安裝在天花板上的醫療成像系統的制作方法
【專利摘要】一種能安裝在支撐結構上的醫學成像裝置，該支撐結構具有水平表面和至少一個大致的垂直表面。該成像裝置包括框架和機架，機架上有輻射源和輻射檢測器。機架可相對于框架轉動。所述成像裝置包括第一垂直調節元件和第二垂直調節元件。第一垂直調節元件具有連接至所述水平表面的第一端和連接至所述框架的第二端，所述第一端到第二端的距離稱為第一距離，并在第一范圍內是可調節的。第二垂直調節元件具有連接到所述框架的第三端和連接到所述機架的第四端。第三端到所述第四端的距離稱為第二距離，并且在第二范圍是可調節的，第四端可相對于所述第三端轉動。
【專利說明】安裝在天花板上的醫療成像系統
【技術領域】
[0001]本發明實施例涉及安裝在天花板上的醫療成像系統，如牙齒成像系統。
【背景技術】
[0002]醫療成像設備能夠執行各種不同類型的成像(如放射線照相，磁共振成像(MRI)，計算機斷層攝影(“CT”)等等)。對于牙齒成像系統，如常規牙科CT系統，患者常常正直地坐在斷層攝影裝置中，X-射線源和檢測器圍繞患者轉動。X-射線源和檢測器分別安裝到所述斷層攝影裝置的機架上。
【發明內容】
[0003]二維全景和三維錐形束牙科X-射線產品已成為許多牙科診所的一種重要工具。然而，他們通常非常大，占用了大量寶貴的地面和墻壁空間。牙齒成像設備一個主要賣點是圖像質量，而成像質量至少部分地由旋轉機架的輻射檢測器到輻射源的距離決定。不幸的是，為容納更大的距離，許多高品質裝置需要占用16平方英尺甚至更大的辦公地面空間。另外，正在成像的患者的體積和方位也受到這些設備占地大小的限制。當患者使用寬輪椅和諸如此類設施使這種情況更嚴重。
[0004]鑒于現有成像裝置的缺陷和局限性，本文提供了一種發明，涉及一種具有機架組件并可配置成能安裝到天花板或其他架空的、基本水平的表面上的成像裝置。通過從天花板上安裝機架組件，本發明把用于支持成像裝置的地面空間最小化，從而更有效地利用辦公室現有空間。本發明在適應特定體積或方位的患者時，如坐輪椅的患者時，允許更大的靈活性。
[0005]在一個實施例中，本發明提供了一種醫學成像裝置。該裝置可安裝在具有一個水平表面和至少一個基本垂直表面的支撐結構上。該成像裝置包括框架，機架，第一垂直調節元件和第二垂直調節元件。機架上有輻射源和輻射檢測器。所述第一垂直調節元件上有連接到所述水平表面的第一端和連接到所述框架的第二端，所述第一端到第二端的距離為第一距離，并且該第一距離在第一范圍內可調節。第二垂直調節元件具有連接到所述框架的第三端和連接到所述機架的第四端。第三端到所述第四端的距離為第二距離，并且該第二距離在第二范圍內可調節，第二范圍小于第一范圍，并且所述第四端可相對于所述第三端轉動。
[0006]在另一個實施例中，本發明提供了一種醫學成像裝置。該裝置可安裝在具有一個水平表面和至少一個基本垂直表面的支撐結構上。該成像裝置包括底座，大致“L”形的框架，機架和線纜。所述底座能連接到所述的垂直表面上。所述框架連接到底座上，以實現對其相對的垂直移動，并且所述框架有第一支腿和第二支腿。所述機架可旋轉地安裝在所述第一支腿上，該機架包括輻射源和輻射檢測器。所述線纜延伸在所述第一支腿和水平表面之間，該線纜被配置成至少部分地支撐框架和機架產生的負荷。
[0007]在另一個實施例中，本發明提供了一種醫學成像裝置，該裝置能安裝在具有水平表面和垂直表面的固定支撐結構上。所述垂直表面上有多個垂直間隔的橫檔。所述醫學成像裝置包括框架，橫向支撐臂和機架。所述框架能連接到水平表面并相對其作垂直移動。所述橫向支撐臂連接到所述框架，并配置成與垂直間隔的橫檔中對應的橫檔配合，以保持框架相對垂直表面的水平位置。所述機架連接到框架并能相對框架轉動，該機架包括輻射源和輻射檢測器。
[0008]在另一個實施例中，本發明提供了一種醫學成像裝置，該裝置能安裝到水平表面上。所述醫學成像裝置包括框架，機架，調節元件和橫向支撐元件。所述框架連接到水平表面并能相對水平表面垂直移動。所述機架具有輻射源和輻射檢測器。所述調節元件調整所述機架相對于所述框架的垂直位置，所述調節元件具有第一端和第二端，調節元件的第一端連接到所述機架，第二端連接到所述框架。所述第一端到第二端的距離為第一距離，且第一距離在第一范圍內可調節。所述第一端也能相對所述第二端轉動。所述橫向支撐元件用于所述第一端相對第二端轉動時的水平對齊。
[0009]通過【具體實施方式】和附圖，本發明的其它方面將變得很明顯。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1示出的是醫學成像系統的一個實施例的立體圖。
[0011]圖2示出了圖1的醫學成像系統的機架組件。
[0012]圖2a和2b示出了用于圖2所示機架組件的橫向支撐結構或組件的典型實施例。
[0013]圖3a和3b示出了在多個位置的具有第一垂直調節元件的圖2的機架組件，該機架組件具有一個實施例的橫向支撐組件。
[0014]圖4a和4b示出了在多個位置的具有第一垂直調節元件的圖2的機架組件，醫學成像裝置具有另一個實施例的橫向支撐組件。
[0015] 圖5a和5b示出了在多個位置的具有第二垂直調節元件的圖2的機架組件。
[0016]圖6a_c示出了醫療成像系統的另一個實施例。
【具體實施方式】
[0017]在對本發明實施例進行詳細說明前，應該理解的是，本發明并不限于本文描述和附圖中展示的部件布置和結構細節的應用。本發明也包括其他以各種方式實踐或執行的實施例。
[0018]圖l-5b示出醫學成像系統10的一個實施例，該系統具有能安裝到天花板或其他架高的水平平面18上的機架組件14。本發明的醫療成像系統10用于減少類似的地面安裝的成像系統的占地空間，所述類似的地面安裝的成像系統通常需要大的占地空間(通常大于16平方英尺)，以提供產生高質量圖像必需的穩定性。
[0019]此外，本發明包括兩級垂直調節系統，其提供了更大的靈活性，以滿足體型、尺碼和成像方位不同的患者的要求。該兩級系統允許本發明適應病人不同方位(如站，坐)，以及過大的輪椅。
[0020]在圖示結構中，所述醫學成像系統10的機架組件14包括框架22、可調節地連接到框架22并相對其可轉動的機架26、和可連接到垂直表面或墻壁34的橫向支撐組件30。
[0021]所述醫學成像裝置10還包括單獨并位于遠離機架組件14而形成的電子設備附件38 (如控制站)。電子設備附件38包含控制機架組件14和向機架組件14供電所必需的輸入端和電源。電子設備附件38遠離機架組件14，如放在在壁櫥，走廊等，進一步有助于減少系統10的占地面積。為了盡量減少絆倒的危險，該電子設備附件38由經過天花板18的電線束(如電氣配線)或管道42電連接到所述機架組件14。分離的電子設備附件38使運輸本發明比地面安裝的同類設備更簡單更便宜。
[0022]圖1和圖2_5b中所示的醫學成像系統10的框架22是一個連接到天花板18并能相對于天花板18在第一范圍內垂直移動(如不同的距離A)的基本剛性元件。框架22在距離天花板18為第一距離的第一位置(見圖3a)和距離天花板18為第二距離的第二位置(見圖3b)之間是可移動的。在組裝時，框架22通過延伸在框架22和天花板18之間的第一垂直調節元件46連接到天花板18(下面描述)。框架22是由剛性材料組成，如能承受機架26的重量而不會變形或弱化的金屬桿或金屬板。
[0023]如圖1和2_5b所示，第一垂直調節元件46延伸在天花板18框架22之間。第一垂直調節元件46通常包括兩個元件46a、46b，這兩個元件各自具有連接到天花板18的第一端50和連接到框架22的第二端54。在使用期間，可以調節每個元件的總長度(如通過來自電子設備附件38的命令)，在第一范圍內改變框架22和天花板18之間的距離。在所示結構中，每個垂直支撐元件46a、46b包括線性致動器。為保證所述組件14的安全，每個垂直調節元件46a、46b連接到天花板托梁或者天花板內其他剛性支撐元件。
[0024]如圖2_5b所示，橫向支撐組件30延伸在框架22和墻壁34之間，盡量減小使用過程中由機架26產生的振動導致的圖像失真。更具體地，橫向支撐組件30作為一個穩定機構，保持所述框架22相對墻壁的水平位置。
[0025]圖2、3a和3b示出了橫向支撐組件30的一個實施例，該橫向支撐組件30具有橫向支撐元件60和多個連接到墻壁34的垂直隔開的橫檔64。在使用過程中，橫向支撐元件60連接到垂直隔開的橫檔64中的相應的一個上，以固定框架22在其上。在所示結構中，橫檔64沿墻壁34的高度間隔均勻地錨定在墻壁上。橫檔64可以包括環，閂，鉤等。
[0026]本發明的橫向支撐元件60包括剛性的桿，該桿的一端連接到框架22上，相反的另一端是一鉤端68 (圖2)。在使用過程中，操作者調節框架22相對于天花板18的垂直高度，直到實現所需的高度。然后，用戶把鉤端68連接到此時基本與框架22高度對應的橫檔64上(見圖3a和3b)。一旦連接，橫向支撐元件60就保持框架22相對于所述墻壁34的水平位置。在一些實施例中，橫向支撐組件30包括水平的橫檔64和垂直方向的支撐兀件60(見圖2a)。在其它實施例中，橫向支撐組件30包括垂直的橫檔64和水平方向的支撐元件60 (見圖 2b)。
[0027]要為新患者重新調節框架22的高度，用戶從橫檔64上斷開支撐元件60，根據需要調節框架22的高度，然后重新連接支撐元件60到與所述框架22新高度對應的另一橫檔64上。
[0028]因為橫向支撐元件60在水平定向時(如框架22豎直地與橫檔64對齊)是最有效的，橫檔64之間的距離能夠至少部分地決定框架22運動的“粗劣度”。因此，相鄰橫檔64之間的距離小于第二垂直調節部件94 (下面描述)的范圍，以確保機架26能適應所有的垂直位置。
[0029]圖4a和4b示出的是另一實施例的橫向支撐組件76，其包括連接到墻壁34上垂直方向的軌道80，和一個連接到軌道80并可相對其移動的托架84。所述托架84連接到軌道80，使其可以垂直而不是水平沿著軌道80移動。因此，當框架22相對于天花板18垂直調節時，托架84能夠沿著軌道80行進，同時可連續地保持機架組件22的水平位置。在一些結構中，托架84還包括止動件或制動裝置(圖中未示)，以確保固定框架22在特定垂直位置。
[0030]機架組件14還包括一對延伸在框架22和天花板18之間的安全線纜88 (即安全部件)。每個線纜88具有足夠的長度，以允許框架22全范圍的位置上移動，并且每個線纜88具有足夠的強度，以承受框架22、機架26以及機架組件14其它元件的重量。如果發生故障(如第一個垂直調節元件46分離或斷裂)，框架22只能下落很短的距離就會被安全線纜88停住。
[0031]如圖l-5b所示，機架26連接到框架22上，并能相對于軸90垂直運動和旋轉。裝配時，機架26通過第二垂直調節元件94 (下面描述)連接到框架22，第二垂直調節元件94能獨立于第一垂直調節元件46運動。機架26包括輻射源96和輻射檢測器98，彼此位置相反并面對。在使用過程中，輻射源96和輻射檢測器98協同工作，產生本領域中熟知的患者的二維或三維圖像。
[0032]第二垂直調節元件94包括連接到所述機架26的第一端102、和連接到所述框架22的第二端106。第二垂直調節元件94的長度是在圖5A所示的第一垂直位置和圖5B所示的第二垂直位置之間的第二范圍內是可調節的，其中第一垂直位置指所述機架26距離所述框架22為第一垂直距離，第二垂直位置指所述機架26距離所述框架22為第二垂直距離。第一端102也可相對于第二端106轉動，允許機架26能相對所述機架組件14的其余部分轉動(如產生三維圖像時)。在圖示的實施例中，機架26的旋轉是通過位于框架22上的齒輪箱110驅動的。在所示結構中，第二垂直調節元件94的調節范圍比第一垂直調節元件46的調節范圍小。
[0033]使用該攝像裝置10時，操作者首先把患者安置在機架組件14下方，使患者的頭部基本上與機架26的軸線90對齊。根據成像要求和患者的身體狀況，患者可以被置于多個位置中(如坐,站或在輪椅上)。
[0034]使用電子設備附件38的控制鍵，操作員通過改變第一垂直調節元件46a，46b的長度粗略地調節框架22的垂直位置(并因此調節機架26的其余部分的垂直位置)。一旦框架對準那個緊接對齊患者頭部的橫檔64時，操作者把橫向支撐元件60連接到墻壁34上的對應橫檔64上，固定框架22。如果使用的是橫向支撐組件30的軌道80的實施例，操作者可使止動器接合在托架84上(如果存在)。
[0035]然后，操作員通過改變第二垂直調節元件94的長度精確調節機架26的垂直位置。
一旦在適當位置(如輻射源96和輻射檢測器98豎直與病人的頭部對準)時，用戶即可開始本領域熟知的成像過程。在需要三維圖像的情況下，用戶也可驅動變速箱110，使機架26以軸線90圍繞用戶頭部轉動。
[0036]當成像過程完成后，操作者可逆轉上述過程，向上收起機架組件14，以便充分利用辦公室的地面和墻壁空間。
[0037]圖6a_6c所示的是另一個實施例的成像組件500，圖6a是立體圖，圖6b和6c是側視圖。第二個實施例的成像組件500包括:可連接到大致垂直墻壁508的底座504，相對底座504可調節的框架512，安裝在框架512上的機架516，和支撐組件520。與上面描述的成像組件10類似，成像組件500設計為在保證圖像質量同時，盡量減少占用的地面空間。
[0038]成像組件500的底座504包括一對托架521a，521b，每一個托架連接到所述墻壁508，并且托架構成為能在其內部可滑動地容納框架512的一部分。在使用過程中，安裝座504構造成允許框架512相對其垂直移動同時限制框架512相對墻壁508的橫向運動。
[0039]成像組件500的框架512是大致“L”形，具有第一支腿528和第二支隊536，其第一支腿528具有第一端532,第二支腿536具有第二端540。如圖6a所不,第一支腿528還包括一個切口而成的兩個叉子528a，528b，每個叉子終止于第一端532。組裝時，框架512的第一支腿528的至少一部分裝入504底座中并可垂直移動以調節第二支腿536相對于天花板544的位置(見圖6a和圖6b)。第一支腿528還包括一個釋放/鎖定手柄545,也稱為鎖，用戶用來調節和固定框架512相對于所述底座504的垂直位置。手柄545包括例如彈簧觸發器546，其連接到把手545的凸起上，凸起有選擇性地嵌入底座504上的孔或凹口 547中。當按下觸發器546時，凸起從孔547中脫開，可啟動框架512豎直調節。當釋放觸發器546時,手柄545的凸起向后移動嵌入一個孔547中，鎖定框架512的垂直位置。
[0040]框架512的第二支腿536從第一支腿528的頂部沿大致垂直方向延伸出來。第二支腿536向外延伸形成所述第二端540，從而作為機架516的安裝點。
[0041]成像組件500的機架516連接到框架512的第二支腿536的第二端540，并與墻壁508保持一個固定距離。機架516通過一個旋轉組件548連接到框架512的第二端540。在攝像組件500的操作中，操作者可以選擇相對框架512旋轉機架516，以產生三維圖像。與前文描述的機架26類似，機架516包括輻射源552和輻射檢測器556，彼此位置相反并面對。在攝像組件500的操作中，檢測器556和輻射源552協同工作，產生想要的病人的圖像。
[0042]雖然本發明描述中含有旋轉組件548，但在其他結構中，臺架516也可以通過類似于上述的第二個垂直調節元件94的裝置連接到所述框架512的第二端540，使機架516相對于該框架512既可垂直調節又可以旋轉。
[0043]成像組件500還包括支撐組件520，用以至少部分地支撐機架516的重量，而不管框架512相對于所述安裝504的位置。在所示結構中，支撐組件520包括線纜560，該線纜560起始于所述第二支腿536的第二端540，延伸通過一個或多個支撐元件或滑輪564和一個基座滑輪576，并終止于所述第一支腿528的第一端532。組裝后，支撐組件520產生支撐長度568，其從所述第二端540延伸到天花板544 ;且產生錨定長度572，其從所述第一端532延伸到基座滑輪576。當第一支腿528鎖定在所述底座504以固定機架高度時，支撐組件520施加第一支腿528和第二支腿536之間的張力，從而保持它們之間的角度，并防止框架512下垂，彎曲，或折斷。
[0044]在操作過程中，支撐組件520能夠適應框架512相對于底座504的任何垂直移動。例如，如果框架512垂直向上移動一個單元，支撐長度568將縮短一個單元，同時錨定長度572增加一個單元。由于線纜的剩余支撐件564保持固定，所以線纜路徑的總長度保持恒定，且線纜560可繼續至少部分地支撐機架516的重量(見圖6b)。相反，如果框512垂直向下移動一個單元，錨定長度572將減小一個單位而支撐長度568將增加一個單位，線纜路徑的總長度仍然保持不變(見圖6c)。因此，線纜560實質上是通過自身把力施加到所述第二端540和第一端532，達到所希望的支撐作用。
[0045]如圖所示，支撐組件520還包括配重578，沿每根線纜560固定。相應的，不管框架512的任何位置，恒定的張力都施加到所述第二端540。在其他實施例中，線纜560不包括配重578，但同樣從第二端540延伸，通過一個或多個支撐件564和底座滑輪576，直至框架512的第一端53 2。
【權利要求】
1.一種能安裝在支撐結構上的醫學成像裝置，該支撐結構有一個水平表面和至少一個大致的垂直表面，所述成像裝置包括: 框架； 機架，該機架具有輻射源和輻射檢測器，并且所述機架可相對于框架轉動； 第一垂直調節元件，其具有連接到所述水平表面的第一端和連接到所述框架的第二端，所述第一端到第二端的距離為第一距離，且第一垂直調節元件被配置成能使第一距離在第一范圍內可調節；和 第二垂直調節元件，其具有連接到所述框架的第三端和連接到所述吊架的第四端，所述第三端到所述第四端的距離為第二距離，且第二垂直調節元件被配置成能使第二距離在第二范圍內可調節。
2.根據權利要求1所述的醫學成像裝置，其特征在于，第二范圍小于第一范圍。
3.根據權利要求1所述的醫學成像裝置，其特征在于，第一垂直調節元件包括線性致動器。
4.根據權利要求1所述的醫學成像裝置，還包括橫向支撐元件，以保持框架相對于垂直表面的水平位置。
5.根據權利要求4所述的醫學成像裝置，其特征在于，所述橫向支撐元件包括連接到垂直表面的軌道和連接到 所述框架并可沿軌道移動的托架。
6.根據權利要求5所述的醫學成像裝置，其特征在于，所述框架相對于所述水平表面的垂直運動使托架沿軌道移動。
7.根據權利要求3所述的醫學成像裝置，其特征在于，橫向支撐元件包括從框架上延伸出來的托架，所述托架能連接到安裝在垂直表面上的多個垂直間隔的橫檔中對應的橫檔上。
8.根據權利要求1所述的醫學成像裝置，其特征在于，還包括在所述水平表面和框架間延伸的安全部件。
9.根據權利要求8所述的醫學成像裝置，其特征在于，所述安全部件包括線纜
10.根據權利要求1所述的醫學成像裝置，其特征在于，所述框架和機架形成一個機架組件，并且其中，所述成像裝置進一步包括與機架組件分開的控制站。
11.根據權利要求10所述的醫學成像裝置，其特征在于，機架組件和控制站通過電線束連接。
12.一種能安裝在支撐結構上的醫學成像裝置，該支撐結構有一個水平表面和至少一個大致的垂直表面，所述成像裝置包括: 可連接到所述垂直表面的底座； 大致“L”形的框架，該框架連接到所述底座上以實現相對的垂直移動，所述“L”形的框架有第一支腿和第二支腿； 機架，該機架可旋轉地安裝在所述第一支腿上，該機架有輻射源和輻射檢測器；和 在所述第一支腿和水平表面之間延伸的線纜，該線纜被配置成至少部分地支撐框架和機架產生的負荷。
13.根據權利要求12所述的醫學成像裝置，其特征在于，還包括連接到所述水平表面和垂直表面中的至少一個上的一個或多個支撐元件。
14.根據權利要求13所述的醫學成像裝置，其特征在于，所述線纜包括連接到所述第一支腿的第一端，連接到所述第二支腿的第二端，和跨在所述支撐元件的主體。
15.根據權利要求13所述的醫學成像裝置，其特征在于，所述一個或多個支撐元件包括一個或多個滑輪。
16.根據權利要求12所述的醫學成像裝置，其特征在于，所述線纜包括延伸在第一支腿和水平表面之間的第一部分、和延伸在第二支腿和固定連接到垂直表面的支撐元件之間的第二部分。
17.根據權利要求16所述的醫學成像裝置，其特征在于，所述第一部分的長度增加量與所述第二部分的長度減小量相等。
18.一種能安裝在固定支撐結構上的醫學成像裝置，該固定支撐結構有一個水平表面和一個垂直表面，所述垂直表面上有多個垂直間隔的橫檔，所述醫學成像裝置包括: 框架，其連接到水平表面以實現對其的相對垂直移動； 連接到所述框架的橫向支撐臂，其配置成與垂直間隔的橫檔中對應的橫檔配合，以保持框架相對于垂直表面成水平或特定角度位置；和 連接到框架并相對其轉動的機架，該機架有輻射源和輻射檢測器。
19.根據權利要求18所述的醫學成像裝置，其特征在于，所述機架連接到所述框架，并能相對其作垂直移動和轉動。
20.一種能安裝到水平表面的醫療成像裝置，所述醫學成像設備包括: 連接到水平表面并相對其作垂直移動的框架； 具有輻射源和輻射檢測器的機架，所述機架可相對于框架轉動； 用于調節所述機架相對于所述框架垂直位置的調節元件，所述調節元件具有第一端和第二端，調節元件的第一端連接到所述機架，第二端連接到所述框架，所述第一端到第二端的距離為第一距離，第一距離在第一范圍內可調節；以及 橫向支撐元件，用于當所述機架相對所述框架轉動時保持水平對齊或成角度對齊。
【文檔編號】A61B6/14GK104042234SQ201410097632
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月14日 優先權日:2013年3月14日
【發明者】F·W·考德雷, F·斯佩蘭薩, C·A·雅科諾, T·貝特里奇 申請人:牙科成像技術公司