CN112823746A - 用于具有c形臂的医疗成像系统的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于医疗成像系统C形臂的各种方法和系统。在一个实施方案中，一种成像系统包括C形臂，该C形臂包括形成第一对沟槽状凸缘的内圆周壁和形成第二对沟槽状凸缘的外圆周壁，其中该第一对沟槽状凸缘和该第二对沟槽状凸缘中的每一者均包含复合材料。该C形臂的C形部分可被构造成围绕旋转轴线等中心地旋转。

Description

用于具有C形臂的医疗成像系统的方法和系统

技术领域

本文所公开的主题的实施方案涉及医疗成像系统，并且更具体地涉及放射成像系统。

背景技术

放射成像系统可用于各种应用，包括医疗应用和工业应用。在医疗环境中，放射成像装置可提供对患者的组织和骨骼成像的非侵入方式。成像装置可具有以指定间隔捕获多个图像，并按顺序显示图像以创建被检查物体的单个图像的能力。

成像装置可包括联接到基座单元的C形臂。C形臂可包括定位在臂的一个端部处的x射线源和定位在臂的另一端部处的检测器。可在x射线源与检测器之间提供间隙以接纳物体，诸如患者身体的一部分，所述物体可利用来自x射线源的辐射进行照射。在照射物体时，x射线辐射穿透物体，随后被物体的另一端部上的检测器采集。通过穿透放置在源与检测器之间的物体，x射线使得物体的图像能够被采集并被转送到显示监视器，其中图像可稍后被显示或存储和取出。

发明内容

在一个实施方案中，一种成像系统包括C形臂，该C形臂包括形成第一对沟槽状凸缘的内圆周壁和形成第二对沟槽状凸缘的外圆周壁，其中第一对沟槽状凸缘和第二对沟槽状凸缘中的每一者均包含复合材料。

应当理解，提供上面的简要描述来以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的精选概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围由具体实施方式后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

通过参考附图阅读以下对非限制性实施方案的描述将更好地理解本公开，其中以下：

图1是根据一个实施方案的包括C形臂的医疗成像系统的侧视图。

图2是处于第一位置的图1的C形臂的局部视图。

图3是处于第二位置的图1至图2的C形臂的局部视图。

图4是处于第三位置的图1至图3的C形臂的局部视图。

图5是容纳辐射源的C形臂的C形部分的透视图。

图6是图5的C形部分的透视图，其中环形杆定位在C形部分的相应沟槽状凸缘处。

图7示出了图5至图6的C形部分的透视图，其中环形杆与槽轧辊接合。

图8是图5至图7的C形部分的侧剖视图，其中环形杆定位在相应的沟槽状凸缘处。

图9是形成C形臂的C形部分的沟槽状凸缘的多个复合材料层的分解图。

图5至图8是按比例显示的，但如果需要，可使用其他相对尺寸。

具体实施方式

以下描述涉及用于包括C形臂的成像系统的各种实施方案。成像系统(诸如图1所示的成像系统)包括C形臂，该C形臂被构造成围绕至少一个旋转轴线旋转。C形臂包括布置在C形部分的相对端部处的x射线源和x射线检测器，其中可将待成像的物体定位在在x射线源和x射线检测器之间的成像区域中。C形部分可等中心地旋转，如图2至图4所示，其中x射线源安置在C形部分的内部间隙内，如图5所示。C形部分可包括多个沟槽状凸缘，如图6所示，其中这些沟槽状凸缘被构造成与相应的环形杆接合。环形杆在成像系统的沟槽状凸缘和轴承组件之间形成交界部，如图7至图8所示，以用于C形部分的旋转。沟槽状凸缘可由包括外部层和多个中间层的复合材料形成，如图9所示。这些复合材料层可包括具有彼此垂直取向的纤维的外部层和具有仅彼此平行取向的纤维的中间层。这些层可另外形成C形部分的一个或多个壁，以进一步增加C形部分的强度和/或减少成像系统的负载。

转到图1，示出了成像系统100的侧视图，其中该成像系统包括具有辐射源的C形臂104。在本文所述的示例中，辐射源是与x射线检测器108相对定位的x射线源106。然而，在其他示例中，辐射源可被构造成发射用于成像(例如，对患者成像)的不同类型的辐射诸如伽马射线，并且检测器(例如，x射线检测器108)可被构造成检测由辐射源发射的辐射。成像系统100另外包括基座单元102，该基座单元将成像系统100支撑在成像系统100所位于的地面190上。

C形臂104包括连接到延伸部分107的C形部分105，其中延伸部分107可旋转地联接到基座单元102。例如，C形臂104可被构造成相对于基座单元102沿相反方向旋转至少180度。C形臂104可围绕至少旋转轴线164旋转。C形部分105可如上所述旋转，以便通过多个位置调整x射线源106和检测器108(该x射线源和该检测器沿着轴线166定位在C形臂104的C形部分的相对端部上，其中轴线166与旋转轴线164相交并且相对于旋转轴线164径向延伸)。

在成像操作期间，可利用来自x射线源的辐射照射放置在形成在x射线源106和检测器108之间的间隙(例如，空隙)中的患者身体的一部分。例如，x射线源106可包括容纳在外壳115内的x射线管，并且由x射线源106生成的x射线辐射可从外壳115的出口111发射并且可被检测器108的检测器表面113截取。辐射可穿透患者身体的被照射的部分，并且传播到检测器108，在该检测器处捕获辐射。通过穿透放置在x射线源106和检测器108之间的患者身体的一部分，捕获患者身体的图像并将其中继到成像系统100的电子控制器(例如，经由电连接线，诸如导电电缆161)。

基座单元102可包括电子控制器(例如，控制和计算单元)，该电子控制器处理在成像系统100的操作期间从用户输入设备发送的指令或命令。基座单元102还可包括内部电力电源(未示出)，该内部电力电源提供电力以操作成像系统100。另选地，基座单元102可连接到外部电力电源以便为成像系统100供电。可提供多条连接线(例如，电力电缆诸如导电电缆161)以在x射线源106、检测器108与控制和计算单元之间传输电力、指令和/或数据。多条连接线可将电力从电力电源(例如，内部源和/或外部源)传输到x射线源106和检测器108。

可通过C形臂104的C形部分105的旋转而将C形臂104调节到多个不同的位置。例如，在图1所示的初始第一位置中，检测器108可相对于成像系统100所位于的地面190而竖直地定位在x射线源106上方，其中垂直于地面190布置的轴线166与x射线源106的出口111和检测器108的检测器表面113中的每一者的中点相交。可通过旋转C形部分105将C形臂104从第一位置调节到不同的第二位置。在一个示例中，第二位置可以是x射线源106和检测器108相对于第一位置一起旋转180度的位置，使得x射线源106竖直地定位在检测器108上方，其中轴线166与x射线源106的出口111的中点和检测器108的检测器表面113的中点相交。当被调节到第二位置时，x射线源106可竖直地定位在C形臂104的C形部分105的旋转轴线164上方，并且检测器108可竖直地定位在旋转轴线164下方。经由延伸部分107与C形部分105之间的联接而旋转的C形臂104的不同的示例性位置由图2至图4示出，并在下文进一步描述。

如上所述，成像系统100包括x射线源106，该x射线源相对于检测器108跨旋转轴线164定位。在图1所示的示例中，检测器108定位在C形部分的第一端部150处，并且x射线源106定位在x射线源106的相对的第二端部152处。在一些示例中，类似于下文进一步描述的那些，C形部分105包括开口，该开口成形为接纳x射线源106的外壳。x射线源106可包括容纳在外壳内的x射线管(例如，被构造成产生x射线辐射的真空管)，并且x射线管可通过开口安置在形成在C形部分105的相对壁之间的间隙内。

通过将x射线管布置成定位在C形部分105的间隙内，可减小x射线源106的高度(例如，x射线源106沿着轴线166从x射线源106的出口111到检测器108的检测器表面113的长度)。x射线源106的减小的高度可增加检测器表面113与x射线源106的出口111之间的开放空间的量，这可使得C形臂104能够容纳较大体型的患者进行成像和/或增加C形臂104的易用性(例如，增加C形臂104的操作间隙)，同时将旋转轴线164保持在第一端部150和第二端部152之间的居中位置(例如，将旋转轴线164沿轴线166的方向与第一端部150和第二端部152中的每一者保持相等的距离)。将旋转轴线164保持在居中位置可通过相对于不包括处于居中位置的旋转轴线164的C形臂减少C形部分105的偏心运动来减少在其中C形部分105围绕旋转轴线164旋转的条件期间C形部分105上的负载(例如，扭矩)。因此，可增加C形臂104的耐久性，并且可减小C形臂104劣化的可能性。

在一些示例中，C形臂104的C形部分105可由复合材料诸如碳纤维织物形成。在一个示例中，如下文进一步描述的，C形部分105包括多个沟槽状凸缘，其中每个沟槽状凸缘均由复合材料形成。沟槽状凸缘可经由沟槽状凸缘与延伸部分107之间的交界部将C形臂104联接到基座单元102。在其中复合材料为碳纤维织物的示例中，可通过多个碳纤维织物层的分层来形成沟槽状凸缘，其中一个或多个层相对于其他层具有不同的碳纤维取向。由于碳纤维织物的强度(例如，刚度和/或负载位势)，沟槽状凸缘可保持C形臂104的C形部分105与延伸部分107接合，同时还相对于不包括由复合材料形成的沟槽状凸缘的C形臂减小了C形部分105的重量。此外，在一些示例中，可通过由复合材料形成C形部分105的一个或多个壁来进一步减小C形部分105的重量。通过由复合材料形成C形部分105的沟槽状凸缘和/或壁，可减小C形部分105的重量并且可减小成像系统上的负载(例如，成像系统的电机上的被构造成使C形部分105围绕旋转轴线164旋转的负载)。

共同参见图2至图4，示出了C形部分105的各种示例性位置。具体地，图2示出了处于第一位置的C形部分105，其中检测器表面113与x射线源106的出口111之间的轴线166垂直于成像系统100所位于的地面190布置(如图1所示，其中轴线167是平行于地面190并且垂直于重力方向和旋转轴线164的轴线)。图3示出了处于第一旋转位置的C形部分105，其中相对于图2所示的第一位置，x射线源106更靠近延伸部分107定位，并且检测器108更远离延伸部分107定位，并且图4示出了处于第二旋转位置的C形部分105，其中相对于第一位置，检测器108更靠近延伸部分107定位，并且x射线源106更远离延伸部分107定位。为了清楚说明，图2至图4中省略了图1所示的电缆161。C形部分105的旋转范围(例如，C形部分105可相对于基座单元102旋转的角度的量)可大于180度。作为一个示例，图3可对应于C形部分105相对于图2所示的位置围绕旋转轴线164旋转95度的角度，并且图4可对应于C形臂104相对于图2所示的位置围绕旋转轴线164旋转-95度的角度，其中C形部分105旋转190度以从图4所示的位置调节到图3所示的位置。在图2至图4中的每幅图中，延伸部分107相对于C形部分105保持在适当位置(例如，不旋转)，其中图2至图4中的延伸部分107的位置与图1所示的延伸部分107的位置相同(例如，其中延伸部分107不相对于地面190或轴线167旋转)。

图2至图4中的每幅图均示出了轴线200和轴线202，该轴线示出了x射线源106的辐射发射路径。具体地，x射线源106可在轴线200和轴线202之间发射x射线辐射束，其中轴线200和轴线202表示指向检测器表面113的束的射线。当C形部分105围绕旋转轴线164旋转(例如，用于对定位在旋转轴线164处的待成像的患者或物体进行成像)时，由于检测器108和x射线源106中的每一者围绕旋转轴线164同时旋转，因此x射线辐射的束保持指向检测器表面113。在围绕旋转轴线164等中心地旋转的同时，C形部分105可沿着旋转路径204移动(例如，沿等中心旋转方向205或相反的等中心旋转方向209)，并且由于x射线源106和检测器108与C形部分105一起围绕旋转轴线164旋转，因此由x射线源106发射的x射线辐射的束形成成像系统100的等中心成像区域206(如图1所示，成像系统100包括C形臂104)。

C形臂104的等中心点165定位在旋转轴线164处。具体地，C形臂104的等中心点165定位在旋转轴线164和轴线167的相交处。第一端部150和第二端部152中的每一者可定位在距等中心点165相同的长度处。例如，C形部分105的外表面121可沿围绕旋转轴线164的方向具有均匀的曲率半径(例如，沿围绕旋转轴线164的方向在沿着外表面121的每个位置处具有相同的曲率半径，其中等中心点165为曲率中心)，使得外表面121的每个部分，包括定位在第一端部150和第二端部152处的部分，沿着轴线166定位在距等中心点165相同的距离处(例如，如具有与外表面121相同的曲率半径的旋转路径204所指示)。如上所述，C形部分105可围绕旋转轴线164旋转(例如，经由C形部分105与延伸部分107之间的联接)。在一些示例中，C形部分105也可围绕轴线167旋转。在该构型中，C形部分105可围绕旋转轴线164或轴线167中的任一者(或旋转轴线164和轴线167两者)旋转，其中轴线167正交于旋转轴线164。然而，在图2至图4所示的视图中，C形部分105仅围绕旋转轴线164而不是轴线167旋转。

尽管第一端部150和第二端部152可定位在距等中心点165相同的长度处，但检测器表面113和出口111中的每一者可定位在距等中心点165不同的长度处。例如，图2至图4示出了出口111的旋转路径207和检测器表面113的旋转路径208，其中旋转路径207和旋转路径208中的每一者均具有圆形形状。在C形部分105围绕旋转轴线164旋转的条件期间，出口111可沿着旋转路径207移动，并且检测器表面113可沿着旋转路径208移动。然而，从等中心点165到检测器表面113的长度212(例如，旋转路径208的直径)可小于从等中心点165到出口111的长度210(例如，旋转路径207的直径)。作为一个示例，由于x射线源106安置在C形部分105的一部分内，因此长度210可大于长度212。例如，在图2至图4中通过虚线示意性地显示和示出了x射线管214，以指示x射线管214被容纳在外壳115内并且安置在C形部分105的一部分内。

与其中x射线管不安置在C形部分内的构型相比，x射线管214在C形部分105内的安置位置可使得出口111能够更靠近第二端部152定位，这可能会导致x射线源106的高度减小(例如，x射线管214的外壳115的高度减小)。如上所述，所得的x射线源106的减小的高度可增加检测器表面113与出口111之间的开放空间的量(例如，相对于等中心点165和检测器表面113之间的长度212增加等中心点165和出口111之间的长度210)，这可使得C形臂104能够容纳更大体型的患者和/或增加C形臂104的易用性。

此外，在一些示例中，x射线源106在C形部分105内的安置位置可增加C形臂104的平衡性，这可降低C形臂104发生不期望振动的可能性。例如，在一些实施方案中，C形部分105可由复合材料诸如碳纤维织物形成。相对于包括由不同材料(例如，钢、铝等)形成的C形部分的C形臂，碳纤维织物可为C形部分105提供增加的强度和/或减小C形部分105的重量。然而，由于由复合材料得到的C形部分105的重量减小，因此与由其他材料诸如金属形成的C形部分相比，C形部分105的平衡特性可能不同。通过将x射线源106安置在由复合材料形成的C形部分105内，可增加C形部分105的平衡特性。

此外，在一些示例中，x射线源106在C形部分105内的安置位置可增加C形臂104在等中心旋转(例如，围绕等中心点165的对称旋转，如上所述)期间的平衡性。作为一个示例，x射线源106的安置位置可为检测器108的重量提供配重，使得与不包括安置在C形部分105内的x射线源106的构型相比，驱动C形臂104的旋转的成像系统的电机的负载和/或振动减小。

现在参见图5，示出了成像系统的C形臂的C形部分500的一部分的透视图。在一个示例中，C形部分500可为上文参考图1至图4所述的C形部分105。C形部分500包括成形为接纳x射线管502的开口504，其中x射线管502可被容纳在外壳(例如，上述外壳115)内，并且该外壳可抵靠外周壁506安置在C形部分500内(例如，如点线508所示，点线指示了x射线管502在C形部分500的内部间隙510内的位置)。在一些示例中，x射线管502可为上文参考图2至图4所述的x射线管214。在一些示例中，x射线管502可直接抵靠外圆周壁506安置并且定位在内部间隙510内。在一些示例中，x射线管502可完全定位在内部间隙510内。此外，在一些示例中，整个外壳可定位在内部间隙510的外部。

C形部分500的内部间隙510为由外周壁506、内周壁512、第一侧壁514和第二侧壁516中的每一者形成的C形部分500的中空部分。第一侧壁514和第二侧壁516将内圆周壁512与外圆周壁506接合，并且在一些示例中，外圆周壁506、内圆周壁512、第一侧壁514和第二侧壁516可由多个复合材料层形成在一起，如下文进一步所述。从内圆周壁512的外部表面518到内部间隙510穿过内圆周壁512形成开口504。在一些示例中，内部间隙510可从第一端部到第二端部延伸C形部分500的整个长度(例如，类似于上述第一端部150和第二端部152)，并且内部间隙510可在C形部分500的两个端部处闭合。在一些示例中，整个x射线管502可定位在内部间隙510内。在其他示例中，不同量的x射线管502(例如，x射线管502的至少一半)可定位在内部间隙510内。

在其中C形部分500由复合材料形成的示例中(例如，类似于上述C形部分105的示例)，开口504可由复合材料形成，而无需切割或机加工复合材料。例如，复合材料可包括碳纤维织物，并且开口504可在制造(例如，模制)期间由多个碳纤维织物层形成，而无需切割或以其他方式机加工(例如，钻孔、穿孔等)碳纤维织物。

C形部分500包括：第一对沟槽状凸缘，该第一对沟槽状凸缘包括布置在第一侧壁514处的第一沟槽状凸缘520和布置在第二侧壁516处的第二沟槽状凸缘522；以及第二对沟槽状凸缘，该第二对沟槽状凸缘包括与第一沟槽状凸缘520相对地布置在第一侧壁514处的第三沟槽状凸缘524和与第二沟槽状凸缘522相对地布置在第二侧壁516处的第四沟槽状凸缘526。在该构型中，第一沟槽状凸缘520与第二沟槽状凸缘522镜像对称，并且第三沟槽状凸缘524与第四沟槽状凸缘526镜像对称。第一沟槽状凸缘520和第二沟槽状凸缘522由内圆周壁512形成，并且第三沟槽状凸缘524和第四沟槽状凸缘526由外圆周壁506形成。例如，内圆周壁512和外圆周壁506可各自由复合材料诸如碳纤维织物形成。至少一个碳纤维织物层可一起形成第一沟槽状凸缘520、第二沟槽状凸缘522和内圆周壁512中的每一者，并且至少一个碳纤维织物层可一起形成第三沟槽状凸缘524、第四沟槽状凸缘526和外圆周壁506中的每一者。另外，至少一个碳纤维织物层可一起形成第一沟槽状凸缘520、第三沟槽状凸缘524和第一侧壁514中的每一者，并且至少一个碳纤维织物层可一起形成第二沟槽状凸缘522、第四沟槽状凸缘526和第二侧壁516中的每一者。示例性碳纤维分层由图8至图9示出并在下文进一步描述。

如上所述，x射线管502可被安置在C形部分500的内部间隙510内。内部间隙510形成在内圆周壁512、外圆周壁506、第一侧壁514和第二侧壁516之间，并且在其中x射线管502安置在内部间隙510内(例如，安置成在内部间隙510内抵靠外周壁506共面接触)的条件期间，x射线管502的至少一部分被布置在第一对沟槽状凸缘和第二对沟槽状凸缘之间。例如，点线508示出了沿从内圆周壁512到外圆周壁506的方向定位在第一对沟槽状凸缘(例如，第一沟槽状凸缘520和第二沟槽状凸缘522)与第二对沟槽状凸缘(例如，第三沟槽状凸缘524和第四沟槽状凸缘526)之间的x射线管502的一部分。另外，x射线管502的至少一部分被示出为定位在第一沟槽状凸缘520和第二沟槽状凸缘522之间。

参见图6，示出了C形部分500的另一视图。图5所示的视图示出了C形部分500的一个端部(例如，类似于上述C形部分105的第二端部152)，而图6所示的视图示出了C形部分500的另一端部(例如，类似于C形部分105的第一端部150)。为了清楚说明，图6所示的视图未示出联接到C形部分500的检测器(例如，上述检测器108)。

沟槽状凸缘(例如，第一沟槽状凸缘520、第二沟槽状凸缘522、第三沟槽状凸缘524和第四沟槽状凸缘526)中的每一者均包括相应的沟槽，该沟槽被构造成与对应的环形杆接合。第一沟槽状凸缘520包括被构造成与第一环形杆600接合的第一沟槽530，第二沟槽状凸缘522包括被构造成与第二环形杆602接合的第二沟槽532，第三沟槽状凸缘524包括成形为与第三环形杆604接合的第三沟槽534，并且第四沟槽状凸缘526包括成形为与第四环形杆606接合的第四沟槽536。在一些示例中，每个沟槽状凸缘和对应的沟槽均可延伸C形部分500的整个长度。第一环形杆600和第二环形杆602可各自具有与第一沟槽状凸缘520、第二沟槽状凸缘522和内圆周壁512相同的曲率半径，并且第三环形杆604和第四环形杆606可各自具有与第三沟槽状凸缘524、第四沟槽状凸缘526和外圆周壁506相同的曲率半径。

如上所述，第一沟槽状凸缘520与第二沟槽状凸缘522镜像对称，并且第三沟槽状凸缘524与第四沟槽状凸缘526镜像对称。例如，第一沟槽状凸缘520(和第一沟槽530)的形状可与第二沟槽状凸缘522(和第二沟槽532)的形状跨轴线700镜像对称(如图7所示)，并且第三沟槽状凸缘524(和第三沟槽534)的形状可与第四沟槽状凸缘526(和沟槽536)的形状跨轴线700镜像对称，其中该轴线沿垂直于内圆周壁512和外圆周壁506的方向延伸。在一些示例中，沟槽状凸缘的沟槽(例如，第一沟槽530、第二沟槽532等)可各自具有均匀的曲率半径(例如，圆形横截面)。在其他示例中，沟槽可以不同的方式成形(例如，具有梯形横截面、矩形横截面、三角形横截面等)。第一对沟槽状凸缘中的每个沟槽状凸缘均可延伸内圆周壁512的整个长度，并且第二对沟槽状凸缘中的每个沟槽状凸缘均可延伸外圆周壁506的整个长度。例如，每个沟槽状凸缘均可沿着C形部分500的外周边从C形部分500的第一端部延伸到第二端部。

共同参见图7至图8，C形部分500被示出为具有与相应的槽形辊接合的环形杆。图7示出了C形部分500的透视图，并且图8示出了图7所示的C形部分500的部分780的剖视图。第一环形杆600和第三环形杆604被示出为分别与第一沟槽530和第三沟槽534接合。第一环形杆600在第一沟槽530和第一轴承组件750(例如，第一槽轧辊)之间形成交界部，并且第三环形杆604在第三沟槽534和第二轴承组件760(例如，第二槽轧辊)之间形成交界部。第一轴承组件750可包括类似于第二轴承组件760的若干部件，并且尽管本文描述了第二轴承组件760，但应当指出的是，类似的构型可应用于第一轴承组件750。

第二轴承组件760包括设置在壳体766内的滚动元件762(例如，球轴承)。每个滚动元件均被安置在壳体766的相应的相对通道764之间，并且通过引导件768保持在通道之间。此外，第二轴承组件760包括外通道770(例如，沟槽)，该外通道被构造成与第三环形杆604共面接触以便与第三环形杆604形成交界部。在该构型中，C形部分的沟槽状凸缘经由环形杆与轴承组件交接，以便将C形臂可旋转地联接到成像系统。

如上所述，C形部分500的沟槽状凸缘中的每个沟槽状凸缘可由复合材料诸如碳纤维(例如，碳纤维织物)形成。作为一个示例，图8示出了形成第一沟槽状凸缘520和第三沟槽状凸缘524的多个碳纤维织物层。该多个层包括第一外部层702，该第一外部层形成成形为与第三环形杆604接合的第三沟槽534的表面、第一侧壁514的一部分和成形为与第一环形杆600接合的第一沟槽530的表面中的每一者。该多个层还包括第二外部层716，该第二外部层与第三沟槽状凸缘524一起形成外周壁506的一部分。在第一外部层702和第二外部层716之间设置有多个中间层，该多个中间层可增加由碳纤维织物形成的部件的强度。在图8所示的示例中，这些中间层包括第一中间层704、第二中间层706、第三中间层708、第四中间层710、第五中间层712和第六中间层714。在其他示例中，可包括不同量的中间层(例如，十个层、二十个层等)。此外，在一些示例中，中间层的厚度和/或布置与图8所示的示例相比可能不同。

在所示的构型中，第一外部层702将第一侧壁514、第一沟槽状凸缘520和第三沟槽状凸缘524形成为一体式连续件，而无需切割或机加工(例如，第一外部层702为一体式连续件，并且一起形成第一侧壁514、第一沟槽状凸缘520和第三沟槽状凸缘524中的每一者，而无需切割或机加工诸如钻孔等)。因此，第一侧壁514、第一沟槽状凸缘520和第三沟槽状凸缘524相对于并非由碳纤维织物形成的沟槽状凸缘和侧壁可具有减小的重量和/或增加的强度。另外，尽管图8示出了第一侧壁514、第一沟槽状凸缘520和第三沟槽状凸缘524，但应当指出的是，第二侧壁516、第二沟槽状凸缘522和第四沟槽状凸缘526可包括碳纤维层的类似构型(例如，其中第二侧壁516、第二槽状凸缘522和第四槽状凸缘526中的每一者均由相应的外部层形成为一体式连续件而无需切割或机加工)。还应当理解，形成第三沟槽状凸缘525的第二外部层可另外形成外周壁506和第四沟槽状凸缘526，并且第一沟槽状凸缘520、内周壁512和第二沟槽状凸缘522可由碳纤维织物的相应外部层类似地形成。

参见图9，示出了C形臂的C形部分的沟槽状凸缘的示例性构造的分解图。在一些示例中，该沟槽状凸缘可为上述沟槽状凸缘中的一个沟槽状凸缘(例如，第三沟槽状凸缘524)，并且C形部分可为上述C形部分中的一个C形部分(例如，C形部分105或C形部分500)。在图9所示的示例中，该示例性构造包括八个碳纤维织物层。然而，在其他示例中，该构造可包括不同数量的层(例如，十五个层、三十个层等)。

图9所示的层中的每个层均可沿着装配轴线800装配，以便形成沟槽状凸缘。该多个层包括第一外部层802和第二外部层804，类似于上述第一外部层702和第二外部层716。该多个层还包括多个中间层806，其中这些中间层包括第一中间层808、第二中间层810、第三中间层812、第四中间层814、第五中间层816和第六中间层818，其可类似于上文参考图8所述的中间层。

第一外部层802形成被构造成与环形杆(诸如上述第三环形杆604)接合的沟槽状凸缘的表面820。第一外部层802和第二外部层804可各自由织造碳纤维织物形成，其中织造碳纤维织物的第一多个碳纤维垂直于织造碳纤维织物的第二多个碳纤维布置。在图9所示的示例中，穿过每个层的实线指示该层的碳纤维的方向。第一外部层802和第二外部层804可各自包括沿第一方向822和第二方向824织造在一起的碳纤维，其中第二方向824垂直于第一方向822，而中间层可包括仅沿第二方向824布置的平行碳纤维。

将沟槽状凸缘构造成包括外部碳纤维层，其中每个层的纤维均沿第一方向822和垂直的第二方向824布置可增加沟槽状凸缘的强度(例如，降低沟槽状凸缘的外部表面(诸如表面820)劣化的可能性)。此外，通过将中间碳纤维层构造成仅包括沿平行于沟槽状凸缘的沟槽的方向的第二方向824(例如，围绕C形部分的周边并且围绕C形部分的旋转轴线，诸如上述旋转轴线164)延伸的碳纤维，可增加沟槽状凸缘的强度。

以这种方式，由碳纤维材料层形成沟槽状凸缘的技术效果是增加沟槽状凸缘的强度并减少成像系统的负载(例如，重量)。x射线源在C形部分内的安置位置可增加C形臂的平衡性，这可降低C形臂发生不期望振动的可能性(例如，在C形部分的等中心旋转期间)。此外，x射线源的安置位置和C形臂的等中心旋转在x射线源和检测器之间提供了增加的空间量，以容纳更大体型的患者并且增加成像系统的易用性(例如，通过提供更大的成像区域)。

图5至图8示出了各种部件的相对定位的示例性构型。至少在一个示例中，如果被示为彼此直接接触或直接耦接，则此类元件可分别被称为直接接触或直接耦接。相似地，至少在一个示例中，彼此邻接或相邻的元件可分别彼此邻接或相邻。例如，设置成彼此共面接触的部件可被称为共面接触。又如，在至少一个示例中，被定位成彼此间隔开并且其间仅具有空间而不具有其他部件的元件可被如此描述引用。又如，被示为位于彼此的上面/下面、位于彼此相对侧、或位于彼此的左侧/右侧之间的元件可相对于彼此被如此描述引用。此外，如图所示，在至少一个示例中，元件的最顶部元件或点可被称为部件的“顶部”，并且元件的最底部元件或点可被称为部件的“底部”。如本文所用，顶部/底部、上部/下部、上面/下面可为相对图的竖直轴而言的，并且可用于描述图中元件相对于彼此的定位。由此，在一个示例中，被示为位于其他元件上面的元件被竖直地定位在其他元件上面。又如，图中所示的元件的形状可被称为具有这些形状(例如，诸如为圆形的、平直的、平面的、弯曲的、圆形的、倒角的、成角度的等等)。此外，在至少一个示例中，被示为彼此相交的元件可被称为相交元件或彼此相交。另外，在一个示例中，被示为位于另一个元件内或被示为位于另一个元件外的元件可被如此描述引用。

如本文所用，除非另外指明，否则术语“大约”被理解为意指该范围的±5％。

在一个实施方案中，一种成像系统包括：C形臂，该C形臂包括形成第一对沟槽状凸缘的内圆周壁和形成第二对沟槽状凸缘的外圆周壁，其中第一对沟槽状凸缘和第二对沟槽状凸缘中的每一者均包含复合材料。在该成像系统的第一示例中，该成像系统还包括形成在内圆周壁和外圆周壁之间的内部间隙，该内部间隙成形为在第一对沟槽状凸缘和第二对沟槽状凸缘之间容纳x射线源。该成像系统的第二示例任选地包括第一示例，并且还包括其中复合材料包括碳纤维。该成像系统的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一者或两者，并且还包括其中该碳纤维包括第一外部层、第二外部层和一个或多个中间层，其中第一外部层和第二外部层中的每一者均包括彼此垂直织造的碳纤维，并且其中一个或多个中间层包括仅彼此平行布置的碳纤维。该成像系统的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一者或多者或每一者，并且还包括其中复合材料包括第一层，该第一层形成第一对沟槽状凸缘中的每个沟槽状凸缘。该成像系统的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一者或多者或每一者，并且还包括其中复合材料包括第一层，该第一层形成第一对沟槽状凸缘中的第一沟槽状凸缘和第二对沟槽状凸缘中的第二沟槽状凸缘两者。该成像系统的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的一者或多者或每一者，并且还包括第一侧壁和相对的第二侧壁，这些侧壁将内圆周壁接合到外圆周壁。该成像系统的第七示例任选地包括第一示例至第六示例中的一者或多者或每一者，并且还包括其中第一对沟槽状凸缘包括布置在第一侧壁处的第一沟槽状凸缘和布置在第二侧壁处的第二沟槽状凸缘，并且第二对沟槽状凸缘包括与第一沟槽状凸缘相对地布置在第一侧壁处的第三沟槽状凸缘和与第二沟槽状凸缘相对地布置在第二侧壁处的第四沟槽状凸缘。该成像系统的第八示例任选地包括第一示例至第七示例中的一者或多者或每一者，并且还包括其中第一侧壁、第二侧壁、内圆周壁和外圆周壁由复合材料形成。该成像系统的第九示例任选地包括第一示例至第八示例中的一者或多者或每一者，并且还包括其中复合材料包括多个碳纤维层，并且其中该多个层中的第一层形成第一侧壁、第一沟槽状凸缘和第三沟槽状凸缘，并且其中该多个层中的第二层形成第二侧壁、第二沟槽状凸缘和第四沟槽状凸缘。该成像系统的第十示例任选地包括第一示例至第九示例中的一者或多者或每一者，并且还包括其中第一层为形成第一侧壁、第一沟槽状凸缘和第三沟槽状凸缘而无需切割或机加工的一体式连续件，并且其中第二层为形成第二侧壁、第二沟槽状凸缘和第四沟槽状凸缘而无需切割或机加工的一体式连续件。

在另一个实施方案中，一种成像系统包括：基座单元；C形臂，该C形臂联接到基座单元并且包括定位在C形臂的C形部分的相对端部上的x射线源和检测器，其中该C形部分包括由内部间隙隔开的内圆周壁和外圆周壁，该内圆周壁形成第一对沟槽状凸缘并且该外圆周壁形成第二对沟槽状凸缘；以及开口，该开口形成在内圆周壁中，该开口成形为在第一对沟槽状凸缘的相对沟槽状凸缘之间接纳x射线源的外壳，其中x射线源安置在内部间隙内。在该成像系统的第一示例中，第一对沟槽状凸缘中的每个沟槽状凸缘和第二对沟槽状凸缘中的每个沟槽状凸缘均由多个碳纤维层形成，其中该第一对沟槽状凸缘和该第二对沟槽状凸缘将C形臂联接到基座单元。该成像系统的第二示例任选地包括第一示例，并且还包括接合内圆周壁和外圆周壁的第一侧壁和第二侧壁，其中内部间隙形成在第一侧壁、第二侧壁、内圆周壁和外圆周壁之间。该成像系统的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一者或两者，并且还包括其中x射线源包括抵靠外周壁安置的x射线管。该成像系统的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一者或多者或每一者，并且还包括其中第一对沟槽状凸缘包括第一沟槽状凸缘和第二沟槽状凸缘，第二对沟槽状凸缘包括第三沟槽状凸缘和第四沟槽状凸缘，第一沟槽状凸缘与第二沟槽状凸缘镜像对称，第三沟槽状凸缘与第四沟槽状凸缘镜像对称，并且其中每个沟槽状凸缘均包括具有圆形、梯形、矩形或三角形形状的相应沟槽。该成像系统的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一者或多者或每一者，并且还包括其中第一对沟槽状凸缘中的每个沟槽状凸缘延伸内圆周壁的整个长度，并且第二对沟槽状凸缘中的每个沟槽状凸缘延伸外圆周壁的整个长度。

在一个实施方案中，一种用于医疗成像系统的C形臂包括：C形部分，该C形部分适于围绕在C形部分的第一端部和相对的第二端部之间居中的旋转轴线等中心地旋转，其中旋转轴线比安置在第二端部内的x射线源更靠近第一端部处的检测器表面；以及沟槽状凸缘，该沟槽状凸缘沿着C形部分的外周边从第一端部延伸到第二端部并且成形为与环形杆接合，其中沟槽状凸缘由复合材料形成。在C形臂的第一示例中，该复合材料包括碳纤维，并且环形杆形成沟槽状凸缘与医疗成像系统的轴承组件之间的交界部。该C形臂的第二示例任选地包括第一示例，并且还包括其中被构造成与环形杆接合的沟槽状凸缘的表面由织造碳纤维形成，其中织造碳纤维的第一多个碳纤维垂直于织造碳纤维的第二多个碳纤维布置。

如本文所用，以单数形式列举并且以单词“一个”或“一种”开头的元件或步骤应当被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确说明此类排除。此外，对本发明的“一个实施方案”的引用不旨在被解释为排除也包含所引用特征的附加实施方案的存在。此外，除非明确地相反说明，否则“包含”、“包括”或“具有”具有特定特性的元件或多个元件的实施方案可包括不具有该特性的附加此类元件。术语“包括”和“在…中”用作相应的术语“包含”和“其中”的简明语言等同形式。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，而不旨在对其对象施加数字要求或特定位置次序。

该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使相关领域中的普通技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何包含的方法。本发明可取得专利权的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例具有与权利要求书的字面语言没有区别的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言具有微小差别的等效结构元件，则此类其他示例旨在落入权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种成像系统，包括：

C形臂，所述C形臂包括形成第一对沟槽状凸缘的内圆周壁和形成第二对沟槽状凸缘的外圆周壁，其中所述第一对沟槽状凸缘和所述第二对沟槽状凸缘中的每一者均包含复合材料。

2.根据权利要求1所述的成像系统，还包括形成在所述内圆周壁和所述外圆周壁之间的内部间隙，所述内部间隙成形为在所述第一对沟槽状凸缘和所述第二对沟槽状凸缘之间容纳x射线源。

3.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述复合材料包括碳纤维。

4.根据权利要求3所述的成像系统，其中所述碳纤维包括第一外部层、第二外部层和一个或多个中间层，其中所述第一外部层和所述第二外部层中的每一者均包括彼此垂直织造的碳纤维，并且其中所述一个或多个中间层包括仅彼此平行布置的碳纤维。

5.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述复合材料包括第一层，所述第一层形成所述第一对沟槽状凸缘中的每个沟槽状凸缘。

6.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述复合材料包括第一层，所述第一层形成所述第一对沟槽状凸缘中的第一沟槽状凸缘和所述第二对沟槽状凸缘中的第二沟槽状凸缘两者。

7.根据权利要求1所述的成像系统，还包括第一侧壁和相对的第二侧壁，所述侧壁将所述内圆周壁接合到所述外圆周壁。

8.根据权利要求7所述的成像系统，其中所述第一对沟槽状凸缘包括布置在所述第一侧壁处的第一沟槽状凸缘和布置在所述第二侧壁处的第二沟槽状凸缘，并且所述第二对沟槽状凸缘包括与所述第一沟槽状凸缘相对地布置在所述第一侧壁处的第三沟槽状凸缘和与所述第二沟槽状凸缘相对地布置在所述第二侧壁处的第四沟槽状凸缘。

9.根据权利要求8所述的成像系统，其中所述第一侧壁、所述第二侧壁、所述内圆周壁和所述外圆周壁由所述复合材料形成。

10.根据权利要求9所述的成像系统，其中所述复合材料包括多个碳纤维层，并且其中所述多个层中的第一层形成所述第一侧壁、所述第一沟槽状凸缘和所述第三沟槽状凸缘，并且其中所述多个层中的第二层形成所述第二侧壁、所述第二沟槽状凸缘和所述第四沟槽状凸缘。

11.根据权利要求10所述的成像系统，其中所述第一层为形成所述第一侧壁、所述第一沟槽状凸缘和所述第三沟槽状凸缘而无需切割或机加工的一体式连续件，并且其中所述第二层为形成所述第二侧壁、所述第二沟槽状凸缘和所述第四沟槽状凸缘而无需切割或机加工的一体式连续件。

12.一种成像系统，包括：

基座单元；

C形臂，所述C形臂联接到所述基座单元并且包括定位在所述C形臂的C形部分的相对端部上的x射线源和检测器，其中所述C形部分包括由内部间隙隔开的内圆周壁和外圆周壁，所述内圆周壁形成第一对沟槽状凸缘并且所述外圆周壁形成第二对沟槽状凸缘；以及

开口，所述开口形成在所述内圆周壁中，所述开口成形为在所述第一对沟槽状凸缘的相对沟槽状凸缘之间接纳所述x射线源的外壳，其中所述x射线源安置在所述内部间隙内。

13.根据权利要求12所述的成像系统，其中所述第一对沟槽状凸缘中的每个沟槽状凸缘和所述第二对沟槽状凸缘中的每个沟槽状凸缘均由多个碳纤维层形成，其中所述第一对沟槽状凸缘和所述第二对沟槽状凸缘将所述C形臂联接到所述基座单元。

14.根据权利要求12所述的成像系统，还包括接合所述内圆周壁和所述外圆周壁的第一侧壁和第二侧壁，其中所述内部间隙形成在所述第一侧壁、所述第二侧壁、所述内圆周壁和所述外圆周壁之间。

15.根据权利要求12所述的成像系统，其中所述x射线源包括抵靠所述外周壁安置的x射线管。

16.根据权利要求12所述的成像系统，其中所述第一对沟槽状凸缘包括第一沟槽状凸缘和第二沟槽状凸缘，所述第二对沟槽状凸缘包括第三沟槽状凸缘和第四沟槽状凸缘，所述第一沟槽状凸缘与所述第二沟槽状凸缘镜像对称，所述第三沟槽状凸缘与所述第四沟槽状凸缘镜像对称，并且其中每个沟槽状凸缘均包括具有圆形、梯形、矩形或三角形形状的相应沟槽。

17.根据权利要求12所述的成像系统，其中所述第一对沟槽状凸缘中的每个沟槽状凸缘延伸所述内圆周壁的整个长度，并且所述第二对沟槽状凸缘中的每个沟槽状凸缘延伸所述外圆周壁的整个长度。

18.一种用于医疗成像系统的C形臂，所述C形臂包括：

C形部分，所述C形部分适于围绕在所述C形部分的第一端部和相对第二端部之间居中的旋转轴线等中心地旋转，其中所述旋转轴线比安置在所述第二端部内的x射线源更靠近所述第一端部处的检测器表面；以及

沟槽状凸缘，所述沟槽状凸缘沿着所述C形部分的外周边从所述第一端部延伸到所述第二端部并且成形为与环形杆接合，其中所述沟槽状凸缘由复合材料形成。

19.根据权利要求18所述的C形臂，其中所述复合材料包括碳纤维，并且所述环形杆形成所述沟槽状凸缘与所述医疗成像系统的轴承组件之间的交界部。

20.根据权利要求18所述的C形臂，其中被构造成与所述环形杆接合的所述沟槽状凸缘的表面由织造碳纤维形成，其中所述织造碳纤维的第一多个碳纤维垂直于所述织造碳纤维的第二多个碳纤维布置。

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