专利名称：用于x射线成像设备的患者凳的制作方法具有最简单基础结构的医学X射线成像中所使用的常规设备包括射线源，该射线源与胶片暗盒一起使用，该胶片暗盒与该射线源分开。医院还通常使用所谓的C拱形(C-arch) X射线设备，其中射线源和图像信息接收器被设置在拱形臂部的相对两端。传统上，其自身的装置组包括大尺寸、极其昂贵的计算机断层摄影设备，其中患者通常被定位成在环形或管状结构内以(斜)卧位(recumbent position)成像。 计算机断层摄影设备已经被开发成更轻质的形式。作为现有技术装备的实例，参考美国专利说明书7108421和7388941。在这些设备中，可绕成像台旋转360度的成像装置被设置在从侧面支撑的环形O型臂内。该O型臂可设置成可调节其高度位置并且可相对于水平轴线转动。由于常规的计算机断层摄影设备已经相当巨大和昂贵，获得他们例如用于医院急诊室过去在实践中是不可能的。另一方面，对于商用计算机断层摄影设备而言，还常见的是它们不一定必须被设计成用于对某些特定的解剖学构造成像，而它们或多或少是通用的成像设备。如果例如在需要对患者的整个躯干(torso)成像的情况下，待设置到该成像台的设备以及其它尺寸的设备必须以相应的比例实施。
本发明的目的在于发展本领域的技术水平，涉及与常规的计算机断层摄影设备相比更便宜且尺寸更小的X射线成像设备。本发明的实施例优选地提供了一种实现特别地设计成可应用于对四肢成像的锥形光束计算机断层摄影成像设备的可能方案，举例来说，该设备的性能和价格能够使得在例如急诊室可用的资源内购买设备。尽管常规的计算机断层摄影使用窄的扇状光束，在锥形光束断层摄影中，光束被校准成真正是二维的，但常常校准成覆盖正在成像物体的相当小的特定区域(体积)。本发明的一个特别目的在于尤其是在包括上述类型的环形臂部的X射线成像设备领域内促进发展水平。尤其是，本发明的目的涉及便于实现这样的特殊成像模式，其中患者的腿按站姿成像。与在“休息状态”下对肢体成像相比，这种类型的所谓承重成像可在某些情况下给出更多信息或更多相关信息用于诊断。在所附的专利权利要求书中描述了本发明的本质特征。对于本发明及本发明的优选实施例尤其重要的是适于与成像装置的检查口相连地安装的凳设置结构。一方面，该凳设置结构便于定位其自身以便成像，另一方面，使得更容易还在站姿下对腿的下部部位、踝等进行成像。下面，将参考随附的附图更详细地描述本发明及其一些优选实施例。图I示出了 X射线成像设备的概貌视图，其基础结构包括支撑构造和大致环形O型臂。 图2示出了可结合本发明应用的一种用于将成像装置设置到环形O型臂的设置方案。图3a和3b示出了用于与成像设备相连地设置患者凳的根据本发明的一种方案。图4a和4b不出了用于移动属于设备的O型臂和定位支撑件的一种方案。图5a和5b示出了用于移动属于设备的O型臂和定位支撑件的另一种方案。
(8)。将成像装置支撑到支撑构造(I)的结构(2)的安装可被设置成使得能够移动O型臂(2)，例如调节O型臂(2)的高度位置。O型臂(2)还能被设置成可沿至少一个方向从图(O中所示的竖直位置到水平位置转动至少90度，并且，另一方面，还可沿水平方向运动。这些运动可借助于一个或多个致动器(M)来实现，并且这些操纵的控制能被设置成除了用户接口(6)之外还可借助于操纵杆(9)来实施，该操纵杆被设置成与O型臂(2)和/或支撑框架(I)连接。当观察垂直于图I中所示的O型臂(2)的中心轴线的方向的截面即O型臂(2)的径向截面时，O型臂(2)的外罩(3)的主要部分形成一圆，但该圆还包括一扇区，在该处从所述圆的中心到外罩(3)的边缘的距离小于主要部分的为圆形的那部分的半径。在根据图I的本发明的实施例中，被从O型臂(2)切除的所述扇区中的部分沿相对于外罩(3)的主要部分的圆的拱形的相反方向平滑地弯曲，但是该切除部分也可具有某些其它形状，如楔形、矩形、直型乃至沿与大致呈圆形形状的外罩(3)的拱形的部分相同的方向弯曲。当上述类型的扇区被设置在O型臂(2)的基本上向下定向或可向下定向的区段处时，与不包括这种切除部的O型臂(2)相比，在利用本发明时可以更容易以坐姿来实施例如下肢的成像，检查口(4)可被驱动得更靠近地板水平面。另一方面，如果该成像设备被设置成可以调节O型臂(2)的高度位置及使O型臂(2)转动到使该O型臂(2)的中心轴线处于大致竖直的位置，人们也可使用该设备按站姿对患者成像。于是，所述设置到O型臂(2)的切除部使得患者更容易迈进检查口(4)及迈出该检查口，因为人们需要越过由O型臂(2)形成的“门阶(doorstep)”而使用的台阶的长度会更短。在根据图I的本发明的实施例中，检查口( 4 )仅是其主要部分大致被实施为圆。一扇区已被设置到检查口(4)，其形成该圆的延伸部。就是说，检查口(4)设置有扇区，在该扇区的区域内，检查口(4)的边缘距检查口(4)的圆形部分的中心(或距O型臂(2)的中心轴线)的距离长于检查口(4)的圆形部分的半径。例如当目的在于使得相对于O型臂结构的中心轴线垂直的截面的尺寸尽可能小时，如当考虑一个基本上设计用于对具有比人的躯干的直径更小的直径的解剖学构造如四肢进行成像的实施例时，检查口(4)的这种设计是优选的。例如当对带石膏的腿成像时,在该圆的某扇区中加大该检查口(4)便于 患者定位。在本发明的这种实施例中，我们谈论到检查口(4)，其呈圆拱形状的那部分的直径例如约为30-35cm。在根据图I的本发明的优选实施例中，检查口(4)大致呈滴状，即其延伸部的形状大致为具有截顶的等边三角形，但是所述延伸部自然也可呈某些其它形状。O型臂(2)的外罩(3)的不同于圆形形状的上述形状是本发明的一个优选实施例的一部分，但是外罩(3)也可以实施为一些其它形状。根据设备的基础结构，成像装置，即射线源(21)和图像信息接收器(22)设置在支撑成像装置的大致环形结构(2)内，并且可在所述结构内沿曲线路径运动，它们大致位于检查口(4)的相对两侧上。在图2中，在O型臂(2)内设置有环形支撑部(20)，射线源(21)与图像信息接收器(22)被设置到该环形支撑部的大致彼此相对的两侧上。支撑部(20)被设置成可借助于致动器(23)和传动带(24)而在支撑成像装置的结构(2)内旋转。因此，可以在成像装置的转动角范围内，从不同的方向对定位在检查口(4)处的物体进行成像，并且可以借助于本身已知的图像数据处理方法由获得的图像信息形成三维象素模型。在根据图2的实施例中，射线源(21)和图像信息接收器(22)被设置成可在支撑成像装置的所述大致环形结构(2)内相对于旋转中心运动，以便使得射线源(21)(射线源的焦点)离所述旋转中心以不同于图像信息接收器(22)的距离运动。在根据图2的设置方案中，射线源(21)附接在环形支撑部(20)的外圆周上，由此，当旋转该支撑部(20)时，射线源
(21)的焦点比附接在支撑部(20)内圆周侧上的图像信息接收器(22)离所述旋转中心运动更远。当因此使得图像信息接收器(22)更靠近正被成像的体积时，在使用给定尺寸的检测器(22)时，与图像信息接收器(22)要被从物体移动得更远的情况相比，可以使用更宽的光束，由此增加可被成像的体积。成像装置的移动范围还可按照与某些类似类型的现有技术设备不同的其它方式实施，即，通过将射线源(21)和图像信息接收器(22 )设置成可大致在检查口( 4)的相对两侧上沿着曲线路径运动比360度更短的距离来实施。该距离在本说明书的范围内指的是旋转角，优选地其被设置成略大于180度但显著小于360度,如约为210+/-20度。于是,将成像装置(21、22)设置成可离旋转中心按不同的距离运动，优选地，这可特别地在包括上述O型臂(2)中的切除部和检查口(4)中的延伸部的设置方案中实施。射线源(21)的操纵的范围可设置成不会延伸至O型臂的其中该外罩(3)已被如上述那样切除的那个扇区，另一方面，图像信息接收器(22)的操纵范围不会延伸至O型臂的其中设有如上所述的检查口(4)的延伸部的那个扇区。当所述延伸部和切除部距成像装置的旋转中心的最大尺寸被相对于成像装置从旋转中心旋转的那些不同距离适当设置时，该设备可如图3中所示那样实施，以便使得被设置成离旋转中心更远地运动的射线源(21)能够在检查口(4)的延伸部的外侧运动而图像信息接收器(22 )在设置到O型臂(2)的外罩(3)的切除部的内侧运动。尤其是，本发明的这种实施例使得能够实现一种结构，其中，例如考虑到四肢的成像，由于设置到检查口(4)的延伸部，可以使得检查口(4)的圆形部分的直径小于没有延伸部扇区时所能实现的直径，此外，可以将切除部设置到O型臂(2)的外罩(3)，其便于患者的若干定位程序。本发明的这种实施例可被作为紧凑的结构实施，并且其使得能够实现检查口(4)和整个O型臂(2)的外部尺寸都小于在不是这种情况时所能实现的。以上提到了设置到检查口(4)的延伸部便于例如将带石膏的腿定位到检查口。通过设置患者定位支撑件(8)可进一步方便将待成像的解剖学构造放置到检查口(4)，其中该患者定位支撑件相对于检查口(4)可动或可拆卸地附接以使得其既可定位到检查口(4)内用于成像的期望位置，又可定位或转移到其尽可能少地阻碍患者定位的位置。这种患者定位支撑件(8)的用途在于帮助正被成像的解剖学构造相对于O型臂(2)定位到期望点。优选地，根据本发明的一种患者定位支撑件(8)包括凹形结构，成像期间上肢或下肢可定位到该凹形结构。通过设置能够可拆地连接的患者定位支撑件(8)，可将不同的定位支撑件(8 )连接至设备以便使得能够通过将特定成像的具体特征考虑在内而使用定位支撑件。图3a和3b示出了根据本发明的一种方案，用于与检查口(4)相连地设置患者凳(30)。其中，图3a示出了主要用于与成像口(4)相连地(即在检查口(4)内)定位患者凳
(30)，这时O型臂(2)已经转动于水平位置，而图3b示出了彼此拆开的这种设置机构的某些部件。在本发明的该实施例中，附接至O型臂(2)的引导滑动件(33)设置成与检查口(4)相连。两个部分开放的孔或导槽(34)设置至引导滑动件(33)，并且它们的尺寸使得设置至患者凳(30)的两个导杆(32)能够沿导槽(33)运动，其中所述导杆也用作用于凳的腿。导杆(32)设计成使得，当从上方将患者凳(30)置于检查口(2)时，导杆(32)容易地到达其导槽(34)并且将其自身定位于其导槽(34)中。引导滑动件(33)可作为固定构造或能借助于连接装置(35)可拆地连接地设置至O型臂(2)。然而，在两种情况中，患者凳的引导滑动件
(33)或相应结构和导杆(32)或相应结构都优选地实现为形成至少两个支撑点，以便使得患者凳(30)总是被准确地、稳定地和不可旋转地定位于检查口(2)内的期望位置。根据本发明的一个优选实施例，引导滑动件(33)包括用于可拆地连接它的装置。这种装置可实现为与上述凹形定位支撑件(8)的相应装置相对应的结构，由此两者都可连接至与O型臂(2)相连地设置的相同连接结构。与患者凳(30)的连接结构相连地，例如与连接装置(35)和O型臂(2)相连地，例如，可设置一种装置来识别连接至设备的患者凳(30)。根据这种识别，或通过某些其它装置，设备的控制系统可设置成将自身设定于一种操作方式，其考虑到病人安全，只要凳(30)连接至O型臂(2)，就防止O型臂(2)的可能危险的运动。这些运动可包括例如转动O型臂(2)以及沿竖直方向驱动O型臂(2)超出使得凳(30)将立在地板上所需的操作范围。优选地，凳(30)的连接机构和/或上述操作范围还实现为使得它将不可能驱动O型臂(2)到达过低的位置以致其罩的下边缘将位于比患者凳(30)的踏板(31)更低的水平。通过这种设置结构防止出现以下可能性例如，患者站在凳(30)上而脚趾位于其外侧，以及当O型臂(2)被向下驱动时，脚趾将留在凳(30)和O型臂的罩(3)之间。这种用于在检查口(4)中定位患者凳(30)的设置结构还可自然地不同于图3a和3b中所示的情况。无论如何，优选地，这种设置结构使得将产生至少两个支撑点，其将凳按照期望方式并且在检查口(4)中不可旋转地定位。优选地，凳的定位装置(32、33、34)还实施为使得它们使O型臂(2)和患者凳(30)能够基本上沿支撑成像装置的结构(2)的中心轴线的方向相互相对运动，这使得可以通过仅仅改变O型臂(2)的高度位置而相对于凳并且进而相对于患者腿灵活地调节视野(FOV)的高度位置。在本发明的一个优选实施例中，相对于O型臂(2)的运动的竖直范围，并且在患者凳(30)已经附接至成像设备的模式中，连接设置结构和凳(30)的腿的结构、尺寸和比例实现为使得凳立在地板上，而不管O型臂(2)在设备的这种操作模式容许范围内被驱动的高度如何。即使本发明的优选实施例使得可以将O型臂(2)实现为紧凑结构，实际上，O型臂(2)的尺寸仍然为尤其是涉及较矮和/或较年长患者的这种数量级，不是它们将仅仅简单 地越过O型臂(2)进入检查口(4)中。需要的步子的长度可通过使用根据本发明的患者凳
(30)而缩短，由此当迈入O型臂(2)内时并不需要一路下来至地板水平面。需要的步子的长度可通过设置也处于O型臂(2)外侧的另一个凳或阶梯而进一步缩短。另一方面，如果目标是按站姿对例如患者的踝或下肢的下部解剖学构造的某其它部位成像，在不使用患者凳(30)或部分其它台架的情况下，这种成像甚至将不一定是可能的。当转动于水平位置的O型臂(2)可被驱动到的最低水平与患者站立的水平相同(或更高)时，总是限定某最小高度(低于其将不能对解剖学构造成像)的是O型臂的尺寸，以及尤其是成像装置(21、22)设置在O型臂(2)内的方式。因此，在成像设备已安装于地板上的情况下，例如转动于高于地板水平的水平位置的O型臂(2)的视野(FOV)总是存在最小下限，但是通过将患者自己定位在高于地板水平的水平上(即例如在凳子上)，就能够还在该高度的极限范围内使下肢的最低部位置于成像设备的视野的最小高度水平上，或者高于其。图4a和4b示出了用于使对设置至设备的定位支撑件(8)的高度位置的调节(用于调节定位支撑件(8)相对于O型臂(2)的中心轴线的位置)机动化的实施例，并且，此外，与对O型臂(2)的高度位置的调节同步地进行。因此，考虑按坐姿对下肢成像，例如，借助于致动器(MO)，定位支撑件(8)能够相对于O型臂(2)被驱动至其最下部位置，而借助于致动器(M1)，0型臂(2)被驱动至这样的高度位置，其中位于其最下部位置的定位支撑件(8)将定位于希望其在成像期间所位于的高度水平。被驱动至其最下部位置的定位支撑件(8)在检查口(4)内留下更多空间以定位肢体，并且在已设法将肢体置于期望方式之后，通过以相等速度向上驱动定位支撑件(8)和向下驱动O型臂(2)，可以使得装置准备好成像。这样，定位支撑件(8)和进而还有患者的腿相对于“患者的坐标系”(cmp.图4a和4b中的距离X)保持固定，而同时要成像的区域-确切地说视野(视野)-相对于希望成像的解剖学构造移动至期望位置。如上所述的相应功能还可以例如结合按站姿对下肢成像来实现，即这时O型臂
(2)被转动至水平位置。本发明的这个实施例在附图中并未分开地示出，因为在这种情况下设备的唯一新特征在于O型臂(2)至其支撑构造(I)的连接设置成使得能够相对于其支撑构造(I)(还)沿水平方向移动O型臂。因此，因而还可能在设备的这种成像模式中，在患者站在转到水平方位的检查口(4)中的同时，与如上所述相应地沿相反方向(即沿相反的水平方向)同步驱动O型臂(2)和定位支撑件(8)。在图5a和5b中，显示了用于相对于O型臂(2)的位置调节定位支撑件(8)的位置的又一个实施例。在根据这些图的方案中，为定位支撑件(8)设置平行于O型臂(2)的中心轴线的方向的运动自由度，其例如当对下肢成像时使得能够从多于一个位置对腿成像，以便使得患者不需要总是进行再定位以进行成像。就是说，于是患者被定位至定位支撑件
(8)—次就足够，并且，随后，相对于患者的视野(视野)的位置可以通过沿相反方向同步驱动定位支撑件(8)和O型臂(2)来移动，由此定位支撑件(8)相对于患者的坐标系保持固定(cmp.图5a和5b中的距离y)。与根据图5a和5b通过致动器(M3)驱动定位支撑件(8)时一样的相应功能还可通过将定位支撑件(8)(具有平行于O型臂(2)的中心轴线的运动自由度)设置成附接至某种 结构来实现，当O型臂(2)沿其中心轴线的方向运动时，该结构并不随着O型臂(2)的运动而运动。原则上，甚至患者自己可用作这种结构。因此，只要停留在设置成用于定位支撑件
(8)的运动的区域内，通过例如由带或条将定位支撑件(8)附接至患者的腿(或手)，就可以沿其中心轴线(2)的方向驱动O型臂(2)，而定位支撑件(8)没有随着O型臂(2)的运动而运动。更一般地说，因此，根据本发明，患者凳(4)设置成与检查口(4)连接，优选地以便使得凳的踏板(31)相对于环形结构(2)的位置被设置成可调节。通过一种构造使得这种调节可以实现，这种构造将患者凳(30)与O型臂(2)连接在一起，但是使得，在所述构造的操作范围内，当O型臂2沿其中心轴线的方向运动时,患者竟(30)保持静止不动。以上公开了一个实施例，其中凹形定位支撑件(8)或患者凳(30)可替代地连接至设置至设备的相同连接装置，例如，后者借助于分开的适配器或连接件(33)。然而，设备还可实现为使得定位支撑件(8)和患者凳(30)可同时使用。这可例如通过以下方式实现通过将定位支撑件(8 )和凳(30 )设置成具有其自己的连接装置，通过将适配器(33 )或O型臂(2 )自身设置成具有连接结构，其中定位支撑件(8 )和凳(30 )都可连接至该连接结构，或者通过提供一体化的定位支撑件-凳构造。考虑定位支撑件(8)的可能运动，可在设备的控制系统中设置控制功能，用于在支撑成像装置的大致环形结构(2)的检查口的区域内以第一速度并且沿第一方向由至少一个致动器移动定位支撑件(8)，和用于大致沿所述第一方向的相反方向大致以所述第一速度由至少一个致动器相对于所述支撑构造(I)同时地移动支撑成像装置的环形结构(2)。定位支撑件(8)沿第一方向的运动可包括大致沿与所述环形结构(2)的中心轴线的方向垂直的方向朝向检查口(2)的中心轴线移动定位支撑件(8)。因此，根据不同实施例，当支撑成像装置的结构(2)处于竖直方位时，定位支撑件(8)沿第一方向的所述运动可包括沿竖直方向移动定位支撑件(8)，于是支撑成像装置的结构(2)沿相反方向的所述运动包括支撑成像装置的结构(2)相对于其所述支撑构造(I)的竖直运动，相应地，当支撑成像装置的结构(2)处于水平方位时，定位支撑件(8)沿第一方向的所述运动包括沿水平方向移动定位支撑件(8)，于是支撑成像装置的结构(2)沿相反方向的所述运动包括支撑成像装置的结构(2)相对于其所述支撑构造(I)的水平运动。考虑要通过该设备进行成像，前文上述的成像装置(21、22)的旋转角在锥形光束断层摄影中是充分的，其中由射线源(21)产生的光束被设置成限制于真正的二维光束，并且该图像信息接收器(22)的形式和尺寸又至少使得其覆盖所述二维光束。在根据本发明的设备中，这种光束也可被设置成被限制于多于一种的尺寸和/或形状，由此图像信息接收器(22 )必须自然地设置成或者覆盖所有可能的光束尺寸和形状，或者其必须设置成是可变化的。图I中所示的设置成可附接而与支撑构造(I)连接的伸出的基座部(7)可以是可任选地设置到设备的部件，尤其当并不想用栓接或者其它方式将支撑构造(I)安装在地板上时，或如果考虑使用该设备的位置不能实现地板安装时，它的使用是有利的。伸出的基座部(7)帮助设备保持直立，并且，同时，例如可以在伸出的基座部(7)和支撑构造(I)下方设置轮子，以方便设备的转移，如将设备从一个成像房间转移到另一个房间。考虑这些用于安装设备的各种可能方式，优选的是将伸出的基座部(7)设置成可以可拆卸地附接到设备的支撑构造(I)。在根据图I的实施例中，已将位置大致在O型臂(2)下方的开口(10)设置到伸出 的基座部(7 )。目的在于该开口( 10 )应当位于患者凳(30 )在设定就位于O型臂(2 )的检查口(4)中时将要定位于的点处。这是实现患者凳(3)总是相对于设备定位于相同水平的一种方式，而不管设备是否安装有基座部，即凳(30)及其连接机构可以是相同的，而不管是否使用基座部(7)。在根据图I的实施例中，该设备的用户接口也与操纵杆(9)存在功能连接，该操纵杆(9)被设置成与O型臂(2)相连。这种操纵杆(9)的人机工程学定位使得能够移动O型臂(2)而不需要人员来从紧邻O型臂(2)的位置移离，进而也从患者移离。优选地，操纵杆
(9)被设置成至少操作使得向下移动该操纵杆就向下移动该O型臂(2)并且向上移动该操纵杆就向上移动该O型臂(2 )。图I中所示的本发明的优选实施例可实施为比较紧凑的结构，并且为实现上述优点中的许多优点，被实施为一种结构，其中呈圆拱形状的检查口(4)的主要部分的半径约为15cm或略多，另一方面，呈圆拱形状的O型臂(2)的主要部分的半径约为50cm或更少。此处，射线源(21)的焦点距成像装置(21、22)的旋转中心的距离可优选地被设置为例如大约390mm,图像信息接收器的该距离为大约190mm。对于本领域的技术人员显而易见的是，对于其细节，本发明也可按照不同于根据本发明的上述实施例的其它方式实施。


本发明涉及一种医学X射线成像设备，该设备包括支撑大致环形结构(2)即O型臂(2)的支撑构造(1)，该O型臂支撑成像装置(21、22)，并且检查口(4)设置至该O型臂(2)。支撑成像装置的所述大致环形结构(2)被设置成能至少沿竖直方向相对于所述支撑构造(1)运动。患者凳(30)被设置成与该设备相连地定位，并且定位装置(32、33、34)被设置成与所述检查口(4)相连，用于将患者凳(30)定位于检查口(4)中。