DE69627590T2

DE69627590T2 - Kompakte C-Bogenanordnung für ein fahrbares Röntgenbildsystem

Info

Publication number: DE69627590T2
Application number: DE69627590T
Authority: DE
Inventors: Barry K. Hanover; David E. Barker; PhD. Ross A. Riches; Blain C. Erickson; Lonnie B. Weston
Original assignee: OEC Medical Systems Inc
Current assignee: OEC Medical Systems Inc
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1996-08-02
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2016-08-03
Also published as: JPH09103426A; EP0759285A2; EP0759285B1; US5627873A; US5627873B1; DE69627590D1; ATE237994T1; JP3874846B2; EP0759285A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf C-Bogenanordnungen in Röntgenbildsystemen und im Besonderen auf eine kompakte, mobile C-Bogenanordnung, welche mit einer Gelenkarmeinrichtung verbunden ist und um zwei Achsen der Rotation in Bezug auf die Masse ausgewuchtet ist.
GB-A-2098440 beschreibt eine medizinische Vorrichtung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
EP-A-0160749 beschreibt ein medizinisches Röntgengerät mit einer Basisstruktur, welche Kontakt zum Boden aufweist und einer Stütze, welche beweglich gegen die Basisstruktur ist in der Weise, dass eine Stützstruktur, welche an ihrem einen Ende eine Röntgenquelle trägt und an dem anderen Ende eine Röntgenaufnahmeeinrichtung, in dreidimensionaler Art bewegt werden kann. Die Stützstruktur ist um eine erste horizontale Achse drehbar. Die Stützstruktur ist drehbar verbunden mit der Stütze, wobei die Drehachse senkrecht zu der lateralen Achse und horizontal in Bezug auf den Boden ist.
EP-A-0350996 beschreibt ein Röntgenuntersuchungsgerät zur Bestrahlung eines Objekts in verschiedenen Richtungen, mit einer Röntgenquelle, einem Röntgendetektor und einem Gegengewicht, welches an einer C-förmigen Stütze befestigt ist. Das Gegengewicht ist an demjenigen Ende des Arms angebracht, welches ebenso den Röntgendetektor trägt. Die Bewegung des Gegengewichts ist derart, dass für alle Positionen des Röntgendetektors der Massenschwerpunkt der Stütze, der Röntgenquelle, des Röntgendetektors und des Gegengewichts in dem Schnittpunkt der Achse der Rotation (das Isozentrum) angeordnet ist.
DE-C-4037054 beschreibt eine mobile Röntgenvorrichtung mit einer Röntgenquelle, welche eine primäre Strahlungsblende umfasst, wobei die Röntgenquelle an dem freien Ende eines Stützarms angebracht ist. Der Stützarm ist drehbar mit einem Zwischenarm verbunden, welcher mittels einem Gelenk zu einem Auskragarm einer Befestigungsstruktur verbunden ist.
DE-U-8521246 beschreibt eine mobile Röntgendiagnosevorrichtung, welche einen C-förmigen Rahmen umfasst, der eine Röntgenquelle und eine Röntgenempfangseinrichtung trägt, wobei der C-förmige Rahmen auf dem Umfang versetzbar ist um eine, senkrecht zur Mittelebene des C-förmigen Rahmens stehende Achse, wobei der C-förmige Rahmen in einer horizontalen und in einer vertikalen Richtung versetzt werden kann. Der C-förmige Rahmen kann weiterhin um eine horizontale Achse gedreht werden, welche parallel zu der Mittelebene des C-förmigen Rahmens ist. Es ist keine Massenauswuchtung in Bezug auf die Rotation um diese horizontale Achse vorgesehen.
DE-A-3138916 beschreibt ein mobiles Röntgendiagnosegerät mit einer mobilen Basisstütze mit einem daran angebrachten Schaltbrett und einer neben dem Schaltbrett angebrachten Säule, wobei die Säule einen Stützarm für eine Röntgenquelle trägt. Im Betrieb ist die gleichzeitige Anpassung der Röntgenbelichtungseinheit zu dem Röntgenstrahl und zum untersuchenden Gebiet mühsam. Um dies zu überwinden, stellt die Erfindung ein gewichtsausgeglichenen Säulenwagen bereit, der in Bezug auf die Höhe anpassbar ist, wobei der Säulenwagen eine U-förmige Stütze umfasst, welche um eine horizontale Achse drehbar, wobei ein freier Arm der U-förmigen Stütze eine Röntgenquelle trägt und der andere Freiarm der U-förmigen Stütze einen Kassettenträger trägt, welcher zentriert ist zu der Röntgenquelle. Der Arm, welcher den Kassettenträger trägt, kann gedreht werden, um an der Basis der U-förmigen Stütze anzuliegen.
WO-A-9526419 beschreibt ein Röntgenbildsystem, welches eine Röntgenquelle und einen Röntgenbildempfänger einschließt. Die Quelle und der Empfänger sind gleichzeitig beweglich entlang einer Linie parallel zu einem Patienten auf einem Untersuchungstisch. Die Röntgenmaschine ist einfach transportierbar zwischen und fest gesichert in einer Vielzahl von Räumen in einem Krankenhaus oder einer medizinischen Einrichtung. Eine Rotation eines C-Arms, welcher die Röntgenquelle und den Röntgenempfänger trägt, wird um eine horizontale Achse bereitgestellt. Es ist keine Massenauswuchtung in Bezug auf diese Rotation vorgesehen.
Es ist häufig wünschenswert, Röntgenbilder eines Patienten aus einer Anzahl von unterschiedlichen Positionen aufzuzeichnen, vorzugsweise ohne die Notwendigkeit, die Lage des Patienten häufig zu ändern. In dem besonderen Fall von Aufnahmen der Extremitäten ist es wünschenswert, das Röntgensystem in Bezug auf Größe und Kosten wirtschaftlich zu verbessern, ohne die Fähigkeit für die Beweglichkeit der röntgenbilderzeugenden Teile zu opfern, um eine Velzahl von Blickrichtungen zu erhalten, während die abgebildete Extremität stationär verbleibt.
Kompakte Röntgendiagnosegeräte wurden im Versuch, diese Bedürfnisse zu befriedigen, entwickelt. Wenngleich diese Geräte nach dem Stand der Technik durchaus nützlich sind, sind sie jedoch durch eine Anzahl von Nachteilen gekennzeichnet. Eine Vielzahl von Abschnitten der Ausrüstung müssen schrittweise eingestellt werden, um die bilderzeugenden Röntgenstrahlen zu drehen, ohne den Patient zu bewegen. Der geometrische Aufbau von kompakten Röntgenquellenträgern erfordert eine Vielzahl von mechanischen Verbindungen, welche gesperrt und gelöst werden müssen mit kompromissloser Sorgfalt und Aufmerksamkeit in Bezug auf die Reihenfolge, um den Bildausschnitt neu zu positionieren, ohne eine unangenehme und möglicherweise Schaden verursachende Berührung mit der abzubildenden Extremität zu verursachen. Weiterhin sind die Geräte nach dem Stand der Technik schwierig einzustellen, in einer Art, welche ausreichend ist, um die Abbildung eines Isozentrums zu erreichen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den mechanischen Aufbau eines kompakten, mobilen Röntgenbildsystems zu verbessern, und das System bequemer in der Nutzung zu gestalten.
Die vorstehende Aufgabe wird gelöst durch die Bereitstellung einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1. Einzelne Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Weitere Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung dargestellt und werden z. T. offenbar von der Beschreibung, oder können bei der Ausführung der Erfindung erfahren werden. Die Ziele und Vorteile der Erfindung können realisiert und erhalten werden mittels Geräten und Kombinationen, welche im Besonderen in den abhängigen Ansprüchen beschrieben sind.
Die vorstehenden und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch eine Betrachtung der nachfolgenden detaillierten Beschreibung offenbar, welche mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, in welchen:
1 eine perspektivische Ansicht einer mobilen C-Bogenvorrichtung und eines Röntgenbildsystems ist, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische schematische Ansicht einer Gelenkarmeinrichtung der Vorrichtung der 1;
3 eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform eines Abschnitts einer C-Bogenanordnung der Vorrichtung der 1 ist;
4 eine Vorderansicht der C-Bogenanordnung der 3 ist;
5 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung der 1 ist, in einer zusammengelegten, kompakten Anordnung für die Lagerung; und
6 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform der Vorrichtung der 5 ist.
Um das Verständnis der Prinzipien gemäß der Erfindung zu fördern, wird nun Bezug genommen zu den in den Zeichnungen erläuterten Ausführungsformen und es wird eine spezifische Sprache verwendet, um dieselben zu beschreiben. Es ist trotzdem zu bemerken, dass auf diese Weise keine Begrenzung des Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist. Jedwelche Abwandlungen und weitere Modifikationen der verdeutlichten Einrichtung und jedwelche weitere Anwendung der Prinzipien der Erfindung, wie sie hier verdeutlicht ist, und welche dem Fachmann, der diese Offenbarung besitzt, normal erscheint, werden im Umfang der beanspruchten Erfindung angesehen.
Mit Bezug auf 1–5 wird eine mobile C-Bogenvorrichtung gezeigt, welche generell mit Bezugszeichen 10 gekennzeichnet ist. Wie im Einzelnen nachstehend erklärt, ist die Vorrichtung 10 auf eine kompakte C-Bogenanordnung gerichtet, welche verschiebbar an einem L-Arm oder Stützglied D angebracht ist, welches drehbar mit einer Gelenkarmeinrichtung verbunden ist, welche sich auf einem mit Räder versehenen Fahrgestell abstützt, wobei die C-Bogenanordnung in Bezug auf die Masse um eine einzige Achse der bahnförmigen Rotation ausgewuchtet ist. Die Massenauswuchtung der C-Bogenanordnung um die einzige Achse der bahnförmigen Rotation ermöglicht es, einem Bediener, ein Bildisozentrum zu erhalten mit einer einzigen bahnförmigen Schiebebewegung der C-Bogenanordnung. Ein massenausgewuchtetes System, so wie dieser Ausdruck hier verwendet wird, bezieht sich auf ein System, welches drehbar, bahnförmig bewegbar oder auf andere Weise rotierbar ist, um eine Achse, welche mit dem Massenschwerpunkt des Systems zusammenfällt.
Die Vorrichtung 10 schließt eine C-Bogenanordnung ein, welche allgemein als C-BOGENANORDNUNG bezeichnet wird. Die C-BOGENANORDNUNG weist einen Massenschwerpunkt MC_{C-ΒΟGENANORDNUNG} auf und schließt den C-Bogen B ein, welcher eine im Wesentlichen kreisförmige Bewegungsspur 12 (3) aufweist, die auf demselben ausgebildet ist. Eine Röntgenquelle C und ein Bildempfänger A sind an jeweils sich gegenüberliegenden Orten an dem C-Bogen B derart angebracht, dass die Röntgenquelle und der Bildempfänger sich gegenüberstehen wie gezeigt. Die Röntgenquelle C schließt eine Einrichtung in derselben ein zur Projektion von Röntgenstrahlen 11 mit einem Zentralstrahl 14 auf den Bildempfänger A. Der Bildempfänger A kann ein Bildverstärker oder Ähnliches sein, wie dem Fachmann bekannt. Die Röntgenquelle C und der Bildempfänger A legen einen Quelle-zu-Bildabstand 14 zwischen denselben fest. Die C-BOGENANORDNUNG ist derart aufgebaut und vermaßt, dass der Quelle-zu-Bildabstand 14 weniger als 76,2 cm (30 Inch) beträgt. Der Quelle-zu-Bildabstand kann ebenso weniger als 50,8 cm (20 Inch) und vorzugsweise weniger als 38,1 cm (15 Inch) betragen. Die bevorzugte Ausführungsform des Anmelders ist auf einen C-Bogen B gerichtet, wobei die kreisförmige Bewegungsspur 12 einen Außendurchmesser von ungefähr 35,6 cm (14 Inch) aufweist, mit einem Quelle-zu-Bildabstand 14 von ebenso ungefähr 35,6 cm (14 Inch).
Die Bedeutung des hier verwendeten Ausdrucks "Zentralstrahl" bezieht sich nicht nur auf einen einzigen Röntgen-Zentralstrahl, welcher eine Linie festlegt, die von dem Fokal punkt 15 der Röntgenquelle senkrecht zu dem Mittelpunkt des Bildempfängerschirms 55, wie dem Fachmann bekannt, reicht, sondern soll sich ebenso allgemein beziehen auf ein Cluster von Röntgenstrahlen, welche mittig zu den Röntgenstrahlen 12 sind und zentrisch um den einzigen mittleren Röntgenstrahl sind. Die Bezugszeichen 14 soll sich ebenso auf den Abstand zwischen dem Fokuspunkt 15 der Röntgenquelle A und dem Bildempfänger C beziehen, welche im Stand der Technik als Quelle zu Bildabstand oder SID bekannt ist. Der Bildempfängerschirm 55 des Anmelders ist kreisförmig vorzugsweise mit einem Durchmesser von entweder 10,2 cm (vier Inch) oder 15,2 cm (sechs Inch).
Ein Stützglied D ist in verschiebbarer Weise mit der kreisförmigen Bewegungsspur 12 derartig verbunden, dass die C-BOGENANORDNUNG auswählbar verschiebbar ist in Bezug auf das Stützglied in einer bahnförmigen Rotation um eine einzige Achse der bahnförmigen Rotation 16. 1 und 3 verdeutlichen, dass die Orientierung des Stützgliedes D in Bezug auf die Röntgenquelle C und den Bildempfänger A variieren kann, wobei jeweilige Positionen dieser Elemente in 1 und 3 eingebracht sind. Die kreisförmige Bewegungsspur 12 ist im Wesentlichen übereinstimmend mit einem Kreis, welcher einen Mittelpunkt aufweist, der mit der einzigen Achse der bahnförmigen Rotation 16 derart zusammenfällt, dass die Achse 16 im Wesentlichen feststehend bleibt in Bezug auf das Stützglied D für jede Position der C-BOGENANORDNUNG in Bezug auf das Stützglied. Die hier verwendete Bezeichnung "kreisförmig" soll nicht beschränkt sein in der Bedeutung auf einen tatsächlichen Kreis, sondern soll sich ebenso in breiter Weise auf einen Kreisausschnitt beziehen, wie es der Fall ist für die kreisförmige Bewegungsspur 12.
Eine Gelenkarmeinrichtung, allgemein mit 18 bezeichnet, umfasst einen ersten Arm 20 und einen zweiten Arm 22, welcher drehbar verbunden ist, sowohl mit dem ersten Arm als auch mit dem Stützglied D derart, dass das Stützglied wählbar zu drehen ist in Bezug auf den zweiten Arm 22, um eine Achse der lateralen Rotation 24 (3) zu ausgewählten lateralen Positionen. Der zweite Arm 22 der Gelenkarmeinrichtung 18 umfasst eine bekannte Parallelverbindungseinrichtung zur Bewegung des Stützgliedes D und der C-BOGENANORDNUNG in Bezug auf den ersten Arm 20 von einer ersten Position in eine zweite Position derart, dass die Rotationsachse 24 in der zweiten Position im Wesentlichen parallel ist in der Richtung zu der Rotationsachse 24 in der ersten Position.
Die Parallelverbindungseinrichtung ist in 2 durch ein Paar von Drehrädern 26 und einem Stab 28, welcher an seinen entgegengesetzten Enden 30 drehbar mit jedem Rad 26 jeweils verbunden ist. Die Parallelverbindungseinrichtung kann aber ebenso umfassen eine vierstängige Parallelverbindung oder ein Äquivalent, wie es im Stand der Technik bekannt ist.
Das Fahrgestell 32 ist drehbar an dem ersten Arm 20 der Gelenkarmeinrichtung 18 angebracht zur Abstützung der C-BOGENANORDNUNG in einer abgestützten Position. Das Fahrgestell umfasst vorzugsweise ein Grundgestell und Räder 34, welche drehbar unter dem Gestell angebracht sind, um dem Gestell zu ermöglichen, auf den Rädern entlang des Bodens (nicht gezeigt) zu rollen. Das Fahrgestell schließt vorzugsweise eine Bildverarbeitungs- und Anzeigearbeitsstation ein, welche dem Fachmann bekannt ist, und die als 36 bezeichnet ist.
Die C-BOGENANORDNUNG ist in Bezug auf die Masse ausgewuchtet, um eine einzige Achse der bahnförmigen Rotation 16, derart, dass der Massenschwerpunkt der C-BOGENANORDNUNG CM_{C-BOGENANORDNUNG} im Wesentlichen mit der einzigen Achse der bahnförmigen Rotation 16 für jede Position der C-BOGENANORDNUNG relativ zu dem Stützglied D entlang der kreisförmigen Bewegungsspur 12 zusammenfällt. Mit anderen Worten ausgedrückt und in Bezug auf das dreidimensionale Koordinatensystem x, y und z mit einem Ursprung in der einzigen Achse der bahnförmigen Rotation 16 in der 1: (1) (MB)(DBx) = (MA)(DAx) + (MC)(DCx),und (2) (MB)(DBy) + (MA)(DAy) = (Mc)(DCy),wobei:
M_B = Masse des C-Bogens B;
D_Bx = Abstand zwischen CM_B und der y-Achse;
CM_B = Massenschwerpunkt des C-Bogens B;
M_A = Masse des Bildempfängers A;
D_Ax = Abstand zwischen CM_A und der y-Achse;
CM_A = Masseschwerpunkt des Bildempfängers A;
M_C = Masse der Röntgenquelle C;
D_Cx = Abstand zwischen CM_C und der y-Achse;
CM_C = Masseschwerpunkt der Röntgenquelle C und der y-Achse;
D_By = Abstand zwischen CM_B und der x-Achse;
D_Ay = Abstand zwischen CM_A und der x-Achse; und
D_Cy = Abstand zwischen CM_C und der x-Achse.
Wie deutlicher in 4 gezeigt, weist die C-BOGENANORDNUNG und das Stützglied D einen gemeinsamen Massenschwerpunkt auf und sind zusammen in Bezug auf die Masse ausgewuchtet, um die Achse der lateralen Rotation 24, derart, dass der gemeinsame Massenschwerpunkt im Wesentlichen zusammenfällt mit der Achse der lateralen Rotation 24 für jede Rotationsposition des Stützgliedes D in Bezug auf den zweiten Arm 22 der Gelenkarmeinrichtung 18 um die Achse der lateralen Rotation 24. In Bezug auf das dreidimensionale Koordinatensystem x', y' und z' mit einem Ursprung auf der Achse der lateralen Rotation 24 in der 1 und teilweise in der 4: (3) (MC-BOGENANORDNUNG) (DC-BOGENANORDNUNGz') = (MD)(DDz'),wobei:
M_{C-BOGENANORDNUNG} = Masse der C-BOGENANORDNUNG;
D_{C-BOGENANORDNUNGz} _' = Abstand zwischen CM_{C-BOGENANORDNUNG} und der y'-Achse;
CM_{C-BOGENANORDNUNG} = Masseschwerpunkt der C-BOGENANORDNUNG;
M_D = Masse des Stützgliedes D;
D_Dz' = Abstand zwischen CM_D und der y'-Achse; und
CM_D = Masseschwerpunkt des Stützgliedes D.
Selbstverständlich beziehen sich die Gleichungen (1), (2) und (3) auf die spezifische Anordnungen und Positionen, wie sie in 3-4 verdeutlicht sind. Andere ähnliche Gleichungen im Einklang mit den Prinzipien der Physik würden für alternative Anordnungen und Positionen gelten.
Wie der Fachmann erkennen kann, ist die C-BOGENANORDNUNG derartig aufgebaut und ausgelegt, um, in Kombination mit der kreisförmigen Bewegungsspur 12 mit einer ausreichenden Länge, zu ermöglichen, dass die C-BOGENANORDNUNG verschiebbar ist entlang der kreisförmigen Bewegungsspur 12 in einer bahnförmigen Rotation zwischen einer ersten Bahnposition und einer zweiten Bahnposition, derart, dass der Zentralstrahl 14 in der zweiten Bahnposition sich in einer Richtung erstreckt, welche senkrecht zu dem Zentralstrahl 14 in der ersten Bahnposition ist. Der Zentralstrahl 14 in der zweiten Bahnposition durchtritt einen ersten Schnittpunkt des Zentralstrahls in der ersten Bahnposition 14, welcher im Stand der Technik als Bildisozentrum bekannt ist. Dieser erste Schnittpunkt ist ein erstes Bildisozentrum. Die Bezeichnung "Bildisozentrum" bezieht sich auf einen ortsfeste Stelle, von welcher aus zwei unterschiedliche Röntgenbilder desselben Anatomieausschnitts entlang jeweiligen Sichtlinien genommen werden können. Wie für den Fachmann der Röntgentechnik verständlich, bezieht sich das Bildisozentrum auf das Konzept, welches sowohl in der Anterior-Posterior- als auch Lateralansicht, das für die Bildaufnahme interessierende Objekt in dem Röntgenbild für beide Ansichten ohne eine Verschiebung zentriert ist. Die Vorrichtung 10 kann ein Bildisozentrum automatisch ohne jede Einjustierung erzeugen, anders als eine einzige Bewegung der C-BOGENANORDNUNG zwischen einer Anterior-Posterior- und einer Lateralansicht.
Vorzugsweise ist die C-BOGENANORDNUNG derart zusammengestellt und eingerichtet, dass der erste Schnittpunkt des Zentralstrahls 14 näher an dem Bildempfänger A sich befindet als an der Röntgenquelle C. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die C-BOGENANORDNUNG derart zusammengestellt und eingerichtet, dass der Zentralstrahl 14 im Wesentlichen senkrecht in der ersten Bahnposition und im Wesentlichen wagerecht in der zweiten Bahnposition vertäuft. Die Vorrichtung 10 kann mit einer C-BOGENANORDNUNG ausgelegt werden, welche derart zusammengestellt und eingerichtet ist, dass der Zentralstrahl 14 in der zweiten Bahnposition im Wesentlichen mit der Achse der lateralen Rotation 24. zusammenfällt.
Das Stützglied D ist am Gelenk 60 drehbar angebracht und eingerichtet (2) in Bezug auf den zweiten Arm 22 der Gelenkarmeinrichtung, um zu ermöglichen, dass die C-BOGENANORDNUNG um die Achse der lateralen Rotation 24 zwischen einer ersten lateralen Position und einer zweiten lateralen Position sich derart dreht, dass der Zentralstrahl 14 in der zweiten Lateralposition sich in einer Richtung senkrecht zu dem Zentralstrahl 14 in der ersten Lateralposition erstreckt. Der Zentralstrahl 14 in der zweiten Lateralposition durchtritt einen zweiten Schnittpunkt des Zentralstrahls 14 in der ersten Lateralposition, wobei der zweite Schnittpunkt ein zweites Isozentrum bildet. Wenn erreicht werden könnte, dass der Zentralstrahl 14 mit der einzigen Achse der Bahnrotation 16 und mit der Achse der lateralen Rotation 24, wenn diese horizontal ist, zusammenfällt, und wenn angenommen wird, dass die obigen Gleichung (1), (2) und (3) erfüllt sind, dann würde das erste und das zweite Bildisozentrum immer zusammenfallen und ein und denselben Punkt darstellen für jede Kombination der lateralen und Bahnposition der C-BOGENANORDNUNG. Selbst wenn der Zentralstrahl 14 nicht mit der einzigen Achse der bahnförmigen Rotation wie in 3 angedeutet, zusammenfällt, würde das erste und zweite Bildisozentrum in einer Vielzahl von Fällen für jede Position der C-BOGENANORDNUNG zusammenfallen, wenn die Vorrichtung 10, wie oben vorgeschlagen, ausgelegt werden kann, wobei die horizontale Position des Zentralstrahls 14 im Wesentlichen mit der Achse der lateralen Rotation 24 zusammenfällt.
Aus praktischen Erwägungen muss die Bildvorrichtung so leicht wie möglich sein, so dass es derzeit ziemlich schwierig ist, die Vorrichtung 10 derart zu bauen, dass sowohl (i) eine Massenauswuchtung der C-BOGENANORDNUNG um die einzige Achse der Bahnrotation 16 und (ii) der Zentralstrahl 14 mit der einzigen Achse der Bahnrotation 16 zusammenfällt. Der Anmelder hat jedoch erkannt, dass die kompakte C-BOGENANORDNUNG der 1–5 in der der Quelle-zu-Bildabstand 14 weniger als 76,2 cm (dreißig Inch) beträgt, derart gebaut werden kann, dass der Zentralstrahl 14 ausreichend nahe an der einzigen Achse der bahnförmigen Rotation 16 ist, so dass die Eigenschaft des Bildisozentrums einigermaßen erreicht werden kann für im Wesentlichen alle Kombinationen der lateralen und Bahnpositionen der C-BOGENANORDNUNG.
Vorzugsweise ist die C-BOGENANORDNUNG derart zusammengestellt und eingerichtet, dass der zweite Schnittpunkt des Zentralstrahls sich näher am Bildempfänger A befindet als an der Röntgenquelle C. Ebenso ist vorzugsweise die C-BOGENANORDNUNG derart zusammengestellt und eingerichtet, dass der Zentralstrahl 14 sich im Wesentlichen vertikal in der ersten Lateralposition und im Wesentlichen horizontal in einer zweiten Lateralposition erstreckt.
Gemäß des kompakten Aufbaus der C-BOGENANORDNUNG ist es vorzuziehen, dass die kreisförmige Bewegungsspur 12 einen Radius aufweist, welcher weniger als 50,8 cm (zwanzig Inch) und besonders vorzugsweise weniger als 38,1 cm (fünfzehn Inch) beträgt. Der C-Bogen B schließt einen kreisförmigen inneren Umfang 40 mit einem Radius von weniger als 48,3 cm (neunzehn Inch) und besonders vorzugsweise von weniger 35,6 cm (vierzehn Inch) ein.
Mit besonderem Bezug auf die 1 und 5 ist die Vorrichtung 10 drehbar beweglich in eine kompakte Anordnung zur Lagerung wie gezeigt. Das Stützglied D und der C-Bogen B schließen jeweils eine ersten Seitenfläche 42 und 44 (1) ein. Das Fahrgestell 32 schließt einen Vorderabschnitt 46 und einen Seitenabschnitt 48 ein, welche zusammen einen dazwischenliegenden Eckabschnitt 50 ausbilden. Der Eckabschnitt 50 ist nicht notwendigerweise eine gerade Linie, sondern kann in Zickzackform oder anderweitig von einer geraden Linie abweichen, wie in 1 und 5 gezeigt, aber es handelt sich immer noch um einen Eckabschnitt. Der erste Arm 20 der Gelenkarmeinrichtung 18 ist drehbar an dem Vorderabschnitt 46 des Fahrgestells 32 an einem ersten Drehgelenk-Befestigungspunkt 52 angebracht und die C-BOGENANORDNUNG und die Gelenkarmeinrichtung 18 und das Stützglied D sind derart zusammengestellt und drehbar miteinander verbunden, dass sie drehbar in eine kompakte Anordnung derart bewegt werden können, dass (i) der erste Arm 20 sich von dem ersten Drehgelenkbefestigungspunkt 52 über mindestens einen Teil des Vorderabschnitts 46 des Fahrgestells 32 derart erstreckt, dass dieser nahe benachbart an dem Vorderabschnitt liegt und (ii) der zweite Arm 22 sich von dem ersten Arm 20 über mindestens einen Teil des Vorderabschnitts 46 des Fahrgestells 32 zu dem Eckabschnitt 50 derart erstreckt, dass dieser nahe benachbart zu dem Vorderabschnitt 46 liegt und (iii) das Stützglied D von einem Abschnitt des zweiten Arms 22, welcher dem Eckabschnitt 50 benachbart ist, über mindestens einen Teil des Seitenabschnitts 48 des Fahrgestells 32 sich derart erstreckt, dass die ersten Seitenflächen 42 und 44 des Stützgliedes D und des C-Bogens B jeweils nahe benachbart zu dem Seitenabschnitt 48 derart liegen, dass der zweite Arm 22 und das Stützglied D gemeinsam über mindestens einen Teil des Vorderabschnitts 46 um den Eckabschnitt 50 herum und über mindestens einen Teil des Seitenabschnitts 48 sich erstrecken.
Es ist hierbei zu verstehen, dass die neuartige in 5 dargestellte Kombination ebenso mit äquivalenten Strukturen erreicht werden kann. Beispielsweise kann jede bogenförmige Struktur mit gegenüberliegenden Abschlussenden verwendet werden, anstelle des kreisförmigen C-Bogens B der 5 als Teil einer bogenförmigen Stützeinrichtung. Es ist ferner anzumerken, dass die C-BOGENANORDNUNG und das dazugehörige Röntgenbildsystem in drehbarer Weise wieder angeordnet werden kann, entweder bahnförmig um die Achse 16 oder lateral um die Achse 24 mit einer einzigen Bewegungsverbindung. Die Bezeichnung "Verbindung" bezieht sich auf jede Art von verschiebbaren und drehbaren Verbindungen innerhalb der C-BOGENANORDNUNG, des Stützgliedes D und der Gelenkarmeinrichtung 18. 2 zeigt einen Großteil der Verbindungen in schematischer Art, eingeschlossen die drehbaren Verbindungen 38, 52, 60, 62 und die Räder 26 und die Stange 28 als schematisch für Parallelverbindungseinrichtungen. Der verschiebbare Eingriff zwischen dem Stützglied D und dem C-Bogen B wird ebenso als Verbindung betrachtet.
Mit Bezug auf 6 wird eine weitere alternative Ausführungsform der Vorrichtung 10 gezeigt, allgemein mit Bezugszeichen 70 bezeichnet. Die Vorrichtung 70 schließt viele der gleichen Strukturen der Vorrichtung 10 der 1 und 5 ein, wie etwa die Röntgenquelle C und den Bildempfänger A, den C-Bogen B und das Stützglied D, den Vorderabschnitt 46, den Seitenabschnitt 48, den Eckabschnitt 50 und die Bildverarbeitungs- und Anzeigearbeitsstation 36. Das Fahrgestell 32 schließt jedoch einen fest angebrachten und nach oben sich erstreckenden stationären Arm 71 ein. Die Vorrichtung 70 schließt weiterhin eine alternative Gelenkarmeinrichtung allgemein mit 72 bezeichnet ein, welche einen ersten Arm 74 einschließt, welcher drehbar an dem Stützglied D an der drehbaren Verbindung 76 angebracht ist. Der erste Arm ist ebenso drehbar an dem stationären Arm 71 an der drehbaren Verbindung 78 angebracht. Der erste Arm 74 erstreckt sich von dem Fahrgestell 32 (und vorzugsweise von dem stationären Arm 71) über mindestens einen Teil des Vorderabschnitts 46. Die Vorrichtung 70 kann drehbar in einer Weise, ähnlich wie vorstehend beschrieben, in Verbindung mit der Vorrichtung 10 der 5 bewegt werden, so dass der erste Arm 74, das Stützglied D sich gemeinsam über min- Bestens einen Teil des Vorderabschnitts 46 erstrecken, um den Eckabschnitt 50 herum und über mindestens einen Teil des Seitenabschnitts 48.
Viele Vorteile der vorliegenden Erfindung erwachsen daraus, dass die C-BOGENANORDNUNG um eine einzige Achse der bahnförmigen Rotation 16 in Bezug auf die Masse ausgewuchtet ist, und dass die Kombination des Stützgliedes D und der C-BOGENANORDNUNG in Bezug auf die Masse um die Achse der lateralen Rotation 24 ausgewuchtet sind. Diese Zusammenstellung ermöglicht es einem Bediener der Vorrichtung 10, ein Bildisozentrum zu erzeugen unter der Verwendung von zwei orthogonalen Betrachtungsrichtungen, was die Veränderung von nur einer Bewegung erfordert, und wodurch weniger Schritte erforderlich sind als durch kompakte Röntgenbildsysteme nach dem Stand der Technik. Weiterhin erlaubt eine Massenauswuchtung um die Achsen 16 und 24, dass jene Verbindungen sich frei bewegen, wenn sie durch den Bediener bewegt werden und sofort in der Lage verbleiben, wenn keine von außen einwirkende Kraft auf die Anordnung angewendet wird. Wie dem Fachmann einsichtig, können die Festlegeeinrichtungen 57 und 59 verwendet werden, um die Bewegung von einigen oder allen der Verbindungen und Ähnlichem, welche schematisch in 2 dargestellt sind, festzulegen und zu lösen. Die kompakte Anordnungsmöglichkeit der in 5 verdeutlichten Anordnung 10 kombiniert mit deren Beweglichkeit, welche durch das mit Rädern versehene Fahrgestell 32 bereitgestellt wird und die Manipulierbarkeit, welche durch die Gelenkarmeinrichtung 18 bereitgestellt wird, stellen der Erfindung vielfältige Vorteile zur Verfügung auf dem Gebiet der kompakten Röntgenbildsysteme.
Es soll verstanden werden, dass die vorstehend beschriebene Anordnungen nur verdeutlichend für die Anwendung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung sind. Vielfältige Modifikationen und alternative Anordnungen kann der Fachmann erkennen, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen und die anhängigen Ansprüche sind so zu verstehen, derartige Modifikationen und Anordnungen abzudecken.

Claims

Eine mobile C-Bogenvorrichtung zur Verwendung mit einem Röntgendiagnosegerät, wobei die Vorrichtung umfasst: eine C-Bogenanordnung mit einem Massenschwerpunkt CM_{C-ARM-ASSEMBLY}, wobei die C-Bogenanordnung weiterhin umfasst einen C-Bogen (B) mit einer darauf ausgebildeten im Wesentlichen kreisförmigen Bewegungsspur (12) und eine Röntgenquelle (C) und einen Bildempfänger (A), welche jeweils an gegenüberliegenden Stellen auf dem C-Bogen derart angebracht sind, dass die Röntgenquelle und der Bildempfänger einander gegenüberliegen, wobei die Röntgenquelle eine Anordnung zur Projektion von Röntgenstrahlen (11) mit einem Zentralstrahl (14) auf den Bildempfänger (A) einschließt; ein Stützglied (D), welches in verschiebbarer Verbindung an der kreisförmigen Bewegungsspur (12) des C-Bogens derart angebracht ist, dass die C-Bogenanordnung selektiv verschiebbar ist relativ zu dem Stützglied (D) in einer bahnförmigen Rotation um eine einzige Achse bahnförmiger Rotation (16), wobei die kreisförmige Bewegungsspur (12) im Wesentlichen mit einem Kreis gemeinsam ist, welcher einen Mittelpunkt aufweist, der mit der einzigen Achse der bahnförmigen Rotation derart zusammenfällt, dass die einzige Achse der bahnförmigen Rotation (16) im Wesentlichen feststehend relativ zu dem Stützglied (D) bleibt für jede Position der C-Bogenanordnung relativ zu dem Stützglied (D); eine Gelenkarmeinrichtung (18) mit einem ersten Arm (20), welcher drehbar an dem Stützglied (D) derart angebracht ist, dass das Stützglied selektiv drehbar ist relativ zu dem ersten Arm (20) um eine Achse der lateralen Rotation (24) zu gewählten lateralen Positionen; und ein Fahrgestell (32), welches drehbar an dem ersten Arm (20) angebracht ist, um die C-Bogenanordnung in einer abgestützten Lage zu halten, wobei das Fahrgestell (32) entlang eines Bodens bewegbar ist, charakterisiert dadurch, dass die C-Bogenanordnung um die einzige Achse der bahnförmigen Rotation (16) derart in Bezug auf die Masse ausgewuchtet ist, dass der Massenschwerpunkt CM_{C-ARM-ASSEMBLY} der C-Bogenanordnung im Wesentlichen mit der einzigen Achse der bahnförmigen Rotation (16) zusammenfällt für jede Position der C-Bogenanordnung relativ zu dem Stützglied (D) entlang der kreisförmigen Bewegungsspur (12); und die C-Bogenanordnung und das Stützglied (D) einen gemeinsamen Massenschwerpunkt aufweisen und gemeinsam um die Achse der lateralen Rotation (24) in Bezug auf die Masse derart ausgewuchtet sind, dass der gemeinsame Massenschwerpunkt im Wesentlichen mit der Achse der lateralen Rotation (24) zusammenfällt für jede Rotationsposition des Stützgliedes (D) relativ zu dem zweiten Arm (22) der Gelenkarmeinrichtung (18) um die Achse der lateralen Rotation (24).
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Röntgenquelle (C) und ein Bildempfänger (A) einen dazwischenliegenden Quelle-zu-Bildabstand festlegen, wobei die C-Bogenanordnung derart aufgebaut und vermaßt ist, dass der Quelle-zu-Bildabstand weniger als 76,2 cm (dreißig Inch) beträgt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die C-Bogenanordnung derartig aufgebaut und vermaßt ist, dass der Quelle-zu-Bildabstand weniger als 50,8 cm (zwanzig Inch) beträgt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die C-Bogenanordnung derartig aufgebaut und vermaßt ist, dass der Quelle-zu-Bildabstand weniger als 38,1 cm (fünfzehn Inch) beträgt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der zweite Arm (22) der Gelenkarmeinrichtung (18) eine Parallelverbindungseinrichtung (26, 28, 30) umfasst zur Bewegung des Stützgliedes (D) und der C-Bogenanordnung relativ zu dem ersten Arm (20) von einer ersten Position in eine zweite Position derart, dass die Achse der lateralen Rotation (24) in der zweiten Position im Wesentlichen richtungsparallel zu der Achse der lateralen Rotation (24) der ersten Position ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die C-Bogenanordnung entlang der kreisförmigen Bewegungsspur in einer bahnförmigen Rotation zwischen einer ersten Bahnposition und einer zweiten Bahnposition derart bewegbar ist, dass der Zentralstrahl (14) in der zweiten Bahnposition sich in einer Richtung erstreckt, welche senkrecht zu dem Zentralstrahl der ersten Bahnposition ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der Zentralstrahl (14) in der zweiten Bahnposition einen ersten Schnittpunkt des Zentralstrahls in der ersten Bahnposition durchtritt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der erste Schnittpunkt des Zentralstrahls sich näher an dem Bildempfänger (A) befindet als an der Röntgenquelle (C).
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der Zentralstrahl (14) im Wesentlichen senkrecht verläuft in einer ersten Bahnposition und im Wesentlichen waagerecht verläuft in einer zweiten Bahnposition.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die zweite Bahnposition des Zentralstrahls (14) im wesentlichen mit der Achse der lateralen Rotation (24) zusammenfällt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Stützglied (D) drehbar an dem zweiten Arm (22) der Gelenkarmeinrichtung angebracht ist, um zu ermöglichen, dass die C-Bogenanordnung um die Achse der lateralen Rotation (24) zwischen einer ersten Lateralposition und einer zweiten Lateralposition derart drehbar ist, dass der Zentralstrahl (14) in der zweiten Lateralposition sich in einer Richtung senkrecht zu dem Zentralstrahl (14) in der ersten Lateralposition erstreckt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei der Zentralstrahl (14) in der zweiten Lateralposition einen zweiten Schnittpunkt des Zentralstrahls in der ersten Lateralposition durchtritt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei der zweite Schnittpunkt des Zentralstrahls (14) sich näher an dem Bildempfänger (A) befindet als an der Röntgenquelle (C).
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die C-Bogenanordnung derart zusammengestellt und eingerichtet ist, dass der Zentralstrahl (14) sich im Wesentlichen vertikal in einer ersten Lateralposition und im Wesentlichen horizontal in einer zweiten Lateralposition erstreckt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Fahrgestell (32) eine Bodenplatte und Räder (34) umfasst, welche drehbar unter der Bodenplatte angebracht sind, um zu ermöglichen, dass die Bodenplatte auf den Rädern entlang eines Bodens rollt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei das Fahrgestell (32) eine Bildverarbeitungs- und Anzeigearbeitsstation (36) beinhaltet.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die kreisförmige Bewegungsspur (12) einen Radius aufweist, welcher weniger als 50,8 cm (zwanzig Inch) beträgt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Radius der kreisförmigen Bewegungsspur (12) weniger als 38,1 cm (fünfzehn Inch) beträgt:
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der C-Bogen (B) einen kreisförmigen inneren Umfang (40) mit einem Radius von weniger als 48,3 cm (neunzehn Inch) beinhaltet.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Radius des C-Bogens (B) weniger als 35,6 cm (vierzehn Inch) beträgt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Stützglied (D) und der C-Bogen (B) jeweils eine erste Seitenfläche (42, 44) einschließen und wobei das Fahrgestell (32) einen Vorderabschnitt (46) und einen Seitenabschnitt (48) einschließt, welche zusammen einen dazwischenliegenden Eckabschnitt (50) ausbilden, und wobei der erste Arm (20) der Gelenkarmeinrichtung (18) drehbar an dem Fahrgestell (32) an einem ersten Drehgelenk-Befestigungspunkt (52) angebracht ist und wobei die C-Bogenanordnung und die Gelenkarmeinrichtung (18) und das Stützglied (D) drehbar miteinander verbunden sind und drehbar in eine kompakte Anordnung derart bewegt werden können, dass (i) der erste Arm (20) sich von dem ersten Drehgelenk-Befestigungspunkt (52) mindestens über einen Teil des Vorderabschnitts (46) des Fahrgestells (32) zu dem Eckabschnitt (50) erstreckt, um nahe benachbart an dem Vorderabschnitt (46) zu liegen, und (ii) das Stützglied (D) sich von einem Abschnitt des ersten Armes (20), welcher dem Eckabschnitt (50) benachbart ist, über mindestens einen Teil des Seitenabschnitts (48) des Fahrgestells derart erstreckt, dass die ersten Seitenflächen (42, 44) des Stützgliedes (D) und des C-Bogens (B) nahe benachbart zu dem Seitenabschnitt (48) derart liegen, dass der erste Arm (20) und das Stützglied sich gemeinsam über mindestens einen Teil des Vorderabschnitts (46), um den Eckabschnitt (50) herum, und über mindestens einen Teil des Seitenabschnitts (48)erstrecken.