一种医疗影像装置及其悬吊机架的制作方法

本申请涉及医疗领域，尤其涉及一种医疗影像装置及其悬吊机架。

背景技术：

目前，常见的医疗影像装置可为X射线医疗影像设备。其中大型实时X射线医疗影像设备、例如血管造影机，能完成心血管、脑血管、主动脉、腹部脏器血管、盆腔血管、四肢血管等全身各部位血管的成像。成像结果对上述人体各部位的血管性病变、肿瘤性病变等可有确诊价值。血管造影机还可辅助全身各部位病变的介入治疗，如肝癌的血管栓塞术、肺癌的灌注化疗术、脑动脉瘤的栓塞术、脑动静脉畸形的栓塞术、冠脉狭窄的球囊扩张和支架植入术、先天性心脏病房间隔缺损和动脉导管未闭的堵闭术、二尖瓣和肺动脉瓣狭窄的球囊扩张术、胆道食道扩张和支架植入术、各种经皮穿刺活检和引流术等先进的介入手术。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的全部或部分缺陷，本申请提供一种结构或性能更为优化的医疗影像装置及其悬吊机架。

本申请发明目的通过如下技术方案之一来实现：一种悬吊机架，与可旋转C臂连接，包括：

悬吊底座；

连接悬吊底座并可绕第一轴旋转的第一旋转臂；

连接所述第一旋转臂并可绕第二轴转动的第二旋转臂，所述可旋转C臂可连接到第二旋转臂并绕第三轴转动。

本申请发明目的通过如下技术方案之二来实现：一种医疗影像装置，包括悬吊机架及与悬吊机架连接的安装有影像链的可旋转C臂。所述悬吊机架包括：

悬吊底座；

连接悬吊底座并可绕第一轴旋转的第一旋转臂；

连接所述第一旋转臂并可绕第二轴转动的第二旋转臂，所述可旋转C臂可连接到第二旋转臂并绕第三轴转动。

本申请发明目的通过如下技术方案之三来实现：一种悬吊机架，与可旋转C臂连接，包括：

悬吊底座；

连接悬吊底座并可绕第一轴旋转的第一旋转臂；

连接所述第一旋转臂并可绕第二轴转动的第二旋转臂，所述可旋转C臂可连接到第二旋转臂并绕第三轴转动；以及

支撑底座，所述悬吊底座安装在所述支撑底座上并可绕第四轴旋倾。

本申请发明目的通过如下技术方案之四来实现：一种医疗影像装置，包括悬吊机架及与悬吊机架连接的安装有影像链的可旋转C臂。所述悬吊机架包括：

悬吊底座；

连接悬吊底座并可绕第一轴旋转的第一旋转臂；

连接所述第一旋转臂并可绕第二轴转动的第二旋转臂，所述可旋转C臂可连接到第二旋转臂并绕第三轴转动；以及

支撑底座，所述悬吊底座安装在所述支撑底座上并可绕第四轴旋倾。

本申请通过控制悬吊机架绕第一轴、第二轴、第三轴和第四轴的旋转角度，一方面可以实现所述影像链多角度和多位置的成像需求，另一方面本申请结构的悬吊机架简单可靠，不仅提高了稳定性，而且也降低了成本。

附图说明

图1a是一种医疗影像装置的结构示意图。

图1b是图1a中的医疗影像装置的部分工作状态示意图。

图2a是另一种医疗影像装置的结构示意图。

图2b是图2a所示的医疗影像装置的部分工作状态示意图。

图3是本申请一示例提供的一种医疗影像装置的结构示意图。

图4是图3所示的医疗影像装置的部分工作状态示意图。

图5是本申请另一示例提供的一种医疗影像装置的结构示意图。

图6是图5所示的医疗影像装置的部分工作状态示意图。

图7是本申请再一示例提供的一种医疗影像装置的结构示意图。

图8是图7所示的医疗影像装置的部分工作状态示意图。

图9a是本申请再一示例提供的一种医疗影像装置的结构示意图。

图9b是图9a所示的医疗影像装置的部分工作状态示意图。

图9c是图9a所示的医疗影像装置的部分工作状态示意图。

图9d是图9c所示的医疗影像装置的部分工作状态示意图。

图10a是本申请一示例提供的一种悬吊机架安装方式示意图。

图10b是本申请另一示例提供的一种悬吊机架安装方式示意图。

图10c是本申请再一示例提供的一种悬吊机架安装方式示意图。

图11a是本申请再一示例提供的一种医疗影像装置的结构示意图。

图11b是图11a所示的医疗影像装置在另一角度下的示意图。

图12是本申请再一示例提供的一种医疗影像装置的结构示意图。

图13是本申请一示例提供的一种医疗影像装置的运动控制系统。

具体实施方式

诸如血管造影机的X射线医疗影像设备，通过配置有成像系统(下称“影像链”)的可旋转C臂，和能够提供旋转或者平移运动的机架，结合相关的扫描床系统，可从多角度完成各个人体部位的成像需求。根据不同的安装形式，X射线医疗影像设备可以分为落地和悬吊两大形式。

图1a是一种医疗影像装置的结构示意图。下面以落地式血管造影机为例进行描述。如图1a所示，落地式血管造影机8可包括落地机架81以及具有影像链83的可旋转C臂82。所述可旋转C臂82可与所述落地机架81相连。所述落地机架81可包括机架底座84，机架底座84可绕着轴A进行旋转。所述可旋转C臂82可绕着轴B旋转。图1b示出了图1a中的医疗影像装置在另一角度下的视图和在某一工作位置下的状态图。所述影像链83可以随着机架底座84绕轴A的旋转与可旋转C臂绕轴B的旋转查看在扫描床200上的被检体210的不同位置。因为落地机架81位置固定不能平移，落地式血管造影机8无法进一步让出脚步空间，而且对地面负载能力要求较高。

图2a是另一种医疗影像装置的结构示意图。下面以悬吊式血管造影机9为例进行描述。如图2a所示，悬吊式血管造影机9可包括悬吊机架91及具有影像链93的可旋转C臂92。所述可旋转C臂92可与悬吊机架91连接。所述悬吊机架91可包括悬吊底座94。所述悬吊底座94可设置在安装所述悬吊式血管造影机9的空间顶部、例如手术室的房顶或者上层钢梁。所述悬吊底座94可绕着轴A进行旋转。所述可旋转C臂92可绕着轴B进行旋转。这样，所述影像链93可以随着悬吊底座94绕轴A的旋转与可旋转C臂92绕轴B的旋转查看在扫描床200上的被检体210的不同位置。

进一步地，如图2a所示，所述悬吊式血管造影机9还可包括导轨95以及安装在导轨95上的天车96。所述悬吊底座94可被悬吊安装到所述天车96上。这样，可以实现所述影像链93在方向C-C上的移动。

图2b示出了图2a所示的医疗影像装置的部分工作状态示意图。如图2b所示，所述影像链93可在方向C-C上移动，并且所述影像链93的移动空间相比图1a和图1b所示的可增大。因此，相比图1a和图1b中落地式血管造影机8，悬吊式血管造影机9可具有更大的自由度，但是安装有导轨95的悬吊式血管造影机9的稳定性可能较差。

虽然悬吊式血管造影机9与落地式血管造影机8相比具有更大的脚步空间，可以满足一般的从多角度完成各个人体部位的成像需求。但是随着临床要求越来越高，例如对医疗影像装置的灵活性、稳定性等要求，需要新的设计来满足临床要求。

可以利用落地的工业机器人臂来抓住可旋转C臂，将可旋转C臂移动到不同位置或者摆成不同角度，从而可提高血管造影机的灵活性。但是利用机器人臂的应用的设计复杂，成本高。

图3是本申请一示例提供的一种医疗影像装置的结构示意图。参照图3所示，本申请医疗影像装置100，包括悬吊机架1以及安装有影像链21的可旋转C臂2。所述安装有影像链21的可旋转C臂2可与悬吊机架1连接。

所述悬吊机架1可包括安装在手术室顶部、例如房顶或上层钢梁等的悬吊底座11以及与悬吊底座11连接的第一旋转臂12。其中，所述第一旋转臂12可绕着第一轴a旋转。

在一实施方式中，所述第一轴a可位于悬吊底座11的中心线上。所述悬吊底座11可为圆柱形。所述悬吊底座11也可以是按需设计的其他形状、例如长方形。

参照图3所示，所述悬吊机架1还可包括与第一旋转臂12连接的第二旋转臂13。其中，所述第二旋转臂13可绕着第二轴b旋转。所述第二轴b与第一轴a之间可有一定距离。第一轴a与第二轴b可平行设置。

在一实施方式中，所述第二旋转臂13可连接在第一旋转臂12的与悬吊底座11连接的一端相对的另一端。

参照图3所示，所述可旋转C臂2可连接到第二旋转臂13。所述可旋转C臂2可绕着第三轴c旋转。所述第三轴c可与第一轴a和/或第二轴b垂直设置。

在一实施方式中，所述可旋转C臂2可连接在第二旋转臂13的与第一旋转臂12连接的一端相对的另一端。

根据上面的描述，在一实施方式中，所述第一轴a可设置在第一旋转臂12的一端，且位于竖直方向上。所述悬吊底座11及第一旋转臂12可绕着第一轴a旋转，例如在垂直于第一轴a的水平面上旋转。所述第二轴b可设置在第一旋转臂12的另一端，也位于竖直方向上。所述第二旋转臂13可绕着第二轴b旋转，例如在垂直于第二轴b的水平面上旋转。所述第三轴c可位于水平方向上，所述可旋转C臂2可绕着第三轴c旋转，例如在垂直于第三轴c的竖直平面上旋转。

图4是图3所示的医疗影像装置的部分工作状态示意图。参照图4所示，通过控制第一轴a和第二轴b的旋转角度，可以实现所述影像链21沿着扫描床200的方向X-X上平移运动，如图4中第一位置所示。同时，也可以实现影像链21垂直于扫描床200的方向Y-Y上平移运动，例如图4中第二位置所示。另外，可在不使用的时候，通过控制第一轴a的旋转角度，而使得第一旋转臂12将所述第二旋转臂13移动到远离扫描床200的位置，同时通过控制第二轴b的旋转角度，而将所述可旋转C臂2移动到远离扫描床200的位置，例如图4中第三位置所示。当将所述可旋转C臂2移动到远离扫描床200的位置时，可以提供更大的手术操作空间。这样，一方面可以满足多角度和多位置的成像需求，另一方面由于结构简单可靠，不仅提高了稳定性、安装便利，而且也降低了成本。

参考图3所示，所述悬吊机架1还可包括设置在所述可旋转C臂2与第二旋转臂13之间的支撑臂14。所述可旋转C臂2可通过支撑臂14而连接到第二旋转臂13，所述支撑臂14可绕着第三轴c旋转。

图5是本申请另一示例提供的一种医疗影像装置的结构示意图。如图5所示，在一实施方式中，所述第一旋转臂12在连接悬吊底座11的一端与连接第二旋转臂13的另一端之间可设有第一弯折部121，以使得所述可旋转C臂2具有更自由的操作空间。在另一实施方式中，如图3所示，所述第二旋转臂13在连接第一旋转臂12的一端与连接可旋转C臂2的另一端之间设有第二弯折部131，以使得所述可旋转C臂2具有更自由的操作空间。当设置第二弯折部131时，可以减少第一轴a承受的弯矩。假如不设置第二弯折部131，将第二旋转臂13设置成竖直结构，所述第二轴b将远离第一旋转臂12的重心，使得第一轴a承受的力矩变大，不利于设计。在又一实施方式中，所述第一弯折部121与第二弯折部131可同时设置。

在本申请另一实施方式中，悬吊机架1还可包括第三旋转臂(未图示)。所述可旋转C臂2可通过所述第三旋转臂而连接到所述第二旋转臂13。或者，所述可旋转C臂2可先连接支撑臂14，再通过第三旋转臂连接到第二旋转臂13。在其他实施方式中，所述悬吊机架1还可以再包括第四旋转臂、第五旋转臂等。本申请可旋转C臂2连接到第二旋转臂13是指可旋转C臂可直接或间接连接到第二旋转臂。

另外，在一实施方式中，在初始位置时(如图3所示的位置)，所述第一轴a可与安装在可旋转C臂2上的影像链21的中心线d重合。在另一实施方式中，在初始位置时(如图5所示的位置及图6所示的初始位置)，所述第一轴a与影像链21的中心线d之间可具有一定距离。本申请在图6中定义了前、后、左、右方向。所述第一轴a与影像链21的中心线d可在前后方向和/或左右方向上分别具有一定距离。这样，第一旋转臂12和第二旋转臂13的运动范围更大，可提供更大的操作空间。

图7是本申请再一示例提供的一种医疗影像装置的结构示意图。参照图7所示，在上面所述的各实施方式基础上，所述悬吊机架1还可包括安装在手术室顶部的导轨3和安装在导轨3上可沿着导轨3移动的天车4。所述悬吊底座11安装在该天车4上。这样，除了使医疗影像装置可以获得按照上面所述的各实施方式中描述的移动范围外，还可以额外地在Z-Z方向上移动。

图8是图7所示的医疗影像装置的部分工作状态示意图。参照图8所示，通过控制第一轴a、第二轴b的旋转角度以及天车4在导轨3上的移动，可以实现影像链21沿着扫描床200的方向X-X上平移运动，如图8中第一位置所示。其中所述X-X方向可与图7中的Z-Z方向一致。因此，在该实施方式中，所述影像链21可以在X-X方向(或Z-Z方向)上获得更大的平移距离。同时，也可以实现影像链21垂直于扫描床200的方向Y-Y上平移运动，例如图8中第二位置所示。另外，在不使用的时候，通过控制第一轴a的旋转角度，而使得第一旋转臂12将所述第二选旋转臂13移动到远离扫描床200的位置，同时通过控制第二轴b的旋转角度，而将所述可旋转C臂2移动到远离扫描床200的位置，例如图8中第三位置所示。当将所述可旋转C臂2移动到远离扫描床200的位置时，可以提供更大的手术操作空间。从而，所述影像链21可以实现围绕扫描床200的更大范围的运动，满足更高级的临床应用需求。所述对第一轴a、第二轴b的旋转控制，可以是电动的，也可以是部分或者全部是手动的。

图9a是本申请再一示例提供的一种医疗影像装置的结构示意图。如图9a所示，所述悬吊机架1还包括例如钢梁底座10的支撑底座。所述悬吊底座11可安装在所述钢梁底座10上。所述悬吊底座11可绕着第四轴e旋倾。

在一实施方式中，所述第四轴e可设置在所述悬吊底座11的与第一旋转臂连接的一端相对的另一端。图9b是图9a所示的医疗影像装置绕第四轴e旋倾一定角度后的结构示意图。所述第四轴e可与天花板平行，从而实现悬吊机架1在图6中所定义的前后方向和/或左右方向的运动。所述第四轴e可用于调整所述悬吊机架的姿态，提高所述影像链的成像精度。

在一实施方式中，所述第一旋转臂12还可包括倾斜部122。所述倾斜部122可由连接悬吊底座11的一端向连接第二旋转臂13的另一端倾斜。与第一旋转臂12水平设置相比，具有倾斜部122的第一旋转臂12与上部空间的距离变大，可有利于悬吊底座11内的部件，例如电机、减速器、电位计、线缆等的维护。

图9c是图9a所示的医疗影像装置的部分工作状态示意图。所述扫描床200可以沿平行于地面的方向移动。从图9a所示的位置，通过扫描床200的移动以及所述悬吊机架1绕所述第一轴a和第一轴b旋转一定角度、例如180度，可以得到图9c所示的工作状态。

图9d是图9c所示的医疗影像装置的部分工作状态示意图。该工作状态可以是图9c中悬吊机架1绕所述第一轴a和第二轴b旋转一定角度、例如180度之后的工作状态。

图10a是本申请一示例提供的一种悬吊机架安装方式示意图。悬吊机架1还可包括用于安装支撑底座的支撑框架，例如立梁15。所述钢梁底座10可以支撑在立梁15上。所述立梁15可以靠近墙体设置。这样，所述钢梁底座10无需安装到天花板和墙上，对天花板和墙体没有承载要求。

图10b是本申请另一示例提供的一种悬吊机架安装方式示意图。悬吊机架1还可包括支架16作为上述支撑框架。所述钢梁底座10可以安装在支架16上。支架16可安装在墙上。这样，所述钢梁底座10无需安装到天花板和墙上，对天花板和墙体没有承载要求。

参照图10c所示，在上述图10a的基础上，所述钢梁底座10和立梁15之间还可包括高度调节装置17，便于调整整个悬吊机架的高度。所述高度调节装置17可以是电动、液压或者手动升降装置等。

在一实施方式中，钢梁底座10和支架16之间也可包括一个高度调节装置，便于调整整个悬吊机架的高度。所述高度调节装置可以是电动、液压或者手动升降装置等。

图11a是本申请再一示例提供的一种医疗影像装置的结构示意图。图11b是图11a所示的医疗影像装置在另一角度下的示意图。如图11a所示，基于图10a和10b，所述悬吊机架1还可包括安装在所述立梁或支架上的导轨5和安装在所述导轨5上可沿着导轨5移动的轮组。所述钢梁底座10与所述轮组可组成天车6。所述悬吊底座11安装在该天车6上并可以绕着第四轴e倾旋。所述天车6还可包括安装在所述导轨5上并可沿着所述导轨5移动的轮组。这样，除了使图11a和图11b所示的医疗影像装置可以获得按照上面所述的各实施方式中描述的移动范围外，还可以额外地在Z-Z方向上移动。

如图12所示，所述悬吊机架1还可包括其他天车，例如，天车7、天车8等。所述其他天车可用于安装手术辅助装置、例如显示装置18等。

以上所述悬吊机架1包含了许多运动自由度，且多个旋转轴之间可能存在复合运动。例如通过绕第一轴a和第二轴b的旋转可使悬吊机架复合出X-X和Y-Y方向平移运动。另外，天车与天车之间以及设备和人之间可能会发生碰撞。可安装运动防碰撞装置和传感器来保证安全。为了实现复合运动以及保证安全，悬吊机架1的运动控制系统需要有更高的运动精度和情况处理能力。图13是本申请一示例提供的一种悬吊机架的运动控制系统。所述运动控制系统可保证多轴联动效果，实现实时多轴高精度的运动控制。

在上面的描述中，阐述了本发明的技术方案的细节，然而，本领域技术人员能够了解，本发明不限于上述实施例所列出的具体细节，而是可以在权利要求所限定的范围内变化。

以上所述仅为本申请的较佳实施方式而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。