將C形臂的外徑在第二平面內延長，使得C形臂不會與地板碰撞，以及共同中心到地板上邊緣的距離不超過IlOmm的量(對于血管造影檢查的典型的工作高度)。為此，可要求使C形臂比常規情況更低地支承，這可通過合適的支承件9實現，所述支承件9在此通過天花板車91和C形臂車92形成。如需要，此類支承件也可構造為高度可調節。
圖5示出了本發明的內容的第二實現。通過天花板車91和C形臂車92將C形的段52安裝在天花板上。C形臂車92圍繞旋轉軸線93可旋轉地固定在天花板上。C形的臂段52為此構造為至少部分地容納C形的臂部分51。在圖5中的左側圖示中，此C形的臂部分51實際上完全在臂段52內消失。現在，通過使臂段52以及連接在其上的臂部分51可在軌道方向上運動，實現了超過180°的拍攝角度區域。在圖5的右側的兩個圖示上，這對于正負100°的兩個極端位置示出。在兩個圖示的上部圖上，臂段52逆時針運行。此外，C形的臂部分也逆時針移出，使得通過兩個運動的匯合或相加得到了負100°的容納位置。在下部圖中對于另一個方向(順時針)執行了相應的情況，使得在此實現了 100°的位置。總之，能以此構造運行過200°的角度范圍。
在此，臂段52構造為使其可至少部分地容納或如需要移出臂部分51。工作方式類似于伸縮筒中的情況，使得在此涉及支承在伸縮引導系統內支承的伸縮型C形臂段。此類構造是有利的，但不是必需的。專業人員可容易理解的是此處在此構造中僅關于在臂段52和臂部分51的軌道方向上的可相對運行性。此構造的優點是在原理上可使用在圖1、圖2、圖3和圖4中示出的C形臂，其中通過在軌道方向上可運行的臂段52上的支承實現了更大的角度范圍。即在此縮短了第二平面的C形的臂部分51的長度，使得臂即使在大于正負90°的情況下也不觸及地板。
所闡述的示例僅對于總體構思是闡述性的。本領域一般技術人員由此直接地顯見另外的構造可能性。特別地，地板安裝的C形臂不必是剛性的C形臂，而是可實現為帶有附加自由度的雙臂機械人的 形式。因此，實施例不應視作限制權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種C形臂系統，包括 -地板安裝的第一 C形臂(8)， -天花板安裝的第二 C形臂(15)， -用于待檢查對象的容納位置(12 )， 其中C形臂(5、8)和容納位置(12)相互布置為使得可通過C形臂(5、8)在兩個不同的平面內拍攝對象(P)，其特征在于， 所述第二 C形臂(5)構造為用于圍繞至少180度的角度范圍的軌道運動。
2.根據權利要求1所述的C形臂系統，其特征在于，所述第二C形臂(5)形成為帶有在軌道方向上可運行的臂(51)，所述臂(51)的角度范圍至少為180度。
3.根據權利要求2所述的C形臂系統，其特征在于，所述臂(51)的角度范圍至少為200度。
4.根據權利要求2或3所述的C形臂系統，其特征在于，通過所述臂(51)形成的C形段具有小于2200_的直徑。
5.根據權利要求1至4中一項所述的C形臂系統，其特征在于，為所述第二C形臂(5)提供了支承件(9)，通過所述支承件(9)提供了在第二 C形臂(5)和天花板(D)之間的對于圍繞共同中心的檢查基本上在容納位置(12)的高度范圍內合適的距離。
6.根據權利要求5所述的C形臂系統，其特征在于，所述支承件(9)構造為用于所述第二 C形臂(5)的高度調節。
7.根據權利要求1所述的雙平面設備，其特征在于， -所述第二 C形臂形成為具有在軌道方向上可運行的C形的臂段(52)，且-提供了布置在所述臂段(52)上的C形的臂部分(51)，所述臂部分(51)構造為用于在軌道方向上相對于臂段(52)的運動。
8.根據權利要求7所述的雙平面設備，其特征在于，所述C形的臂部分(51)至少部分地可引入到所述臂段( 52)內。
9.根據權利要求7或8所述的雙平面設備，其特征在于，在所述臂部分(51)上連接了支承了射線源(6)或射線接收器(7)的基本上直的臂部分(31)，從而降低了在C形臂(5)的相應的端部和共同中心之間的距離。
全文摘要
本發明涉及一種C形臂系統，帶有可地板安裝的第一C形臂(8)，可天花板安裝的第二C形臂(15)和用于待檢查對象的容納位置(12)。C形臂(5、8)和容納位置(12)相互布置為使得可通過C形臂(5、8)在兩個不同的平面內拍攝對象(P)。第二C形臂(5)構造為用于圍繞至少180度的角度范圍的軌道運動，以此將系統的應用范圍擴展到附加的檢查方法。
文檔編號A61B6/02GK103099632SQ201210449218
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月12日 優先權日2011年11月10日
發明者M.邁耶 申請人:西門子公司