一种C型臂及X射线机的制作方法

本申请涉及医疗设备领域，特别涉及一种c型臂及x射线机。

背景技术：

c型臂是一种形状呈现c型的支架，其能够用于承载设备，例如在c型臂上分别安装x射线发生器和x射线探测器，即可将其应用在x射线机上作为x光照射的部件。在一些情况下，c型臂上安装的设备需要能够在c型臂上运动。例如，使用x射线机时需要调节x射线发生器与x射线探测器之间的距离(sid)。

技术实现要素：

本申请实施例之一提供一种c型臂，其包括连接臂、第一驱动装置、第一支撑臂、第二驱动装置和第二支撑臂；所述第一支撑臂上设有射线发生器，所述第二支撑臂上设有射线探测器；所述第一支撑臂和所述第二支撑臂均与所述连接臂活动连接；所述第一驱动装置用于驱动所述第一支撑臂相对所述连接臂运动；所述第二驱动装置用于驱动所述第二支撑臂相对所述连接臂运动。

本申请一些实施例提供一种x射线机，该x射线机包括机架、射线发生器、射线探测器和上述任一技术方案所述的c型臂；所述c型臂的连接臂可转动地连接在所述机架上。

附图说明

本申请将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1是根据本申请一些实施例所示的c型臂的结构示意图；

图2是根据本申请一些实施例所示的c型臂的另一状态的结构示意图。

图中，1000为x射线机，110为c型臂，120为射线发生器，130为射线探测器，140为机架，1为连接臂，2为第一支撑臂，3为第二支撑臂，4为第一驱动装置，5为第二驱动装置。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

相反，本申请涵盖任何由权利要求定义的在本申请的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本申请有更好的了解，在下文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。

本申请实施例涉及一种c型臂及x射线机，该c型臂是一种c型的支架，该c型臂通过第一驱动装置驱动第一支撑臂相对连接臂运动，以及通过第二驱动装置驱动第二支撑臂相对连接臂运动，从而更灵活地调节c型臂的第一支撑臂与第二支撑臂之间的距离。该c型臂可以适用于多种场合，例如，该c型臂可以用于医疗器械的x射线机、ct设备或直线加速器等设备。

图1是根据本申请一些实施例所示的c型臂的结构示意图，图2是根据本申请一些实施例所示的c型臂的另一状态的结构示意图。以下将结合图1和图2对本申请实施例所涉及的c型臂进行详细说明。值得注意的是，以下实施例仅仅用以解释本申请，并不构成对本申请的限定。

在本申请的实施例中，如图1所示，该c型臂110包括连接臂1、第一驱动装置4、第一支撑臂2、第二驱动装置5和第二支撑臂3；第一支撑臂2上设有射线发生器120，第二支撑臂3上设有射线探测器130；第一支撑臂2和第二支撑臂3均与连接臂1活动连接；第一驱动装置4用于驱动第一支撑臂2相对连接臂1运动；第二驱动装置5用于驱动第二支撑臂3相对连接臂1运动如图1所示，第一支撑臂2和第二支撑臂3分别位于连接臂1的两端，第一支撑臂2、第二支撑臂3和连接臂1的组合呈现为c型。通过第一支撑臂2和第二支撑臂3在连接臂1上的运动，可以便于更大范围地调节射线发生器120和射线探测器130的相对距离。其中，如图2所示是根据本申请一些实施例所示的第一支撑臂2和第二支撑臂3从图1所示的状态发生相向运动后的另一状态的结构示意图。需要说明的是，射线发生器120可以理解为一种能够发射射线(x射线、γ射线或电子线等)的设备，射线探测器130可以理解为一种能够接收射线发生器120所发出的射线的设备，通过射线发生器120和射线探测器130的配合即可实现医学检查或治疗等操作。在一些实施例中，连接臂1上可以设置第一滑槽，第一支撑臂2上设置能够沿着第一滑槽滑动的第一滑块，同时，连接臂1上还可以设置第二滑槽，第二支撑臂3上设置能够沿着第二滑槽滑动的第二滑块，以使得第一支撑臂2能够相对连接臂1运动且第二支撑臂3也能够相对连接臂1运动。在c型臂110的应用过程中，由于c型臂110的第一支撑臂2和第二支撑臂3之间的距离可以灵活地进行调节，从而使得使用c型臂110的设备(如x射线机1000、ct设备或直线加速器等)的操作者能够更加方便地进行对患者的检查或治疗等操作。

在一些实施例中，第一支撑臂2可以沿着连接臂1上的第一路径运动；第二支撑臂3可以沿着连接臂1上的第二路径运动；第一路径与第二路径平行或共线。例如，第一路径可以为第一滑块沿着第一滑槽滑动的路径，第二路径可以为第二滑块沿着第二滑槽滑动的路径。在一些实施例中，第一路径的延伸方向和第二路径的延伸方向均可以设置为连接臂1的长度延伸方向。在一些实施例中，当第一路径和第二路径共线时，第一滑槽和第二滑槽可以是同一个滑槽。

在一些实施例中，c型臂110还包括控制器(图中未示出)，控制器用于控制第一驱动装置4驱动第一支撑臂2运动，和/或控制第二驱动装置5驱动第二支撑臂3运动。控制器可以控制第一支撑臂2和第二支撑臂3单独运动，也可以控制第一支撑臂2和第二支撑臂3进行同向运动，还可以控制第一支撑臂2和第二支撑臂3进行相向或相背运动。例如，控制器可以控制第一支撑臂2运动而第二支撑臂3不动，或者控制第二支撑臂3运动而第一支撑臂2不动。在一些实施例中，控制器可以安装在c型臂110内或者机架140中。在一些实施例中，控制器也可以为独立的装置，并与c型臂具有信号连接(如电连接、无线连接等)。需要说明的是，控制器可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。其中，硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分则可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域技术人员可以理解上述的方法和系统可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如硬盘、磁盘、cd或dvd-rom的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本申请的控制器不仅可以有诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体，或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用例如由各种类型的处理器所执行的软件实现，还可以由上述硬件电路和软件的结合(例如，固件)来实现。

在一些实施例中，控制器用于控制第一支撑臂2相对连接臂1运动的速度等于第二支撑臂3相对连接臂1运动的速度。

在一些实施例中，控制器用于控制第一支撑臂2相对连接臂1运动的速度大于第二支撑臂3相对连接臂1运动的速度。需要说明的是，在实际应用中，射线发生器120的重量往往大于射线探测器130的重量。例如，射线发生器120的重量可以为100-120kg，射线探测器130的重量可以为30-40kg，因此，第一支撑臂2及其上组件的重量大于第二支撑臂3及其上组件的重量。在c型臂110的应用中，c型臂110的承载机构(如x射线机1000、ct设备或直线加速器等设备的机架140)可以与c型臂110的连接臂1的中部相连，且c型臂110能够相对该c型臂110的承载机构运动(如转动)。c型臂110一般的使用过程为：控制器先使第一支撑臂2和第二支撑臂3处于连接臂1的两端(初始状态)，从而使得射线发生器120和射线探测器130之间有较大的操作空间。然后控制器再控制第一驱动装置4驱动第一支撑臂2运动和/或控制第二驱动装置5驱动第二支撑臂3相向运动，以使得第一支撑臂2上的射线发生器120和第二支撑臂3上的射线探测器130运动到合适的位置。在此过程中，由于射线发生器120的重量大于射线探测器130的重量，若支撑臂以c型臂的转动中心对称安装，在初始状态下c型臂110的重心偏离中部的转轴较大，c型臂110的承载机构受到的转矩较大。通过使得第一支撑臂2的速度大于第二支撑臂3的速度，在从初始状态开始调节第一支撑臂2与第二支撑臂3之间的距离的过程中，c型臂110的重心可以更加接近转轴，因此c型臂110的承载机构的转矩变小，c型臂110的承载机构的承载也减小。

在一些实施例中，控制器控制第一支撑臂2相对连接臂1运动的速度与第二支撑臂3相对连接臂1运动的速度的比值可以为任意大于1的数值。例如，第一支撑臂2相对连接臂1运动的速度与第二支撑臂3相对连接臂1运动的速度的比值可以为2:1、3:1、5:1等。在一些实施例中，第一支撑臂2相对连接臂1运动的速度和第二支撑臂3相对连接臂1运动的速度的比值可以等于(或接近)第一支撑臂2及其上组件的重量总和与第二支撑臂3及其上组件的重量总和的比值。例如，当第一支撑臂2及其上组件的重量总和为120kg，而第二支撑臂3及其上组件的重量总和为40kg时，第一支撑臂2相对连接臂1运动的速度和第二支撑臂3相对连接臂1运动的速度的比值可以为3:1。需要说明的是，第一支撑臂2及其上组件的重量总和可以理解为第一支撑臂2自身的重量加上设置在第一支撑臂2上的所有设备及零部件的重量，第二支撑臂3及其上组件的重量总和可以理解为第二支撑臂3自身的重量加上设置在第二支撑臂3上的所有设备及零部件的重量。在一些替代性实施例中，当第一支撑臂2与第二支撑臂3的重量大致相同时，第一支撑臂2相对连接臂1运动的速度和第二支撑臂3相对连接臂1运动的速度的比值可以等于或接近射线发生器120的重量与射线探测器130的重量的比值。

在一些实施例中，控制器用于控制第一支撑臂2相对连接臂1运动的速度小于第二支撑臂3相对连接臂1运动的速度。由于第一支撑臂2及其上组件的重量大于第二支撑臂3及其上组件的重量，通过这样的设置，在第一支撑臂2和第二支撑臂3相对连接臂1运动的过程中，c型臂110的重心位置相对第一支撑臂2和第二支撑臂3分别位于连接臂1的两端的状态而言变化较小。在一些实施例中，控制器控制第一支撑臂2相对连接臂1运动的速度与第二支撑臂3相对连接臂1运动的速度的比值可以为任意小于1的数值。例如，第一支撑臂2相对连接臂1运动的速度与第二支撑臂3相对连接臂1运动的速度的比值可以是1:2、1:3、2:5等。又例如，控制器可以控制第一支撑臂2相对连接臂1运动的速度与第二支撑臂3相对连接臂1运动的速度的比值，以使得该速度比值等于或接近射线探测器130的重量与射线发生器120的重量的比值。

在一些实施例中，控制器用于控制第一支撑臂2和第二支撑臂3相对连接臂1运动的速度的比值，以使得在第一支撑臂2和第二支撑臂3相对连接臂1运动的过程中，c型臂110的重心的位置保持不变。本领域技术人员可以根据c型臂110的第一支撑臂2及其上组件、第二支撑臂3及其上组件、连接臂1等部件的重量来具体确定第一支撑臂2相对连接臂1运动的速度与第二支撑臂3相对连接臂1运动的速度，以保证c型臂110的重心的位置保持不变。例如，控制器可以控制第一支撑臂2和第二支撑臂3相对连接臂1运动的速度的比值，以使得第一支撑臂2的速度和第二支撑臂3的速度的比值等于第二支撑臂3及其上组件的重量总和与第一支撑臂2及其上组件的重量总和的比值。在此情况下，在第一支撑臂2和第二支撑臂3相对连接臂1运动的过程中，c型臂110的重心的位置能够保持不变。具体的，当第一支撑臂2及其上组件的重量总和为120kg，而第二支撑臂3及其上组件的重量总和为40kg时，控制器控制第一支撑臂2相对连接臂1运动的速度和第二支撑臂3相对连接臂1运动的速度的比值为1:3。通过设置第一支撑臂2和第二支撑臂3的运动速度比值而使得c型臂110的重心位置保持不变，从而在c型臂110的设计及生产过程中可以不再考虑c型臂110的重心位置变化对其自身结构的承载和支撑c型臂110的机构的承载的影响，进而可以降低对c型臂110的运动的控制难度。在一些替代性实施例中，当c型臂110能够在c型臂110承载机构上转动时，c型臂110的重心可以与转轴重合，以减轻c型臂110承载机构的承载。例如，可以将c型臂110承载机构的转轴设置在与c型臂110的重心重合的位置。

在一些实施例中，第一驱动装置4和/或第二驱动装置5可以包括电机和传动装置。在一种实施例中，所述电机可以包括直驱电机。传动装置可以包括但不限于蜗杆齿条传动、齿轮齿条传动、丝杠螺母传动、带传动和链传动等一种或多种的组合。第一驱动装置4的传动装置连接在其电机与第一支撑臂2之间，第二驱动装置5的传动装置连接在其电机与第二支撑臂3之间。第一驱动装置4和第二驱动装置5可以相同，也可以不同。例如，第一驱动装置4可以包括蜗杆齿条传动装置，而第二驱动装置5可以包括齿轮齿条传动装置。又例如，第一驱动装置4和第二驱动装置5可以均包括丝杠螺母传动装置。在一些替代性实施例中，第一驱动装置4和第二驱动装置5可以包括液压缸、气压缸等。

在一些实施例中，第一支撑臂2、第二支撑臂3和连接臂1均具有中空的内腔，第一驱动装置4和第二驱动装置5均设于连接臂1的内腔中。该内腔一方面可以供设置在第一支撑臂2和第二支撑臂3的设备所使用的电线或电缆穿过，另一方面，设置内腔也可以减轻c型臂110的重量，再一方面，设置内腔也可以减少c型臂110的材料的使用。需要说明的是，第一支撑臂2、第二支撑臂3和连接臂1上的内腔可以设置为一个，也可以设置为多个(如2个、3个、4个或6个等)，该多个内腔之间可以相互连通。本领域技术人员可以根据实际需要具体设置中空内腔的数量、排布、大小和形状。例如，内腔的截面形状可以为圆形、方形、多边形或不规则形状等，类似这样的变换，仍处于本申请的保护范围之内。

在本申请中，第一支撑臂2和第二支撑臂3的材料均可以设置为碳纤维。例如，第一支撑臂2和/或第二支撑臂3可以由碳纤维材料一体成型。在一些实施例中，第一支撑臂2和第二支撑臂3中均可以设置加强筋。加强筋可以在不增大第一支撑臂2和第二支撑臂3的壁厚的基础上，进一步提高其结构强度，避免第一支撑臂2和第二支撑臂3受力变形，以使得第一支撑臂2和第二支撑臂3能够对设置在其上的设备进行更好地支撑。需要说明的是，加强筋可以设置为条状或网格状等，本领域技术人员可以根据需要来具体设计加强筋的形状，本申请对此不作限制。在一些实施例中，为了将进一步增强c型臂110的结构强度，连接臂1中也可以设置加强筋。在另一些实施例中，加强筋可以布置在c型臂110(第一支撑臂2、第二支撑臂3和/或连接臂1)的外表面上。加强筋布置的目的主要是提升c型臂110的整体刚度，因此，本领域技术人员也可以根据实际的需要将加强筋设置到其他位置，或者可以根据需要合理地增加(或减少)加强筋的数量。在以上实施例中，加强筋也可以是其他加强刚度的结构，如加强板、加强肋等形式，类似这样的变换，仍处于本申请的保护范围之内。另外，连接臂1的材料也可以设置为碳纤维。在一些替代性实施例中，连接臂1、第一支撑臂2和第二支撑臂3也可以由钣金件或者铸件拼接而成。

本申请所披露的c型臂可能带来的有益效果包括但不限于：(1)通过第一驱动装置驱动第一支撑臂相对连接臂运动，以及通过第二驱动装置驱动第二支撑臂相对连接臂运动，能够更灵活地调节c型臂的第一支撑臂与第二支撑臂之间的距离，进而使得使用c型臂的设备的操作者能够更加方便地进行对患者的检查或治疗等操作；(2)在第一支撑臂和第二支撑臂相对运动的过程中，可以减小c型臂的连接臂的承载以及c型臂的承载机构的承载；(3)在第一支撑臂和第二支撑臂的运动过程中，可以减少c型臂的重心位置的变化，甚至使得c型臂的重心位置基本保持不变，便于对c型臂的运动(如转动)进行控制；(4)在保证较高的强度和刚度的同时又能够减轻自身的重量；(5)能够对设置在第一支撑臂和第二支撑臂上的设备进行较好地支撑。需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。

本申请的一些实施例提供一种x射线机1000，如图1和图2所示，该x射线机1000包括机架140、射线发生器120、射线探测器130和上述任一技术方案的c型臂110。c型臂110的连接臂1可转动地连接在机架140上。具体地，连接臂1可以通过轴承连接到机架140上，机架140上可以设置驱动设备来驱动c型臂110相对机架140转动。通过将连接臂1可转动地连接在机架140上，可以便于在利用x射线机1000对患者进行x光拍摄的过程中调节射线发生器120的位置，有利于对患者需要进行拍摄或治疗的部位进行更准确地定位。x射线机1000通过使用上述c型臂110，在对患者进行检查的过程中，能够通过第一支撑臂2和第二支撑臂3在连接臂1上运动从而更加灵活地调节射线发生器120与射线探测器130之间的距离，使得操作者能够更加方便地对患者进行x光检查。在一些实施例中，该机架可以包括机械臂，机械臂能够精确灵活地对c型臂的转动和位置进行控制，具有较高的应用价值。在一些实施例中，x射线机可以包括数字减影血管造影(dsa)设备。数字减影血管造影设备是一种将常规血管造影术和电子计算机图像处理技术相结合的x射线机，可以使得血管及其病变显示更为清楚，具有较高的应用价值。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。