专利名称：用于计算机x射线断层照相机的一体化冷却剂导引装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的计算机X射线断层照相机的支架。此外，本发明涉及一种包括一个这种支架的计算机X射线断层照相机。计算机X射线断层照相机是一种用于借助X射线诊断方法，生成检查对象尤其病人的三维图像的设备。
例如由EP0292690A1已知的普通计算机X射线断层照相机，包括一个有一中央孔的旋转体，孔内推入检查对象。该旋转体含有一个用于用X射线透射检查对象的X射线放射器以及一个与X射线放射器对置地设置的用于拍摄X射线照片的X射线探测器。旋转体可旋转地支承在一支架上，因此通过转动旋转体可以从多个方向透射检查对象。接着，根据在这里分别拍摄的X射线照片信息，借助电子数据处理装置，生成检查对象的三维图像。
这种计算机X射线断层照相机中存在的问题主要是，应散去在X射线放射器和X射线探测器内产生的热。例如借助鼓风机进行局部空气冷却，在计算机X射线断层照相机中不能或只能受限制地使用，尤其是由此必然产生的穿堂风出自于卫生学的原因是不希望的。还有，借助刚性或柔性的冷却剂管路输入和排出气态或液态的冷却剂不能或只能很复杂地实现，尤其这些管路不应当妨碍旋转体所需要的旋转运动。
由于这一原因，计算机X射线断层照相机往位配备有复杂的冷却系统。例如由上述EP0292690A1已知一种计算机X射线断层照相机，其中设有一个第一冷却循环用于冷却X射线放射器。第一冷却循环将吸收的热与第二冷却循环交换，后者至少部分布置在旋转体与支架之间的环腔内。此环腔流过冷却空气，此冷却空气再借助第四个尤其用水工作的冷却循环冷却。
此外，由DE4217874A1还已知一种移动式X射线诊断仪，其中一个X射线放射器以及一个X射线探测器按彼此相对的位置固定在包括一个C形架的支架上。在这里为了冷却X射线放射器设有一个双软管，它部分在支架内部延伸。
本发明的目的是提供一种包括一个适用并与此同时易于实现的冷却剂导引装置的计算机X射线断层照相机支架。本发明另一个目的是提供一种包括一个适用并与此同时易于实现的冷却装置的计算机X射线断层照相机。
有关支架方面的目的按本发明通过权利要求1的特征达到。据此，用于计算机X射线断层照相机旋转体的支架至少部分设计为空心型材。设计在支架内的空腔利用来作为冷却剂的输入或排出通道。涉及计算机X射线断层照相机方面的目的按本发明通过权利要求10的特征达到。
通过将冷却装置的至少部分管路系统组合在计算机X射线断层照相机支架内，实现了一种紧凑和有利的管路导引装置。尤其是，通过在支架内部导引冷却剂，避免了一根悬空的管路，因此改善了计算机X射线断层照相机的可操纵性和降低冷却装置的故障率。此外，冷却剂导引装置组合在支架内可以结构简单和经济地实现。最后，至少部分设计为空心型材的支架，有利地在稳定性高的同时使之有比较轻的重量。
按优选的实施形式将支架设计为，在其内部设计两个基本上平行延伸和流体上彼此分开的空腔。在这里，第一个这种空腔利用来作为输入冷却剂的通道，而第二个空腔构成用于排出冷却剂的通道。
恰当地，支架包括一个有两个立柱的固定底座。此外，支架恰当地包括一个支承环，它可绕水平的横轴线旋转地支承在立柱之间。此基于在两侧悬挂也称为“吊架(Gantry)”结构的支承环又用于支承一个旋转体。
恰当地，支架的固定底座包括一块设计为空心型材的底板，在底板内设计至少一个但优选地两个横向延伸和彼此在流体上分开的空腔，它们被利用来作为冷却剂的横向通道。通过这些横向通道可以特别有利地连接一个鼓风和冷却单元，后者节省空间地优选地装在底板上。
作为替代措施或辅助措施，所述支架的支承环可设计为空心型材，所以在支承环的内部构成至少一个，但优选地两个，彼此分开的环形空腔，作为用于冷却剂的环形通道。
按一种稳定和结构简单的几何形状，支承环有基本上L形剖面，其中在L形剖面的每个边内分别设一环形通道。
冷却剂输入支承环的环形通道或从那里排出相宜地沿所述支承环可围绕其旋转地支承的横轴线进行，所以冷却剂的输入或排出与支承环的旋转位置无关。为了导引冷却剂，其中一个固定在支承环圆周上的轴段设计为空心的，并与支承环对应的环形通道连接。
每个环形通道通过一些沿各自通道流程加工在支承环的一个与旋转体毗邻的内壁中的孔，与旋转体与支承环之间的间隙或与在旋转体内部对应的管路系统相联系。也就是说，冷却剂从第一环形通道通过至少所述的孔之一进入所述间隙或旋转体的冷却剂输入管内。已加热的冷却剂必要时经旋转体的冷却剂排出管导向支承环的内壁，并通过上述至少另一个孔排入支承环第二环形通道中。若要实施将已加热的冷却剂从旋转体的冷却剂排出管排出，则恰当地用于排出冷却剂的支承环的孔，相应地沿支承环的圆周分布。由此以特别简单的方式达到从支承环向旋转体输入冷却剂，或将冷却剂从旋转体排入支承环，而这些与旋转体当时的旋转位置无关。
为了在冷却剂输入与排出之间明确地分开并使管路系统结构简单，有利的是第一环形通道经所述的孔沿支承环轴向通入旋转体，而第二环形通道沿支承环径向通入旋转体，或反之，第二环形通道沿支承环轴向通入旋转体，而第一环形通道沿径向通入旋转体。
所述的横向和环形通道，例如基于能达到的大的通道截面，尤其适用于实现空气冷却。不过作为冷却剂也可以选择采用一种液体。
由从属权利要求给出本发明其他有利的设计。
下面借助附图详细说明本发明的实施例。其中
图1示意表示一个由固定底座与支承环构成的支架和一个可旋转地支承在支承环上的旋转体以及一个用于装在旋转体内的X射线放射器的冷却装置；图2透视表示固定底座；图3在相对于图2旋转后的透视图中表示按图2的固定底座；图4透视表示按图1的支承环；以及图5示意表示通过按图4的支承环和装在其中的旋转体的横截面V-V。
在附图中互相对应的部分总是采用相同的附图标记。
图1用示意简图表示一台计算机X射线断层照相机1。计算机X射线断层照相机1的主要部分是旋转体2。
旋转体2被中心孔3穿过，其中可以推入一个(没有进一步表示的)检查对象。在计算机X射线断层照相机普通的医学应用中，检查对象是一个要检查的病人。
旋转体2含有一个X射线放射器4和一个与之对置设置的X射线探测器5。X射线放射器4设置为使处于孔3内的检查对象能用X射线R透射。在计算机X射线断层照相机1运行时，借助X射线探测器5摄取的X射线照片输入(图中未表示的)一个电子评估设备尤其是计算机内。
为了生成检查对象的三维图像，旋转体2可绕一垂直于图1图纸平面的轴线6并因而沿箭头7的方向旋转。以此方式，检查对象可以从多个方向被透射。接着，根据不同透射方向摄取的X射线照片，在电子评估设备中借助数学方法生成检查对象的一个三维图像。
旋转体2受一支架8支承。支架8包括一个固定底座9和一个支承环10。固定底座9包括一块水平的底板11，从底板大体垂直地并因而直立地伸出两个沿横向12隔开距离的立柱13。
支承环10设有两个互相对齐地布置并分别从支承环10的外圆周14伸出的轴段15a、15b。在这里，每个轴段15a、15b置入相关立柱13自由端上一个对应的导向装置16(图2和3)内，所以支承环10可绕水平的横轴线17旋转地支承在固定底座9上。支承环10则支承着旋转体2，后者可以绕一公共的轴线6旋转。
在计算机X射线断层照相机运行中尤其X射线放射器4很热。另一些损耗热以较低的程度也在X射线探测器5内形成。为了从旋转体2排出这些损耗热，计算机X射线断层照相机配备一冷却装置18。此冷却装置18包括一个鼓风和冷却单元19，冷却空气L作为冷却剂送入一个(用虚线箭头示意表示的)输入管20内。输入管20按下面详细介绍的方式首先通过固定底座9的底板11延伸。输入管20从底板11的横端21经一(未表示的)软管连接装置或类似物和一个空心的轴段15a，导入支承环10的内部。从那里出发，输入的空气L供给旋转体2的一根输入管20′，它通入设在旋转体2内的换热器22中。
供给的空气L在换热器22中被置于与一次冷却循环23传热接触，X射线放射器4(以及按选择以按没有明确表示的方式还有X射线探测器5)设在此冷却循环的流程中。冷却循环23内含一种冷却液F，它围绕或部分穿过X射线放射器4流动。在X射线放射器4内被加热的冷却液F在换热器22内被供给的冷的空气L冷却。在这里已加热的空气L经一个(用点线箭头示意表示的)排出管24返回鼓风和冷却单元19。
从换热器22出发，在排出管24流程中的已加热的空气L导入支承环10中(在这里排出管24为旋转体2所设的部分用24′表示)。在支承环10内部，空气L以下面详细说明的方式输入轴段15b。从这里出发，空气L经(没有进一步表示的)软管连接装置或类似物导向底板11与横端21对置的那个横端25。然后空气L通过底板11内部重新输入鼓风和冷却单元19。
由此闭合由输入管20、20′和排出管24、24′构成的空气循环，从而避免出自于卫生学的原因不希望的基于空气循环形成的穿堂风。
图2和3从不同的视角用透视图表示计算机X射线断层照相机1的固定底座9。尤其由图3可以看出，底板11设计为尤其金属薄板制的空心型材。在底板11内部构成一排沿纵向12延伸的空腔26a至26d。在这里空腔26a用作从鼓风和冷却单元19排出空气L的通道27，并因而是输入管20的一部分。为此，空腔26a与鼓风和冷却单元19(图中未表示的)出口接管连接。按相同的方式，空腔26d作为加热后的空气L返回鼓风和冷却单元19用的横向通道28，并因而是排出管24的一部分。为此，横向通道28与鼓风和冷却单元19(图中未表示的)进口接管连接。
图4表示支承环10透视图。图5表示沿V-V通过支承环10和装在其中的旋转体2的一个示意的尤其未按正确比例的横截面。由图4和5可以看出，支承环10设计为环形闭合的空心型材。支承环10的L形剖面形状包括一个径向边29，从其沿径向的外端大体垂直地伸出一个轴向边30。两个边29和30的每一个内有一个空腔31a或31b，它们在流体上彼此分开，以及利用来作为输入和排出空气L的环形通道32或33。设在径向边29区域内的环形通道32用于将空气L输入旋转体2并因而是输入管20的组成部分。
环形通道32为了输入空气L与空心轴段15a的一个通道34连接。通过一些在环形通道32区域内加工在支承环10面朝旋转体2的那个内壁36上的孔35，使环形通道32与旋转体2的输入管20′相联系。因此环形通道32沿轴向通入旋转体2的输入管20′内。孔35圆形地绕轴线6排列，所以对于旋转体2相对于支承环10的每个旋转位置，至少一个孔35与输入管20′的进口37重合，并以此方式保证与旋转体2的旋转位置无关地将空气输入旋转体2内。
环形通道33用于空气L从旋转体2回流并因而是排出管24的组成部分。空气L从旋转体2返回环形通道33内通过一些孔38实现，它们在环形通道33的区域内加工在内壁36沿轴向定位的部分上。因此环形通道33沿径向通入旋转体2的排出管24′内。孔38在支承环10同一个轴向高度上沿其内圆周分布地排列，所以对于旋转体2相对于支承环10的每个旋转位置，至少一个孔38与输入管24′的出口39重合，并因此同样保证与旋转体2的旋转位置无关地将空气L从旋转体2排出。为了排出空气L，环形通道33朝空心轴段15b的通道40打开。
按另一种有利地简化的替代性实施形式，旋转体2没有自己的形式上为用于冷的冷却剂的输入管和用于已加热的冷却剂的排出管的冷却剂装置。取代它们的是冷却剂通过旋转体2与支承环10之间的间隙导通。在此实施形式中，旋转体2的冷却通过旋转体2沿径向的外侧进行，为此目的该外侧有良好的热交换特性或配备有换热设施。
权利要求
1.一种用于计算机X射线断层照相机(1)的支架(8)，其包括一个用于可旋转地支承一旋转体(2)的支承环(10)，其特征为该支承环(10)设计为空心型材，其中构造有两个供流体分开流动的环形封闭的空腔(31a、31b)，其中的第一个空腔(31a)构成一个用于将冷却剂(L)输送给所述旋转体(2)的环形通道，而第二个空腔(31b)则构成一个用于将冷却剂(L)从该旋转体(2)中排出的环形通道(33)。
2.按照权利要求1所述的支架(8)，其特征为，所述支架(8)包括一个固定底座(9)，所述支承环(10)可绕一根水平的横轴线(17)可旋转地支承在该固定底座上。
3.按照权利要求2所述的支架(8)，其特征为，所述固定底座(9)的一底板(11)设计为空心型材。
4.按照权利要求3所述的支架(8)，其特征为，在所述底板(11)内构造有两个沿横向(12)延伸、供流体彼此分开流动的横向通道(27、28)。
5.按照权利要求1至4之一所述的支架(8)，其特征为，所述支承环(10)有一个基本上为L形的剖面，在该L形剖面的每条边(29、30)内分别构造有一个环形通道(32、33)。
6.按照权利要求1至5之一所述的支架(8)，其特征为，所述支承环(10)通过两个固定在所述支承环(10)圆周上的互相对齐的轴段(15a、15b)支承在所述固定底座(9)上，其中，至少一个轴段(15a、15b)设计为空心型材，以及为了输入或排出冷却剂(L)与所述支承环(10)上对应的环形通道(32、33)连接。
7.按照权利要求1至6之一所述的支架(8)，其特征为，沿每个环形通道(32、33)的流程，在所述支承环(10)的一个内壁(36)中加工有一定数量的孔(35、38)。
8.按照权利要求7所述的支架(8)，其特征为，一第一环形通道(32)沿所述支承环(10)的轴向通入一毗邻的所述旋转体(2)的外侧；以及，一第二环形通道(33)沿所述支承环(10)的径向通入所述旋转体(2)的一个壁。
9.按照权利要求1至8之一所述的支架(8)，其特征为，所述冷却剂(L)是空气。
10.一种计算机X射线断层照相机(1)，它有一个包括一个鼓风和冷却单元(19)、冷却剂(L)输入管(20)和排出管(24)的冷却装置(18)，以及一个至少部分容纳所述输入管(20)和排出管(24)并可旋转地支承一旋转体(2)的如上述任一项权利要求所述的支架(8)。
11.按照权利要求10所述的计算机X射线断层照相机(1)，其特征为，所述鼓风和冷却单元(19)装在所述底板(11)上，以及为了循环和冷却冷却剂(L)与底板(11)的每个横向通道(27、28)在流动方面相连通。
12.按照权利要求10或11所述的计算机X射线断层照相机(1)，其特征为，所述支承环(10)中规定用于输入冷却剂(L)的环形通道(32)通过孔(35)与所述旋转体(2)的输入管(20′)相连通；以及，所述支承环(10)中规定用于排出冷却剂(L)的环形通道(33)则通过孔(38)与所述旋转体(2)的排出管(24′)相连通。
全文摘要
本发明涉及一种计算机X射线断层照相机(1)的支架(8)，其中，一个包括X射线放射器和与之对置设置的X射线探测器的旋转体(2)可旋转地支承在该支架(8)内。该支架(8)相宜地具有一个包括两个立柱的固定底座(9)；此外，它还相宜地具有一个可绕一根水平的横轴线旋转地支承在这两个立柱之间的支承环(10)。按本发明，所述支架(8)包括一个易于实现的冷却装置(18)。所述支架(8)至少部分设计为空心型材，在这种情况下，所述支架(8)的空腔(26a－26d、31a、31b)设计为用于输入或排出冷却剂(L)的通道(27、28、32、33)。
文档编号A61B6/03GK1882283SQ200480034496
公开日2006年12月20日 申请日期2004年11月11日 优先权日2003年11月20日
发明者埃德加·欣德勒, 乔格·沃尔伯勒 申请人:西门子公司