专利名称：配备有冷却装备的医学诊断x-射线设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及医学诊断x-射线设备
包括
x-射线源，
所述x-射线源所连接的空心载体，
以及冷却装备，其包括在x-射线设备操作过程中用于冷却x-射线源的
冷却剂。
背景技术：
从German Utility Model DE 295 10802 Ul已知了在开篇的段落中所提 到的那种类型的医学诊断X-射线设备。已知的X-射线设备为适于外科应用 的X-射线设备。该X-射线设备配备有C型臂作为X-射线源所连接的空心 载体，并且具有包括X-射线源的双壁外壳的冷却装备。冷却剂流过X-射线 源的双壁外壳，所述冷却剂通过冷却剂导管供应并由位于C型臂之外的冷 却单元释放。冷却单元、冷却剂、冷却剂导管和X-射线源的双壁外壳形成 了已知X-射线设备的部分的冷却装备。
在对X-射线设备的操作过程中，由X-射线源生成的X-射线引起产生 许多热量。如果这一热量没有消散，X-射线源的温度增加，并且最终，X-射线设备其他部分的温度增加。如果X-射线源的温度超过某一阈值，X-射 线设备出于安全原因自动切断，并且在可以将X-射线设备再次接通之前， X-射线源的温度首先必须要降到所述阈值之下的值。与没有冷却装备的X-射线设备相比，为了确保X-射线设备的更长的、连续时间操作是可能的，
已知的x-射线设备配备有冷却装备。
针对外科应用，关于治疗室中的卫生具有非常严格的规定，从而，具 有开放伤口的患者可以不受病原体等的感染。因此不允许使用具有使空气
或其他冷却剂吹入治疗室的冷却装备的x-射线设备。在适于外科应用的已
3知的X-射线设备中，X-射线源借助于具有X-射线源的双壁外壳的冷却装备
对x-射线源进行冷却，冷却剂流经所述x-射线源。位于c型臂外的冷却
单元确保冷却剂首先通过第一冷却剂导管，其部分地经由C型臂内部延伸，
并且之后将所述冷却剂供应到x-射线源的双壁外壳。在这里，冷却剂吸收 在x-射线生成过程中由x-射线源产生的部分热量并且，随后，通过部分地
通过c型臂延伸的第二冷却剂导管，将冷却剂再次运送到冷却单元。
为了能够将x-射线源相对于患者进行正确定位，而没有在x-射线设备 操作过程中x-射线源位置的改变，将c型臂精确地保持平衡。c型臂的质 量改变会扰乱这一微妙的平衡。与没有冷却装备的x-射线设备相比较，为 了保持对c型臂的平衡的扰乱最小，在已知的x-射线设备的情况下，将c
型臂的质量增加保持在尽可能地小。为了达到这一点，将冷却单元放置于
c型臂之外，并且，如与没有冷却装备的x-射线设备相比较，c型臂质量 的增加仅由x-射线源的双壁外壳、冷却剂导管，如所知地其位于c型臂中，
以及存在于c型臂中的冷却剂导管中的冷却剂引起。
发明内容
本发明的目的为提供一种在开篇段落中所提到的类型的医学诊断x-射 线设备，所述装置配备有冷却装备，所述冷却装备以与已知x-射线设备的 冷却装备冷却x-射线源的方式不同的方式冷却x-射线源。
通过根据本发明的医学诊断x-射线设备实现该目的，其特征在于冷却
剂与载体直接热接触。通过省去冷却剂导管的使用，以及通过使所述冷却
剂与所述载体直接热接触，根据本发明的医学诊断x-射线设备以直接和简
单的方式采用相对大的热容以及所述载体的大的辐射表面。X-射线源在X-
射线生成过程中产生的热量由冷却剂吸收，所述冷却剂将所述热量以直接
和高效的方式传输到载体。所述载体随后将所述热量传输到所述x-射线设
备的周围。通过缺少冷却剂导管、载体的相对大的热容和大的辐射表面来
达到x-射线设备的有效冷却，其中，冷却剂通过所述导管循环并且所述导
管部分地延伸通过所述载体的内部。另外，由于缺少部分地延伸通过载体
内部的冷却剂导管，所述冷却装备的构造比已知x-射线设备的冷却装备的
构造简单。如果载体配备有生成至少两个通道的内部隔断，则实现了对x-射线设 备的冷却进一步的改善，所述冷却剂通过所述两个通道循环通过所述导体。 这种内部隔断的示例为在载体中并平行于所述载体延伸的隔板，所述隔板 配备有至少两个开口用于冷却剂的循环，从而，所述分离的通道彼此直接 沟通。隔板中的两个开口的至少一个优选地位于所述载体的一端的x-射线 源附近，且第二开口优选地位于所述载体的另一端的附近。
根据本发明的另一优选实施例为医学诊断X-射线设备，其特点在于所 述冷却剂为空气。
将空气用作冷却剂的优势在于空气已经存在于X-射线设备的空心载体 中，而不必分离冷却剂。借助于此，与使用分离的冷却剂的冷却装备相比， 所述冷却装备不仅更简单，而且更便宜。使用空气作为冷却剂的另一个优 势在于空气是轻的冷却剂。为了使空气循环，无需例如在将油或水用作冷 却剂的情况下所必须的沉重且昂贵的泵；而是使用电扇就足够了 。
根据本发明的另一优选实施例为医学诊断X-射线设备，其特征在于冷
却装备整个在所述载体内延伸。由于根据本发明的x-射线设备的冷却装备 仅仅在空心载体中延伸，可以省去如在已知的x-射线设备中使用的位于载
体外部的冷却单元，而是可以使用布置于载体内部的泵或者风扇。借助于
此，与已知x-射线设备的冷却装备的构造相比，所述冷却装备的构造变得 简单得多。另外，在根据本发明的x-射线设备的冷却装备的情况下，没有
部分地通过所述载体内部延伸的冷却剂导管还导致与已知X-射线设备的
冷却装备相比，根据本发明的x-射线设备的冷却装备所需的部件较少。借
助于此，根据本发明的X-射线设备的冷却装备在构造上比已知的x-射线设
备的冷却装备更简单，而且，根据本发明的x-射线设备的冷却装备比己知 的x-射线设备的冷却装备便宜得多。另外，由于缺少制部分地通过载体的 内部延伸并且连接到位于载体外部的冷却单元的冷剂导管，与已知x-射线 设备的冷却装备相比，根据本发明的x-射线设备的冷却装备有更小的制冷 剂在治疗室中泄露的危险。毕竟，在己知的x-射线设备的冷却装备的情况 下，冷却剂导管分别与冷却单元以及x-射线源的双壁外壳的连接是构造中
的薄弱点，尤其是冷却剂导管与位于载体外部的冷却单元的连接可以在操
作x-射线设备的过程中变得分离，引起冷却剂泄露进入治疗室。
5另一优势在于根据本发明的X-射线设备不具有至少部分地在载体外延 伸的冷却剂导管。毕竟，这意味着在操作X-射线设备的过程中，不能将机 械压力引入冷却剂导管，所述压力不利地影响载体的平衡，在操作X-射线
设备的过程中，引起x-射线源的位置相对于患者变化。另外，由于缺失至 少部分地在载体外延伸的冷却剂导管，x-射线设备的可达性对于患者和医
护人员来说都增加。如果X-射线设备在诸如治疗室的有限尺寸的空间中使 用，这是尤其重要的。
如果将空气用作冷却剂，那么，与使用沉重、昂贵的泵的冷却装备相
比，根据本发明的x-射线设备的冷却装备更便宜。除了更便宜，使用轻的
冷却剂以及使用风扇取代昂贵且沉重的泵，使得与采用较重冷却剂和沉重、
昂贵的泵的冷却装备相比，根据本发明的x-射线设备的冷却装备要轻得多。
借助于此，与使用比空气重的冷却剂和沉重、昂贵的泵的冷却装备的情况 相比，载体的平衡更少地受到不利影响。
另外，根据本发明的另一优选实施例为医学诊断x-射线设备，其特征 在于冷却装备基本上在整个载体内部延伸。借助于此，可以将在生成x-射
线的过程中形成以及被冷却剂吸收的热量传输到整个载体，所述载体接着
将所述热量传输到x-射线设备的周围。由于整个载体而非载体的小部分可 以吸收起源于x-射线源的热量并可以将这一热量传输到周围，因此最优地 使用载体的全部热容以及全部辐射表面，得到x-射线设备的更好的冷却。 应该注意，在特定情况下，如果存在用于将x-射线源固定到载体或者用于 将适于探测x-辐射的探测器固定到载体的固定件时，其可以形成载体的部分。
根据本发明的实施例为医学诊断x-射线设备，其特征在于冷却装备配 备有外壳，且将x-射线源定位于所述外壳内。所述外壳提供了大的辐射表
面，从而可以借助于大的辐射表面，将在位于外壳内的X-射线源生成X-
射线过程中所产生的热量更有效地传输到冷却装备的其他地方并最终传输
到x-射线设备的周围。外壳可以另外地包括其他冷却剂。由于变压器油具
有非常差的电导率，因此变压器油可以作为所述其他冷却剂的一种实际选
择，由此排除了 x-射线源的高压击穿。当然，在外壳中，也可以使用其他
冷却齐lJ。X-射线源位于其内的外壳不但增强X-射线设备的冷却装备的效率，而且还具有以下实际优势，即将所述其他冷却剂保持在X-射线源附近，以 及如果必须要取代X-射线源，则所述取代可包括外壳取代，从而外壳中所 包括的所述其他冷却剂的泄露的危险最小。
根据本发明的另一实施例为医学诊断X-射线设备，其特征在于所述外 壳配备有散热片。使用散热片使围绕X-射线源的外壳的表面增加，引起 X-射线设备的冷却装备的效率的进一步提高。
将参照附图阐述本发明的这些和其他方面，在附图中 图1为根据本发明的医学诊断X-射线设备的示范性实施例的示意性侧 视图2为在图1中的线A-A处截取的示意性截面视图； 图3a为在图1中的线B-B处截取的示意性截面视图； 图3b为在图1中的线C-C处截取的示意性截面视以及
图4为在操作X-射线源过程中作为时间函数的X-射线源的温度的定性
视图，所述X-射线源形成下述内容的一部分
a) 没有冷却装备的医学诊断X-射线设备，
b) 根据本发明的配备有冷却装备的医学诊断X-射线设备，其没有X-射线源的外壳，以及根据本发明的配备有冷却装备的医学诊断X-射线设备, 包括配备有散热片的X-射线源的外壳，并且所述外壳包含其他的冷却剂。
具体实施例方式
图1是根据本发明的配备有冷却装备3的医学诊断X-射线设备1的示 范性实施例的示意性侧视图。在所示出的示范性实施例中，X-射线设备1 配备有可旋转载体，即，C型臂5以及引导C型臂并且C型臂5可以相对 于其旋转的框架7。框架7可围绕水平轴9旋转并且经由该水平轴9连接到 机架11，所述机架11可移动地位于地板上。在C型臂5的一端存在X-射 线源13，其位于配备有散热片17的外壳15中。将在此情况下为图像放大 器的X-辐射探测器19附着到C型臂5的另一端，从而与X-射线源13正相对。通过使框架7围绕水平轴9旋转，并且通过使C型臂5相对于框架 7旋转，X-射线源13和X-辐射探测器19可以相对于患者放置，使得待检 査的患者的部分位于X-射线源13和X-辐射探测器19之间。在C型臂5 的内侧配备有通过薄的隔板25而彼此分开的两个通道21和23，存在于C 型臂5中的空气作为冷却剂通过该通道而循环。图1中的箭头表示空气通 过通道21的循环的方向与空气通过通道23的循环的方向相反。在X-射线 源13所位于的C型臂5的一端，将风扇27布置在C型臂5的内部，所述 风扇引起作为通过C型臂5的冷却剂的空气的实际循环。风扇27的精确位 置是无关的，因此，如果必要的话，也可以将其布置在X-辐射探测器19 的附近。通道21和23之间的薄的隔板25具有用于冷却剂的循环的至少两 个开口29和31，从而，分离的通道21和23彼此之间直接沟通。开口29 在C型臂5的一端上位于X-射线源13的附近，而开口 31在C型臂5的另 一端上位于X-辐射感测器19的附近。除了作为冷却剂的载体5中的空气、 分离的通道21和23、隔板25、风扇27和开口 29和31，同样，配备有散 热片17的外壳15形成在图1中所示的冷却机构3的部分，其中，将X-射 线源13布置在所述外壳中并且所述外壳配备有其他冷却剂。
当然也可能使用其他气体或液体作为冷却剂，而非空气。然而，在实 践中发现，将空气替代为其他的气体作为冷却剂很难得到X-射线源13的 更好的冷却。另外，将其他气体用作冷却剂通常比空气更加昂贵，这是由 于，与空气已经存在于C型臂5中不同，首先要将其他气体引入C型臂5 中。另外，使用其他气体而非空气伴有下述危险，例如，在修理C型臂5 的情况下，气体泄露出C型臂5，从而要在某个时刻为C型臂5重新填充 用作冷却剂的气体。然而，使用液体而非空气作为冷却剂确实得到X-射线 源13的更好冷却。在该情况下，泵机组必须取代风扇27，所述泵机组引起 液体通过整个在C型臂5中延伸的闭路而循环。然而，通过使用液体而非 空气作为冷却剂，X-射线设备1变得非常昂贵，这是由于必须首先将所述 液体引入C型臂5，并且液体比空气更贵。另外，将液体而非空气用作冷 却剂引起C型臂5的重量大幅度地增加，这对C型臂5的平衡是有害的。 另外，如果使用液体作为冷却剂而非空气，则修理C型臂5以及交换X-射线源变得更加困难。实际上，X-射线源13几乎总是位于装满变压器油的外壳15中，这是 由于该油具有非常差的电导率，从而排除了X-射线源的高电压的击穿。将 油装满进入外壳15的过程是昂贵的，从而在X-射线源13的磨损的情况下， X-射线源总是连同装满变压器油的外壳15—起被替代。实际上，在用于冷 却X-射线源的冷却装备中，采用两个单独的冷却概念，即，将空气和变压 器油用作冷却剂，从而可以容易地取代所述X-射线源而无需在诸如医院中 的手术室的治疗室中用油工作。
图2为在图1中的线A-A处截取的示意性截面视图，并且示出了空气 作为冷却剂通过其而循环的分离的通道21和23，以及将通道21和23彼此 分离的薄的隔板25。在最简单的情况下，gP， X-射线源13未由外壳围绕 时，经由通道21将空气提供到X-射线源13，以便吸收由X-射线源13在 操作X-辐射的过程中生成的热量。经由通道23，从X-射线源13中去除从 X-射线源13中吸收了热量的空气，并且在将空气通过通道21再一次供应 给X-射线源13之前，将所吸收的热量转移到C型臂5。
然而，在图2中，配备有散热片17的外壳15围绕X-射线源13。外壳 15中填充有变压器油，除了 C型臂5中的空气外，所述变压器油也作为针 对X-射线设备1的另一冷却剂。变压器油吸收由X-射线源13在X-辐射生 成过程中产生的热量。随后将这一热量传输到通道23中的作为冷却剂的空 气，所述空气随后将热量传输到C型臂5，所述C型臂5接着将热量转移 到X-射线设备1的周围。X-射线源13的变压器油填充的外壳15的散热片 17生成外壳的较大的辐射表面，从而改善了 X-射线设备的冷却装备的效 率。和通道21和23 —样，通道33位于C型臂5中，但是，没有冷却剂通 过其循环，通道33与框架7啮合，并且其重要性在于其使得C型臂5相对 于框架7旋转。
图3a为在图1中的线B-B处截取的C型臂5的示意性截面视图，其 中，示出了作为冷却剂的空气通过其而循环的分离的通道21和23。通道 21和23由薄板25彼此分离。没有冷却剂通过其而循环的通道33与框架7 啮合，并且其重要性在于其使得C型臂5相对于框架7旋转。
为与示出了在图1中的线B-B处截取的示意性截面视图的图3a相比 较，图3b示意性地示出了在图1中的线C-C处截取的C型臂5的截面视图。在该图中，与图3a相同，示出了分离通道21和23、薄板25和通道 33。然而，不同于图3a，图3b的薄板25配备有开口 31，通过所述开口通 道21和23可以彼此直接沟通，并且通过所述开口空气可以从一个通道传 到其他通道。
图4为在操作X-射线源过程中作为时间函数的X-射线源的温度的定性 视图，所述X-射线源形成下述内容的一部分
a) 没有冷却装备的医学诊断X-射线设备，
b) 根据本发明的配备有冷却装备的医学诊断X-射线设备，其没有X-射线源的外壳，以及根据本发明的配备有冷却装备的医学诊断X-射线设备， 包括配备有散热片的X-射线源的外壳，并且所述外壳包含另外的冷却剂。
在图4中，X-射线源的温度T沿着垂直轴绘制。并且，针对X-射线源 的温度的阈值，Tw值，也沿垂直轴绘制，T隨为在其之上X-射线设备出于 安全原因自动切断的温度。通过设置这样的温度阈值，排除了医护人员或 患者接触X-射线设备的热的部分的。在图4中，以随机单位沿水平轴绘制 时间。时间U的点表示在没有冷却装备的医学诊断X-射线设备中的X-射 线源到达所述温度的阈值之前所花费的时间。时间tB的点表示如果X-射线 源形成了根据本发明的配备有冷却装备的医学诊断X-射线设备的部分而没 有X-射线源的外壳的情况下，到达X-射线源的温度的阈值需要多长时间。 图4的定性视图清晰地示出了与X-射线源形成未配备有用于冷却X-射线源 的冷却装备的X-射线设备的一部分的情况相比，若X-射线源形成根据本发 明的配备有冷却装备的X-射线设备的一部分，则在X-射线源的温度达到阈 值之前所花费的时间基本比较长。换言之，图4清晰地示出了tB远大于U ，这意味着在其期间根据本发明的配备有冷却装备的医学诊断X-射线设备 可以在未出于安全原因自动切断之前而中断使用的时间段比没有针对X-射 线源的冷却装备的医学诊断X-射线设备的时间段长得多。
如果X-射线源形成了根据本发明的配备有冷却装备的X-射线设备的 部分，其中冷却装备具有配备有散热片的X-射线源的外壳，且所述外壳包 含其他冷却剂，则冷却装备的效率的提高使得X-射线设备可以再没有中断 的情况下使用一段时间tc。实际上，已经发现达到X-射线设备的操作的非 中断时段是可能的，所述时段为没有冷却装备的X-射线设备的时段的两倍。本发明特别适合于外科应用，这是因为在该情况下，由于治疗室严格 的卫生规定，必不允许将空气吹入治疗室。除了固定的X-射线设备之外， 本发明还涉及用于外科应用的移动的X-射线设备。
本发明使得在没有X-射线设备操作过程中的冷却剂泄露的危险的情况 下，使医护人员在无任何中断，或者比以前更少的中断的情况下履行他们 的职责成为可能。本发明还能够不中断地执行比以前可能执行的干预时间 更长的干预。另外，由于患者逐渐变得更胖的这一趋势，本发明非常实用。 患者越胖，X-辐射的吸收和散射的程度越高，所需X-射线源的功率越高，
以便能够定性地生成患者的良好图像。随着x-射线源的功率增加，在由 x-射线源生成x-射线的过程中产生更多热量，x-射线设备出于安全原因自
动切断的温度的阈值越较快地达到。同样在胖患者的情况下，本发明使得
可能实现操作X射线设备的足够长的非中断的时期。
权利要求
1、一种医学诊断X-射线设备(1)，其配备有X-射线源(13)，所述X-射线源所连接的空心载体(5)，以及冷却装备(3)，其包含在操作所述X-射线设备过程中用于冷却所述X-射线源的冷却剂，其特征在于，所述冷却剂与所述载体直接热接触。
2、 如权利要求1所述的医学诊断X-射线设备(1)，其特征在于，所 述冷却剂为空气。
3、 如权利要求l或2所述的医学诊断X-射线设备(1)，其特征在于， 所述冷却装备(3)整个地在所述载体(5)中延伸。
4、 如权利要求3所述的医学诊断X-射线设备，其特征在于，所述冷 却装备(3)基本上在所述整个载体(5)内延伸。
5、 如上述权利要求的任一项所述的医学诊断X-射线设备(1)，其特 征在于，所述冷却装备(3)配备有外壳(15)，将所述X-射线源(13)布 置在所述外壳内。
6、 如权利要求5所述的医学诊断X-射线设备(1)，其特征在于，所 述外壳(15)配备有散热片(17)。
全文摘要
本发明涉及一种医学诊断X-射线设备(1)，其包括X-射线源(13)、所述X-射线源所连接的空心载体(5)，以及配备有在使用所述X-射线设备(1)的过程中用于冷却所述X-射线源(13)的冷却器件的冷却机构(3)。所述冷却器件与所述载体(5)直接热接触，从而提供针对所述X-射线源(13)的高效冷却机构(3)。
文档编号A61B6/03GK101610720SQ200880004757
公开日2009年12月23日 申请日期2008年2月7日 优先权日2007年2月13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