KR20130057977A - 접이식 지지 칼럼을 가진 이동식 라디오그래피 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 이동식 라디오그래피 장치는 이동식 운반 프레임과 수직축을 형성하고 상기 프레임 위에 장착된 분할된 수직 칼럼을 포함하며, 상기 수직 칼럼은 수직축에 대한 제 1 수직 위치를 가진 베이스 부분과 상측 부분 및 상기 상측 부분과 베이스 부분 사이에 있는 적어도 하나의 중간 부분을 포함하고, 상기 상측 부분과 적어도 하나의 중간 부분은 분할된 수직 칼럼의 높이를 변경시키기 위해 수직축을 따라 병진운동할 수 있다. 붐 장치가 엑스레이 공급원을 지지하며, 상기 붐 장치는 수직축을 따라 엑스레이 공급원을 배치하기 위해 적어도 하나의 중간 부분에 결합되고 엑스레이 공급원을 수직축에 대하여 수직 방향으로 배치시키기 위해 분할된 수직 칼럼에 대해 외부 방향으로 연장된다.

Description

접이식 지지 칼럼을 가진 이동식 라디오그래피 유닛{MOBILE RADIOGRAPHY UNIT HAVING COLLAPSIBLE SUPPORT COLUMN}

본 발명은 일반적으로 라디오그래피(radiography) 분야, 특히 이동식 라디오그래피 영상 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 이동성을 향상시키기 위해 접이식으로 구성된 지지 칼럼을 가진 이동식 라디오그래피 장치에 관한 것이다.

이동식 엑스레이 장치는 라디오그래피 영상을 적시에 공급받는 것이 중요한 중환자실(ICU)과 그 외의 환경에서 특히 중요하다. 이동식 엑스레이 장치가 중환자실 또는 그 외의 다른 구역 주변에서 이동될 수 있고 환자 침대 옆으로 직접 운반될 수 있기 때문에, 이동식 엑스레이 장치는 의사 또는 임상의사가 왕진하여 환자의 상태에 대한 새로운 정보를 습득하고 방사선 설비 내의 고정식 기기로 환자를 이동시키는 데 수반되는 위험을 줄이도록 도와줄 수 있다.

도 1의 사시도는 컴퓨터 영상 처리(Computed Radiography : CR) 및/또는 디지털 라디오그래피(Digital Radiography : DR) 용도로 사용될 수 있는 종래의 이동식 엑스레이 장치의 한 예를 보여준다. 이동식 라디오그래피 유닛(600)은 촬영된 영상과 관련 데이터를 보여주기 위한 디스플레이(610)와 촬영된 영상의 저장, 전송, 수정, 및 인쇄와 같은 기능들을 수행할 수 있는 컨트롤 패널(612)을 포함하는 프레임(620)을 가진다.

이동을 위해, 라디오그래피 유닛(600)은 하나 또는 그 이상의 휠(615) 및 보통 손목 높이, 팔 높이, 또는 손 높이에 제공되는 하나 또는 그 이상의 핸들 그립(625)을 포함하여, 라디오그래피 유닛(600)을 원하는 장소로 안내하는 데 도움을 준다. 통상 자립식(self-contained) 배터리 팩이 공급 전력을 공급하며 이로 인해 작동을 위해 전기 콘센트 주위에 있을 필요가 없다.

지지 부재(635)가 프레임(620)에 장착되며, 상기 지지 부재(635)는 엑스레이 튜브(x-ray tube)로도 지칭되는 엑스레이 공급원(640), 튜브 헤드(tube head), 또는 붐(boom) 장치, 더 간단하게는, 붐(70) 위에 장착된 발전기(generator)를 지지한다. 도시된 실시예에서, 지지 부재(635)는 고정 높이를 가진 수직 칼럼(64)을 포함한다. 붐(70)은 지지 부재(635)로부터 가변적인 거리만큼 외부 방향으로 연장되며 영상을 얻기 위해 수직 칼럼(64)을 원하는 높이로 올리고 내린다. 붐(70)은 고정 거리만큼 외부 방향으로 연장되거나 또는 가변적인 거리에 걸쳐 연장될 수 있다. 엑스레이 공급원(640)의 높이 설정(height setting) 범위는 환자의 발과 하지(lower extremity)를 촬영하기 위한 낮은 높이로부터 여러 위치에서 환자 상체 부분들을 촬영하기 위한 어깨 높이 및 어깨 위의 높이까지 미칠 수 있다. 다른 종래의 실시예들에서, 엑스레이 공급원용 지지 부재는 고정식 칼럼이 아니라 일정한 범위에 있는 수직 위치들과 수평 위치들에 걸쳐 엑스레이 공급원이 이동할 수 있게 하기 위해 관절식 메커니즘(joint mechanism)에서 구부러지는 관절구성식 부재(articulated member)이다.

지지 부재를 설계하는 데 있어서 해결되어야 하는 한 가지 문제는 붐 위에 장착된 엑스레이 공급원을 용이하게 배치시키는 데 있다. 여러 상태 하에서 작동을 쉽게 하기 위하여, 촬영기사는 양 손을 사용할 필요가 없고, 추가적인 공구도 필요 없으며 근처에 있는 사람에게 도움을 받을 필요도 없이 엑스레이 공급원을 쉽게 배치하고 배열시킬 수 있어야 한다. 이것은 엑스레이 공급원을 운반 시에 사용되는 고정 위치로부터 촬영 위치로 이동시키는 과정을 포함한다. 엑스레이 공급원을 쉽게 배치시키는 데 관한 기계적 문제점은 엑스레이 공급원의 중량과 수직축으로부터 외부 방향으로 연장된 부분들에 의해 복잡해진다.

라디오그래피 유닛(600)으로 기술된 상기 종래의 이동식 엑스레이 장치는 여러 분야에서 이동식 장치로서의 촬영 기능을 제공하지만, 이러한 장치의 기존 디자인들에는 단점이 있어서 종래의 이동식 엑스레이 장치가 몇몇 환경에서 전개되는데(deploy) 어려움이 있을 수 있다. 종래의 디자인에 있어서 일반적인 문제 중 하나는, 일부분이긴 하지만, 이동식 엑스레이 장치의 요구 이동 범위와 상대적인 이동성으로 인한 문제점이다.

도 2의 측면도는 고정된 수직 구조물인 수직 칼럼(64)을 사용하는 이동식 라디오그래피 유닛(62)으로서 도시된 이동식 라디오그래피 시스템을 운반할 때 발생하는 심각한 문제를 보여주고 있다. 촬영 위치에 있을 때에는 엑스레이 공급원(68)을 이동시키는 붐(70)이 일반적으로 라디오그래피 유닛(62)으로부터 외부 방향으로 연장되지만, 운반 시에는 붐(70)은 촬영기사(66)를 향해 접혀진다(folded back). 이러한 붐 운반 위치는 엑스레이 공급원이 손상을 입거나 혹은 이동 중에 장애가 되는 것으로부터 보호하도록 도움을 준다. 하지만, 라디오그래피 유닛을 한 장소로부터 다른 장소로 이동시킬 때 칼럼(64)은 촬영기사(66)의 시야를 차단하며, 이에 따라 라디오그래피 유닛(62)의 전방 가장자리 근처에 있거나 또는 라디오그래피 유닛의 바로 앞에 있는 물체들을 쉽게 볼 수 없다. 촬영기사는 운반 동안에는 칼럼 주변으로 빼꼼히 볼(peer) 필요가 있으며 병동 또는 그 외의 다른 장소에 있는 기기 또는 장애물들과 더 많이 충돌하거나 혹은 쉽게 부딪힐 수 있다. 또한, 고정식 수직 칼럼(64)은 보조 장치, 가구, 또는 환자 지지 장치들 옆으로 지나가거나 또는 통과할 때 문제점들을 보일 수 있다. 시야가 차단되면, 촬영기사는 천천히 이동해야만 하며 이에 따라 생산성과 대응 시간에 영향을 끼친다. 사고와 재난이 더 많이 발생할 수 있다.

따라서, 이동식 엑스레이 장치 디자인을 개선하여 더 쉽게 이동될 수 있고 전개될 수 있도록 하는 필요성이 제기된다.

본 발명의 목적은 이동식 라디오그래피 기술을 증진시키는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 라디오그래피 유닛을 한 장소로부터 다른 장소로 이동시킬 때 운영자의 시야가 차단되는 단점 없이도 수직 칼럼의 이점을 지닌 이동식 라디오그래피 유닛에 대한 필요성을 해결하는 데 있다.

이러한 목적들은 오직 예시적인 예로써 주어진 것이며 상기 목적들은 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들의 대표적인 목적일 수 있다. 개시된 본 발명에 의해 실질적으로 구현된 그 외의 다른 바람직한 목적들과 이점들은 당업자에게 명백할 수 있을 것이다. 본 발명은 하기 청구범위에서 정의된다.

본 발명의 한 형태에 따르면, 본 발명은 이동식 운반 프레임, 수직축을 형성하고 상기 프레임 위에 장착된 분할된 수직 칼럼 및 엑스레이 공급원을 지지하는 붐 장치를 포함하는 이동식 라디오그래피 장치를 제공할 수 있는데, 상기 수직 칼럼은 수직축에 대한 제 1 수직 위치를 가진 베이스 부분과 상측 부분 및 상기 상측 부분과 베이스 부분 사이에 있는 적어도 하나의 중간 부분을 포함하고, 상기 상측 부분과 적어도 하나의 중간 부분은 분할된 수직 칼럼의 높이를 변경시키기 위해 수직축을 따라 병진운동할 수 있으며, 상기 붐 장치는 수직축을 따라 엑스레이 공급원을 배치하기 위해 적어도 하나의 중간 부분에 결합되고 엑스레이 공급원을 수직축에 대하여 수직 방향으로 배치시키기 위해 분할된 수직 칼럼에 대해 외부 방향으로 연장된다.

본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 본 발명은 이동식 운반 프레임, 수직축을 형성하고 상기 프레임 위에 장착된 분할된 수직 칼럼 및 엑스레이 공급원을 지지하는 붐 장치를 포함하는 이동식 라디오그래피 장치를 제공할 수 있는데, 상기 수직 칼럼은 수직축에 대한 제 1 수직 위치를 가진 외측 베이스 부분과, 적어도, 상기 베이스 부분 내에 있는 제 1 이동 부분을 가지고, 적어도 제 1 이동 부분은 수직축을 따라 가변적인 수직 위치로 병진운동할 수 있으며, 상기 붐 장치는 수직축을 따라 엑스레이 공급원을 배치하기 위해 제 1 이동 부분에 결합되고 엑스레이 공급원을 수직축에 대하여 수직 방향으로 배치시키기 위해 분할된 수직 칼럼에 대해 외부 방향으로 연장되고, 상기 외측 베이스 부분은 외측 베이스 부분 내에서 붐 장치가 수직 방향으로 이동할 수 있게 하는 수직 개구(opening)를 가진다.

본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 본 발명은 가변 높이에서 사용하기 위해 엑스레이 공급원을 장착하는 방법을 제공할 수 있는데, 상기 방법은 수직축에 대한 고정된 수직 위치를 가진 외측 베이스 부분과, 적어도, 상기 베이스 부분 내에 있는 제 1 이동 부분을 포함하는 분할된 수직 칼럼을 제공하는 단계, 붐 운반 메커니즘(boom transport mechanism)을 제 1 이동 부분에 결합하는 단계, 및 붐 장치를 붐 운반 메커니즘에 결합하는 단계를 포함하며, 적어도 상기 제 1 이동 부분은 수직축을 따라 가변적인 수직 위치로 병진운동할 수 있고, 붐 운반 메커니즘이 작동되어 제 1 이동 부분의 일부분 이상을 따라 수직 방향으로 이동하고, 붐 운반 메커니즘은 엑스레이 공급원을 원하는 높이에 배치하게 한다.

앞에서 기술한 본 발명의 목적, 특징 및 이점들과 그 외의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부된 도면들에서 예시된 것과 같이 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 기술한 하기 설명으로부터 명백해질 것이다.
도면들의 구성요소들은 서로에 대해 반드시 실측으로 도시되지는 않는다.
도 1은 엑스레이 공급원을 배치하기 위해 고정 길이를 가진 수직 칼럼을 사용하는 종래의 이동식 라디오그래피 유닛을 도시한 사시도이다.
도 2는 엑스레이 공급원을 배치하기 위해 고정된 수직 칼럼을 가진 종래의 이동식 라디오그래피 유닛을 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 분할된(sectioned) 수직 칼럼을 가진 이동식 라디오그래피 유닛을 도시한 사시도이다.
도 4는 이동용으로 구성되고 분할된 수직 칼럼을 가진 이동식 라디오그래피 유닛을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따라 분할된 수직 칼럼을 가진 이동식 라디오그래피 유닛을 도시한 측면도이다.
도 6은 이동용으로 구성되고 분할된 수직 칼럼을 가진 이동식 라디오그래피 유닛을 도시한 측면도이다.
도 7은 촬영 용도로 설치되고 분할된 수직 칼럼을 가진 이동식 라디오그래피 유닛을 도시한 측면도이다.
도 8은 환자 촬영을 위해 완전히 연장된 분할된 수직 칼럼을 가진 이동식 라디오그래피 유닛을 도시한 측면도이다.
도 9는 환자 촬영을 위해 완전히 연장된 분할된 수직 칼럼을 가진 이동식 라디오그래피 유닛을 도시한 측면도로서, 엑스레이 공급원을 위해 붐이 연장된다.
도 10은 환자 하지의 촬영을 위해 접혀진 분할된 수직 칼럼을 가진 이동식 라디오그래피 유닛을 도시한 측면도이다.
도 11은 엑스레이 붐이 수직 칼럼의 상측 부분 주위로 회전하는 본 발명의 대안의 한 실시예를 도시한 측면도이다.
도 12는 최상측 수직 부분의 길이를 따라 붐의 수직 운동을 위해 붐 운반 메커니즘을 가진 대안의 한 실시예를 도시한 측면도이다.
도 13은 낮은 높이에서 촬영하기 위해 붐 운반 메커니즘이 붐을 어떤 방식으로 내려갈 수 있게 하는 지를 보여주는 측면도이다.
도 14는 분할된 수직 칼럼을 용이하게 이동시키기 위해 풀리, 로드, 및 균형추의 배열상태를 보여주는 단면 측면도이다.
도 15는 칼럼이 최소 높이로 접혀진 도 14의 칼럼 배열상태를 보여주는 단면 측면도이다.
도 16은 접이식 칼럼의 상측 부분에 있는 붐 운반부를 보여주는 사시도로서, 붐 운반부는 상부 위치에 있다.
도 17은 접이식 칼럼의 상측 부분에 있는 붐 운반부를 보여주는 사시도로서, 붐 운반부는 중앙 위치에 있다.
도 18은 접이식 칼럼의 상측 부분에 있는 붐 운반부를 보여주는 사시도로서, 붐 운반부는 하부 위치에 있다.
도 19a는 본 발명의 한 실시예에서 붐 운반부의 캐리지 메커니즘을 보여주는 상부도이다.
도 19b는 도 19a 실시예에서 붐 운반부의 캐리지 메커니즘을 보여주는 상부도이다.
도 20은 붐이 중간 부분으로부터 연장되며 분할된 수직 칼럼을 가진 이동식 라디오그래피 유닛을 보여주는 측면도로서, 상기 중간 부분은 상측 부분보다 더 길다.
도 21은 붐이 중간 부분으로부터 연장되며 분할된 수직 칼럼을 가진 이동식 라디오그래피 유닛을 보여주는 측면도로서, 상기 중간 부분은 상측 부분보다 더 짧다.
도 22는 하나의 이동 부분을 가지며 분할된 수직 칼럼을 포함하는 이동식 라디오그래피 유닛을 보여주는 측면도이다.
도 23은 하나의 이동 부분을 가지며 분할된 수직 칼럼을 포함하는 이동식 라디오그래피 유닛을 보여주는 측면도로서, 상기 이동 부분은 고정된 외측 베이스 부분 내에서 이동하고 상기 분할된 수직 칼럼은 접혀 있다.
도 24a는 하나의 이동 부분을 가지며 분할된 수직 칼럼을 포함하는 이동식 라디오그래피 유닛을 보여주는 측면도로서, 상기 이동 부분은 고정된 외측 베이스 부분 내에서 이동하고 상기 분할된 수직 칼럼은 연장된다.
도 24b는 2개의 이동 부분을 가지며 분할된 수직 칼럼을 포함하는 이동식 라디오그래피 유닛을 보여주는 측면도로서, 중간 이동 부분은 고정된 외측 베이스 부분 내에서 이동하고 상측 이동 부분은 중간 부분 내에서 이동하며 상기 분할된 수직 칼럼은 연장된다.
도 25는 베이스 부분 내에서 이동하는 이동 부분을 가진 이동식 라디오그래피 유닛을 도시한 도면으로서, 분할된 수직 칼럼이 접혀진 형태로 배열되고 붐은 수직 칼럼 내에서 내려가 있다.
도 26은 고정된 외측 베이스 부분 내에 있는 이동 부분을 보여주는 분할된 수직 칼럼의 횡단면을 도시한 상부도이다.
도 27은 도 24a의 분할된 수직 칼럼을 도시한 사시도로서, 가시성을 위해 붐 부분들은 제거되어 있다.

하기에서 기술된 내용은 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 기술한 것으로, 도면들에서 똑 같은 도면부호들은 각각의 여러 도면들에서 똑 같은 구성요소들을 가리킨다.

본 명세서에서, 용어 "제 1(first)", "제 2(second)" 등은 반드시 어떤 서수적 관계 또는 우선 순위를 나타낼 필요는 없으나, 다른 요소에 비해 시간 간격 또는 한 요소를 좀 더 명확하게 구분하도록 사용될 수 있다.

본 발명의 장치 및 방법들은, 수직 칼럼(vertical column)을 사용하는 종래의 많은 타입의 이동식 라디오그래피 장치에 일반적인 물리적 방해 또는 가시성 차단 없이, 치료 시설(treatment facility) 내에서 한 곳으로부터 다른 곳으로 쉽게 이동할 수 있는 라디오그래피 유닛에 대한 필요성을 제기한다. 앞에서 언급한 것과 같이, 이러한 시스템의 엑스레이 공급원(x-ray source)은, 성인에게 있어 어깨 높이 가까이 또는 어깨 위의 높이로부터 발 또는 발목 주위의 낮은 높이까지, 넓은 수직 운동 범위에 걸쳐 올라갈 수 있게 해야 한다. 이러한 운동 범위를 구현하는 한 방법은 앞에서 기술한 것과 같이 관절식 지지 부재(jointed support member)를 사용하는 것이다. 이보다 다소 간단한 기계적인 디자인은 도 1과 도 2에 도시되어 있는 정지식 수직 칼럼을 사용하는 방법으로서, 엑스레이 공급원은 붐(boom) 위에 장착되어 칼럼으로부터 수평 방향으로 외부를 향해 연장되며 수직 방향으로 칼럼의 위아래로 이동한다. 수직 칼럼에 대해 붐(70)에 2개 자유도가 요구되는데 이는 즉 수직 방향을 따라 이동하는 병진운동(translation)과 수직축 주위로의 회전운동이다. 붐(70)은 통상 수직축에 대한 방향으로 가변적인 수평 길이로 연장되지만, 본 발명에 따른 이동식 라디오그래피 장치 내에서는 고정 길이를 가진 붐이 사용될 수 있다는 점을 유의해야 한다.

도 3의 사시도는 본 발명의 한 실시예에 따라 분할된(sectioned) 수직 칼럼(30)에 결합된 붐(70)을 가진 이동식 라디오그래피 유닛(20)을 도시한다. 도 3은 수직축(V)에 대해 수직인 수평축(H)을 따라 붐(70) 위에서 지지되고 외부 방향으로 연장되는, 촬영용 엑스레이 공급원(68)을 가진 이동식 라디오그래피 유닛(20)을 도시한다. 도 4는 이동용으로 구성되고 대안의 배열상태에 있는 라디오그래피 유닛(20)을 도시하는데, 분할된 수직 칼럼(30)은 접혀져 있고 엑스레이 공급원(68)은 상기 유닛의 상측 표면에 대해 배열된다. 도 5의 측면도는 이동용으로 구성된 라디오그래피 유닛(20)을 도시하는데, 접혀진 칼럼을 이용하여, 촬영기사의 가시성이 앞의 도 1과 도 2에 도시된 종래의 고정된 수직 칼럼에 비해 얼마나 개선되었는지를 보여준다.

도 3 내지 도 13에 도시된 각각의 실시예들에서, 이동식 라디오그래피 유닛(20)은 휠 달린(wheeled) 이동식 운반 프레임(22)을 가지며, 도 1에 관해 앞에서 기술된 것과 같이, 작동을 위해 필요한 디스플레이 및 컨트롤 패널 구성요소들을 가진다. 상기 프레임(22)에 장착된 분할된 수직 칼럼(30)은 수직축(V)을 형성하며 프레임(22)에 대해 배열된 베이스 부분(32)을 가지고, 한 실시예에서, 고정된 수직 위치인 수직축(V)에 대한 제 1 수직 위치를 가진다. 하나 또는 그 이상의 이동 부분(34 및 36)이 수직축(V)을 따라 연장되도록 병진운동할 수 있으며, 이에 따라 붐(70)은 가능한 높이 설정 범위에 걸쳐 적당한 높이에 설치될 수 있다. 각각의 실시예에서, 엑스레이 공급원(68)은 수직축(V) 주위의 각위치(angular position) 범위뿐 아니라 가변적인 수직 위치들과 수평 위치들에 설치될 수 있다.

도 6 내지 도 10에 도시된 실시예에서, 분할된 수직 칼럼(30)은 2개의 이동 부분들 즉 상측의 제 1 이동 부분(36) 및 중앙의 제 2 이동 부분(34)을 가진다. 상기 이동 부분(34 및 36)들은 정지되어 있는 베이스 부분(32)에 대해 텔레스코프(telescoping) 방식으로 이동할 수 있다. 붐(70)은 분할된 수직 칼럼(30)으로부터 외부를 향해 연장되며 수직축(V) 주위로 회전될 수 있다. 수직축(V) 주위로의 회전운동은 다수의 방식으로 구현될 수 있다. 도 6 내지 도 10에 도시된 실시예에서, 분할된 수직 칼럼(30) 자체는 운반 프레임(22)에 대해 회전한다. 도 11은 수직 칼럼(30) 자체는 회전하지 않지만 최외측 이동 부분(36)의 상측 부분에 장착된 붐(70)은 수직 부분(36) 주위로 회전함으로써 수직축(V) 주위로 피벗회전하는 대안의 한 실시예를 도시한 측면도이다. 또 다른 실시예에서, 붐(70)이 부착된(attached) 최외측 이동 부분(36) 만이 회전한다. 상기 각각의 실시예에서, 수직축(V) 주위로의 회전운동과 수직축을 따라 수직 방향으로 이동하는 병진운동이 동시에 수행될 수 있다.

도 6의 이동 형상에서, 이동을 위해, 가령, 한 환자 영역(patient area)에서 또 다른 환자 영역으로 굴러가게 하기 위해, 엑스레이 공급원(68)을 안정적인 위치에 고정하기 위하여, 붐(70)은 내부 방향으로 회전되고 분할된 수직 칼럼(30)은 접혀진다. 도 7은 분할된 수직 칼럼(30)이 초기에 이동 위치로부터 상부 방향으로 올라가 있는 것을 도시한 도면으로서, 라디오그래피 유닛이 전개될(deploy) 준비 상태에 있다. 도 8은 수직 칼럼(30)이 완전히 연장되며 붐(70)은 외부를 향하고 있고 이동 부분(34 및 36)들은 이동되어 맨 끝단에 있는 것을 도시한다. 도 9는 수직축(H)을 따라 분할된 수직 칼럼(30)으로부터 수직 방향으로 외부를 향해 연장되는 것을 도시한 도면으로서, 이 위치에서 촬영 준비 상태에 있다.

도 3 내지 도 11에 도시된 형상에서, 엑스레이 공급원을 위한 최하측 높이 위치는 최외측 이동 부분(36)의 길이와 이 길이를 따라 이동하는 붐(70)의 위치에 의해 결정된다. 한 예로서, 도 10은 거의 완전히 접혀진 위치에 있는 분할된 수직 칼럼(30)을 도시하는데, 엑스레이 공급원(68)은 수직 이동 범위의 하부 가까이에 있는 낮은 위치에 배열된다. 이러한 타입의 디자인을 이용하여, 수직 이동 거리의 하측 끝단은 최외측 부분 상의 붐(70)의 위치와 이 최외측 부분의 길이에 의해 제한된다(constrained). 이동 부분들의 수를 증가시키고 이 이동 부분들의 각각의 길이를 짧게 함으로써 낮은 높이가 구현될 수 있다. 이동 부분들의 특정 개수를 초과해서는, 이동 부분들의 수가 증가되고 이에 상응하는 기계적 복잡성으로 인해, 수직 이동 거리를 특정 높이 미만으로 확장하는 데 대해 상기 타입의 해결책은 실질적으로 다소 제한될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

이동식 시스템 내에 있는 엑스레이 공급원을 위한 수직 높이의 가능한 최대 범위를 촬영기사의 어깨 높이 위로부터 상대적으로 낮은 높이, 가령, 환자의 발목 또는 발을 촬영하기에 적당한 위치까지로 하는 것이 바람직하다. 도시된 것과 같이, 상기 바람직한 높이 범위는 칼럼의 텔레스코프 방식의 디자인에 대해서는 문제를 나타낸다. 도 10에 관해 기술된 것과 같이, 텔레스코프 방식의 칼럼이 완전히 접혀질 때, 최외측 이동 칼럼에 부착된 붐(70)은 더 이상 하부 방향으로 이동될 수 없다. 이러한 이동 제한은 이동식 라디오그래피 시스템에 있어서 텔레스코프 방식의 배열을 덜 바람직하게 할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 텔레스코프 방식의 분할된 수직 칼럼이 엑스레이 붐으로 하여금 넓은 범위의 높이 설정에 걸쳐 이동될 수 있게 함으로써 기계적으로 협력하는(cooperate mechanically) 붐 운반 메커니즘을 사용하여 이러한 어려움을 해결한다(address). 바람직하게는, 운영자가 엑스레이 붐 높이를 용이하게 조절할 수 있으며 칼럼의 중량과 붐의 구성요소들은 기계적으로 균형이 맞춰져서(mechanically balanced) 높이를 높이 범위에 있는 임의의 높이로 조절하기 위해 실질적으로 일정한 크기의 노력이 필요하다.

도 12와 도 13의 측면도들은 이동식 라디오그래피 유닛(20)의 대안의 한 실시예를 도시하는데, 여기서 붐 운반 메커니즘(40)은 최외측 이동 부분(36) 위에 장착되고 도 10에 도시된 실시예를 사용할 때 분할된 수직 칼럼(30)이 완전히 접혀질 가능성이 있는 범위 미만의 낮은 높이에서 엑스레이 공급원(68)을 이용하여 촬영하기에 필요한 추가적인 수직 범위를 제공하도록 작동될 수 있다. 붐 운반 메커니즘(40)은 붐(70)이 제 2 모드로 수직 이동할 수 있게 하며 이에 따라 붐(70)은 수직 방향으로 접혀지는 칼럼 위에 장착될 뿐 아니라 최외측 이동 부분의 길이를 따라 일정 거리 동안 수직 방향으로 더 이동할 수 있게 한다.

이동식 라디오그래피 유닛(20)을 사용하기 위한 중요한 디자인 특징은 엑스레이 공급원(68)을 엑스레이 탐지기 패널과 환자에 대해 적절한 위치에 위치시키기 위해 쉽게 이동시킬 수 있는 것이다. 이것은, 부분적으로는, 몇몇 시스템에서 100 파운드를 초과할 수 있는 엑스레이 튜브 및 콜리메이터(collimator)의 중량 때문인 복잡한 기계적 문제이다. 운영자는 힘을 많이 들이지 않고도 엑스레이 공급원(68)을 필요한 수직 위치 및 수평 위치로 쉽게 이동시킬 수 있어야 한다. 게다가, 엑스레이 공급원(68)의 높이를 조절하기 위해 필요한 힘의 크기는 엑스레이 공급원(68)의 전체적인 수직 이동 범위에 걸쳐 균형이 맞아야 하며, 이에 따라 한 높이로부터 다른 높이로 조절하기 위해 실질적으로 어떠한 추가적인 힘도 필요없다.

도 14 및 도 15의 횡단면도는, 붐 운반 메커니즘(40)을 사용하는 분할된 수직 칼럼(30)의 도 12 및 도 13 실시예에서, 수직 조절을 위해 필요한 작업(work) 양이 수직 이동 범위에 걸쳐 어떻게 동등하게 되는 지를 보여준다. 도 14는 칼럼(30)이 연장될 때의 풀리 배열상태를 보여준다. 도 15는 칼럼(30)이 완전히 접혀질 때의 풀리 배열상태를 보여준다. 음영 처리에 있어서의 차이들은 어떤 풀리가 어떤 부분에 위치되는 지를 알려주는 데 도움을 준다. 풀리(33a 및 33b)는 베이스 부분(32) 내에 위치된다. 풀리(35a, 35b, 35c, 및 35d)는 중간 이동 부분(34) 내에 위치된다. 풀리(37a 및 37b)는 최외측 또는 상측 이동 부분(36)의 일부분이다.

분할된 수직 칼럼(30)의 중량의 균형을 맞추기 위하여, 상측 이동 부분(36)과 중간 이동 부분(34)은 둘 다 동시에 이동된다. 이에 따라, 이동 부분들이 개별적으로 이동될 수 있다면, 그 외의 경우, 한 이동 부분 또는 다른 이동 부분의 이동 말미에 발생할 수도 있는 중량 변이(weight transition)를 처리할 필요가 없어진다. 이러한 행태를 위해 중간 이동 부분(34)의 일부분인 풀리(35a)에 의해 거리가 동등하게 된다(distance equalization). 이러한 풀리 배열은 C 위치에서 상측 이동 부분(36)에 기계적으로 접지되고(mechanically grounded) G 위치에서 베이스 부분(32)에 기계적으로 접지된다.

풀리(35a)의 거리 동등화 기능(distance equalization function)과 협력하면, 풀리(33a, 35c, 33b, 35d, 35b, 37b, 및 37a)가 붐 운반 메커니즘(40)과 결합되어 조합된 상호작용(combined interaction)이 발생하여, 수직 칼럼(30)의 높이 범위에 걸쳐 수직 칼럼(30)을 연장되거나 또는 수축하기 위해 가해진 힘을 효율적으로 갑절로 하는 도르래 장치(block-and-tackle assembly)를 형성한다. 이것은 도 14에 도시된다. 풀리(31)를 사용하여 전달된 스프링힘(S)은 수직 칼럼(30) 이동을 위해 일정한 평형력(counterbalance force)을 제공하는 균일한 하중(loading)을 제공한다. 한 실시예에서, 스프링힘(S) 하중은 스프링에 의해 제공된다. 대안의 실시예들은 예를 들어 모터와 같은 액츄에이터(actuator) 또는 중량(weight)을 사용하는 평형 하중(counterbalance loading)을 제공한다.

도 15의 단면도는 칼럼(30)이 접혀진 위치에 있는 배열상태를 보여준다. 오토매틱 브레이크 메커니즘(automatic brake mechanism), 또는, 대안으로, 기계식 정지장치(mechanical stop)는 이동 부분(34 및 36)들의 이동을 제한하며, 이에 따라 이 이동 부분들이 고정된 수직 위치들에 있는 상태를 유지한다. 이 위치에서 거리 동등화 구성요소(distance equalization component)들로부터 가해지는 어떠한 반력(countering force)도 없기 때문에, 도시된 것과 같이 접혀진 칼럼(30)과의 풀리(33a, 35c, 33b, 35d, 35b, 37b, 및 37a)의 작용에 대해 어떠한 기계적 이점도 없다. 이러한 풀리 시스템들로 인해 붐 운반 메커니즘(40)이 최외측 부분(36)을 따라 수직 방향으로 이동할 수 있게 된다.

도 14 및 도 15에 관해 기술된 칼럼(30) 실시예는, 풀리 형상(pulley configuration)의 기계적 이점과 가해진 힘에 따라 이동 구성요소들의 중량의 균형을 맞춤으로써, 붐(70)의 수직 이동 거리에 걸쳐 일정한 힘을 제공하여 이동할 수 있게 한다. 따라서, 가령, 예를 들어, 붐(70)과 붐(70)이 포함된 구성요소들의 중량(W1)은 중앙 부분(34)의 중량(W3)의 절반과 상측 부분(36)의 중량(W2)의 합과 같다. 그 외의 다른 구성요소 중량과 풀리 형상도 가능할 뿐만 아니라 예를 들어 다양한 타입의 전기기계식 또는 유압식 액츄에이터 또는 균형추(counterweight)를 사용하는 기계적 형상들도 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

다시, 도 14를 보면, 자기 브레이크(52)와 이에 상응하는 플레이트(50)의 하나 또는 그 이상의 장치는 분할된 수직 칼럼(30)의 구성요소들의 수직 운동을 제동하기 위한 메커니즘을 제공한다. 한 실시예에서, 브레이크는 자동으로 고정 위치에 결합되거나 또는 "작동(on)"되어, 브레이크가 활성화되거나(energized) 또는 작동될 때까지 제동력을 제공한다. 활성화되거나 또는 작동될 때, 브레이크는 고정해제되거나(unlock) 또는 움직이기 시작하여 이동할 수 있게 된다. 도시된 하부 브레이크에서, 플레이트(50)는 이동 부분(34)에 결합되고 브레이크(52)는 베이스 부분(32)에 결합된다. 제 2 플레이트(50)는 붐 운반 메커니즘(40)에 결합된 브레이크(52)와 이동 부분(36)에 결합된다. 바로 위에서 기술된 제동 로직(braking logic)에 반대이며 이에 따라 활성화 해제(de-energized) 시에 브레이크가 "오프" 상태가 되고 활성화될 때에는 브레이크가 "온" 상태 또는 연결되는 형상을 포함하는 그 외의 다른 브레이크 장치도 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 분할된 수직 칼럼이 연장된(이동되지 않는) 위치에 있을 때 이동식 라디오그래피 장치의 휠 이동 속도를 제한하는 인터로크(도시되지 않음)에 의해 제동력이 추가로 제공된다.

도 16, 도 17 및 도 18의 사시도는 상측 부분(36)을 따라 서로 다른 수직 위치에 있는 캐리지 메커니즘(44)과 붐 운반 메커니즘(40)을 도시한다. 이 도면들에서, 붐 운반 메커니즘(40)은 트랙(track) 내에서 이동할 수 있는 휠 달린 캐리지 메커니즘(44)에 의해 상기 부분(36)에 결합된다.

도 19a 및 도 19b는 한 실시예에서 붐 운반 메커니즘(40)의 캐리지 메커니즘(44)을 도시한다. 도 19a 및 도 19b에서, 각각, 상부도와 측면도로 상세하게 도시된 붐 운반 메커니즘(40)은 수직으로 이동하도록 트랙(42) 내에서 회전하는 일련의 휠(54)을 가진다. 도 19a 및 도 19b에 도시된 실시예에서 상기 기능을 위해 4개의 휠이 사용된다. 붐(70)이 수직축에 대해서 바람직하지 못하게 측면으로 이동하는 것을 제한하기 위하여 추가적인 2개의 휠(58) 쌍이 센터링 블록(60)에 대해 수직 방향으로 회전한다. 가령, 예를 들어, 하나 또는 그 이상의 선형 베어링(linear bearing)을 사용하는 방법을 포함하여, 붐 운반 메커니즘 이동을 위해 대안의 실시예들도 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 장치는 상이한 실시예에서 다수의 변형예들을 허용한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 가령, 예를 들어, 도 20의 실시예에서, 붐 장치(70)는 상측 이동 부분(36)에 결합되지 않고 중간 이동 부분(34)에 결합된다. 선택적인 보조 장치(74), 가령, 예를 들어, 디스플레이 스크린, 경고등, 또는 홀더가 이동 부분(36)에 결합된다. 상측 이동 부분(36)은 서로 다른 실시예에서 변경되는 길이(L2)를 가진다. 도 20에 도시된 실시예에서, 길이(L2)는 중간 이동 부분(34)의 길이(L1)보다 더 작다. 도 21에서, 길이(L2)는 길이(L1)를 초과한다. 또한, 중간 부분(34)은 수직축(V) 주위로 회전될 수 있다. 붐 장치(70)는 도 21의 형상에서 수직축(V) 주위로 회전될 수 있다.

도 22의 실시예는, 예를 들어 도 6 내지 도 13의 실시예들에서 도시된 것과 같이, 베이스 부분(32)의 외측면에 꼭 맞는(fitted) 오직 하나의 이동 부분(36)을 가진 이동식 라디오그래피 유닛(20)을 보여준다. 도 23, 도 24a 및 도 24b에 도시된 것과 같은 대안의 실시예에서, 하나 또는 그 이상의 이동 부분(34 및 36)들은 베이스 부분(32) 내에 위치된다. 오직 하나의 이동 부분(36) 만이 도 24a에 도시되며, 도 24b에는 2개의 이동 부분(34 및 36)들이 도시된다. 도 23은 접혀진 형태에 있는 분할된 수직 칼럼(30) 배열상태를 보여준다. 도 24a 및 도 24b는 연장된 형태에 있는 분할된 수직 칼럼(30) 배열상태를 보여준다.

도 25는 베이스 부분(32) 내에서 이동하는 이동 부분(36)을 가진 이동식 라디오그래피 유닛(20)을 보여주는데, 분할된 수직 칼럼(30)은 접혀진 형태로 배열되고 붐(70)은 칼럼(30) 내에서 내려가 있다. 도 26은 도 24a, 도 24b 및 도 25 실시예에서의 분할된 수직 칼럼(30)의 횡단면을 도시한 상부도로서, 고정된 외측 베이스 부분(32) 내에서 붐 장치(70)를 지지하는 캐리지(44)를 가진 이동 부분(36)을 보여준다.

도 27은 도 24a의 분할된 수직 칼럼을 도시한 사시도로서, 가시성을 더 좋게 하기 위해 붐 부분들은 제거되어 있다. 도 23 내지 도 25에서와 같이, 이동 부분(36)이 베이스 부분(32) 내에서 이동될 때, 수직 개구(72)가 베이스 부분(32) 내에 제공된다. 상기 개구(72)는 칼럼이 접혀진 형상에 있을 때 붐 장치(70)가 베이스 부분(32)의 길이를 따라 이동할 수 있게 한다. 한 실시예에서, 탄성 재료, 가령, 고무 또는 플라스틱 또는 브러시를 이용하거나 또는 그 외의 적절한 재료로 형성된 선택적인 슬리브(76)가 개구(72) 위에서 보호 커버를 제공하며 붐 장치(70)가 상기 개구를 따라 이동할 수 있게 한다. 칼럼의 수직 이동 부분(36)을 제한하기 위해 브레이크(52)가 선택적으로 제공된다.

Claims (10)

1. 이동식 라디오그래피 장치에 있어서,
   이동식 운반 프레임과,
   수직축을 형성하고 상기 프레임 위에 장착된 분할된 수직 칼럼으로서, 상기 수직 칼럼은 수직축에 대한 제 1 수직 위치를 가진 베이스 부분과, 적어도, 수직축을 따라 가변적인 수직 위치로 병진운동할 수 있는 제 1 이동 부분을 포함하는, 상기 분할된 수직 칼럼과,
   엑스레이 공급원을 지지하는 붐 장치로서, 상기 붐 장치는 수직축을 따라 엑스레이 공급원을 배치하기 위해 제 1 이동 부분에 결합되고 엑스레이 공급원을 수직축에 대해 수직 방향으로 배치시키기 위해 분할된 수직 칼럼에 대해 외부 방향으로 연장되는, 상기 붐 장치를 포함하는
   이동식 라디오그래피 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   분할된 수직 칼럼은 적어도 하나의 중간 부분을 포함하고, 제 1 이동 부분과 적어도 하나의 중간 부분은 분할된 수직 칼럼의 높이를 변경시키기 위해 수직축을 따라 병진운동할 수 있으며,
   적어도 하나의 중간 부분은 제 1 이동 부분과 베이스 부분 사이에 부착되거나 혹은 적어도 하나의 중간 부분은 베이스 부분에 대해 제 1 이동 부분의 맞은편에 부착되는 것을 특징으로 하는
   이동식 라디오그래피 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   분할된 수직 칼럼은 수직축 주위로 회전될 수 있으며, 적어도 하나의 중간 부분 또는 제 1 이동 부분은 수직축 주위로 회전될 수 있는 것을 특징으로 하는
   이동식 라디오그래피 장치.
4. 제 2 항에 있어서,
   제 1 이동 부분과 적어도 하나의 중간 부분은 베이스 부분 내에 장착되며 베이스 부분은 베이스 부분 내에서 붐 장치가 수직 방향으로 이동할 수 있게 하는 수직 개구를 가지거나, 혹은 제 1 이동 부분과 적어도 하나의 중간 부분은 베이스 부분 외측에 장착되며 붐 운반 메커니즘이 작동되어 제 1 이동 부분의 일부분 이상을 따라 수직 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는
   이동식 라디오그래피 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   칼럼에 대해 내부에 위치되며 적어도 하나의 중간 부분과 제 1 이동 부분이 동시에 이동하도록 협력하는 복수의 풀리와,
   작동될 때 하나 또는 그 이상의 병진운동할 수 있는 부분들의 수직 이동을 조절하는 브레이크 메커니즘과,
   분할된 수직 칼럼이 연장된 위치에 있을 때 이동식 라디오그래피 장치의 이동 속도를 제한하는 인터로크와,
   복수의 풀리를 위해 평형력(counterbalance force)을 제공하는 스프링과,
   베이스 부분 내에서 수직 개구의 일부분 이상을 덮도록 배열된 슬리브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   이동식 라디오그래피 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   제 1 이동 부분의 길이는 적어도 하나의 중간 부분의 길이를 초과하거나 혹은 적어도 하나의 중간 부분의 길이는 제 1 이동 부분의 길이를 초과하는 것을 특징으로 하는
   이동식 라디오그래피 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   분할된 수직 칼럼은 수직축 주위로 회전될 수 있으며 엑스레이 공급원은 수직축에 대해 붐 장치의 수직운동과 회전 운동을 동시에 제공하는 것을 특징으로 하는
   이동식 라디오그래피 장치.
8. 이동식 라디오그래피 장치에 있어서,
   이동식 운반 프레임 프레임과,
   수직축을 형성하고 상기 프레임 위에 장착된 분할된 수직 칼럼으로서, 상기 수직 칼럼은 수직축에 대한 제 1 수직 위치를 가진 베이스 부분, 제 1 이동 부분 및 적어도 하나의 추가 부분을 포함하고, 적어도 상기 제 1 이동 부분은 수직축을 따라 가변적인 수직 위치로 병진운동할 수 있는, 상기 분할된 수직 칼럼과,
   엑스레이 공급원을 지지하는 붐 장치로서, 상기 붐 장치는 수직축을 따라 엑스레이 공급원을 배치하기 위해 제 1 이동 부분에 결합되고 엑스레이 공급원을 수직축에 대해 수직 방향으로 배치시키기 위해 분할된 수직 칼럼에 대해 외부 방향으로 연장되는, 상기 붐 장치를 포함하는
   이동식 라디오그래피 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   제 1 이동 부분과 적어도 하나의 중간 부분은 분할된 수직 칼럼의 높이를 변경시키기 위해 수직축을 따라 병진운동할 수 있으며,
   적어도 하나의 중간 부분은 제 1 이동 부분과 베이스 부분 사이에 부착되거나 혹은 적어도 하나의 중간 부분은 베이스 부분에 대해 제 1 이동 부분의 맞은편에 부착되고,
   붐 장치는 수직축을 따라 엑스레이 공급원을 배치시키기 위해 적어도 하나의 추가 부분 또는 제 1 이동 부분에 결합되며, 붐 운반 메커니즘이 작동되어 적어도 하나의 추가 부분 또는 제 1 이동 부분의 일부분 이상을 따라 수직 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는
   이동식 라디오그래피 장치.
10. 가변 높이에서 사용하기 위해 엑스레이 공급원을 장착하는 방법에 있어서,
    수직축에 대한 제 1 수직 위치를 가진 베이스 부분과, 적어도, 상기 베이스 부분 내에 있는 제 1 이동 부분을 포함하는 분할된 수직 칼럼을 제공하는 단계로서, 적어도 상기 제 1 이동 부분은 수직축을 따라 가변적인 수직 위치로 병진운동할 수 있는, 상기 분할된 수직 칼럼 제공 단계와,
    붐 운반 메커니즘을 분할된 수직 칼럼 상에 결합하는 단계로서, 붐 운반 메커니즘이 작동되어 제 1 이동 부분의 일부분 이상을 따라 수직 방향으로 이동하는, 상기 결합 단계와,
    붐 장치를 붐 운반 메커니즘에 결합하는 단계로서, 붐 운반 메커니즘은 엑스레이 공급원을 원하는 높이에 배치하게 하는, 상기 결합 단계를 포함하는
    가변 높이에서 사용하기 위해 엑스레이 공급원을 장착하는 방법.

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