CN104053985A - 数字放射线摄影机械定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种固定于地板上且可旋转的C形臂式数字放射线摄影机械定位系统，其包括具有一旋转自由度的一固定垂直柱、一提供多个X射线的X射线源以及一可旋转的固定C形臂。本系统也包括配置于旋转臂的末端上的一单一影像收集器、附装于可旋转的C形臂及X射线源且能以转轮旋转的轨轮，以及一或多个阻停器。本系统也可以是一数字放射线摄影机械定位系统。本发明提供了可同时结合C形臂及摄影系统优势的一组合设计，提供过去适用于这些系统且安全性大幅改善的特色。

Description

数字放射线摄影机械定位系统

本申请案主张于2011年9月26日在美国提出的临时申请案61/539,448的优先权，全部的揭示内容并入本申请案作参考。

技术领域和背景技术

医学产业过去多年使用放射线摄影机或X射线影像来诊断病患的状况，业界已经开发一套较佳的曝照位置，普遍的用以诊断病患不同的患部。这样的曝照位置有一些是使用垂直的X射线光束，并让病患躺在X射线源以及影像收集器之间的桌台上而得到的，其他则是使用水平的X射线光束，病患站在X射线源以及影像收集器之间而得到的。X射线过程需要X射线光束指向病患，当X射线穿透病患时，一些X射线能量会被人体给吸收，而X射线的吸收是以碰上物质的密度而呈比例的。医学放射线胶卷在多年前就已被发明，用以捕捉穿透病患的能源。在曝照以及处理后会以胶卷产出影像。至今，数字影像科技进步到可用相似的病患曝照方法(如数字放射线摄影)搜集放射线摄影影像。胶卷放射线摄影以及数字放射线摄影间唯一的差异为放射线摄影影像搜集、转换以及储存的方式。

X射线是对人体相当有害的，但X射线影像能让医生看透人体的相对价值是更重要的，这也就是为何医生的目标在于病患能在最少量的放射线下尽可能地得到最好的影像。通常不好的产出影像需要再一次进行X射线曝照，最常见的原因为病患在曝照过程中移动，第二个造成不好的产出影像最常见的原因则为X射线技术操作员的疏失。数字放射线摄影装置随着时间改良与发展，已经降低放射线剂量而能获得相对好的影像。很多为这个科技改良的系统是高度精密的，藉以降低技术操作员疏失，不过也因此相对昂贵。数字放射线摄影与医学影像科技相比之下较不昂贵。现今医学产业的趋势是简化和降低数字放射线摄影装置的成本，所有在数字放射线摄影装置行业的公司，也都正在为了赢取新兴经济的高人口密度国家的市占率而竞争。

基本上有三种主要的医学数字放射线摄影定位系统，一种天花板固定系统，一种可旋转的C形臂系统以及巴克(Bucky)摄影系统。

天花板固定定位系统悬挂了一个X射线源。天花板固定定位系统是相对来说昂贵的，而且在建筑中需要特别的安装方式。天花板固定定位系统的好处是地板的空间空旷，曝照能以台面或墙站式任一方式进行摄取。

可旋转的C形臂系统是固定于地板上，可旋转的C形臂系统有一固定的垂直柱，轮转轨轮是装置在固定的垂直柱以让C形臂上下移动。C形臂支撑X射线源以及影像收集器，并且在一校准的位置牢固他们以进行曝照，C形臂为可旋转式的与轮转轨轮连接。X射线源以及影像收集器具有直线移动的能力，使得操作人员能够改变X射线源与影像收集器间的距离，这个距离被称为摄取距离(SID，source-image distance)，这三个自由度让C形臂系统在桌台及墙挂使用模式时都能进行曝照。垂直柱必须以足够的强度栓在地板上以支撑系统，大多数的C形臂系统具撞击安全感应性能以计算机控制的方式机动化。

当C形臂旋转至垂直的位置时，影像收集器朝向底部，以及X射线源是在上方，此时可进行桌台使用模式的曝照。这样的桌台使用模式以及曝照是相当常见的，因为有需要放射线摄影诊断的病患常常是身体挫伤或者无法站立。但C形臂系统桌台的使用模式是相对不方便的，因为唯一的移动自由度只容许上下移动，因此在桌台上的病患必须自行移动并调整以进行适合的曝照，这不是一个使用C形臂系统的完善病患桌台。

当C形臂旋转至横向的位置时，病患可以站在影像收集器前面，此时为墙挂使用模式。由于这时C形臂可以最大程度地上下移动，C形臂系统是较方便的，而且摄取距离(SID，source-image distance)是相对简单地可调整。

巴克摄影系统比C形臂系统更早出现，并且原本是为了X射线胶卷而开发。巴克摄影系统具有两垂直柱，一是具X射线源的支撑架，其被固定在一臂并附装于一轨轮上，可以使支撑架上下滑动以垂直定位。支撑架组件固定在多个的地板轨道上，故它能够沿着病患桌台边长滑动。巴克摄影系统于桌台使用模式时，支撑架是被定位在地板轨道，如此，X射线源位于病患桌台上方，并在影像收集器1上摄取曝照影像。地板轨道延伸至病患桌台的尾端，因此可允许支撑架在墙挂使用模式中定位。第二垂直柱是墙挂式的，其被固定与拴紧在地板上，并支撑影像收集器2以让第二轨轮垂直定位。

巴克摄影系统使用被固定在地板上的病患专用桌台。相对于固定的桌台，基底桌台面是可双向横移的，这让X射线操作人员在病患还在桌台面上时依然可移动桌台面。影像收集器1仅用于桌台使用模式并位于滑动桌台面下方，滑动桌台面与可移动的支撑架允许相对大的涵盖区域而不需要移动在移动桌台上的病患身体，这是巴克摄影系统其中之一个优点。

当支撑架在地板轨道上及病患桌台的尾端滑动，且X射线源旋转约90度至横向光束的方向，其光束正对着影像收集器2时，巴克摄影系统为墙挂使用模式。在这个模式，影像收集器和X射线源一样具有一自由度可上下移动，从地板平面到两垂直柱的顶端，影像收集器仅用于墙挂使用模式。

巴克摄影系统是典型的人工定位系统，其需要一位操作人员释放制动器重新定位并重新固定装置以进行曝照，在过程中最重要的要素是要达到X射线光束以及影像收集器的校直。两个使用模式以及两影像收集器，造成了不会在C形臂式系统中出现的校准困难，这就是为何一直要让影像收集器机构连接在X射线源上。

巴克摄影系统必须能让操作人员校准X射线光束至想要的影像收集器上，为了可在桌台使用模式时达成，应在X射线源及影像收集器1之间装置一链接机构。桌台使用模式用的链接器建议是机械式的，因为用光线校准的方法在桌台及病患位于两实体间时会受到阻碍，机械式的链接器也必须在支撑架滑开桌台并进入墙挂使用模式时自动卸除连接。而在墙挂使用模式中的影像收集器2要机械式地卸除X射线源是不实际的，这模式可用任一光线来校准，或者让操作人员读取墙挂以及支撑架上的定位记号来得到一样的高度。连接问题对于巴克摄影系统是一不利点。

近期的巴克摄影系统产品介绍包含两个创新方法。

其一，结合所有支撑架的运行导轨于延伸的桌台部分，故地板轨道被排除；其二，动力组件都置放于病患桌台底盘内。

地板轨道的排除是理想的目标，缺点是支撑架轨道系统向外突出及桌台面左右摆动。在所有移动的位置中，一个或其他的延展部分会比偏移桌台更突出，这阻碍了桌台旁的机动性及潜藏绊倒风险，若将这些延展部分排除会是一大改良。

将高压组件直接置放在病患下方，对于整个系统有着空间减少以及电缆长度缩减的优点，但也有潜在的缺点如触电致死、缺少通风、过热以及风扇杂音的可能。

上述近期的巴克摄影系统在医学工业的安装设计上相对简单，安装系统需要的空间减少。系统占地长约5.5公尺、宽约4公尺，大约为22平方公尺。系统安装进空间的构造修改需求也降低了，系统使用了多个个用于支撑架以及墙站的内建滚轮。

安全性是所有产品最主要的考虑，尤其是医学设备领域。C形臂及巴克摄影系统都具有安全考虑上的不足。移动的垂直范围让C形臂可低至影像收集器是在地板的高度，以及可以升高至垂直柱允许的最高程度。C形臂还具有旋转的移动自由度使得操作人员让C形臂以轨轮为轴心旋转，更有第三移动自由度，使得操作人员改变X射线源及影像收集器间的摄取距离(SID，source-image distance)。这两实体被链接，因而他们能一致地靠近或远离彼此，藉此保持C形臂的平衡。三者任一动作是被电磁制动器所固定，且操作人员利用C形臂右侧明显的三个按钮来控制制动器。

这样的设计有两个安全上的潜在风险，其一与操作人员或X射线源技术人员有关，而另一则是与病患相关。如果C形臂的垂直位置过高或过低、C形臂接着旋转、甚或影像收集器延展，将会迫使系统碰到地板、天花板或甚至于病患。支撑着C形臂的轨轮必须抬升C形臂至允许完全旋转的最低高度以避免地板撞击。同样地，天花板也需要准确的支撑(取决于天花板的高度)。一些C形臂系统被机械化以及需要传感器和软件来预防撞击及让撞击的影响最小化，亦有非机械化、人工操控的C形臂系统完全取决于操作人员小心熟练地操作这些系统来避免撞击。显然地，减少这个问题的系统将会是一大改善。

第二风险牵涉到制动器的释放按钮。一般来说，X射线曝照需要至少两人：病患以及X射线技术人员，病患除了X射线机器的用途外，其余一无所知。可以预见的是，躺在桌台上的病患可能会握住系统定位杆起身，以及意外地碰触到一或多个制动器的释放按钮而导致系统撞击病患。显然地，减少这个问题的系统将会是一大改善。

巴克摄影系统多年前原本是为了X射线胶卷的使用而发展。其被设计为可提供两个使用模式：桌台使用模式以及墙挂使用模式。在C形臂系统提到的潜在危险也存在于巴克摄影系统，第一个风险是关乎于操作人员或X射线技术人员。地板轨道的移动范围以及支撑架的垂直移动范围会有撞击的可能，两轨轮可以移动低至地板以及高至垂直柱，在墙挂使用模式中，获得最大范围的曝照位置是需要的。桌面是可移动的，因此其可向左滑以避免撞击。如果X射线源接着降低到比桌面还低的高度，支撑架会沿着地板轨道滑动且撞击到桌台的右侧。

同样的第二风险情况存在于：病患会意外地触碰制动器的释放按钮，以及将X射线源拉往他们自己身上。制动器的释放按钮位于X射线管的左右侧的管状把手末端，也位于病患桌台的正上方。位于那个位置的定位把手让技术人员更容易操作机器，但它们也位于躺在桌台的病患的正上方，以及提供病患机会去将自己拉起身。如果病患伸手将把手杆下拉，以及意外地碰触垂直制动器的释放按钮，X射线管悬臂将会被拉往病患身上。

C形臂系统的主要优点是，X射线源及影像收集器一直都机械式的拴接；第二个优点为，其与巴克摄影系统相比之下需要相对少的空间；C形臂系统的第三个优点为其在横向和垂直光束方向之间具有其他可行的曝照角度。C形臂系统主要的缺点为其对于病患、桌台、地板或者天花板存在着撞击的可能；C形臂系统的第二个缺点是，当桌台必须是轮子滑动以及攸关整个系统而定位时，桌台的使用是较难使用的。

巴克摄影系统主要的优点是，当病患依然待在桌面上时，桌台使用模式可以让病患全身进行曝照，系统可调整并得到所有想要的曝照。巴克摄影系统主要的缺点是系统潜藏撞击病患或桌子的可能；巴克摄影系统的第二缺点是需要两垂直柱及两影像收集器；巴克摄影系统的第三缺点为X射线源及两影像收集器的校准困难；巴克摄影系统的第四缺点为地板轨道的需要，这表示需要修改建筑物已符合将要安装的系统，以及表示绊倒风险会阻碍了系统周遭的自由度。

发明内容

本发明是一种数字放射线摄影机械定位系统，尤其是一种可以使用在胶卷或数字放射线摄影，其牵涉一种机械式系统以定位X射线光束、病患以及影像收集器。

本发明的目的是提供一种数字放射线摄影机械定位系统，其允许大多数常见的曝照位置范围。

本发明的目的是提供一种数字放射线摄影机械定位系统，其可在相对小的区域内产出许多曝照。

本发明的目的是提供一种数字放射线摄影机械定位系统，其可利用单一、非随身携带的影像收集器，提供成本的优点以及减少在运送过程中收集器的损坏可能。

本发明的目的是提供一种数字放射线摄影机械定位系统，其可避免X射线源或影像收集器意外撞击病患、桌台、地板或者天花板。

本发明的目的是提供一种数字放射线摄影机械定位系统，其具备相对低成本的人工操控系统，且为负担得起的、依赖的、简单的、直觉的以及安全的。

本发明的目的是提供一种数字放射线摄影机械定位系统，使用了一单一垂直柱以及一影像收集器，影像收集器总是以一摄取距离(SID，source-image distance)机械式地连接X射线源。

本发明的目的是提供一种数字放射线摄影机械定位系统，使用了具滑动面的病患专用桌台来提供相似于巴克摄影系统的覆盖。

本发明的目的是提供一种数字放射线摄影机械定位系统，在桌底内部使用了一完全自成体系的轨道结构以排除绊倒的风险。

本发明的目的是提供一种数字放射线摄影机械定位系统，其为可调整的并可旋转至转椅使用模式。

本发明的目的是提供一种数字放射线摄影机械定位系统，利用数个硬质机械阻停器来避免X射线源在转椅使用模式中撞击病患。

本发明的目的是提供一种数字放射线摄影机械定位系统，其为可调整的并可进一步旋转至墙挂使用模式。

本发明的目的是提供一种数字放射线摄影机械定位系统，当垂直柱旋转至墙挂使用模式，数个转椅使用模式及墙挂使用模式的撞击阻停器为脱离的。

本发明的目的是提供一种数字放射线摄影机械定位系统，其提供一视觉辅具给X射线的技术人员，当影像收集器被遮藏住时，激光校准的特点能指示病患或桌台上的影像收集器区域视图。

附图说明

本发明将会通过具体实施例来描述，但其并非用于限制本发明，附图中相似组件将给予类似的标号，其中：

图1为根据本发明一实施例的立体示意图，其描绘出一数字放射线摄影机械定位系统。

图2A为根据本发明一实施例的正面立体图，其描绘出一数字放射线摄影机械定位系统的滑动桌台面。

图2B为根据本发明一实施例的正面立体图，其描绘出一数字放射线摄影机械定位系统的滑动桌台面的桌台面框边栏。

图2C为根据本发明一实施例的正面立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统中数个滑动桌台面的位置。

图2D为根据本发明一实施例的背面立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统的一对垂直柱位置及过渡轨系统。

图2E为根据本发明一实施例的一对正面立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统中位于第一位置的垂直柱及拟X射线光束。

图2F为根据本发明一实施例的一对正面立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统中位于第二位置的垂直柱及拟X射线光束。

图2G为根据本发明一实施例的一对部分立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统的C形臂、轨轮及垂直柱。

图2H为根据本发明一实施例的部分立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统的X射线管高度控制把手。

图2I为根据本发明一实施例的一对部分立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统的激光源。

图2J为根据本发明一实施例的一对背面立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统中垂直旋转柱及C形臂的旋转空隙。

图3A为根据本发明一实施例的正面及部分立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统的转椅使用模式。

图3B为根据本发明一实施例的正面及背面立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统中数个转椅使用模式的位置。

图4A为根据本发明一实施例的正面及背面立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统的墙挂使用模式。

图4B为根据本发明一实施例的背面立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统中约20度的墙挂使用模式。

图5为根据本发明一实施例的部分立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统的巴克摄影系统。

具体实施方式

实施例的各种不同面向将会用本领域的技术人员一般使用的专业用语来描述，并将他们技术的实质内容传达给其他本领域的技术人员。然而，对于本领域的技术人员来说很明显的是，本发明只有某些方面会被实施。为了达到解释的目的，特定的编号、材料和构件会被列出以利于对实施例完整的理解。然而，对于本领域的技术人员来说，很明显的是，本发明可以在没有特定细节下仍被实施。在其他实例中，已知的特征会被省略或简化以免误解实施例。各个不同的作业将会逐一依序被描述成多个不连续的作业，以最有助于理解本发明的方式说明。但是，描述的顺序不应该被理解成这些作业顺序是必须的。尤其是这些作业并不需要被有顺序地呈现。

“在一实施例”这个语词会一直被重复的使用。这个语词不一定指的是同一实施例。“由...组成”、“拥有...”和“包含...”这些名称是同义词，除非文中是指其它意义。

图1为根据本发明一实施例的立体示意图，其描绘出一数字放射线摄影机械定位系统100。

数字放射线摄影机械定位系统100包括一具X射线源110的桌台使用模式105、一第一C形臂位置120、一C形臂轨轮130、一专用桌台140以及一影像收集器150，关于桌台使用模式105的附加细节将列于图2A-2K，数字放射线摄影机械定位系统100也包括一具一第二C形臂位置170的墙挂使用模式160、桌台基底180以及一垂直旋转柱190。关于墙挂使用模式160的附加细节将列于图3A-3B及图4A-4B。

X射线源110可调整摄取距离(SID，source-image distance)，并包括一校准器112可限缩从X射线源110投射出来的多个X射线光束114。第一C形臂位置120具装设X射线源110的一第一端122，C形臂轨轮130将第一端122及X射线源110置于适合的位置以允许X射线源110来进行曝照116。专用桌台140支撑一滑动桌台面142以承载一病患(图未示)，并由X射线源110执行X射线曝照116。第一C形臂位置120垂直于滑动桌台面142，滑动桌台面142横向地滑过专用桌台140，由X射线源110获得X射线曝照116并以影像收集器150收集病患的影像。

第二C形臂位置170具有第一端172，并且于墙挂使用模式160时与滑动桌台面142互相平行，桌台基底180包括置于桌台基底180内的一过渡轨系统182。垂直旋转柱190是垂直地装附于第二C形臂位置170的第一端172，并且旋转第二C形臂位置170。垂直旋转柱190也能沿着置于桌台基底180内的过渡轨系统182横向地移动，藉此将第二C形臂位置170移到适合位置。

图2A为根据本发明一实施例的正面立体图，其描绘出一数字放射线摄影机械定位系统200的滑动桌台面210。描绘于图2A的滑动桌台面210以及数字放射线摄影机械定位系统200与描绘于图1的滑动桌台面142以及数字放射线摄影机械定位系统100是相似的。滑动桌台面210包括描绘于图2A的一专用桌台220以及影像收集器230，两者与描绘于图1的专用桌台140以及影像收集器150是相似的。

此外，滑动桌台面210包括一脚煞板释放装置240，其装置配置于专用桌台220的底部222上，脚煞板释放装置240典型地是以脚压下以停止滑动桌台面210的动作。

桌台表面能够滑动，并限定在一纵向及横向自由度的范围内，这样的动作是以电磁制动器来限制的。两制动器架构可如下作用：制动器可同时限制横向及纵向的活动，或者可以独立地限制横向及纵向的活动。制动器释放机构为一或多个踏板，内嵌于桌台基底的底部正面。

桌台面包括一平薄的复合材质板面及环绕板面的一框架，板面以X射线曝照的影像特性是无法分解的。框架具有接合纵向及横向的移动系统以及在桌台基底内的制动器系统的特色，并且具有一多个圆滑的表面，使病患在接触桌台面及从桌台面离开时提供保护。框架侧边及末端的部分不会进入影像收集器的摄取范围。

图2B为根据本发明一实施例的正面立体图，其描绘出一数字放射线摄影机械定位系统200的滑动桌台面210的桌台面框边栏250。

桌台面框边栏250装设于滑动桌台面210的边周251，桌台面框边栏250包括一手指防夹护器252、一多个滑煞盖254以及先前提到的专用桌台220与影像收集器230。手指防夹护器252预防使用者夹到手指或其他可能的身体部位(例如手)，滑煞盖254预防曝照以及保护桌台面框边栏的滑煞组件。

桌台面框边栏与桌台面滑煞盖差不多宽，可以看到的是，桌台面框边栏符合影像收集器边界，且框边栏不在影像收集器的摄取范围内。桌台面框边栏加设了一手指防夹护器以预防手指夹伤。这添加了一层X射线无法分解的材质，以及预防手指进入桌台面配件下的滚筒轴承移程区域。

图2C为根据本发明一实施例的正面立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统200中数个滑动桌台面210的位置。描绘于图2C的数字放射线摄影机械定位系统200的滑动桌台面210与描绘于图1、图2A、图2B的数字放射线摄影机械定位系统200的滑动桌台面210是相似的。

桌台的左右移动范围大约是1000公厘，但也可以是任何适合的距离。可以看到的是，桌台面边缘与桌台基底缘边界呈切线，从正面移动到背面的移动范围大约是240公厘，并且再一次地，桌台面边缘与桌台基底正面或背面边界呈切线。需注意的是，移动范围不会完全地覆盖桌台，这就是为什么传统的巴克摄影系统要使用多个地板轨道来让垂直柱移动；数字放射线摄影机械定位系统使用相对于滑动桌台面的一轨道系统来提供垂直柱的移动，数字放射线摄影机械定位系统上的轨道系统完全装附于桌台基底内。

图2D为根据本发明一实施例的背面立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统200的一对垂直柱位置及过渡轨系统。

描绘于图2D的垂直旋转柱260以及过渡轨系统270与描绘于图1的垂直旋转柱190以及过渡轨系统182是相似的。描绘于图2D的过渡轨系统270是一3轨系统272，但也可以是任何适合数量的轨道如2轨、4轨，垂直旋转柱260被描绘于图2D的第一位置274以及第二位置276。

有两个方法可以达成这样的动作，一个方法是使用一固定的桌台基底180以及一可移动的垂直旋转柱；第二个方法是使用一固定的旋转柱以及一滑动桌台基底。垂直旋转柱比起滑动桌台面相当重，即使病患躺在滑动桌台面上也一样，固定住垂直旋转柱提供了结构上的优点。两个方法有各自的优点及缺点，一适当实施例会使得数字放射线摄影机械定位系统安装于医学建筑物的地板上时不需作任何的修改，这样的系统是可自立的，并且必定能提供足够的稳定性避免食品药物监督(FDA，Foodand Drug Administration)检测要求下而倾倒。不管哪一个方法被使用，滑动桌台面以及垂直旋转柱完全地将过渡轨系统置于桌台基底内，藉此消除绊倒风险。

垂直旋转柱的移动范围大约是875厘米，这样的距离让垂直旋转柱在第一位置或者第二位置可完全地涵盖整个桌台面区域。在两个垂直旋转柱位置之间是不需要X射线曝照的，因此在第一位置以及第二位置之间不需要电磁制动器系统，只需利用简单的机构栓锁来自动锁固第一位置或者第二位置。

图2E为根据本发明一实施例的一对正面立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统200中位于第一位置274的垂直旋转柱260及拟X射线光束278。

拟X射线光束278是由X射线源280投射出来的，X射线源280与描绘于图1的X射线源110是相似的。

图2E描绘了位于第一位置的垂直旋转柱以及拟X射线光束，左图的垂直旋转柱显示桌台面完全地移向右边且完全地靠后，并让垂直旋转柱以及拟X射线光束置于桌台正面的左边。右图的垂直旋转柱移动桌台面到移动范围的相对末端，桌台面完全地移向左边且完全地靠前。可以看到的是，超过一半的桌台面区域都会被第一位置的垂直旋转柱给涵盖。

图2F为根据本发明一实施例的一对正面立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统200中位于第二位置276的垂直旋转柱260及拟X射线光束278。

位于第二位置的垂直旋转柱包括剩余一半的桌台面可完全地给予曝照。

图2G为根据本发明一实施例的一对部分立体图，其描绘出一垂直移动范围以调整数字放射线摄影机械定位系统200的摄取距离280。

摄取距离280包括一额外的移程，墙挂使用模式282、SID控制芯片284、基座延伸安全止停器286以及一C形臂安全止停器288。

X射线源位于C形臂的上方，并且具有一垂直移动范围以调整摄取距离。手动系统中，X射线源的重量必须要被C形臂内部的机构给平衡，这可以用弹簧、活塞或平衡砝码来达成，这样的设计是要减少X射线技术人员移动X射线源时需要的力量，另外一个选择是机动操控摄取距离，让摄取距离由电磁制动器系统固定，以及将释放按钮置于把手杆上。

数字放射线摄影机械定位系统具备合适的安全特性。图2G的左图为在一典型使用位置的X射线架，图2G的右图显示在最低位置的X射线架，最低的位置在桌台面以及可移动的X射线架之间预留了足够的间隔。在最低位置时需注意的是，因为基座延伸安全止停器的关系，C形臂无法再继续降低；以及因为C形臂安全止停器的关系，X射线架也无法再继续降低。这些止停器是用来承受系统的碰撞以及预留足够的间隔以保护躺在桌台上的病患。基座延伸安全止停器被显示为垂直柱的外部组件，也可以让基座延伸安全止停器内置于垂直柱以及具有相同的功能。

C形臂的长度取决于墙挂使用模式的焦距需求，因此桌台使用模式中，X射线架的垂直移程长度与现今的巴克摄影系统相同或者更长。图2G的左图描绘了数字放射线摄影机械定位系统在桌台使用模式中的一额外移程。

图2H为根据本发明一实施例的部分立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统200的X射线管高度控制把手290。X射线管高度控制把手290包括一方形把手杆292、一X射线校准器294、一角落激光校准光296以及一嵌入式制动器释放钮298。

图2H描绘出X射线管高度控制把手的特写，把手杆是正方形的，从任何方向都可以操作。方形把手杆是故意设置于校准器最低的部份上或是更下方，X射线技术人员的高度是一项重要的人体工学考虑。在不妨碍X射线影像质量的前提下，把手杆应该要愈低愈好，让较矮的X射线技术人员不须使用踩阶工具就能操控X射线架的高度，这样的设计也对病患以及校准器提供了另外的保护。

这些按键位于X射线架附近，并给技术人员单手使用。数字放射线摄影机械定位系统将多个不同的移动制动器释放按钮置于数字放射线摄影机械定位系统上不一样的位置，藉此增加安全性，也让按键的功能更直观。图2H描绘出位于把手杆的四个按键，两个按键是可以明显看到的，另外两个则是部分隐藏在相对的另一端。正方形的各条边杆中央都有一个按键，全部的按键功能相同，都是释放制动器以改变X射线架的垂直移距。这些按键是内建的，藉以将意外启动的可能最小化。数字放射线摄影机械定位系统需要按压四个按键中的任两个按键来释放制动器，这需要两只手来操作，并且大大减少病患躺在桌台上时不小心释放制动器系统的可能性。即使发生了，安全止停器会预防致伤的撞击。其他系统功能的释放按键会置于X射线架以外的地方。

图2I为根据本发明一实施例的一对部分立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统200的激光源291。

X射线架高度调整把手设计成四方形还有其他理由，四个角落会投射光束来示意技术人员影像收集器的可视区域边界，由于影像收集器位于桌台面下方，此区域从桌台面上是看不出来的。可视区域光可由位于把手上的开关启动，图2I的左图显示光源开启，每一个角落都有一微量激光笔直地向下投射，不管X射线架多高都能维持正确的可视区域。光束划分出大约17英时x17英时的影像收集器区域角落。图2I的右图消除了桌台面以示影像收集器与光束的校直，两者因C形臂而一直栓在一起，被照亮的映像区域会划分收集影像的四个角落区域以利于X射线技术人员判断。桌台面可被操作以及固定在一位置，藉此确认病患是否位于可视区域内。

总归来说，桌台使用模式提供了比先前技术更多的改良。在桌台使用模式中不需要再调整C形臂来操作系统，C形臂的旋转是固定的，C形臂的垂直位置也是固定的，摄取距离是可调整的，以及病患桌台的滑动行程以第一位置的垂直旋转柱就能使得曝照区域超过桌台面区域的一半。大多数的X射线检测以位于第一位置的垂直旋转柱就能进行，唯一需要垂直旋转柱移到第二位置的时机是：当病患需要全身的连续影像，以及一旦病患上桌台后就不能移动的情况。X射线源以及影像收集器一直校直地栓在一起，并且有着让技术人员不需要看到影像收集器就可以看得见影像区域的特点。影像收集器为17英时x17英时，故不需要让影像收集器作旋转。最重要的是，病患在系统撞击保护下更安全。

图2J为根据本发明一实施例的一对背面立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统200中垂直旋转柱260及第一C形臂120的旋转空隙。

在桌台使用模式中，垂直旋转柱以及C形臂垂直位置是固定的。垂直柱固定于轨道系统上的第一位置或者第二位置。图2J显示了桌台使用模式中的系统，其中垂直柱位于第一位置。为了转换桌台使用模式，垂直旋转柱的旋转必须解锁，接着垂直旋转柱以它的旋转轴为轴旋转90度以进入转椅使用模式，或者180度以进入墙挂使用模式，在垂直旋转柱的旋转期间，C形臂以轨轮横向轴为轴的旋转维持不动。当C形臂轨轮锁固在一垂直高度时，这将保持C形臂于一竖立方向。图2J显示充裕的空隙能给予垂直旋转柱，使得桌台面能完全地朝向垂直旋转柱。垂直旋转柱在第一位置或者是第二位置的旋转空隙都是一样的，然而，垂直旋转柱必定会在其中一个位置而不会在两者中间。垂直旋转柱以垂直旋转柱止动器固定于基座，这样的止动器栓于第一位置的第一止动器，以及第二位置的第二止动器，藉此使得垂直旋转柱就无法旋转，除非其中一个止动器是使用中的。数字放射线摄影机械定位系统的一实施例是允许垂直柱在第一位置或第二位置都可以旋转。另一实施例则是限制垂直柱仅能在第一位置或第二位置两者之一的位置旋转，柱的旋转有三个可用的位置，大约为0度、90度以及180度，位于270度的第四个位置也是可行的，当选定以及进入其中之一的位置，止动器系统会自动固定。

图3A为根据本发明一实施例的正面及部分立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统300的转椅使用模式310。

转椅使用模式310包括90度的第一位置320、基座延伸阻停器330以及C形臂轨轮340。

图3A显示数字放射线摄影机械定位系统准备进入转椅使用模式。垂直柱已经旋转大约90度至第一位置，C形臂轨轮以C形臂轨轮止动器保持锁固，基座延伸阻停器在大约90度的垂直柱旋转中保持作用，这使得影像收集器的高度维持在与桌台使用模式时相同。X射线架臂具有相同的垂直移动范围，以及数字放射线摄影机械定位系统具有相同有效的撞击防护特性。曝照的进行不会有桌台妨碍，并且使用转椅就可进行。

图3B为根据本发明一实施例的正面及背面立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统300中多个转椅使用模式的位置350。

转椅使用模式的位置350包括270度旋转的第一位置360、270度旋转的第二位置370以及90度旋转的第二位置380。

其他的转椅使用位置是可能的，以安全考虑的观点，在任何转椅使用位置都建议让C形臂轨轮垂直止动器固定以及将基座延伸阻停器置于适当的位置，这能消除撞击转椅的风险。如果只有一个转椅使用位置，系统的设计会较为简单，如果要决定是否让系统使用一或两个转椅使用位置，研读使用方法以及人体工学是需要的。

图4A为根据本发明一实施例的正面及背面立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统400的墙挂使用模式410。

图4A显示C形臂垂直位置的最上端以及最下端，X射线架以及影像收集器的最下端位于微高于地板的上方处，C形臂轨轮在这个位置具有一硬质阻停器，数字放射线摄影机械定位系统维持C形臂的横向锁固以消除撞击风险。最上端大约在最下端上方1500厘米处，C形臂可在两端之间作高度的调整，系统会使用链条栓接式的平衡抵销系统来将提高C形臂所需的施力最小化。

C形臂轨轮上的电磁制动器系统是用以支撑住预想的垂直位置，电磁制动器系统是独立且与C形臂轨轮垂直止动器分开的，电磁制动器系统只有在垂直柱位于大约180度的墙挂使用模式位置才会被启动，并且C形臂轨轮的垂直止动器会接着脱离。两电磁制动器释放按键位于C形臂轨轮上，这需要技术人员用两手来使C形臂上下移动，并且使得病患意外让制动器失效的可能最小化。此外，系统在墙挂使用模式时会使用一紧急制动器系统，此被动式制动器只会在C形臂轨轮突然落下时固定。

X射线架是可以于墙挂使用模式中横向地调整摄取距离的，数字放射线摄影机械定位系统具备了与传统的巴克摄影系统相同的墙挂使用模式功能性。数字放射线摄影机械定位系统是一大改良，因为X射线源以及影像收集器一直都是栓在一起的；数字放射线摄影机械定位系统对于先前技术是一大改良，因为组件皆不会撞击至地板。

数字放射线摄影机械定位系统移除了在C形臂转至垂直与横向间的曝照位置，这将排除在墙挂使用模式时平衡C形臂的需要，因为C形臂增加的重量需要额外的重量来平衡系统。先前技术的传统C形臂相当地重，而FDA检测是以组件的重量来预测，因此少了C形臂而操作得宜的数字放射线摄影机械定位系统会比较轻，藉此也能减少成本以及减少FDA检测的重量要求。

图4B为根据本发明一实施例的背面立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统400中约20度的墙挂使用模式420。

病患必须站在垫座以进行这样的曝照，如果在适合高度的位置摆置一C形臂旋转释放机构，此曝照角度就能以数字放射线摄影机械定位系统达成。此机构会需要一开关来让高度固定以让C形臂只旋转20度并固定，高度制动器会保持固定直到转回横向，让主要的C形臂旋转制动器再次固定。

图5为根据本发明一实施例的部分立体图，其描绘出数字放射线摄影机械定位系统500的巴克摄影系统510。

巴克摄影系统510包括X射线架及悬臂520、悬臂导槽530、轨轮540、C形臂硬质阻停器550、影像收集器560、垂直柱570、轨轮导槽580、基座590以及C形臂595。

原本的巴克摄影系统用以符合标准的14英时x17英时放射线摄影胶卷并延续到了数字时代，现今大部分的巴克摄影系统皆使用两个不同位置的14英时x17英时影像收集器，两个影像收集器都使用旋转机构系统使得矩形区域可被设置为平面或者竖立的模式。数字放射线摄影机械定位系统使用17英时x17英时影像收集器，这比14英时x17英时影像收集器昂贵，但比两个14英时x17英时影像收集器便宜许多，而且排除了旋转机构以及影像收集器旋转的空隙问题。

数字放射线摄影机械定位系统使用一固定在轨轮上的C形臂以沿着垂直柱上下滑动，整个垂直柱能够以基座为轴旋转。于桌台使用模式中，C形臂被固定于一指定垂直位置，藉此让影像收集器位于桌台内的正确高度。C形臂的旋转也被固定以使得X射线光束维持垂直，C形臂机械式地使X射线源以及影像收集器维持校直，藉此排除巴克摄影系统地潜在的栓连问题。

最重要的是，数字放射线摄影机械定位系统使用硬质阻停器来避免X射线架撞击病患或桌台的风险。基座具有一向上延伸的垂直杆，如果垂直C形臂止动器故障，此杆能避免C形臂轨轮的坠落。X射线架悬臂可垂直地置于C形臂上以调整摄取距离，C形臂在最低的位置具有一硬质阻停器。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上所述，惟应注意的是，上述诸多实施例仅系为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以权利要求所述为准，而非仅限于上述实施例。在不脱离本发明基本架构者，皆应为本专利所主张的权利范围，且其范围应以所附的专利申请范围为准。

Claims (20)

1.一种可旋转的C形臂式数字放射线摄影机械定位系统，包括：

一固定垂直柱，其包括一旋转自由度以取得多个不一样的使用位置，并由地板提供一制动的能力；

一X射线源，其提供该系统多个X射线；

一可旋转的固定C形臂，其包括一末端，该可旋转的固定C形臂从选定的垂直或横向模式的该柱横向地延伸；

一单一影像收集器，其配置于该可旋转的C形臂的该末端，在该X射线从该X射线源投放出来之后，该单一影像收集器得到该X射线，且该X射线会被病患吸收并产出该一或多张病患的曝照；

一能以转轮旋转的轨轮，其附装于该可旋转的C形臂的末端上以及该X射线源，该能以转轮旋转的轨轮垂直的沿着该垂直柱移动该可旋转的C形臂以及该X射线源；以及

一或多个阻停器。

2.根据权利要求1所述的该可旋转的C形臂式数字放射线摄影机械定位系统，其中该X射线源包括3个制动器释放按钮。

3.根据权利要求1所述的该可旋转的C形臂式数字放射线摄影机械定位系统，其中该可旋转的C形臂校直该X射线源以及该影像收集器，藉以取得该一或多张曝照。

4.根据权利要求1所述的该可旋转的C形臂式数字放射线摄影机械定位系统，其中该可旋转的C形臂被选定为一人工操控可旋转的C形臂以及一机动操作可旋转的C形臂其中之一。

5.根据权利要求1所述的该可旋转的C形臂式数字放射线摄影机械定位系统，其中该可旋转的C形臂为一横向模式。

6.根据权利要求1所述的该可旋转的C形臂式数字放射线摄影机械定位系统，其中该可旋转的C形臂以及该影像收集器为垂直位置中的一顶端及一底端，该可旋转的C形臂在垂直位置中的该顶端位置，该影像收集器在该底端位置。

7.根据权利要求6所述的该可旋转的C形臂式数字放射线摄影机械定位系统，其中该垂直位置产出该一或多张在桌台上的病患曝照。

8.一种巴克放射线摄影机械定位系统，包括：

一支撑架，其设置于一地板上；

一可旋转的固定C形臂，其包括一末端，该可旋转的固定C形臂以一垂直模式以及一横向模式其中之一可动式的装附该支撑架；

一X射线源，其装附于该C形臂的该末端；

一单一影像收集器，其在该X射线源的校直线上；

一病患桌台，其包括一滑动上盖面，该滑动上盖面是以合成的材质制成，在一或多张曝照下是无法分解的，曝照的病患是位于该上盖面上的该影像收集器以及该X射线源之间的校直线上，该X射线源用于产出该一或多张曝照；以及

一或多个阻停器。

9.根据权利要求8所述的巴克放射线摄影机械定位系统，其中该支撑架包括一多个阻停器以防止撞击该病患以及该病患桌台其中之一。

10.根据权利要求9所述的巴克放射线摄影机械定位系统，其中该支撑架包括一4角落激光校准光以正确地确定该影像收集器上的该病患位置。

11.根据权利要求8所述的巴克放射线摄影机械定位系统，其中该可旋转的C形臂被选定为一人工操控可旋转的C形臂以及一机动操作可旋转的C形臂其中之一。

12.根据权利要求8所述的巴克放射线摄影机械定位系统，其中该巴克放射线摄影机械定位系统是被固定于一多个地板轨道以载运该巴克放射线摄影机械定位系统横越该病患桌台。

13.根据权利要求8所述的巴克放射线摄影机械定位系统，其中该巴克放射线摄影机械定位系统被选定为一数字系统及一模拟系统其中之一。

14.一种巴克放射线摄影定位系统，包括：

一支撑架；

一墙挂；

一可旋转的固定C形臂，其包括一末端，该可旋转的固定C形臂以一垂直模式以及一横向模式其中之一以可动式的装附该支撑架；

一X射线源，其装附于该C形臂的该末端；

一单一影像收集器，其装置在该X射线源的校直线的该墙挂上；

一病患桌台，其包括一滑动上盖面，该滑动上盖面是以合成的材质制成，在一或多张曝照下是无法分解的，曝照的病患是位于该上盖面上的该影像收集器以及该X射线源之间的校直线上，该X射线源用于产出该一或多张曝；以及

一或多个阻停器。

15.根据权利要求14所述的巴克放射线摄影定位系统，其中可旋转的C形臂是人工操控的。

16.根据权利要求14所述的巴克放射线摄影定位系统，其中可旋转的C形臂是机动的。

17.根据权利要求14所述的巴克放射线摄影定位系统，其中该巴克放射线摄影定位系统是被固定于一多个地板轨道以载运该巴克放射线摄影定位系统横越该病患桌台。

18.根据权利要求17所述的巴克放射线摄影定位系统，其中该病患桌台包括一4角落激光校准光以正确地确定该影像收集器上的该病患位置。

19.根据权利要求14所述的巴克放射线摄影定位系统，其中该巴克放射线摄影定位系统被选定为一数字系统及一模拟系统其中之一。

20.根据权利要求14所述的巴克放射线摄影定位系统，其中该病患站在该影像收集器前的一台架以产出一或多张曝照。