CN102858246A - 用于移动x射线器件的可折叠柱体移动装置 - Google Patents

Abstract

一种移动放射线照相装置具有便携式传送框架和分段垂直柱体，所述分段垂直柱体安装在所述框架上且界定垂直轴并且具有底座段，所述底座段具有相对于所述垂直轴的固定垂直位置，和可沿着所述垂直轴平移至可变垂直位置的至少一个可移动段。具有致动器的抗衡装置被耦合至所述垂直柱体的所述至少一个可移动段，所述致动器被激励以使所述至少一个可移动段沿着所述垂直轴平移。臂架装置支撑x射线源且耦合至用于将所述臂架装置垂直移位至一定高度位置的至少一个可移动段。高度感测元件提供指示所述臂架装置的高度位置的信号。

Description

用于移动X射线器件的可折叠柱体移动装置

技术领域

本发明一般涉及放射线照相领域，且特地地涉及便携式放射线照相成像装置。更明确而言，本发明涉及在移动放射线照相装置中的柱体高度调整，所述装置具有带可调整高度的x射线臂架的可折叠支撑柱体。

背景技术

在移动x射线装置在重症监护病房（ICU）和及时获取放射线照相图像是很重要的其它环境中具有特殊价值。因为其可在ICU四周和其它区域滑动并且直接送至病人床边，所以移动x射线装置允许使主治医师或临床医生拥有关于病人状况的最新信息，且在将病人移动至放射线设施的固定设备时帮助降低所承担的风险。

图1的透视图示出可用于计算放射线照相（CR）和/或数字放射线照相（DR）的常规移动x射线装置的实施例。移动放射线照相单元600具有包括用于显示所获图像和相关数据的显示器610的框架620和控制面板612，其具有允许键入指令的键盘，以储存、传输、修改和打印所获图像。

出于灵活性，单元600具有一个或多个轮子615和通常提供在腰、臂或手且水平的一个或多个把手625，其帮助将单元600导向至其预期位置。独立电池组通常提供源电力，免除了接近电源出口的操作需要。

支撑x射线源640的柱形支撑构件635安装至框架620，x射线源640也称为安装在臂架装置70（更简单地称为臂架70）上的x射线管、管头或发生器。在所示出的实施方案中，支撑构件635具有固定高度的垂直柱体64。臂架70从支撑构件635以可变距离向外延伸，且将柱体64上下平移至所需高度以获得图像。臂架70可向外延伸固定距离或可在可变距离上延伸。x射线源640的高度设置范围可从对足部和下肢成像的低高度至对病人上身部分的各种位置成像的肩部高度及以上。在其它常规实施方案中，x射线源的支撑构件不是固定的柱体，而是在接合机构处弯曲的铰接构件，以允许x射线源在垂直位置和水平位置的范围上移动。

设计支撑构件时必须解决的一个问题涉及定位安装在其臂架上的x射线源的方便性。出于在不同状况下操作的方便性，技术员应该能够在不需要双手，不需要附加工具，且不需要来自附近人员的帮助的情况下容易地将x射线源定位和定向。这包括将x射线源从其用于传送的对接位置移动至成像位置。x射线源的重量和其从垂直轴的向外延伸使提供定位方便性的机械问题复杂化。

尽管如单元600所述的常规移动x射线装置在许多应用中提供便携式成像能力，然而，现有设计具有可使这些器件在一些情况中难以部署的缺点。常规设计的一个常见问题部分是由于移动x射线装置所需的相对灵活性和运动范围。

图2的侧视图示出当传送移动放射线照相***时出现的重大问题，其示出为使用固定垂直结构-柱体64的移动放射线照相单元62。对x射线源68提供传送的臂架70（当处在其成像位置时通常从单元62向外延伸）朝技术员66折叠，以用于传送。这种传送位置帮助保护x射线源在移动期间免受破坏或免于引起阻碍。然而，当将所述单元从一个地方移动至另一个地方时，柱体64会阻挡技术员66的视线，使得不容易看到接近单元62前缘或直接在单元前方的物体。技术员在传送期间需要窥视柱体四周，并且在医院病房或其它位置中更可能出现碰撞或撞到其它设备或障碍物。当固定垂直柱体64在配件设备、器具或病人支持设备旁边经过或移动时也可能存在困难。随着视线被阻挡，技术员必须缓慢移动，影响了工作效率和响应时间。更可能发生意外和事故。

参考图2描述的减轻可视性和灵活性问题的某一类型的解决方案是提供可折叠柱体64，如以Wendlandt 等人的名义在2010年4月14日申请的共同让渡的美国专利申请S/N 61/323,503中所述。如使用伸缩柱体设计而将柱体64制成可折叠式不仅允许在移动放射线照相单元62的移动期间改进可视性，而且提供更紧凑且具有较低重心的更有利重量分配，促进技术员在不同房间移动所述单元。

虽然可折叠柱体具有胜过固定柱体高度的优点，然而，仍有许多问题待解决。一个特别受关注的方面涉及臂架移动的高度调整。因为可调整柱体高度和臂架高度两者，所以在帮助使其更自然地在各种高度位置之间切换时，一定量的协调是有用的，优选地使得技术员可在不用过多担心相对于臂架高度设置或调整柱体高度的情况下将注意力集中在获得最佳曝光设置条件上。

因此，需要改进移动x射线装置的设计，其允许相对于其臂架传送机构的高度而方便地调整可折叠柱体高度。

发明内容

本发明的一个目的是推进行动放射线照相的现有技术。本发明的另一目的是解决允许在垂直位置之间方便移动臂架总成的移动放射线照相单元的需要。

这些目的仅以说明性实例给出，且这些目的可以示例本发明的一个或多个实施方案。通过所公开的发明自然达成的其它希望目的和优点可出现或变得对所属领域技术人员而言显而易知。本发明是由随附权利要求书界定。

从一个方面来讲，本发明可提供一种移动放射线照相装置，其包括：便携式传送框架；分段垂直柱体，其安装在所述框架上且界定垂直轴并且包括具有相对于所述垂直轴的第一垂直位置的底座段，和可沿着所述垂直轴平移至可变垂直位置的至少一个可移动段；抗衡装置，其耦合至所述垂直柱体的所述至少一个可移动段并且包括被激励以使所述至少一个可移动段沿着所述垂直轴平移的致动器；臂架装置，其支撑x射线源且耦合至将所述臂架装置垂直移位至一定高度位置的至少一个可移动段；和高度感测元件，其提供指示所述臂架装置的高度位置的信号。

从替代方面来讲，本发明可提供一种移动放射线照相装置，其包括：便携式传送框架；分段垂直柱体，其安装在所述框架上且界定垂直轴并且包括具有相对于所述垂直轴的固定垂直位置的底座段，和可沿着所述垂直轴平移至可变垂直位置的可移动段；抗衡装置，其耦合至所述垂直柱体的所述至少一个可移动段并且包括张力元件和被激励以使所述可移动段沿着所述垂直轴平移的致动器；臂架装置，其支撑x射线源且可移动地耦合至用于将所述臂架装置沿着所述可移动段垂直移位至高度位置的范围内的一定高度位置；和一个或多个高度感测元件，其提供指示所述垂直柱体的可移动段上的所述臂架装置的高度位置的一个或多个信号。

从替代方面来讲，本发明可提供一种用于设置便携式放射线照相单元用于曝光的方法，所述方法包括：在便携式传送框架上安装分段垂直柱体，其中所述柱体界定垂直轴且包括具有相对于所述垂直轴的第一垂直位置的底座段，和可垂直平移以沿着所述垂直轴延长所述垂直柱体的至少一个可移动段；将抗衡装置耦合至所述垂直柱体的所述至少一个可移动段，所述抗衡装置包括被激励以使所述至少一个可移动段沿着所述垂直轴平移的致动器；将支撑x射线源的臂架装置耦合至所述至少一个可移动段以将所述臂架装置垂直移位至一定高度位置；和响应操作员指令以通过沿着所述垂直轴平移所述至少一个可移动段而调整所述臂架装置的高度用于曝光。

从替代方面来讲，本发明可提供一种用于设置便携式放射线照相单元用于曝光的方法，所述方法包括：提供安装在便携式传送框架上的分段垂直柱体，其中所述柱体界定垂直轴且包括具有相对于所述垂直轴的固定垂直位置的底座段，和可沿着所述垂直轴平移至可变垂直位置的可移动段；将抗衡装置耦合至所述垂直柱体的所述可移动段，所述抗衡装置包括被激励以使所述至少一个可移动段沿着所述垂直轴平移的致动器；将支撑x射线源的臂架装置耦合至所述可移动段以将所述臂架装置垂直移位至一定高度位置，其中所述臂架装置可移动地在沿着所述可移动段的至少一个部分延长的范围上垂直移位；和响应操作员向上或向下推动所述臂架装置而调整所述垂直柱体的高度用于曝光。

附图说明

将从附图中图示的本发明的实施方案的以下更特定描述了解本发明的前述和其它目的、特征和优点。图式的元件没有必要相对于彼此绘制。

图1示出使用用于定位x射线源的固定长度垂直柱体的常规移动放射线照相单元的透视图。

图2示出具有用于定位x射线源的固定垂直柱体的常规移动放射线照相单元的侧视图。

图3示出根据本发明的一个实施方案的具有分段垂直柱体的移动放射线照相单元的透视图。

图4示出具有被构造用于行进的分段垂直柱体的移动放射线照相单元的透视图。

图5示出根据本发明的一个实施方案的具有分段垂直柱体的移动放射线照相单元的侧视图。

图6是示出具有在折叠位置中的分段垂直柱体的移动放射线照相单元的侧视图。

图7是示出具有用于病人成像而完全延伸的分段垂直柱体的移动放射线照相单元的侧视图。

图8是示出具有用于病人成像而利用x射线源的臂架传送机构完全延伸的分段垂直柱体的移动放射线照相单元的侧视图。

图9是示出固定外底座段内的可移动段的分段垂直柱体的俯视截面图。

图10是图8的分段垂直柱体的透视图，其中为了可视性可移除臂架部分。

图11是示出可折叠柱体的上段上的臂架传送的透视图，其中传送在上位置中。

图12是示出可折叠柱体的上段上的臂架传送的透视图，其中传送在中间位置中。

图13是示出可折叠柱体的上段上的臂架传送的透视图，其中传送在下位置中。

图14A是示出一个实施方案中的臂架传送的托架机构的俯视图。

图14B是示出图24A实施方案中的臂架传送的托架机构的侧视图。

图15A和图15B示意性示出如何部署配重装置以对在使用分段垂直柱体的本发明的一个实施方案中的臂架装置提供提升力。

图16A和图16B示意性示出根据本发明的一个实施方案伸长的配重装置的使用，其中臂架装置分别被上升和下降。

图16C和图16D是示出上升和下降位置中的臂架装置和在下降时，示出向上延伸的配重装置元件的透视图。

图17A、图17B和图17C是示出用于使用具有伸长的配重装置的实施方案使臂架装置到达相同高度的许多可行性组合的示意图。

图18是示出根据本发明的一个实施方案的柱体高度调整装置的组件的方框图。

图19A是示出折叠条件下的柱体的方框图，其中臂架装置在其行进路径的底部附近。

图19B是示出延伸的柱体的方框图，其中臂架装置沿着其行进路径向上行进。

图19C是示出在完全延伸的条件下的柱体的方框图，其中臂架装置在其行进路径的顶部附近。

图19D是示出延伸的柱体的方框图，其中臂架装置沿着其行进路径向下行进。

具体实施方式

下文是本发明的优选实施方案的详细描述，对图进行参考，其中在许多图的每个中，相同参考数字指相同结构元件。

术语“第一”、“第二”等等在使用时，不一定表示任何顺序或优先关系，但可用于更清楚地彼此区别元件或时间间隔。

本发明的装置和方法解决了在没有常见于使用垂直柱体的许多类型的常规移动放射线照相设备的实体或视觉阻碍的情况下，可容易地在治疗设施内的不同地方移动的放射线照相单元的需要。如前文所述，这种***的x射线源必须允许从接近或高于成人的肩部水平至接近脚踝或足部的较低高度的较宽垂直运动范围上升高。实现这种移动范围的一个方式是使用如上文所述的接合支撑构件。一种在某种程度上更简单的机械设计是使用固定垂直柱体，如图1和图2中所示，x射线源安装在从柱体水平向外延伸且在柱体上垂直上下行进的臂架上。臂架70相对于垂直柱体的移动需要两种自由度：沿着垂直方向（即，沿着垂直轴）平移，以及绕垂直轴旋转。臂架70通常还在相对于垂直轴的方向上延伸至可变的水平长度，然而应注意，本发明的移动放射线照相装置中可使用固定长度的臂架。

图3的透视图示出根据一个实施方案的具有耦合至分段垂直柱体30的臂架70的移动放射线照相单元20。图3示出单元20，其中x射线源68处在成像位置，沿着与垂直轴V垂直的水平轴H向外延伸且支撑于臂架70上。图4示出替代配置中被构造用于行进的单元20，其中分段垂直柱体30被折叠，且x射线源68被安置成抵靠所述单元的顶表面。图5的侧视图示出了被构造用于行进的单元20，且示出了使用折叠的柱体如何胜过前文在图1和图2中所示的常规固定垂直柱体配置而改进技术员的可视性。

在图6至图8中所示的每个实施方案中，如上文参考图1所述，移动放射线照相单元20具有轮式传送框架22，且具有操作所需要的显示器和控制面板组件。安装在框架22上的分段垂直柱体30界定了垂直轴V，且具有抵靠框架22而放置的底座段32，并且具有相对于轴V且在一个实施方案中是固定垂直位置的第一垂直位置。一个或多个可移动段36可沿着垂直轴V平移延伸，使得臂架70可设置于可行高度设置范围上的适当高度。在每个实施方案中，x射线源68可设置于可变的垂直位置和水平位置，以及设置于绕垂直轴V的角度位置范围。

在图6至图19D中所示的实施方案中，分段垂直柱体30具有单个可移动段36。段36可以伸缩的方式相对于固定底座段32移动。臂架70从分段垂直柱体30向外延伸，且可绕垂直轴V至少在某一角度范围上旋转至一定位置。可以许多方式实现绕轴V的旋转。在图6至图19D中所示的实施方案中，分段垂直柱体30其自身关于其传送框架22旋转。在一个替代实施方案中，仅最外面的可移动段36以其附接臂架70旋转。在每个这些实施方案中，可同时执行绕垂直轴V的旋转和沿着垂直轴的垂直移位两者。

在图5的行进构造中，分段垂直柱体30被折叠，且臂架70向内旋转，以将x射线源68放置在稳定的对接位置，以用于移动，如在不同病人区域滑动。图6示出分段垂直柱体30从其行进位置向上并且旋转的最初高度，使单元准备部署。图7示出完全延伸的垂直柱体30，其中臂架70面朝外，且可移动段36处在其行程的最末端，其中x射线臂架70沿着水平轴H从分段垂直柱体30垂直向外延伸，准备在这个位置成像。

在便携式***中允许x射线源的垂直高度从高于成像技术员的肩部高度至相对较低高度的最大可行范围是有利的，如可能有利于对病人的足部或脚踝成像。应了解，这种所需高度范围对于伸缩柱体设计存在一个问题。当伸缩柱体被完全折叠时，如图6中所示，沿着可移动柱体36附接在固定位置的臂架70无法再向下移动。这种移动限制可能使便携式放射线照相***的伸缩配置不太理想。

本发明的实施方案通过使用与伸缩、分段的垂直柱体机械配合的臂架传送机构来解决这个困难，以允许x射线臂架在较宽的高度设置范围上的移位。有利地，操作员可容易调整x射线臂架高度，柱体和臂架组件的重量机械平衡，使得需要大体上均匀的力量，以将高度调整至高度范围内的任何水平。

图8的侧视图和下文示出了移动放射线照相单元20的一个实施方案，其中臂架传送机构40安装在可移动段36上，且可被致动以提供用源68以低于分段垂直柱体30通常可行的范围的较低高度成像所需的附加垂直范围，所述分段垂直柱体30在使用图6中所示的实施方案时完全折叠。臂架传送机构40允许臂架70垂直移位的第二模式，使得臂架70不仅被安装在垂直可折叠的柱体上，而且进一步允许其沿着可移动段的长度距离的垂直行程。图9示出了在图8的实施方案中的分段垂直柱体30的俯视截面图，其示出可移动段36，其中托架44作为臂架传送机构40的一部分，在固定外部底座段32内支撑臂架装置70。

图10是图8的分段垂直柱体的透视图，为更好的可视性，除去了臂架部分。当可移动段36在底座段32内部行进时，在底座段32内提供垂直开口72。开口72允许臂架装置70在处于折叠柱体构造时沿着底座段32的长度行进。在一个实施方案中，从弹性材料（如橡胶或塑料）形成或使用刷子或其它适当材料的套筒76在开口72上提供保护罩，其允许臂架70沿着开口行进。

出于移动放射线照相单元20的可用性，一个重要的设计考虑因素是将x射线源68相对于病人以及相对于x射线检测器面板而定位在适当位置所需的移动方便性。这是个复杂的机械问题，部分是由于x射线管和其准直仪的重量，其在一些***中可超过100磅。操作员应该能够在没有过度用力的情况下将x射线源68容易地移动至所需垂直和水平位置。此外，调整x射线源68的高度所需的力量应该在其垂直移位的全范围上平衡，使得高度从一个水平调整至另一个水平时大体上不需要附加的力量。

图11、图12和图13的透视图示出在沿着上方可移动段36的不同垂直位置上的臂架传送机构40和托架机构44。在这些图中，臂架传送机构40由导轨42内可移动的轮式托架机构44而耦合至段36。

分别在图14A和图14B中以俯视图和侧视图示意地详细示出的臂架传送机构40具有一系列轮子54，其在导轨42内旋转以提供垂直移位。在图14A和图14B中所示的实施方案中，为此功能使用四个轮子。两对附加轮子58以抵靠中心块60的垂直方向旋转，以抑制臂架70相对于垂直轴从一侧至另一侧的不必要移动。应了解，可使用臂架传送机构移动的替代实施方案，包括例如使用一个或多个直线轴承、滑块。

图15A和图15B示意地示出在本发明使用分段垂直柱体的一个实施方案中如何部署配重装置80，以对臂架装置70提供提升力。图15A示出如可能用于对例如病人的足部或下肢成像而以较低高度的臂架装置70，段柱体被折叠。图15B示出处在延伸位置的柱体，可移动段36从底座段32延伸，且臂架装置70朝其最大高度上升。配重装置80借助于滑轮82和缆线90可操作地耦合至臂架装置70。在与臂架装置70的配合移动中，配重装置80沿着轴78垂直移位，轴78是在柱体内以垂直轴V的方向延伸的腔体。

在图15A和图15B中所示的实施方案中，示出了抗衡装置130的组件。例如由张力元件104（如，张力弹簧）提供抗衡力S。当需要将可移动段36朝所需垂直位置驱动时，马达88或其它致动器提供附加抗衡力。可激励选用高度感测元件110，以提供指示柱体高度和/或臂架装置70相对于可移动段36的垂直位置的一者或两者的信号。如随后更详细所述，这个信号是用于致动马达88（当需要时）。为提供提升力，缆线92绕滑轮84且通过轮子86安排路线至张力元件104和马达88或其它致动器。在G处示出至可移动柱体36的机械地面。

配重装置80在分段柱体内部的轴78内行进，其中出于便携性，柱体是在维度上定大小。这在这个重型配重装置80的组件可允许的整个宽度维度（即，垂直于垂直轴V的维度）上设置了一些约束，所述配重装置80组件的重量以及因此可用的配重装置力取决于其体积和其组件材料的质量两者。配重装置在常规上使用铅，但是如果提供附加的体积，那么优选且可以使用认为危害较小的其它材料。除体积约束之外，优选保护操作员以免与移动部件（如内部滑轮、缆线）和涉及到臂架或柱体移动的相关移动组件可能的意外接触。

如图16A和16B中示意地示出，且在对应的图16C和图16D的透视图中，本发明的实施方案通过在垂直方向上延伸配重装置80的长度而解决宽度维度受限的问题。延伸段81在向上垂直方向上对配重装置80增加体积。图16A至图16D还示出臂架70相对于柱体段36的移位范围R。范围R取决于许多因素，包括可移动段36的高度和臂架传送机构40的组件的配置。在一个实施方案中，范围R例如介于24英寸与30英寸之间。

图16A和图16B示出呈折叠构造的垂直柱体30。如图16B和图16D中所示，随着臂架70降低，配重装置80的延伸段81可以在轴78上突出或延伸，所述轴的顶部边缘由垂直柱体38的顶部边缘79界定。在图16C和图16D的实施方案中，可选柱帽83提供至覆盖轴78。图16B示出轴高度H2，在一个实施方案中，其中轴78完全延伸通过固定柱体32。在一个替代实施方案中，轴78只部分延伸通过柱体32。在一个多柱体段实施方案中，轴78的顶部由最高可移动柱体的顶部边缘79界定。

图17A、图17B和图17C示出具有底座段32和可移动段36的分段垂直柱体30。如这些图中所示，可变柱体高度和可变配重装置80位置的组合允许许多可行性组合来使臂架装置70到达相同高度H1。在图17A中，例如，在到达高度H1时，可移动段36向上延伸且配重装置80的延伸段81从轴78的顶部突出达距离D1。在这里，臂架70移位至移位范围R的附近。在图17B中，到达相同高度H1，其中可移动段36延伸得略少；在这里，臂架70移位至其移位范围R的中间附近且配重装置80的延伸段81从轴78的顶部突出较少距离达D2。在图17C中，柱体被折叠且其中臂架70在示出为相对于可移动柱体36且在其移位范围R的顶部附近的位置，配重装置80完全封闭于轴78内，其中在顶部边缘上79上没有突出部分。如从本实施例可见，可存在用于利用分段垂直柱体30到达臂架装置70的中间高度的柱体和配重装置80组件的任何数量的可行性配置。

关于图15A至图17C，可以了解组件重量和滑轮构造的其它配置是可行的，以及使用配重装置的机械构造或不同类型的（例如）机电或液压致动器是可行的。如以上给定的实施例中所示，垂直柱体30可以具有允许可变高度的一个或多个可移动段。不同类型的机械制动构造还是可行的且可被提供用于帮助稳定柱体段或臂架装置70自身的垂直移动。

调整柱体高度

如已参考图15A至图17C所描述，柱体30高度的适当调整控制被允许用于调整臂架装置70高度的垂直移动的范围。设置柱体高度有许多考虑，包括：将获得的图像类型；如病人的床或其它支撑结构的高度和接收器相对于水平面的角的条件。

本发明的实施方案使用不同方法来设置柱体30的高度，例如：

（i）直接操作员控制。使用本方法，操作员启动指令以改变柱体30的高度。在控制面板612（图1）或这个目的专用的单独开关或控制件输入这个指令。使用本方法，操作员可以输入或变到设置高度，或按住键盘键或开关直到到达所需高度设置。（ii）根据观看类型的自动高度设置。使用本方法，操作员设置包括指定图像的观看类型，如，例如前后胸片x射线。根据本发明的一个实施方案，设置观看类型还选择关联的默认柱体高度值，使得放射线照相***根据作为用来曝光的操作员设置的部分的操作员指令自动调整柱体高度。在控制面板612（图1）或使用这个目的专用的单独开关或控制件输入这个信息。或者，操作员可以输入额外信息，所述信息包含病人的床或支撑平台的高度和接收器相对于真正水平面或垂直面或相对于管头上的准直仪的角。

（iii）辅助的操作员定位。使用本方法，操作员将臂架手动提升或降低至所需高度设置且相应地调整柱体高度。使用本方法允许操作员忽略柱体高度设置且只集中于将臂架和管头移动至正确位置。与方法（i）和方法（ii）不同，辅助的操作员定位要求***与操作员移动的互动。因此，控制柱体高度设置的操作员指令由向上或向下推动臂架70的操作员输入且可以（例如）由来自高度感测元件110的信号来检测。虽然未作要求，但有利的是提供被自动化用于提供臂架的平滑、连续移动的柱体高度调整，使得操作员在臂架移动范围的不同部分上向上或向下推动臂架70时，不需要施加额外的力。

图18的示意性方框图示出支持本发明的实施方案中的以上所列任何方法（i）、方法（ii）、方法（iii）的柱体高度调整装置116。控制逻辑处理器120与一个或多个高度感测元件110以及与马达88或其它致动器进行信号通信，所述控制逻辑处理器120可以是专用处理器、可编程逻辑阵列或微处理器，或可以是被提供用于移动放射线照相单元20的其它功能的机载计算机。在接收到指示需要柱体高度调整的信号后，控制逻辑处理器120致动马达88以使用滑轮84和86、缆线92和张力元件104的***改变柱体高度。在信号来自直接操作员控制（如以上（i）中）或根据曝光的观看类型（如以上（ii）中）的情况下，从控制面板612、机载控制逻辑计算机或处理器或其它开关获得信号。

因为针对辅助的操作员定位（如以上（iii）中）的柱体高度调整要求柱体高度与臂架70位置的协调，所以其更为复杂。本方法在操作员使用高度控制时有效地使用臂架70。如先前指出，人体工学柱体移动的目标是追踪臂架移位，使得只在柱体30被完全延伸或完全折叠时，臂架70处于移位范围R的最末端。否则，臂架70在其移位范围R内自由移动且操作员可以忽略柱体30高度设置。这要求感测臂架70对可移动段36的相对位置且在不要求单独的操作员注意或指令下，通过调整柱体30高度作为一种类型的“背景”操作来相应地补偿臂架70移动。

图19A和图19B的方框图根据一个实施方案示出抗衡装置130如何支撑分段垂直柱体30的延伸。图19A示出在臂架装置70的移位范围R的极端底部且在柱体30在其完全折叠条件下的臂架装置70的最低高度升高。随着操作员在臂架70上向上提升，抗衡装置130通过提供柱体30的对应延伸进行合作。为了允许臂架70的平滑移动，控制逻辑处理器120（图18）致动抗衡装置130以使柱体30延伸，使得其造成臂架70的向上移动而导致有效地位于相对于当前臂架70位置的移位范围R的中心。无必要精确地重新定位范围R，使得在臂架70移动至特定高度时，其在范围R的准确中心处或附近。自准确中心的一些滞后或超前距离可适用于平滑移动，使得除了柱体30在其最大延伸高度或其最小折叠高度时之外，臂架70并不到达其范围R内的行程的最末端。

运动控制的类似方法用于臂架70的向下移动，其中根据本发明的一个实施方案进行略微修改。通过图示，图19C示出处于其全高高度，其移位范围R的顶部和在柱体30完全延伸的情况下的柱体70。随着操作员降低臂架70，控制逻辑处理器120（图18）感测这个移动且通过降低柱体30进行补偿，这再次实现有效地位于相对于臂架70位置的移位范围R的中心的目标。但是因为臂架70将x射线管定位于病人上，所以相比于如图19B中所示的向上方向上的移动时，向下方向上的移动变慢。还可以在向下移动超出某个高度或在由（若干）高度感测元件110或其它感测元件指示的移动速度超出阈值的情况下制动制动器52。

在参考图19A至图19D描述的移动序列中，运动控制逻辑以互动方式追踪臂架70的相对位置且能补偿高度变化以及变化的速率。这样做需要控制逻辑处理器120获得并且响应关于臂架70位置和关于柱体30高度的更新信息。此外，可移动段36的平移速度可以取决于臂架装置70高度有多接近于移位范围R的上边界和下边界而变化。用于使两者适于相对位置的变化和位置变化的变化速率并且用于在执行这个补偿时提供平滑运动的控制解决方案为运动控制领域的技术人员所熟知。

存在许多使用运动控制领域的技术人员所熟知的不同类型的连续或离散传感器来感测臂架70移位的范围R内的臂架70移位以及柱体30高度的方法。在一个实施方案中，用作高度感测元件110的传感器是产生指示相对于柱体30或移位范围R内的臂架70高度的信号的线性检测元件，如线性编码器。这个信号连续更新用于控制逻辑处理器120的位置信息。根据一个实施方案，柱体30高度是由马达驱动逻辑确定。在替代实施方案中，多个传感器元件用作高度感测元件110，如以指示范围R内的行程的每个端附近的臂架装置70位置。或者，用于高度感测元件110的离散传感器可以是用于臂架70行程和柱体30高度两者的定位于不同设置点的限位开关或其它开关元件。或者，旋转编码器可以用作高度感测元件110。

根据本申请的实施方案，移动放射线照相装置的分段垂直柱体可以包括定位于第一垂直位置的底座段，可平移至可变垂直位置的至少一个第一可移动段和可平移至这些示例段可以被平移以改变分段垂直柱体的高度的可变垂直位置的至少一个额外（例如，中间）段。此外，单独或组合的这些段可以使分段垂直柱体围绕垂直轴旋转。臂架装置可以耦合至一个或多个这些段（例如，至少一个第一可移动段、至少一个额外段、底座段）以用于x射线源的定位。此外，至少一个中间段可以附接于第一可移动段与底座段之间或至少一个中间段可以附接于相对于底座段的第一可移动段的相对侧上。此外，至少一个第一可移动段和至少一个中间段可以安装于底座段内且底座段具有允许底座段内臂架装置的垂直行进的垂直开口，或第一可移动段和至少一个中间段可以安装于底座段的外部。在示例性构造中，臂架传送机构可被致动以沿着臂架装置所附接的段的至少一部分提供垂直移动。

已特定参考本发明的某些优选实施方案详细地描述本发明，但是应理解，所属领域技术人员可以在不脱离本发明的范畴下在如以上描述和如随附权利要求书指出的本发明的范畴内实现变更和修改。例如，可以使用马达88或由先前描述的张力机构104（如弹簧）任选补充的一些其它类型的致动器以许多方式实施抗衡装置130。臂架装置70可以使用配重装置80或一些其它类型的机械补偿以支持其在不同位置的垂直移位。额外传感器可以用于指示由操作员施加的力或压力大小且运动控制逻辑可以通过基于传感器检测更快或更慢地改变柱体高度作出响应。当制备用于传送的移动放射线照相单元10时，还可以自动或手动调整柱体高度以作为对接过程的部分。分段垂直柱体30可具有一个以上可移动段，其使用伸缩段的联动配置，使用额外滑轮或其它常规器件将所述伸缩段互连用于互相移动。 

因此，提供一种用于移动照相装置中的柱体高度调整的装置和方法，所述移动照相装置具有x射线臂架的高度可调整的可折叠支撑柱体。

Claims (10)

1. 一种移动放射线照相装置，其包括：

便携式传送框架；

分段垂直柱体，其安装在所述框架上且界定垂直轴并且包括具有相对于所述垂直轴的第一垂直位置的底座段，和可沿着所述垂直轴平移至可变垂直位置的至少一个可移动段；

抗衡装置，其耦合至所述垂直柱体的所述至少一个可移动段并且包括被激励以使所述至少一个可移动段沿着所述垂直轴平移的致动器；

臂架装置，其支撑x射线源且耦合至用于将所述臂架装置垂直移位至一定高度位置的至少一个可移动段；和

高度感测元件，其提供指示所述臂架装置的所述高度位置的信号。

2. 根据权利要求1所述的移动放射线照相装置，其中所述臂架装置可移动地耦合至所述至少一个可移动段，用于在高度位置的范围内将所述臂架装置沿着所述至少一个可移动段垂直移位至一定高度位置，且其中来自所述高度感测元件的信号进一步指示所述垂直柱体的所述至少一个可移动段上的所述臂架装置的高度位置。

3. 根据权利要求1所述的移动放射线照相装置，其中所述抗衡装置还包括张力元件。

4. 根据权利要求3所述的移动放射线照相装置，其包括：

一个或多个高度感测元件，其提供指示所述垂直柱体的所述可移动段上的所述臂架装置的高度位置的一个或多个信号，

其中所述一个或多个感测元件是从由线性编码器、旋转编码器和限制开关组成的组中取用。

5. 根据权利要求1所述的移动放射线照相装置，其中所述臂架装置可操作地耦合至配重装置，所述配重装置沿着所述分段垂直柱体内的垂直路径移动以支撑所述臂架装置的垂直移位。

6. 一种设置便携式放射线照相单元用于曝光的方法，所述方法包括：

在便携式传送框架上安装分段垂直柱体，其中所述柱体界定垂直轴且包括具有相对于所述垂直轴的固定垂直位置的底座段，和可垂直平移以沿着所述垂直轴延长所述垂直柱体的至少一个可移动段；

将抗衡装置耦合至所述垂直柱体的所述至少一个可移动段，所述抗衡装置包括被激励以使所述至少一个可移动段沿着所述垂直轴平移的致动器；

将支撑x射线源的臂架装置耦合至所述至少一个可移动段以将所述臂架装置垂直移位至一定高度位置；和

响应操作员指令以通过沿着所述垂直轴平移所述垂直柱体的所述至少一个可移动段而调整所述臂架装置的高度用于所述曝光。

7. 根据权利要求6所述的方法，其中所述操作员指令指示将获得的一种类型的放射线照相图像、将到达的高度，或者其中所述操作员指令包括向上或向下推动所述臂架装置。

8. 根据权利要求6所述的方法，其还包括获得指示所述臂架装置的高度位置的信号或者获得指示所述垂直柱体的高度位置的信号，其中获得所述信号包括从线性编码器获得所述信号，其中所述操作员指令是在键盘或触摸屏上键入，且其中将所述臂架装置耦合至所述至少一个可移动段包括在轨道内安装所述臂架装置。

9. 根据权利要求6所述的方法，其中所述臂架装置可以沿着所述可移动段在高度设置范围上移位，且其中平移所述至少一个可移动段包括根据所述臂架装置高度对所述范围的上边界和下边界的接近度而改变平移的速度。

10. 一种设置便携式放射线照相单元用于曝光的方法，所述方法包括：

在便携式传送框架上提供分段垂直柱体，其中所述柱体界定垂直轴且包括具有相对于所述垂直轴的固定垂直位置的底座段，和可沿着所述垂直轴平移至可变垂直位置的可移动段；

将抗衡装置耦合至所述垂直柱体的所述可移动段，所述抗衡装置包括被激励以使所述可移动段沿着所述垂直轴平移的至少一个致动器；

将支撑x射线源的臂架装置耦合至所述可移动段以将所述臂架装置垂直移位至一定高度位置，其中所述臂架装置可移动地在沿着所述可移动段的至少一部分延长的范围上垂直移位；和

响应由操作员向上或向下推动所述臂架装置而调整所述垂直柱体的高度用于曝光；

其中调整所述垂直柱体的高度包括补偿向上或向下推动以调整所述臂架装置高度朝向所述范围的中心。

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