CN112714629A - 具有增大的运动范围的微型c型臂 - Google Patents

Abstract

本申请公开了具有增大的运动范围的移动式成像系统或微型C型臂。微型C型臂包括可移动基座、C型臂组件以及用于联接C型臂组件和可移动基座的臂组件。臂组件经由第一接头组件联接到可移动基座，该第一接头组件使臂组件能够围绕第一旋转轴线和第二旋转轴线相对于可移动基座运动。因此，在使用中，第一接头组件能够实现两个运动度：第一竖直枢转或旋转运动和第二水平枢转或旋转运动。第一接头组件经由水平旋转轴线联接到可移动基座，该水平旋转轴线位于竖直固定位置处，使得水平旋转轴线定位在距可移动基座固定高度或距离处，因此定位在距地板固定高度或距离处。

Description

具有增大的运动范围的微型C型臂

相关申请的交叉引用

本申请是于2018年9月28日提交的题目为“Mini C-arm with Increased Rangeof Motion(具有增大的运动范围的微型C型臂)”的待决美国临时专利申请US62/738,149的非临时申请并要求其权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及成像系统，并且更具体地涉及移动式成像系统，例如具有增大的运动范围的微型C型臂。

背景技术

移动式成像系统或微型C型臂通常被称为提供用于对患者的骨骼和/或组织成像的非侵入性装置。常规的成像系统或微型C型臂包括可动基座、臂组件以及包括X射线源和检测器的C型臂组件。由例如臂组件提供的C型臂组件的运动范围控制操作者将C型臂组件相对于患者定位的能力。对定位C型臂组件能力的限制可能会限制操作者在某些位置对患者成像的能力。

因此，期望具有增大的运动范围的C型臂。关于这些和其他考虑事项，本发明的改进可能是有用的。

发明内容

提供本发明内容来以简化形式引入对构思的选择，这些构思将在下面的具体实施方式中有进一步描述。本发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在帮助确定所要求保护的主题的范围。

本文所公开的是一种提供增大的运动范围的成像设备或系统。该成像设备包括：C型臂组件，该C型臂组件包括X射线源和检测器；可移动基座；和臂组件，该臂组件联接C型臂组件和可移动基座，其中臂组件经由第一接头组件联接到可移动基座，该第一接头组件使臂组件能够围绕第一旋转轴线和第二旋转轴线相对于可移动基座运动。在一个实施例中，第一旋转轴线与第二旋转轴线正交。在一个实施例中，第一旋转轴线是竖直旋转轴线，使得臂组件可以相对于可移动基座旋转或枢转，而第二旋转轴线是水平旋转轴线，使得臂组件可以相对于可移动基座旋转或枢转。

在另一个实施例中，还公开了一种移动成像设备或系统。该移动成像设备包括：C型臂组件，所述C型臂组件包括X射线源和检测器；可移动基座，所述可移动基座包括平台；以及臂组件，所述臂组件用于联接C型臂组件和可移动基座，其中该臂组件经由第一接头组件联接到可移动基座，所述第一接头组件使得臂组件能够围绕第一竖直旋转轴线和第二水平旋转轴线相对于可移动基座运动，该第二水平旋转轴线位于竖直固定位置处，使得第二水平旋转轴线定位在距平台的顶表面固定高度处。

在一个实施例中，第一接头组件包括第一枢转接头和第二枢转接头，使得臂组件可以围绕穿过第一枢转接头的竖直旋转轴线和穿过第二枢转接头的水平旋转轴线相对于基座旋转。

在一些实施例中，臂组件包括第一臂和第二臂，该第一臂经由第二接头组件联接到第二臂，该第二接头组件适于并构造成使得第二臂可以相对于第一臂枢转或旋转。第二接头组件可包括具有第一端和第二端的连杆臂，该连杆臂的第一端经由第三枢转接头联接到第一臂的第二端，使得第二臂可围绕穿过第三枢转接头的水平旋转轴线相对于第一臂旋转或枢转，连杆臂的第二端经由第四枢转接头联接到第二臂的第一端，使得第二臂可以围绕穿过第四枢转接头的水平旋转轴线相对于第一臂旋转或枢转。

在一些实施例中，臂组件可以经由第三接头组件联接到C型臂组件，该第三接头组件包括第五枢转接头和第六枢转接头，使得C型臂组件可以围绕穿过第五枢转接头的水平旋转轴线和穿过第六枢转接头的竖直旋转轴线旋转或枢转。另外，第三接头组件可包括第七枢转接头，使得C型臂组件可围绕穿过第七枢转接头的水平轴线旋转或枢转。

在其他实施例中，还公开了一种移动式成像设备或系统。该移动式成像设备包括：C型臂组件，所述C型臂组件包括X射线源和检测器；可移动基座，所述可移动基座包括平台；以及臂组件，所述臂组件联接C型臂组件和可移动基座，该臂组件包括第一臂、第二臂和用于将第一臂联接到第二臂的第二接头组件，其中，该臂组件经由第一接头组件联接到可移动基座，所述第一接头组件使得臂组件能够围绕第一竖直旋转轴线和第二水平旋转轴线相对于可移动基座运动，该水平旋转轴线位于竖直固定位置处，使得水平旋转轴线定位在距平台顶表面固定高度处。

附图说明

通过示例的方式，现在将参考附图描述所公开的装置的特定实施例，其中：

图1是根据本公开的移动式成像系统或微型C型臂的示例性实施例的透视图；

图2A-图2E示出了与图1所示的移动式成像系统或微型C型臂一起使用的臂组件的示例性实施例的透视图；图2A至图2E示出了臂组件的第一臂和第二臂相对于彼此位于不同的位置中；

图3是图1所示的移动式成像系统或微型C型臂的侧视图，该移动式成像系统或微型C型臂显示为处于各种不同的可能位置中；

图4是图1所示的移动式成像系统或微型C型臂的局部示意性侧视图，移动式成像系统或微型C型臂定位成对患者的脚踝成像；

图5A-图5D示出了防倾翻机构的示例性实施例的侧视图，该防倾翻机构可以与图1所示的移动式成像系统或微型C型臂结合使用，图5A-图5D示出了处于各种位置中的防倾翻机构；和

图6示出了可以与图1所示的移动式成像系统或微型C型臂结合使用的自平衡机构的示例性实施例的横截面图。

附图不一定按比例绘制。附图仅仅是图示性的并不旨在描绘本公开的特定参数。附图旨在描绘本公开的示例性实施例，因此不被认为限制范围。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。

具体实施方式

现在将在下文中参照附图更充分地描述根据本公开的移动式成像系统或微型C型臂(在本文中可互换使用，而不旨在进行限制)的多个实施例，其中，提出了本公开的优选实施例。然而，本公开的微型C型臂可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为局限于本文所提出的实施例。而是，提供这些实施例，使得本公开将微型C型臂的某些示例性方面传达给本领域技术人员。在附图中，除非另有说明，否则相似的附图标记始终指代相似的元件。

常规微型C型臂的缺点在于运动范围有限。结果，操作者通常在定位成像部件(例如，X射线源和检测器)的能力上受到限制。例如，常规微型C型臂限制了操作者将X射线源和检测器定位在靠近地面的能力，从而限制了操作者扫描例如站立的膝盖、脚踝或脚的能力(例如，限制了操作者对落地负重膝盖或侧落地脚踝成像的能力)。在使用中，当对患者的脚踝成像时，可能需要受伤的患者站在台阶上以适应成像部件(例如X射线源和检测器)。这需要患者站立，从而对患者的受伤的例如脚、脚踝等施加额外的重量。

例如，一种已知的微型C型臂包括基座或机柜、成像部件(例如，X射线源和X射线传感器)以及用于将成像部件连接到机柜的臂组件。在使用中，臂组件经由肩式接头连接到机柜，使得臂组件可以相对于机柜竖直和旋转地运动。也就是说，肩式接头包括联接到机柜的竖直延伸的杆，使得臂组件可沿杆的长度(并因此沿机柜)竖直地移动，从而沿杆的纵向轴线在竖直方向上提供运动。现有技术系统的一个缺点是通过将臂组件沿着可滑动的竖直位置联接到机柜，操作者将成像部件定位在靠近地板的能力受到限制。

相对照地，根据本公开的一方面，本公开的微型C型臂适于并构造成提供增大的运动范围，使得成像部件(例如，X射线源和检测器)可以定位成更靠近地板，以消除或至少最小化所需的台阶高度。通过提供增大的运动范围，特别是增大的竖直运动范围，为操作者提供了将成像部件相对于患者定位的增大的通用性。例如，在一个实施例中，微型C型臂允许操作者将成像部件定位在沿着患者长度的任何位置处，例如，成像部件可以定位成更靠近地板以对患者的脚、脚踝、膝盖成像等等，同时仍然能够将成像部件定位成邻近肩部区域。通过提供增大的运动范围，根据本公开的微型C型臂提供增大的通用性。

根据本公开的一个方面，如将在下文更详细描述的那样，本公开的微型C型臂包括：C型臂组件，该C型臂组件包括X射线源和检测器；可移动或可动基座等；以及用于联接C型臂组件和可移动基座的臂组件。在一些实施例中，臂组件经由第一接头组件联接到可移动基座，所述第一接头组件使得臂组件能够围绕第一旋转轴线和第二旋转轴线相对于可移动基座运动。也就是说，臂组件经由第一接头组件联接到可移动基座，该第一接头组件包括第一枢转接头和第二枢转接头，使得能够实现两个运动度：第一竖直枢转或旋转运动和第二水平枢转或旋转运动(在本文可互换使用枢转和旋转，而不旨在进行限制)。这样，第一旋转轴线是穿过第一枢转接头的竖直旋转轴线，使得臂组件可以相对于可移动基座旋转或枢转，第二旋转轴线是穿过第二枢转接头的水平旋转轴线，使得臂组件可以相对于可移动基座旋转或枢转。通过提供第一竖直旋转运动和第二水平旋转运动，臂组件适于并构造成提供增大的运动范围。

另外，第二枢转接头在竖直固定位置处联接到基座，使得使穿过第二枢转接头的水平旋转轴线定位在距基座固定高度或距离处，因此定位在距地板固定高度或距离处。通过结合包括使臂组件能够经由位于竖直固定位置处的水平旋转轴联接到基座的第二枢转接头的第一接头组件，微型C型臂为操作者提供了增大的运动范围并且增大了将成像部件(例如X射线源和检测器)相对于患者定位的通用性，以提供更方便和更具适应性的系统。特别地，操作者可以将成像部件定位成更靠近地板，以对患者的脚、脚踝、膝盖等成像，从而消除或至少最小化对患者的脚/脚踝成像所需的台阶高度。通过为微型C型臂提供更大的运动范围，操作者可以最小化患者跌倒的风险。

现在参照图1，示出了根据本公开的微型C型臂100的说明性示例性实施例。在使用中，微型C型臂100适于并构造成提供增大的运动范围，以将成像部件相对于患者定位。如图所示，微型C型臂100包括基座120、C型臂组件150和用于将C型臂组件150联接到基座120的臂组件200。

参照图1，在一个实施例中，基座120可包括平台122和从平台122的底表面延伸的多个轮124，使得基座120以及因此微型C型臂100可由操作者根据需要而可移动地定位。在一个示例性实施例中，轮124可由用户可选择地锁定，并且适于并构造成使轮124在处于锁定状态时允许操作者操纵臂组件200而不改变基座120的位置或取向。基座120还可以包括机柜126。在使用中，如本领域的普通技术人员将意识到的，机柜126的尺寸和构造可以用于存储例如用于操作微型C型臂100的控件(未示出)、操作微型C型臂100所需的电气部件(未示出)、平衡C型臂组件150的延伸所需的配重(未示出)、制动系统、绕线器等。机柜126还可包括例如键盘、一个或多个监测器、打印机等。

在使用中，本公开的微型C型臂100可以与现在已知的或以后开发出的任何合适的基座120一起使用。这样，为了本公开简洁起见，省略了关于基座120的构造、操作等的细节。就这一点而言，应该理解的是，除非特别声明，否则本公开不应该局限于本文公开和示出的基座120的细节，并且可以结合本公开的原理使用任何合适的基座。

参照图1并且如先前提及的，在一个实施例中，微型C型臂100还包括C型臂组件150。C型臂组件150可以是现在已知或以后开发出的任何合适的成像系统。例如，如图所示，C型臂组件150包括源152、检测器154和用于联接到源152和检测器154的中间主体部分156。源152和检测器154可以是现在已知或以后开发出的任何合适的源和检测器。例如，源152可以是例如X射线源。检测器154可以例如是平板检测器，该平板检测器包括但不限于非晶硅检测器、非晶硒检测器、基于等离子体的检测器等。在使用中，源152和检测器154适于且构造成创建患者的解剖结构(例如手、膝盖、脚踝等)的图像。

也就是说，如本领域普通技术人员易于知晓的，在使用中，成像部件(例如，X射线源152和检测器154)接收光子，将光子/X射线转换为可操纵的电信号，该电信号被发送到图像处理单元(未示出)。图像处理单元可以是现在已知或以后开发出的任何合适的硬件和/或软件系统，以接收电信号并将电信号转换为图像。接下来，图像可以显示在监视器或电视屏幕上。该图像也可以被存储、打印等。该图像可以是单个图像或多个图像。

参照图1的所示实施例，C型臂组件150的中间主体部分156可以构造成具有大致“C”或“U”的形状，尽管可以设想其他形状。在示出的实施例中，中间主体部分156包括主体部分158以及分别用于联接到源152和检测器154的第一端部160和第二端部162。另外，C型臂组件150可包括用于联接到臂组件200的轨道支座170，如将在下面更详细描述的。在使用中，轨道支座170可以联接到中间主体部分156的主体部分158，使得主体部分158以及因此源152和检测器154可以相对于轨道支架170旋转或绕轨道运动，使得操作者在将成像部件相对于患者定位方面有增大的通用性。在使用中，中间主体部分156可以一体地形成。可替代地，臂156可以分开形成并且联接在一起。

在使用中，本公开的微型C型臂100可以与现在已知或以后开发出的任何合适的C型臂组件150一起使用。这样，为了简洁起见，省略了关于包括源152和检测器154的C型臂组件150的构造、操作等的细节。就这一点而言，应当理解的是，除非特别声明，否则本公开不应该局限于本文公开和示出的C型臂组件150的细节，并且可以结合本公开的原理使用任何合适的C型臂组件。

参照图1并且如先前提及的，在一个实施例中，微型C型臂100还包括用于将C型臂组件150联接到基座120的臂组件200。在使用中，臂组件200适于并构造成提供增大的运动范围，使得C型臂组件150可以由操作者根据需要进行定位。定位可以由操作者手动执行。

参照图1和图2A-图2E，所示的臂组件200的示例性实施例包括第一臂220和第二臂240，尽管设想的是臂组件200可以包括更大数量的臂，例如三个、四个等。第一臂220和第二臂240基本上是线性的。如将在下面更详细描述的那样，第一臂220可以通过第一接头组件300联接到基座120，第一接头组件300可以包括第一枢转接头302和第二枢转接头304，使得第一臂220以及因此臂组件200和C型臂组件150可以相对于基座120移动，更具体地，使得第一臂220可以围绕穿过第一枢转接头302的竖直旋转轴线303旋转或枢转以及围绕穿过第二枢转接头304的水平旋转轴线305旋转或枢转。结合穿过第一枢转接头302的竖直旋转轴线303使得臂组件200能够枢转或旋转到基座120的任一侧，从而使患者能够被定位在基座120的任一侧上，而不必使得基座120移动以抵达患者。

如在图2A-图2E中最好地示出的，第一臂220和第二臂240相对于彼此可移动地定位。如图所示，第一臂220可以包括第一端222和第二端224。类似地，第二臂240可以包括第一端242和第二端244。第一臂220和第二臂240可以通过现在已知或以后开发出的任何机构彼此联接。如图所示，第二臂240的第一端242联接到第一臂220的第二端224。例如，如图所示，第一臂220和第二臂240可经由第二接头组件310彼此联接。在使用中，第二接头组件310可以包括连杆臂312。在使用中，第一臂220的第二端224可以经由第三枢转接头315联接到连杆臂312的第一端313，第二臂240的第一端242可以经由第四枢转接头316联接到连杆臂310的第二端314，尽管如先前提及的，第一臂220和第二臂240可以通过替代机构联接，例如，第一臂可以直接可枢转地联接到第二臂(例如，在没有介入的连杆臂的情况下)。在使用中，第三枢转接头315和第四枢转接头316使第二臂240能够相对于第一臂220运动，并且更具体地，使第二臂240能够分别围绕穿过第三枢转接头315和第四枢转接头316的水平轴线317、318旋转或枢转。这样，轴线317使连杆臂312和联接到连杆臂312的第二臂240相对于第一臂220旋转或枢转。类似地，轴线318使连杆臂312和联接到连杆臂312的第一臂220能够相对于第二臂240旋转或枢转。结合双轴接头组件为操作者提供了将成像部件(例如，X射线源和检测器)相对于患者定位的通用性。例如，双轴接头组件允许将第一臂220和第二臂240折叠在一起(例如，如图2A所示)。这允许臂组件200折叠成更靠近基座120，以使患者的四肢更靠近基座120成像。另外，第二接头组件310允许将成像部件定位成更靠近地板，以便为站立的脚踝或膝盖成像。在一些实施例中，设想的是，第二接头组件也可以适于并构造成使得第一臂和第二臂能够围绕穿过第二接头组件的竖直旋转轴线旋转。

另外，如图所示，在一个实施例中，第二臂240的第二端244可以经由第三接头组件320联接到C型臂组件150。例如，在一个实施例中，第二臂的第二端244可以经由第五枢转接头322可枢转地联接到轨道支座170，使得C型臂组件150可以围绕穿过第五枢转接头322的水平旋转轴线323枢转。

另外，如本领域普通技术人员理解的那样，可以将第二臂240的第二端244经由互连的铰接接头组件330(图1)联接到C型臂组件150。在使用中，铰接接头组件330包括第六枢转接头331，该第六枢转接头331适于并构造成使C型臂组件150能够围绕穿过第六枢转接头331(图1)的竖直旋转轴线332旋转。以这种方式，通过将第二臂240的第二端244可枢转地联接到铰接接头组件330，C型臂组件150能够围绕穿过第五枢转接头322的水平旋转轴线323枢转或旋转并且围绕穿过第六枢转接头331的竖直旋转轴线332旋转地枢转或旋转，以向操作者提供将C型臂组件150相对于患者定位的更大通用性。尽管想到的是，臂组件200可以经由任何其他机构联接到C型臂组件150，所述其它机构包括例如将C型臂组件150枢转地联接到第二臂240的第二端244。另外，第三接头组件320还可以包括第七枢转接头340(图1和图3)，该第七枢转接头340使C型臂组件150能够围绕水平旋转轴线341旋转或枢转，该水平旋转轴线341穿过第七枢转接头340，以使C型臂组件能够在直立位置和侧向位置之间(例如，在竖直平面和侧向平面之间)旋转或枢转，如图3中的位置A和B和图3的位置C所示)。

参照图1、图2A-图2E，并且如先前提及的，在一个实施例中，臂组件200经由第一接头组件300联接到基座120。如将更详细描述的那样，第一接头组件300可以是构造成使臂组件200能够相对于基座120围绕尤其水平旋转轴线枢转或旋转的任何机构。例如，如图所示和如先前提及的，第一接头组件300可包括第一枢转接头302和第二枢转接头304，使得臂组件200以及因此C型臂组件150可相对于基座120运动。更具体地，在使用中，第一枢转接头302使臂组件200能够围绕穿过第一枢转接头302的竖直旋转轴线303旋转或枢转并且能够围绕穿过第二枢转接头305的水平旋转轴线305旋转或枢转。以此方式，臂组件200可相对于基座120围绕两个旋转轴线(竖直旋转轴线和水平旋转轴线)枢转或旋转。在一个实施例中，两个旋转轴线相对于彼此正交。通过提供第一竖直旋转运动和第二水平旋转运动，臂组件200适于并构造成提供增大的运动范围。例如，围绕竖直轴线303的旋转允许C型臂有侧向或左右移动范围，而围绕水平轴线305的旋转则有助于竖直平面内的运动(例如，同时相对于基座120的进出和上下运动)。

如此，与已知的微型C型臂组件经由竖直可调节的连接件将臂组件联接到基座并因此限制它们将成像部件定位成靠近地板的能力相反地，本公开的臂组件200经由接头组件(诸如第一接头组件300)联接到基座120，该接头组件定位在距平台122的顶表面123固定高度处，并且因此定位在距地板固定高度H处。如图3所示，C型臂组件150位于各种不同的可能位置。例如，如图所示的实施例中示出的，C型臂组件150可以定位成对患者的竖立的肩膀成像。在一个示例性实施例中，C型臂可以旋转以对竖立的肩部成像(例如，C型臂可以如位置C中示意性示出的那样旋转)。在一个示例性实施例中，C型臂可以达到从地板到C型臂的旋转中心的竖直高度，该竖直高度大约为55英寸到59英寸，优选的高度大约为56.2英寸。另外地和/或可替代地，在一个示例性实施例中，参考位置B，C型臂组件150可以布置和构造成具有大约55英寸至62英寸的水平范围，优选地具有大约55英寸的水平范围，以便例如对躺在手术台上的患者成像或者对定位在患者的那些四肢位置处的手或肘成像，C型臂组件150显示为在位置C中距地板达到10.5英寸的固定高度，以便对患者站立的脚踝成像。也就是说，根据本公开的原理之一，微型C型臂100包括臂组件200，该臂组件200经由位于竖直固定位置处的可旋转或可枢转的连接件联接到基座120(例如，当第一接头组件300使臂组件200能够围绕水平旋转轴线305和竖直旋转轴线303旋转时，水平旋转轴线305相对于基座120的位置是固定的(例如，距平台122的顶表面123固定距离或高度，并且因此距地板固定距离或高度H))。

通过在第一接头组件300的水平旋转轴线305与平台122的顶表面123之间提供固定距离或高度并且因而提供距地板固定距离或高度H，臂组件200提供了增大的运动范围，该增大的运动范围适用于更靠近地板定位，以对例如患者的脚踝成像。参照图4，已经发现的是，通过在第一接头组件300的水平旋转轴线305与平台122的顶表面123之间提供固定距离或高度(图3)并且因而提供距地板固定距离或高度H，微型C型臂100能够将检测器的中心定位成距地板距离D处，在使用中，这需要使用台阶S以对患者的脚踝成像。在一个实施例中，从地板到水平旋转轴线305的最小固定距离或高度H可以是大约15英寸。第一臂220的最大长度可以是大约17英寸，而第二臂240的最大长度可以是大约21英寸。结果，已经发现，成像部件可以定位在距地板大约10.5英寸的距离D处，这需要大约6英寸的台阶S以对患者的脚踝成像。在另一个实施例中，已经发现的是，距离D可以距地板大约4.5英寸，从而需要大约2英寸的台阶S以对患者的脚踝成像。

通过提供根据本公开的臂组件200，并且具体地，通过在第一接头组件300的水平旋转轴305和平台122的顶表面123之间提供固定距离或高度并且因而提供距地面固定距离或高度，已经发现的是，臂组件200提供了增大的运动范围，该增大的运动范围适合于更靠近地板定位，以例如对患者的脚踝(图3中的位置C)成像，而仍然可以对患者的肩部区域成像(图3中的位置A)。

另外，在一些实施例中，为了控制臂组件200的运动并防止倾翻风险，特别是当臂组件200围绕竖直旋转轴线303侧向旋转时，微型C型臂100可以包括一个或多个止动机构以控制或限制臂组件200的运动。也就是说，例如，在使用中，当臂组件200完全延伸时，基座120的尺寸和重量可以构造成防止微型C型臂100围绕前轮124向前倾翻。例如，在一个实施例中，基座120可以设置有配重以防止向前倾翻。然而，由于尺寸上的限制(例如，穿过门口的能力)，臂组件200的侧向旋转或侧旋转应受到限制，以防止微型C型臂100的侧向倾翻。例如，在将C型臂组件150放置在侧向或侧位置的同时使臂组件完全延伸时可能导致微型C型臂100倾翻。为了防止或限制C型臂组件150的放置，可以结合一个或多个止动机构以限制臂组件200的延伸和/或侧向移位。止动机构可以是现在已知的或以后开发出的任何合适的机构，并且可以是一个或多个机械止动件的形式。可替代地，止动件可以是限制臂组件200运动的软件的形式。例如，如果臂组件200以产生倾翻危险的方式定位，则当臂组件200被进一步延伸时软件可以自动升高臂组件200。类似地，可以结合机械止动件，该机械止动件防止臂组件200以产生倾翻危险的方式过度延伸。

在一个实施例中，臂组件200可以包括防倾翻机构，该防倾翻机构适于并构造成当C型臂组件150向外延伸超过预定位置或角度时通过限制臂组件200的运动范围(特别是限制臂组件200的横向或侧向旋转)来防止微型C型臂100倾翻。

参照图5A-图5D所示，臂组件200可以包括连杆机构组件400。在使用中，连杆机构组件400适于并构造成将臂组件200的角旋转转换成止动轴450的竖直位移或运动，使得例如臂组件200的侧向旋转或侧旋转与臂组件200成角度地旋转超过预定位置或角度相结合地受到限制或约束。也就是说，如将更详细描述的那样，止动轴450相对于臂组件200的基部部分155可移动或可滑动地联接。在使用中，止动轴450可相对于基部部分155竖直地移位，使得当止动轴450下降到基部部分155的底部平面460下方时，臂组件200围绕竖直旋转轴线303的侧向旋转或侧旋转受到形成在基座120的平台122中的相应凹穴(未示出)的限制。

在5A-图5D的示例性实施例中，连杆机构组件400包括联接到止动轴450的第一杆或连杆(在本文中可互换使用)410、可枢转地联接到第一杆410的第二杆420以及可枢转地联接到第二杆420的第三杆430和臂组件200的第一臂220。也就是说，在所示的示例性实施例中，止动轴450可滑动地联接到臂组件200的基部部分155，并且可枢转地联接到第一杆410。第一杆410可枢转地联接到止动轴450和第二杆420。第二杆420可枢转地联接到第一杆410、基部部分155和第三杆430。第三杆430可枢转地联接到第二杆420和臂组件200的第一臂220。在使用中，基座120的平台122包括用于接收止动轴450(例如，止动轴450的端部452(图5C和图5D))的凹穴(未示出)，该止动轴450竖直延伸超过基部部分155的底部平面460)。

在使用中，臂组件200的第一臂220围绕水平旋转轴线305的角旋转使连杆机构400的第一杆410相对于基部部分155向下移动，如通过比较图5A-图5D所示。这进而导致止动轴450相对于基部部分155竖直向下移动。随着臂组件200的第一臂220旋转超过预定角度，止动轴450竖直向下移动直到端部452经过基部部分155的底部平面460(如图5C和图5D所示)。

参照图5A和图5B，在臂组件200的第一臂220被定位在围绕水平旋转轴线305的预定旋转角度内的情况下，止动轴450的端部452位于基部部分155内(例如，位于基部部分155的底部平面460上方的位置)。结果，由于止动轴450不接触形成在基座120的平台122中的凹穴，因此臂组件200的运动不受约束。也就是说，在臂组件200的第一臂220围绕水平旋转轴线305在预定旋转角度之内角旋转的情况下，臂组件200围绕竖直旋转轴线303的侧向旋转不受抑制。

然而，参照图5C和图5D，随着臂组件200的第一臂220进一步围绕水平旋转轴线305旋转，使得第一臂220的角位置开始超过预定旋转角，止动轴450的端部452延伸超过底部平面460并延伸到形成在基座120的平台122中的凹穴中。在该位置中，臂组件200围绕竖直旋转轴线303的侧向旋转使止动轴450接触凹穴，因此臂组件200的侧向运动或侧运动被抑制和/或阻止。在一个示例性实施例中，在臂组件200的第一臂220位于预定旋转角度之外的情况下，臂组件200围绕竖直旋转轴线303的侧向旋转导致止动轴450的端部452接触形成在基座120的平台122中的凹穴，从而迫使止动轴450竖直向上移动，从而致使第一臂220成角度地移回到可接受的位置。

在使用期间，如果臂组件200的第一臂220向上成角度地移动以使得不再超过预定角度，则止动轴450在基部部分155的底部平面460上方移动，使得不再抑制侧向旋转或侧旋转。然而，在臂组件200在侧向位置旋转的情况下，如果臂组件200的第一臂220随后绕水平旋转轴线305向外旋转，则止动轴450将遇到平台122的在凹穴外侧的区域，从而约束或限制第一臂220角旋转超过底部平面460(例如，降低)，由此防止臂组件200完全延伸。

以这种方式，连杆机构组件400和形成在基座120的平台122中的凹穴布置且构造成取决于臂组件200的位置而选择性地允许和防止止动轴450移动(例如，竖直向下延伸超过基部部分155的底部平面460)。也就是说，连杆机构组件400和凹穴布置且构造成使得当臂组件200定位在可接受的运动范围内时，止动轴450能够竖直向下延伸到凹穴中。然而，如果臂组件200定位成使得臂组件200的延伸超出可接受的范围，则连杆机构组件400和凹穴布置且构造成防止止动轴450竖直向下移动到凹穴中并因此防止第一臂220枢转超过可接受的角度。例如，在所示的一个实施例中，凹穴可以是开口的形式，该开口具有弧形形状，该弧形形状定中在竖直旋转轴线303上，使得当止动轴450撞到弧的任一端时，防止基部部分155并且因此防止臂组件200进一步旋转。

如本领域普通技术人员将理解的那样，预定旋转角度和可接受的运动范围将根据微型C型臂100的其他特性而变化。例如，预定旋转角度和可接受的范围运动将取决于特别是第一臂220和第二臂240、基座120等的尺寸和重量。

根据本公开的另一方面，臂组件200可以包括自平衡机构，使得一旦将C型臂组件150定位且定向在其期望位置，臂组件200的第一臂220和第二臂240便保持在它们各自的位置，而无需制动机构。也就是说，已知微型C型臂结合有制动机构以保持或维持臂的位置。这主要是由于以下事实：在当前的微型C型臂中，当臂在其整个运动范围内移动时，重力与臂组件的弹簧力不平衡。因此，提供了制动机构以固定或锁定臂的位置。

参照图6，在一个实施例中，臂组件200适于并构造成在没有制动组件的情况下支撑和维持C型臂组件150的位置和定向。也就是说，臂组件200适于并构造成通过在臂组件200的整个运动范围内使臂组件200内的弹簧力与重力平衡来维持C型臂组件150的位置和定向。如图所示，第一臂220和第二臂240均包括四杆机构500和延伸弹簧510，以维持C型臂组件150的定向和位置。将四杆机构500结合到第一臂220和第二臂240中使得能够在臂组件200在其整个运动范围内移动时，保持C型臂组件150的定向。这主要是由于四杆机构500的边长相等。但是，为了确保C型臂组件150的位置也得以保持，需要拉伸弹簧510来与重力保持平衡。为此，第一臂220和第二臂240均包括拉伸弹簧510。

如图所示，第二臂240可以包括跨四杆机构500的对角线安装的拉伸弹簧510。通过正确地平衡拉伸弹簧510的初始力和弹簧刚度以与C型臂组件150上的重力基本匹配，可使得臂组件200保持其位置而无需结合制动组件。应该注意的是，零件(例如，C型臂组件150的重量、弹簧510的强度和刚度等)发生变化意味着力没有完全匹配，但是任何变化都很小并且可以被臂组件200中的摩擦力掩盖。如图所示，位于第一臂220中的弹簧510相对于对角线偏移以适应竖直旋转轴线。

尽管本公开参考了某些实施例，但是在不脱离如所附权利要求所限定的本公开的范围的情况下，可以对所描述的实施例进行多种修改、变更和改变。因此，旨在本公开不受限于所描述的实施例，而是具有由所附权利要求及其等效物的语言所限定的全部范围。任何实施例的讨论仅意味着是说明性的而不旨在暗示包括权利要求的本公开的范围受限于这些实施例。换句话说，尽管本文已经详细描述了本公开的说明性实施例，但是应当理解的是，可以以其他方式不同地体现和利用本发明的构思，并且所附权利要求旨在被解释为包括这些变型(如现有技术所限制的除外)。

已经出于说明和描述的目的给出了前述讨论，并且不旨在将本公开限制为本文公开的一种或多种形式。例如，出于简化本公开的目的，在一个或多个方面、实施例或构造中将本公开的各种特征分组在一起。然而，应当理解的是，本公开的某些方面、实施例或构造的各种特征可以组合在可替代的方面、实施例或构造中。此外，由此以下权利要求通过引用结合到该详细描述中，其中每个权利要求独立地作为本公开的单独的实施例。

如本文中所使用的那样，以单数形式叙述并且以单词“一”或“一个”开头的元件或步骤应被理解为不排除多个元件或步骤，除非明确地陈述了这种排除。此外，对本公开的“一个实施例”的引用不旨在被解释为排除存在也结合到所叙述的特征的其他实施例。

如本文所使用的，短语“至少一个”，“一个或多个”和“和/或”是开放式表达，其在操作方面有与和或两者的含义。术语“一”(或“一个”)，“一个或多个”和“至少一个”在本文中可以互换使用。所有方向参考(例如，近侧、远侧、上、下、向上、向下、左、右、侧向、纵向、前、后、顶、底、上方、下方、竖直、水平、径向、轴向、顺时针和逆时针)仅用于标识目的，以帮助读者理解本公开，并且不产生限制，特别是对本公开的位置、方向或用途不产生限制。除非另有说明，否则连接参考(例如，接合、附接、联接、连接和连结将被广义地解释，并且可包括元件集合之间的中间构件以及相对于元件之间运动的中间构件。这样，连接参考不一定推断出两个元件直接连接并且彼此成固定关系。所有旋转参考都描述了各个元件之间的相对运动。识别性参考(例如，主要、次要、第一、第二、第三、第四等)并非旨在表示重要性或优先级，而是用于将一个特征与其他特征区分开。附图仅出于说明的目的，并且所附附图中反映出的尺寸、位置、顺序和相对于尺寸可以发生变化。

Claims (18)

1.一种成像设备，所述成像设备包括：

C型臂组件，所述C型臂组件包括X射线源和检测器；

可移动基座；和

臂组件，所述臂组件联接所述C型臂组件和所述可移动基座；

其中，所述臂组件通过第一接头组件联接到所述可移动基座，所述第一接头组件使所述臂组件能够围绕第一旋转轴线和第二旋转轴线相对于所述可移动基座枢转。

2.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述第一旋转轴线与所述第二旋转轴线正交。

3.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述第一接头组件包括第一枢转接头和第二枢转接头，使得所述第一旋转轴线是穿过所述第一枢转接头的竖直旋转轴线，以使得所述臂组件能够相对于所述可移动基座旋转，并且所述第二旋转轴线是穿过所述第二枢转接头的水平旋转轴线，以使得所述臂组件能够相对于可移动基座枢转。

4.根据权利要求3所述的成像设备，其中，所述臂组件包括联接到第二臂的第一臂。

5.根据权利要求4所述的成像设备，其中，所述第一臂经由第二接头组件联接到所述第二臂，所述第二接头组件适于并构造成使得所述第二臂能够相对于所述第一臂枢转。

6.根据权利要求5所述的成像设备，其中，所述第二接头组件包括至少一个枢转接头，使得所述第二臂能够围绕穿过所述枢转接头的水平轴线相对于所述第一臂枢转。

7.根据权利要求5所述的成像设备，其中，所述第二臂经由第三接头组件联接到所述C型臂组件。

8.根据权利要求7所述的成像设备，其中，所述第三接头组件适于并构造成使得所述C型臂组件能够相对于所述第二臂枢转。

9.根据权利要求8所述的成像设备，其中，所述第三接头组件包括至少一个枢转接头。

10.一种移动式成像系统，所述移动式成像系统包括：

C型臂组件，所述C型臂组件包括X射线源和检测器；

可移动基座，所述可移动基座包括平台；和

臂组件，所述臂组件用于联接所述C型臂组件和所述可移动基座；

其中，所述臂组件经由第一接头组件联接到所述可移动基座，所述第一接头组件使所述臂组件能够围绕第一竖直旋转轴线和第二水平旋转轴线相对于所述可移动基座运动，所述第二水平旋转轴线位于竖直固定位置，使得所述第二水平旋转轴线位于距所述平台的顶表面固定高度处。

11.根据权利要求10所述的移动式成像系统，其中，所述第一接头组件包括第一枢转接头和第二枢转接头，使得所述臂组件能够相对于所述可移动基座旋转，所述第一枢转接头包括所述第一竖直旋转轴线，所述第二枢转接头包括所述第二水平旋转轴线。

12.根据权利要求11所述的移动式成像系统，其中，所述臂组件包括第一臂和第二臂，所述第一臂经由第二接头组件联接到所述第二臂。

13.根据权利要求12所述的移动式成像系统，其中，所述第二接头组件包括具有第一端和第二端的连杆臂，所述连杆臂的所述第一端经由第三枢转接头联接到所述第一臂的第二端，使得所述第二臂能够围绕穿过所述第三枢转接头的水平旋转轴线相对于所述第一臂旋转，所述连杆臂的所述第二端经由第四枢转接头联接到所述第二臂的第一端，使得所述第二臂能够围绕穿过所述第四枢转接头的水平旋转轴线相对于所述第一臂旋转。

14.根据权利要求13所述的移动式成像系统，其中，所述第二臂的第二端经由第三接头组件联接到所述C型臂组件，所述第三接头组件包括第五枢转接头，使得所述C型臂组件能够围绕穿过所述第五枢转接头的水平旋转轴线旋转。

15.一种成像设备，所述成像设备包括：

C型臂组件，所述C型臂组件包括X射线源和检测器；

可移动基座，所述可移动基座包括平台；和

臂组件，所述臂组件联接所述C型臂组件和所述可移动基座，所述臂组件包括第一臂、第二臂和用于将所述第一臂联接到所述第二臂的第二接头组件；

其中，所述臂组件经由第一接头组件联接到所述可移动基座，所述第一接头组件使所述臂组件能够围绕第一水平旋转轴线和第二竖直旋转轴线相对于所述可移动基座运动，所述第一水平旋转轴线位于竖直固定位置处，使得所述第一水平旋转轴线位于距所述平台的顶表面固定高度处。

16.根据权利要求15所述的成像设备，其中，所述第二接头组件适于并构造成使得所述第二臂能够相对于所述第一臂枢转。

17.根据权利要求15所述的成像设备，其中，所述第二接头组件包括连杆臂，所述连杆臂包括第一端和第二端，所述连杆臂的所述第一端联接到所述第一臂的第二端，使得所述第二臂能够相对于所述第一臂围绕水平旋转轴线旋转，所述连杆臂的所述第二端联接到所述第二臂的第一端，使得所述第二臂能够相对于所述第一臂围绕水平旋转轴线旋转。

18.根据权利要求17所述的成像设备，其中，所述第二臂经由第三接头组件联接到所述C型臂组件，所述第三接头组件适于并且构造成使得所述C型臂组件能够相对于所述第二臂枢转。

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