具有包括对重平衡压缩弹簧机构的伸缩柱的移动式X射线装置的制作方法

本公开涉及x射线成像装置，并且更具体地涉及针对移动x射线成像装置的平衡系统。

背景技术：

1、包括医学成像技术诸如x射线成像在内的数字成像技术允许非侵入性采集受检者诸如患者的内部结构或特征的图像。数字成像系统产生可以重建为放射摄影图像的数字数据。在数字x射线成像系统中，来自源的辐射朝向受检者。辐射的一部分穿过受检者并冲击检测器。检测器包括离散图片元素或检测器像素的阵列，并且基于冲击每个像素区域的辐射的量或强度来生成输出信号。随后处理输出信号以生成可显示以供查看的图像。这些图像用于识别和/或检查患者体内的内部结构和器官。

2、为了便于在各种位置和/或情景下获得x射线图像，已经开发了许多移动式x射线装置。在患者不能或不易移动的情况下，这些移动式x射线装置具有特别的适用性，使得需要将成像装置移动至患者。移动式x射线装置的构造包括支撑着整个x射线组件的移动滑架和安装到滑架上的伸缩柱。该伸缩柱包括连接到滑架上的固定部分以及可移动地安装到固定部分上的一个或多个伸缩部分。伸缩部分也包括与固定部分相对的伸缩臂，该伸缩臂能够沿着伸缩部分移动并且支撑与伸缩部分相对的x射线发射器。

3、在操作中，可将移动滑架移动到邻近患者或其他待成像对象的位置中。然后，采用设置在固定部分和伸缩部分内的机构，可将伸缩臂和x射线发射器移动到期望位置，以便获得患者的x射线图像。该机构允许通过移动式x射线装置的其余部分来移动伸缩部分和伸缩臂并使其对重平衡，由此实现了适当且稳定地将x射线发射器进行定位，以获得期望的x射线图像。

4、更具体地，关于使用这些机构可获得的移动，首先，伸缩部分可以从处于其缩回位置(最小高度位置)的固定部分上的下部位置移动到处于其伸展位置(最大高度位置)的固定部分上的上部位置。另外，移动式x射线装置的各部件的其他可用移动包括：滑架上的伸缩柱的旋转、伸缩臂相对于伸缩部分的竖直移动、伸缩臂相对于伸缩部分的水平移动(即延伸和缩回)、以及x射线发射器相对于伸缩臂的各种旋转。

5、由于必需手动执行移动式x射线装置的这些部件的移动以将x射线发射器放置在期望之处，因此需要加以平衡以适应这一点的两种移动包括：伸缩臂相对于柱的伸缩部分的竖直移动；以及伸缩柱的竖直延伸和缩回。在现有技术的移动式x射线装置中，这种平衡通常通过配重和/或机动式制动系统来解决。然而，这些机械系统的相关复杂性和成本使得配重和/或机动式制动系统不合期望。特别地，这些类型的对重平衡型系统所需的配重必须是待进行对重平衡的实际质量(即，伸缩柱和臂)的大约数倍，并且可能是实际质量的4-8倍。容纳具有所需的这种尺寸和重量的配重极大地增加了这些对重平衡型成像系统的复杂性和成本。此外，电控制型平衡系统需要进行维护并且具有更高的故障风险。

6、在试图突破这些现有技术装置的局限性的一项现有技术中，如美国专利9521984号所公开(该专利的全部内容通过引用明确地结合于此以用于所有目的)，上文所述的各移动通过使用机械平衡系统来手动执行，该机械平衡系统在伸缩柱的固定部分内采用张力弹簧。张力弹簧锚固到固定柱和/或滑架的底部，以便为柱的伸缩部分和伸缩臂的竖直移动提供平衡力。来自张力弹簧的力经由钢丝和滑轮传递到柱的伸缩部分和/或伸缩臂，该钢丝和滑轮经布置以使机械平衡系统连续运转，从而实现了在最大高度位置与最小高度位置之间的任何高度处手动移动伸缩臂。

7、然而，虽然平衡系统能够提供对柱的伸缩部分和伸缩臂的手动控制式移动，但是这种现有技术平衡系统的构造存在某些缺点。更具体地，用作平衡机构中的主要力生成构件的张力弹簧需要一个连接点以固定到固定柱和/或滑架上。该固定连接点大多以坚固的方式制作，以便适应对张力弹簧所施加的力。此外，在弹簧与柱的伸缩部分以及与伸缩臂之间提供必需的平衡力所需的钢丝和滑轮具有高度复杂的布置，并且需要大量的滑轮来适当地传送来自张力弹簧的平衡力。

8、因此，希望开发一种针对移动式x射线装置的平衡/对重平衡系统，其具有简化的构造，该简化构造实现了有效且可靠地定位移动式x射线装置的可移动部件，从而避免现有技术的缺点。

技术实现思路

1、根据本公开的一个示例性实施方案的一个方面，一种x射线装置包括：伸缩柱，该伸缩柱包括下固定部分和能够相对于下固定部分竖直移动的至少一个上伸缩部分；伸缩臂，该伸缩臂可移动地连接到伸缩柱的上伸缩部分；头部组件，该头部组件用于获得x射线图像，该头部组件固定到伸缩臂与上伸缩部分相对；钢丝绳，该钢丝绳连接到上伸缩部分和伸缩臂，用于提供上伸缩部分和伸缩臂响应于钢丝绳的移动而相对于固定部分的竖直移动；和对重平衡机构，该对重平衡机构容纳在固定部分内，用于在上伸缩部分和伸缩臂的竖直移动期间平衡上伸缩部分和伸缩臂的重量，该对重平衡机构具有：滑轮组，该滑轮组连接到钢丝绳；压缩弹簧，该压缩弹簧连接到固定部分和滑轮组并在固定部分和滑轮组之间延伸，用于存储上伸缩部分和伸缩臂的潜在重力能；和双卷轴滑轮或可变半径滑轮，该双卷轴滑轮或可变半径滑轮在钢丝绳与上伸缩部分和伸缩臂接合之前接纳钢丝绳。

2、根据本公开的另一示例性实施方案，一种使x射线装置的移动部件对重平衡的方法包括以下步骤：提供x射线系统，该x射线系统具有：伸缩柱，该伸缩柱包括下固定部分和相对于下固定部分可竖直移动的至少一个上伸缩部分；伸缩臂，该伸缩臂可移动地连接到伸缩柱的上伸缩部分；头部组件，该头部组件用于获得x射线图像，该头部组件固定到伸缩臂与上伸缩部分相对；钢丝绳，该钢丝绳连接到上伸缩部分和伸缩部，用于提供上伸缩部分和伸缩臂响应于钢丝绳的移动而相对于固定部分的竖直移动；和对重平衡机构，该对重平衡机构容纳在固定部分内，用于在上伸缩部分和伸缩臂的竖直移动期间平衡上伸缩部分和伸缩臂的重量，该对重平衡机构具有：滑轮组，该滑轮组连接到钢丝绳；和压缩弹簧，该压缩弹簧连接到固定部分和滑轮组并且在固定部分和滑轮组之间延伸，用于存储上伸缩部分和伸缩臂的潜在重力能并相对于固定部分而移动该伸缩部分或伸缩臂中的至少一者。

3、根据本公开的一个示例性实施方案的又一方面，一种x射线装置包括：伸缩柱，该伸缩柱包括下固定部分和相对于下固定部分可竖直移动的至少一个上伸缩部分；伸缩臂，该伸缩臂可移动地连接到伸缩柱的上伸缩部分；头部组件，该头部组件用于获得x射线图像并与上伸缩部分相对地固定到伸缩臂上；钢丝绳，该钢丝绳连接到上伸缩部分和伸缩臂，用于提供上伸缩部分和伸缩臂响应于钢丝绳的移动而相对于固定部分的竖直移动；和对重平衡机构，该对重平衡机构容纳在固定部分内，用于在上伸缩部分和伸缩臂的竖直移动期间平衡上伸缩部分和伸缩臂的重量，该对重平衡机构具有：滑轮组，该滑轮组连接到钢丝绳；和压缩弹簧，该压缩弹簧连接到固定部分和滑轮组并且在固定部分和滑轮组之间延伸，用于存储上伸缩部分和伸缩臂的潜在重力能。

4、从以下结合附图进行的详细描述中，本发明的这些和其他示例性方面、特征和优点将变得显而易见。

技术特征：

1.一种x射线装置，包括：

2.根据权利要求1所述的x射线装置，其中所述滑轮组包括：

3.根据权利要求2所述的x射线装置，其中所述上滑轮和所述双卷轴滑轮固定到所述固定部分的上端。

4.根据权利要求1所述的x射线装置，其中所述压缩弹簧固定在所述固定部分的上端与所述滑轮组之间。

5.根据权利要求4所述的x射线装置，其中所述压缩弹簧围绕导向轴设置，所述导向轴设置在所述固定部分内。

6.根据权利要求5所述的x射线装置，其中所述块包括：孔，所述导向轴延伸穿过所述孔；和多个导向滚轮，所述多个导向滚轮与所述固定部分接合，以维持所述块和所述压缩弹簧在所述固定部分内的对准。

7.根据权利要求1所述的x射线装置，还包括：

8.根据权利要求7所述的x射线装置，其中所述导向滑轮形成为一体阶梯式滑轮。

9.根据权利要求1所述的x射线装置，还包括：

10.根据权利要求9所述的x射线装置，还包括：

11.一种x射线装置，包括：

12.根据权利要求11所述的x射线装置，还包括安全闩锁机构，所述安全闩锁机构包括：

13.根据权利要求11所述的x射线装置，其中所述对重平衡机构还包括：

14.根据权利要求13所述的x射线装置，其中所述导向滑轮形成为一体阶梯式滑轮。

15.一种使x射线装置的移动部件对重平衡的方法，所述方法包括以下步骤：

技术总结一种移动式X射线装置(10)包括：伸缩柱(34)，该伸缩柱包括固定部分(36)和能够相对于固定部分(36)竖直移动的伸缩部分(38)；伸缩臂(40)，该伸缩臂可移动地连接到伸缩柱(34)的上伸缩部分(38)；头部组件(50)，该头部组件位于伸缩臂(40)上，用于获得X射线图像；钢丝绳(114)，该钢丝绳连接到伸缩部分(38)和伸缩臂(40)，用于提供伸缩部分(38)和伸缩臂(40)的竖直移动；和对重平衡机构(100)，该对重平衡机构用于在伸缩部分(38)和伸缩臂(40)移动期间平衡它们的重量。对重平衡机构(100)包括：滑轮组(102)，该滑轮组连接到钢丝绳(114)；和压缩弹簧(120)，该压缩弹簧连接到固定部分(36)和滑轮组(102)并在它们之间延伸，用于在上伸缩部分(38)和伸缩臂(40)的同步或非同步移动期间存储伸缩部分(38)和伸缩臂(40)的潜在重力能。技术研发人员：G·S·萨姆帕斯·库马尔,B·C·T·库马尔受保护的技术使用者：通用电气精准医疗有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13