CN103519836B - 手术中应用的成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手术中应用的成像设备(1)，所述成像设备(1)具有固持装置。所述固持装置具有基体(30)、包含第一部段(21)、第二部段(22)和第一支承臂(11)的导向装置(20)。将第一部段可偏转地布设在第一支承臂上的第一旋转连接端(12)上。将第一支承臂可偏转地布设在固持装置的基体上，从而使得能够借助于第一支承臂的偏转运动，使第一部段从所述部段相互接触的第一位置，移动到所述部段互相分隔的第二位置。

Description

手术中应用的成像设备

技术领域

本发明涉及一种尤其使用于手术中的成像设备以及一种用于所述成像设备的固持装置。

背景技术

从专利文献DE19839825C1中公知一种X射线诊断设备，其具有一种用于射线源和射线探测器的弧形的支架。所述弧形的支架可绕竖直的和水平的轴线倾转。这样，可以在较大的范围里选取透视方向进行透视。

弧形的支架具有圆环段的形状，并且可通过另一个圆环段的驶入而互补成一个圆形的支架。因此，通过使射线源和射线探测器在拍摄期间沿圆形的支架绕检查对象旋转的方法，还可以采用DE19839825C1所述的X射线诊断设备进行计算机X射线断层造影的拍摄。

从专利文献US6940941B2和US7490982B2中公知一种移动式X射线诊断设备，其具有O形的支架。为了能够将检查对象送入O形的支架内，O形支架的一部分相对于O形支架的另一部分是可拆卸地布设的，或者相对于该部分是可偏转的或者可移动的。如此，X射线诊断设备可以驶近检查对象，并且随后O形支架重新闭合。此外，专利文献US7490982B2还描述了一种不但可绕水平轴线倾转、而且在有限的范围内还可绕竖直轴线偏转的O形支架。

在手术中应用X射线诊断设备时，该设备一方面必须可以被灵活地采用，而另一方面还必须能够被简单地操作，并且在手术场地狭小的、空间有限的环境里，具有尽可能小的空间需求。

发明内容

因此本发明要解决的技术问题是，提供一种灵活的X射线诊断设备，它能够确保顺利地接近病人和手术部位。

所述技术问题按照本发明是通过一种用于射线源和射线探测器的固持装置或者一种成像设备得以解决。

按照本发明的固持装置具有基体、导向装置和第一支承臂。在所述导向装置上可以可移动地布设射线源和射线探测器。在此将导向装置设计成，使得射线源和射线探测器可沿导向装置上的闭合的轨道曲线（Bahnkurve）移动。可将检查对象布设在导向装置的闭合的轨道曲线内，从而使得从射线源发出的射线，可以穿过检查对象投射到射线探测器上。导向装置具有至少一个第一部段和一个第二部段。将所述第一部段可旋转地布设在第一支承臂上的第一旋转连接端上，以及将第一支承臂可偏转地布设在固持装置的基体上，从而使得能够借助于第一支承臂的偏转运动，使第一部段从轨道曲线闭合的第一位置，移动到在轨道曲线中存在缺口的第二位置。所述部段之间的间隙构成了轨道曲线的缺口，因而可将检查对象从轨道曲线外的区域通过轨道曲线中的缺口送入轨道曲线内的区域。换句话说，可以在第一支承臂处于第二位置时，通过部段之间的间隙，将检查对象从侧向送入被导向装置包围的区域，在所述区域中，检查对象可以被射线源透视且被射线探测器拍摄影像。

按照本发明的成像设备相应地具有按照本发明的固持装置和射线源以及射线探测器。

因此，在手术中应用时，可以有利地将具有按照本发明的固持装置的成像设备从侧向驶近手术台且越过病人。然后可以将导向装置的第一部段重新带至第一位置，从而不用改变病人的位置，就可以进行透视或者计算机X射线断层造影。当第一部段被可旋转地支承在第一支承臂上的第一旋转连接端上时，可以在处于敞口的第二位置时将其转开，以便能够轻易地进入轨道曲线的内部，从而可以轻易地将检查对象送入内部，而且还简化了所采取的行动。

因此，在一种优选的实施形式中，按照本发明的固持装置具有第二支承臂，在所述第二支承臂上布设着导向装置的第二部段。将所述第二部段可旋转地布设在第二支承臂上的第二旋转连接端上。当第一部段处于第一位置时，此时，导向装置的轨道曲线是闭合的，为了使导向装置可以旋转，将第一和第二支承臂上的两个旋转连接端沿连接轴线布设。两个旋转连接端的连接线与由轨道曲线围成的面的平面法线具有交点。换句话说，连接线或者第一旋转轴线在最简单的情况下，是延伸经过由轨道曲线围成的面的，或者以一定的间距位于所述面的前面或者后面，如果该面基本上被垂直定向的话。

在此，如果允许导向装置在轨道曲线闭合时绕连接轴线旋转，从而使得具有按照本发明的固持装置的摄像装置能够通过绕连接轴线的旋转来改变拍摄的图像平面，是有利的。当连接轴线未处于轨道曲线的一侧，而是经过由轨道曲线围成的面本身或者以一定的间距位于该面的前面或者后面时，可以通过导向装置的旋转，对检查对象的被连接轴线延伸经过的部位，进行不同的第一角度的拍摄。同时，如果使旋转轴线或者连接轴线经过由轨道曲线围成的面或者以较小的间距在其前或者其后延伸，而不是将其侧向地布设在轨道曲线外，那么可以使导向装置旋转更大的角度。因为在在一个方向上具有明显较大长度的检查对象上，例如一个躺在床面上而且被布设在轨道曲线内的病人，在导向装置接触到检查对象或者床之前，当轨道曲线处于同样最大的半轴时，可以比绕侧向布设的旋转轴线的旋转，旋转更大的角度。

在一种实施形式中，第一支承臂和第二支承臂可拆卸地与基体连接。

如此，可以有利地将或许带有射线源和射线探测器的导向装置，从基体上拆下，并且安装到其它的空间中的另一个基体上。这样，可以将基体构造得更重和更稳固，如果将电源设置在基体上，这将允许例如供给射线源更多的能源。还可以相应地将导向装置实施得更稳固，这将允许例如更准确的定位，以及在用具有按照本发明的固持装置的成像设备拍摄断面影像时，允许射线源和射线探测器在轨道曲线上具有更高的旋转速度。

在另一种实施形式中设定，第一和第二支承臂可绕共同的第二旋转轴线相对于固持装置的基体旋转。将第二旋转轴线布设得与第一旋转轴线成一角度，从而使得由轨道曲线围成的面在空间的定向，是可旋转的。在一种可能的实施形式中，使第一旋转轴线垂直于第二旋转轴线定向。

这样，还可以利用具有按照本发明的固持装置的摄像装置，以有利的方式拍摄检查对象在与第二旋转轴线相交成不同的角度下的影像。

在一种实施形式中还可以设定，第一和第二支承臂具有被设计用于改变基体和导向装置之间间距的器件。

这使得可以有利地在手术场地里改变导向装置的位置，以便更便捷地接近病人。同时，可以改变旋转轴线相对于检查对象的空间位置，从而不移动检查对象本身，就可以从不同的方向创建检查对象各个部位的影像。

在一种可能的实施形式中，用于改变间距的器件是一种伸缩式推拉机构。

所述伸缩式推拉机构可以以一种节省空间以及可重复的方式，使导向装置沿第一平移轴线移动。

在一种实施形式中，固持装置具有用于移动的器件，在所述器件上布设着第一和第二支承臂，其中，设计用于移动的器件，是为了让支承臂能够沿第二平移轴线的方向顺着基体的一侧相对于基体移动。第二平移轴线被布设得与第一平移轴线成一角度，因此不平行于第一平移轴线。在一种实施形式中，通过沿第二平移轴线的移动来改变与地面的间距，尤其可以将第二平移轴线竖直地定向。

沿第二平移轴线的移动，使得可以有利地在手术场地里改变导向装置的位置，以便更便捷地接近病人。这样，还可以改变检查对象的高度。同时，可以改变旋转轴线相对于检查对象的空间位置，从而不移动检查对象本身，就可以从不同的方向创建检查对象不同部位的影像。除此以外，与导向装置绕第二旋转轴线的旋转相结合地，就可以沿竖轴线对处于直立位置的检查对象进行扫描。

在一种实施形式中可以设想，用于沿第二平移轴线移动的器件是一种直线导轨。

所述直线导轨可以以一种节省空间以及可重复的方式，使导向装置沿第二平移方向移动。

在一种实施形式中，在固持装置的基体上设置搬运器件，设计所述搬运器件，是为了能够沿第三平移轴线移动导向装置。将所述第三平移轴线布设得与第一和第二平移轴线成一角度，因而不平行于第一和第二平移轴线。尤其可以将第三平移轴线定向为水平的且平行于手术台。

沿第三平移轴线的移动，实现了可以有利地在手术场地里改变导向装置的位置，以便更便捷地接近病人。同时，可以改变旋转轴线相对于检查对象的空间位置，从而不移动检查对象本身，就可以从不同的方向创建检查对象不同部位的影像。通过使第三平移轴线顺着手术台沿检查对象的最大纵向长度方向布设，借助于沿第三平移轴线的移动，还可以沿着检查对象进行扫描。

在一种实施形式中，装置具有电动的驱动装置，设计所述驱动装置，是为了让固持装置能够沿第一以及/或者第二平移轴线移动。

电动的驱动装置，使具有较大质量以及因此而必然需要较大的力的固持装置移动起来更容易一些。除此以外，可以通过例如能够用脚操作的控制元件来进行移动，这样，就不会影响手术场地的无菌性。

在一种实施形式中，电动的驱动装置具有控制器件，设计所述控制器件，是为了让固持装置能够沿第一和/或第二以及/或者第三平移轴线移动到预先设定的位置。

这种控制器件，例如可以通过计算机控制系统加以实现，可以有利地将导向装置驶离手术场地以及随后再次带至完全相同的位置上，从而使得摄像装置在其间可以无障碍地接近病人。此外，由此还可以让扫描或者其它的摄影方式，按照预先编制的程序运行。

在一种实施形式中，导向装置的部段具有圆弧形状。

所述圆弧形状，有利地使得沿着弧线的射线源和射线探测器同时具有高稳定性以及易操作性。

在一种优选的实施形式中，闭合的轨道曲线是圆形的。

圆形的轨道曲线，使得射线源和射线探测器彼此之间能够始终以相同的间距进行移动，这将显著地简化被射线探测器接受的数据的处理，以及当检查对象被布设在圆形轨道的中央时，还可以利用与检查对象的恒定的间距而给予恒定的辐射剂量。

在一种实施形式中设定，导向装置具有轨道系统，射线源和射线探测器可在所述轨道系统上移动。

轨道系统使得，射线源和射线探测器可以以尤其简便而且精确的方式沿着固持装置的轨道曲线移动。

本发明还涉及一种成像设备，其具有射线源、射线探测器以及按照本发明的固持装置。设计这种成像设备，是为了在手术部位上拍摄影像时，可以对按照本发明的固持装置的上述优势加以利用。

附图说明

附图中:

图1表示经过具有按照本发明的固持装置的按照本发明的成像设备剖开示出的剖视示意图，其中所述固持装置处于第二位置，

图2表示经过具有按照本发明的固持装置的按照本发明的成像设备的剖视示意图，其中所述固持装置处于第一位置，以及

图3表示具有按照本发明的固持装置的按照本发明的成像设备的侧视示意图，其中所述固持装置处于第二位置。

具体实施方式

图1表示具有按照本发明的固持装置10的成像设备1的示意图。此外，可以看到检查对象2。固持装置10具有基体30。此外，固持装置10还具有第一支承臂11和第二支承臂13。所述支承臂11、13借助于万向节16可偏转地布设在基体30上。

除此以外，固持装置10还具有导向装置20，所述导向装置20包括第一部段21和第二部段22。但是也可以设想，将导向装置20分成多于两个部段21、22的部段。

将部段21可旋转地布设在位于支承臂11的与万向节16对置的一端的旋转连接端12上。可以将例如轴、旋转轴承或者其它可旋转的且可加载拉力的连接件作为旋转连接端12。此外，在一种实施形式中，旋转连接端12还具有一种电动的用于转动部段21的驱动装置。

同样地，将第二部段22可旋转地布设在位于支承臂13的与万向节16对置的一端的旋转连接端14上。

支承臂11、13可绕万向节16彼此相对偏转，因此导向装置20的部段21、22在支承臂11、13处于第一位置时互相接触，从而使得部段21、22构成一个闭合的轨道曲线，所述闭合的轨道曲线围成了面45。在图2中示出了所述第一位置。通过绕万向节16偏转，可以将第一支承臂11和第二支承臂13移动到第二位置，从而使得两个部段21、22相互间隔距离，以及在闭合的轨道曲线中出现缺口23，所述缺口23使两个部段21、22相互分离。当处于这种在图1中示出的第二位置时，可以把检查对象2从侧向通过缺口23从轨道曲线外的区域送入轨道曲线内的区域。

优选这样进行偏转运动，即，两个支承臂11和13以及布设在其中的部段21和22，在一个平面中通过绕万向节16偏转而互相远离。但是也可以设想，只有一个支承臂和一个部段，例如第一支承臂11和第一部段21偏转离开位于一个平面中的第二支承臂13和第二部段22。还可以让两个支承臂11、13和两个部段21、22的运动不在一个平面中进行，而在相交成一个角度的两个不同的平面中进行。

此外，当处于第二位置时，即，当第一部段21与第二部段22隔开并且存在缺口23时，还可以设想，为了能够更容易地将检查对象2送入由轨道曲线围成的区域45，让第一部段21绕旋转连接端12旋转。

当处于第一位置时，即，第一部段21和第二部段22相互接触且构成闭合的轨道曲线，将第一旋转连接端12和第二旋转连接端14的旋转轴线定向为，使得两个旋转轴线能够同轴地重合，并且两个部段21、22可绕共同的第一旋转轴线40旋转。

第一旋转轴线40延伸经过由弧形曲线围成的面45，或者在与之间隔很小的面45的一侧延伸，因此旋转轴线沿所围成的面45的平面法线的投影，落在面45本身上。优选将旋转轴线40布设得与部段21、22同心且延伸经过面45本身。通过这种方式，可以使导向装置20的部段在与狭长的布设在轨道曲线内的检查对象或者手术台产生接触之前，绕旋转轴线40旋转最大限度的角度。

万向节16与基体30的连接，借助于一种伸缩式推拉机构15实现，将所述伸缩式推拉机构15可旋转地布设在一种直线轴31上，再将直线轴31布设在基体30上。

借助于伸缩式推拉机构15，支承臂11、13和导向装置20的部段21、22可沿第一平移轴线42朝检查对象2的方向移动。在一种优选的实施形式中，将该平移轴线42定向为水平的。导向装置20可以因此在处于轨道曲线有缺口的第二位置时，从侧向驶近检查对象。

另一方面，将伸缩轴15布设成可绕第一平移轴线42旋转，因此面45的定向，也可以绕第一平移轴线42相对于检查对象发生变化。

另一方面，直线轴31可沿第二平移轴线43移动，布设在其上的导向装置因而也可沿第二平移轴线43移动。在一种优选的实施形式中，使第二平移轴线43垂直于第一平移轴线42和垂直于地面，即竖直地定向，从而使得导向装置20在高度上也是可移动的。

此外，基体30还具有搬运器件32，所述搬运器件32实现可沿第三平移轴线44移动基体30。优选将第三平移轴线44定向为垂直于第一平移轴线42和第二平移轴线43以及在水平方向上是沿着检查对象的纵向定向的。可以考虑采用例如直线轨道、伸缩式推拉机构或者轮子作为搬运器件32。可以将例如导轨设置在地面上，或者当采用悬挂式装置时也可设置在使用了固持装置10的空间的天花板上，其中导轨和轮子嵌接。

三根平移轴线42、43和44在此围成了一个三维空间，导向装置20因而可移动到该空间的任一位置。

在一种优选的实施形式中，此时旋转连接端12、14、伸缩式推拉机构15作平移和旋转运动，而直线轴31和搬运器件32用马达加以驱动。电动的驱动装置优选是电动的，但是也可以是气动的、液压的或者以其它方式实现的。如此，可以通过操作元件36，例如踏板来控制导向装置20的运动，从而不破坏手术场地的无菌性就可以进行操作。在一种可能的实施形式中，驱动装置的控制也可以通过一种控制器件37，例如计算机加以实现。所述计算机可以通过相应的控制，将导向装置20相宜地移动到某个位置或者再次返回到原先占据的位置。这种控制器件37还可以让运动自动地进行，例如沿检查对象的纵向进行扫描，此时导向装置20借助于搬运器件32沿第三平移轴线44的方向顺着检查对象移动。最后，还可以设想，控制器件37能够识别声学的指令或者操纵者的手势且实施相应的动作。

在一种实施形式中，导向装置具有布设在部段21、22上的轨道系统24。在所述轨道系统24上可移动地布设着射线源50和射线探测器51，因此，如果支承臂11、13处于第一位置，并且部段21、22与处于其上的轨道系统构成了闭合的轨道曲线，那么，该射线源50和射线探测器51就可沿闭合轨道上的轨道曲线绕检查对象2移动。

在按照本发明的成像设备1中，例如在导向装置的轨道系统24上设置了射线源50和射线探测器51，它们分别相对置地定位在轨道曲线上，因此，从射线源50发出的射线经过检查对象2投射在射线探测器51上。如此，可以拍摄在不同角度下的单个影像，或者也可以通过对在各个角度下拍摄的大量的影像进行组合获得断面影像。为此要拍摄单个的影像，与此同时，射线源50和射线探测器51同步地在优选被构造成圆形轨道的轨道曲线上移动。还可以在轨道曲线上可移动地布设多对互相错开某个圆周角而且相间隔的射线源50和辐射监测器51，以便加速影像的采集，或者以各种成像方法同时采集例如当X射线光子处于不同能量时的影像。

在优选示出的实施形式中，将部段21、22实施成圆弧形的，从而使得射线源50和射线探测器51彼此之间以及与位于圆形轨道中央的检查对象2都有恒定的间距。

导向装置20可以具有包围部段21、22的外罩。第一部段21和第二部段22处于第一闭合位置时，构成了一个空心体，例如一种包围了轨道曲线内的区域的闭合的圆环面。运动的部件，如射线源50和射线探测器51在处于第一位置时，被防触摸地布设在该外罩内，所以从外面无法触及。因此，借助于简单的措施，例如一种由薄膜或者其它适当的材料组成的无菌的罩壳，就可以按照手术区域的卫生要求，准备导向装置20以及包含在其中的部件。

在此可以设想，射线源50和射线探测器51同时沿导向装置20的轨道曲线以及沿第三平移轴线44运动，其中，由轨道曲线围成的面，基本上垂直于第三平移轴线44定向。这样，可以借助于射线源50和射线探测器51，对沿检查对象2所进行的螺旋形扫描加以检测，所述检查对象2例如躺在手术台上。

同样，可以设想，射线源50和射线探测器51同时沿导向装置20的轨道曲线以及沿第二平移轴线43运动，其中，由轨道曲线围成的面，基本上垂直于第二平移轴线43定向。这样，还可以借助于射线源50和射线探测器51，对沿检查对象2或者病人所进行的螺旋形扫描加以检测，所述检查对象2或者病人例如站立着或者坐在椅子上。

在一种实施形式中，导向装置20可拆卸地与基体30连接。为此将伸缩式推拉机构15布设到直线轨道31上对应配设的凹槽中，插入的伸缩臂15被锁紧在所述凹槽中。锁紧是借助于一种嵌接到伸缩臂15中的锁紧元件，例如轴销加以实现的。还可以设想其它的紧固方案，像例如通过旋转而被锁紧的卡口式连接。还可以设想，通过将万向节16绕之转动的连接栓实施成可取出的方法，将万向节16实施成可拆卸的。

尽管借助于优选的实施例对本发明的细节作了详细的图示和说明，但是本发明并不局限于所公开的例子，而且可以由专业人士从中推导出不偏离本发明保护范畴的其它的方案。

Claims (15)

1.一种用于射线源(50)和射线探测器(51)的固持装置，其中所述固持装置(10)具有：

基体(30)，

导向装置(20)，其中所述导向装置(20)具有至少一个第一部段(21)和一个第二部段(22)，

第一支承臂(11)，

其中将导向装置(20)设计成，使得射线源(50)和射线探测器(51)可以被布设在导向装置(20)上且可沿闭合的轨道曲线移动，

其中可将检查对象(2)这样布设在闭合的轨道曲线内，即，使得从射线源(50)发出的射线，可以穿过检查对象(2)投射到射线探测器(51)上，

其中所述第一部段(21)可旋转地布设在所述第一支承臂(11)上的第一旋转连接端(12)上，以及第一支承臂(11)可偏转地布设在固持装置(10)的基体(30)上，从而使得能够借助于第一支承臂(11)的偏转运动，使所述第一部段(21)从轨道曲线闭合的第一位置，移动到第二位置，当处于所述第二位置时，在轨道曲线中存在缺口(23)，因而可将检查对象(2)从轨道曲线外的区域送入轨道曲线内的区域。

2.按照权利要求1所述的固持装置，其中所述固持装置(20)具有第二支承臂，在所述第二支承臂上布设着导向装置(20)的第二部段(22)，同时，所述第二部段(22)可旋转地布设在第二支承臂(13)上的第二旋转连接端(14)上，从而使得处于第一位置的导向装置(20)，在闭合的轨道曲线上可绕第一和第二旋转连接端(12、14)的连接线旋转，其中所述连接线是第一旋转轴线(40)，而且与由轨道曲线围成的面(45)的平面法线具有交点。

3.按照权利要求2所述的固持装置，其中第一支承臂(11)和第二支承臂(13)可拆卸地与基体连接。

4.按照权利要求2或者3所述的固持装置，其中第一支承臂(11)和第二支承臂(13)可绕共同的第二旋转轴线(41)相对于基体旋转，所述共同的第二旋转轴线(41)布设成与所述第一旋转轴线(40)成一角度，从而使得由轨道曲线围成的面(45)在空间的定向是可旋转的。

5.按照权利要求2所述的固持装置，其中所述第一支承臂(11)和第二支承臂(13)具有设计用于改变所述基体(30)与导向装置(20)之间在第一平移轴线(42)方向上的间距的器件(15)。

6.按照权利要求5所述的固持装置，其中所述用于改变所述基体(30)与导向装置(20)之间在第一平移轴线(42)方向上的间距的器件(15)，是伸缩式推拉机构(15)。

7.按照权利要求5所述的固持装置，其中所述固持装置(10)具有用于移动的器件(31)，在所述用于移动的器件(31)上布设着第一和第二支承臂(11、13)，其中，设计用于移动的器件(31)，是用于使支承臂(11、13)能够沿第二平移轴线(43)方向相对于基体进行移动，其中将第一平移轴线(42)和第二平移轴线(43)布设成互相成一角度。

8.按照权利要求7所述的固持装置，其中用于沿第二平移轴线(43)移动的器件(31)是一种直线导轨(31)。

9.按照权利要求7所述的固持装置，其中在所述基体(30)上设有搬运措施(32)，设计所述搬运措施(32)，是用于能够沿第三平移轴线(44)移动固持装置(10)，其中第三平移轴线(44)布设成与第一平移轴线(42)和第二平移轴线(43)成一角度。

10.按照权利要求9所述的固持装置，其中所述固持装置(10)具有电动的驱动装置(33、34、35)，设计所述驱动装置(33、34、35)，是用于能够沿第一平移轴线(42)和/或第二平移轴线(43)以及/或者第三平移轴线(44)移动所述固持装置(10)。

11.按照权利要求10所述的固持装置，其中电动的驱动装置(33、34、35)具有控制器件(37)，设计所述控制器件(37)，是用于能够沿第一平移轴线(42)和/或第二平移轴线(43)以及/或者第三平移轴线(44)将固持装置(10)移动到预先设定的位置。

12.按照权利要求1所述的固持装置，其中所述导向装置(20)的第一部段(21)和第二部段(22)具有圆弧形状。

13.按照权利要求1所述的固持装置，其中闭合的轨道曲线是圆形的。

14.按照权利要求1所述的固持装置，其中所述导向装置具有轨道系统(24)，射线源(50)和射线探测器(51)可在所述轨道系统(24)上移动。

15.一种成像设备，其中所述设备具有：

射线源(50)，

射线探测器(51)，

按照权利要求1至14中任一项所述的固持装置(10)。