CN101460099A - 用于隔离环境的载物台 - Google Patents
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Abstract
提供一种物体加载系统，用于将设置在隔离区(10)中的物体移入到设置在隔离区外部的诊断系统(16，18，116，216)中以及从所述诊断系统中移出。管(20)远离所述隔离区延伸。所述管具有通向所述隔离区、并且操作性地与所述诊断系统连接的内部空间(22)。细长物体支承托盘(40，42，142，242)设置在所述隔离区内、并且尺寸选择成适合装入所述管中。包括机械驱动器(46，48，146，148，250)的基部(34，36，44，46，48，134，136，138，140，146，148，234，250)设置在隔离区内，并且被配置成使所述细长物体支承托盘与所述管对齐、以及使所述细长物体支承托盘移入所述管内和从所述管移出。
Description
本发明受到政府的资助，由国家健康协会(NIH)给予的资助号no.NO1-A0-60001。政府在本发明中拥有某些权利。
技术领域
接下来涉及一种医疗成像以及环境隔离技术，并且结合医疗成像系统的示例而被描述，该系统用于四级生物安全(BSL-4)环境中的物体成像。接下来的内容在与隔离环境结合进行的医疗成像或其它诊断中具有更普遍的应用，所述隔离环境适用于对暴露于(或者有可能暴露于)放射性、有毒、生物传染或者其它危险物质的物体进行研究、加工或者其它操作或容纳。还发现在与例如清洁室、消毒室、惰性气体环境等的隔离环境结合进行的医疗成像或其它诊断的医疗成像中具有应用，所述隔离环境被控制从而限制来自普通环境条件的污染。
背景技术
生物学上危险的且高传染的疾病是日益增加的公共健康关注问题。日益增加的空气流通促使了传染病在世界范围内快速地传播。生物恐怖主义是另外一条使公众暴露于危险传染病的途径。有关传染剂(即病毒、细菌、朊病毒、孢子等的类型及种类)、反作用剂(例如药品或其它类型的治疗)、传播途径(例如空气传播、接触传播等)、症状出现之前的潜伏期等的知识有助于针对传染病爆发作出有效反映。这种知识是通过适当的实验室研究而获得的。
医疗成像系统，如磁共振(MR)扫描器、透射计算断层(CT)扫描器、正电子发射断层(PET)扫描器、用于单光子发射计算断层(SPECT)的伽马摄像头等等都是检测由于危险传染、暴露于放射性或有毒物质等等而导致的疾病的生理表现的有效工具。例如，这种成像技术可以检测恶性肿瘤或是传染或疾病的指示的其它异常。医疗成像技术可以定期地(例如每小时、每天、每周或其它标准)应用，从而对活人或动物体进行成像，以用来追踪对于疾病或者暴露于放射性或有毒物质的生理学反应的进展。例如多核MR共振的技术能够追踪与疾病进展相联系的新陈代谢。这些基于成像的医疗诊断仅仅是示意性示例。
尽管医疗成像系统的优点被人熟知，但是将医疗成像系统应用在隔离环境的背景中直到现在都是困难的。国家健康协会(NIH)以及疾病控制中心(CDC)公布了针对致命传染进行生物学研究的实验室操作标准。定义了四个隔离等级：一级生物安全(BSL-1)、BSL-2、BSL-3、BSL-4，隔离的等级随着BSL级别的增加而增加。BSL-3级别需要隔离措施，例如将实验室工作区域与进出通道进行物理隔离以及控制空气流动。BSL-4需要具有专门空气流动的隔离区(有时也称为“热区”)。隔离区是被密封的房间、隔间或建筑物，防止空气传播传染的泄漏，并且在热区内工作的实验室人员穿戴具有单独呼吸装备的密封环境服装，例如致命材料(HAZMAT)服装。离开隔离区的实验室人员和任何物品在准许走出BSL-4环境之前都必须通过气闸以及需要经受专门的净化程序。隔离区应当被设计成尽可能减少或者消除尖锐拐角或特征，以及尽可能减少或消除细微的操作特征，例如小的紧固件、控制按钮或者在穿戴隔离服装手套时难以操作的类似物。
BSL-4环境是一个示例。也可使用其它隔离环境，例如在医药研究和试验中提供的消毒环境，从而提供有毒或放射性材料的隔离等等。这些隔离环境被加以类似的限制，例如人员和设备的受限移动，戴手套或其它穿着的人员的有限手动灵敏度的适应，限制尖锐拐角或特征等等。
将复杂且灵敏的医疗成像仪器例如MR扫描器、CT扫描器等等引入到隔离环境中是成问题的。医疗成像仪器一般包括成百、成千或更多的零件，部分零件难以接近以进行净化，以及部分零件由与隔离区中使用的净化步骤不相容的材料所制成。例如，BSL-4中使用的腐蚀性化学品或加热会损坏医疗成像仪器中的敏感部件。
对于用于将物体定位在医疗成像仪器的孔或者其它成像空间中的载物台来说，净化也是成问题的。由于被传染或可能被传染的物体被置于载物台上，因此载物台被频繁地净化。例如，在BSL-4环境中，这种净化需要基本上包括将净化化学品擦在物品之间，以及偶尔包括更大范围的净化步骤。载物台还应当在插入到医疗成像仪器中时提供稳定的水平表面，这样就对载物台的设计产生了机械约束。
另一个需要考虑的事项是：每次新的物体被加载到医疗成像仪器中或者从医疗成像仪器中卸载时，载物台由在隔离环境中工作的人员所处理和操作。这些人员可能不是在医疗成像仪器操作中训练出来的放射线学者，以及不是日常载物台维护任务中的熟练人员。此外，隔离环境中的人员一般由于穿戴手套、HAZMAT服装等等而具有减少的灵活性。隔离区中的载物台与人员之间的接触可以通过自动操作(例如将载物台移入及移出医疗成像仪器的孔或者成像区域)而减少或者甚至消除，但是存在着引入了额外的机械零件的费用，这些零件使得净化变得复杂并且可能会导致更频繁的机械故障。
发明内容
根据一个方面，公开了一种物体加载系统，用于将设置在隔离区中的物体移入到设置在隔离区外部的诊断系统中以及从所述诊断系统中移出。管远离所述隔离区延伸。所述管具有通向所述隔离区、并且操作性地与所述诊断系统连接的内部空间。细长物体支承托盘设置在所述隔离区内、并且尺寸选择成适合装入所述管中。包括机械驱动器的基部设置在隔离区内，并且被配置成使所述细长物体支承托盘与所述管对齐、以及使所述细长物体支承托盘移入所述管内和从所述管移出。
根据另一方面，公开了一种物体支承台，包括：物体支承托盘；前支承柱，所述前支承柱紧固到地面或平台并且与所述物体支承托盘可移动地接合；后支承柱，所述后支承柱紧固到所述物体支承托盘、并且与地面或平台可移动地接合；以及电动驱动器，所述电动驱动器与所述后支承柱接合，以使所述后支承柱相对于所述前支承柱移动，从而使所述物体支承托盘移动经过所述前支承柱。
根据另一方面，公开了一种物体支承台，用于将物体移动进入磁共振(MR)扫描器中或者从所述扫描器中移出。所述支承台包括：基部；至少部分地设置在所述基部上的台面；以及模块化马达，所述模块化马达设置在所述基部上或所述基部中，以使所述台面移动经过所述基部。所述基部与所述模块化马达被配置成使得所述模块化马达仅仅通过在基本上远离MR扫描器的方向上移动所述模块化马达被取下。
根据另一方面，公开了一种用于隔离区中的物体支承台。细长物体支承托盘和基部设置在所述隔离区中。基部设置成支撑所述细长物体支承托盘。电动驱动器与所述基部安装在一起、并且设置成移动所述细长物体支承托盘以使所述细长物体支承托盘的端部向着相关仪器延伸。电动驱动器包括设置成作为模块可取下地与所述基部安装在一起的模块化马达。
一个优点在于提供了一种载物台，该载物台可以由穿戴隔离服或者具有其它有限灵活度的人员容易地操作。
另一个优点在于提供了一种载物台，该载物台能够经受住使用腐蚀性化学品的净化。
另一个优点在于提供了一种具有模块化马达的载物台，被润滑的或者其它灵敏的马达部件与外界隔绝地密封在模块化马达中。
另一个优点在于在多重托盘载物台中的中间及顶部托盘电动驱动器的空间分离，从而改进了驱动部件的可接近性，以便净化及修理。
另一个优点在于设置了用于MR扫描器台的模块化驱动马达，使得只有通过大体远离MR扫描器的磁体拉动马达才能将马达取下。
对于本领域技术人员而言，通过阅读和理解接下来的详细描述，可以理解本发明的其它优点。
附图说明
本发明可具有多种部件及部件设置，以及多种步骤及步骤设置。附图只是为了显示优选实施例，并非构造成限制本发明。
图1和图2示意性地显示了隔离区，该隔离区具有设置在外面的组合CT和PET扫描器、以及从隔离区延伸进入到CT和PET扫描器的孔中的物体运送管。图1显示了载物托盘被缩回，而图2显示了载物托盘部分地延伸进入到管中。
图3-10显示了与图1和2中的CT和PET扫描器共同使用的第一载物台实施例。图3-6显示了隔离区、CT和PET扫描器以及第一实施例载物台的示意性侧视图，其中顶部及中间台面或托盘处于各个缩回和延伸的位置。图7显示了第一实施例载物台的透视图，其中底部电动驱动器盖中的一个被移除以显示底部驱动器。图8显示了第一实施例载物台的一部分的透视图，其中顶部托盘和底部电动驱动器盖被移除以显示顶部及底部电动驱动器。图9显示了第一实施例载物台的后柱的可移动接合的特写透视图，其中具有在隔离区中的地板或者平台。图10显示了第一实施例载物台的透视图，其中底部电动驱动器盖被安装。
图11-16显示了显示了第二载物台实施例，适合于例如将物体移入到C形臂x射线成像器中以及从该成像器中移出。图11和12显示了隔离区的透视图，其中C形臂x射线成像器在隔离区的外部，以及第二实施例载物台中台面或托盘分别地缩回以及延伸入到管中。图13和14分别地显示了第二实施例载物台的制动器和机械驱动器的透视图和后视图，其中制动器处于开启状态。图15和16分别显示了第二实施例载物台的制动器和机械驱动器的透视图和后视图，其中制动器处于关闭状态。
图17-24显示了第三载物台实施例，适合于例如将物体移入到磁共振(MR)扫描器中以及从该扫描器中移出。图17显示了隔离区的透视图，其中MR扫描器在隔离区的外部，以及第三实施例载物台中台面或托盘被缩回。图18显示了第三实施例载物台的透视图，其中台面或托盘上升离开基部，以显示固定的模块化马达。图19显示了安装在基部中的模块化马达的特写。图20显示了模块化马达从基部移除。图21显示了模块化马达。图22显示了模块化马达，其中一部分外壳被移除，以显示内部部件。
具体实施方式
参考图1和2，隔离设施包括通过隔板12与弱隔离或未控制区14隔离开的隔离区10。尽管显示了单个的代表性隔板12，但是隔离区10通常由多个这种隔板12(例如形成密封空间的四个壁、地面以及天花板)所封闭或密封。通过气闸门系统(未示出)来提供进出。尽管代表性隔板12被显示成透明的隔板，但是隔板可以是透明的、半透明的或不透明的。例如，在某些实施例中，隔离区10被不锈钢壁、地面和天花板所封闭。在某些实施例中，隔离区10是热区或脏区，其中容纳或可能容纳有传染源或带菌剂，例如可传染病毒、细菌、朊病毒、孢子等，或者容纳或可能容纳有其它危险物，例如神经毒气或其它有毒化学品、放射性材料等。传染源或者有毒或放射性物质可以通过空气、物理接触、摄取、体液交换等而进行传播。传染源或者有毒或放射性物质实际上在隔离区10内的空气中或者表面上存在，或者存在于手套箱、密封容器或其它密封装置之内。在前一种情况下，隔离区10提供了传染源或者有毒或放射性物质的主要密封；在后一种情况下，隔离区10提供了后备或者故障保护密封。
考虑到隔离区10中的确存在或者可能存在的传染源或者有毒或放射性物质，使用适当的安全标准。在某些实施例中，隔离区10是维持在四级生物安全(BSL-4)的生物学热区或脏区，其必须具有以下预防措施：与外界隔绝地密封隔离区10，使隔离区10相对于弱隔离或未控制区14保持处于负压，定期对热区10进行净化，将进出隔离区10限定为穿着具有独立呼吸装置的密封环境服的合格人员，限制或消除隔离区10中的尖锐物体或拐角(避免无意之中刺穿密封环境服)，对离开隔离区10的人员和物体采用适当的净化步骤等。在其它实施例中，根据热区中存在的或者可能存在的传染源、放射性物质、有毒物质等的类型，来选择隔离区中应用的安全标准。在某些实施例中，隔离区10可以是干净的房间、消毒的房间、惰性气体环境或者比弱隔离区或未控制区14更加清洁或具有更少污染的其它隔离区域。
区14可以是弱隔离区、或者是未控制区。例如，如果隔离区10保持在BSL-4隔离，那么区14可以是保持在BSL-3、BSL-2或BSL-1隔离或安全级别的弱隔离区，或者区14可以是没有保持在任意隔离或安全级别的未控制区，并且在该未控制区内，人员和设备可以进入或离开而不需要特别的预防。
图1和2的隔离设施包括一个或多个诊断系统，如设置在弱隔离或未控制区14中的示意性示例医学成像仪器16，18。医学成像仪器16，18被配置成能够对设置在隔离区10上的物体(例如实验室试验动物、被传染的人、诸如携带传染源的植物的污染传播带菌物等等)进行成像。出于解释的目的，医疗仪器16，18被分别认为是CT和PET扫描器。然而，更基本地，一种或多种医疗成像仪器16，18可包括例如磁共振(MR)扫描器、正电子发射断层(PET)扫描器、用于获取单光子发射计算断层(SPECT)数据的伽马摄像头、透射计算断层(CT)扫描器、x射线成像器等等。更基本地，诊断系统16，18可包括一种或多种非成像诊断系统，例如光学或磁共振光谱系统、盖格计数器等等(未示出)。医疗成像仪器或其它诊断系统一般是昂贵的，并且通常包括大量数目的部件，其中一部分部件可能与应用在隔离区10中的腐蚀性物质、加热或其它净化步骤不相容。
因此，诊断系统16，18被设置在弱隔离或未控制区14中，并且通过设置在隔板12中延伸远离隔离区10的适当的管20对设置在隔离区10中的物体成像或与设置在隔离区10中的物体操作性地联接。管20具有通向隔离区10并且与诊断系统16，18操作性地联接的内部空间22。管20的开口24与隔离区10相通。例如通过使开口24的边缘以完全密闭的方式与隔板12密封在一起、并且具有位于远端的密封帽或其它封闭件，管20的内部空间22与弱隔离或未控制区14相隔离，封闭件与管20由相同材料制成并且可选择地与管邻接。在其它实施例中，帽的材料可与管的材料不同。在示意性实施例中，管20是具有圆形截面的圆柱体，并且穿过第一医疗成像仪器16的孔24以及第二医疗成像仪器18的孔26。可以认识的是，图示的管20为一个示例，在其它预见的实施例中，管可为具有锥度的圆锥形状，并且可具有椭圆形、矩形、正方形或其它形状的截面等等。
管20允许隔离区10中的物体操作性地与设置在隔离区10外部的诊断系统16，18相连接。例如，如果诊断系统16，18是医疗成像系统，那么管20允许对设置在管20的内部22中的物体成像。根据成像或者诊断形式，管20可以是光学透明的或者不是光学透明的。例如，在MR扫描器的情况下，管20可以是光学不透明的或者光学透明的，但是需要是非磁性的，从而使射频场以及施加的磁场和磁场梯度能够基本上不受阻碍地穿过管20。对于计算断层成像，管20需要由对于透射x射线来说基本上透射的材料制成。对于PET或SPECT成像，管20需要由对于放射线来说基本上透射的材料制成，该放射线由注射到所述物体的放射性药物发出。例如，在PET成像中，由正负电子湮没活动发出的511keV伽马射线应当基本上无衰减地穿过管20。对于照相成像，管20需要是光学透明的。对于使用盖格计数器的诊断监测，管需要对物体中存在的辐射的类型而基本上是透射的。
有利地，诊断系统16，18设置在隔离区10的外部，这样不经受应用于设置在隔离区10中的人员和物品的净化或其它生物防护措施。诊断系统16，18能够例如被位于弱隔离或未控制区14中的人员所操作，这些人员没有穿着密封的环境服。然而，用于将物体移进管20的内部空间22以及从该空间22移出的载物台30被设置在隔离区10的内部。
在图1中，第二医疗成像仪器18移离第一医疗成像仪器16一段距离D。在所示实施例中，成像仪器18与在隔离区10外面支撑成像仪器18的平台或地面之间设置有移动接合件32，例如所示的导轨32。移动接合件使得成像仪器18能够在操作位置(图2所示)与维护位置(图1所示)之间沿着管20直线地移动。在图1的维护位置，第二医疗成像仪器18与第一医疗成像仪器16分离，从而便于对医疗成像仪器16，18进行修理和维护。例如，如果医疗成像仪器16是CT扫描器，医疗成像仪器16，18之间分开距离D能够便于将CT扫描器的托台外壳面板取除，从而接近到x射线管(未示出)以进行更换。可以理解的是，维护和操作位置可以是不连续的位置或者可以是近似位置或位置范围。例如，维护位置可以是位置或者距离为D的数值的连续范围，该数值足够大以便于预期的维护操作。
参考图1和2之后，进一步参考图3-10，载物台30包括基部，该基部包括前支承柱34和后支承柱36。托盘组件包括中间细长台面或托盘40，以及顶部细长台面或托盘42。前支承柱34被紧固到地面或平台44、并且可移动地与中间细长台面或托盘40相接合。例如，中间细长托盘40可以滑动经过前柱34或者可在设置于中间细长托盘40与前柱34的顶部之间的滚动体43上滚动，等等。后支承柱36被紧固到中间细长托盘40、并且可移动地与地面或者平台44相结合。包括模块化马达48的底部电动驱动器46设置在地面或平台44上或者设置在地面或平台44中并且与后支承柱36相接合，以使后支承柱36相对于前支承柱34移动，从而使中间细长托盘40和顶部细长托盘42共同移动经过前支承柱34并进入到管20中或者从管20中移出。此外，包括模块化马达52的顶部电动驱动器50设置在中间细长托盘40上或者中间细长托盘40中，并且与顶部细长托盘42相接合，从而使顶部细长托盘42相对于中间细长托盘40移动。
电动驱动器46，50在空间上分开，其中用于中间细长托盘40的电动驱动器46设置在地面或平台44上或者地面或平台44中，以及用于顶部细长托盘42的电动驱动器50设置在中间细长托盘40上或者中间细长托盘40中。驱动器的这种空间上的分开提高了驱动器部件的净化或者维修的可接近性。此外，将用于中间细长托盘40的电动驱动器46定位在地面上减少了由柱34，36所支撑的重量、以及使中间细长托盘40能够更轻并且更紧凑。在图1和2的隔离环境的背景下，这些是有利的，然而在包括传统医院或者其它医疗设施的背景下也是有利的。
图3显示了两个托盘40，42都完全缩回的载物台30。图3还显示了设置在管20中的接合元件56(例如斜坡件56)，用于接合并且阻止细长中间托盘40向前插入到管20。在所示设置中，接合元件56与设置在隔离区10外部并且支撑管20的管支承58对齐，从而使得管20将接合元件56支撑在管支承58的位置上，以减小其它情况下悬臂托盘40的挠曲。
图4显示了使用底部电动驱动器46的中间细长托盘40的延伸，而图5显示了使用顶部电动驱动器50(参见图5)的顶部细长托盘42的进一步延伸。如图4所示，中间细长托盘40延伸从而与接合元件56相接合，该接合元件56为在其延伸位置的中间细长托盘40提供支承。由于接合元件56与管支承58对齐，因此管20上的应力被限制。然而，在管20由足够强的刚性材料制成的实施例中，可以考虑将接合件设置在管中没有与管支承对齐的位置上。如图5所示，当上部细长托盘42也被延伸时，该托盘42被定位在第二医疗成像仪器(例如，为PET扫描器)的孔28中，并且以从中间细长托盘40延伸的悬臂方式被所支撑。
选择性地，底部电动机械驱动器46被联锁，从而使得细长中间托盘40不能从管20中移出，除非细长顶部托盘42处于其缩回位置。联锁避免了不平衡的台的配置，该这种配置中，细长中间托盘40部分地缩回以及由此没有被接合元件56支撑，同时顶部托盘42被延伸从而在中间托盘40上产生较大的转矩。
参考图6，为了使用最靠近隔离区10设置的第一医疗成像仪器16(例如，为CT扫描器)来执行成像，从图3的完全缩回位置开始，中间细长托盘40保持缩回，顶部细长托盘42使用顶部电动驱动器50延伸，从而使顶部细长托盘42移动进入与第一医疗成像仪器16的孔26对齐的管20中。在这种设置中，顶部细长托盘42以从包括缩回的中间托盘40的基部延伸的悬臂方式被支撑。
为了在BSL-4或其它更高级别隔离环境中使用载物台30，进行适当地设置以支持净化过程。例如，如图10所示，底部电动驱动器48选择地由盖60，62所覆盖。设置在盖60，62之间的橡胶条带密封44基本上封闭了驱动器盖60，62中的槽，后支承柱36沿着该槽可移动地接合。柱36适应性地在底部变窄为T形，使得能够用窄的条带密封64密封。在这种情况下，底部电动驱动器48基本上是密封的，从而防止了无意的液体进入或者物体落入底部电动驱动器48中。在某些实施例中，底部和顶部电动驱动器46，50的模块化马达48，52可以分别地互换，从而使得单一类型的模块化马达可以被放置在隔离区10内，从而能够更换模块化马达用于净化或者处理马达故障。模块化马达48，52选择性地与外界隔绝密封，从而使得只有马达的外部被暴露到隔离区10的环境。在某些实施例中，顶部细长托盘42被配置成能够被轻易地取下，从而便于对下面的顶部电动驱动器50进行净化。
载物台30的部件适当地由不锈钢制成，不锈钢与例如那些应用在BSL-4隔离中的典型净化化学品和工艺相容。螺钉适当地被Teflon涂覆从而提供了对于净化化学品和工艺的抵抗，以及减少了螺钉被卡住的可能性。通孔、沉孔等合适地填充环氧树脂、硅树脂等以减少收集污染的点。用于电动驱动器48，50的输电缆适当地为带状线缆，其在例行净化期间可以容易地擦净。电动驱动器48，50选择性地配置成易于取下，从而促进净化或更换。例如，在一个实施例中，驱动器组件相反端部的Teflon涂覆螺钉被取下，从而提起电动驱动器。前后柱34，36适当地为中空不锈钢圆柱体。前柱34的端部被适当地闭合焊接，从而密封钢圆柱体的内部，从而使得仅有前柱34的外部暴露到隔离区10。后柱36的端部适当地用橡胶套密封，从而防止污染物的进入。电缆选择性地位于柱34，36的外部，从而促进了这些线缆的方便更换以及净化。
载物台30为示意性示例，适当地适用于能够使设置在顶部细长托盘42上的物体定位在医疗成像仪器16的孔26中、或者医疗成像仪器18的孔28中。
参考图11-16，描述了另一个载物台130，该载物台130适合于将物体定位在示意地示出的C型臂x射线成像器116中，该成像器116设置在弱隔离或未控制区14中。载物台130设置在隔离区10中，并且包括前后支承柱134，136，两个柱例如经过图示的基板138都被紧固到隔离区10的地面或平台。支承柱134，136的相反端部被紧固到细长水平基部元件140。细长台面或托盘142被细长水平基部元件140所支撑，并且尺寸选择成适合装在管20(如图11和12中的虚像所示)内。在缩回位置(图11)，托盘142基本上置于基部元件140的顶部上。在延伸位置(图12)，托盘142沿着基部元件140的轨道144移动进入到管20中。当托盘142延伸进入到管20中从而与C型臂x射线成像器116的成像区相重合时，托盘142延伸离开水平基部元件140的部分以悬臂方式被基部元件140所支撑。由于载物台130包括单个托盘部件142，而不是载物台30中的两个托盘部件40，42，因此载物台130适合用于涉及到物体的有限或者短距离移动的成像任务，例如在成像期间物体不移动的单一成像系统。然而载物台130也可以用于其它使用，例如螺旋CT成像器，在该成像器中，物体在成像期间移动。
与电动载物台30所不同，图11-16的载物台130包括手动机械驱动器146，其在图13-16中最佳可见。为了便于戴着手套或者其它限制灵活性的隔离服的人员的操作，机械驱动器146被设计成仅仅涉及手动推动或拉动托盘142，以及操纵手动制动器148。图13和14显示了手动制动器148处于“开启”(即制动)位置，其中手动制动器148的杆将摩擦制动元件150压在托盘142和水平基部元件140之间，从而产生摩擦制动。摩擦致动元件150将托盘142相对于基部元件140摩擦地锁住，以防止当制动器148开启时托盘142相对于基部元件140发生移动。图15和16显示了手动制动器148处于“关闭”(即未制动)位置的配置，在该位置，收回摩擦制动元件150，从而允许托盘142相对于细长水平基部元件140移动。通过推动或拉动适当的把柄(例如手动制动器148或托盘手柄152)，托盘142的移动被适当地手动完成。
参考图17-25，描述了另一个载物台230，该载物台230适合于例如将物体定位在示意性图示的磁共振(MR)扫描器216中，该扫描器216设置在弱隔离或未控制区14中，使管20穿过MR扫描器216的扫描器孔226。在其它实施例中，MR扫描器可以是开孔扫描器或者具有某些其它成像区配置。载物台230包括基部234以及由基部234支撑的台面或托盘242，该基部234设置在隔离区10中的地面或平台上。设置在基部234中的模块化马达250适合于使得台面或托盘242沿着基部234的基本水平顶表面移动并进入管20中。在某些实施例中，管20被扫描器孔226的壁所支撑，从而使得管20可在这个实施例中支撑大的重量，当台面或托盘242移动进入到管20中时，该台面或托盘242可以被下部管壁支撑。在其它实施例中，可以预见到，当台面242移动进入管20中时，该台面242以悬臂的方式支撑在基部234的端部，类似于图11-16的载物台130的托盘142的悬臂设置。
如图18所示，为了便于净化和接近下面的部件，台面或托盘242可从基部234取下，从而暴露模块化马达250。如图20所示，托盘242取下之后，模块化马达250可以整体地从基部234移除。如图21和22所示，模块化马达250是与外界隔离的密封整体，其包括电动托盘驱动器的润滑部件(参见图22，马达250的密封外壳的顶盖被取下从而暴露出内部部件)。因此，模块化马达250可整体地取下、并被装入袋中以便净化，以及被另外的模块化马达所替换。模块化马达250包括电缆252，该电缆252配置成与隔离区10中的电气面板(未示出)相连接。模块化马达250还包括暴露的机械传动机构254，该传动机构254操作性地与台面或托盘242下侧上的对应机械传动机构(未示出)相连接。
模块化马达250相对靠近MR扫描器216。因此，MR扫描器216产生吸引磁场，该磁场可将模块化马达250向着管20和孔226吸引。为了将模块化马达250在取下过程中通过磁性力被无意地吸向MR扫描器216的风险降到最低，模块化马达250在基部234中的安装被配置成使得模块化马达250在远离诊断系统的方向上沿着槽260整体地从基部234取下，从而使模块化马达移离由MR扫描器236所产生的吸引磁场。槽260确保模块化马达250能够在远离MR扫描器磁场的大体方向上被抓持或拉动，而不会夹伤抓持手。
参考图23-25，在某些实施例中，使用卡销-键孔配置，以确保模块化马达250基本上远离由MR扫描器216所产生的吸引磁场而被拉动。模块化马达具有包括卡销270的底表面266，所述卡销270插入到基部234的板274的键孔272中。(可选择地，卡销可以设置在基部上，以及键孔或键槽设置在马达上)。图24显示了锁定位置，其中卡销270处于键孔272的狭窄部分中。如此配置从而使得由MR扫描器磁体施加到马达250上的力(在图24和25中由箭头“Fmagnet”所表示)有助于将模块化马达250保持在图24的锁定位置。图25显示了未锁定位置，通过由人员向马达250施加取下力而获得(在图25中由在马达250上操作的箭头“Fremoval”所表示)，该取下力与磁力相反并且大于磁力。取下力(Fremoval)使卡销279移动到键孔272的较宽部分。在图25的未锁定位置中，模块化马达250可如图20所示地被提升远离基部234，因为卡销270的头部能够穿过键孔272的较宽部分。代替所示的卡销-键孔配置，可以使用另外一种具有适当释放方向性的直线致动快速释放连接件。槽260提供了抓持模块化马达250的足够空间，从而将其远离磁体并且向上拉动，而不会夹伤抓持手或手指。
方向性快速释放连接件270，272确保了马达远离吸引的磁力Fmagnet被拉动。这减小了马达被朝向MR扫描器216拉动的可能性。此外，由于人员必须克服磁力Fmagnet的阻碍拉动马达(即，施加取下力Fremoval)，因此这种配置使得取下马达的人员能够注意到吸引性磁力Fmagnet。
对于例如BSL-4的隔离环境，示意性示例载物台30，130，230被选择性地设计成使用单一工具而被拆卸或修理。例如，所有用户可以接近的部件都能够使用具有单一类型头部的螺钉而被紧固，所述螺钉可以使用一般的螺丝刀操作。除了螺钉之外，也可以使用其它标准可拆卸紧固件例如螺栓。载物台30，130，230选择性地具有快速释放顶部托盘(例如，载物台30的顶部细长台面或托盘42、或者载物台130的台面或托盘142、或者载物台230的台面或托盘242)，它们便于托盘的取下以及接近下面的部件，以便消毒、更换或者维护。这种快速释放托盘还能够快速地从电动驱动器上拆卸下来，从而便于托盘(以及由此物体)从管20的紧急手动缩回。
载物台30，130，230选择性地具有高度模块化，从而便于在隔离区10中装入以及快速部件更换。例如，驱动器马达48，52，250可以整体地取下以及装入以进行净化，以及安装的模块驱动器马达的更换。此外，载物台30的底部及顶部驱动器马达48，52可以选择性地互换，从而减少存放在隔离区10中的更换马达的存货。在某些实施例中，机械驱动器是高度模块化的，以至于例如在某些实施例中，载物台30的各个电动驱动器46，50的传动组件以及驱动轴可以整体地安装和取下。
载物台30，130，230适当地由不锈钢、Teflon涂覆的紧固件、以及能够抵抗在隔离区10的净化中使用的净化化学品的其它暴露部件所制成。在BSL-4隔离区10的情况下，载物台30，130，230的暴露部件需要能够抵抗至少包括Clydox-S、微量化学品、QuatTB、多聚甲醛、二氧化氯、蒸发过氧化氢以及碳酸铵的化学品，所述化学品都是典型地用于BSL-4环境的净化的化学品。另一方面，密封整体的内部部件(例如模块化马达250的内部部件)选择性地较少抵抗这种化学品，并且可包括在BSL-4环境中基本上不太受欢迎的材料或物质，例如润滑剂。
本发明已经参考优选实施例进行了描述。对于阅读和理解前述详细描述的其它人来说可以进行改进和变形。可以知道的是，本发明被构造成包括所有这些改进和变形，只要它们都落入附加权利要求或其等同物的范围之内。
Claims (35)
1.一种物体加载系统，用于将设置在隔离区(10)中的物体移入到设置在隔离区外部的诊断系统(16，18，116，216)中以及从所述诊断系统中移出，所述物体加载系统包括：
远离所述隔离区延伸的管(20)，所述管具有通向所述隔离区、并且操作性地与所述诊断系统连接的内部空间(22)；
设置在所述隔离区内、并且尺寸选择成适合装入所述管中的细长物体支承托盘(40，42，142，242)；以及
包括机械驱动器(46，48，146，148，250)的基部(34，36，44，46，48，134，136，138，140，146，148，234，250)，所述基部被设置在隔离区内，并且被配置成使所述细长物体支承托盘与所述管对齐、以及使所述细长物体支承托盘移入所述管内和从所述管移出。
2.如权利要求1所述的物体加载系统，其特征在于，所述管(20)是圆柱形和锥形中的一种，并且具有从由圆形、椭圆形、矩形和正方形组成的组中选择出来的横截面。
3.如权利要求1所述的物体加载系统，其特征在于，所述管(20)包括至少以下一种：(i)与磁共振扫描相容的非磁性材料、(ii)对于在透射计算断层扫描或x射线成像过程中产生的x射线基本上透射的材料、以及(iii)对于由正负电子湮没活动产生的511keV伽马射线基本上透射的材料。
4.如权利要求1所述的物体加载系统，其特征在于，基部(34，36，44，46，48，134，136，138，140，146，148)以及机械驱动器(46，146，148)被配置成当所述细长物体支承托盘(40，42，142)至少部分地伸入所述管中时用于支撑所述细长物体支承托盘(40，42，142)，所述细长物体支承托盘从接近管(20)的基部端部悬垂。
5.如权利要求1所述的物体加载系统，其特征在于，当所述细长物体支承托盘(40，242)至少部分地延伸进入到所述管(20)中时，所述细长物体支承托盘由所述管的下表面支撑。
6.如权利要求1所述的物体加载系统，其特征在于，基部(34，36，44，46，48，134，136，138，140，146，148，234，250)包括：
前支承柱(34)，所述前支承柱紧固到隔离区(10)中的地面或平台(44)、并且与所述细长物体支承托盘(40，42)可移动地接合；以及
后支承柱(36)，所述后支承柱紧固到细长物体支承托盘远离所述管(20)的端部、并且与隔离区中的地面或平台可移动地接合。
7.如权利要求6所述的物体加载系统，其特征在于，还包括：
橡胶条带密封(64)，所述橡胶条带密封基本上密封机械驱动器盖(60，62)中的槽，所述后支承柱(34)沿着所述槽移动。
8.如权利要求1所述的物体加载系统，其特征在于，所述细长物体支承托盘(40，42，142，242)包括：
细长中间托盘(40)，所述细长中间托盘与所述基部(34，36，44，46，48)可移动地接合，以便至少部分地移动到管(20)中；以及
细长顶部托盘(42)，所述细长顶部托盘设置在所述细长中间托盘上并且与所述细长中间托盘可移动地接合，以便比所述细长中间托盘更进一步地延伸到所述管中。
9.如权利要求8所述的物体加载系统，其特征在于，所述细长中间托盘(40)包括：
用于驱动所述细长顶部托盘(42)进一步延伸到所述管(20)中的顶部电动机械驱动器(50，52)，所述顶部电动机械驱动器包括与外界隔绝密封的模块化马达(52)，所述马达可以作为与外界隔绝密封的整体从所述顶部电动机械驱动器取下。
10.如权利要求9所述的物体加载系统，其特征在于，所述基部(34，36，44，46，48)包括：
底部电动机械驱动器(46，48)，所述底部电动机械驱动器包括与外界隔绝密封的模块化马达(48)，所述马达可以作为与外界隔绝密封的整体从所述底部电动机械驱动器取下。
11.如权利要求10所述的物体加载系统，其特征在于，所述底部和顶部电动机械驱动器(46，50)的模块化马达(48，52)是可互换的。
12.如权利要求10所述的物体加载系统，其特征在于，所述底部电动机械驱动器(46，48)被联锁，使得所述细长中间托盘(40)不能从所述管(20)移出，除非所述细长顶部托盘(42)处于缩回位置。
13.如权利要求8所述的物体加载系统，其特征在于，还包括：
接合元件(56)，所述接合元件设置在所述管(20)中，以便接合并阻止所述细长中间托盘(42)向前插入所述管中。
14.如权利要求13所述的物体加载系统，其特征在于，所述接合元件(56)与设置在所述隔离区(10)外部的管支承(58)对齐，使得所述管在所述管支承的位置处支撑所述接合元件。
15.如权利要求1所述的物体加载系统，其特征在于，所述基部(34，36，44，46，48，134，136，138，140，146，148，234，250)包括：
电动机械驱动器(46，48，250)，所述电动机械驱动器(46，48，250)包括与外界隔绝密封的模块化马达(48，250)，所述模块化马达可以作为与外界隔绝密封的整体从所述电动机械驱动器取下。
16.如权利要求1所述的物体加载系统，其特征在于，所述细长物体支承托盘(40，42，140，142)以及基部(34，36，44，46，48，134，136，140，146，148，234，250)可以抵抗在净化所述隔离区(10)时使用的净化化学品。
17.如权利要求1所述的物体加载系统，其特征在于，还包括：
在所述诊断系统(18)与所述隔离区(10)外部用于支撑所述诊断系统的平台或地面之间的可移动接合件(32)，所述可移动接合件使得所述诊断系统在操作位置与维护位置之间沿着所述管(20)直线地移动。
18.如权利要求1所述的物体加载系统，其特征在于，所述基部(34，36，44，46，48，134，136，140，146，148，234，250)的机械驱动器(46，48，148，250)是包括可整体地从所述基部取下的模块化马达(48，250)的电动机械驱动器(46，48，250)。
19.如权利要求18所述的物体加载系统，其特征在于，所述基部(234)包括槽(260)，所述模块化马达(250)在远离所述诊断系统(216)的方向上沿着所述槽从所述基部整体地取下，从而使所述模块化马达基本上远离由所述诊断系统产生的吸引磁场移动。
20.如权利要求18所述的物体加载系统，其特征在于，所述模块化马达(48，250)被密封，从而能够作为密封整体被净化。
21.如权利要求1所述的物体加载系统，其特征在于，所述基部(134，136，138，140，146，148)的机械驱动器(146，148)包括：
手动制动器(148)，其具有“开启”设定和“关闭”设定，所述“开启”设定能够阻止所述细长物体支承托盘(142)的移动，所述“关闭”设定能够允许所述细长物体支承托盘的移动。
22.一种载物支承台，包括：
物体支承托盘(40，42)；
前支承柱(34)，所述前支承柱紧固到地面或平台(44)并且与所述物体支承托盘可移动地接合；
后支承柱(36)，所述后支承柱紧固到所述物体支承托盘、并且与地面或平台可移动地接合；以及
电动驱动器(46，48)，所述电动驱动器与所述后支承柱接合，以使所述后支承柱相对于所述前支承柱移动，从而使所述物体支承托盘移动经过所述前支承柱。
23.如权利要求22所述的物体支承台，其特征在于，所述电动驱动器(46，48)被设置在地面或平台上或者在地面或平台中。
24.如权利要求22所述的物体支承台，其特征在于，所述电动驱动器(46，48)包括：
模块化马达(48)，所述马达可整体地从所述电动驱动器取下。
25.如权利要求22所述的物体支承台，其特征在于，所述电动驱动器(46，48)包括：
与外界隔绝密封的模块化马达(48)，所述马达可作为与外界隔绝密封整体从所述电动驱动器取下。
26.如权利要求22所述的物体支承台，其特征在于，还包括：
橡胶条带密封(64)，所述橡胶条带密封基本上密封电动驱动器盖(60，62)中的槽，所述盖覆盖所述电动驱动器(46，48)，所述后支承柱(36)沿着所述槽移动。
27.如权利要求22所述的物体支承台，其特征在于，所述物体支承托盘(40，42)包括：
中间托盘(40)，所述中间托盘与所述前支承柱(34)可移动地接合、并且紧固到所述后支承柱(36)上；以及
顶托盘(42)，所述顶托盘设置在所述中间托盘上、并且与所述中间托盘可移动地接合。
28.一种物体支承台，用于将物体移动进入磁共振(MR)扫描器(216)中或者从所述扫描器中移出，所述支承台包括：
基部(234)；
至少部分地设置在所述基部上的台面(424)；以及
模块化马达(250)，所述模块化马达设置在所述基部上或所述基部中，以使所述台面移动经过所述基部，所述基部与所述模块化马达被配置成使得所述模块化马达仅仅通过在基本上远离MR扫描器的方向上移动所述模块化马达被取下。
29.如权利要求28所述的物体支承台，其特征在于，所述基部(234)包括槽(260)，所述槽(260)提供了通路，所述通路用于通过使所述模块化马达(250)在基本上远离MR扫描器(216)的方向上移动而取下所述模块化马达(250)。
30.如权利要求28所述的物体支承台，其特征在于，进一步包括：
快速释放连接件(270，272)，所述快速释放连接件连接所述模块化马达(250)和所述基部(234)，使得所述连接件仅仅通过使所述模块化马达(250)在基本上远离MR扫描器(216)的方向上移动而被释放。
31.一种用于隔离区(10)中的物体支承台，所述物体支承台包括：
设置在所述隔离区中的细长物体支承托盘(40，42，142)；
设置在所述隔离区内、并且设置成支撑所述细长物体支承托盘的基部(34，36，44，234)；以及
电动驱动器(46，48，250)，所述电动驱动器与所述基部安装在一起、并且设置成移动所述细长物体支承托盘以使所述细长物体支承托盘的端部向着相关仪器(16，18，216)延伸，所述电动驱动器包括设置成作为模块可取下地与所述基部安装在一起的模块化马达(48，250)。
32.如权利要求31所述的物体支承台，其特征在于，所述模块化马达(48，250)与外界隔绝密封。
33.如权利要求31所述的物体支承台，其特征在于，所述基部包括：
固定支承部(34)；以及
紧固到所述细长物体支承托盘(40，42)的可移动支承部(36)，所述电动驱动器(46，48)与所述可移动支承部相连接，从而使所述细长物体支承托盘移动经过所述固定支承部。
34.如权利要求31所述的物体支承台，其特征在于，所述细长物体支承托盘包括：
中间托盘(40)，所述中间托盘设置在所述基部(34，36，44)上、并且与所述电动驱动器(46，48)相联接，以便移动所述中间托盘，从而使所述中间托盘的端部向着相关仪器(16，18)延伸；
设置在所述中间托盘上的顶部托盘(42)；以及
顶部电动驱动器(50，52)，所述顶部电动驱动器与所述中间托盘一起安装、并且被配置成使所述顶部托盘移动，以使所述顶部托盘的端部向着相关仪器延伸，所述顶部电动驱动器包括作为模块可取下地与所述中间托盘安装在一起的顶部模块化马达(52)。
35.如权利要求34所述的物体支承台，其特征在于，所述模块化马达和顶部模块化马达是可互换的。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20130213 Termination date: 20150529 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |