CN108937986A - 包括c形臂的医学检查或治疗设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种包括C形臂的医学检查或治疗设备，C形臂被布置在机器人的支撑支架上，机器人在空间中移动C形臂，其中C形臂(2)由多个臂元件和至少一个耦合单元(7)组成，多个臂元件是金属薄片部件(11)的形式，至少一个耦合单元(7)包括至少一个铸造金属部件(12)，用于将C形臂(2)耦合到支撑支架(8)。

Description

包括C形臂的医学检查或治疗设备

技术领域

本发明涉及一种包括C形臂的医学检查或治疗设备，C形臂被布置在机器人的支撑支架上，机器人在空间中移动C形臂。

背景技术

这样的医学检查或治疗设备被用于例如血管造影、心脏病学和神经病学领域。这些设备包括C形臂，辐射设备(通常为X射线发射器)被布置在该C形臂的一端，辐射接收器被布置在相对端。C形臂本身被布置在机器人的支撑支架上，机器人在空间中移动C形臂，所述机器人通常被安装在地板上。支撑支架本身是具有多个轴线的支撑支架，具有例如六个调节轴，因此有六个移动自由度，允许臂沿着空间中的几乎任何轨迹移动，并提供宽广范围的定位选项或移动选项，包括轨道移动。

为了将C形臂紧固到支撑支架上，通常在支撑支架上设置对应的紧固凸缘，通过使用对应的紧固接口或耦合单元，C形臂被安装在凸缘上。为了不过度限制机器人和支撑支架的移动空间，换句话说，为了尽可能少地限制移动运动学，试图确保机器人或支撑支架尽可能小，换句话说，保持机器人具有小尺寸。与此相反的是，要求支撑支架有效载荷应尽可能大，因为C形臂和附接件(辐射源、辐射接收器、供电线等)非常重。C形臂本身通常是具有对应的框架结构的铸造铝部件，在其内部，供电线穿过，并且在供电线端部布置成像组件，其中最重的组件是辐射源。由于所有臂元件的相当大的固有重量，最大有效载荷极限会相对快速地达到，这转而会被机器人的对应的大尺寸连同支撑支架一起抵消。

从DE 20 2011 002 199 U1已知一种用于C形臂X射线仪器的C形臂。C形臂由钢板组成，钢板被焊接在一起，并形成C形臂的C形臂轮廓。它是中空轮廓，具有沿C形臂形状、在侧边向外开口的凹槽，以及支撑或调节设备的引导滚筒，C形臂沿引导滚筒可以被调节、支承或引导。

从DE 41 11 780 A1中已知一种用于制造环形或弯曲金属部件的方法，金属部件可以是X射线检查仪器的C形臂。这里，金属薄片被弯曲成环，并且板的端部被连接，使得围绕由此形成的金属薄片环延伸的隆起或凹陷可以通过布置在金属薄片内部或外部的滚筒来形成，它们相互作用的轮廓被调整成要被制造的隆起或凹陷。在成形过程中，滚筒同时在径向方向上和平行于金属薄片环的轴线方向上移动，使得金属薄片环仅在径向方向上被拉伸或压缩。这允许通过隆起或凹陷在成形部件的周边处产生必要的稳定性。

最后，DE 10 2011 077 086 A1公开了一种具有驱动C形臂轴承滚筒的C形臂X射线仪器。X射线仪器包括用于通过轴承滚筒移动和停止C形臂的驱动单元，C形臂以可移动的方式而被支撑在轴承滚筒上，驱动单元可操作地连接到轴承滚筒。C形臂也可以沿固定支撑移动。

因此，本发明要处理的问题是：指定一种改进的医学检查或治疗设备。

发明内容

为了解决这个问题，根据本发明，对于在背景技术中提及的这种类型的设备，提供了如下C形臂，该C形臂由多个臂元件和至少一个耦合单元组成，多个臂元件是金属薄片部件的形式，至少一个耦合单元包括至少一个铸造金属部件，用于将C形臂耦合到支撑支架。

根据本发明，提出C形臂主要由金属薄片部件制成，并且至少一个铸造金属部件仅被提供用于耦合单元，形成用于支撑支架的接口。换句话说，除了耦合单元之外不使用另外的铸造金属部件，在耦合单元的两侧上延伸的支架或臂的段仅由对应的金属薄片部件形成。由于金属薄片部件重量更轻，这意味着C形臂本身可以比先前已知的具有铸造铝框架结构的臂更轻，并且通过适当地设计部件的几何形状和布置，可以实现非常大的有效载荷，因此臂本身极其稳定，同时重量也很低。

金属薄片部件本身优选是深拉部件，其使用深拉方法从平坦金属薄片来适当地成形。铸造金属部件本身优选地是精密铸造钢部件，其通常使用消耗性模具生产。这里，金属薄片或深拉部件的壁厚度应在1.0mm-3.0mm之间，而铸造金属或精密铸造钢部件的壁厚度应至少为3mm至几厘米。在例如要引入螺纹等的铸造部件段中需要比仅用于加强或几何目的的其它段更大的壁厚度。

在一个有利的实施例中，如所描述的，金属薄片部件形成延伸到耦合单元的左侧和右侧的实际的臂支架，金属薄片部件本身包括多个壳体部件和加强部件。这里，壳体部件优选地包括内壳部件和外壳部件，一个或多个加强部件布置在内壳部件和外壳部件之间。因此，内壳部件和外壳部件形成中空空间，(多个)加强部件布置在该中空空间中。壳体部件具有对应的宽度和成角度的边缘，通过这些，它们彼此邻接，形成对应的中空空间，加强部件被布置在该中空空间中。

取决于相应的支架或臂段要支撑的部件，针对C形臂设置不同的刚性和强度要求。C形臂的一个支架或部件支撑辐射接收器，通常是固态图像检测器，其重量不会太大。出于这个原因，该支架或部件可以利用简单的结构来配置。为此，至少在C形臂的支架中，加强部件被布置为相对于内壳部件和外壳部件垂直站立，加强部件至少部分地围绕支架的周边延伸。最终，这里最少三个部件被使用，具体而言，弯曲的内壳和外壳以及相似地略微弯曲的加强部件，在一些情况下还使用多个加强部件。该加强部件相对于壳体部件垂直站立，在由壳体部件限定的中空空间的内部形成仿佛它是一种类型的舱壁隔板。这对于这个支架来说是足够的，该支架例如支撑辐射接收器。

如所描述的，另一支架或臂段支撑辐射源，换句话说，例如X射线发射器，这是一个极其重的部件。为了配置这个支架使其足够刚性和坚固，提供了加强部件，其对应于内壳部件和外壳部件的形状，以被布置在至少在C形臂的一个支架中、内壳部件和外壳部件之间。因此，这里提供了一种多层结构，在最简单的实例中，该结构包括两个壳体部件以及在它们之间存在的形状相容的加强部件。该加强部件可以设置有例如对应的凹部，产生一种肋结构或类似结构。这种加强部件增加了所述支架的稳定性和刚性，允许支撑更重的载荷。

在这种情况下，壳体部件向外弯曲是有利的，换句话说，因为如所描述的，与边缘段相比，壳体部件相对较宽，所以有一个近似椭圆形的横截面。根据本发明，较宽的中心段现在向外弯曲，产生近似椭圆形的中空空间横截面。这个弯曲部分也提高了稳定性。

耦合单元本身一方面用于耦合到支撑支架，另一方面用于保持和固定从金属薄片部件或壳体和加强部件形成的臂支架。在本发明的一个有利的实施例中可以提供：耦合单元包括第一铸造金属部件和第二铸造金属部件，第一铸造金属部件用于连接到支撑支架，并且金属薄片部件的第一部件布置在第一铸造金属部件上，第二铸造金属部件以线性可移动的方式连接到第一铸造金属部件，并且金属薄片部件的第二部件布置在第二铸造金属部件上。根据本发明，C形臂的几何形状可以变化，这是由于两个支架或臂段可以相对于彼此线性地移动。为此，提供了两个铸造金属部件，其中一个紧固在支撑支架上，因此处于固定位置，这意味着紧固该部件的支架或臂段也处于固定位置。第二铸造金属部件被布置在此第一铸造金属部件上，使得该第二铸造金属部件可以通过对应的线性引导来调节，为此，提供对应的滚筒支撑，例如循环滚筒轴承支撑等。可以例如借助布置在铸造金属部件之间的主轴驱动器等来执行调节。第二支架或臂段被布置在该第二铸造金属部件上。这允许辐射源和辐射接收器之间的距离可以根据需要而变化，有可能具有长达30厘米的标准调整路径。

最后，可以提供至少在外部设置的对应的包层部件，通过该包层部件至少从金属薄片部件形成的支架或支架段被包覆。换句话说，优选地由塑料制成的对应的包层部件被布置在臂的外侧上，包层部件包覆金属薄片结构。这在内部也是可能的，但它不是必要的，因为内壳部件优选具有封闭的表面，换句话说，内壳部件不具有凹部等，并且因此形成了一个非常容易清洁的臂的内表面，而不需要附加包层。

任何电缆或供电线都可以在臂结构的内部穿过，或者在外壳部件与相应包层部件之间的区域中穿过。

支撑支架本身优选地是6-轴支撑支架，换句话说，支撑支架是通过对应的旋转或枢转关节具有六个移动自由度的支架，从而允许在空间中进行高度变化的臂调节。

附图说明

进一步的优点和细节将从以下描述的示例性实施例以及附图显现出来，其中：

图1示出了本发明的医学检查或治疗设备的概览视图；

图2示出了C形臂相关部件的分解视图；

图3示出了来自图2的C形臂的部分安装视图；以及

图4示出了图2的完全安装的C形臂，但不具有外部包层部件。

具体实施方式

图1示出了医学检查或治疗设备1的概览视图，其包括具有第一支架3和第二支架4的C形臂2、在图示示例中支撑辐射源5的第一支架3、以及支撑辐射接收器6的第二支架4。

C形臂2还包括耦合单元7，通过耦合单元7，C形臂2紧固到具有对应的紧固凸缘9的支撑支架8上。支撑支架8是机器人10的一部分，通过机器人10，C形臂2以及由此的成像组件(辐射源5、辐射接收器6)可以在空间中自由移动。为此，支撑支架8可以通过多个旋转轴线和枢轴线旋转和枢转，如两个双箭头P1和P2所示。通常，支撑支架8优选为6-轴支架，换句话说，在C形臂2的部分上的移动中存在六个自由度。这种检查或治疗设备的结构大体上是已知的。

图2-图4示出了本发明的C形臂2的结构，其被部署在图1的本发明的检查或治疗设备1中。

图2示出了C形臂2或其相关部件的分解视图。C形臂2包括多个金属薄片部件11，以及所图示示例中的仅两个铸造金属部件12，铸造金属部件12形成实际的耦合单元7。两个支架段3和4通过金属薄片部件11形成。金属薄片部件11优选为深拉部件，而铸造金属部件12优选为精密铸造钢部件。

每个支架3、4包括内壳部件13、14和外壳部件15、16，参见图2，其宽度远远大于深度。它们各自具有倒角的边缘，利用该边缘，它们彼此相连，以便它们包围一个中空的空间。至少一个加强部件17、18以及任何供电线或电缆被布置在中空空间中。加强部件17的形状对应于内壳13和外壳15的几何形状，参见图3，其中加强部件17在部分安装的位置示出。相反，在安装位置，加强部件18被布置为相对于内壳部件14和外壳部件16的表面段基本垂直，从而形成为仿佛它是一种类型的舱壁隔板，并且围绕壁、沿着壳体部件14、16之间的周边延伸一段距离。

由于支架3支撑更大载荷的辐射源5，因此在支架3处，另外的加强部件19被额外提供，形成底部终端，如图3所示。

换句话说，在所示的示例性实施例中，支架3仅由四个金属薄片部件组成，并且支架4仅由三个金属薄片部件组成。因此，它们各自由非常少的部件组成，因此非常轻但非常稳定。这受益于以下事实：壳体部件13、14和15、16具有稍微弯曲的表面，因此它们包围一个仿佛是椭圆形的中空空间横截面。这种弯曲的形状也提高了稳定性。

铸造金属部件12包括第一铸造金属部件20，第一铸造金属部件20提供了与支撑支架8或紧固凸缘9的实际接口。它处于一个固定的位置。支架3或其全部金属部件13、15和17被紧固到其上。换句话说，支架3也处于固定的位置。

还提供了第二铸造金属部件21，该第二铸造金属部件21以线性可移动的方式在第一铸造金属部件3上被引导，允许垂直移动，如双箭头P3所示。支架4或至少壳体部件14、16紧固到第二铸造金属部件21，换句话说，支架4也可以垂直移动。这允许辐射源5和辐射接收器6之间的距离根据需要而被改变。

为了允许这种线性移动，对应的线性引导22、23(例如对应的滚筒或滑动轴承引导等)设置在铸造金属部件20、21上，并且对应的定位设备(例如以主轴驱动器等的形式)当然也设置在这些铸造金属部件20、21之间。

最后示出了滑片或金属薄片盖部件24，其覆盖线性引导的区域，并且与紧固在支架4上或第二铸造金属部件21上的滑片(未详细示出)相互作用，从而防止污物进入该区域。

图3示出了部分安装的视图，其中第一铸造金属部件20、以及紧固到第一铸造金属部件20的外壳部件15以及加强部件17被紧固。它还示出了第二铸造金属部件22和紧固到第二铸造金属部件22的外壳部件18。加强部件19也被示出。

基于图3，然后其他组件被安装，如图4所示。这里，内壳部件13也被紧固到支架3上，并且内壳部件14被紧固到支架4上，从而完成C形臂2。壳体类型的包层部件(未详细示出)仅被紧固到臂的弯曲外侧，以便臂在该侧被包覆。如图4所示，在臂的内侧上不需要包层，因为它具有非常容易清洁的大表面，该表面仅由两个金属薄片部件(即，对应的内壳部件13、14)形成。

如上所述，对应的内壳部件13、14和外壳部件15、16具有对应的倒角边缘。这里，内壳部件13、14的边缘优选地与外壳部件15、16的边缘接合。这形成滴缘，以便在液体进入臂内侧的罕见情况下，液体能够在相应的金属薄片表面上排出并以限定的方式从边缘滴落，从而防止液体渗入臂内部。

如上所述，金属薄片部件是优选具有壁厚度为1.0mm-3.0mm的的深拉部件，更优选地，该壁厚度在1.25mm和2.0mm之间。铸造金属部件是精密铸造钢件，其具有约为3mm的最小壁厚度，并且在对应的螺纹等将被引入的段中当然具有更大的尺寸。因此，设计基于实际的安装要求。

尽管已经使用优选的示例性实施例更详细地说明和描述了本发明，但是本发明不受所公开的示例的限制，并且本领域技术人员将能够在此基础上推导出其他变型，而不偏离本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种医学检查或治疗设备，其包括一个C形臂，所述C形臂被布置在一个机器人的一个支撑支架上，所述机器人在空间中移动所述C形臂，所述医学检查或治疗设备的特征在于，所述C形臂(2)由多个臂元件和至少一个耦合单元(7)组成，所述多个臂元件是多个金属薄片部件(11)的形式，所述至少一个耦合单元(7)包括至少一个铸造金属部件(12)，用于将所述C形臂(2)耦合到所述支撑支架(8)。

2.根据权利要求1所述的医学检查或治疗设备，其特征在于，所述多个金属薄片部件(11)是多个深拉部件，并且所述多个铸造金属部件(12)是多个精密铸造钢部件。

3.根据权利要求1或2所述的医学检查或治疗设备，其特征在于，所述多个金属薄片部件(11)包括多个壳体部件(13、14、15、16)和多个加强部件(17、18、19)。

4.根据权利要求3所述的医学检查或治疗设备，其特征在于，所述多个壳体部件包括多个内壳部件(13、14)和多个外壳部件(15、16)，在所述内壳部件和所述外壳部件之间布置有一个或多个加强部件(17、18、19)。

5.根据权利要求4所述的医学检查或治疗设备，其特征在于，至少在所述C形臂(2)的一个支架(4)中，一个加强部件(18)被布置为相对于所述内壳部件(14)和所述外壳部件(16)垂直站立，所述加强部件(18)至少部分地围绕所述支架(3)的周边延伸。

6.根据权利要求4或5所述的医学检查或治疗设备，其特征在于，至少在所述C形臂(2)的一个支架(4)中，与所述内壳部件(13)和所述外壳部件(15)的形状对应的至少一个加强部件(17)被布置在所述内壳部件(13)和所述外壳部件(15)之间。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的医学检查或治疗设备，其特征在于，所述多个壳体部件(13、14、15、16)向外弯曲。

8.根据前述权利要求中任一项所述的医学检查或治疗设备，其特征在于，所述耦合单元(7)包括一个第一铸造金属部件(20)和一个第二铸造金属部件(21)，所述第一铸造金属部件(20)用于连接到所述支撑支架(8)，并且所述多个金属薄片部件(11)的一个第一部件被布置在所述第一铸造金属部件(20)上，所述第二铸造金属部件(21)以一种线性可移动的方式被连接到所述第一铸造金属部件(20)，并且所述多个金属薄片部件(11)的一个第二部件被布置在所述第二铸造金属部件(21)上。

9.根据前述权利要求中任一项所述的医学检查或治疗设备，其特征在于，多个包层部件被提供，所述多个包层部件至少在外侧包覆所述C形臂(2)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的医学检查或治疗设备，其特征在于，所述多个金属薄片部件(11)具有在1.0mm-3.0mm之间的壁厚度。

11.根据前述权利要求中任一项所述的医学检查或治疗设备，其特征在于，所述多个铸造金属部件(12)具有至少3mm至几厘米的壁厚度。

12.根据前述权利要求中任一项所述的医学检查或治疗设备，其特征在于，一个6-轴的支撑支架(8)被提供。