專利名稱：X射線診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及X射線診斷裝置。
背景技術(shù)：
使用X射線診斷裝置、MRI裝置或X射線CT裝置等進(jìn)行的醫(yī)用圖像診斷技術(shù)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而取得了飛速的進(jìn)步，已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)療中不可缺少的技術(shù)。近年來，X射線診斷伴隨著導(dǎo)管插入術(shù)的發(fā)展，以循環(huán)系統(tǒng)領(lǐng)域?yàn)橹行娜〉昧诉M(jìn)步。循環(huán)系統(tǒng)診斷用的X射線診斷裝置通常包括X射線發(fā)生部、X射線檢測部、對X射線發(fā)生部及X射線檢測部進(jìn)行保持的保持裝置、診視床(頂板)、信號處理部、顯示部等。而且， 保持裝置通過使C形臂或Ω形臂在患者(以下稱為被檢測體)周圍轉(zhuǎn)動、旋轉(zhuǎn)或移動，能夠進(jìn)行最佳的位置、方向上的X射線攝像。但是，X射線發(fā)生部及X射線檢測部對置地搭載于圓弧狀的C形臂的兩端，為了防止不必要的照射而得到正確的圖像，需要使X射線中心和檢測器中心一致。為此需要提高C 形臂的剛性并確保強(qiáng)度，來防止因撓曲引起的位置偏離，但是由于近年來對裝置的小型化、 輕量化的需求，確保必要的剛性變難。近年來，對于X射線診斷裝置，小型化、輕量化的需求也在變大。此外，還有為了降低將C形臂直立的狀態(tài)下的上下方向的高度而使C形臂的厚度變薄的要求。這里所說的厚度是指C形臂的前面(朝向面對等中心(isocenter)的面)和背面(與前面相反一側(cè)的面)之間的長度，該厚度越薄則越能促進(jìn)包括C形臂的裝置整體的省尺寸化。為滿足這樣的需求，對C形臂的材質(zhì)和尺寸進(jìn)行了各種研究，但是現(xiàn)有的C形臂是用鋁的擠壓成型品、或者將鋼材彎折并焊接加工的單一材料的一體構(gòu)件來制作的，由于這些部件的物理性能值，難以確保必要的剛性和強(qiáng)度。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2008-86836號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于，在實(shí)現(xiàn)小型輕量化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)臂的強(qiáng)度確保。用于解決技術(shù)問題的技術(shù)手段X射線診斷裝置具備X射線發(fā)生部；X射線檢測部；臂，支撐所述X射線發(fā)生部和所述X射線檢測部，具有拱形狀；以及至少一個加強(qiáng)部件，具有比所述臂高的彈性系數(shù)，具有薄板形狀，固定于所述臂。發(fā)明效果在實(shí)現(xiàn)小型輕量化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)臂的強(qiáng)度確保。


圖1是本實(shí)施方式的X射線診斷裝置的外觀圖。圖2是本實(shí)施方式的X射線診斷裝置的外觀圖。圖3是圖1的C形臂的橫截面圖。圖4是以往的C形臂的橫截面圖。圖5是圖1的C形臂的側(cè)視圖。圖6是表示針對圖1的C形臂的加強(qiáng)部件的固定方法的一例的圖。圖7是表示針對圖1的C形臂的加強(qiáng)部件的固定方法的其他例的圖。圖8是表示針對圖1的C形臂的加強(qiáng)部件的固定方法的其他例的圖。圖9是表示針對圖1的C形臂的加強(qiáng)部件的固定方法的其他例的圖。圖10是表示針對圖1的C形臂安裝的加強(qiáng)部件的范圍的一例的圖。圖11是表示對圖1的C形臂安裝的加強(qiáng)部件的范圍的其他例的圖。圖12是表示對圖1的C形臂安裝的加強(qiáng)部件的范圍的其他例的圖。圖13是表示對圖1的C形臂安裝的加強(qiáng)部件的范圍的其他例的圖。圖14表示通過圖1的支架對C形臂在其背面?zhèn)冗M(jìn)行支撐的方式的構(gòu)造的截面圖。圖15是表示對與圖14的結(jié)構(gòu)對應(yīng)的C形臂從其內(nèi)側(cè)面和側(cè)面進(jìn)行加強(qiáng)的加強(qiáng)部件的C形臂的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。如圖1、圖2所示，地面回轉(zhuǎn)臂M以一端繞著大致鉛垂的第一旋轉(zhuǎn)軸Zl自由回轉(zhuǎn) (d)的方式設(shè)置在地面59之上。第一旋轉(zhuǎn)軸Zl是鉛垂軸，與水平的基準(zhǔn)線BL正交。另外， 在攝像時(shí)，以被檢測體150的體軸與基準(zhǔn)線BL大致一致的方式，將被檢測體150設(shè)置在頂板17之上。此外，基準(zhǔn)線BL與頂板17的中心線大致一致。頂板17能夠沿著與基準(zhǔn)線BL 平行的長邊方向移動地設(shè)置在診視床18上。第一旋轉(zhuǎn)軸Zl在頂板17的長邊方向的可動范圍MR內(nèi)與基準(zhǔn)線BL相交。S卩，地面回轉(zhuǎn)臂M設(shè)置在頂板17的長邊方向的可動范圍MR 內(nèi)。在地面回轉(zhuǎn)臂M的另一端支撐有支架53，該支架53能夠繞著大致鉛垂的第二旋轉(zhuǎn)軸Z2自由旋轉(zhuǎn)(c)。在支架53上支撐有臂保持架52，該臂保持架52能夠繞著大致水平的第三旋轉(zhuǎn)軸(C形臂水平旋轉(zhuǎn)軸)Z3自由旋轉(zhuǎn)(b)。在臂保持架52上支撐有C形臂51，該 C形臂51能夠繞著與C形臂水平旋轉(zhuǎn)軸正交的大致水平的第四旋轉(zhuǎn)軸(滑動旋轉(zhuǎn)軸) Z4自由滑動旋轉(zhuǎn)(a)。C形臂51具有拱形狀。典型地，C形臂51具有C字形狀。將C形臂 51位于中心側(cè)的面稱為內(nèi)側(cè)面或前面。在C形臂51的一端搭載有具有X射線管的X射線發(fā)生部1，在C形臂51的另一端典型地搭載有具有排列成2維狀的多個X射線檢測半導(dǎo)體元件的X射線檢測部(通稱為 flat panel detector (FPD 平板檢測器)2。從X射線發(fā)生部1的X射線焦點(diǎn)和X射線檢測部2的檢測面中心通過的攝像軸 SA(Z5)被設(shè)計(jì)為與C形臂水平旋轉(zhuǎn)軸D和滑動旋轉(zhuǎn)軸Z4在一個點(diǎn)相交。眾所周知，不管 C形臂51要繞著C形臂水平旋轉(zhuǎn)軸Ti旋轉(zhuǎn)，還是C形臂51要繞著滑動旋轉(zhuǎn)軸Z4旋轉(zhuǎn)，還是地面回轉(zhuǎn)臂M要繞著第一旋轉(zhuǎn)軸Zl回轉(zhuǎn)，只要支架53不繞著第二旋轉(zhuǎn)軸Z2旋轉(zhuǎn)，該交點(diǎn)的絕對坐標(biāo)(攝像室坐標(biāo)系上的位置)就不會發(fā)生位移，所以通常被稱作等中心IS。如圖1所示那樣設(shè)計(jì)成，當(dāng)支架53繞著第二旋轉(zhuǎn)軸Z2的旋轉(zhuǎn)角為基準(zhǔn)角度 (0° )、C形臂51處于重疊在地面回轉(zhuǎn)臂M之上而成為折疊為最小的姿勢時(shí)，該等中心位于地面回轉(zhuǎn)臂M的第一旋轉(zhuǎn)軸Zl之上，換言之，攝像軸SA (Z5)、C形臂水平旋轉(zhuǎn)軸Z3、以及滑動旋轉(zhuǎn)軸Z4在該等中心處與地面回轉(zhuǎn)臂M的第一旋轉(zhuǎn)軸Zl相交。即，綜合決定地面回轉(zhuǎn)臂M的長度、支架53的大小、臂保持架52的大小、以及C類C形臂51的半徑，以使地面回轉(zhuǎn)臂M的第一旋轉(zhuǎn)軸Zl和支架53的第二旋轉(zhuǎn)軸Z2的距離，與支架53的第二旋轉(zhuǎn)軸 Z2和等中心IS的距離相同。C形臂51具備用于實(shí)現(xiàn)圓弧方向的滑動動作的支撐引導(dǎo)機(jī)構(gòu)。C形臂51以比鋼材還輕量、且彈性系數(shù)較高的鋁合金或鎂合金為素材制造而成。當(dāng)C類C形臂51繞著C形臂水平旋轉(zhuǎn)軸D的旋轉(zhuǎn)角是基準(zhǔn)角度(0° )、且C類 C形臂51繞著滑動旋轉(zhuǎn)軸Z4的旋轉(zhuǎn)角是基準(zhǔn)角度(0° )、從而該攝像軸SA(ZQ位于鉛垂方向時(shí)，在支架53繞著上述第二旋轉(zhuǎn)軸Z2的旋轉(zhuǎn)角是基準(zhǔn)角度(0° )的狀況下，攝像軸 SA(Z5)與地面回轉(zhuǎn)臂M的第一旋轉(zhuǎn)軸Zl大致一致。圖3是實(shí)施方式的C形臂51的截面圖。C形臂51例如由鋁合金的擠壓件形成為圓弧狀，為了支持繞著滑動旋轉(zhuǎn)軸Z4的滑動旋轉(zhuǎn)(a)而形成有支撐軌道20。該支撐軌道 20成為被臂保持架52從兩側(cè)夾持的姿態(tài)。在C形臂51上通過粘接劑或螺旋夾或其兩者固定有形成為薄板形狀的加強(qiáng)部件 301、302、303。由加強(qiáng)部件301、302、303加強(qiáng)的C形臂51在確保與未被進(jìn)行該加強(qiáng)的僅由鋁合金構(gòu)成的C形臂同等的彈性系數(shù)的同時(shí)，與未被進(jìn)行該加強(qiáng)的僅由鋁合金構(gòu)成的C形臂相比，能夠?qū)崿F(xiàn)輕量且小型。加強(qiáng)部件301、302、303具有比C形臂51更高的縱向彈性系數(shù)。加強(qiáng)部件301、302、 303與C形臂51相比，每單位體積的質(zhì)量較低。加強(qiáng)部件301、302、303利用碳纖維強(qiáng)化樹脂(CFRP)或玻璃纖維強(qiáng)化樹脂(GFRP)來制造。如圖3、圖5所示，加強(qiáng)部件301固定于C形臂51的內(nèi)側(cè)面(前面)。C形臂51 的內(nèi)側(cè)面是指C形臂51的圓弧中心側(cè)的面。加強(qiáng)部件302、303固定于C形臂51的外側(cè)面 (背面)。如圖7所示，加強(qiáng)部件301、302、303粘貼在C形臂51的表面。如圖6所示，加強(qiáng)部件301、302、303也可以嵌入在C形臂51的凹部中。加強(qiáng)部件301、302、303也可以埋入 C形臂51的內(nèi)部。加強(qiáng)部件301、302、303也可以夾入被多層化的C形臂51的層間。如圖 8、圖9所示，加強(qiáng)部件301也可以設(shè)置成以覆蓋內(nèi)側(cè)面到側(cè)面一部分的方式覆蓋C形臂51。如圖10、圖11所示，加強(qiáng)部件301典型地為，從X射線檢測部2和C形臂51的中心之間的位置起，設(shè)置到作為重量物的X射線發(fā)生部1的正下方位置為止。另外，如圖12所示，加強(qiáng)部件301至少設(shè)置在包含應(yīng)力最大的C形臂51中心在內(nèi)的C形臂51的一部分上。 此外如圖13所示，加強(qiáng)部件301也可以由縱列連結(jié)的多個加強(qiáng)片301-1、301-2、...301-n 構(gòu)成。另外，如圖14所示，存在C形臂51在其背面具有由臂保持架52通過輥521 5M 而被支撐的結(jié)構(gòu)511的情況。這種情況下，加強(qiáng)部件無法設(shè)置在C形臂51的背面。如圖15所示，加強(qiáng)部件304、305設(shè)置在C形臂51的側(cè)面。C形臂51的前面是朝向等中心的面，背面是其相反側(cè)的面。在背面形成有用于收納用于使C形臂51繞著滑動旋轉(zhuǎn)軸Z4旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動帶(未圖示)的凹軌道，所以碳素纖維強(qiáng)化材料301、302、303以不與凹軌道及驅(qū)動帶干涉的方式安裝。例如將CFRP (碳纖維強(qiáng)化樹脂)的關(guān)于剛性、強(qiáng)度的物理性質(zhì)值視為縱向彈性系數(shù)為鋁的約5倍以上，拉伸強(qiáng)度為10倍以上。因此，即使是局部地使用了碳素纖維強(qiáng)化材料30，通過粘接或壓入、螺合等使其密接而一體化，從而能夠?qū)崿F(xiàn)C形臂51整體的剛性、強(qiáng)
度提高。由此，與僅使用單一的鋁合成基材的情況相比，提高了 C形臂的強(qiáng)度，能夠減小前面和背面之間的長度即厚度，所以能夠?qū)崿F(xiàn)比以往小型、輕量化的C形臂形保持裝置。圖4 所示的現(xiàn)有的C形臂，其厚度越薄，則剛性越差，容易產(chǎn)生撓曲和變形。C形臂具有用來實(shí)現(xiàn)圓弧方向的滑動動作的支撐引導(dǎo)機(jī)構(gòu)。對于作用在C形臂支撐引導(dǎo)部分的接觸面壓而言，以CFRP為代表的纖維強(qiáng)化型復(fù)合樹脂材料的一般的物理性質(zhì)比基材弱，所以接觸面需要使用金屬或工程塑料這樣的容許面壓較高的材料，存在不能使用碳素纖維強(qiáng)化材料的制約。因此，在該實(shí)施方式中，在以鋁或鋼材為基材形成的C形臂上，對于支撐引導(dǎo)部分的形成面以外的面貼附了碳素纖維強(qiáng)化材料。由此，能夠在使C形臂省尺寸化的同時(shí)提高剛性，能夠?qū)崿F(xiàn)比以往更小型、輕量化的X射線診斷裝置。在以上說明的該實(shí)施方式中，為了在減少C形臂51的撓曲(剛性提高)的同時(shí)提高強(qiáng)度，對于C形臂51的基材即鋁或鋼材，組合使用縱向彈性系數(shù)(楊氏模量)更高的材料，通過貼附或螺合等作為結(jié)構(gòu)體而一體化。通過使用縱向彈性系數(shù)(楊氏模量)較高的材料、例如碳纖維強(qiáng)化樹脂(CFRP)等材料，能夠?qū)崿F(xiàn)比基材更高的強(qiáng)度、剛性，能夠提高作為C形臂整體的結(jié)構(gòu)體的剛性、強(qiáng)度。因此，能夠在確保強(qiáng)度的同時(shí)，縮小C形臂的截面積， 能夠?qū)崿F(xiàn)C形臂的小型、輕量化。以上說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是上述實(shí)施方式只是作為例子提示的，不意欲限定發(fā)明的范圍。這些新的實(shí)施方式能夠以其他各種方式來實(shí)施，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式及其變形包含在發(fā)明的范圍和主旨內(nèi)，包含在權(quán)利要求的范圍所記載的發(fā)明及其等同范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種X射線診斷裝置，具備 X射線發(fā)生部；X射線檢測部；臂，支撐所述χ射線發(fā)生部和所述χ射線檢測部，具有拱形狀；以及至少一個加強(qiáng)部件，具有比所述臂高的彈性系數(shù)，具有薄板形狀，固定于所述臂。
2.如權(quán)利要求1所述的X射線診斷裝置，其特征在于， 所述加強(qiáng)部件固定于所述臂的內(nèi)側(cè)面。
3.如權(quán)利要求2所述的X射線診斷裝置，其特征在于，所述加強(qiáng)部件從所述X射線檢測部與所述臂的中心之間的位置起，設(shè)置到所述X射線發(fā)生部的正下方位置為止。
4.如權(quán)利要求2所述的X射線診斷裝置，其特征在于， 所述加強(qiáng)部件設(shè)置在所述臂的內(nèi)側(cè)面和所述臂的外側(cè)面。
5.如權(quán)利要求2所述的X射線診斷裝置，其特征在于， 所述加強(qiáng)部件設(shè)置在所述臂的內(nèi)側(cè)面和所述臂的側(cè)面。
6.如權(quán)利要求2所述的X射線診斷裝置，其特征在于， 所述加強(qiáng)部件安裝在所述臂的表面。
7.如權(quán)利要求1所述的X射線診斷裝置，其特征在于， 所述加強(qiáng)部件嵌入在所述臂的凹部中。
8.如權(quán)利要求1所述的X射線診斷裝置，其特征在于， 所述加強(qiáng)部件埋入所述臂。
9.如權(quán)利要求1所述的X射線診斷裝置，其特征在于， 所述加強(qiáng)部件從內(nèi)側(cè)面到側(cè)面一部分地覆蓋所述臂。
10.如權(quán)利要求1所述的X射線診斷裝置，其特征在于， 所述加強(qiáng)部件通過粘接劑固定于所述臂。
11.如權(quán)利要求1所述的X射線診斷裝置，其特征在于， 所述加強(qiáng)部件通過螺栓固定于所述臂。
12.如權(quán)利要求1所述的X射線診斷裝置，其特征在于，所述加強(qiáng)部件由碳纖維強(qiáng)化樹脂或玻璃纖維強(qiáng)化樹脂形成，所述臂由鋁合金或鎂合金形成。
13.如權(quán)利要求1所述的X射線診斷裝置，其特征在于， 所述加強(qiáng)部件具有比所述臂高的縱向彈性系數(shù)。
14.如權(quán)利要求1所述的X射線診斷裝置，其特征在于， 所述臂具有C形狀。
15.如權(quán)利要求1所述的X射線診斷裝置，其特征在于，還具備 第一支撐部，將所述臂支撐成旋轉(zhuǎn)自由；第二支撐部，將所述第一支撐部支撐成旋轉(zhuǎn)自由；以及地面支撐部，將所述第二支撐部支撐成回轉(zhuǎn)自由。
16.如權(quán)利要求1所述的X射線診斷裝置，其特征在于，還具備 第一支撐部，將所述臂支撐成旋轉(zhuǎn)自由；第二支撐部，將所述第一支撐部支撐成旋轉(zhuǎn)自由；以及頂棚支撐部，將所述第二支撐部支撐成回轉(zhuǎn)自由。
全文摘要
為了在小型輕量化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)臂的強(qiáng)度確保，X射線診斷裝置具備X射線發(fā)生部(1)；X射線檢測部(2)；臂(51)，支撐X射線發(fā)生部和X射線檢測部，具有拱形狀；以及至少一個加強(qiáng)部件(301)，具有比臂高的彈性系數(shù)，具有薄板形狀，固定于壁。
文檔編號A61B6/00GK102573633SQ201180001773
公開日2012年7月11日 申請日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者野田浩二 申請人:東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社, 株式會社東芝