CN1153548C - 用于医疗诊断装置的具有检测电极的电磁目标检测器 - Google Patents

Abstract

一种用于医疗诊断和/或治疗的装置，包括一个电磁障碍物传感器，用以防止与，例如，一个待检查的患者的碰撞。传感器的构造应包括一个射线发射器和一个射线接收器，该发射器和接收器各自取为电容性电极(16和18)的形式，并与用于信号处理的电子线路(26和28)相连。为了能对电极(16和18)与电子线路(26和28)是否运行正常进行检测，将一个测试电极(14)连接在发射电极(16)和检测电极(18)之间，如果需要，该测试电极可经一个可控制开关(34)连接到一个具有固定电压的点(32)上。于是就模拟出一个障碍物的存在。可以检查电子线路(26和28)的输出信号，以确定该输出信号是否与存在障碍物的情况相符。

Description

用于医疗诊断装置的具有检测电极的电磁目标检测器

技术领域

本发明涉及一种用于医疗诊断和/或治疗的装置，包括一个用于对位于装置的移动部分附近的目标进行电磁检测的检测装置，该检测装置包括：

一个连接到移动部分的发射电极，用以在发射电极附近产生一个电磁场，

一个连接到移动部分并配置在发射电极附近的检测电极，用以检测检测电极附近的电磁场，

一个用以在输入端接收相应于检测电极附近电磁场的输入信号的接收器，并产生一个与输入信号相应的输出信号。

背景技术

从德国公开的专利申请DE 4126168中已知一个此种类型的装置。

一个用于医疗诊断和/或治疗的装置可包括一个射线发射器和一个射线接收器。在这方面的一个例子就是一个医用X-射线装置，它包括一个X-射线源和一个通常被视为图象增强器的X-射线检测器。将该二元件配置成彼此有一定的距离，需进行检查或治疗的病人被安置在X-射线源和图象增强器之间。X-射线源和图象增强器相对于患者身体的配置应使能对患者身体的需要检查部分(即″目标″)成象。这种装置的方向和位置通常可由一个马达驱动装置进行调整。  一般来讲，在本发明的范围内，一个目标被认为指的是待检查病人的身体，或者另外的待检查目标，装置维护人员的身体或身体的一部分，装置本身(例如，患者使用的平台)或相邻装置的一部分，或其他可能侵入装置部件移动路径的障碍物。

许多这类装置带有一个所谓的C型臂，即一个环形支架，该支架可通过导轨(轨道)在其自身的平面内转动(即绕沿着垂直于C型臂所在平面延伸的一个轴转动)，同时其自身的平面可绕位于该平面内的一个轴转动。此外，通常还会提供一些其它移动度的可能性。

在使用装置时，很重要的一点是，为了获得图象所需的清晰度，可移动部分，例如图象增强器，应很紧密地靠近待检查的目标。图象增强器具有一个相对较大的用于接收X-射线的前表面，并且该前表面上或其四周边缘上的每一点都可能与待检查的目标相接触。这种碰撞在图象增强器的任何移动方向都可能发生。这是所不希望的，因此这类装置都带有一个用以检测出现在装置可移动部分附近的目标的检测设备。在采用马达驱动装置的情况下，配置这样的检测设备更为重要。当在距离装置可移动部分的一个给定的微小距离内检测出一个目标时，应停止装置的(该部分的)移动以避免碰撞。

所援引的专利申请DE 4126168公开了一种医用X-射线装置，该装置包括一个电磁碰撞传感器能检测出现在距离可移动部分的一个给定的微小距离内的目标。该装置包括一个信号源用以产生一个固定电压形式的电信号。将该电压提供给一个金属箔形式的发射电极上。在此金属箔附近配置一个与其电绝缘的作为检测电极的另一金属箔。在这两个金属箔之间可以检测到一个相应于碰撞传感器附近电磁场强度的信号。通过一个由许多放大器构成的接收器对该信号作进一步处理并产生一个相应于电磁场强度的输出信号。

在使用这样一个装置时，希望能够检查出用于信号处理的电极和电子线路运行是否正常。因此，在已知的碰撞传感器中，将每个电极的电压送至一个与相关的电压相联系的比较设备中，在该设备中将此电压与一个略小些的参考电压比较。如果由相应的电极传来的电压为零，比较设备输出一个信号，其逻辑值与有电压传出情况下的相应电极的输出信号的值相反。将比较器的输出电压送至一个逻辑电路以证实故障的存在。这种用于检测电极和电子线路运行是否正常的方法的缺点是它需要附加的电子线路，而附加线路本身也可能产生故障。于是，一方面电极的失效仍未被查出，而另一方面甚至在电极正常运行的情况下也可能发出一个表示失效的信号。医用诊断和/或治疗装置的检测设备的可靠性因而受到不利的影响。

发明内容

本发明的一个目的是要提供这样一种装置，其中可以更为可靠地检测到电极和/或与其相连的电子线路的不正常运行。

为此，根据本发明的装置其特征在于，检测设备包括一个连接在可移动部分上。并配置在发射电极和检测电极附近的测试电极，一个连接在测试电极和一个带有固定电压的点之间的可控制开关，和一个控制开关的导电状态的控制单元。

在正常运行的情况下，可控制开关处于不导电状态。当需要关于电极和相连的电子线路的运行信息时，通过用于控制开关导电状态的控制单元将开关设置在导电状态。于是测试电极就被连接到有固定电压的点上，以使得电极附近的电磁场呈现出如同在装置的可移动部分附近有出现一个障碍物似的变化。于是通过将开关置于导电状态就模拟出了一个障碍物的存在。通过观察由用于接收相应于检测电极附近电磁场的信号的接收器所发出的输出信号，可以核查该输出信号是否与有障碍物存在的情况相符。如果情况不是这样，实际上即可排除原因不在电极和电子线路上的情况。

附图说明

参照如下所述的实施例，将可清楚阐述本发明的这些以及其它方面。

在附图中：

图1为一个医用X-射线装置的全视图，其中可以对障碍物的存在进行电磁检测；

图2是一个根据本发明的检测设备的示意图。

具体实施方式

图1为一个X-射线装置形式的医用诊断和/或治疗装置的全视图。X-射线装置的构成应包括一个支架2，其上装有一个X-射线源4和一个X-射线图象增强器6。支架呈圆弧形，从而可以通过一个导轨(轨道)8绕沿着垂直于圆弧平面延伸的一个轴旋转。这种形式的支架通称为C型臂；一般来说C型臂也可绕在圆弧平面内延伸的一个轴旋转。图中并未示出后一运动的旋转机构。由支架2和导轨8构成的组合件还可绕一个轴10旋转。该轴被连接在一个台架12上，如果需要，台架可以做成可移动的形式。X-射线源4和X-射线检测器6最好也可相对于支架2移动。为了便于这些部件的移动，它们可以这样构造以包括一个马达驱动器，驱动器在图中未被示出。待检测的目标，这时为待检查或治疗的患者的身体，被安置在一张台子(未示出)上，台子位于图象增强器6和X-射线源4之间。由于所述的C型臂2的各种运动的可能性，图象增强器6和X-射线源4，这些部件可以定位在相对于患者的所有需要的方向上，并可对所有需要的部位成象。

由于诸如图象增强器6和X-射线源4等可移动部件的可移动性，它们可以很容易地和待检查患者的身体或其他障碍物相触。这是所不希望的，因此，本实施例的图象增强器带有一个检测设备，用于检测在装置的可移动部分附近存在的目标。检测设备包括一个发射电极16和一个检测电极18。发射电极16的形状为一个环形电极，它环绕图象增强器6的端部进行安置以便在该电极附近产生一个电磁场。检测电极18的形状为一个环形电极，环绕图象增强器6的端部进行安置，并位于发射电极16附近，以便检测由发射电极16产生并被待检测目标扭曲的电磁场。环形电极16和18可细分为一些环形区段以便获得定向灵敏度，由发射电极的每个环形区段所产生的信号分别被检测电极的相应区段所检测。在发射电极16和检测电极18之间配置了一个测试电极14，下面将参照图2对其运作进行详细描述。发射电极16，测试电极14和检测电极18在本实施例中被做成带状，并环绕圆柱形的图象增强器的外表面进行配置。这些带状电极环绕该圆柱型外表面相互平行地配置在同一个柱面内。

图2为根据本发明的检测设备的示意图。一个信号源22生成一个正弦电信号，其波幅大小约为5V而频率大小约为100kHz。信号源22通过一个缓冲放大器24与发射电极16相连，它生成一个与发射电极16附近的电信号相应的电磁场。电极16位于图象增强器6的外壳20的外面。外壳20连接在一个带有固定电压的点24上，该点被称为系统的接地。

由发射电极16产生的电磁场在检测电极18中生成一个电信号，将该电信号送至一个放大器26的输入端。电极18也位于图象增强器6的外壳20的外面。放大器26的输出信号经信号处理装置被送至一个信号处理单元28，该信号处理装置与本发明无关，因而未在图中示出(例如，一个带通滤波器和一个同步检测器)。所说的信号处理装置可以构成单元28的一部分。放大器26与信号处理单元28一起组成一个接收器用以接收相应于检测电极18附近电磁场的输出信号。

信号源22产生的信号通过缓冲放大器24送至电极16。假定开始时，在该电极附近没有目标存在。在电极16和18之间存在电容性耦合，因此电极16产生的电场在电极18中感应一个电信号。该信号被放大器26放大从而形成一个信号，其值是输入信号幅度的度量。信号源22的输出信号也送至信号处理单元28，其中，例如利用一个同步检测器产生一个DC信号。当一个接地目标(例如，一个需要用X-射线装置进行检查的患者)趋近电极16和18时，由于电极之间的电容耦合使输入的电压增大，因而所说的DC信号也增大。该DC信号指出障碍物是否位于非常靠近图象增强器的地方以至于需要采取控制操作，于是将该信号用于控制此装置可移动部分的移动。然而，这一控制方法并不构成本发明的一部分，因而在下面不作详细地描述。

在使用X-射线装置时，希望对用于信号接收和处理的信号源22，电极16和18以及电子线路26和28的正常运行进行核查。为此，配置了一个连接在信号处理单元28上的控制单元30，和一个连接在测试电极14与带有固定电压的点32之间的可控制开关34，控制单元30被安排对开关34的导电状态进行控制。在X-射线装置运行前或运行中开关34可按操作人员的需要或在控制单元30的控制下自动地置于导电状态。而后测试电极14连接到带有固定电压的点32上，因而电极16和18附近的电磁场以如同在X-射线装置可移动部分6附近存在一个障碍物似的方式变化。因此，通过调控开关34到导电状态就可模拟了一个障碍物的存在。通过观察信号处理单元28中的上述DC信号，就可以检测出该输出信号是否与存在一个障碍物的情况相符。如果不是这种情况，可以断定存在一个故障，其原因实际上肯定在于信号源22，用于信号处理和接收的电极16和18或电子线路26和28。

Claims (3)

1.一个用于医疗诊断和/或治疗的装置，包括一个检测设备，用于对在装置的一个可移动部分(6)附近存在的一个障碍物进行电磁检测，该检测设备包括：

一个发射电极(16)，该电极连接到上述可移动部分，用以在发射电极附近产生一个电磁场，

一个检测电极(18)，该电极连接到上述可移动部分，并被配置在发射电极附近，用以检测检测电极附近的一个电磁场，

一个接收器(26，28)，该接收器被安排用于在一个输入端上接收一个与检测电极(18)附近电磁场相对应的输入信号，同时生成一个与输入信号相应的输出信号，

其特征在于：检测设备包括一个连接到可移动部分，并被配置在发射电极(16)和检测电极(18)附近的测试电极(14)，一个连接在测试电极(14)和一个带有固定电压的点(32)之间的可控制开关(34)，和一个用于控制开关(34)导电状态的控制单元(30)。

2.根据权利要求1的一个装置，其特征在于：发射电极(16)，测试电极(14)和检测电极(18)被制成带状，并被配置成在同一平面内彼此平行地延伸。

3.根据权利要求1或2的一个装置，其特征在于：测试电极(14)被安置在发射电极(16)和检测电极(18)之间。

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