具有集成的x射线屏蔽罩的移动x射线单元的制作方法与工艺

本发明的实施例一般涉及移动x射线成像，以及更具体地来说，涉及具有集成的x射线屏蔽罩的移动x射线单元和制造此移动x射线单元的方法。

背景技术：
常规移动医疗诊断成像系统，如移动数字x射线成像系统，广泛地被医院、创伤中心和门诊部使用。移动数字x射线成像系统主要由安装在电池供电的电动机架上的x射线管和x射线发生器组成。在化学胶片或电子检测器的成像介质之一上执行成像。当患者无法移到基于固定的x射线成像系统时，往往使用移动医疗x射线成像系统。为了对患者成像，医生将移动医疗x射线成像系统移向患者，并将射线管定位于患者的一侧，将胶片屏幕箱或电子检测器置于患者的另一侧，并对曝光成像。对于化学胶片成像，医生将胶片盒移送到胶片处理器，将胶片显影并在最后将制作完成的胶片滑送到光箱上以便通过尤其考虑曝光技术和患者定位来确保曝光是达到诊断质量的。对于电子检测器，将电子图像数据存储在电子介质上，并以物理方式将其递送到能够处理和/或显示该图像的电子系统。在移动医疗x射线成像系统的操作中，认识到必须为执行扫描的医生或医师屏蔽系统产生的x射线辐射。传统上，通过穿戴保护性铅工作裙来为医生屏蔽系统产生的x射线辐射。但是，认识到存在与此类铅工作裙的穿戴和使用关联的多种缺点。例如，保护性铅工作裙典型地非常笨重且太不方便反复穿戴和脱下。因此，存在与笨重铅工作裙的穿戴和频繁更换（即，穿戴/卸除）关联的日常不适和压力，并且存在与使用笨重铅工作裙关联的长期影响/损伤以及对医师身体状况的影响。此外，工作裙往往与体液（例如血液）接触，这只能通过人工冲洗、干燥、消毒来进行处理，这往往是繁琐工作，需要工作人员以安全方式执行这些工作（因为工作裙不适于机器清洗）。而且，多个医师可能有时共用工作裙，并由此易于产生与工作裙的不适卫生状况关联的风险。除了与使用铅工作裙关联的用户舒适性和卫生问题外，还认识到此类工作裙随着时间推移由于正常磨耗以及未良好地维护而可能内部受损。如果医师一直使用这些受损的工作裙，则他们潜在地将暴露于有害辐射下，并因此必须实施卫生和繁琐的工作裙标记连同严格检验观察和管理协议，以便确保铅工作裙处于可使用状态。即使以适合状态维护铅工作裙时，仍认识到在一些国家，由于认识不足和资源缺乏，医师可能在未使用足够保护的情况下执行x射线过程，因为移动x射线成像系统本身不会预防误用（例如，未穿戴工作裙时操作系统）。使用铅工作裙作为辐射屏蔽的方式不仅导致有关穿戴者健康和安全性的问题，而且导致有关执行患者扫描的效率和精度的问题。即，在包括医师穿戴保护性铅工作裙的常规方法中，医师将相对于患者身体按需执行移动x射线单元上的x射线管、准直器和检测器的调整和连接，然后在通过有线或无线曝光开关激活单元来从远距离位置执行曝光之前，尽可能地行走离开单元（例如，离开患者床12-15英尺）。医师移到不同的位置增加了成像操作所需的时间，并且还延长患者需要配合x射线箱/检测器保持身体姿势的时间，从而可能导致患者不适。而且，当从远距离执行曝光时，医师难以监视或验证到曝光时间为止先前完成的对准和调整是否适合以及是否未被干扰。因此，如果患者或x射线单元已经移动而医师在他/她走到远距离位置执行曝光时未注意到，则图像质量将受到负面影响。因此，期望设计一种移动x射线单元，其为医师提供x射线辐射保护而医师无需穿戴保护性铅工作裙。还期望此类移动x射线单元使医师能够保持在接近患者的附近和移动x射线单元本身来执行x射线曝光，同时在过程期间不断地安抚患者以及与患者沟通。

技术实现要素：
本发明的实施例通过提供具有集成的x射线屏蔽罩的移动x射线单元来克服前文提到的缺点。该移动x射线单元上的x射线屏蔽罩为医师提供x射线辐射保护并无需医师必须穿戴保护性铅工作裙。根据本发明的一方面，移动x射线成像单元包括基座、从基座向上延伸的柱体结构、安装在柱体结构上的水平臂、定位于水平臂上且配置成产生用于采集x射线图像的x射线辐射的x射线源、以及从基座向上在柱体结构与x射线源相对的一侧、在配置成使x射线源产生的x射线辐射衰减的x射线屏蔽罩延伸，其中该x射线屏蔽罩的至少一部分由光学透明材料形成，以及其中X射线屏蔽罩的大小设为在操作者处于站立位置时为操作者提供x射线屏蔽。根据本发明的另一方面，移动x射线成像单元包括具有底部平面和背部平面的带轮的基座、从基座的底部平面向上延伸的柱体结构、安装在柱体结构上的水平臂、定位于水平臂上且配置成产生x射线辐射以适于采集x射线图像的x射线源、以及从基座的底部平面向上延伸且达到的高度大于背部平面的高度的x射线屏蔽罩，其中该x射线屏蔽罩配置成在其操作期间为操作者屏蔽x射线源产生的x射线辐射，并且至少部分地由光学透明材料构造以使操作者能够查看正在成像的受检者。根据本发明的又一方面，一种制造移动x射线成像单元的方法，包括提供基座，将垂直朝向的柱体结构附接到基座，以及将水平臂安装到柱体结构上，其中水平臂包括在柱体结构远端上与之附着的x射线源，该x射线源配置成产生用于采集x射线图像的x射线辐射。该方法还包括将垂直朝向的x射线屏蔽罩定位于基座上及柱体结构的与x射线源相对的一侧，其中x射线屏蔽罩至少部分地由光学透明材料形成，其配置成使x射线源产生的x射线辐射衰减，从而为操作者屏蔽x射线辐射。通过下文的详细描述和附图，将使多种其他特征和优点显而易见。附图简介这些附图图示目前设想用于实现本发明的优选实施例。在这些附图中：图1和图2是根据本发明实施例的具有集成的x射线屏蔽罩的移动x射线成像单元的透视图。图3和图4是根据本发明另一个实施例的具有移到垂直展开位置的集成的x射线屏蔽罩的移动x射线成像单元的透视图。图5和图6是带有移到垂直折叠位置的x射线屏蔽罩的、图3和图4的移动x射线成像单元的透视图。图7和图8是根据本发明另一个实施例的具有移到水平展开位置以及收回位置的集成的x射线屏蔽罩的移动x射线成像单元的透视图。图9和图10是根据本发明另一个实施例的具有移到水平展开位置以及收回位置的集成的x射线屏蔽罩的移动x射线成像单元的透视图。具体实施方式本发明的实施例涉及一种具有集成的x射线屏蔽罩的移动x射线成像单元。该x射线屏蔽罩具有至少光学透明的分段，以使得x射线医师能够在从所述x射线屏蔽罩后方的位置准备以及曝光期间观察正在扫描的患者并与之沟通。整体式x射线屏蔽罩的透明段由具有的厚度足够使杂散x射线辐射衰减的材料形成。大致垂直部署的x射线屏蔽罩的形式足够覆盖成人医师的站立高度和宽度同时还留有合理余量以适于曝光期间位于其后的医师的多种站立姿势。参考图1和图2，根据本发明的实施例，示出移动x射线成像单元10。移动x射线成像单元10包括基座12，基座12其上具有为系统10提供可移动性的轮子14。如图1和图2所示，基座12构造为L形基座，其包括底部平面16和背部平面18，背部平面18从底部平面16沿着移动x射线成像单元10的背侧向上延伸。背部平面18其上包括手柄20，手柄20使x射线医师能够操控成像单元10并使之在位置之间移动。基座12还包括安装在底部平面16上的外壳22，外壳22配置成封装与移动x射线成像单元10的操作关联的电气硬件（未示出）。例如，可以将与x射线成像采集和所需的x射线图像的处理关联的电气硬件装在外壳22内。附接到基座12的是从基座12向上延伸的垂直朝向的柱体结构24。将水平朝向的套筒臂26安装在柱体结构24上，其中套筒臂26具有安装在其远端的x射线源28。套筒臂26通过在柱体结构24上形成的轨道30的方式安装在柱体结构24上，以便在垂直方向上沿着此处可滑动。因此，套筒臂26能够沿着柱体结构24的轨道30向上或向下平移，以便改变x射线源28的高度。套筒臂26还能够向内和向外展开以改变x射线源28相对于柱体结构24的位置。基于套筒臂26提供x射线源28的水平和垂直平移以及将套筒臂26安装在柱体结构24上，x射线源28因此能够按期望定位于患者身体上的相关区域上方以便对患者进行x射线图像的采集。如图1和图2所示，在移动x射线成像单元10上提供集成的x射线屏蔽罩32，集成的x射线屏蔽罩32配置成为x射线医师屏蔽扫描患者期间发出的辐射。根据一个实施例，将x射线屏蔽罩32附接到柱体结构24和基座的背部平面18。X射线屏蔽罩32构造为大致垂直部署，并且具有足够大小和尺寸以覆盖成人医师的站立高度和宽度同时还留有合理余地以适于曝光期间位于其后的医师的多种站立姿势。因此，根据图1和图2所示的移动x射线成像单元10的实施例，x射线屏蔽罩32将具有例如至少6英尺的高度和至少2英尺的宽度。x射线屏蔽罩32还构造为至少屏蔽罩的分段是光学透明的，使得x射线医师能够在从x射线屏蔽罩32后方的位置准备以及曝光期间观察正在扫描的患者并与之沟通。相应地，医师能够通过保持在接近患者和移动x射线成像单元10的附近来进行X射线曝光以便能够观察患者身体姿势/移动、x射线源位置和准直器照明，同时在过程期间医师与患者之间还能够通过视线沟通，以及通过手势、直接目视接触和发话指示来沟通。为了向医师提供适合的x射线屏蔽，整体式x射线屏蔽罩32的透明段由有效地使扫描患者期间产生的杂散x射线辐射衰减的材料形成。因此，根据本发明的实施例，x射线屏蔽罩32可以由含铅玻璃（陶瓷）、含铅丙烯酸（聚合物/塑料）或使得杂散x射线辐射衰减的等效Pb厚度的其他适合材料形成。又如图1和图2所示，移动射线成像单元10上包括显示器34和控制面板36，由医师与患者的扫描操作结合来使用显示器34和控制面板36。显示器34和控制面板36安装在背部平面18的顶部并固定到x射线屏蔽罩32，处于方便医师查看和以手操作/操控的高度。操作中，控制面板36实现控制系统的多种组件的操作，如控制套筒臂26的移动（水平上和垂直上）以及控制x射线源28发出x射线。根据示范实施例，控制面板36包括一对曝光开关38，一对曝光开关38布置在x射线屏蔽罩32的左侧垂直边缘和右侧垂直边缘附近。操作中，医师通过同时按下/激活两个曝光开关38来启动通过x射线源28的曝光。通过按下两个曝光开关38激活x射线源28确保医师在执行曝光时始终位于居中于x射线屏蔽罩32后方的安全位置，从而消除x射线医师不安全/疏忽使用成像单元10的任何可能性。由此提供一种使医师在x射线过程期间自我保护的防呆（fool-proof）布置。现在参考图3-图6，根据本发明的另一个实施例，示出移动数字x射线成像单元40。移动x射线成像单元40包括基座12，基座12其上具有为系统10提供可移动性的轮子14。基座12构造为L形基座，其包括底部平面16和背部平面18，背部平面18从底部平面16沿着移动x射线成像单元40的背侧向上延伸。背部平面18其上包括手柄20，手柄20使x射线医师能够操控成像单元40并使之在位置之间移动。基座12还包括安装在底部平面16上的外壳22，外壳22配置成封装与移动x射线成像单元40的操作关联的电气硬件（未示出）。例如，可以将与x射线成像采集和所需的x射线图像的处理关联的电气硬件装在外壳22内。附接到基座12的是从基座12向上延伸的垂直朝向的柱体结构42。将支承x射线源28的铰接臂44安装在柱体结构42上，铰接臂44包括铰接杆46，铰接杆46使得臂44能够兼在水平和垂直方向上移动以适合医师按期望将x射线源28相对于患者来定位。铰接臂44由此提供在患者身体上相关区域上方定位x射线源28以便采集患者的x射线图像。移动x射线成像单元40上还包括的有集成的x射线屏蔽罩48，集成的x射线屏蔽罩48配置成为x射线医师屏蔽扫描患者期间发出的辐射。根据一个实施例，将x射线屏蔽罩48附接到柱体结构42和基座2的背部平面18。x射线屏蔽罩48构造为至少屏蔽罩的分段是光学透明的，使得x射线医师能够在从x射线屏蔽罩48后面位置准备以及曝光期间观察正在扫描的患者并与之沟通,其中该屏蔽罩具有足够覆盖成人医师的高度和宽度的大小和尺寸。整体式x射线屏蔽罩48的透明段由使扫描患者期间产生的杂散x射线辐射有效地衰减的材料形成。因此，根据本发明的实施例，x射线屏蔽罩48可以由含铅玻璃（陶瓷）、含铅丙烯酸（聚合物/塑料）或使得杂散x射线辐射衰减的等效Pb厚度的其他适合材料形成。如图3-6所示，x射线屏蔽罩48配置为套筒式折叠/伸展构件，此套筒式折叠/展开构件有助于分别在使用期间和使用后屏蔽罩48的快速完全部署和折回（按医师期望）。可展开x射线屏蔽罩48配置成在垂直方向上在展开位置和折叠位置之间滑动，以便能够改变x射线屏蔽罩48的高度。如图3和图4所示，x射线屏蔽罩48处于展开/伸展位置，如对患者执行x射线扫描时期望的位置。在展开位置中，x射线屏蔽罩48具有足够覆盖成人医师的站立高度同时还留有合理余地以适于曝光期间位于其后的医师的多种站立姿势的高度。如图5和图6所示，x射线屏蔽罩48处于折叠或收回位置，如当移动x射线成像单元40未在使用时所需要的，以便有助于系统的移动和将其储放在小区域中，如楼梯下和嵌墙式柜子下。又如图3-6所示，移动射线成像单元40上包括显示器34和控制面板36，由医师与患者的扫描操作结合来使用显示器34和控制面板36。显示器34和控制面板36安装在背部平面18的顶部并固定到x射线屏蔽罩48，处于方便医师查看和以手操作/操控的高度。操作中，控制面板36实现控制系统的多种组件的操作，如控制可伸缩臂26的移动（水平上和垂直上）以及控制x射线源28发出x射线。根据示范实施例，控制面板36包括一对曝光开关38，一对曝光开关38布置在x射线屏蔽罩48的左侧垂直边缘和右侧垂直边缘附近。操作中，医师通过同时按下/激活两个曝光开关38来启动通过x射线源28的曝光。通过按下两个曝光开关38激活x射线源28确保医师在执行曝光时始终位于居中于x射线屏蔽罩48后方的安全位置，从而消除x射线医师不安全/疏忽使用成像单元10的任何可能性。由此提供一种使医师在x射线过程期间自我保护的防呆布置。根据在x射线屏蔽罩48中配置为套筒式折叠/伸展构件的示范实施例，移动x射线单元还具有检测x射线屏蔽罩48的折叠和展开状态的换能器50和控制器52，控制器52配置成仅在x射线屏蔽罩48处于其展开状态时才允许x射线源28的操作，从而使移动x射线成像单元40的操作足够地防呆。提供的换能器50可以是接触开关（微开关/限位开关）、电位器、光学开关/编码器、磁开关/编码器或类似装置的其中之一。现在参考图7-10，示出移动数字x射线成像单元10的附加实施例，其并入折叠/伸展x射线屏蔽罩构件，该折叠/伸展x射线屏蔽罩构件为医师增加了水平方向/尺寸中的覆盖。在图7-10的实施例中，x射线屏蔽罩配置为折叠/伸展构件，此套筒式折叠/展开构件有助于按医师期望的分别在使用期间和使用后快速完全部署和折回或滑动返回屏蔽罩。在图7-8的实施例中，提供可展开x射线屏蔽罩54，其配置成在展开位置和折叠位置之间往返滑动，以便能够改变x射线屏蔽罩54的宽度。在图9-10的实施例中，提供可展开x射线屏蔽罩56，其配置成在水平方向上、展开位置和折叠位置之间向内和向外回转，以便能够改变x射线屏蔽罩56的宽度。如图8和图10所示，x射线屏蔽罩54、56处于展开位置，如对患者执行x射线扫描时期望的位置。在展开位置中，x射线屏蔽罩54、56具有足够覆盖成人医师的站立尺寸同时还留有合理余地以适于曝光期间位于其后的医师的多种站立姿势的宽度。如图7和图9所示，x射线屏蔽罩54、56处于折叠或收回位置。X射线屏蔽罩54、56的折叠或收回位置减小了移动x射线成像单元10的占地面积并有助于在紧凑的空间中操控该单元，如在两个相邻病床之间的床间空间中或医院设施的电梯/升降机中，同时还节省了在医院设施中停放/储放单元所需的某个空间。如图8和图10所示，移动x射线单元10检测x射线屏蔽罩54、56的折叠和展开状态的换能器50和控制器52，控制器52配置成仅在x射线屏蔽罩54、56处于其展开状态时才允许x射线源28的操作，从而使移动x射线成像单元10的操作足够地防呆。提供的换能器50可以是接触开关（微开关/限位开关）、电位器、光学开关/编码器、磁开关/编码器或类似装置的其中之一。认识到上文提出的本发明的实施例可广泛地应用于多种应用和场合中的兼有模拟和数字移动x射线成像单元。即，本领域技术人员将认识到，本发明的实施例不仅可应用于采用数字检测器的移动x射线单元，而且等效地可应用于结合采用胶片屏幕盒而非电子检测器的模拟单元一起使用。受益地，本发明的实施例由此为医师提供x射线辐射保护，且无需医师必须穿戴保护性铅工作裙，从而消除了使用此类工作裙关联的缺点。本发明的实施例还由于无需周期性荧光透视检查铅屏蔽工作裙，识别和记录跟踪检查的/使用中的工作裙以供药监审查，损坏的铅工作裙的安全处置的繁琐协议以及更换损坏的工作裙的续生成本以及对医师的长期健康负责，从而使得卫生部门监管者获益。由于缩短且更有效率的工作流程以及更高的雇员满意度，本发明的实施例还增强了患者吞吐（throughput）工作效率。再者，本发明的实施例可广泛地应用于兼有模拟和数字移动x射线成像单元。因此，根据本发明的一个实施例，一种移动x射线成像单元包括基座、从基座向上延伸的柱体结构、安装在柱体结构上的水平臂、定位于水平臂上且配置成产生用于采集x射线图像的x射线辐射的x射线源、以及从基座向上、在柱体结构与x射线源相对的一侧延伸且配置成使x射线源产生的x射线辐射衰减的x射线屏蔽罩，其中该x射线屏蔽罩的至少一部分由光学透明材料形成，以及其中X射线屏蔽罩的尺寸设为在操作者处于站立位置时为操作者提供x射线屏蔽。优选地，所述x射线屏蔽罩包括伸缩屏蔽罩，所述伸缩屏蔽罩可在垂直方向上在展开位置和折叠位置之间伸展，以便能够改变所述x射线屏蔽罩的高度。进一步地，所述移动x射线成像单元还包括：至少一个换能器，其配置成检测所述x射线屏蔽罩的展开位置；以及控制器，其配置成仅在所述x射线屏蔽罩处于其展开位置时才允许所述x射线源的操作。优选地，所述x射线屏蔽罩包括屏蔽罩，所述屏蔽罩可在水平方向上在展开位置和折叠位置之间伸展，以便能够改变所述x射线屏蔽罩的宽度。进一步地，所述移动x射线成像单元还包括：至少一个换能器，其配置成检测所述x射线屏蔽罩的所述展开位置；以及控制器，其配置成仅在所述x射线屏蔽罩处于其展开位置时才允许所述x射线源的操作。根据本发明的另一个实施例，一种移动x射线成像单元包括具有底部平面和背部平面的带轮的基座、从基座的底部平面向上延伸的柱体结构、安装在柱体结构上的水平臂、定位于水平臂上且配置成产生x射线辐射以适于采集x射线图像的x射线源、以及从基座的底部平面向上延伸且达到的高度大于背部平面的高度的x射线屏蔽罩，其中该x射线屏蔽罩配置成在其操作期间为操作者屏蔽x射线源产生的x射线辐射，并且至少部分地由光学透明材料构造以使操作者能够查看正在成像的受检者。优选地，所述光学透明材料配置成使所述x射线源产生的x射线辐射衰减。进一步地，所述光学透明材料包括含铅玻璃和含铅丙烯酸材料之一。更进一步地，所述水平臂包括可在水平方向上展开的伸缩臂，所述伸缩臂配置成在垂直方向上沿着所述柱体结构平移。优选地，所述水平臂包括铰接臂，所述铰接臂附着于所述柱体结构的上端，所述铰接臂配置成使得所述x射线源能够兼有地在水平和垂直方向上移动。优选地，所述移动x射线成像单元还包括控制面板，其定位于接近所述基座的所述背部平面的顶部边缘以及所述x射线屏蔽罩与所述柱体结构相对的一侧，所述控制面板包括一对曝光开关，所述一对曝光开关配置成控制所述x射线源的操作。进一步地，所述一对曝光开关分别布置在所述x射线屏蔽罩的左侧垂直边缘和右侧垂直边缘附近，以及其中当同时按下所述一对曝光开关时，通过启动所述x射线源产生x射线辐射。优选地，所述x射线屏蔽罩包括可展开x射线屏蔽罩，所述可展开x射线屏蔽罩配置成在垂直方向上在展开位置和折叠位置之间滑动，以便能够改变所述x射线屏蔽罩的高度。进一步地，所述移动x射线成像单元还包括：至少一个换能器，其配置成检测所述x射线屏蔽罩的所述展开位置；以及控制器，其配置成仅在所述x射线屏蔽罩处于其展开位置时才允许所述x射线源的操作。优选地，所述x射线屏蔽罩包括屏蔽罩，所述屏蔽罩可在水平方向上在展开位置和折叠位置之间伸展，以便能够改变所述x射线屏蔽罩的宽度。进一步地，所述的移动x射线成像单元还包括：至少一个换能器，其配置成检测所述x射线屏蔽罩的所述展开位置；以及控制器，其配置成仅在所述x射线屏蔽罩处于其展开位置时才允许所述x射线源的操作。根据本发明的又一个实施例，一种制造移动x射线成像单元的方法包括提供基座，将垂直朝向的柱体结构附接到基座，以及将水平臂安装到柱体结构上，其中水平臂包括在柱体结构远端上与之附着的x射线源，该x射线源配置成产生用于采集x射线图像的x射线辐射。该方法还包括将垂直朝向的x射线屏蔽罩定位于基座上及柱体结构的与x射线源相对的一侧，其中x射线屏蔽罩至少部分地由光学透明材料形成，且配置成使x射线源产生的x射线辐射衰减的x射线屏蔽罩，从而为操作者屏蔽x射线辐射。优选地，所述方法还包括将控制面板附接到所述x射线屏蔽罩的背部表面上，所述控制面板包括一对曝光开关，所述一对曝光开关配置成控制所述x射线源的操作，其中所述一对曝光开关分别定位于所述x射线屏蔽罩的左侧垂直边缘和右侧垂直边缘附近，使得所述操作者同时按下所述一对曝光开关时居中于所述x射线屏蔽罩后方。优选地，所述垂直朝向的x射线屏蔽罩配置成在垂直方向和水平方向的至少其中之一上可展开；以及其中所述方法还包括：提供至少一个换能器，所述至少一个换能器配置成检测何时所述x射线屏蔽罩处于展开状态；以及提供控制器，所述控制器配置成仅在所述x射线屏蔽罩处于其展开位置时才允许所述x射线源的操作，以便为操作者屏蔽x射线辐射。本书面描述使用示例来公开包括最佳模式的本发明，并还使本领域技术人员能实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统及执行任何结合的方法。本发明可取得专利的范围由权利要求定义，且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有与权利要求字面语言无不同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求字面语言无实质不同的等效结构要素，则它们规定为在权利要求的范围之内。