安装在天花板上的医疗成像系统的制作方法 [0002]医疗成像设备能够执行各种不同类型的成像(如放射线照相，磁共振成像(MRI)，计算机断层摄影(“CT”)等等)。对于牙齿成像系统，如常规牙科CT系统，患者常常正直地坐在断层摄影装置中，X-射线源和检测器围绕患者转动。X-射线源和检测器分别安装到所述断层摄影装置的机架上。
[0003]二维全景和三维锥形束牙科X-射线产品已成为许多牙科诊所的一种重要工具。然而，他们通常非常大，占用了大量宝贵的地面和墙壁空间。牙齿成像设备一个主要卖点是图像质量，而成像质量至少部分地由旋转机架的辐射检测器到辐射源的距离决定。不幸的是，为容纳更大的距离，许多高品质装置需要占用16平方英尺甚至更大的办公地面空间。另外，正在成像的患者的体积和方位也受到这些设备占地大小的限制。当患者使用宽轮椅和诸如此类设施使这种情况更严重。 [0004]鉴于现有成像装置的缺陷和局限性，本文提供了一种发明，涉及一种具有机架组件并可配置成能安装到天花板或其他架空的、基本水平的表面上的成像装置。通过从天花板上安装机架组件，本发明把用于支持成像装置的地面空间最小化，从而更有效地利用办公室现有空间。本发明在适应特定体积或方位的患者时，如坐轮椅的患者时，允许更大的灵活性。 [0005]在一个实施例中，本发明提供了一种医学成像装置。该装置可安装在具有一个水平表面和至少一个基本垂直表面的支撑结构上。该成像装置包括框架，机架，第一垂直调节元件和第二垂直调节元件。机架上有辐射源和辐射检测器。所述第一垂直调节元件上有连接到所述水平表面的第一端和连接到所述框架的第二端，所述第一端到第二端的距离为第一距离，并且该第一距离在第一范围内可调节。第二垂直调节元件具有连接到所述框架的第三端和连接到所述机架的第四端。第三端到所述第四端的距离为第二距离，并且该第二距离在第二范围内可调节，第二范围小于第一范围，并且所述第四端可相对于所述第三端转动。
[0006]在另一个实施例中，本发明提供了一种医学成像装置。该装置可安装在具有一个水平表面和至少一个基本垂直表面的支撑结构上。该成像装置包括底座，大致“L”形的框架，机架和线缆。所述底座能连接到所述的垂直表面上。所述框架连接到底座上，以实现对其相对的垂直移动，并且所述框架有第一支腿和第二支腿。所述机架可旋转地安装在所述第一支腿上，该机架包括辐射源和辐射检测器。所述线缆延伸在所述第一支腿和水平表面之间，该线缆被配置成至少部分地支撑框架和机架产生的负荷。
[0007]在另一个实施例中，本发明提供了一种医学成像装置，该装置能安装在具有水平表面和垂直表面的固定支撑结构上。所述垂直表面上有多个垂直间隔的横档。所述医学成像装置包括框架，横向支撑臂和机架。所述框架能连接到水平表面并相对其作垂直移动。所述横向支撑臂连接到所述框架，并配置成与垂直间隔的横档中对应的横档配合，以保持框架相对垂直表面的水平位置。所述机架连接到框架并能相对框架转动，该机架包括辐射源和辐射检测器。
[0008]在另一个实施例中，本发明提供了一种医学成像装置，该装置能安装到水平表面上。所述医学成像装置包括框架，机架，调节元件和横向支撑元件。所述框架连接到水平表面并能相对水平表面垂直移动。所述机架具有辐射源和辐射检测器。所述调节元件调整所述机架相对于所述框架的垂直位置，所述调节元件具有第一端和第二端，调节元件的第一端连接到所述机架，第二端连接到所述框架。所述第一端到第二端的距离为第一距离，且第一距离在第一范围内可调节。所述第一端也能相对所述第二端转动。所述横向支撑元件用于所述第一端相对第二端转动时的水平对齐。
[0009]通过




[0010]图1示出的是医学成像系统的一个实施例的立体图。
[0011]图2示出了图1的医学成像系统的机架组件。
[0012]图2a和2b示出了用于图2所示机架组件的横向支撑结构或组件的典型实施例。
[0013]图3a和3b示出了在多个位置的具有第一垂直调节元件的图2的机架组件，该机架组件具有一个实施例的横向支撑组件。
[0014]图4a和4b示出了在多个位置的具有第一垂直调节元件的图2的机架组件，医学成像装置具有另一个实施例的横向支撑组件。
[0015] 图5a和5b示出了在多个位置的具有第二垂直调节元件的图2的机架组件。
[0016]图6a_c示出了医疗成像系统的另一个实施例。

【具体实施方式】
[0017]在对本发明实施例进行详细说明前，应该理解的是，本发明并不限于本文描述和附图中展示的部件布置和结构细节的应用。本发明也包括其他以各种方式实践或执行的实施例。
[0018]图l-5b示出医学成像系统10的一个实施例，该系统具有能安装到天花板或其他架高的水平平面18上的机架组件14。本发明的医疗成像系统10用于减少类似的地面安装的成像系统的占地空间，所述类似的地面安装的成像系统通常需要大的占地空间(通常大于16平方英尺)，以提供产生高质量图像必需的稳定性。
[0019]此外，本发明包括两级垂直调节系统，其提供了更大的灵活性，以满足体型、尺码和成像方位不同的患者的要求。该两级系统允许本发明适应病人不同方位(如站，坐)，以及过大的轮椅。
[0020]在图示结构中，所述医学成像系统10的机架组件14包括框架22、可调节地连接到框架22并相对其可转动的机架26、和可连接到垂直表面或墙壁34的横向支撑组件30。
[0021]所述医学成像装置10还包括单独并位于远离机架组件14而形成的电子设备附件38 (如控制站)。电子设备附件38包含控制机架组件14和向机架组件14供电所必需的输入端和电源。电子设备附件38远离机架组件14，如放在在壁橱，走廊等，进一步有助于减少系统10的占地面积。为了尽量减少绊倒的危险，该电子设备附件38由经过天花板18的电线束(如电气配线)或管道42电连接到所述机架组件14。分离的电子设备附件38使运输本发明比地面安装的同类设备更简单更便宜。
[0022]图1和图2_5b中所示的医学成像系统10的框架22是一个连接到天花板18并能相对于天花板18在第一范围内垂直移动(如不同的距离A)的基本刚性元件。框架22在距离天花板18为第一距离的第一位置(见图3a)和距离天花板18为第二距离的第二位置(见图3b)之间是可移动的。在组装时，框架22通过延伸在框架22和天花板18之间的第一垂直调节元件46连接到天花板18(下面描述)。框架22是由刚性材料组成，如能承受机架26的重量而不会变形或弱化的金属杆或金属板。
[0023]如图1和2_5b所示，第一垂直调节元件46延伸在天花板18框架22之间。第一垂直调节元件46通常包括两个元件46a、46b，这两个元件各自具有连接到天花板18的第一端50和连接到框架22的第二端54。在使用期间，可以调节每个元件的总长度(如通过来自电子设备附件38的命令)，在第一范围内改变框架22和天花板18之间的距离。在所示结构中，每个垂直支撑元件46a、46b包括线性致动器。为保证所述组件14的安全，每个垂直调节元件46a、46b连接到天花板托梁或者天花板内其他刚性支撑元件。
[0024]如图2_5b所示，横向支撑组件30延伸在框架22和墙壁34之间，尽量减小使用过程中由机架26产生的振动导致的图像失真。更具体地，横向支撑组件30作为一个稳定机构，保持所述框架22相对墙壁的水平位置。
[0025]图2、3a和3b示出了横向支撑组件30的一个实施例，该横向支撑组件30具有横向支撑元件60和多个连接到墙壁34的垂直隔开的横档64。在使用过程中，横向支撑元件60连接到垂直隔开的横档64中的相应的一个上，以固定框架22在其上。在所示结构中，横档64沿墙壁34的高度间隔均匀地锚定在墙壁上。横档64可以包括环，闩，钩等。
[0026]本发明的横向支撑元件60包括刚性的杆，该杆的一端连接到框架22上，相反的另一端是一钩端68 (图2)。在使用过程中，操作者调节框架22相对于天花板18的垂直高度，直到实现所需的高度。然后，用户把钩端68连接到此时基本与框架22高度对应的横档64上(见图3a和3b)。一旦连接，横向支撑元件60就保持框架22相对于所述墙壁34的水平位置。在一些实施例中，横向支撑组件30包括水平的横档64和垂直方向的支撑兀件60(见图2a)。在其它实施例中，横向支撑组件30包括垂直的横档64和水平方向的支撑元件60 (见图 2b)。
[0027]要为新患者重新调节框架22的高度，用户从横档64上断开支撑元件60，根据需要调节框架22的高度，然后重新连接支撑元件60到与所述框架22新高度对应的另一横档64上。
[0028]因为横向支撑元件60在水平定向时(如框架22竖直地与横档64对齐)是最有效的，横档64之间的距离能够至少部分地决定框架22运动的“粗劣度”。因此，相邻横档64之间的距离小于第二垂直调节部件94 (下面描述)的范围，以确保机架26能适应所有的垂直位置。
[0029]图4a和4b示出的是另一实施例的横向支撑组件76，其包括连接到墙壁34上垂直方向的轨道80，和一个连接到轨道80并可相对其移动的托架84。所述托架84连接到轨道80，使其可以垂直而不是水平沿着轨道80移动。因此，当框架22相对于天花板18垂直调节时，托架84能够沿着轨道80行进，同时可连续地保持机架组件22的水平位置。在一些结构中，托架84还包括止动件或制动装置(图中未示)，以确保固定框架22在特定垂直位置。
[0030]机架组件14还包括一对延伸在框架22和天花板18之间的安全线缆88 (即安全部件)。每个线缆88具有足够的长度，以允许框架22全范围的位置上移动，并且每个线缆88具有足够的强度，以承受框架22、机架26以及机架组件14其它元件的重量。如果发生故障(如第一个垂直调节元件46分离或断裂)，框架22只能下落很短的距离就会被安全线缆88停住。
[0031]如图l-5b所示，机架26连接到框架22上，并能相对于轴90垂直运动和旋转。装配时，机架26通过第二垂直调节元件94 (下面描述)连接到框架22，第二垂直调节元件94能独立于第一垂直调节元件46运动。机架26包括辐射源96和辐射检测器98，彼此位置相反并面对。在使用过程中，辐射源96和辐射检测器98协同工作，产生本领域中熟知的患者的二维或三维图像。
[0032]第二垂直调节元件94包括连接到所述机架26的第一端102、和连接到所述框架22的第二端106。第二垂直调节元件94的长度是在图5A所示的第一垂直位置和图5B所示的第二垂直位置之间的第二范围内是可调节的，其中第一垂直位置指所述机架26距离所述框架22为第一垂直距离，第二垂直位置指所述机架26距离所述框架22为第二垂直距离。第一端102也可相对于第二端106转动，允许机架26能相对所述机架组件14的其余部分转动(如产生三维图像时)。在图示的实施例中，机架26的旋转是通过位于框架22上的齿轮箱110驱动的。在所示结构中，第二垂直调节元件94的调节范围比第一垂直调节元件46的调节范围小。
[0033]使用该摄像装置10时，操作者首先把患者安置在机架组件14下方，使患者的头部基本上与机架26的轴线90对齐。根据成像要求和患者的身体状况，患者可以被置于多个位置中(如坐,站或在轮椅上)。
[0034]使用电子设备附件38的控制键，操作员通过改变第一垂直调节元件46a，46b的长度粗略地调节框架22的垂直位置(并因此调节机架26的其余部分的垂直位置)。一旦框架对准那个紧接对齐患者头部的横档64时，操作者把横向支撑元件60连接到墙壁34上的对应横档64上，固定框架22。如果使用的是横向支撑组件30的轨道80的实施例，操作者可使止动器接合在托架84上(如果存在)。
[0035]然后，操作员通过改变第二垂直调节元件94的长度精确调节机架26的垂直位置。
一旦在适当位置(如辐射源96和辐射检测器98竖直与病人的头部对准)时，用户即可开始本领域熟知的成像过程。在需要三维图像的情况下，用户也可驱动变速箱110，使机架26以轴线90围绕用户头部转动。
[0036]当成像过程完成后，操作者可逆转上述过程，向上收起机架组件14，以便充分利用办公室的地面和墙壁空间。
[0037]图6a_6c所示的是另一个实施例的成像组件500，图6a是立体图，图6b和6c是侧视图。第二个实施例的成像组件500包括:可连接到大致垂直墙壁508的底座504，相对底座504可调节的框架512，安装在框架512上的机架516，和支撑组件520。与上面描述的成像组件10类似，成像组件500设计为在保证图像质量同时，尽量减少占用的地面空间。
[0038]成像组件500的底座504包括一对托架521a，521b，每一个托架连接到所述墙壁508，并且托架构成为能在其内部可滑动地容纳框架512的一部分。在使用过程中，安装座504构造成允许框架512相对其垂直移动同时限制框架512相对墙壁508的横向运动。
[0039]成像组件500的框架512是大致“L”形，具有第一支腿528和第二支队536，其第一支腿528具有第一端532,第二支腿536具有第二端540。如图6a所不,第一支腿528还包括一个切口而成的两个叉子528a，528b，每个叉子终止于第一端532。组装时，框架512的第一支腿528的至少一部分装入504底座中并可垂直移动以调节第二支腿536相对于天花板544的位置(见图6a和图6b)。第一支腿528还包括一个释放/锁定手柄545,也称为锁，用户用来调节和固定框架512相对于所述底座504的垂直位置。手柄545包括例如弹簧触发器546，其连接到把手545的凸起上，凸起有选择性地嵌入底座504上的孔或凹口 547中。当按下触发器546时，凸起从孔547中脱开，可启动框架512竖直调节。当释放触发器546时,手柄545的凸起向后移动嵌入一个孔547中，锁定框架512的垂直位置。
[0040]框架512的第二支腿536从第一支腿528的顶部沿大致垂直方向延伸出来。第二支腿536向外延伸形成所述第二端540，从而作为机架516的安装点。
[0041]成像组件500的机架516连接到框架512的第二支腿536的第二端540，并与墙壁508保持一个固定距离。机架516通过一个旋转组件548连接到框架512的第二端540。在摄像组件500的操作中，操作者可以选择相对框架512旋转机架516，以产生三维图像。与前文描述的机架26类似，机架516包括辐射源552和辐射检测器556，彼此位置相反并面对。在摄像组件500的操作中，检测器556和辐射源552协同工作，产生想要的病人的图像。
[0042]虽然本发明描述中含有旋转组件548，但在其他结构中，台架516也可以通过类似于上述的第二个垂直调节元件94的装置连接到所述框架512的第二端540，使机架516相对于该框架512既可垂直调节又可以旋转。
[0043]成像组件500还包括支撑组件520，用以至少部分地支撑机架516的重量，而不管框架512相对于所述安装504的位置。在所示结构中，支撑组件520包括线缆560，该线缆560起始于所述第二支腿536的第二端540，延伸通过一个或多个支撑元件或滑轮564和一个基座滑轮576，并终止于所述第一支腿528的第一端532。组装后，支撑组件520产生支撑长度568，其从所述第二端540延伸到天花板544 ;且产生锚定长度572，其从所述第一端532延伸到基座滑轮576。当第一支腿528锁定在所述底座504以固定机架高度时，支撑组件520施加第一支腿528和第二支腿536之间的张力，从而保持它们之间的角度，并防止框架512下垂，弯曲，或折断。
[0044]在操作过程中，支撑组件520能够适应框架512相对于底座504的任何垂直移动。例如，如果框架512垂直向上移动一个单元，支撑长度568将缩短一个单元，同时锚定长度572增加一个单元。由于线缆的剩余支撑件564保持固定，所以线缆路径的总长度保持恒定，且线缆560可继续至少部分地支撑机架516的重量(见图6b)。相反，如果框512垂直向下移动一个单元，锚定长度572将减小一个单位而支撑长度568将增加一个单位，线缆路径的总长度仍然保持不变(见图6c)。因此，线缆560实质上是通过自身把力施加到所述第二端540和第一端532，达到所希望的支撑作用。
[0045]如图所示，支撑组件520还包括配重578，沿每根线缆560固定。相应的，不管框架512的任何位置，恒定的张力都施加到所述第二端540。在其他实施例中，线缆560不包括配重578，但同样从第二端540延伸，通过一个或多个支撑件564和底座滑轮576，直至框架512的第一端53 2。