医学诊断装置和适用于在医学诊断装置中引导连接件的软管的制作方法

专利名称：医学诊断装置和适用于在医学诊断装置中引导连接件的软管的制作方法
医学诊断装置和适用于在医学诊断装置中引导连接件的软管
发明涉及一种医学诊断装置，包括框架、可旋转支架、至少一个在框 架和支架之间延伸的连接件，以及用于引导所述连接件的软管。
本发明还涉及适用于在医学诊断装置中引导至少一个连接件的软管。
在开篇段中提到的那种医学诊断装置由美国专利4,288,700已知。已知 的医学诊断装置是配有L形臂的X射线装置。L形臂包括在水平方向上延 伸的部分，将所述部分放置于地面上，以及在竖直方向上延伸的部分。L 形臂能够绕竖直轴旋转。已知的X射线装置还配有U形臂。该U形臂包括 在径向上延伸并连接到L形臂的竖直部分的基座部分，以及在轴向上延伸 的两个末端部分。U形臂可绕水平轴旋转，该水平轴延伸通过U形臂连接 到L形臂的点。U形臂在一个末端部分上配有X射线源并在另一个末端部 分配有图像增强器。将X射线源与图像增强器成直线放置从而使得X射线 源发出的X射线辐射能够被图像增强器探测到。可以将要接受诊断的患者 放置在U形臂一个末端部分处的X射线源和U形臂另一个末端部分处的图 像增强器之间。L形臂和U形臂的组合为X射线源和图像增强器提供了相 对于患者的宽的角度范围，这使得基本上可能从任何预期的视角检查患者。 所述的宽的角度范围对制作患者的3D重建也是重要的。通常已知的是，角 度范围越宽，3D重建的质量越好。
已知的X射线装置还配有引导伸进或伸出X射线装置的一组线缆的设 备。该设备实现了在使用X射线装置时能够自由移动该组线缆而不在该组 线缆中产生机械张力。其作用是防止X射线源和图像增强器相对于患者的 通常精确的定位被在该组线缆中产生的机械张力干扰。该设备还实现了如 下效果线缆不会妨碍医务人员、患者以及X射线装置的移动。该设备还 为线缆提供保护，从而使得它们可以不易损坏，并且该设备使该X射线装 置比没有这种设备的X射线装置具有在审美角度更赏心悦目的外观。
为此目的，该设备包括第一支撑部分，其主要在水平方向上延伸并且可以绕第一竖直转轴旋转，该转轴安装在位于x射线装置上方的天花板上。
在与该第一竖直转轴相距一定距离处，第二竖直转轴被连接到天花板上， 旋转机构可绕其旋转。该旋转机构确保了在该组线缆中不会因为扭矩而产
生机械张力。伸进和伸出x射线装置的该组线缆通过第一支撑部分和旋转
机构延伸进出在放置x射线装置的房间内的其他位置存在的若干的电子器 件。第一支撑部分包括上半引导导管(duct)和下半引导导管，其可通过铰 链机构相对于彼此移动。上半引导导管和下半引导导管可通过螺钉连接而 相对于彼此固定，从而使得它们形成了引导导管，通过所述引导导管可将 一组线缆引导进或出X射线装置。铰链机构为该组线缆通过引导导管提供 了比较容易的通路。这对于维修目的尤其重要。第二支撑部分被固定到第 一支撑部分的上半引导导管上。该第二支撑部分包括刚性弯曲臂，若干引 导元件(线缆包绕的对开夹钳(split damp))固定于其上，以便引导伸进 或伸出X射线装置的该组线缆以可控方式进出第一支撑部分的引导导管。 该组线缆由旋转机构和第一支撑部分之间的弹性管或软管包绕。第一支撑 部分的引导导管和第二支撑部分也被X射线装置的第一支撑部分和L形臂 之间的弹性管或软管包绕。该组线缆由这些弹性管或软管保护，并且由此， 引导导管、第二支撑部分以及该组线缆从视野中隐藏。
己知的具有用于引导一组线缆伸进或伸出X射线装置的设备的X射线 装置的缺点正如在美国专利4,288,700中公开的那样，该设备的构造比较复 杂并且要被连接到X射线装置上方的天花板上。同样，在医学诊断装置中， 已知的设备不能很好地应用于引导在设备的框架和可旋转支架之间延伸的 连接件。这是因为框架和可旋转支架两者都构成医学诊断装置的部分，并 且引导装置的框架和可旋转支架之间的连接件经由天花板的设备没有必要 是复杂的。这些连接件可能严重地妨碍到医务人员、患者以及医学诊断装 置在其操作过程中的移动，比如支架相对于框架的旋转，尤其是在医学诊 断装置具有宽的角度范围的情况下，其中，在框架和可旋转支架之间延伸 的连接件通常比具有更有限的角度范围的装置的连接件更长。
本发明的目标是提供一种在开篇段中提到过的医学诊断装置，将其布 置成能够为引导框架和可旋转支架之间的一个或若干连接件获得比较简单的构造。
所述目标由根据本发明的医学诊断装置而实现，其特征在于，在软管 中提供基本上沿着软管的纵向方向延伸的包括相互连接的加固元件的链， 其中连贯的加固元件可以相互地绕垂直于软管的纵向方向的旋转轴旋转， 但是加固元件在其旋转轴方向上基本上刚性相互连接。在软管中提供的包 括加固元件的链在这里是作为软管的骨干并实现如下效果以简单的方式 将在装置的框架和可旋转支架之间延伸的连接件引导通过软管，而无需额 外的引导机构，例如经由在天花板上的构造。
另外的优点是，在软管中提供的包括加固元件的链能够为框架和可旋 转支架之间的连接件提供一定量的刚度，而与此同时这些连接件仍保持充 分的灵活性以便不减损可旋转支架相对于框架移动的最佳自由度。所述刚 度防止了软管和通过软管的连接件的不受控移动。此外，有可能不考虑可 旋转支架相对于框架的位置而使软管和通过软管的连接件占据之前限定好 的空间位置，其结果是，可以减少软管和通过软管的连接件对医务人员和 患者的干扰。
另一附加优点是，软管的使用保护了框架和可旋转支架之间的连接件， 其中这些连接件通过软管延伸，因此这些连接件更不易损坏，并且它们的 使用寿命得以延长。由于使用了连接件通过其延伸的软管，还可以更充分 地和更简便地对医学诊断装置进行清洁，因此与没有使用软管的状况相比 会获得更高程度的卫生。而且，通过这种方式会获得医学诊断装置的在审 美角度更有吸引力的外观。
本发明的实用实施方式由具有如下特征的医学诊断装置形成包括相 互连接的加固元件的链在框架和可旋转支架之间延伸。因此，无需为在软 管中固定包括相互连接的加固元件的链而进行单独的测量，这有益于使构 造简单。
本发明的优选实施方式由具有如下特征的医学诊断装置形成 一个或 若干个加固元件每个都配有至少一个邻接表面，从而使得包括相互连接的 加固元件的链在一个方向上可以旋转通过至多第一角度，而所述链在与所 述第一方向相对的方向上可以旋转通过至多第二角度，其中第二角度比第 一角度小。链最大程度上可以旋转通过的第一角度是如此获得的加固元件每个都配有至少一个邻接表面，每个都将它们的邻接表面紧靠到各自相 邻的加固元件上。该第一角度是由被引导通过软管的连接件的弯曲规格
(bending specification)确定的，也就是说，该第一角度是由在不对连接件 造成损坏的情况下连接件可以弯过的角度确定的。挠度属性与可以施加到 这些连接件上的最大容许机械应力的值相关，所述应力由连接件的制造商 指定，并且在实际中通常总计大约20。到30。的角度。第二角度比第一角度 小，并且在本发明的优选实施方式中，仅有几度，例如3°到6°，由此授予 框架和可旋转支架之间的连接件以额外的刚度。在软管中提供的包括相互 连接的加固元件的链(加固元件在其旋转轴方向上基本上刚性相互连接) 给出了额外的刚度。其结果是，软管和通过软管的连接件将占据可被预先 限定好的空间位置，而不考虑可旋转支架相对于框架的位置。实现可旋转 支架相对于框架移动的最佳自由度所需的连接件的灵活度由此得以保留。 提供给框架和可旋转支架之间的连接件的额外刚度使得有可能避免由连接 件中的重力、加速度和扭矩引起的软管的不受控移动。另外还可以减少框 架和可旋转支架之间的长连接件对医务人员和患者造成的不适。
本发明的实施方式由具有如下特征的医学诊断装置形成 一个或若干 个加固元件每个都配有至少两个引导元件用来引导软管内部的框架和可旋 转支架之间的连接件。这些引导元件的作用是引导连接件通过软管，保持 它们在软管内部的适当位置，从而使得它们不会在软管内部缠结在一起。 引导元件还确保了软管内部的连接件不会介入软管和包括相互连接的加固 元件的链之间，那可能会对连接件造成损坏。
本发明的另一实施方式由具有如下特征的医学诊断装置形成加固元 件和引导元件具有圆形的形状，从垂直于软管的纵向方向的横截面看，其 形状基本上对应于从垂直于软管主方向截取的软管内部横截面的形状。其 优点是加固元件和引导元件至少在垂直于软管的纵向方向的横截面中没有 尖锐的角，这避免了对软管和连接件的损坏并延长了软管和连接件的操作 寿命。
本发明的另一实施方式由具有如下特征的医学诊断装置形成包括可
互相旋转地相互连接的加固元件的链由金属或合成树脂制成。不仅金属或 合成树脂的构造是实用的选择，而且包括相互连接的加固元件的链应当能够没有问题地支撑和引导框架和可旋转支架之间的连接件的重量也是重要 的。在具有比较大的数量的连接件和/或比较长的连接件的医学诊断装置中， 连接件的重量是比较大的，并且采用坚固的金属(比如钢)来构造包括相 互连接的加固元件的链是有利的。用坚固的合成树脂(比如聚酰胺)构成 的包括相互连接的加固元件的链的构造将能够满足其中框架和可旋转支架 之间的连接件比较轻的医学诊断装置的情况。
本发明的另一优选实施方式由具有如下特征的医学诊断装置形成装 置的框架配有支撑构架以支撑软管。由于包括相互连接的加固元件的链可 以在两个方向上或多或少地顺利旋转，在可旋转支架相对于框架的有限数 量的位置上，具有其中通过连接件的软管有可能会占据使得它可能倒塌的 空间位置。为了避免软管和通过软管的连接件的非预期倒塌，这会给医务 人员造成不便，医学诊断装置的框架会配有支撑构架，其将软管支撑在可 旋转支架相对于框架的这种位置上。
根据本发明的软管的特征在于，在软管中具有基本上沿着软管纵轴方 向延伸的包括相互连接的加固元件的链，其中连贯的加固元件可绕垂直于 软管的纵向方向的旋转轴相互旋转，但是加固元件在其旋转轴方向上基本 上刚性相互连接。
根据本发明的医学诊断装置和软管的实施方式将参考附图进行更详细 地讨论，其中


图1以侧视图的方式概略地显示了根据本发明的医学诊断装置的实施
方式；
图2a以侧视图的方式概略地显示了根据本发明的软管的第一实施方
式；
图2b以横截面的方式概略地显示了根据本发明的软管的第一实施方
式；
图3a以侧视图的方式概略地显示了根据本发明的软管的第二实施方式，.
图3b以横截面的方式概略地显示了根据本发明的软管的第二实施方式。图1以侧视图的方式概略地显示了根据本发明的医学诊断装置的实施 方式。在所示出的实施方式中，医学诊断装置是X射线装置。X射线装置
1配有可旋转支架或C臂3以及框架5，框架5引导C臂3并且C臂3相 对于框架5可旋转。框架5可绕水平轴转轴7旋转并经由该转轴7连接到 放置在地面上的台座9。带准直仪ll的X射线源被固定到C臂3的一端， 而要定位于在直径上与X射线源相对的位置的X射线探测器15通过可挠 性臂13被固定到C臂3的另一端。带准直仪11的X射线源和X射线探测 器15关于患者台17和患者19相对地放置到位，从而使得框架5绕水平转 轴7旋转而C臂3相对于框架5旋转。此外，X射线装置1配有软管21 ， 其在C臂3和框架5之间延伸并通过紧固机构23固定到C臂3和框架5 上。软管21配有包括相互连接的加固元件的链(在图1中未示出)，加固 元件在软管21的纵向方向上延伸并可绕垂直于软管21的纵向方向的轴相 互旋转，但是加固元件在其旋转轴方向上基本上刚性连接。"基本上刚性" 的表述应理解成允许某一定量的机械运动。包括相互连接的加固元件的链 在这里用作软管21的一种骨干。
X射线装置1还配有固定到框架5上并能支撑软管21的支撑构架25， 在这里存在包括相互连接的加固元件的链，以及位于C臂3的某些位置的 在C臂3和框架5之间延伸的连接件。
通常，多个连接件延伸在C臂3和框架5之间，比如探测器15的电源 线缆、用于定位框架5和C臂3以及用于驱动准直仪的叶片的电动机(在 图1中未示出)的电源线缆、取景器(在图1中未示出)的电源线缆以及 防止探测器15撞到患者19的碰撞保护机构(在图1中未示出)的电源线 缆。其他在C臂3和框架5之间的连接件有，例如，用于在X射线源11 的阴极和阳极之间供给高压的高压线缆，以及用于冷却X射线源11和/或 探测器15的液体可以通过其中的管。将所有这些连接件引导通过配有作为 骨干的包括相互连接的加固元件的链的软管21会获得比较简单的结构，其 中，具有其中通过连接件的软管21不会出现任何不受控移动，比如，例如， 摆动，其会妨碍医务人员和患者19。
使用带骨干的软管21是非常有利的，尤其是在X射线装置具有用于能实现高质量的患者19的3D重建的宽的角度范围的情况下，例如在X射线 装置1的心血管应用中。的确，普遍规律是C臂3的角度范围越大，C臂3 和框架5之间的连接件就会越长，并因而连接件出现不受控移动和医务人 员及患者出现不便的风险就越大。本发明的实现方式避免了这种不受控移 动和不便。在这里，软管的骨干优选由钢制成，这是因为C臂3和框架5 之间的连接件在这种情况下比较长，因此连接件的重量也比较大。本发明 的特别有利的应用是用于配有WO2005/058163中描述的所谓的Z驱动系统 (Z-drive system)的X射线装置。高达200°甚至210°的非常宽的角度范围 对于这种X射线装置来说是可能的，这意味着框架和C臂之间的连接件特 别长并且会由于该宽的角度范围而造成对医务人员以及患者的极大不便。
另一因素是X射线装置1的使用中的基本卫生在实现本发明时得到增 强。这是因为本发明避免了 C臂3和框架5之间的连接件在使用X射线装 置1的过程中一会儿在地板上拖动过一会儿又吊在患者19上方的情形，那 会导致地板上的不洁物转移到患者身上，这在X射线装置1的手术应用中 是尤其不希望出现的。通过使用本发明而避免了软管21的不受控移动，该 事实还防止了在操作过程中软管21撞到探测器15或装置1的其他部件， 那样的话位于装置上的碰撞保护机构的开关会被错误的启动。碰撞保护机 构的作用是避免X射线装置与患者之间或X射线装置与操作者之间的碰 撞。碰撞保护机构开关的错误启动会导致进行中的诊断检查的非预期终止。 使用C臂3和框架5之间的连接件通过于其中的软管21进一步使得X射线 装置1能够比不引导连接件通过软管的情况更充分地和简便地进行清洁。 明显地，软管21具有容易清洁的外表面。然而，为了使软管21具有特定 坚固度，其优选用肋壁(ribbed wall)构造。最大可能容积在软管21内部 保留通畅，从而用于引导C臂3和框架5之间的连接件。清洁软管21的肋 外表面的确在一定程度上比在软管21具有平滑外表面的情况下更困难，但 清洁具有肋外表面的软管21要比清洁C臂3和框架5之间的独立连接件方 便得多。
图2a以侧视图的方式概略地显示了根据本发明的软管的第一实施方 式。在软管21内部有沿软管的纵向方向延伸的包括相互连接的加固元件31 的链29，该实施方式中的所述链是由圆柱形加固元件31的连续体形成。这些圆柱形加固元件31通过垂直于软管21的纵向方向的构件(link) 33可相 互旋转地相互连接。圆柱加固元件31还配有紧靠到各自相邻的圆柱形加固 元件31上的邻接表面37，并且因此限定出包括加固元件31的链29可旋转 通过的最大角度。图2a中所示的第一实施方式具有由销形成的构件33。包 括加固元件31的链29在X射线装置的C臂(在图2a中未示出)和框架之 间延伸。链29的一端通过紧固机构(未示出)被固定到C臂上，而链29 的另一端被固定到框架上。软管21内部未被包括相互连接的加固元件31 的链29占据的容积27可用来引导连接件。
图2b在垂直于软管的纵向方向取的横截面中概略地显示了根据本发明 的软管的第一实施方式。其示出了在软管21的中心和可通过连接件的容积 27中心的一个圆柱形加固元件31的横截面，在第一实施方式中包括加固元 件的链29由该圆柱形加固元件构成。图2b还示出了构件33，通过所述构 件圆柱形加固元件31可相互旋转地相互连接，并且^f述构件因此构成了相 关加固元件31的旋转轴。包括圆柱形加固元件31的链29不是必须定位于 软管21的中心，因为几乎不会有任何由圆柱形加固元件31的圆形形状导 致的通过软管21的连接件损坏的风险。
图3a以侧视图的方式概略地显示了根据本发明的软管的第二实施方 式。在该第二实施方式中，在软管21的纵向方向上延伸的包括相互连接的 加固元件31的链29是由每个都配有至少两个引导元件35的圆角矩形加固 元件31的连续体29形成。圆角矩形加固元件31通过垂直于软管的纵向方 向的构件33可相互旋转地相互连接。此外，圆角矩形加固元件31，配有紧 靠到各自相邻的加固元件31上的邻接表面37，并且因此限定出包括加固元 件31的链29可旋转通过的最大角度。与在第一实施方式中一样，在第二 实施方式中构件33由销构成。再一次地，包括相互连接的加固元件31的 链29在X射线装置的C臂(在图3a中未示出)和框架之间延伸，并且链 29的一端被固定到C臂上，而另一端被固定到框架上。由包括加固元件31 的链29和相关的引导元件35围成的软管21内部的容积27可用来引导连 接件。
图3b在垂直于软管的纵向方向取的横截面中概略地示出了根据本发明 的软管的第二实施方式。不像第一实施方式中的圆柱形加固元件，这里用
ii横截面示出的圆角矩形加固元件未定位在软管21的中心，而是位于软管21 的一侧。由此使得软管21内部由加固元件31和引导元件35围成并因此可 通过连接件的容积27尽可能的大。弓l导元件35确保了软管21内部的连接 件保持在适当位置从而使得它们不会缠结在一起。引导元件35还确保了软 管21中的连接件不能进入软管21和链29之间，那会损坏连接件。加固元 件31和引导元件35的圆形横截面形状，其对应于软管21内部横截面的形 状，防止了对软管21和连接件的损坏，从而延长了软管和连接件的使用寿 命。图3b还显示了构件33，通过所述构件圆角矩形加固元件31可相互旋 转地相互连接并且因此限定了相关加固元件31的旋转轴。
在具有比较多和域比较长的连接件的X射线装置中，这些连接件的重 量会比较大，并且带引导元件35的包括相互连接的加固元件31的链29优 选由钢铁构成。销33，其使得加固元件31具有可相互旋转的可能性地相互 连接，在那种情况下会是分离的销并且不会与加固元件31成为一体。这些 销33也由钢构成并且横贯相互连接的加固元件31，其中插入了也由钢或合 成树脂构成的轴瓦并且在其上可施加相当大的力。
在框架和可旋转支架之间的连接件比较轻的X射线装置中，包括相互 连接的加固元件31的链29由坚固的合成树脂构成的设计就足够了。在这 种情况下，其中，与连接件比较多和域比较长的情况相比施加到连接件33 上的力会小得多，可以与通过注射成型法制成的引导元件一起使用包括相 互连接的加固元件31的链29。那么就不会再有分离的构件33，而是使构 件33与加固元件31成为一体。于是，加固元件31每个都包括一个或多个 销33，链29上的后续加固元件31可以围绕所述销保持紧握。这种注射成 型的松弛链29、带有一体销33的可相互旋转地相互连接的加固元件31， 无论是否配有引导元件35，都可以从比如德国的IGUS⑧或韩国的CPS Busan的公司购得。然而，关于这一点应当注意的是，这些可购得的链29 不适于在软管21中使用，因为这些包括可相互旋转地相互连接的加固
权利要求
1、一种医学诊断装置(1)，包括框架(5)、可旋转支架(3)、至少一个在所述框架和所述支架之间延伸的连接件，以及用于引导所述连接件的软管(21)，其特征在于，在所述软管(21)中提供了基本上在所述软管(21)的纵向方向上延伸的包括相互连接的加固元件(31)的链(29)，其中，连贯的加固元件可绕垂直于所述软管的所述纵向方向的旋转轴相互旋转，但是所述加固元件在其旋转轴方向上基本上刚性相互连接。
2、 如权利要求1所述的医学诊断装置(l)，其特征在于，所述包括相互 连接的加固元件(31)的链(29)在所述框架(5)和所述可旋转支架(3)之间延伸。
3、 如权利要求1或2所述的医学诊断装置(1)，其特征在于， 一个或若 干加固元件(31)每个都配有至少一个邻接表面(37)，从而使得所述包括相互 连接的加固元件(31)的链(29)可以在一个方向上旋转通过至多第一角度，而 所述链可以在与所述第一方向相对的方向上旋转通过至多第二角度，所述 第二角度比所述第一角度小。
4、 如在前权利要求中任一项所述的医学诊断装置(l)，其特征在于， 一个 或若干加固元件(31)每个都配有至少两个引导元件(35)，用于在所述软管(21) 内部引导所述框架(5)和所述可旋转支架(3)之间的所述连接件。
5、 如权利要求4所述的医学诊断装置(1)，其特征在于，所述加固元件 (31)和所述引导元件(35)具有圆形的形状，如在垂直于所述软管(21)的所述纵 向方向的横截面中看到的，所述形状基本上对应于从垂直于所述软管(21)的 主方向取的所述软管的内部横截面的形状。
6、 如在前权利要求中任一项所述的医学诊断装置(l),其特征在于，所述 包括可相互旋转地相互连接的加固元件的链由金属或合成树脂制成。
7、 如在前权利要求中任一项所述的医学诊断装置(l)，其特征在于，戶皿 装置的所述框架(5)配有支撑构架(25)，用于支撑所述软管(21)。
8、 如在前权利要求中任一项所述的医学诊断装置(l)，其特征在于，所述 医学诊断装置是X射线装置。
9、 一种软管(21)，其适于在如权利要求1所述的医学诊断装置(l)中引导 至少一个连接件，其特征在于，在所述软管(21)中提供了基本上在所述软管 的纵向方向上延伸的包括相互连接的加固元件(31)的链(29)，其中，连贯的 加固元件可绕垂直于所述软管的所述纵向方向的旋转轴相互旋转，但是所 述加固元件在其旋转轴方向上基本上刚性相互连接。
全文摘要
本发明涉及医学诊断装置(1)和适于在医学诊断装置中引导连接件的软管(21)。医学诊断装置(1)包括框架(5)、可旋转支架(3)、至少一个在框架和可旋转支架之间延伸的连接件，以及用于引导所述连接件的软管(21)。软管(21)配有包括加固元件(31)的链(29)。链(29)主要地在软管(21)的纵向方向上延伸。在链(29)中加固元件(31)彼此连接。这些加固元件(31)还可以绕垂直于软管的纵向方向的轴相对于彼此旋转，但是所述加固元件在其旋转轴方向上基本上刚性连接。包括加固元件(31)的链(29)的作用是作为软管(21)中的骨干并且为软管提供某种程度的刚性，同时保持支撑(3)相对于医学诊断装置(1)的框架(5)的最适移动自由度。
文档编号A61B6/00GK101442936SQ200780017690
公开日2009年5月27日 申请日期2007年5月14日 优先权日2006年5月17日
发明者A·范德恩德 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司