专利名称：X射线仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种X射线仪，具有一个安装在一个支架上的、可围绕一个回转点旋转的C形臂，一个X射线源和一个X射线探测器安装在所述C形臂上面。
背景技术：
通过这种型式的X射线仪，可以从一系列从不同投射角拍摄的一个病人身体部位的二维投影中重现三维图像。三维成像的前提条件通常是:一个沿轨迹运动并且围绕一个固定的回转点(旋转轴)旋转的等中心的C形臂。等中心的特征在于，X射线的中心射束始终通过回转点。但是，等中心的C形臂在质量分配方面以及基于其相对较高的重量而具有许多缺点，因此，在二维成像时经常使用比等中心的C形臂短的非等中心的C形臂。在DE10003524A1中建议一种X射线仪，在所述X射线仪中，为了借助在校准的范畴内算出的C形臂的位置来拍摄二维投影，在一个校准模式中制作一个幻影的一系列二维投影，从二维投影中生成三维图像数据组。在DE102008062030A1中曾介绍，在一个包括一个非等中心的C形臂的X射线仪中一个目标的成像区沿一个椭圆轨迹被环绕，目标的体积区借此明显地受到限制。如果想避免这个缺点，需要水平或竖直移动C形臂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种包括非等中心的C形臂的X射线仪，所述X射线仪适用于三维成像。为了解决上述技术问题，在本文前言所述类型的X射线仪中按照本发明规定，C形臂可以沿着圆形轨迹旋转，所述圆形轨迹的半径相当于C形臂的半径与X射线探测器的半个宽度之和。在传统的X射线仪中，只有当X射线仪具有等中心的C形臂时，才能进行三维成像，但是，所述C形臂由于要求重力平衡要比非等中心的C形臂明显更大和更重。本发明的理论依据是，如果一个非等中心的C形臂沿着一个有别于C形臂的圆弧形状的圆形轨迹旋转，也可以通过所述非等中心的C形臂完成三维成像。尤其要求，用于C形臂旋转的圆形轨迹的半径大于C形臂的半径，圆形轨迹的半径必须相当于C形臂的半径加上X射线探测器的半个宽度之和。如果所述几何条件得以满足，则X射线的中心射束始终延伸经过C形臂的回转点。在该前提条件下可以从在不同投射角拍摄的多个二维图像中生成一个三维图像，同时重力平衡得以保证。在按照本发明的X射线仪中，优选，C形臂借助一个滚动导轨安装在一个支架上。所述滚动导轨可以实现精确控制地旋转C形臂并使C形臂相对于X射线仪的支架定位。
在按照本发明的X射线仪中，滚动导轨包括侧凹槽，支架的部件安置在其内。在这种结构形式中，C形臂包围支架的部件，由此产生一种特别稳定的机械结构。
本发明的另一个扩展设计规定，所述C形臂内的侧凹槽在所述C形臂的中心靠近所述C形臂的内侧面设置以及在所述C形臂的外端部处靠近所述C形臂的外侧面设置。所述侧凹槽的位置在C形臂的厚度方向上可以变化，槽的位置变化是下述事实的结果，S卩，C形臂和C形臂沿其移动的圆形轨迹具有不同的半径。C形臂的厚度，S卩，其在厚度方向(径向方向)的延伸尺寸在这里选择为，使得导轨或侧凹槽在所述C形臂的中心靠内以及在所述C形臂的外端部处靠外。
为了改善按照本发明的X射线的操作，可以规定，C形臂是重力均衡的。通过重力均衡可以降低或消除力矩，否侧的话必须采取其它的应对措施。在这方面可以规定，C形臂在其外端部附近具有凹穴。通过这种方法可以实现降低质量，这对所要求的驱动能量方面有积极的作用。
在按照本发明的X射线仪中可以以这样的方式达到重力均衡，S卩，凹穴与所述侧凹槽邻接，尤其是凹穴可以沿厚度方向设置在侧凹槽旁，其中，凹穴要比侧凹槽短。
下面将借助实施例和附图对本发明的其它优势和细节进行说明。
图1表示一个按照本发明的X射线仪；
图2表示图1所示的X射线仪处于第二位置；
图3表示图1所示的X射线仪处于第三位置；
图4表示按照本发 明的X射线仪的C形臂以及X射线中心射束；
图5至图7表示图1所示C形臂的横截面；以及
图8至图10表示另一个实施例的C形臂的横截面。
具体实施方式
图1所示的X射线仪I包括一个安装在支架2上的、可围绕回转点3 (旋转轴)旋转的C形臂4，一个X射线源5和一个X射线探测器6安装在所述C形臂上。一个X射线中心射束7从X射线源5延伸至X射线探测器6。
C形臂4是借助一个没有详细示出的滚动导轨8固定在支架2上。C形臂4通过旋转可以进入不同的位置，从而可以分别制作一个检查对象的二维图像。随后可以利用这些单个的二维图像制作三维图像。
图2示出了 C形臂4沿顺时针方向从图1所示位置转出后的X射线仪，与此类此，图3示出了 C形臂4沿逆顺时针方向从图1所示位置转出后的X射线仪中。从中可以看出，与C形臂4当时的位置无关地，X射线中心射束7始终穿过C形臂4的回转点3。因此，该X射线仪I具有与一个包含等中心的C形臂的X射线仪相同的性能。由于其造型，X射线仪I的C形臂4不是等中心的，但是，通过导轨的特殊设计结构可以实现，X射线中心射束7始终穿过C形臂4的回转点3。因此，可以利用单个的、在C形臂4处于不同位置拍摄的二维图像随后制作三维图像。
图4显示的是，不管C形臂4处于什么位置，X射线中心射束7始终穿过C形臂4的回转点3，因此，替代一个等中心的C形臂可以使用一个非等中心的C形臂。但是，与一个等中心的C形臂相比，非等中心的C形臂在重量方面具有优势。
下面对支架2上的C形臂4的导轨进行解释。在图1中示出了在C形臂4上的一个圆弧9，所述圆弧说明的是一个槽的位置，借助该槽所述C形臂4在支架2上导引移动。在图1中可以看出，圆弧9在C形臂4的中心靠近其内侧面延伸。在C形臂4的设有X射线源5和X射线探测器6的外端部处所述圆弧9靠近C形臂4的外侧面延伸。图5至图7显示的是C形臂4的横截面图。图5显示的是沿图4所示的V-V线的剖开示出的剖面图，与此相应地，图6显示的是沿V1-VI线剖开示出的剖面图以及图7显示的是沿图4所示VI1-VII线剖开示出的剖面图。图5中所示的C形臂4的横截面基本上呈C形，与C形臂4的中间段10平行设置的是侧凹槽11，处于已安装状态时滚动导轨处于所述侧凹槽内，通过该滚动导轨所述C形臂4可旋转地支撑在支架2上。在图5中，侧凹槽11毗邻所述中间段10。图6显示的是C形臂4沿V-VI线剖开示出的剖面图。侧凹槽11与图5中所示的侧凹槽相同，但是，在图6所示的剖面图中侧凹槽11位于一个不同的位置，S卩，靠近中心。与此相应地，中间段12比图5中的相应的中间段10要宽。图7显示的是C形臂4沿VI1-VII线剖开示出的剖面图。在那里，侧凹槽11位于外侧附近。与此相应地，中间段13比图6中的相应的中间段12要宽。通过侧凹槽11不同的径向位置可以达到的效果是，尽管圆弧形C形臂的半径小于旋转运动的半径，但是X射线源5、X射线探测器6以及进而X射线中心射束7始终延伸穿过C形臂4的回转点3。由于滚动导轨7在C形臂4内的位置可以变化，非等中心的C形臂4的旋转可以被转换成 等中心的旋转。在图7中可以特别清楚地看出，运动相当于沿着一个圆形轨迹旋转，所述圆形轨迹的半径相当于C形臂的半径与X射线探测器6的半个宽度之和。图8，图9和图10显示的是第二实施例的C形臂14的横截面，所示横截面如图5至图7中所示横截面一样处于相同的位置。C形臂具有最佳的重量分布。在图8中示出的C形臂14在横截面形状方面相应于图5所示的C形臂4的横截面。在图9中可以看出，C形臂14有一个凹穴15，所述凹穴是在侧凹槽11和C形臂14的中间段16之间形成。基本上呈矩形的凹穴15比侧凹槽11短。C形臂14的质量和出现的转矩通过凹穴15得以降低。最后，在图10中可以看出，在C形臂14的外端部附近的凹穴15的宽度大于图9中所示出的横截面图中的宽度。C形臂14的总重量通过凹穴15得以降低，操作和驱动也由此变得简单。尽管通过所述优选的实施例对本发明进行了详细的说明，但是本发明并因此而局限于所公开的实施例，只要不脱离本发明的保护范围，本领域专业人士也可以从中推导出其它的变型方案。
权利要求
1.一种X射线仪，具有安装在支架上的、可围绕回转点旋转的C形臂，X射线源和X射线探测器安装在所述C形臂上，其特征在于，所述C形臂(4，14)可以沿着圆形轨迹旋转，所述圆形轨迹的半径相当于所述C形臂(4，14)的半径与所述X射线探测器(6)的半个宽度之和。
2.根据权利要求1所述的X射线仪，其特征在于，所述C形臂(4，14)基本上设计为圆弧形状。
3.根据权利要求1或2所述的X射线仪，其特征在于，所述C形臂(4，14)借助滚动导轨安装在支架(2)上。
4.根据权利要求3所述的X射线仪，其特征在于，所述滚动导轨(8)包括侧凹槽(11)，所述支架(2)的部件安置在所述侧凹槽内。
5.根据权利要求4所述的X射线仪，其特征在于，所述C形臂(4，14)内的侧凹槽(11)在所述C形臂(4，14)的中心靠近所述C形臂(4，14)的内侧面设置以及在所述C形臂(4，14)的外端部处靠近所述C形臂(4，14)的外侧面设置。
6.根据前述权利要求中任一项所述的X射线仪，其特征在于，所述C形臂(4，14)是重力均衡。
7.根据前述权利要求中任一项所述的X射线仪，其特征在于，所述C形臂(4，14)在其外端部附近具有至少凹穴(15)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的X射线仪，其特征在于，所述凹穴(15)与所述侧凹槽(11)邻 接。
全文摘要
本发明涉及一种X射线仪，具有安装在支架上的、可围绕回转点旋转的C形臂，X射线源和X射线探测器安装在所述C形臂上，其特征在于，所述C形臂(4，14)可以沿着圆形轨迹旋转，所述圆形轨迹的半径相当于所述C形臂(4，14)的半径与所述X射线探测器(6)的半个宽度之和。
文档编号A61B6/03GK103190925SQ201210599368
公开日2013年7月10日 申请日期2012年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者R·格劳曼 申请人:西门子公司