DE202015008455U1 - Hybrid C-arm for a medical imaging device and medical X-ray imaging device with a hybrid C-arm - Google Patents

Hybrid C-arm for a medical imaging device and medical X-ray imaging device with a hybrid C-arm Download PDF

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Abstract

C-Bogen (1) für eine medizinische Bildgebungsvorrichtung, gekennzeichnet durch: – mindestens ein carbonfaserverstärktes Kunststoffteil (5), das in oder auf der Wandung (3, 4) des C-Bogens (1) fest angeordnet ist.C-arm (1) for a medical imaging device, characterized by: - at least one carbon fiber-reinforced plastic part (5), which is fixedly arranged in or on the wall (3, 4) of the C-arm (1).

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen C-Bogen für eine medizinische Bildgebungsvorrichtung, zum Beispiel für ein Röntgengerät, und eine medizinische Bildgebungsvorrichtung mit einem C-Bogen.The invention relates to a C-arm for a medical imaging device, for example for an X-ray machine, and a medical imaging device with a C-arm.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

C-Bogen-Geräte finden in der Medizintechnik eine breite Anwendung. Bei derartigen Geräten ist an einem C-förmigen Grundkörper eine Diagnose- oder Behandlungseinrichtung befestigt. Aufgrund seiner Form lässt sich der C-Bogen und mit ihm die Diagnose- bzw. Behandlungseinrichtung orbital um einen zu untersuchenden beziehungsweise zu behandelnden Punkt eines Patienten verfahren. So können verschiedene Winkelstellungen zwischen Patient und Diagnose- bzw. Behandlungseinrichtung erzielt werden, ohne den Patienten umlagern zu müssen.C-arm devices are widely used in medical technology. In such devices, a diagnostic or treatment device is attached to a C-shaped body. Due to its shape, the C-arm and, with it, the diagnostic or treatment device can be orbitally moved around a point of a patient to be examined or treated. Thus, various angular positions between the patient and the diagnosis or treatment device can be achieved without having to relocate the patient.

Als Diagnoseeinrichtungen sind vor allem Röntgenbildgebungsvorrichtungen verbreitet, bei denen an einem Ende des C-Bogens eine Röntgenquelle und am gegenüberliegenden Ende ein Röntgendetektor bzw. Bildverstärker angebracht sind. Der C-Bogen ist auf Rollen gelagert und kann auf diesen um eine Orbitalachse geschwenkt werden. Ein derartiges C-Bogen-Röntgengerät ist beispielhaft in der DE 10 2004 011 460 A1 beschrieben.X-ray imaging devices, in which an X-ray source is mounted at one end of the C-arm and an X-ray detector or image intensifier at the opposite end, are used as diagnostic devices. The C-arm is mounted on rollers and can be pivoted on this orbital axis. Such a C-arm X-ray machine is exemplary in the DE 10 2004 011 460 A1 described.

1 zeigt einen Teil eines C-Bogens 1 einer Röntgenbildgebungsvorrichtung gemäß Stand der Technik. Der C-Bogen 1 besteht aus stranggepresstem Aluminium. Wie aus der Zeichnung erkennbar, ist der Grundkörper des C-Bogens 1 einstückig ausgebildet. Ebenfalls zu erkennen sind die Laufrollen 7, die auf Laufdrähten 8 aus Stahl, die in Nuten des C-Bogens 1 angeordnet sind, gelagert sind und auf denen der C-Bogen 1 eine Orbitalbewegung um ein Isozentrum ausführen kann. 1 shows a part of a C-arm 1 an X-ray imaging device according to the prior art. The C-arm 1 consists of extruded aluminum. As can be seen from the drawing, the main body of the C-arm 1 integrally formed. Also visible are the rollers 7 running on running wires 8th made of steel, which is in grooves of the C-arm 1 are arranged, stored and on which the C-arm 1 can perform an orbital motion around an isocenter.

Durch die Befestigung eines Röntgendetektors und eines Röntgenstrahlers an den Enden des C-Bogens ist dieser einer starken mechanischen Belastung ausgesetzt. Die maximale Höhe des Querschnittprofiles des C-Bogens ist unter anderem durch die Isozentrumshöhe und den Mindesteinschubradius festgelegt. Die maximale Breite des Querschnittprofils ist durch erforderliche Bewegungswinkel festgelegt.By attaching an X-ray detector and an X-ray source at the ends of the C-arm this is exposed to a strong mechanical stress. The maximum height of the cross-section profile of the C-arm is determined inter alia by the Isozentrumshöhe and the Mindesteinschubradius. The maximum width of the cross-sectional profile is determined by the required travel angle.

Eine Vergrößerung der Steifigkeit und eine Erhöhung der Eigenfrequenz des C-Bogens 1 sind für 3D-Bildaufnahmen erforderlich, um eine notwendige Bildqualität zu erzielen. Damit die Steifigkeit des C-Bogens vergrößert werden kann, bleibt lediglich die Möglichkeit, die Wandstärken des C-Bogens zu erhöhen, was aber eine Fertigung des C-Bogens 1 erschweren, eine erhebliche Gewichtszunahme bewirken und die Eigenfrequenz verringern würde.An increase in stiffness and an increase in the natural frequency of the C-arm 1 are required for 3D imaging to achieve the necessary image quality. So that the rigidity of the C-arm can be increased, the only option is to increase the wall thickness of the C-arm, but this is a production of the C-arm 1 aggravate, cause a significant increase in weight and reduce the natural frequency.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen C-Bogen mit einer erhöhten Steifigkeit für eine medizinische Bildgebungsvorrichtung und eine Röntgenbildgebungsvorrichtung mit einem derartigen C-Bogen anzugeben.It is an object of the invention to provide a C-arm with increased rigidity for a medical imaging device and an X-ray imaging device with such a C-arm.

Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe mit dem C-Bogen und der Röntgenbildgebungsvorrichtung der unabhängigen Schutzansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.According to the invention, the stated object is achieved with the C-arm and the X-ray imaging apparatus of the independent claims. Advantageous developments are specified in the dependent claims.

Erfindungsgemäß werden auf den Außenseiten des C-Bogens Platten aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) als Deckschichten aufgeklebt, wodurch sich das Gewicht des C-Bogens reduziert und die Steifigkeit des C-Bogens erhöht. Der Elastizitätsmodul von Aluminium beträgt 70000 N/mm2, wohingegen der von carbonfaserverstärktem Kunststoff 180000 bis 300000 N/mm2 ist. Die Dichte von carbonfaserverstärktem Kunststoff beträgt lediglich 1,9 g/cm3, wohingegen die von Aluminium 2,7 g/cm3 ist.According to the invention, sheets of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) are glued as cover layers on the outer sides of the C-arm, which reduces the weight of the C-arm and increases the rigidity of the C-arm. The modulus of elasticity of aluminum is 70,000 N / mm 2 , whereas that of carbon fiber reinforced plastic is 180,000 to 300,000 N / mm 2 . The density of carbon fiber reinforced plastic is only 1.9 g / cm 3 , whereas that of aluminum is 2.7 g / cm 3 .

Die Erfindung beansprucht einen C-Bogen für eine medizinische Bildgebungsvorrichtung, beispielweise für ein Röntgengerät, wobei mindestens ein carbonfaserverstärktes Kunststoffteil in oder auf der Wandung des C-Bogens fest angeordnet ist.The invention claims a C-arm for a medical imaging device, for example for an X-ray machine, wherein at least one carbon fiber reinforced plastic part in or on the wall of the C-arm is fixed.

Die Erfindung bietet den Vorteil, dass die Steifigkeit und die Eigenfrequenz des C-Bogens erhöht werden. Außerdem wird das Gewicht des C-Bogens reduziert, wodurch die motorischen Antriebe verkleinert werden können.The invention offers the advantage that the rigidity and the natural frequency of the C-arm are increased. In addition, the weight of the C-arm is reduced, whereby the motor drives can be reduced.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann das carbonfaserverstärkte Kunststoffteil als Platte ausgebildet sein.In one embodiment of the invention, the carbon fiber reinforced plastic part may be formed as a plate.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der C-Bogen einen metallener Hohlkörper als Grundkörper auf.In a preferred embodiment, the C-arm on a metal hollow body as the base body.

In einer weiteren Ausführungsform kann in einer Ausnehmung der Innenwand und/oder in einer Ausnehmung der Außenwand des Grundkörpers das carbonfaserverstärkte Kunststoffteil angeordnet sein.In a further embodiment, the carbon fiber reinforced plastic part may be arranged in a recess of the inner wall and / or in a recess of the outer wall of the base body.

In einer Weiterbildung kann das carbonfaserverstärkte Kunststoffteil in oder auf der Wandung des C-Bogens geklebt sein.In a further development, the carbon fiber reinforced plastic part may be glued in or on the wall of the C-arm.

In einer weiteren Ausbildung kann der Grundkörper aus stranggepresstem Aluminium gebildet sein. In a further embodiment, the base body may be formed from extruded aluminum.

Die Erfindung beansprucht auch eine Röntgenbildgebungsvorrichtung mit einem Röntgenbilddetektor und einem Röntgenstrahler sowie mit einem erfindungsgemäßen C-Bogen, an dem der Röntgendetektor und der Röntgenstrahler angeordnet sind.The invention also claims an X-ray imaging apparatus comprising an X-ray image detector and an X-ray source as well as a C-arm according to the invention, on which the X-ray detector and the X-ray source are arranged.

Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden Erläuterungen eines Ausführungsbeispiels anhand von schematischen Zeichnungen ersichtlich.Other features and advantages of the invention will become apparent from the following explanations of an embodiment with reference to schematic drawings.

Es zeigen:Show it:

1: einen Teil eines C-Bogens gemäß Stand der Technik, 1 a part of a C-arm according to the prior art,

2: einen Querschnitt eines C-Bogens mit Platten aus carbonfaserverstärktem Kunststoff und 2 a cross-section of a C-arm with plates made of carbon fiber reinforced plastic and

3: einen Teil eines C-Bogens mit Platten aus carbonfaserverstärktem Kunststoff. 3 : a part of a C-arm with carbon fiber reinforced plastic panels.

Detaillierte Beschreibung eines AusführungsbeispielsDetailed description of an embodiment

2 zeigt einen Querschnitt eines C-Bogens 1. Der C-Bogen 1 ist aus einem hohlen Grundkörper 2 gebildet, der ein H-förmiges Profil aufweist. An den Außenrändern sind in den Grundkörper 9 Laudrähte 8 aus Stahl eingepasst, auf denen nicht dargestellte Laufrollen abrollen können. Zur Versteifung des Grundkörpers 2 sind in einer Ausnehmung der Innenwand 3 und der Außenwand 4 Platten 5 aus carbonfaserverstärktem Kunststoff mittels einer Klebeschicht 6 eingeklebt. Der Grundkörper 2 ist aus stranggepresstem Aluminium hergestellt. 2 shows a cross section of a C-arm 1 , The C-arm 1 is from a hollow body 2 formed, which has an H-shaped profile. At the outer edges are in the main body 9 Laudrähte 8th made of steel, on which unillustrated rollers can roll off. For stiffening the body 2 are in a recess of the inner wall 3 and the outer wall 4 plates 5 made of carbon fiber reinforced plastic by means of an adhesive layer 6 glued. The main body 2 is made of extruded aluminum.

3 zeigt eine räumliche Ansicht eines Teils eines C-Bogens 1. Der C-Bogen 1 ist aus einem hohlen Grundkörper 2 gebildet, der ein H-förmiges Profil aufweist. An den Außenrändern sind in den Grundkörper 2 Laudrähte 8 aus Stahl eingepasst, auf denen Laufrollen 7 abrollen können. Zur Versteifung des Grundkörpers 2 sind in der Innenwand 3 und in der Außenwand 4 Platten 5 aus carbonfaserverstärktem Kunststoff eingeklebt. 3 shows a spatial view of part of a C-arm 1 , The C-arm 1 is from a hollow body 2 formed, which has an H-shaped profile. At the outer edges are in the main body 2 Laudrähte 8th Made of steel, on which castors 7 can roll off. For stiffening the body 2 are in the inner wall 3 and in the outer wall 4 plates 5 glued in carbon fiber reinforced plastic.

Die Platte 5 ist bevorzugt über die gesamte Länge des Grundkörpers 2 ausgedehnt.The plate 5 is preferred over the entire length of the body 2 extended.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung durch die offenbarten Beispiele nicht eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann daraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
C-BogenC-arm
22
Grundkörper des C-Bogens 1 Basic body of the C-arm 1
33
Innenwand des C-Bogens 1 Inner wall of the C-arm 1
44
Außenwand des C-Bogens 1 Outside wall of the C-arm 1
55
CFK-PlatteCFRP plate
66
Klebeschichtadhesive layer
77
Laufrollecaster
88th
Laufdrahtrunning wire

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (7)

C-Bogen (1) für eine medizinische Bildgebungsvorrichtung, gekennzeichnet durch: – mindestens ein carbonfaserverstärktes Kunststoffteil (5), das in oder auf der Wandung (3, 4) des C-Bogens (1) fest angeordnet ist.C-arm ( 1 ) for a medical imaging device, characterized by: - at least one carbon fiber reinforced plastic part ( 5 ), in or on the wall ( 3 . 4 ) of the C-arm ( 1 ) is fixed. C-Bogen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das carbonfaserverstärkte Kunststoffteil als Platte (5) ausgebildet ist.C-arm ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the carbon fiber reinforced plastic part as a plate ( 5 ) is trained. C-Bogen (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der C-Bogen (1) einen metallener Hohlkörper als Grundkörper (2) aufweist.C-arm ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the C-arm ( 1 ) a metallic hollow body as the basic body ( 2 ) having. C-Bogen (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Ausnehmung der Innenwand (3) und/oder in einer Ausnehmung der Außenwand (4) des Grundkörpers (2) das carbonfaserverstärkte Kunststoffteil (5) angeordnet ist.C-arm ( 1 ) according to claim 3, characterized in that in a recess of the inner wall ( 3 ) and / or in a recess of the outer wall ( 4 ) of the basic body ( 2 ) the carbon fiber reinforced plastic part ( 5 ) is arranged. C-Bogen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das carbonfaserverstärkte Kunststoffteil (5) in oder auf der Wandung (3, 4) des C-Bogens (1) geklebt ist.C-arm ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the carbon fiber reinforced plastic part ( 5 ) in or on the wall ( 3 . 4 ) of the C-arm ( 1 ) is glued. C-Bogen (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) aus stranggepresstem Aluminium gebildet ist.C-arm ( 1 ) according to one of claims 3 to 5, characterized in that the basic body ( 2 ) is formed of extruded aluminum. Röntgenbildgebungsvorrichtung mit einem Röntgenbilddetektor und einem Röntgenstrahler, gekennzeichnet durch: – einen C-Bogen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – wobei an dem C-Bogen (1) der Röntgenbilddetektor und der Röntgenstrahler angeordnet sind.X-ray imaging device with an X-ray image detector and an X-ray source, characterized by: a C-arm ( 1 ) according to one of the preceding claims, - wherein on the C-arm ( 1 ) The X-ray image detector and the X-ray source are arranged.
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