CN102859609B - 一种防护装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种改进的个人辐射防护系统（10），该辐射防护系统（10）的轮廓基本上与操作员的身体匹配，并且从一悬挂系统（12）上悬吊下来。服装（16）可以保护操作员（20）免受辐射（24）。该悬挂系统（10）可以提供固定的支撑，并且允许操作员（20）同时在X、Y和Z平面上自由移动，从而使得集成在该系统中的防护服（16）、护面罩（18）、或者其它配件对操作员（20）来说基本上无重量，而且在操作过程中可以和操作员（20）的动作基本一致。一绑定系统（34、36、38、60）使得操作员可以容易地与该系统连接或者分开。

Description

一种防护装置及其操作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年1月22日提交的共同审理中的第12/692,199号美国专利申请的权益和优先权，第12/692,199号美国专利申请要求于2010年1月15日提交的第12/688,353号美国专利申请的权益和优先权，第12/688,353号美国专利申请要求于2008年4月7日提交的共同审理中的第12/099,077号美国专利申请的权益和优先权，第12/099,077号美国专利申请要求于2008年1月18日提交的第61/022,174号美国临时专利申请的权益和优先权。本申请还要求于2009年9月11日提交的共同审理中的第12/557,703号美国专利申请的权益和优先权，第12/557,703号美国专利申请要求于2006年12月15日提交的第11/611,627号美国专利申请的权益和优先权，且第11/611,627号专利申请于2009年10月27日授权，其美国专利号为7,608,847，该专利要求于2005年12月16日提交的第60/751,371号美国临时专利申请的权益和优先权，其公开的内容通过引用并入此处。

技术领域

本发明主要涉及辐射防护，尤其涉及一种防护装置及其操作方法。

背景技术

辐射被用于执行许多的医疗诊断以及治疗检查和治疗手术。医生、兽医或者研发人员可能会参与到这些检查和手术的执行当中。这些专业人员在执行他们的工作时将暴露在散射辐射之中。目前，这种暴露的长期影响还没有被充分理解，但其已经被认为是足够严重，以至于需要确保对操作员的强制保护，这些操作员需要穿上服装或隔离物，该服装或隔离罩含有可以吸收大部分辐射的材料。为了正确地对病人进行检查和手术，操作员需要自由移动。对于处在辐射环境的操作员来说，提供一种可以妥善地保护操作员、同时又允许操作员自由且舒适地移动的个人辐射防护系统和方法是一个重大的挑战。

发明内容

根据本发明提供了一种防护装置及其操作方法，该方法和装置基本上消除或减少了与前述方案相关的缺陷和问题。

根据本发明的一个实施例，用于提供辐射防护的系统包括轮廓与操作员的身体匹配的服装。该服装保护操作员在治疗或检查过程中避免受到大量的散射辐射。该服装由连接至悬挂系统的框架支撑，该框架减少了操作员身上的服装的部分重量。

根据此处公开的本发明的一系列实施例，悬挂系统可以包括用于支撑个人辐射防护系统的悬臂式起重机。悬臂式起重机通常利用绕着立柱在水平面上旋转的臂。一吊运车可以沿着悬臂移动，并且任何东西(例如辐射防护装置和/或平衡机构)都可以从该吊运车上悬挂下来。当悬挂物与平衡机构结合以抵消其重量时，该悬挂物可以在由臂的旋转弧度界定的X、Y和Z空间体积内自由移动。悬挂系统的基部可以连接至天花板、地板、墙壁、便携式支撑架、便携式支撑台或者其它固定物体。基于上文描述的基本系统以及此处公开的臂架系统或者其它悬挂组件，可以产生多种变形或者增强功能。

根据此处公开的发明的一系列实施例，悬挂组件包括反作用臂、操纵臂、平衡臂、铰接臂、扭矩臂和/或其它旋转连接的、铰接的、机械辅助的机械手。在这些实施例中，服装连接至框架，该框架直接且牢固地固定至这样的一个或多个铰接的悬挂组件。这样的实施例与通过绳子或金属丝悬挂框架的相关申请的实施例形成鲜明对比，在某些情况下，通过绳子或金属丝悬挂框架的设置可能产生不良地松弛、悬挂组件的延迟动作、或者甚至导致反弹的情况，反弹是任何拴绳装置中都会遇到的常见问题。

根据此处公开的本发明的另一个实施例，可以提供绑定系统，该绑定系统使得操作员在进行试验或者手术时可以进入辐射防护系统、保持接近防护系统、以及随后退出防护系统而不会失去无菌性。

根据本发明的另一个实施例，绑定系统包括球座(ballandcup)连接/分离机构。操作员身上固定有安全带或者带子。安全带或带子包括绑定组件，例如球形的球头，该球头可以和对应的绑定组件(例如固定至辐射防护系统的承座或承窝的连接点)紧密配合。操作员将球头放置在适当接近承座的位置，以将球头和承座紧密配合，从而使操作员可分开地固定至辐射防护系统。当操作员想要与辐射防护系统分开时，操作员只需要克服相对较小的耦合力而不会失去无菌性，该耦合力保持球头和承座连接件之间的紧密配合连接。此处公开了绑定系统的多个可选的实施例，这些实施例包括本领域公知的机械绑定系统、摩擦绑定系统、磁力绑定系统和电磁力绑定系统的使用。

根据本发明的另一个实施例，辐射防护装置包括带有伸出臂的悬挂组件。该伸出臂还可以包括平衡机构或张力机构，以抵消服装、护面罩以及支撑服装的框架的重量。当采用个人辐射防护装置时，伸出臂增大了操作员可以运动的范围以及悬挂组件的用于响应操作员的动作的活动范围。

根据本发明的另一个实施例，辐射防护装置包括可配置的护面罩。护面罩可以包括可调节的前板和可调节的侧板，该前板和侧板连接至框架并给操作员的面部和颈部区域提供最佳防护。护面罩可拆卸地固定至框架，并且当护面罩连接至框架时，其前板和/或侧板可以各自朝向相对于操作员来说合适的方向。侧板可以移开、反向、或者设置在前板的右侧或左侧，以便在进行试验或者手术时给操作员的头部和颈部提供最佳保护。

根据本发明的另一个实施例，辐射防护装置包括照明组件或者灯具。根据操作员的需要或者对辐射防护装置的使用环境的要求，照明组件可以连接至悬挂组件或框架。照明组件可以被安装为可调节的，并且可以被设置以保持在相对于操作员的恒定的方向。操作员可以通过操纵无菌手柄或者被无菌悬垂织物覆盖的手柄来调节照明组件的位置。根据照明组件的安装位置，该照明组件的重力可以作为有利于系统结构的平衡力。

根据本发明的另一个实施例，辐射防护装置包括仪器支架，该仪器支架用于支撑操作员在试验或手术期间使用的仪器、工具或者其它物品。仪器支架可以可拆卸地固定至悬挂组件、框架或者服装。仪器支架可以是托盘、袋子或磁体，或者是它们的任意组合，仪器支架用于根据操作员的需要支撑仪器或其它物体。

根据本发明的另一个实施例，辐射防护装置包括环境控制装置，当操作员使用辐射防护系统时，该环境控制装置用于为操作员调节和保持舒适的环境。环境控制装置可以可拆卸地固定至、或者牢固地连接至辐射防护系统，该环境控制装置包括用于给操作员降温的风扇或者吹风机系统。正如本领域公知的，个人辐射防护系统中还可以集成有用于给操作员提供热源的热电加热元件，该热电加热元件紧靠服装。

根据本发明的另一个实施例，悬挂装置绕着其重心或者绕着紧靠防护罩和/或服装的重心的一个点或多个点来连接并支撑防护罩和/或服装装置。这样可以改进与操作员的某些动作(例如向前弯曲或者侧向弯曲)相关的运动。通过采用沿着服装框架的球窝接头、或者通过使服装框架绕着巧妙设置的轴或枢轴接头枢转，使得防护罩和/或服装绕其重心、或者基本上邻近其重心或者在包含其重心的冠状(正面)平面上悬挂。

在本发明的另一个实施例中讨论了一种非高架的悬挂件。框架由平衡臂支撑在其重心位置或者邻近其重心的位置，该平衡臂本身可旋转地绕落地式支撑架的立柱固定。根据此处描述的，该平衡臂本身还可以可旋转地绕落地式接插件(docking)和吸顶式接插件固定。各种落地式支撑架可以包括：带有轮子和平衡物的可移动的落地式支撑架；带有锚固件的可移动的落地式支撑架(该锚固件用于将落地式支撑架锁定在合适的位置)；或者，通过固定的吸顶式立柱来固定的可移动落地式支撑架。

本发明的另一个可选的实施例包括便携式的、落地式的、悬挂有防护罩和/或服装的后方支撑台。这样的后方支撑台可以包括便携式轨道支撑架，该轨道支撑架可以使用于悬挂辐射防护罩/服装的平衡臂横向滑动。可选择地，防护罩/服装可以通过装有支撑台的机械手臂、铰接臂、反作用臂或者平衡臂悬挂，这些臂可以通过装有支撑台的立柱可旋转地固定至后方支撑台。已经公开了多种用于将后方支撑台固定至地板的构件，包括：可收起的落地钩、落地环、可锁定的支撑台轮子、和/或平衡物或者它们的组合。

对本领域的技术人员来说，下面的附图、说明书和权利要求书使得本发明的其它技术优点更加容易理解。虽然上文已经列举了具体的优点和实施例，但各实施例可以包括全部的、部分的或者不包括已经列举的优点。

附图说明

附加的权利要求中列出了本发明的确定特有的新颖特征。然而，和优选的使用模式一样，在结合附图理解本发明时，通过参考下文的详细描述和说明性的实施例，本发明本身及其进一步的目的和优点可以被最好地理解，其中：

图1为根据本发明的悬挂的个人辐射防护系统的立体图；

图2为根据本发明的个人辐射防护系统的特写立体图；

图3为根据本发明的绑定系统的安全带组件的立体图；

图4A为示出了根据本发明的球座绑定系统的侧视图；

图4B为示出了根据本发明的一种可选择的球座绑定系统或者指形结构绑定系统的侧视图；

图4C为示出了根据本发明的一种可选择的绑定系统的侧视图，该绑定系统使用的是球座绑定系统；

图4D和4E为示出了根据本发明的一种可选择的集成的磁力和机械绑定系统的立体图，该绑定系统使用了磁体以及联锁的块和指部，在图4D和4E中，块和指部分别处于分离和联锁的位置；

图4F为根据本发明的磁力机械绑定系统的立体图，该绑定系统与使用者身上的安全带以及与个人辐射防护系统相结合；

图5A为根据本发明的伸出臂的侧视图；

图5B为根据本发明的伸出臂的另一个实施例的侧视图，其示出了延伸的伸出臂；

图5C为示出了根据本发明的带有张力机构的伸出臂的侧视图，该张力机构为处在各个空间位置的个人辐射防护系统提供平衡力；

图6A为根据本发明的护面罩的正视图；

图6B为根据本发明的护面罩的俯视图；

图6C为示出了根据本发明的吊架、护面罩和框架的立体图；

图6D为示出了根据本发明的护面罩的连接和调整机构的立体图，该连接和调整机构连接至框架；

图6E为示出了根据本发明的一个实施例的可选的护面罩的连接和调整机构的立体图；

图6F为示出了根据本发明的一个实施例的护面罩的可调节结构的立体图；

图6G为示出了根据本发明的可调节护面罩的一个可选实施例的立体图；

图7为示出了根据本发明的一个实施例的照明组件的立体图，该照明组件固定连接至个人辐射防护装置；

图8为根据本发明的一个实施例的机械手臂悬挂系统的立体图，该系统与横梁和吊运车系统相结合；

图9为根据本发明的一个实施例的机械手臂悬挂系统的立体图，该系统与可选的防护罩系统一起连接至固定支撑架；

图10为根据本发明的悬挂的个人辐射防护系统的立体图；

图11为根据本发明的个人辐射防护系统的立体图；

图12为根据本发明的机械手臂/反作用臂式悬挂系统的放大侧视图；

图13为根据本发明的一种可选的悬挂系统的放大侧视图；

图14为根据本发明的一种可选的带有机械手臂的悬挂系统的放大侧视图；

图15为根据本发明的图14所示的机械手臂的腕关节的立体图；

图16A-16D示出了根据本发明的重心连接机构的功能；

图17A-17B为根据本发明的框架的球座重心连接系统的立体图，该连接系统连接至悬挂系统；

图18A-18D为根据此处公开的发明的框架的基于轴的重心连接件的立体图，该连接件连接至可选的悬挂组件的各个实施例；

图19为根据本发明的便携式、落地式的、非高架的悬挂系统的立体侧视图；

图20为根据本发明的便携式、落地式的、非高架的悬挂系统的立体侧视图，其针对图19的落地式的接插部进行了修改；

图21为根据本发明的便携式、落地式的、非高架的悬挂系统的立体侧视图，其针对图19的吸顶式的接插部进行了修改；

图22为根据本发明的便携式、落地式的、安装有后方支撑台的服装悬挂系统的俯视图；

图23为根据本发明的便携式轨道支撑架的一个实施例的立体图，该轨道支撑架用于与安装有后方支撑台的服装悬挂系统一起使用；

图24为根据本发明的便携式轨道支撑架的一个实施例的立体图，该轨道支撑架用于与安装有后方支撑台的服装悬挂件一起使用；

图25为根据本发明的可收起的、嵌入式的落地钩的一个实施例的立体图；

图26为根据本发明的便携式轨道支撑架的一个实施例的立体图，该轨道支撑架用于与安装有后方支撑台的服装悬挂系统一起使用；

图27为根据本发明的便携式轨道支撑架的有效活动范围的俯视图，该轨道支撑架用于与安装有后方支撑台的服装悬挂系统一起使用；

图28为根据本发明的便携式、落地式的、安装有后方支撑台的、非高架的或者高架的服装悬挂系统的立体图，其示出了安装有支撑台的机械手臂处于工作状态和停止状态的一个示例；以及

图29为根据本发明的便携式、落地式的、安装有后方支撑台的高架的臂架系统的立体图，该系统带有位于吊运车上的伸出臂。

具体实施方式

为了教导和讨论的目的，提供一些关于此处公开的发明的工作方式的概述是有用的。下面的信息可以看作是基本原理，通过该基本原理可以对本发明作适当的说明。提供这些信息的目的仅仅是为了说明，因此，不应该理解为是对本发明的较宽范围及其潜在应用的限制。

辐射被用于执行多种医疗诊断以及治疗检查和手术。为了可以完成医疗任务，病人或者动物需要经受最小剂量的辐射。辐射照射需要被监控，以避免或者减少重大伤害的风险。很多医生、兽医或者研究人员都可能参与到这些过程的执行中。

多年以来，这些专业人员在执行他们的工作时都暴露在散射辐射之中。虽然他们的日常照射一般比病人少，但还是会对操作员产生不利的累积影响。虽然这些长期的影响还没有得到充分认识，但其已经被认为是足够严重的，以至于需要确保对操作员的强制保护，该强制保护按照这样的方式实现，即，采用可以吸收大部分辐射的服装或隔离物。市场上可以购买到很多种这样的隔离物，不过对于必须和目标物近距离接触的操作员来说，这些方案具有明显的局限性。这些操作员可以是医师和他们的助手、或者技术娴熟的医务人员，这些操作员通过使他们的身体和双手接近病人来执行简单或复杂的医疗过程。在很多情况下，来自目标物的散射辐射或者直接辐射束中的物理元素将会造成严重的健康风险和难以接受的高度照射。

对医务人员来说，辐射照射的危害包括癌症、白内障和皮肤损伤等等。对现有防护系统的综述概括了它们的局限性。辐射吸收壁可以用于将辐射控制在房间内，但不能避免在辐射吸收壁的范围之内的照射。对于不与辐射场近距离接触的人员(例如护士和技术人员)来说，房间内的隔离物(例如落地式或者吸顶式的支撑防护物)可以有效地阻挡辐射，然而，当人员绕着房间移动时，这些隔离物需要经常被定位或者重新定位。这些隔离物还给执行实际医疗过程的操作员带来不便的干扰。当人们试图在无菌区域使用隔离物时，这些隔离物还可能难以保持其无菌性。

对操作员的最常用的保护涉及使用含有可以吸收辐射的材料(一般为铅或者其它金属)的服装，这些服装可以被当作外套、罩衫、裙子或者马甲穿上，而且由于这些服装被穿在无菌的覆盖长褂之下，所以它们不会污染无菌区域。但是这些服装笨重且不舒适，而且众所周知，长期使用这种服装会引起脊椎病，尤其是颈部和背部、关节的疾病，以及其它肌肉骨骼问题，这些疾病会给操作员带来残疾、医疗费用，以及降低的生活质量。

在保护和服装的重量之间权衡，导致不能最理想地覆盖住腿部、头部、躯干和眼睛的服装被频繁地使用，并且由于操作员所能承受的金属材料的厚度是有限的，所以这样的服装只能提供次优的辐射防护。为了保护其它易受辐射伤害的组织(例如眼角膜和甲状腺)，通常需要穿戴专门的笨重的含有金属化合物的眼镜以及围绕颈部的颈圈。即使当操作员被这些物件阻挡时，也不能保护含有敏感性骨髓的颅底和面部。个人面部防护罩和颈部防护罩解决了这个问题，而且它们可以在市场上购买到，但是由于这些防护罩的笨重的性质和相当的重量，操作员很少佩戴它们。

这样的问题存在了很多年，人们为了解决这些问题进行了各种尝试。例如，对支撑于地面的可移动的防护罩进行修改，尝试为操作员提供相对于标准的笨重的可移动隔离物来说改进的灵活性，以及带有改进的服装设计的落地式支撑系统也做同样的尝试。然而，对于使用它们的操作员来说，这样的防护罩仍然妨碍操作员的自由移动。人们提出了另一种围绕病人的隔离物系统(例如辐射防护室)，然而，该系统会给操作员大幅度动作、轻微动作、接触病人/目标物、以及在无菌区域工作带来不便、限制和抑制。

围绕病人的顶置式隔离物还限制了病人和操作员之间的接触，并且可能导致难以控制无菌区域。一种结构包括用于支撑铅制服装的重量的顶置式装置，该顶置式装置包括可以沿着线性轴移动的手推车或者吊运车，并可以具有或者不具有围绕手推车的中心点旋转的伸出臂。考虑到其它类型悬挂隔离物，这样的机械结构应当设置在合适的位置，而且由于操作员必须经常在所有三个空间轴上快速且自由地移动，所以其运动机构可能并不太适合使用与操作员身体相连的机构。通常，操作员将会以不定的和快速的方式走过工作区。一种结构包括由简单的膨胀弹簧悬挂的服装，由于该膨胀弹簧的弹性机理简单，该膨胀弹簧可以随着操作员的移动产生膨胀，并根据其膨胀度对防护罩和操作员施加不均匀的力。这样的结构还可能产生影响操作员灵活性的简谐运动。另外，由于循环应力引起的弹簧失效可能导致操作员受伤。而且，由于天花板的高度，处于操作员正上方的弹簧将使操作员的运动受到限制。集成有重的图像增强器监视屏的系统会进一步妨碍操作员的正常移动。

对操作员在工作期间执行的动作的类型的讨论是有重大意义的。操作员通常站在手术台的旁边，病人位于手术台上。操作员经常会接触到病人身体的各个部分，并且当他们伸手去接触物品、表面等时，身体可能向前倾。当操作员穿着笨重的服装时，身体向前倾会对他们的脊椎施加压力。操作员可以俯身或者弯腰，不过经常仅是小幅度地俯身或者弯腰，这是因为有病人的工作场所限制垂直运动。此外，大多数手术涉及无菌区域，在无菌区域中，操作员的手、胳膊和躯干必须保持被限制，所以禁止过度的垂直运动。操作员可能需要在所有三个空间平面上通过走动或者转身来大幅度地移动。显然，操作员需要在这些方向的每一个方向上自由运动，以执行手术或者检查。

桥式起重机已经使用了很多年，并且通常用于材料处理行业。下面是对桥式起重机的说明。桥式起重机包括：至少一个横梁，在横梁上移动的吊运车，设置在主横梁端部的、用于支撑主横梁的端梁(endtrucks)，以及设置于端架(endcarriages)的轮子，该轮子沿着基本平行于端梁的基本平行的轨道移动。在一些实施例中，铰接的端梁增强了横梁的可操作性，从而使得横梁可以旋转或者摆动，同时，端梁可以保持安全地连接至轨道。较小的起重机(例如用于支撑至多250磅的负载的起重机)经常由工人操纵而不需要机动辅助设备的协助，这是因为该起重机的活动部分足够轻以至于可以用手操纵。可以使用不同的系统(包括卷扬机、平衡器和本领域公知的智能辅助设备)将负载从起重机上悬挂下来。

目前，还可以使用工具平衡器，其帮助工作人员将工具悬挂在工作区，该工具平衡器的使用方式为给使用它们的工作人员提供了人体工程学益处。工具平衡器一般设置在工作区的上方，并从悬挂工具的地方放出线缆。可以对工具平衡器进行调整，以在期望的高度为工具提供“零重力”平衡，从而使工作人员可以在工作范围内上下移动工具而无需承受工具的大部分重量。这样的调整可能导致工具平衡器对工具施加更强的向上的力，从而使操作员必须对工具施加向下的力，以将工具下拉至工作区，而当工作人员释放工具时，该平衡器将使工具上升。

根据力学原理，工具平衡器可以是弹簧的、液压型的或者气动型的，该工具平衡器为工具的操作提供了平衡力。弹簧工具平衡器(例如在此处公开的发明的一个实施例中)一般包括盘绕的片弹簧，该片弹簧连接至圆锥形的卷轴，并且可以作为用于缠绕线缆的平台。圆锥形的形状提供可变的机械效益，其可以抵消弹簧在缠绕和松开时产生的弹力变化。因此，在可确定的工作范围内，可以对线缆施加相对恒定的力。

安全考虑主要涉及掉落的物体、悬挂装置的强度、线缆的强度以及操作员跌倒。平衡器可以通过其自带的挂钩和安全链连接至吊运车。在规定的最大负载下的悬挂装置可以在市场上购买到，该规定的最大负载包括宽的安全裕度。根据使用本发明的房间的架构/技术要求和标准来完成悬挂装置的安装。

工具或其它负载还可以通过臂来保持平衡，该臂通过各种机械系统提供约等于负载重量的扭矩，该机械系统包括内部线缆以及带有弹簧、气动力或者平衡物的滑轮。这样的臂系统可以是本领域公知的机械手臂、扭矩臂、反作用臂或者平衡臂。

从悬挂系统上拆下框架和/或服装时需谨慎。常见的工具平衡器上的线缆限位器(cablestop)可以防止吊架上升到比设定水平面更高的位置。一些平衡器上配备有锁定机构，该锁定机构可以防止线缆在负载被改变或者移除期间移动。当锁定机构设置在地面上时，可以使负载进行简单的移除或者交换。可选择地，在锁定机构未启动时，操作员可以向上提升负载，直到负载接触平衡器的限位器，或者直到臂完全上升到臂系统所容忍的最高位置，然后移动服装而不需要考虑平衡器线缆或者臂以及连接组件的突然向上的、不受控制的运动。可选择地，在将支撑系统分开之前，可以将约等于支撑系统重量的重物连接至线缆、杆或者臂。这样可以使支撑系统“下降”，并且需要该支撑系统由操作员支撑，操作员随后可以将支撑系统和线缆、杆或者臂系统分开。该重物可以防止组件以不受控制的方式向上运动。在下一次连接框架和/或服装时，在确保支撑负载固定连接以后，可以将重物移走。

对于大多数操作情况来说，不需要将防护系统和悬挂系统(例如支撑系统的线缆、杆或者臂)分开。在可选的实施例中，该防护系统可以被保持悬挂并且可以被简单移动避开其它活动部件。另一种可选的方法涉及对工具平衡器或者平衡臂施力使其略重于悬挂防护组件的重量。一旦和人体分开，悬挂防护系统随后将缓慢地且安全地上升，直到被限位机构停止。下次使用时，操作员可以容易地将悬挂系统向下拉回到适当的位置。可以进行系统的年检，用于检查线缆的磨损、挂钩或者锁定装置的故障、以及悬挂组件的裂缝。

由于在某些实施例中，悬挂系统允许操作员不受限制地接触地板，所以即使操作员摔倒，该系统也不大可能给操作员造成伤害。鉴于此处公开的实施例，该系统的设计使得操作员可以安全、快速地和辐射防护系统分开。由于操作员摔倒时产生的力可以容易地克服使操作员保持接近于辐射防护系统的绑定力，所以该绑定系统可以使操作员和辐射防护系统快速地连接/分开。

万一发生故障，很多支撑系统配备有自动锁定机构，以防止由支撑系统支撑的负载跌落。万一操作员和辐射防护系统实际上分开了，支撑悬挂防护组件的框架可以设计成这样，即，在操作员的肩上设有衬垫，万一悬挂故障，该衬垫轻轻地附在操作员的肩上，以用于支撑装置的重量。不过，由于支撑结构的足够强度以及对整个系统的年检通常可以避免此类故障，所以这种故障很少发生。

万一由于紧急情况操作员和系统必须快速分开，则此处公开的绑定系统可以用于使操作员和辐射防护系统之间简单且快速地分开。正如此处进一步公开的，操作员只要简单地用手推开或者摇动或者启动开关或者通过其它不同实施例中的方法，就可以使操作员和辐射防护系统快速且安全地分开，而不需要使服装和系统分离。服装可以保持被悬挂在系统上，然后被移离病人或担架。而且，

现在回到辐射的一般问题，很明显的是，操作员在他们的工作过程中经常会被辐射照射。此处提出的方案描述了一种用于处理前述多种问题的装置和方法。该方案为操作员提供了实质性的防护：其覆盖了身体的很大部分。装置的屏蔽能力可以通过使用更厚的重金属或者其它辐射防护材料层来增强，由于该装置对操作员来说基本无重量，因此，其可以减小对操作员的压力。装置像常见的围裙一样靠近操作员的身体，但其并不由操作员支撑。装置随着操作员(他/她)在工作区和无菌区的移动而移动，并且使操作员的手臂和身体部位可以动作，以完成手边的手术。

装置的整体效果包括：提高了操作员的舒适度，使得操作员再也不用支撑重的防护服；与常见的围裙相比，该装置通过保护身体的更大部分改进了对操作员的辐射防护，而且由于使用了更多的屏蔽材料，使得对被覆盖的大部分身体的防护更加有效。由于操作员未承受明显的重量，因此该方案还对肌肉骨骼有益。

现在转到附图上来，图1是辐射防护系统10的立体图。在示出的实施例中，系统10包括：悬挂组件12，用于支撑辐射防护服装16的框架14，以及护面罩18。为了在使用辐射射线24给病人22进行手术期间保护操作员，操作员20使用了系统10。防护系统10可以容易地安装或集成在典型的操作间内。

通常，服装16从悬挂组件12上悬挂下来，并由框架14支撑。框架14的轮廓围绕操作员20的肩部、胸部和躯干，并支撑服装16和/或护面罩18、以及其它可能的装置或仪器(例如器械盘、照明装置、环境控制仪器或者其它仪器)，这些装置或仪器可以容易地与下文所述的系统10结合。在图1所示的一个实施例中，框架14与悬挂组件12连接，其中悬挂组件可以包括此处讨论的刚性杆、钢缆、伸出臂、机械手臂或者其它悬挂件。如本领域中已知的多种钢缆、反作用臂、工具平衡器、吊运车和横梁、以及其它各种支撑系统，可以用于支撑辐射防护系统，并且可以根据具体情况以及用户的期望或者使用该系统的设备用于此处示出的实施例。

图2进一步阐述了框架结构和服装结构。防护系统10示出为具有框架14，该框架14的轮廓围绕操作员的颈部、肩部和上半身。在一个实施例中，框架14的背面打开，使得操作员20可以从后面进入系统10。框架14支撑服装16，并通过吊架26可拆卸地连接至悬挂系统12(如图1所示)。应该指出的是，吊架26可以是使用本领域公知的连接方式的连接机构，其包括但不限制于螺纹连接件、钩环、或者和/或螺旋式连接件。根据系统10的操作要求的需要，吊架26还可以是刚性的、可旋转的或者转动的连接件。在其它实施例中，框架14包括用于连接至悬挂组件12的连接件，而不需要吊架26。该描述的实施例允许操作员20本身邻近服装16或者位于服装16的后面，从而使得操作员20不需要支撑服装16或框架14的重量。从这个意义上来说，操作员可以从典型的辐射服装和防护系统的典型的且造成问题的重量约束中解放出来。框架14和服装16被构造成可以使操作员20畅通无阻地从后面进入辐射防护系统，而不需要将框架14或服装16与系统连接。在一些实施例中，操作员和系统的连接只需要操作员接近框架14，从而由于操作员的手臂和/或躯干与框架14和/或服装16相对接触，使得框架14和操作员20保持接近。在其它可选的实施例中，框架14可以构造成形状合适的、刚性部件，或者可以由半刚性的、柔性的材料构成，使得操作员20可以将框架14的形状设置为适合其体型。框架的形状还可以通过使用由多种不同类型的接头连接的刚性的框架材料来控制，多种不同类型的接头包括扭矩铰链或者摩擦铰链，这两种铰链有些类似于在运动过程中产生摩擦的传统门铰链，并经常被设计成规范的或者可调节的，一旦设置好，使得框架可以保持在期望的形状，直到再次施加足以克服摩擦的力。在其它可选的实施例中，操作员20采用此处公开的绑定系统、或者通过操纵带子系统、或者通过激活操纵带子系统的机构而连接至系统10。这样的带子系统可以环绕或者部分围绕操作员，用以增强配合或者增强功能。此处本发明不同于传统的围裙或背心以及之前的具有更传统的肩部结构的悬挂围裙，该传统的围裙或背心以及悬挂围裙均要求服装的袖笼稍微张开或者提升或者以便于操作员进入的形式设置。对于穿着无菌长褂并且试图连接至被无菌悬垂织物包住的装置的操作员来说，无菌的进入和退出可能会成为一个问题。系统10后面的开口有助于这些操作(即操作员进入和退出)，而不会污染无菌的操作员或者区域，该开口是此处公开的发明的另一个新颖的方面。

此处公开的系统10的一些实施例设置为不需要用户操纵，并且不需要为了进入、使用和退出系统而改变系统的形状。在各种可选的实施例中，框架14和服装16可以是可成形的，它们可以在有操作员的身体的情况下或者在没有操作员的身体的情况下成形。此处公开的发明的独特特征在于其新颖的框架14，在使用过程中，该框架14通常位于操作员20的前面。框架14可以由刚性的、有接缝的、半刚性的和/或柔性的材料构成，以使框架14成形为或者塑造为轮廓基本与操作员20匹配。在一个实施例中，框架14是半刚性的，并且可以成形为轮廓基本上与特定的操作员的身体匹配。当系统10被另一个体型大小不同的操作员20使用时，框架14可以重新成形，以使其轮廓调整为和下一个操作员20的体型大小匹配。如图2描述的，框架14在操作员20的前面从一侧延伸到另一侧，框架14作为对服装16的支撑并为位于靠近操作员的头部、肩部、手臂和上半身(这些部位将在手术期间进行重要的运动)的区域的服装16提供了形式和结构。框架14还可以作为帮助整个系统10适当平衡的机构，以使其保持在合适的操作方位。前述的悬挂防护系统通常连接在操作员的肩部，而不提供实现此处描述的功能的前面的框架件。与公开的悬挂系统12和此处讨论的各种其它可选的支撑结构相结合的框架14使系统10的质量和重量向操作员20的前面和侧面集中，同时使系统10保持适当的平衡并且保持系统10相对于操作员20的合适的方向。这样有利于操作员20简单且容易地进入和退出系统10。框架14还可以使护面罩18可靠连接在操作员20的前面，以及如果需要，可以使护面罩18可靠连接在操作员20的侧面，同时保持其适当的平衡和方向，当使用系统时，该框架14不会限制操作员的身体和手臂的动作。不管操作员是否在系统中，除了手臂上的布片(flaps)30和织物会随着操作员20的移动而有些轻微的弯曲之外，可以基本保持操作员20期望的形状。然而，对于操作员20来说，为进入装置10而对框架14的形状做出实质性的塑造或改变不是必须的，这样便于操作员无菌的进入/退出。而且，无菌的悬垂织物28可以用于基本上覆盖服装16和部分框架14。无菌的悬垂织物28容易添加在服装16和框架14的期望部位上，以提供额外的无菌保护。

此处公开的另一个新颖的改进在于：在一些实施例中，不需要将环绕的带子或皮带系在操作员的后面、周围或者前面；操作员不会被任何如常见围裙中的以及防护系统中的连续组件完全围住，该防护系统采用了连接两个肩胛骨之间或者其地方之间的围裙的带子，以使围裙保持在操作员身上。此处公开的发明可以包括完全包裹操作员的躯干的实施例。尽管如此，虽然后面的组件在某些情况下可以接触或者重叠，但有些实施例可以通过定向的框架件保持在这个位置，因此，可以通过打开和关闭框架使得操作员进入系统，而不需要对系统或者操作员的背面附近进行处理，或者不需要对围绕系统或者操作员背面的所有皮带或带子附近进行处理。此处公开的发明包括这样的实施例，即通过提供可以和操作员相连的框架结构消除这种需要，而不需要在每次操作员和系统连接或分开时都改变框架的形状或者操纵带子或其它组件。在一些实施例中，操作员未被组件围绕，该组件在操作员进入或者退出时必须分开。

本发明构思了另外一种可选的实施例，其中，背面的框架件或者围裙件相互连接，但这样的连接不需要操纵背面的组件，或者不需要使操作员或助手的手伸向背面。前述的这种实施例在其背面上使用了带有磁性组件的框架带，从而只要在侧面或者前面执行操纵使得背面的组件一起移动、相互接近，就可以便于将背面的组件绑定在一起。尽管一些可选的实施例可以包括柔韧的带子或绳子，该带子或绳子在背面连接背面的框架件或者围裙件，或者以类似于厨房围裙或常见服装的方式围绕在身上，但是本发明还描述了许多可选的实施例，这些实施例允许框架或围裙局部地或者完全地环绕操作员，不需要用手在背后操纵和处理，因此，便于快速进入和退出装置，更重要的是，便于穿着无菌长褂的操作员以这样的方式进入和退出同样被无菌覆盖物保护的装置，即，无菌性不会因为通过了非无菌物体、或者使用了难以悬垂的织物、或者使用了辅助件、或操作员的双手伸出了常见的无菌区域而破坏。

框架14给服装提供了一般为圆弧形或曲线形的形状，该形状与操作员的体型匹配，然而，由于以前公知的悬挂服装系统是柔韧的且没有任何预定的形状，所以随着与操作员的贴合而构成其轮廓形状，而在没有操作员身体的情况下，该公知的悬挂服装系统不能保持其工作形状。以前的悬挂服装系统主要是悬挂的服装(例如像穿着相应的服装物件一样穿着的围裙或者衬衫)，尽管在可选的实施例中，服装16的材料可以是坚硬的或者不可塑的，然而此处公开的装置在其它实施例中使用了形状合适的刚性的、或者柔韧的框架14，该柔韧的服装16的材料可以连接至框架14，使得框架保持或成型为合适的且舒适的形状，以便操作员20可以容易地进入框架。根据此处公开的，框架14可以连接至悬挂系统12的一或者多个位置上。在附图所示的一个可选的实施例中，单侧悬挂可以提供一个没有障碍的相对的侧边，同时可以提供更坚固的支撑结构，以使其强度更大。另外，当手术或者工作期间用到辐射时，操作员可以在X、Y和Z空间平面上自由移动，使得框架14、服装16和护面罩18对于操作员20来说基本上无重量。

图3描述了可连接/可分开的绑定系统的实施例，在手术期间，该绑定系统用于使操作员和辐射防护系统保持连结或者相对接近地连接在一起。该实施例描述了操作员20，操作员20穿戴着可以由带子组成的安全带32、马甲、皮带、服装或者其它可以可拆卸地固定在操作员身上或者周围的结构。绑定系统可以有多种不同的结构，可以包括含有提供腰部支撑的宽腰带的实施例。第一绑定组件(球头34)固定在安全带32的某个位置上，第二绑定组件(未示出)固定至此处描述的辐射防护系统的框架、服装、吊架或者其它连接点。根据需要，安全带32可以穿戴在操作员的无菌长褂的外面或者长褂的里面。当第一绑定组件通过摩擦力、磁力、电磁力或者其它机械绑定机构与第二绑定组件(见图4A-4E)连接时，操作员被固定至个人辐射防护系统，从而使操作员和个人辐射防护系统可以在X、Y和Z平面上一起自由移动，同时使操作员保持接近系统并且被系统保护。绑定机构可以被设计和构造为用于容纳多层布料或者塑料的悬垂织物材料(例如，可以是操作员身上的无菌长褂，还可以是装置上的无菌悬垂织物)。尽管有插入层，但绑定机构还是可以绑定在一起，并且不会撕裂或者损坏该材料层。当操作员将第一和第二绑定组件分开时，这两个组件的表面都保持被悬垂织物覆盖，由于这两个组件只接触到了其它的无菌材料，所以它们可以保持无菌。即使在无菌悬垂织物的外面使用了该无菌的绑定组件，它们在分开之后同样可以保持无菌性。

图4A-4E描述了绑定系统的多个实施例，该绑定系统用于将辐射防护系统连接至操作员，使得辐射防护系统可以在工作期间随着操作员一起移动。描述的实施例包括各种不同的公母连接机构，其中，公母组件提供了机械稳定性、以及连接至辐射防护装置和操作员的两个组件之间的柔性和/或刚性固定。在一些实施例中，公母组件还提供引导作用，在连接期间，该引导作用可以帮助操作员使两个绑定组件适当对齐。

图4A和4B示出了绑定系统的一个实施例，该绑定系统采用了球头34和承座36连接。如图4A所示，第一绑定组件(本实施例中描述为球头34)被连接至安全带32，如图3所示，该安全带32被操作员20穿戴上。第二绑定组件(本实施例中的承座36)安装至服装16或框架14，该承座36示出为处于“张开”状态。根据第二绑定组件承座36的安装位置(例如在各种想到的实施例中安装至框架14或者服装16)，操作员只要移动至相应的位置，并将球头34容置在承座36中，就可以建立可连接/可分开的连接。球头34和承座36的连接使得操作员和辐射防护系统可以相互对应的、基本上同步地移动。在可选的实施例中，可以构造绑定组件的各种不同的几何形状，以便配合和具有略微不同的特征，例如在根据设计要求和操作要求需要的较低和较高的实际配置的框架、服装和/或操作员、或者绑定组件上的多个连接位置。在各种实施例中，成对的绑定组件之间的运动自由度与不成对的绑定组件(例如刚性连接件)之间的运动自由度不同，刚性连接件的运动局限在某些转动轴上，而成对的绑定组件可以实现所有空间方向上的自由移动。接合处的不同运动链可以构造为除了可以径向运动之外，还可以平移运动，并且可以使用弹簧、气压弹簧、阻尼器或者其它机械应力调整件。绑定系统可以被构造成这样，即，必须启动分离机构(例如通过操作员手动或者按下开关来启动)来使操作员与服装和/或框架分开。可选地，绑定系统可以被构造成这样，即，一定量有力的分离作用或者特定的旋转运动或平移运动可以克服相配合的两个绑定组件的绑定力，并且可以将两个绑定组件分开而不需要通过操作员的双手或其他部位启动其它机械分离系统。这种自动分离功能可以被构造为用于常规的分离、或者仅作为紧急分离功能，在一个实施例中，自动分离功能在作用上类似于操纵滑雪用的绑定分离机构。在此处未示出的其它实施例中，两个绑定组件的连接可能需要启动某个机构(通过电子控制的机构)，而在其它实施例中，可以在两个组件压在一起时自然地形成连接。

在图4B描述的可选的实施例中，第二绑定组件通过杆40连接至防护系统，在该描述中，承座由铰接的指形结构38构成，当该指形结构38被引导着接近第一绑定组件(在该描述中的球头34)时，用于包围住球头34，从而可以根据需要在第一和第二绑定组件之间形成柔性的和/或刚性的固定连接。铰接的指形结构38被保持在形成与球头34相连的闭合状态。为了断开球头34与承座指形结构38之间的连接，操作员可以启动分离机构，该分离机构可以克服弹簧42使指形结构38保持在绕着球头34的闭合状态的力，从而使指形结构38张开以及使得球头34分离，并且可以使操作员快速且容易地从框架或者服装中退出。可选择地，通过使用锁紧式和销式的连接件、磁力、电磁力、开关连接件、刚性板块或者本领域公知的其它机械连接方式，使得第一和第二绑定组件之间可以形成更加刚性的连接。

在图4B示出的实施例中，弹簧42或者其它压力/张力系统可以与铰接的指形结构38共同使用，以使这些指形结构保持在闭合的承座状态。当球头34被压入由指形结构38构成的承座时，球头34的最大直径穿过承座的最小直径，以对抗弹簧42施加的弹簧阻力，撬开指形结构38。一旦球头34和指形结构38处于配合的位置，指形结构38就会包围住球头34，从而使第一和第二绑定组件之间形成连接。

在图4C示出的可选的实施例中，铰接的弯曲的承座指形结构44示出为带有圆形的唇边，该唇边示出为位于承座指形结构44的圆周上，其可以有助于使连接过程更容易。在该实施例中，弹簧机构(未示出)被用于使承座指形结构44保持在闭合位置。一旦球头34被用力压入承座指形结构44，承座指形结构44就会被球头34推开。在该实施例中，承座由多个带有弯曲边缘的承座指形结构44构成，如图所示，该承座指形结构44可以被打开和关闭。一旦球头34被基本上推入由承座指形结构44构成的承座，承座指形结构44随后就会包围住球头34，从而构成连接的绑定系统。通常，球头34和承座指形结构44之间的分离按照相反的方式发生。将球头34推进承座指形结构44或者将球头34往回拉出所需要的力可以被设计为适合这样的使用情况，即，操作员只要付出很少的努力就可以使球头34和承座指形结构44连接和分开。可以想到的是，通过采用本领域公知的连接方式和机构，此处讨论的多种具有绑定功能的组合物和衍生物都可以被此处讨论的方法和装置使用。

图4A-4C描述了可选的绑定系统，该绑定系统利用了公母型组件的原理，即，当公母型组件连接在一起时可以形成可拆卸的固定连接。然而，可以想到的是，用于绑定的多种不同的形状、大小和机构是本领域熟知的，并且由于这样的绑定系统有很多并且可以和此处公开的绑定系统不同，因此此处公开的实施例并不作为对已经公开的绑定系统的限制。而且，除了改变自身形状以连接和断开的“压配”型组件之外，此处的发明还可以采用其它类型的绑定机构。例如，还可以使用摩擦绑定系统、钩环绑定系统和简单的机械绑定系统(例如带有钩环或者纽扣)作为可以使操作员和辐射防护系统连接和分开的绑定系统。

在图4D和4E示出的另一个实施例中，示出了用于将操作员绑定至个人辐射防护系统的磁力机械绑定系统50。系统50由第一绑定组件52和第二绑定组件60组成。第一绑定组件包括基板54、一个或多个导向块56、以及一个或多个防冲击板58。导向块56和防冲击板58通过本领域公知的各种连接方式固定至基板54。导向块56可以包括各种形状、表面和材料，并且具有这样的特征：形成与第二绑定组件60匹配的表面。该形状和表面可以是刚性的、可变形的、可塑的、有磁性的或者具有多种物理和化学特征的，该物理和化学特征有助于与第二绑定组件60的组成部分建立连接。第二绑定组件包括基板62、一个或多个导向指部56、以及一个或多个磁体66。导向指部64和磁体66通过本领域公知的各种连接方式固定至基板62。连接至基板62的形状和表面可以是刚性的、可变形的、可塑的、有磁性的或者具有多种物理和化学特征的，该物理和化学特征有助于与第一绑定组件52的组成部分建立连接。

如图4D所描述的，导向指部64从导向块56以一定角度定向。导向块56和导向指部64有助于引导第一和第二绑定组件52、60结合在一起，以构成图4E所示的绑定连接。参阅图4F，当操作员向着辐射防护系统10接近时，不用为了使第一和第二绑定组件52、60紧密配合及构成固定连接而将它们排列在一条直线上。像这样，操作员引导第一绑定组件52朝向第二绑定组件60，该第一绑定组件52在本实施例中示出为通过安全带32连接至操作员20，该第二绑定组件60在本实施中示出为通过服装16固定至辐射防护系统10。将导向指部64和导向块56放在一起，并且随着防冲击板58和磁体66之间的磁性吸引力增加，第一和第二绑定组件将紧密配合在一起，以形成充分的机械磁力绑定。

图4E中示出了处于紧密配合或连接状态的第一和第二绑定组件52、60。一旦第一和第二绑定组件52、60连接，导向指部64和导向块56将对称地固定配合。除了本实施例中描述的磁性绑定力以外，这样的设置还可以为操作员20和辐射防护系统10之间的绑定力提供额外的机械绑定组件。例如，这样的结构基本上可以防止第一和第二绑定组件52、60的基板作彼此相对的平移运动。这样的平移运动还可以由防冲击板58和磁体66之间的磁力阻止。因此，磁体66不会相对防冲击板58“滑动”。由于磁力和机械力可以防止操作员20在执行手术期间无意中和系统10分开，所以很容易将磁力和机械力的这种结合运用在本实施例中。尽管如此，只要快速地(但不过度地)直接将基板54、64相互拉开(例如通过将辐射防护系统10推离操作员的身体20即可很容易地实现)，就可以非常容易地完成操作员20和系统10的有意分开，该有意分开动作不太可能在正常使用期间非故意地发生。在可选的实施例中，此处公开的磁力绑定系统可以在没有相关的导向板、导向块的情况下，或者在具有额外的机械连接组件(例如纽扣、钩环紧固件)的情况下使用。在另外的实施例中，第一绑定组件可以简单地包括一个或多个磁体，该磁体通过安全带、带子直接固定至操作员或者直接缝合至操作员的衣服，且第二绑定组件包括一个或多个固定至包括框架14和/或服装16的系统10的不同位置的防冲击板。不管有没有机械力，其它的实施例都可以利用磁学原理或电磁学原理，该机械力利用了磁体的各种不同形状、导向指部和导向块的各种不同形状、或者本领域公知的其它紧密配合或紧固件组件。

如图4F所示，操作员20可以在穿上长褂之前或者穿上长褂之后穿戴上带有固定至其上的第一绑定组件52的安全带32，从而使得操作员20可以根据需要将第一绑定组件52放置在长褂里面或者长褂的外表面上。一旦操作员20穿戴上安全带32，并且操作员20准备与辐射防护系统10连接时，操作员会将第一绑定组件52引导至与第二绑定组件60匹配的位置。一旦第一绑定组件52和第二绑定组件60连接，那么操作员20在执行手术时就可以和系统10一起自由移动。当操作员准备与系统10分开时，操作员20只要施加足够的力以克服第一和第二绑定组件52、60之间的绑定力，就可以使操作员20和辐射防护系统10分开。通过操作员的简单挥手、推开动作、扭转动作或者其它身体动作可以完成分离，从而使操作员20可以毫不费力地退出防护系统10，并且可以保持无菌。如果需要，操作员20可以和上文所述的防护系统10分开并且重新连接，而不会破坏其无菌性或无菌区域。

图4D-4F描述了各种不同类型的结构，这些结构利用了磁力和机械力，以使两个绑定组件连接和分开。然而，应该指出的是，在本发明的范围内，该组件的多种不同的结构可以起到相同或者基本相似的作用。例如，代替采用此处公开的使用导向块和导向指部的是，任何公母形状的组合在连接时都可以达到相同或相似的稳定目的，并且可以限制两个绑定组件之间的相对运动，还可以根据需要增强磁体的使两个组件保持连接的作用功能。通常，两个绑定组件的形状可以紧密配合而无需变形，但是也可以使用可变形的形状。例如，当两个绑定组件通过各种不同的空间方法直接连接在一起时，此处描述的形状将紧密配合；然而，不同的设计可能需要专门的空间方法来实现连接。该描述的形状采用了导向指部，该导向指部以这样的角度定向，即，当导向块从不同空间方位接近导向指部时，该角度有助于引导导向块适当地对齐。导向机构的角度和形状可以是高度变化的。可以使用很大的碗状形状，还可以使用三角形、六边形、八边形或者任意多角边的形状。根据需要，一个或两个绑定组件上可以采用平滑的形状或者成锐角的形状。当两个绑定组件之间在任何空间方向上偏离中心地接近时，图4A-4C描述的形状可用于引导绑定组件。尽管如此，当两个绑定组件之间在确定方向上偏离中心地接近时，可以设计更加有限的引导机构以用于提供绑定组件的重新定位。绑定组件的形状和性能还可以用于执行多种功能。例如，当两个导向组件偏离中心地相互接近时，导向块和导向指部用于帮助将这两个导向组件一起引导至匹配的位置，然而，一旦这两个组件连接，导向块和导向指部也可以通过限制连接的两个组件的运动范围以及通过增大使两个部件相互分开所需的力的大小，以提供机械稳定性。在可选的实施例中，改变绑定组件的结构是比较简单的，因此，不同的功能可以由不同的组件提供(即引导组件可以和稳定组件分开)。还可以想到将这些不同方案合并的另外的设计和实施例，然而由于在本发明的精神和范围之内，可以达到相同或相似目的的可能方案有很多，因此，此处没有详细描述。所以，此处的公开内容并不应该理解为局限于此处公开的实施例。

在另一个可选的实施例中，图4D和4E中示出的防冲击板58和磁体66之间的磁力可以由本领域公知的电磁方式控制。操作员可以通过开关件使电磁体启动或者断开，该开关件可以连接至操作员的安全带、辐射防护系统，连接至房间内的固定位置，或者通过有线接头或者无线控制系统从外部连接至该系统。然后，操作员只要简单地将第一绑定组件定位在相对接近第二组件的位置，触发电磁力，就可以使第一和第二绑定组件连接。当操作员期望退出防护系统时，操作员可以断开电磁力使第一和第二绑定组件分开，并且退出防护系统。可选的是，通过使用被电磁力覆盖的机械部件，使得电磁力的启动可以导致第一和第二绑定组件分开，而电磁力的断开可以导致第一和第二绑定组件接合。

此处公开的发明的多个实施例可以集成有锁定机构(例如电磁的或者离合器锁定系统)，该锁定机构用于使悬挂组件的关节或接头锁定和解锁，从而配合操作员进入或者退出系统，并且使整个系统固定或者局部固定。例如，锁定机构可以合并至系统中，从而使操作员可以断开绑定系统中的电磁体，以便操作员退出系统，而且这样的动作还可以驱动开关，该开关则启动悬挂组件的部分或者全部关节或接头中的锁定或离合器机构，以使辐射防护系统以“停止”的方式固定，同时使操作员退出系统，从而防止该系统移动至和/或漂移至非无菌的区域。

在可选的实施例中，可以设置快速分离机构，从而可以通过操作员的手部动作或者其它部位的动作使两个绑定组件分开。此处公开的绑定系统可以设置在服装和/或框架的前面、后面或者侧面。此处描述的安全带可以通过本领域公知的钩环紧固件、磁体、纽扣、按钮、皮带、扣环或者任何合适的紧固方式固定至操作员。在另一个实施例中，安全带可以是无菌的，被穿戴在操作员的长褂的外面，并且可以和绑定组件配合，该绑定组件通过覆盖在服装或框架上的无菌悬垂织物固定至框架或者服装。按照类似的方式，无菌的带子或其它固定件被用于安装连接至框架或服装的绑定组件。在本实施例中，绑定系统是无菌的且没有和长褂或者绑定组件之间的悬垂织物紧密配合。

在另一个实施例中，操作员在它的长褂里面穿戴有非无菌的安全带。穿上长褂之后，第二绑定组件(也是无菌的)通过磁性件或机械件连接在长褂的外面，从而使第二绑定组件穿过操作员的长褂连接至安全带。这样的外部组件装配有绑定件，用以和装置上的绑定组件连接。该外部组件可以通过围绕着装置的悬垂织物连接至装置，或者该装置可以像上文描述的系统一样具有第二个无菌的绑定组件，该第二绑定组件通过悬垂织物绑定至装置组件，然后，所述外部组将和连接至操作员的组件绑定。因此，绑定系统可以由多个分层的绑定组件组成(包括长褂层或者悬垂织物层)，用以在操作员的连接和分开或者重新连接期间提供无菌性。该系统可以具有这样的优点，即，可以使得反复连接和分开的两个匹配组件直接相对，而不需要插入无菌材料层。在可选的实施例中，绑定组件可以位于操作员身体和辐射防护系统组件的前面、后面或者可以位于围绕着操作员人身体和辐射防护系统组件的周围的不同位置上。

图5A-5C描述了改进的伸出臂组件70的实施例，该伸出臂组件70被用于和此处公开的个人辐射防护系统连接。正如此处描述的，吊运车72是系统70的一个组件，该吊运车72沿着Y轴在沿横梁74的水平面中线性地移动，并且该横梁74可以沿着X轴在沿系统的轨道76的水平面中线性地移动，轨道76连接至一支撑结构(例如天花板)并为组件70提供连接点。该组件70还包括连接至吊运车72的伸出臂78。平衡器80可以和钢缆82一起固定连接至或滑动连接至伸出臂78。在可选的实施例中，可以使用铰接的伸出臂(如图5C所示)。平衡器通过利用本领域公知的线缆、弹簧、平衡物、气胎、电动系统或液压系统，给防护系统提供支撑力，这些部件可以提供多个运动自由度中的任意一个，并且可以基本上支撑防护系统的重量，同时给系统提供基本无重量的运动方式。根据具体应用的需要和要求，伸出臂组件70还可以包括任意数量的铰接接头和铰接臂。

在一些应用中，调节横梁/起重机机构可以证明是困难的，尤其是当由于安装受到限制，使得轨道76或横梁74不能被设置在可以有效使用悬挂装置的区域上方时。为了克服这些限制，图5A描述了一种伸出臂78，在描述的实施例中，该伸出臂78刚性连接至吊运车72。在一个实施例中，伸出臂78越过病人支撑台延伸，沿着线性轴在系统70的范围内延伸。在图5B示出的实施例中，除了吊运车轮子86之外，防止翘起的(anti-kickup)的轮子84被集成在吊运车72的梁(truck)上，以抵消吊运车72上的额外扭矩，并防止吊运车72和/或伸出臂78“翘起”。侧轮或侧滚轴88也可以用在吊运车的梁上，以防止吊运车72相对于其横向运动在垂直平面内侧向运动。

图5B描述了带有平衡器80的伸出臂78，该平衡器80设置为给通过钢缆82传输的防护系统的重量提供一定程度的平衡作用。在该实施例中，平衡器80设置在吊运车72的下方。在该实施中，滑轮90为钢缆82提供旋转的引导机构。平衡器80在位置上的这种改变使得从伸出臂78悬挂下来的负载的重心更加靠近吊运车72的重心。这样可以减小吊运车72和伸出臂78上的力臂扭矩，从而有助于改进吊运车72的运动，并减小吊运车72和伸出臂78对结构的要求，进而使系统70的质量和整体重量减小。因此，操作员需要更少的力就可以通过操作员的运动使系统70加速。

在未示出的另一个实施例中，对于承载负载的伸出臂来说，通过将平衡器设置在位于吊运车的相对末端的臂上，可以使这些有益效果进一步增强。在该实施例中，平衡器不是直接位于被支撑的负载的正上方，钢缆设置为穿过滑轮系统或者类似的装置。同样地，在其它实施例中，代替弹簧平衡器的是，这样的相同的系统还可以利用其它的可以使负载平衡的部件(例如气动平衡器、简单的平衡物、弹簧或者本领域公知的任何其它部件)。

在未示出的可选的实施例中，伸出臂与吊运车相连，在伸出臂的一端带有固定的枢轴。因此，伸出臂可以在水平面上自由地枢转，从而使操作员在径向的运动更加自由。产生这种额外的运动将会以吊运车轮子的平面之外的扭矩力为代价，可能需要更宽的支撑基部，例如提供双梁横梁结构(如图1所示)和/或位于不同平面上的另一组吊运车轮子。可选地，径向运动的自由度可以被限制，从而使这些不利的力保持最小化。

在图5C描述的实施例中，铰接的伸出臂92连接至吊运车72以及辐射防护系统10，并且使旋转接头96和吊架26之间可旋转地连接。铰接的伸出臂92铰接，以使辐射防护装置10可以竖直运动，同时将其保持在竖直方向。在该实施例中，横梁74和吊运车72使得辐射防护装置10可以在水平面上自由地线性移动，而铰接的伸出臂92使得辐射防护装置10可以在竖直平面上基本呈线性地运动，同时，该铰接的伸出臂92还包括弹簧平衡器机构94，用以抵消悬挂辐射防护系统10的重量。如图所示，旋转接头96可以使辐射防护装置10旋转。按照这样的方式，装置10可以在X、Y和Z轴的空间体积内的任何地方平移运动，同时防止装置10在竖直平面上旋转运动。

在图5C的下图中，如图所示，吊运车72和伸出臂92示出为已经移动至横梁轨道76的外面，且铰接的伸出臂92的方向向下。因此，相对于图5C中示出的上图来说，辐射防护装置10在X和Z空间轴上平移了，而且通过横梁74沿着轨道76运动，辐射防护装置10还可以容易地在Y轴上平移。其它可选的实施例可以通过采用回转接头来提供额外的任意数量的运动自由度(包括辐射防护装置在不同平面上的旋转运动，例如俯仰和翻转(roll))，以根据需要改变防护系统的方向。这些运动可以在横梁和吊运车组件没有平移移动时发生。伸出臂系统或吊架和/或框架中可以具有任意数量的活接头，以实现期望的效果。

图6A-6F描述了可调节的护面罩系统100的实施例，该护面罩系统100可以与此处公开的个人辐射防护系统结合。执行手术时，操作员通常站在病人支撑台的一侧。通常，房间被设计为不对称的，从而使操作员更好地接近病人支撑台的一侧，以使要用到的照明装置、防护罩、控制装置、后方支撑台用品、以及空间最优化。虽然通常会受到一些限制，但围绕着病人支撑台的剩余空间通常可供操作员使用。

对于大多数常见的手术来说，当给病人执行手术时，操作员的左侧受到的辐射照射往往比正面受到的辐射照射更多，而操作员右侧受到的散射辐射通常最少。其几何结构是这样的，即，面向操作员的左侧和正面的防护罩提供最佳的保护。然而，当操作员移动到病人支撑台的相反的一侧以执行手术时，这样的结构可以被改变。

图6A-6E描述了可调节的护面罩组件100的各种不同的示例实施例。防护罩可以由铅丙烯酸、铅玻璃或者其它辐射防护材料制成，该辐射防护材料在可见光下是明显透明的。图6A是描述了带有前板102和侧板104的护面罩组件100的正视图。前板102和侧板104可以设有坡口，使得前板102和侧板104可以成一定角度设置在一起，以提供一体的隔离物。在一个实施例中，前板102直接设置在操作员的面部前面，而侧板104设置在与操作员的面部成一定角度的位置上。

图6B描述了防护罩的可选的实施例，其中，侧板104可以包括在相对两侧的坡口，以便根据操作员的位置将侧板104用在前板102的右侧或左侧。本实施允许操作员从一侧移走侧板104，并且只要简单地将侧板104反相并固定至框架14，就可以使侧板104固定至前板102的相对的一侧。由于可以根据操作员的要求以及系统相对于病人支撑台的方向，使得一个侧板104可以用作“左”侧板或者“右”侧板，所以避免了防护罩需要具有“左”侧板和“右”侧板的情况。

如图6C所示，防护板102、104示出为通过防护固位块106可拆卸地固定至框架14。防护板102、104可以采用摩擦式紧固件(例如橡胶索环或其它公知的紧固件)固定至框架14，该紧固件使防护固位块106和防护板102、104之间夹得足够紧。防护固位块106可以通过夹具108可拆卸地固定到框架14。夹具108可以包括本领域众所周知的夹持件(例如螺旋夹、软管夹或者其它可靠的夹持配件)。在可选的实施例中，防护固位块106可以直接与框架14集成或者直接焊接至框架14，或者夹具108还可以用于将服装16连接至框架14。侧板104可以可拆卸地固定至前板102的左边或右边，从而使操作员可以根据其偏好调节防护结构。多个防护板可以设计或者成形为根据各种操作环境或者每个操作员的偏好为操作员提供保护。

图6D描述了此处公开的可调节的防护罩的另一个实施例。防护固位块106示出为可拆卸地固定至框架14。固位块106通过夹具108固定至框架14。固位块106可以由金属、橡胶、高分子材料、陶瓷或者任何可以支撑和固定面部防护板(在描述的实施例中为侧板104)的材料制成。固位块106提供可拆卸的连接，以将防护板102、104固定至框架14。在描述的实施例中，操作员只要将防护板104滑入固位块106中，该固位块106的摩擦力或者保持力就可以将防护板104保持在期望的位置。根据布局和防护的需要，操作员可以沿固位块106移动防护板104。

图6E示出了防护连接件110，其中前板102和侧板104的顶部可以借助于连接件110进一步相互固定。连接件110可以由橡胶、尼龙或者可以保持摩擦连接的其它合适材料制成，该连接件110可以固定至防护板102、104的靠得很近的顶边或者侧边，以使防护板102、104保持在彼此相对合适的位置上。如果侧板104反向并移动至相反的一侧，该连接件110同样可以使用。

图6F描述了可选的实施例，在该实施例中，防护罩112或者模块化的防护罩的一部分通过臂116固定至框架14。正如描述的，侧面防护罩104固定至框架14。同样地，高度较低的小号的正面防护罩114固定至框架14的正面，并保持在基本固定的位置上。防护罩112通过臂116连接至框架14，在一些实施例中，该臂116在各端具有柔性接头、枢轴或者铰链，其中一端连接至框架14、另一端连接至防护罩112。柔性接头(包括实施例中示出的球窝接头)可以提供多个运动自由度。正面防护罩112可以被操作员操纵，并且可以移动至所有空间平面上的期望位置。例如，在执行手术时，当视线至关重要且不需要用正面防护罩112防护时，则正面防护罩112可以被设置在操作员的视线之外。臂116使得操作员可以将连接的防护罩112或者额外的防护板(未示出)调整到用于保护和/或减少眩光的最佳方向。

此处描述的防护罩系统可以通过摩擦连接件、刚性件、伸出臂组件或者本领域公知的其它部件固定至框架。在图6G描述的实施例中，整块的弯曲防护罩18可以沿着集成在框架上的滑动轨道可滑动地连接至框架14。操作员20只要用手就可以使防护罩18沿着框架14的弧线移动，同时使防护罩18与框架14保持在合适的位置上。这样的功能使得操作员20可以简单地移动防护罩18的位置、减少防护罩18的眩光和/或由于在特殊手术期间的散射辐射的角度而改进对操作员20的幅射防护。该实施例允许操作员20快速且容易地移动防护罩18的方向，而不需要使防护罩18和框架14分开或者物理分开以及重新连接。同样地，在对病人进行实际的手术期间，可以通过临时的重新定位使得防护罩18的方向和位置更好，同时可以使操作员20移动和/或操纵防护罩18，并同时保持无菌。

在可选的实施例中，根据操作员的需要或者手术的需要，框架的不同位置上可以连接有任意数量的防护板。在可选的实施例中，每个臂可以包括两个以上的柔性接头。例如，在其中间部位带有接头的铰接臂可以使运动的自由度增加。可选的实施例可以包括任意数量的可移动的或者固定的防护罩组件，该防护罩组件可滑动地连接至上文讨论的框架。而且，接头的任何类型都是可以的，运动自由度的任何不同数量和组合也是可以的。可以使用挠臂系统或者可以使用有时与常见的台灯一起使用的“蛇形结构”。其它实施例可以不使用固定的防护罩组件，并且所有组件都可以在柔性接头或挠臂上移动。其它实施例可以在活动连接件上使用大的、弯曲的或成角度的防护罩、或者平面的防护罩，活动连接件可以绕着操作员移动，以提供最佳的防护，并且减少眩光。在另一个实施例中，处理机构可以成形为用于连接至防护罩或者臂的一部分，以通过操作员无菌的双手移动防护罩，而不会被污染。可选地，无菌的覆盖物或者悬垂织物可以覆盖部分运动系统，以使前述的操作可以实现。

图7描述了此处公开的个人辐射防护系统的一个实施例，该辐射防护系统连接有照明装置。在进行手术期间，灯具或者其它照明工具被用于帮助执行手术。可以想到的是，房间里必须有足够的照明，以使操作员可以熟练地且安全地进行手术。理想地是，照明机构是大功率的，可以被设置在最佳的方向，并且具有宽的反射基部，以提供宽的光束和最小的阴影。在一些手术中，操作员通过查看监视器来进行手术，该监视器投射从摄像机中接收到的图像。

在一些空间有限和空间极小的工作间内，优选的是使用较小的可以连接至此处公开的系统的照明光源。如图7所示，此处公开的发明的一个实施例包括通过臂122与框架14连接的灯或光源120。该实施例可以包括操纵柄124，该操纵柄124使得操作员只要通过简单的手部运动就可以调整光源120的方向，同时使得操作员保持光源120以最佳的光照方向照射在物体上。可选择地，灯120可以被直接连接至此处描述的系统的框架14、服装16、护面罩102或者任何部分。

光源120还可以与此处公开的系统集成，以使其重量可以用作平衡物，为整个辐射防护系统提供额外的机械效益。根据需要，光源120可以设置在相对于操作员的各种不同的位置。光源120可以由典型的集成在系统中的本领域公知的电气装置供电。在一个实施例中，光源120可以由电池供电，因此，不需要给系统或者部分系统装配电线和充电。给光源120供电的电池可以是可再充电的，从而可以在系统未被使用期间进行充电。

除了照明系统以外，其它可选的实施例可以包括环境控制装置(例如与此处公开的个人辐射系统结合的风扇或者吹风机/加热器系统)。这样的环境控制系统可以固定至此处公开的系统的悬挂组件、框架、服装或者任何其它组件。图7还描述了框架的实施例，其中，正面的框架件围绕着操作员的头部下部、脖子或者上半身部位，而在其下方未包括下部框架。作为替代的是，服装悬挂在上部框架件上或者由上部框架件整体支撑。在该实施例中，左臂穿过袖笼伸出。

图8描述了可选的悬挂系统130，该悬挂系统130可以与此处公开的个人辐射防护系统一起使用。如图所示，悬挂系统130包括连接至包含横梁/吊运车72的可移动的起重机系统的立柱132，该横梁/吊运车72可以在顶部轨道76内的轮子86和侧轮88上沿着Y轴线性地滚动。在可选的实施例中，悬挂系统130可以简单地连接至固定点(例如墙壁或天花板)，例如通过立柱132直接连接至天花板。在图8示出的实施例中，当只需要悬挂臂运动时，横梁/吊运车72可以被锁定在相对于顶部轨道76的适当的位置。第一臂136连接至立柱132，以使第一臂136被定位在水平方向上并且可以在水平面上旋转，第一臂136围绕接头134平行于地面。第二伸出臂140通过接头138连接至第一臂136，并且可以在水平面上围绕第二接头138旋转，该第二接头138可以使伸出臂140在竖直面上旋转。伸出臂140还可以在竖直方向上旋转，并且可以在竖直平面上和弹簧张紧装置144铰接，该弹簧张紧装置144帮助支撑通过接头142与其连接的辐射防护系统10。接头142使得辐射防护系统10可以旋转，例如，当操作员移动、转弯或枢转时，辐射防护装置10可以进行“旋转”或“扭转”运动。接头142还可以用于使第二臂140在竖直平面上相对于框架14旋转。然而，在某些实施例中，第二臂140、接头138和接头142可以设计为防止辐射防护装置10在空间内的竖直平面上旋转，从而防止系统10俯仰或者翻转。因此，由于接头134、138、142的旋转作用，辐射防护系统10可以在所有X、Y和Z空间方向上平移，并且可以“扭动”或者进行摆动，而不会倾斜或者进行俯仰或翻转。这样的自由运动还可以通过使用本领域众所周知的反作用臂、扭矩臂和机械手臂上的联动装置来实现，以提供这样的功能，并且这些联动装置经常可以用于悬挂灯具、工具和其它物体。正如在可选的实施例中可以想到的是，辐射防护装置10的俯仰运动和翻转运动可以简单地通过在臂136、140或者辐射防护系统10上增加接头来实现。在可选的实施例中，第一臂136两端的联动装置还可以集成有平衡机构、弹簧和/或线缆，这些部件可以抵消辐射防护系统10的重力并且将系统10保持在操作员设置的方向上。总之，公开的系统130使得辐射防护系统10可以设置在由臂的几何尺寸及其运动所界定的X、Y和Z空间内的任何位置。

在未示出的另一个实施例中，第三臂可以可移动地直接固定至框架，该框架通过本领域公知的固定连接件或者柔性连接件支撑辐射防护系统。在其它实施例中，这些结构可以用额外的接头连接，以为这些结构提供各种期望的运动自由度。在又另外一些实施例中，可以根据需要设置多个接头和臂。接头可以提供X、Y和Z平面上的运动自由度的任意组合，并且各种平衡件可以与该系统一起使用。这些变化的实例可以包括带有多个接头的臂，每个臂都可以在水平面上径向运动，多个短臂或者如同自行车链条的“链节”将受到“间接(sidewinding)”运动的限制。因此，可以将所有的臂都定位在水平方向上，并且可以使它们在水平面上的运动更加自由，而且相对于一个、两个或者三个臂系统来说受到更少的限制。辐射防护系统可以由带有钢缆或其它部件(例如其末端上的平衡臂)的弹簧平衡器悬挂。可选择地，可以考虑带有多个臂、链节或者平衡机构部分的操纵系统，该平衡机构设置在每个联动装置或者某些联动装置上，该联动装置具有多个自由度，从而可以垂直运动，进而使得臂系统的末端可以在竖直平面和水平面上移动，并且不需要用带有线缆的弹簧平衡器来保持负载平衡。这样的系统更加灵活并且运动范围增大。

在公开的发明的又另外一个实施例中，可以证明这样的结构是满足需要的，即，辐射防护系统可以固定至固定点或者“停置点”，或者在系统未被使用时贮藏该系统。可以提供内部的锁定系统，该锁定系统通过提供摩擦力或者实际的机械锁定机构将图8描述的系统中的全部或者部分接头设置在锁定位置。这种力可以通过离合器、摩擦板、机械锁、电磁力或本领域公知的其它方式施加至接头134、138、142。这样的停置机构可以与前面公开的绑定系统相结合，从而使停置机构的启动以及操作员与系统的分离几乎可以同时发生，并且操作员可以通过断开该停置机构来重新和系统连接，以恢复自由运动。

例如，参阅附图8，电磁体可以设置在接头134、138、142、连接立柱132和臂136、140中的任何一个或者全部部件上，还可以集成在横梁/吊运车72的适当位置上。然后，整个系统被置于合适的贮藏位置，随后可以施加充足的电流，使得位于或邻近接头134、138、142和/或横梁/吊运车72内的电磁体可以生成足够的绑定力，该绑定力防止各个期望的接头或组件移动。在可选的实施例中，可以触发瞬态力，以激活各单独的接头134、138、142的机械锁定。

在未示出的另一个实施例中，当执行手术时，操作员可能想要将个人辐射防护装置设置在平衡的、固定的位置上。操作员可以简单地通过启动上文描述的电磁系统使装置停放在一个固定的位置，从而可以使个人辐射防护系统固定在固定的位置上。当操作员想要移动装置时，可以简单地通过启动/关闭开关或者其它控制部件就可以使电磁力切断，从而使个人辐射防护系统根据操作员的期望自由运动。根据需要，系统的各个组件可以配备有这样的锁定装置，以使整个系统仅有某些接头或组件放置在固定的或非固定的位置。

可以利用其它系统使装置保持固定。可以使用磁力系统，其中，磁体设置在病人支撑台、便携式支撑架或者操作员的后方支撑台上。当磁体接近固定至辐射防护装置的金属防冲击板时，该磁体可以吸在金属防冲击板上，即使各种装置和设备上设有无菌的悬垂织物，该磁体也可以起作用。磁体可以是无菌的，或者被无菌的覆盖物或悬垂物覆盖。可选择地，磁体和防冲击板的位置可以颠倒，或者两个位置上都可以使用磁体。其它实施例可以使用机械紧固件(例如钩环紧固件、机械挂钩或者本领域公知的任何其它系统)而不用磁体。这些紧固件可以由无菌的悬垂织物覆盖或者在无菌的环境下使用。

图9描述了此处描述的发明的可选的实施例，在该图中，系统完全省略了辐射防护服装，该系统被修改为仅为护面罩和上身防护罩的悬挂提供最佳的平台。图9描述了可选的实施例，在该实施例中，框架14由悬挂系统支撑，该悬挂系统以使框架14和护面罩18保持在相对于操作员的方向上的方式，包括立柱132、臂136和铰接的伸出臂140。根据此处描述的，接头134、138和142提供可旋转的连接，使系统可以在期望的运动平面上移动。当使用这样的装置时，可以通过其它防护装置(例如操作员穿上的标准围裙或者是其它防护设备)来保护操作员的躯干和四肢。这样的结构可能是操作员所期望的，该操作员并不介意穿戴和支撑传统的笨重的铅制围裙、或者由于某些原因(例如觉得其累赘)宁愿不选择前述的悬挂服装系统。这样的不带服装的悬挂系统会更轻，并且可以由更轻且更便宜的悬挂装置支撑。描述的实施例包括透明的防护罩18，该防护罩18绕着操作员的头部和上身的侧面和前面弯曲，从而使操作员的手臂可以自由活动。如图9所示，在一个实施例中，防护罩18可以连接至框架14，该框架14延伸至防护罩18的下方，或者可选地，框架14可以沿着防护罩18的顶边支撑防护罩18，或者框架14可以连接至防护罩18的左侧或右侧，或者框架14可以连接至像窗框一样围绕着防护罩18的另一个框架组件。防护罩18可以牢固地、可滑动地或者可移动地连接至此处描述的框架14。

在图9所示的实施例中，框架14可以包括和此处公开的磁性绑定组件一起使用的绑定组件(例如绑定组件54或60)。在其它实施例中，框架14可以具有一个或多个活接头，使其可以在任意方向上移动，或者可以改变防护罩18的方向。框架14可以构造为容纳无菌的悬垂织物，从而当框架14接近操作员时，或者当操作员必须抓住框架14并移动它时，可以使操作员保持无菌。框架14还可以包括用于帮助操作员移动或操纵框架14的手柄。在其它可选的实施例中，此处公开的系统可以使用本文描述的部分或全部可能的功能件、配件和悬挂件。

图10是悬挂的个人辐射防护系统10的一个实施例的立体图，图11更加详细地示出了该辐射防护系统10，根据本发明，在该实施例中，顶置式铰接臂悬挂系统150的刚性的、基本竖直的悬挂组件用于直接连接至辐射防护服装16。系统10还可以包括操作员20、病人22、辐射射线24、悬挂组件150以及用于支撑辐射防护服装16的框架14。系统10还可以包括护面罩18及袖笼袖套(未示出)。此处将进一步详细讨论这些组件中的每一个组件。

通常，如图11所示，服装16从框架14上悬挂下来，该框架14则由给出的悬挂组件支撑。在一个实施例中，吊架26连接至框架14(或“服装框架”)，该框架14是和操作员20的肩、胸和躯干的轮廓相匹配的骨架。框架14支撑服装16和护面罩18，以及例如器械盘、环境控制装置(例如风扇、加热器、空调装置)和/或照明装置的其它装置。根据操作要求的需要，框架14可以和吊架26牢固地集成在一起或者铰接在一起，或者可以直接连接至悬挂组件。在一个实施例中，吊架26是一个刚性杆，该刚性杆使框架14连接至期望的悬挂组件(例如反作用臂、平衡臂、操作臂(“机械手”)、铰接臂、任意数量的钢缆或者此处公开或预想的任何其它悬挂组件)。在操作员的头部上方并且大致超过其重心，将框架14连接至悬挂系统，这有利于使装置平衡及适当的定向。可选择地，为了在某些环境下具有更好的效果，除了可以将框架14连接在操作员20的头顶上方之外，将框架14连接在任何其他地方(例如在操作员20的后面(如图11所示)或者是侧面)，可以有利于将悬挂系统定位在可选的位置上。

图11通过个人辐射防护系统10的立体图进一步示出了系统的结构。操作员20可以位于相对接近服装16和框架14的位置，从而使操作员20不用支撑服装16的重量。从这层意义上说，操作员可以从典型的并造成问题的重量约束中解放出来。当在手术或任务期间使用辐射24时，操作员20可以在X、Y和Z空间平面上自由移动，使得服装16和护面罩18基本上无重量。或者当服装框架14和吊架26结合时，可以从服装系统10的任何部分将该框架14向上引导至和高架的悬挂系统相连(例如横梁系统或反作用臂)。可选择地，如图所示，或者当框架14和吊架26结合时，通过使框架14向后伸出和/或伸至操作员的侧面，该框架14可以引导至处于非高架位置的悬挂系统。正如此处后文所描述的，在描述的发明的一些实施例中，框架14或吊架26上、操作员20附近或者系统10的重心附近还可以使用平衡环、末端执行器或者其它类型的活接头，以便于某些运动。向后的或者向侧面的框架组件14除了可以设置为齐操作员20的肩以外，还可以设置为和操作员20的其它部分齐平(例如更接近腰部、或者在肩部和腰部之间的中间位置、或者可能更下面的位置)。

图12是根据本发明的图10中示出的机械手臂型或者反作用臂型的服装悬挂系统150的放大侧视图。机械手臂悬挂组件150使操作员可以在X、Y和Z平面上自由移动，同时保持操作员接近防护系统并且被防护系统保护。在该实施例中，悬挂系统150包括连接至可移动系统的立柱152，该可移动系统包括顶部轨道和吊运车，该吊运车位于图10描述的轮子上。可选择地，立柱152可以连接至固定点(例如墙壁或天花板)。第一臂156连接至立柱152，使得第一臂156可以以二维方式绕着旋转的的第一接头154旋转。第二可旋转臂162连接至第一臂156，并且还可以在X、Y平面内绕着旋转的的第二接头158旋转，并且还可以在Y、Z平面内绕着旋转的第三接头160旋转。第二和第三接头158、160可以可选择地结合至单个的球窝(或“球座”)接头，以提供在X、Y和Z空间内的旋转。第三臂168可以在相对于第二臂162不同的平面上绕着旋转的第四接头164和旋转的第五接头166旋转。同样地，第四和第五接头164、166可以结合至接头。上文描述的连接各个臂的接头在本领域是众所周知的，并且可以包括摩擦接头、扭矩接头或者基本上无摩擦的连接接头，该无摩擦的接头采用了众所周知的部件(例如轴承或衬套)。

在该特别的实施例中，臂162包括使第三臂168保持在纵轴方向并且垂直于第一臂156的联动装置系统(未示出)。由于第五接头166仅可以在一个垂直面上旋转，而不是像带有钢缆一样可以在无限多的垂直面上旋转，当操作员(他或她)移动时，剩余的臂168更能够响应地跟随该操作员，其启动和停止与操作员保持一致。相反，由于带有钢缆悬挂系统，在将臂拉出来之前，该钢缆会先形成一定角度，然后，当钢缆以延迟的方式越过操作员时，会产生不良的后冲效应，并且在操作员身后停止下来。

描述的装置还可以包括(未示出)内部的弹簧和线缆机构，该线缆机构作用于第二臂162和第一臂156之间的接头160，以保持一个使悬挂防护系统向上的力，这个力约等于其重力。这些接头可能具有摩擦，从而难以移动它们，而且当操作员脱离时，该系统将保持原样。在可选的实施例中，接头可以基本上无摩擦，以使其可以在工作时更加流畅地运动。

图13是根据本发明的可选的悬挂组件的放大侧视图(该悬挂组件可以用在图10描述的铰接/机械手臂系统150的合适位置上)，该悬挂组件包括反作用臂悬挂组件17的另一个实施例。臂悬挂组件170是一种铰接臂，该铰接臂可以提供预定大小的向上的力，以抵消作用于期望的工具或负载上的重力，该期望的工具或负载被连接在臂悬挂组件170的末端。例如描述的平行四边形结构(即双数的、平行的铰链臂作为一个单元)的反作用臂(或扭矩臂)可以在悬挂负载的X、Y和Z空间内移动，同时保持负载的俯仰方向。即使面对相对的扭矩力，该平行四边形结构也要保持操纵装置的俯仰方向，否则，该扭矩力将会导致物体旋转(即在YZ平面不合期望地改变其方向)。

图13示出的平衡臂组件170为重型铰接臂组件，该铰接臂组件带有两个通过旋转接头174、178、184、188从安装立柱172处连续延伸的吊杆部分176或臂部分186。安装立柱172可以向上延伸至与天花板或者顶置式结构(例如图10示出的吊运车和桥式起重机组件)连接。可选择地，安装立柱172向下延伸至与地板或者落地式支撑架(例如图19、20、23和24示出的任何一个示例)连接。正如在图21中见到的，安装立柱172甚至可以从地板延伸至天花板。

返回到图13的平衡臂组件170，第一吊杆(或臂)部分176通过第一接头164在水平面上绕着安装立柱172旋转。第二吊杆186也可以在水平面上绕着第二接头178旋转，该第二接头178处在第一臂176的相对于安装立柱172的一端。第二吊杆186还可以在竖直面上绕着第三接头184旋转(倾斜、摇摆或转动)。如果期望第二吊杆186的的负载处理端可以保持其俯仰度(即相对于竖直面向前/向后的角度)，不管第二吊杆的俯仰度/倾斜度是多少，第二吊杆186都可以包括平行四边形结构(即一对平行的臂和端部接头)。液压缸182可以用于给第二吊杆86的端部提供重量平衡力。液压缸182的一端连接至延伸杠杆180(leverageextension)，该延伸杠杆180可以从吊杆186的邻近第三接头184的一端向上或向下延伸，同时旋转接头188可以旋转地支撑系统10。液压缸182的另一端连接至第二吊杆186上的某个点，以提供绕着第三接头184的扭矩，用于对抗由第二吊杆186的承重端上的重力产生的扭矩。从而为操作员提供零重力、负载平衡作用。在其它实施例中，可以有很多其它类型的平衡机构或者联动装置，包括在各种联动装置系统中使用线缆、弹簧和卷轴。为了配合工作情况，其它各种不同接头的运动自由度可以增大或者减小，以提供必要的自由度和限制。

图14是根据本发明的另一个可选的悬挂组件的放大侧视图，该悬挂组件包括完整的(即具有六个自由度)或者甚至可能多余的(即具有七个或七个以上的自由度)机械手臂组件190，在该悬挂组件中，机械手臂190具有腕部204，该腕部204具有至少三个用于支撑的连接至框架14的自由度。多余的或者至少完整的机械手190尤其有利，这是因为其运动范围和定向的灵活性接近于人类的手臂。

人类的手臂被认为是具有七个自由度：肩部提供俯仰、左右摇摆和转动；肘部提供俯仰；以及腕部可以俯仰、摇摆和转动。当三个自由度可以定位于三维空间时，需要增加自由度来调整末端执行器(或手部)的方向(俯仰、摇摆和转动)。图14示出的机械手臂的三个自由度可以将末端执行器定位在空间内(例如由X、Y、Z坐标定义的空间)的任意位置上。包括可旋转的基板194和肩部俯仰接头196的肩部192可以使机械手臂组件190摇摆和俯仰运动。可旋转的基板194可以绕着立柱旋转或摇摆，以使机械手臂组件190固定至机械手臂组件190上方和/或下方的一个稳定点(例如固定至图10示出的高架的横梁和吊运车、或者图19、20、23或24示出的落地式支撑架)。肩部俯仰接头196可以使机械手臂组件190的上臂198向上或向下地倾斜或俯仰。下臂(或者前臂)202通过肘关节200连接至上臂198的一端，该下臂202也可以向上和向下俯仰。下臂202的另一端是机器人腕部204，该腕部204可绕着腕部俯仰接头206旋转。在图15中更详细地示出了机器人腕部(或机械腕部)204，该腕部204增加了用于使末端执行器定向在期望的俯仰、摇摆和转动状态的三个自由度。

为了帮助给机械手臂190的一端的防护罩18和/或服装16提供近似零重力的环境，液压缸可以横跨在上臂198和下臂202之间，以提供绕着肘关节200的平衡扭矩。同样地，液压缸可以横跨在下臂202和腕部204之间，以提供绕着腕部俯仰接头206的平衡扭矩。

在描述的实施例中，框架14可以连接至机械手臂190的腕部204(如果需要，通过吊架26连接)。为了易于操纵和使防护罩18/服装16定向，吊架26更优选地尽可能地接近服装16和防护罩18的重心位置。在图16-18的描述中将进一步详细讨论此结构。如果需要，可以通过使用连接至腕部204一端的机械手给机械手臂系统提供第七自由度，该腕部204可以喘振动作(surge)(即向前延伸和向后缩回)。吊架26和/或框架14可以被构造成很短，以使机器人腕部可以更加接近操作员，或者更加接近辐射防护系统的重心。这样的结构可以在操作员身体俯仰、转动或摆动时使动作更加灵活精细。这样的结构还可以通过改变框架14或吊架26的形状来提供。可选择地，增加的结构和功能不同的接头可以被设置在吊架26和/或框架14上，以提供额外的自由度以及用于连接至机械手臂组件190的部件。

图15是根据本发明的图14示出的机械手臂组件190的腕部204的立体图，其还示出了三个垂直的、用于其三个旋转接头206、208和210的旋转轴212、214和216。机械手臂组件190的腕部204提供了三个自由度，并且通过将三个垂直的接头结合在相对紧密的空间，从而接近球形接头的灵活性(以及人类腕部的灵活性)。腕部俯仰接头206将下臂202连接至腕部204的一端，并且该腕部俯仰接头206还具有可以使腕部204向上或向下倾斜的水平轴，从而可以俯仰。腕部摆动接头208处在腕部204的中间位置，并且具有与腕部俯仰接头206的轴正交或垂直的轴，从而可以左右摆动。在腕部的相对腕部俯仰接头206的一端是腕部转动接头210。腕部转动接头210包括用于提供转动的可旋转的基板。腕部转动接头的旋转轴214正交或垂直于腕部摆动接头208和腕部俯仰接头206的旋转轴212、216。

各个腕部接头可以相互靠得更近，接头靠得更近将会使腕部变成类似于球形的腕部。在球形的腕部内，三个旋转轴实际上是相交的。注意的是，在图15示出的特别实施例中，虽然腕部摆动轴216和腕部转动轴214确实相交，但描述的腕部204却是非球形的，这是因为腕部俯仰轴212和腕部摆动轴216并不相交。球形的腕部(与非球形的腕部相比)可以更紧凑并且可以减小使防护罩/服装重新定位必需的机械手臂的运动自由度，同时使防护罩/服装保持在当前的空间位置。然而，非球形的腕部的机械结构可以更加简单并且可以更加坚固。

为了使辐射防护装置可以适当地平衡且在空间内合适地定向，某些接头允许机器人手臂和腕部的某些自由度可以包括平衡系统，以抵消臂组件和辐射防护装置的重力的影响，使其基本上无重量。这样的平衡机构通常被用于抵消Z轴上的运动(由于重力，因此是垂直运动)，但是其还可以结合其它轴的自由度，以适用于期望的使用状态。例如，平衡机构可以设置在臂的腕部俯仰接头和垂直运动的接头上。平衡机构可以包括本领域公各的任何类型的系统(例如气动系统、简单的弹簧、组合的弹簧、平衡物、或者线缆系统和带有卷轴的弹簧)。

图16是根据本发明的功能性略图的总体框图，其包括示出了重力服装连接结构的中心的四个子图16A、16B、16C、和16D，其中，侧视图16A、16C和正视图16A、16C提供了基于轴和基于球座的悬挂系统。前面集中讨论了将防护罩/服装装置从其框架的上部悬挂下来。现在我们将扩展悬挂机构，为了改进其相对于某操作员的动作(例如向前或者向侧面)的运动，该悬挂机构接近防护罩/服装装置的重心。

当重物悬挂在悬挂机构的顶点(与地面和其引力最远的点)附近时，该物体将不容易弯曲或者倾斜，这是因为方向上的这种变化需要部分对抗重力的力。正如当操作员俯身至病人支撑台，以伸手拿某些东西时，操作员有时可能希望在一定程度上弯腰。操作员将遇到描述的力，虽然该力不会阻止操作员动作，但是多少会阻碍动作。人们希望限制这些力并且使得防护罩/服装系统可以容易地倾斜和/或弯曲(或起皱或折叠)。这个难题可以通过绕着物体的重心悬挂或者通过悬挂在接近其重心的位置上来解决。

处理这个难题的一种方法是将悬挂机构连接至防护罩/服装系统连接的重心处。根据使用的接头的类型，这样可以导致防护罩/服装系统在部分或者所有方向上很容易地倾斜或弯曲，这是因为其重力被抵消，且需要的唯一的力就是用于克服摩擦以及促进物体运动所需的最小的力。为了防止不需要的自由旋转，接头处的摩擦可以被整合至期望的水平，并且/或者该装置可以悬挂在稍微高于其重心的点上，使其易于垂直地定向其本身，但还是需要使其旋转的唯一的最小的力。在图16A-16D中，典型的悬挂组件示出为用于支撑负载，该悬挂组件包括图16A和16B示出的轴系统以及图16C和16D示出的枢轴系统。这些系统可以是例如杆(未示出)的刚性结构或者例如钢缆的柔性结构。柔韧的钢缆可以在YZ平面上更自由地旋转，根据使用情况，旋转更自由可以是期望的或者不期望的。

例如，图17提供了根据本发明的框架14和悬挂臂219的球座式重心连接结构的立体图，左边的立体图(图17A)示出了处于自然和竖直位置的服装16，且右边的立体图(图17B)示出了处于向侧面弯曲状态下的服装16，在这两个例子中，悬挂臂219保持在相同的基本方向。在该实施例中，具有使刚性的悬挂臂219连接至框架14的球座接头220。为了描述框架14，覆盖框架14的服装部分被省略了。由于框架和服装的密度使整个防护罩/服装/框架系统头重脚轻，所以其重心高。通过使用球座接头220，操作员可以实现左右弯曲和向前弯曲，同时使防护罩18和服装16保持在相对于操作员的合适的方向，并且这些运动很少遇到阻力。

球座接头220可以被多种不同类型的接头替代，例如针座接头(带有处于垂直的偏斜方向的指针以及相应形式的承座)、各种形式的轴承或衬套接头、通用型接头、轴结构或者简单的柔性连接件(例如可以向前弯曲的钢缆或皮带)。如果重心位于服装16的前面之后，可能处在极其接近操作员的胸部或者躯干的位置，或者可能位于操作员的身体内，则不可能连接至准确的位置。然而，可以有几种实际的解决方案，这些方案允许所有平面上的等重力的旋转自由。同样地，可以加入平衡物来改变其重心，使其重心向前移至更实际的用于连接的位置。为了实现这个目的，可以按照某种方式将平衡物与框架14结合，并且可以将该平衡物设置为作为框架14的任何方向上的延伸部分，以增大平衡物的力臂，从而使得使用的平衡物更轻。其连接可以尽可能地接近实际重心。并不需要恰好在重心，这是因为只要靠近重心，使该装置倾斜所需要的力依然是最小的，尤其是当装置的总体重量预计小于40磅时。

作为另外一个示例的实施例，图18提供了根据本发明的服装框架和悬挂组件的基于轴的重心连接结构的立体图，左边的立体图(图18A)示出了通过单边轴的连接结构，下一个立体图(图18B)示出了通过双边轴和旋转吊架的连接结构，下一个立体图(图18C)示出了通过双边轴的连接结构，右边的示意图(图18D)示出了代替纲缆的刚性框架，该刚性框架的顶部被描述成圆弧，该圆弧的重心位置、枢轴接头的水平位置带有中心点。轴系统可以用于提供在Z轴(纵向)的重心处的连接位置。因此，如图18A和18B所示，这样的结构可以提供极佳的向前弯曲的功能，而不能有助于向侧面弯曲，在某些情况下，向侧面弯曲较不重要或者甚至不合需要。轴可以仅设置在侧边，而不用穿过可能有操作员的身体的中心。另一个选择可以是将悬挂组件设置在两边，例如，钢缆230(图18C)、或者刚性框架(图18D)可以环绕或者穿过高架的滑轮，用以很容易地提供向侧面弯曲的功能。轴接头可以是简单的轴-轴承套(shaft-in-bearinghousing)，该轴-轴承套像自行车轮轴一样仅可以使轴旋转运动。这样的结构可以允许单边的悬挂臂结构，正如可能期望的，该悬挂臂结构可以俯仰而不能转动，以使装置保持在合适的方向。除了轴以外，任何类型的可以旋转的旋转接头都可以被使用。

在图18A的左边，连接至框架14的单边轴222的高度与框架14的重心齐平，但是其仅悬挂在框架14的左边。这样可以使操作员容易地向前弯曲，但是并没有明显利于使操作员向侧面弯曲。在图18B中，双边枢轴224设置在略微高于具有不同外型的框架14的重心位置的左右两边。这样可以实现和图18A示出的实施例相同的功能，但是可以选择两个体积更小且不那么牢固的单边支撑件。在水平面上旋转的枢轴接头226与吊架118结合，使系统可以摆动，从而使操作员可以顺着系统扭转其身体。在图18C中，由于连接至框架14的重心或者重心附近的两边连接件224被连接至钢缆230，所以连接件224可以是刚性的。如果钢缆连接件可以旋转，则这两个连接件224不需要作为轴旋转。头顶上的滑轮系统228可以使系统向侧面弯曲。和图18B描述的类似，钢缆230的柔韧性、或滑轮上方的旋转接头的设置可以使系统摆动，旋转接头可以在水平面上旋转。该实施例的功能有点类似于设置在精确的重心位置上的球座接头的功能，而不需要将接头设置在系统的重心位置或者重心位置附近，其重心位置可能位于操作员的身体上或者其它难以接近的地方。

在图18D示出的另一个实施例中，并未使用钢缆。作为替代的是，刚性吊架框架118可以在滑轮228上滑动。吊架框架118包括圆弧，圆弧的中心和系统的重心吻合，因此，只要用很小的力或者只要改变滑轮228承受的重量，就可以使系统自由旋转(转动)。该示意图中未示出使其容易使用的可能方案(例如使下吊架组件的形状适合臂的运动)。只要顶部圆弧由重心处的中心位置确定，并且其最高点在垂直Z轴上的重心的正上方，吊架的垂直组件可以具有多种形状，以利于配合及起作用。枢轴接头224可以实现俯仰，滑轮228和圆弧吊架框架118可以实现转动，通过使用位于如前述的滑轮上方的枢轴可以实现摆动，从而可以在所有平面上绕重心旋转。

当使用前述的安全带和绑定系统时，绑定组件可以得益于被设置在和重心连接位置相同的高度。相对于在XY平面上的身体运动(例如向前走或者向侧面走)来说，这样使操作员和装置之间容易连接。如果绑定组件和重心位置的连接点不在相同的水平面上，操作员的这种运动将会给装置施加足够大的力，使装置绕着连接点旋转，由于在这种情况下会产生不合需要的运动，所以操作员希望装置可以保持在中间(neutral)的位置，同时在操作员走动时随着他们的身体而动。对于球座型接头来说，这种不良影响将会比对图18A和18B示出的单纯的轴型或枢轴型接头的影响更加重要，在图18A和18B中，操作员的侧向运动不会使服装转动，而对球座接头来说，有可能使服装转动。因此，当操作员的绑定点不在重心附近时，这些设计可能是有用的。在其它实施例中，优选的连接点可以略微高于系统的重心，所以对于在XY平面上大多数操作员的运动来说，该装置保持在其中间位置。除了图18A-18D示出的实施例，还可以使用简单的绳拴悬挂(例如直接连接至系统的重心位置的钢缆)。

图19为根据本发明的便携式、落地式、非高架式悬挂系统232的立体图，该悬挂系统232具有可移动的带有立柱238和机械手臂234的落地支撑架236，该机械手臂234用于通过框架14、基本上绕着服装16的重心在远侧连接和悬挂防护罩/服装18、16。为了更好的稳定性，可移动的落地支撑架236包括位于宽的轮子基板244上的重物240。轮子基板244具有锁定的(或者可锁定的)轮子242，用于使基板244固定在地面的适当位置上。而且，轮子基板244被构造为具有足够的尺寸，并且由于足够的重物使其适当地平衡，以防止轮子基板244在平衡臂234完全延伸且完全负载防护罩/服装16时倾斜。

平衡臂234基本水平，并且可以从侧面或者后面而不会从上面接近操作员和防护罩/服装系统。在其它实例中，该臂可以从前面接近操作员和防护罩/服装系统的前面。在本实施例中，末端执行器219(平衡臂的端部)在齐胸高度上从侧面接近操作员，然后绕着操作员的前面弯曲，并通过球座接头220连接在防护罩/服装的框架的重心处。该系统允许操作员在以该臂的长度为半径的圆弧所确定的手术区域内移动。通过将支撑架或安装系统设置在离操作员几英尺远的地方，可以避免操作员的脚和身体不慎撞到悬挂系统的任何部分的风险。相对于不能够使穿着防护罩/服装18、16的操作员远离(例如通过铰接的平衡臂)悬挂系统主体(bulk)的任何落地式安装系统，这样的结构具有很大的优势。例如，一种改进的衣架可以悬挂防护罩/服装，从而使得操作员不需要承担防护罩/服装的重量。然而，这种改进的衣架将非常接近操作员。如果没有铰接平衡臂使支撑架远离操作员，则操作员很有可能不慎撞到或绊到部分支撑架。相对于例如图29示出的高架的落地式悬挂系统，本系统还提供了这样的优势，即，其立柱的高度更小，因此不需要有同样的宽度来处理由臂和悬挂系统所产生的相同的扭矩力。系统的总重量减小，且更加轻便，同时该系统和其它装置在头顶上相碰撞的问题更少发生。该系统还可以被搬运通过门栏，而不需要伸缩立柱。

虽然置顶式系统(相对于落地式系统)可以避免操作员绊到落地式悬挂组件的任何可能性，但是图19示出的落地式的便携式系统232比置顶式系统具有优势，尤其是在一些特定环境下更具优势：该实施例不会有天花板拥挤的问题；该装置可以以相同的机构被推进不同的手术间；不需要安装至天花板、或者不需要对天花板加固以及对结构支撑的昂贵分析，可以节省成本；没有高架结构，可以减小和其它结构(例如，经常和操作员形成倾斜的角度并且设置在操作员头顶上方的吊灯、悬挂的防护罩或者移动的图像增强器)发生碰撞的风险。

其它结构也是可能的，其他结构可以包括非常短的立柱或者非垂直的立柱，并带有连接至支撑架的轮子基板并且向上延伸至带有辐射防护系统的连接点的臂。臂还可以刚性连接至地板、墙壁、病人支撑台或者稳定的后方支撑台上的某一个位置。而且，臂可以连接至带有在其它地方描述的多种不同类型的接头的框架或者被设置在框架的其它位置(例如在框架右侧的具有一个自由度的轴接头或枢轴接头，其使操作员可以向前倾)。通过使框架朝向地板更加向下延伸，可以改变框架以使其连接点位置更低。

图20是根据本发明的图19的便携式、落地式、非高架的悬挂系统232的立体图，其修改为落地式接插部。通过使落地式接插立柱或支撑杆246从落地式支撑架236向下延伸至地板或地面中的容置套筒或容置通道内，可移动的落地式支撑架236可以固定接插在合适的位置上。落地式接插立柱246增大了悬挂系统承受扭矩的能力，由于悬挂防护罩/服装/框架组件18、16、14的重量，该扭矩被施加在平衡臂234的末端。当未接插时，带有延伸的臂234和连接的负载18、16、14的系统232可能是不稳定的。为了使系统可以不用接插及方便携带，而又不需要移走负载18、16、14，可以使用包括用于将部分立柱238接插在地平面246下方的锁定机构的系统，从而使该立柱不能缩短回至基板244，直到解除锁定。只有当臂234摇摆使得支撑的重物位于邻近立柱238的位置，从而使扭矩减小时才可以解除锁定。一旦立柱238、246被缩回并且被解除接插，则臂234就会锁定，从而使其不可以延伸，其延伸会使系统232不稳定。一旦立柱238、246再次被接插，则可以使臂234解除锁定。这样的安全机构可以集成在此处描述的各个接插系统实施例中。虽然图20描述了带有非高架悬挂系统的落地式接插机构的一个实施例，但是落地式支撑系统可以与任何描述的臂或臂架系统(包括高架的悬挂系统)一起使用。还可以与横梁系统一起使用，如果以需要稳定性的悬臂式方式设立落地式横梁系统，则该横梁可以提供和该落地式接插机构相同的优势。

其它类型的落地式接插机构也是可能的。任意数量的轮子可以用于固定地绑定或连接至地板上的组件，以提供稳定性并且防止支撑架平移或旋转(倾斜)运动。如上所述，装置的其它延伸部件或多个延伸部件可以连接有轮子。其连接装置可以是轨道，该轨道可以在一些方向上进行某种程度的运动。通过采用本领域众所周知的机构，可以设想到任何类型的可固定的连接系统。

图21是根据本发明的图19的便携式、落地式、非高架的悬挂系统232的立体图，其修改为吸顶式接插部。通过使吸顶式接插立柱或支撑杆252从落地式支撑架236的顶端向上延伸至天花板248或其它顶置式结构的容置套筒(例如吸顶式立柱套筒250)或容置通道内，可移动的落地式支撑架236可以固定接插在合适的位置。吸顶式接插立柱252增大了悬挂系统承受扭矩的能力，由于悬挂防护罩/服装/框架组件18、16、14的重量，该扭矩被施加在平衡臂234的末端。相对于非接插系统来说，立柱252的直径和体积可以大幅减小，并且轮子基板和基板的重量也可以减小。在示出的实施例中，落地式接插机构被描述为带有非高架的悬挂系统；然而，该落地式接插机构可以与任何前述的臂或者臂架系统(包括高架的悬挂系统)一起使用。还可以与横梁系统一起使用，如果以需要稳定性的悬臂式方式设立落地式横梁系统，则该横梁可以提供和该落地式接插机构相同的优势。而且，落地式接插机构和吸顶式接插机构可以存在于同一装置中。

其它类型的吸顶式接插机构也是可能的。装置的其它延伸部件或多个延伸部件可以连接至固定于天花板的位置。其连接装置可以是轨道，该轨道可以在一些方向上进行某种程度的运动。通过采用本领域众所周知的机构，可以设想到任何类型的可固定的连接系统。

图22是根据本发明的便携式、落地式、安装有后方支撑台的服装悬挂系统的立体侧视图，该系统带有非高架的悬架254。图22示出的实施例通过对常用的后方支撑台进行相对便宜的修改，使铰接的、平衡的臂支撑操作员的服装/防护罩16、18。这样可以帮助减少操作员的疲劳(由于防护罩/服装的笨重的重量造成疲劳)，而不需要安装相当贵并且/或者相当复杂的吸顶式安装系统(例如桥式起重机和吊运车)，并且不需要为专用于支撑服装的落地式支撑架留出宝贵的地面空间。这样的安装有后方支撑台的悬挂系统是便携式的，因此，可以容易地将该悬挂系统和后方支撑台从一个房间移动到另一个房间，或者在不使用时，甚至可以简单将它们移开。

典型的辐射检验室(和/或手术室)具有病人支撑台256，该病人支撑台256带有位于房间的一端(此处指的是作为房间前面的相对端)的图像增强器258。操作员20一般在病人支撑台256的后面或者邻近病人支撑台256工作，同时穿着辐射屏蔽防护罩/服装18、16，操作员(他或她)背对着房间的后面。后方支撑台260位于操作员20的身后并朝向房间的后面，并且操作员可以使用它来保持他或她的工具和/或其它仪器在方便够到的范围内。通过对典型的后方支撑台作了一些改变(例如提供用于使支撑台的基板加宽的延伸桌腿(或外伸支架)262，以及提供锁定轮子264和/或地板钩)，后方支撑台260可以制造成足够稳固，以作为用于防护罩/服装-悬挂铰接臂和/或平衡臂226系统的固定支撑平台。可选择地，还可以作这样一些改变，即，将这样的防护罩/服装-悬挂铰接臂和/或平衡臂系统安装在多个不同的可能位置上，包括安装至病人支撑台或者甚至安装至地面的一个位置上。虽然描述的实施例示出为带有非高架的铰接臂，但是在可选的实施例中，可以修改和使用任何类型的包括高架的或者非高架的臂系统和悬架系统。

图23是根据本发明的便携式轨道支撑架270的一个实施例的立体图，该轨道支撑架270用于和图22示出的安装有后方支撑台的服装悬挂系统254一起使用，其稳定性由轨道支撑架的宽的基部272和锁定轮子274提供。支撑架272在轮子274上多方向转动。支撑架272包括轨道276，通过吊运车轮280可以使吊运车278沿着轨道276纵向运动，同时，该支撑架272还可以承受平衡臂(安装至吊运车278)和连接点282位置上的防护罩/服装装置(未示出)的重量产生的力臂的力。吊运车轮280可以是可锁定的，从而使吊运车可以锁定在期望的工作位置，使得工作期间的进一步运动仅在连接至支撑架270的臂系统中实现。便携式轨道支撑架270的顶部可以被覆盖或者进行其它的修改，以使其可以同时作为后方支撑台。

图24是根据本发明的便携式轨道支撑架284(在描述的实施例中，为落地式锁定的便携式轨道支撑架)的另一个实施例的立体图，该轨道支撑架284用于和图22示出的安装有后方支撑台的服装悬挂系统一起使用，其稳定性由至少一个可收起的、嵌入式的落地钩286提供。在这个便携式轨道支撑架/支撑台284的实施例中，具有连接至地板的机械装置——挂钩286，只要操作员简单的动作，该挂钩286就可以沿着支撑台284的基板和横木288连接或和分开。由于连接的平衡臂和位于连接点282的悬挂辐射防护装置(未示出)产生了扭矩，所以可以通过防止其背部提起而使得支撑台稳固。这样基本上可以减小支撑台的用于实现稳定目的重量和/或轮子基部，并且甚至可以和锁定在适当位置的轮子290一起进一步地减小不需要的支撑台284的可能很少发生的沿着地板的横向运动。在此处描述的任何便携式支撑架或者后方支撑台实施例中以及根据操作要求的需要，可以使用一个或多个落地钩286。可选的实施例可以提供类似于图20和21描述的锁定安全机构，该锁定安全机构仅在负载被装在支撑台上或者靠近支撑台时解除和地面的锁定，并且除非与地面锁定，否则支撑臂不能延伸。

图25是根据本发明的可收起的、嵌入式落地钩286的一个变化例的立体图。为了防止落地钩286在未使用时妨碍或绊倒人员，其可以向下折入地面上的凹槽或嵌入槽292。例如，为了收起落地钩286，操作员首先可以使地板挂钩386逆时针旋转九十度(90^。)，然后将它向下折入地面。一旦折入地面(即在相应形状的地面嵌入槽292内)，落地钩286将会平躺/与地面齐平，从而没有成为障碍物的风险。在落地钩286的又另外一个变化例中，落地钩286可以绕着其地面连接点自由旋转，当支撑台284通过落地钩286牢固地但可旋转地固定至地面时，可以使支撑台284改变方向。落地钩286本身沿其挂钩表面还可以具有顶面滚轴和侧面滚轴294(“顶面”和“侧面”是相对于被钩住的支撑台横木来说的)，以使支撑台284在被钩住时可以沿着地面(即沿其长轴)从一边至另一边横向移动，用以增大运动范围。

图26是根据本发明的便携式轨道支撑架296(更具体的说，是凸轮锁定的便携式轨道支撑架)的另一个实施例的立体图，该轨道支撑架296用于和图22示出的安装有后方支撑台的悬挂系统254一起使用，其稳定性由至少一个可收起的、嵌入式的落地环298以及至少一个凸轮锁定的挂钩(或者其它凸轮锁定的环钩)300提供。落地环298从地面嵌入槽(或凹槽)302向上折叠，且凸轮锁定的挂钩300和落地环298相连，该挂钩300具有用于使挂钩300锁定以及使其保持紧固的操纵手柄304。操作员紧握封闭的该凸轮锁定手柄304。该动作使装置缩短且绷紧，锁定时将其向下拉，以提供对支撑台296的足够的向下的拉力，当重力施加在平衡臂上时，该向下的拉力可以防止支撑台296摆动或者脱离轮子略微上升。凸轮锁定件300的传动轴上还设有长度调节机构306，以提供长度的粗调节。该机构可以由带有吊运车轮子308的吊运车278支撑，该吊运车轮子308可以沿着连接至支撑台296的桌腿的轨道310自由滚动。这样的轨道系统可以用于此处描述的任何落地式接插的支撑台系统。正如前面的实施例中，例如，就像通常所做的一样，通过在支撑架296上设置桌面以及用无菌的悬垂织物覆盖该支撑架296，使该支撑架296可以同时作为用于提供手术的后方支撑台。接头可以使落地环298旋转，并且/或者可以使用于凸轮锁定挂钩300的传动轴旋转，该挂钩300和环298相扣，该接头可以使支撑台296以落地环298为中心在地平面上旋转。当防护罩/服装(或其它负载)位于平衡臂(未示出)上时，由于施加在平衡臂上的足够的扭矩可以不合期望地使支撑台296倾斜，因此可以用安全机构防止凸轮锁定件300松开。为了避免出现需要移走负载的情况，平衡臂及其负载可以被安置在停止(parked)位置，该停止位置基本上位于支撑台296的中心的上方。

图27是根据本发明的便携式轨道支撑架310的有效活动范围的放大俯视图，该轨道支撑架310和图22示出的安装有后方支撑台的悬挂系统254以及图24-26描述的落地式固定件一起使用。落地钩314邻近处于中间位置的支撑台310的中部，其钩住前述支撑台的横木。如图所示，支撑台可以左右滚动，或者绕着钩子314旋转，给平衡臂312及与其相连的服装/防护罩16、18提供很大的范围。

图28是根据本发明的图22示出的便携式、落地式、安装有后方支撑台的服装悬挂系统254的立体图，其描述了处于工作状态和停止状态的安装有支撑台的机械手臂266的实施例。当来自挂钩机构286的拉力被释放时，支撑台260可以和地板解除锁定，表明支撑台260是稳定的。这样的效果可以通过下面的方式实现，即，通过移开负载，或者通过使负载在支撑台260的上方大幅度旋转，以除去力臂力或扭矩力。安全锁定件的另一个实施例可以包括位于落地式支撑台的锁定机构之间的机械联动装置，以及臂，从而使得锁定机构仅可以在臂转入安全位置时解除锁定，支撑台在该安全位置上是稳定的，不需要拴在地板上。该装置可以在支撑台260的上方或下方摆动。在下方摆动具有节约空间、降低重心、不会妨碍桌面区域以及更美观的优势。服装16可以被卷起或者折叠，以减小其垂直距离，从而可以使装置更容易停在可用的空间内。

图29是结合了用于支撑辐射防护系统的悬臂和吊运车悬挂组件的后方支撑台322的立体图。在该实施例中，轮子328上的框架326支撑用于悬臂吊杆系统的柱子333。桌面324连接至框架326并且作为用于给操作员用品的后方支撑台322。桌面324的下方具有包含重物和马达系统的箱体330，用以通过动力轮328使系统320移动。可以按照本领域的通常作法，将无菌的悬垂织物设置在桌面324的上方。柱子333还可以包括用于悬挂医疗用品和仪器的挂钩334。柱子333可以伸缩，以改变其高度，并且该柱子333上可以设有平衡臂346(任何类型的平衡臂，但平衡物的使用可能有利于提供更大的重量和稳定性)，以抵消上部柱子333、吊杆338和悬挂组件350(例如服装/防护罩)的重量。吊杆338和柱子333之间旋转接头336使得吊杆338可以在水平面上旋转。在该实施例中，虽然可以使用常见的吊杆，但也可以使吊杆338和集成的吊运车340相套叠，该吊运车340带有防止翘起的轮子342和侧滚轴344。吊运车340可以沿吊杆338直线运动。在该实施例中，辐射防护系统350可以通过线缆(或线)348悬挂，且其重量被连接至吊运车340的平衡器346抵消，并且为了更好的平衡，将该平衡器346设置在末端。整个系统320可以使得防护系统350在X、Y和Z空间内自由移动。可以通过电动驱动器将系统320移至工作场所的任何位置，并且至少需要提供四个轮子328中的两个轮子，以实现操纵。支撑台322的短轴上可以进一步地设置一个长的轮子基板，以增加其稳定性。在该实施例中，支撑台的前面具有弧形的开口352，不管其凹入的形状如何，该开口352可以更加符合人体工学的用途。

系统320可以证明是优于分开的落地式悬臂吊杆和后方支撑台的，这是因为其节省了很多空间，并且可以通过设计将立柱设置在任意位置，而不限于设置在支撑台周围。这样使得用更短的吊杆就可以够到使用区，从而使移动吊杆所需的力更小，并且使吊杆和基板的占用体积更小。同样地，可以使支撑台比顶置式系统更加靠近，在顶置式系统中，吸顶式障碍物可能需要更长的吊杆。而且由于可以通过移动支撑台来移动立柱，所以不再需要吸顶式轨道。该系统可以有多种变化，包括：框架或支撑台的形状不同、地板连接件或轮子的数量不同、柱子的功能不同(该柱子包括其它地方描述的任何变化机构，例如吸顶式接插件或落地式接插件、带有传统的吊运车以及设置在吊运车正下方的平衡器的的传统吊杆)、减少电动驱动器以及使用其它类型的臂机构(该臂机构包括各种类型的机械臂、完整臂、或者铰接臂系统、或者如图20描述的从支撑台/支撑架水平延伸并且以非高架的方式连接的臂、或者众多使辐射防护系统平衡的机构中的任何一种机构)。

当遇到高架的障碍物(例如图22所示的图像增强器)时，可伸缩的吊杆具有可以使吊杆的端部缩回的优点。由于具有图29中的可伸缩吊杆设计，操作员位于吊杆端部的正下方，所以吊杆的端部不会撞到没有位于操作员正上方的物体。至目前为止，讨论了可移动的落地式支撑架和/或机械手类型的臂的多种可能的修改和变化。然而，关于本发明的范围和精神，下面的示例实施例并不应该理解为是对此处的说明书或权利要求书的范围的限制。

如果需要，可以将另一个稳定机构和安全机构集成至便携式的落地式悬挂系统中：基板、支撑架或者支撑台可以通过一组件连接至地板，该组件可以向下滑入地面上的可以固定住它的机构。该机构可以是地面上的一个洞，该洞带有用于固定住支撑台组件(例如插入它的杆或者键)的内齿或者其它机械绑定系统。可以使用多个这样的组件。将支撑台锁定至地面的机械部件可以是要求的用于解除桌面上的另一个锁定件的机构，该机构可以使铰接/机械手/平衡臂从其支撑台上的接插位置旋转出来。臂随后可以用于悬挂用于操作的辐射防护罩/服装。使用后，防护罩/服装/围裙的悬挂臂随后可以转回桌面上，从而使得支撑台、臂和服装可以稳定，而不需要落地锁定件。当接插在支撑台上时，锁定件可以自动启动，以使所有组件保持在合适的位置。如果需要，接插动作和锁定动作还可以同时作用使地面上的锁定/绑定机构关闭，以解除其锁定，从而使支撑台脱离地面，并且可以使支撑台移动。

如上文讨论的，图19-29描述了各种悬挂辐射防护装置，其中，虽然本发明的范围内可以考虑多种可选的实施例，但是装置的大部分重量由地面支撑。应该注意到，此处公开的可选的实施例可以包括各种组件。例如，此处公开的不同的高架或非高架悬挂系统中的任何一种悬挂系统可以都使用在任何装置中。根据描述的，悬臂可以使用在描述铰接臂的地方，反之亦然。机动组件可以帮助支撑台或支撑架移动，或者帮助悬挂组件(例如吊运车)移动。除了轮子之外，还可以使用本领域众所周知的其它装置(例如带子)帮助支撑台移动。地面上可以设有支撑和引导支撑台的轨道，该支撑台可以通过轮子、滚轴或其它常用机构行驶在轨道上。可以通过将一个或多个腿部或组件固定地、可拆卸地连接至地面上的固定位置可以使支撑台或支撑架保持稳定，其中，一旦连接，支撑台或支撑架就不会沿着地面滑动或转动。由于悬臂式负载，还可以防止支撑台倾斜。

在各种预期的实施例中，其稳定性可以通过可拆卸地或非可拆卸地连接至装置行驶、滑动或转动的轨道提供。设置在支撑架或支撑台的腿部或者底部的轮子、滚轴或轴承可以在连接至地面或者嵌入地面的轨道内滑动或转动。该轨道可以固定地连接至地面，从而一旦支撑台或支撑架接合至轨道，则不用很大的力就不可以将支撑台或支撑架从地面上拉走，因此，支撑台或支撑架不会翻倒或倒下。这种接合可以是永久的、或者半永久的，并且可以通过采用本领域众所周知的机构实现。安全机构(例如机械锁定件或制动装置)可以用于防止装置意外的移动或者不稳定。同样地，单轨道或多轨道可以用于稳定此处公开的系统。如果是单轨道，则其可以连接至悬挂负载对面的支撑台的桌腿或者侧面，以防止该侧提升。

稳定性还可以通过不同的方式提供。平衡物可以设置在离支撑架、基板、支撑台或者悬挂装置的其余部分较远的地方。例如，平衡物可以连接至相对于悬挂装置反向延伸的刚性臂，从而使悬挂装置平衡。平衡物可以被设置在头顶上方，以使个人保持运动自由。平衡物可以设置在房间内的更低的地方，以免于成为更高的障碍物。重物和臂的长度的结合可以被选择为提供必要的平衡效果，同时处理各工作间或手术室的其它后勤事项。平衡臂可以是固定的，或者可以移动，以使其位置最优化。平衡物可以连接至用于悬挂辐射防护装置的臂，使得在系统的使用期间可以将平衡物保持在理想的平衡位置。

虽然本发明已经具体地显示和描述了各种参考实施例，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可以做出各种形式上和细节上的改变。

Claims (14)

1.一种防护装置，其特征在于，该防护装置包括：

基本上与操作员的身体轮廓相匹配的服装，其中，该服装在操作时保护操作员免受大量的辐射；

基本上与操作员的身体轮廓相匹配的框架，其中，该框架具有打开的背面以允许从后面进入和退出而无需操作框架，并且可操作地支撑服装，并且在没有操作员的情况下可操作地基本上保持框架的基本的轮廓形状；

绑定组件，其包括第一绑定部件和第二绑定部件，所述第一绑定部件可操作地连接在服装上或者服装周围，且所述第二绑定部件可操作地连接在操作员身上或者操作员周围，所述第一绑定部件可操作地与所述第二绑定部件连接，用以将操作员和服装连接并固定在一起，且所述第一绑定部件可操作地与所述第二绑定部件分离，用以使所述服装从所述操作员身上解开；以及

可操作地支撑该框架的悬挂组件。

2.根据权利要求1所述的防护装置，其特征在于，该悬挂组件是从包括下列部件的组中选出的一组部件：

a)吊运车；

b)铰接臂；

c)平衡器；

d)反作用臂；

e)伸出臂；

f)悬臂起重机；

g)钢缆；

h)桥式起重机；以及，

i)机械手臂。

3.根据权利要求1所述的防护装置，其特征在于，该绑定组件是从包括下列部件的组中选出的一组部件：

a)球座连接件；

b)导向块；

c)导向指部；

d)磁体；

e)防冲击板；

f)摩擦紧固件；

g)磁力紧固件；

h)钩环紧固件；以及

i)电磁力紧固件。

4.根据权利要求1所述的防护装置，其特征在于，该装置还包括锁定机构，该锁定机构可操作地使该悬挂组件的至少一个部件基本固定。

5.根据权利要求1所述的防护装置，其特征在于，一护面罩可移动地连接至该框架。

6.根据权利要求1所述的防护装置，其特征在于，该装置还包括：与该悬挂组件集成在一起的、用于可操作地将该防护装置移动到不同位置的可移动的落地式支撑架。

7.根据权利要求1所述的防护装置，其特征在于，该框架基本上是柔性的。

8.一种操作防护装置的方法，其特征在于，该方法包括：

(a)通过悬挂组件悬挂固定有服装的框架，其中，该框架具有打开的背面以允许从后面进入和退出而无需操作框架，并且可操作地保护操作员免受大部分辐射，其中，一绑定组件的第一绑定部件可操作地连接在服装上或者服装周围；

(b)使框架和服装的一部分的轮廓与操作员的身体匹配，并且可操作地将该绑定组件的第二绑定部件连接在操作员身上或者操作员周围；以及

(c)通过可操作地将连接在该服装上或者该服装周围的第一绑定部件与连接在操作员身上或者操作员周围的第二绑定部件连接使得操作员和该服装连接；通过可操作地将该第一绑定部件与该第二绑定部件分离使得所述服装从所述操作员身上解开。

9.根据权利要求8所述的操作防护装置的方法，其特征在于，该悬挂组件是从包括下列部件的组中选出的一组部件：

a)吊运车；

b)铰接臂；

c)平衡器；

d)反作用臂；

e)伸出臂；

f)悬臂起重机；

g)钢缆；

h)桥式起重机；以及

i)机械手臂。

10.根据权利要求8所述的操作防护装置的方法，其特征在于，通过将第一和第二绑定部件移动至相互接近以至绑定组件可拆卸地将操作员和服装固定在一起来实现操作员和该服装的连接，并且通过推开框架以至第一绑定部件和第二绑定部件相互断开来实现操作员和该服装的分离。

11.根据权利要求8所述的操作防护装置的方法，其特征在于，通过启动或断开电磁式绑定组件使得操作员和该服装连接和分离。

12.根据权利要求8所述的操作防护装置的方法，其特征在于，该绑定组件是从包括下面部件的组中选出的一组部件：

a)钩环紧固件；

b)摩擦紧固件；

c)机械紧固件；

d)磁力紧固件；

e)电磁力紧固件；

f)球座连接件；

g)导向块；

h导向指部；

i)磁体；以及

j)防冲击板。

13.根据权利要求8所述的操作防护装置的方法，其特征在于，该悬挂组件可拆卸地连接至可移动的落地式支撑架。

14.根据权利要求8所述的操作防护装置的方法，其特征在于，包括将一护面罩可操作连接至框架。