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Hintergrund der Erfindung
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1. Das Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich im Allgemeinen auf eine C-Arm-Trägerstruktur und insbesondere
auf einen Tragarm, der gleitend auf der Rückseite eines C-Arms an einem
Befestigungspunkt montiert ist, der eine horizontale Linie mit einem
Krümmungszentrum
des C-Arms bildet.
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2. Stand der
Technik
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Es ist oft wünschenswert, Röntgenbilder
eines Patienten aufzunehmen, bevorzugt ohne dass die Notwendigkeit
besteht, dass man den Patienten häufig neu positioniert. Es ist
bevorzugt, dass die Röntgen-Trägerstruktur
den Zwischenraum, der den Patienten unmittelbarumgibt, nicht übermäßig versperrt,
um dem Arzt zu gestatten, den Patienten zu behandeln oder ihm auf
andere Weise beizustehen, ohne dass die Notwendigkeit besteht, die
Röntgenausrüstung wiederholt
zu entfernen und neu auszurichten. Mobile C-Arm-Röntgendiagnoseausrüstungen
wurden entwickelt, um diesen Anforderungen Rechnung zu tragen, und
sind in der medizinischen Praxis für chirurgische oder andere
untersuchende Verfahren bekannt.
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Ein C-Arm bezieht sich im Allgemeinen
auf ein langgestrecktes, C-förmiges
Teil, das in gegenüberliegenden, äußeren Enden
der "C"-Form endet. Eine Röntgenquelle
und ein Bildrezeptor sind gewöhnlich
an oder in der Nähe
der jeweiligen äußeren Enden
des C-Arms in entgegengesetzter
Ausrichtung montiert, wobei der C-Arm in einer abgehängten Position
gelagert ist. Der Raum innerhalb der C-Form des Arms schafft Raum
für den
Arzt, um sich mit dem Patienten zu beschäftigen, im Wesentlichen frei
von einer Überlagerung
mit der Röntgen-Tragstruktur. Die
Tragstruktur steht gewöhnlich
auf Rollen, die es gestatten, dass der C-Arm von Raum zu Raum und entlang
der Länge
des Patienten verfahren werden kann, während der Arzt arbeitet oder
beobachtet, was sicherstellt, dass Einrichtungen, wie beispielsweise
Herzkatheder, lange Knochennägel,
usw. während
des Verfahrens exakt positioniert werden können.
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Der C-Arm ist gewöhnlich so montiert, dass eine
Drehbewegung des Arms in zwei Freiheitsgraden möglich ist, d. h. um zwei rechtwinklige
Achsen in einer sphärischen
Bewegung. Insbesondere ist der C-Arm an der Trägerstruktur gleitend montiert,
um eine orbitale Drehbewegung des C-Arms um seinen Krümmungsmittelpunkt
zu gestatten, wodurch es möglich
ist, dass die Röntgenquelle
und der Bildrezeptor in ausgewählter
Weise vertikal, horizontal oder irgendwo dazwischen ausgerichtet
werden können.
Der C-Arm ist ebenfalls
seitlich drehbar, d. h. in einer rechtwinkligen Richtung relativ
zur Orbitalrichtung, um eine ausgewählte, einstellbare Positionierung
der Röntgenquelle
und des Rezeptors relativ sowohl zur Breite als auch zur Länge des
Patienten zu gestatten. Die Aspekte der sphärischen Drehung der C-Armeinrichtung
gestatten es dem Arzt, Röntgenbilder
vom Patienten unter einem optimalen Winkel zu nehmen, entsprechend
der Bestimmung bezüglich der
besonderen anatomischen Verhältnisse,
die abgebildet werden sollen.
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Konstrukteure und Hersteller von
C-Armausrüstung
sind mit einer Vielzahl von Anforderungen konfrontiert. Die Tragstruktur,
die verwendet wird, um einen C-Arm in seine verschiedenen, abgehängten Positionen
zu tragen und zu drehen, muss fest genug sein, um ziemlich hohen
Torsions-, Zug- und Druckkräften
zu widerstehen. Die Tragstruktur muss ebenfalls schwer genug sein
und eine ausreichend große Standfläche haben,
um zu verhindern, dass sie bei der seitlichen Drehung des C-Arms überkippt,
was das Gravitationszentrum dramatisch verlagert. Es gab frühere Versuche,
eine C-Arm-Trägerstruktur
zu schaffen, um die obenerwähnten
Probleme zu lösen. Beispiele
dieser Versuche im Stand der Technik ist das US-Patent 4 955 046
(erteilt an Siczek u. a. am 4. September 1990), das eine C-Arm-Vorrichtung
offenbart. Ein mit Rädern
versehener Tragwagen enthält
einen drehbaren L Arm, auf dem ein C-Arm gleitend montiert ist.
Der L-Arm sorgt
demzufolge für eine
Drehbewegung des C-Arms in zwei Freiheitsgraden.
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Die C-Arm-Vorrichtungen des Standes
der Technik, wie jene, die im '046 Patent von Siczek u. a. offenbart
sind, sind, obwohl brauchbar, durch eine Vielzahl von Nachteilen
charakterisiert. Die Montagestruktur des Bildrezeptors versperrt
oft die benachbarten Seiten und/oder den rückwärtigen, konvexen Bereich des
C-Arms, wodurch die Hauptträgerstruktur
daran gehindert wird, gleitend an diesen Bereich des C-Arms befestigt
zu werden. Dieser Zustand verhindert eine vollständige horizontale Positionierung des
Bildrezeptors und macht die Verwendung des L-Arms des Standes der
Technik notwendig. Der L-Arm ist am C-Arm an irgendeinem Punkt unterhalb einer
horizontalen Verlängerung
des Krümmungszentrums
des C-Arms befestigt, wodurch es dem C-Arm möglich ist, den Bildrezeptor
in eine horizontale Position relativ zum Krümmungszentrum zu verschieben.
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Obwohl der L-Arm die gewünschte horizontale
Positionierung gestattet, schafft er andere Probleme. Wenn der L-Arm
gedreht wird, wird eine erhöhte,
seitliche Hebelarmwirkung in das System eingeleitet, das die Fähigkeit
des Systems, einem Kippen zu widerstehen, reduziert. Andererseits
wird der Bewegungsbereich reduziert und die durch den L-Arm erzeugte
Instabilität
erfordert es, dass ein kleinerer C-Arm für eine vorgegebene Dimensionierung der
Tragvorrichtung erforderlich ist. Der L-Arm selbst verleiht dem
System ein zusätzliches
exzentrisches Gewicht, was das Kippproblem verschärft. Die L-Arm-Konstruktion
erfordert ausgeklügelte
Gegengewichtseinrichtungen, wie es beispielsweise im '046 Patent
von Siczek u. a. gelehrt wird. C-Arm-Systeme ohne Antrieb verwendeten
eine Drehachse durch das Massenzentrum der C-Arm/L-Arm-Vorrichtung,
jedoch nicht durch die Drehachse des C-Arms. Hochspannungskabel,
die notwendig sind, um die Röntgeneinrichtung
anzutreiben, müssen
länger
sein, um der zusätzlichen
Länge des
L-Arms zu entsprechen, wodurch freiliegende Bereiche der Kabel vergrößert werden.
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Die FR-A-1 459 093 offenbart eine
Vorrichtung mit einer langgestreckten Hülse, die den C-Arm mit der
Basis verbindet. Die Hülse
hat einen zentralen Befestigungspunkt unterhalb der seitlichen Drehachse, ähnlich den
L-Armen. Zusätzlich
umgibt die Hülse
den C-Arm.
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Ziele und Zusammenfassung
der Erfindung
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Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, eine C-Arm-Vorrichtung zur Verwendung mit einer Röntgendiagnoseeinrichtung
und dgl. zu schaffen.
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Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung,
eine derartige C-Arm-Vorrichtung zu schalten, die wegen der seitlichen
Drehung des C-Arms weniger anfällig gegen
ein Kippen ist.
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Es ist ein zusätzliches Ziel der Erfindung, eine
derartige C-Arm-Vorrichtung zu schaffen, die einen leichteren Tragarm
verwendet.
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Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung,
eine derartige C-Arm-Vorrichtung zu schaffen, bei der ein kürzeres Hochspannungs-Zufuhrkabel
verwendet werden kann.
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Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung,
eine derartige C-Arm-Vorrichtung zu schaffen, die eine geringere
freie Länge
des elektrischen Zufuhrkabels erfordert.
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Es ist ein zusätzliches Ziel der Erfindung, eine
derartige C-Arm-Vorrichtung zu schaffen, die einen viel größeren C-Arm
bewegen kann, ohne dass sich die Gesamtabmessungen der Tragvorrichtung erhöhen.
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Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung,
eine derartige C-Arm-Vorrichtung zu schaffen, die einen größeren Bereich
an orbitalen und seitlichen Bewegungen ausführen kann.
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Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung,
eine derartige C-Arm-Vorrichtung zu schalten, die einfach in der
Konstruktion und im Betrieb ist.
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Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung,
gemäß einem
ihrer Aspekte, eine derartige C-Arm-Vorrichtung zu schaffen, die eine höhere Fähigkeit
hat, die Balance zu halten.
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Die obigen Ziele und andere nicht
speziell erwähnte
sind durch die Vorrichtung des Anspruches 1 realisiert.
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In einem speziellen, beispielhaften
Ausführungsbeispiel
einer C-Arm-Vorrichtung ist ein C-förmiges Teil gleitend in einer
abgehängten
Position durch einen Tragarm gehalten. Der Tragarm ist um eine Achse
der seitlichen Drehung drehbar und ist gleitend montiert an einer äußeren Umfangsfläche des
bogenförmigen
Teils an einem tatsächlichen
Befestigungspunkt, wobei das bogenförmige Teil gleitend durch verschiedene
Befestigungs punkte montiert ist, wobei der tatsächliche Befestigungspunkt mit der
Achse der seitlichen Drehung und mit einem zentralen Punkt innerhalb
eines Befestigungsbereichs, über
den der Tragarm mit dem bogenförmigen
Teil befestigt ist, zusammenfällt.
Da der Tragarm am C-förmigen
Teil in Ausrichtung mit der Achse der seitlichen Drehung befestigt
ist, übt
der Tragarm keine exzentrische, seitliche Hebelarmwirkung während der
seitlichen Drehung aus und schafft dadurch eine stabilere, ausbalancierte
Tragstruktur und eliminiert die Notwendigkeit für einen Motorantrieb.
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Zusätzliche Ziele und Vorteile
der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung dargelegt,
und sind teilweise aus der Beschreibung ersichtlich, oder können durch
die Ausführung
der Erfindung festgestellt werden. Die Ziele und Vorteile der Erfindung
können
realisiert und erhalten werden durch die Instrumente und Kombinationen,
die insbesondere in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt sind.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die obenbeschriebenen und anderen
Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
Berücksichtigung
der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung, dargelegt in Verbindung
mit den beiliegenden Zeichnungen, die zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer C-Arm-Vorrichtung gemäß den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
Seitenansicht einer C-Arm-Vorrichtung, die beispielgebend für bekannte
C-Arm-Geräte
ist;
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3 eine
Seitenansicht der C-Arm-Vorrichtung der 1, die den C-Arm in einer ersten Drehposition
zeigt; und
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4 eine
Seitenansicht der C-Arm-Vorrichtung der 3, die den C-Arm in einer zweiten Drehposition
zeigt.
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Einzelbeschreibung
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in 1 dargestellt, wo
eine C-Arm-Röntgenvorrichtung
gezeigt ist, die insgesamt mit 10 bezeichnet ist. Die Vorrichtung 10 enthält einen
C-Arm 12, der jeweils einen inneren und einen äußeren Umfang 14 und 16 aufweist,
und in gegenüberliegenden,
oberen und unteren, äußeren Enden 18a und 18b endet.
Der C-Arm 12 hat bevorzugt eine gleichmäßig kreisförmige C-Form, kann jedoch alternativ
jedes bogenförmige
Teil umfassen.
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Der C-Arm 12 ist in einer
abgehängten
Position durch eine Trägereinrichtung
gehalten, wie beispielsweise eine Trägerstruktur, die im Allgemeinen mit 20 bezeichnet
ist, die einen Tragarm 22 enthält, der auf einer mit Rädern versehenen
Basis 24 montiert ist. Der Tragarm 22 sorgt für eine Drehbewegung des
C-Arms 12 um eine seitliche Drehachse 30, entweder
durch eine Lagereinheit zwischen dem Tragarm 22 und dem
C-Arm 12 oder dadurch, dass der Träger 22 selbst drehbar
bezüglich
der Basis 24 montiert ist.
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Die mit Rädern versehene Basis 24 gestattet den
Transport des C-Arms 12 von einer ersten Stelle zu einer
zweiten Stelle. Demgemäß wirken
die Räder der
Basis als Transportmittel, die mit der Tragstruktur 20 zum
Transportieren des Tragarms 22 und des C-Arms 12 von
einer ersten Stelle zu einer zweiten Stelle gekoppelt sind. Es ist
oft sehr vorteilhaft, wenn man die Röntgeneinrichtung bequem von
einem Raum zu einem anderen bewegen kann. Die mobile Natur der Vorrichtung 10,
versehen mit der mit Rädern
versehenen Basis 24, bietet beispielsweise den Vorteil
einer verbesserten Zugänglichkeit
für die
Patienten in verschiedenen Räumen
eines Krankenhauses.
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Der Tragarm 22 ist gleitend
am äußeren Umfang 16 des
C-Arms 12 montiert, und die Tragstruktur 20 enthält Strukturen
und Mechanismen, die notwendig sind, um eine ausgewählte, gleitende
Orbitalbewegung des C-Arms um eine Orbitaldrehachse 26 zu einer
ausgewählten
Position zu gestatten. Die Achse 26 fällt bevorzugt mit einem Krümmungszentrum
des C-Arms 12 und mit der Achse 30 der seitlichen
Drehung zusammen. Es ist klar, dass die gleitende Orbitalbewegung
bewirkt, dass sich der C-Arm 12 durch verschiedene gleitende
Befestigungspunkte 28 mit dem Tragarm 22 bewegt.
Die Tragstruktur 20 enthält ferner Mechanismen, die
im Stand der Technik bekannt sind, um den Tragarm 22 um
ausgewählte
Bewegungsgrade um eine seitliche Drehachse 30 in eine ausgewählte seitliche
Position zu drehen. Die Kombination einer gleitenden Orbitalbewegung
und einer seitlichen Drehung gestattet es, den C-Arm mit zwei Freiheitsgraden
zu betätigen,
d. h. um zwei rechtwinklige Achsen. Dies verleiht der Bewegbarkeit des
C-Arms 12 eine Art sphärischer
Qualität,
wobei die gleitende Orbitalbewegung und die seitliche Drehung es
ermöglichen,
dass eine Röntgenquelle 32, die
mit dem C-Arm gekoppelt ist, im Wesentlichen zu jedem Breitengrad-/Längengrad-Punkt
einer unteren Halbkugel einer imaginären Kugel bewegt werden kann,
um die der C-Arm bewegbar ist.
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Die Vorrichtung 10 enthält eine
Röntgenquelle 32 und
einen Bildrezeptor 34, die im Allgemeinen für Röntgendiagnose
bekannt sind, montiert an jeweils gegenüberliegenden Stellen am C-Arm 12.
Die Röntgenquelle 32 und
der Bildrezeptor 34 werden gemeinsam als Röntgenquelle/Bildrezeptor 32/34 bezeichnet.
Der Bildrezeptor 34 kann ein Bildverstärker oder dgl. sein. Die orbitale
und die seitliche Drehbetätigung
des C-Arms gestattet eine ausgewählte Positionierung
der Röntgenquelle/Bildrezeptor 32/34 bezüglich der
Breite und Länge
eines Patienten, der im inneren freien Raum 36 des C-Arms 12 angeordnet
ist. Die gleitende Orbitalbewegung des C-Arms bewirkt, dass die
Röntgenquelle/der
Bildrezeptor 32/34 sich entlang entsprechender gekrümmter Bewegungswege
bewegen. Der Bildrezeptor 34 ist bevorzugt am inneren Umfang 14 des
C-Arms 12 befestigt, und die Röntgenquelle 32 kann
ebenfalls an diesem inneren Umfang 14 befestigt werden,
die Bedeutung dieser Anordnung wird nachfolgend erläutert.
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Hauptaspekte der vorliegenden Erfindung umfassen
die Montagepositionen des Bildrezeptors 34 und des C-Arms 12.
Diese Montagepositionen bewirken, dass die seitliche Drehachse 30 im
Wesentlichen mit dem Befestigungspunkt 28 des C-Arms 12 am
Tragarm 22 über
im Wesentlichen jede Position des C-Arms 12 zusammenfällt. Die
Bedeutung dieses Merkmals umfasst, dass die Drehung des Tragarms 22 keine
exzentrische Hebelarmwirkung einleitet, so dass eine stabilere,
ausgeglichenere Tragstruktur geschaffen wird. Ein damit zusammenhängender
Aspekt eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
liegt darin, dass das Massenzentrum des C-Arms 12 mit der
Achse 30 bei jeder Position des C-Arms zusammenfällt.
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Es ist zu bemerken, dass eine C-Arm-Trägerstruktur
des Standes der Technik, wie in 2 beispielhaft
dargestellt, einen sich nach unten erstreckenden L-Arm 23 aufweist,
so dass sein Befestigungspunkt 28 mit dem C-Arm 12 sich
in einem Abstand D von der Achse 30 der seitlichen Drehung
befindet. Der Bildrezeptor 34 an den C-Armen des Standes
der Technik ist so montiert und positioniert, dass er einen rückwärtigen,
konvexen Bereich 40 des C-Arms 12 versperrt, wie
durch die versperrenden Bereiche 42 in 2 dargestellt, was verhindert, dass der
Tragarm 23 gleitend an diesem Bereich 12a des
C-Arms zu befestigen ist. Um eine vollständige horizontale Positionierung
des Bildrezeptors 34 zu erreichen, wurde der L-Arm so entwickelt,
dass er am C-Arm am Befestigungspunkt 28 unterhalb der
Achse 30 der seitlichen Drehung befestigt ist, was es dem
C-Arm 12 gestattet, den Bildrezeptor 34 mindestens
auf eine horizontale Ausrichtung gleitend zu verlagern. Dies bewirkt
eine exzentrische, seitliche Hebelarmwirkung D bezüglich der
seitlichen Drehung des C-Arms 12 um die Achse 30,
was die gesamte Vorrichtung 12 aus dem Gleichgewicht bringt
und dadurch den Grad der seitlichen Drehung, der um die Achsen 30 und 60 erreicht
werden kann, ohne dass die Möglichkeit
zum Überkippen
der Vorrichtung 10 verursacht wird, verringert. Dies erfordert
es gewöhnlich,
dass die seitliche Drehung des C-Arms 12 die Achse 30 elektrisch
angetrieben wird, um das Drehmoment zu überwinden, das sich aus dem
Ungleichgewicht ergibt.
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Der Anmelder hat festgestellt, dass
die erfindungsgemäße Kombination
einer Positionierung des Bildrezeptors 34 in einer Weise,
dass der Tragarm 22 außerhalb
der Außenseite
des gekrümmten
Bewegungsweges des Bildrezeptors 34 bleibt, einen überlagerten
Kontakt zwischen dem Rezeptor und dem Tragarm 22 verhindert.
Dies kann erreicht werden durch einen Tragarm, der nur an der rückwärtigen Oberfläche des
C-Arms befestigt ist und den Bildrezeptor 34 nur an der
inneren Oberfläche
des C-Arms (wie in 1 gezeigt)
koppelt, oder durch eine andere Anordnung des Bildrezeptors 34,
so dass er gleitende Bewegungsschienen, die mit dem Tragarm 22 in
Eingriff stehen, nicht versperrt. So kann beispielsweise der Tragarm 22 gleitend
am C-Arm 12 montiert werden, ohne den C-Arm zu umfassen,
wie in den 1 und 3 gezeigt, in einer Weise,
die ausreichend ist, einen überlagernden
Kontakt zwischen dem Tragarm und dem Bildrezeptor 34 zu
verhindern, wenn der C-Arm um einen ausreichenden Abstand relativ zum
Tragarm gleitend bewegt wird, um einen rückwärtigen Bereich 34a des
Bildrezeptors an eine Stelle benachbart dem Gleit-Befestigungspunkt
mit dem Tragarm 22 zu bringen, wie ins besondere in 3 gezeigt. Dies gestattet
eine gleitende Bewegung des C-Arms 12 zu einem Befestigungspunkt
mit dem Tragarm 12 unmittelbar benachbart einem rückwärtigen Bereich 34a des
Bildrezeptors 34, wie in 3 gezeigt.
Die versperrenden Bereiche 42 (2) der Ausgestaltung des Standes der
Technik verhindern, dass der Tragarm 22 am C-Arm 12 unmittelbar
benachbart dem rückwärtigen Bereich 34a des
Bildrezeptors 34 befestigt wird, ein Problem, das durch
die vorliegende Erfindung, wie in 3 gezeigt,
gelöst wird.
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Der Tragarm 22 der Erfindung
der Anmelderin ist demzufolge fähig,
vollständig
außerhalb
des gekrümmten
Bewegungsweges des Bildrezeptors 34 zu bleiben, um eine
gleitende Befestigung des Tragarms 22 mit im Wesentlichen
jedem Bereich des C-Arms 12 zu gestatten. Dadurch ist ein
L-Arm nicht mehr notwendig, und dadurch wird dem Tragarm 22 der
Anmelderin gestattet, sich seitlich um eine Achse 30 der
seitlichen Drehung zu drehen, die mit dem Befestigungspunkt 28 zusammenfällt, wodurch
der exzentrische, seitliche Hebelarm D, der durch den L-Arm 23 der
C-Arm-Geräte
des Standes der Technik (2)
verursacht wird, eliminiert wird.
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Die Röntgenquelle 32 kann
weiterhin so ausgebildet und positioniert werden, wenn gewünscht, dass
der Tragarm 22 außerhalb
eines gekrümmten Bewegungsweges
der Röntgenquelle 32 verbleibt,
in der gleichen Weise, wie dies oben bezüglich des Bildrezeptors 34 beschrieben
wurde. Dies gestattet eine gleitende Bewegung des C-Arms 12 zu
einem Befestigungspunkt mit dem Tragarm 22 unmittelbar benacht
einem rückwärtigen Bereich
der Röntgenquelle 32,
wie in 4 gezeigt, mit
Vorteilen, die denen in Bezug auf die Positionierung des Bildrezeptors 34 beschriebenen
gleichen. Obwohl weiterhin die Röntgenquelle 32 der 1 ein versperrendes Gehäuse 45 aufweist,
die die Bewegung der Röntgenquelle 32 zu
einem Punkt benachbart dem Tragarm 22 blockiert, zeigen
die 3 und 4 ein alternatives Ausführungsbeispiel,
bei dem die Röntgenquelle 32 innerhalb
des C-Arms 12 angeordnet ist, so dass die Röntgenquelle
32 in eine Position benachbart dem Tragarm 22 gleiten kann,
wie 4 zeigt.
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Die Entfernung des gekrümmten Bewegungsweges
des Bildrezeptors 34 außerhalb der Grenzen des Tragarms 22 und
die Eliminierung des L-Arms 23 bietet eine Vielzahl von
Vorteilen. Der Bereich der orbitalen Bewegung des C-Arms um die Achse 26 wird
we sentlich erhöht
auf +101° und –63°, beim bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wie in 1 gezeigt.
Die Eliminierung des seitlichen Hebelarms D eliminiert die Notwendigkeit
für einen
komplexen, elektrischen Motorantrieb oder andere Gegengewichtsstrukturen,
wie im Stand der Technik gelehrt, der oben im Bereich mit der Überschrift
"Stand der Technik" diskutiert wurde. Für eine vorgegebene, gewünschte Distanz 44 zwischen
der Röntgenquelle/dem
Bildrezeptor 32/34, kann eine größere C-Form für den C-Arm 12 gewählt werden, ohne
dass die gesamte Maschinenhöhe
sich wesentlich erhöht,
wodurch der innere freie Raum 36 vergrößert wird, der für einen
Arzt zur Verfügung
steht, der darin arbeiten will. Eine Hochspannungskabeleinrichtung 50,
die erforderlich ist, um der Röntgenquelle/dem
Bildrezeptor 32/34 die erforderliche Energie zuzuführen, muss
die unterschiedlichsten Kombinationen der Bewegung des C-Arms 12 und
des Tragarms 22 gestatten, und der freiliegende Bereich
der Kabelanordnung 50 kann demzufolge viel kürzer sein,
wenn der L-Arm 23 weggelassen wird, wie ein Vergleich der 1 und 2 darlegt. Die Eliminierung des exzentrischen,
seitlichen Hebelarms D führt
zu einem vergrößerten Bereich
einer seitlichen Drehung des C-Arms um die Achse 30 bei
einem vorgegebenen Gewicht der Tragstruktur 20, obwohl
das Potential zum Kippen verringert wird. Die Vorrichtung 10 kann
ebenfalls mit einer Drehkapazität
für eine
Drehbewegung um eine Achse 60 versehen werden, wobei diese
Bewegung ebenfalls in ihrem Bereich vergrößert wird, wenn der exzentrische,
seitliche Hebelarm D eliminiert wird.
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Ein zusätzlicher Aspekt der vorliegenden
Erfindung enthält
die Anordnung einer Energiezufuhr 34b des Bildrezeptors 34.
In dem man die Energiezufuhr 34b in Richtung auf die C-Arm-Öffnung anordnet,
wie in 1 gezeigt, können der
Bildrezeptor 34 und die Röntgenquelle 32 enger
an das Krümmungszentrum 26 bewegt
werden, wodurch sich der Abstand 46 reduziert und dadurch
die Gesamtbalance der Vorrichtung 10 verbessert. Es ist
im Hinblick auf die Zwecke des Ausbalancierens notwendig, einen Abstand 46 zwischen
einer Ausrichtungslinie 48 und dem Schnitt der Achsen 26 und 30 zu
haben. Die Ausrichtungslinie 48 bezieht sich auf die Ausrichtung eines
durch die Röntgenquelle 32 erzeugten
zentralen Strahls und dem Bildrezeptor 34. Um die abzubildende
Anatomie innerhalb der imaginären
Ebene zu halten, während
der C-Arm 12 neu positioniert wird, ist es wünschenswert,
dass dieser Abstand 46 so kurz als möglich ist. Wenn man die Energiezufuhr 34b in
Richtung auf die C-Arm-Öffnung
anordnet (d. h. näher
am äußeren Ende 18a des
C-Arms 12, wie in 1 gezeigt),
anstelle innerhalb der Ausrichtungslinie 48 der Röntgenquelle/des
Rezeptors, kann man den Abstand 46 minimieren.
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Das Befestigen des Bildrezeptors 34 am
inneren Umfang 14 des C-Arms 12 ist ein bevorzugter Weg,
um zu bewirken, dass der Tragarm 22 außerhalb des gekrümmten Bewegungsweges
des Bildrezeptors bleibt. Es ist jedoch klar, dass es die verschiedensten,
alternativen Konstruktionskombinationen gibt, die für die Anordnung
des Tragarms 22 außerhalb
dieses gekrümmten
Bewegungsweges sorgen, wobei alle diese sich im Schutzbereich der
vorliegenden Erfindung befinden. Beispielsweise kann der Tragarm 22 so
ausgebildet sein, dass er Überlagerungsstrukturen 42,
wie beispielsweise in 2 dargestellt,
gestattet, durch die Struktur des Tragarms während der gleitenden Orbitalbewegung
des C-Arms 12 hindurchzutreten.
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Es ist bevorzugt, dass die Achse 30 der
seitlichen Drehung durch das Krümmungszentrum 26 des
C-Arms 12 in einer im Wesentlichen horizontalen Ausrichtung
hindurchtritt, obwohl dies nicht erforderlich ist. Wie oben beschrieben,
kann der C-Arm 12 jedes geeignete bogenförmige Teil
umfassen, obwohl ein gleichmäßig gekrümmter C-Arm
mit einem einzigen Krümmungszentrum
bevorzugt ist. Es kann jedoch ein bogenförmiges Teil mit mehreren Krümmungszentren
bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, in welchem Falle
es bevorzugt ist, dass die Achse 30 der seitlichen Drehung
mit dem Krümmungszentrum
des Bereichs des bogenförmigen
Teils zusammenfällt,
an dem der Tragarm 22 für eine
vorgegebene Position des bogenförmigen
Teils befestigt ist.
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Obwohl die Anmelderin sich auf die
Befestigung des Tragarms 22 am C-Arm 12 als "Befestigungspunkt 28"
bezogen hat, ist es klar, dass in der Praxis der Tragarm am C-Arm über einen
Bereich 29 und nicht über
einen Punkt befestigt ist, obwohl ein "Punkt" ein großer Bereich
oder eine kleine Stelle sein kann. Der Begriff "Befestigungspunkt",
wie er hier verwendet wird, bezieht sich im Allgemeinen auf einen
zentralen Punkt 28 innerhalb der Befestigungsfläche 29.
Der zentrale Befestigungspunkt 28 fällt bevorzugt mit der geometrischen
Mitte der Befestigungsfläche 29 zusammen.
Es ist weiterhin verständlich,
dass der Begriff "gleitend montiert", wie er hier verwendet wird,
jede geeignete Montage des C-Arms 12 mit dem Tragarm 22 enthält, die
eine orbitale, zirkulationsähnliche
Bewegung des C-Arms um die Achse 26 gestattet. Der Begriff
"gleitend montiert" ist demzufolge nicht auf eine wörtliche
Gleitwirkung beschränkt,
sondern kann beispielsweise eine abgestufte Bewegung, wie sie mit
einer genuteten Struktur erreicht wird, eine Zahnradbewegung oder
eine andere geeignete Bewegungseinrichtung umfassen.
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Ein Verfahren zum Herstellen einer C-Arm-Vorrichtung
mit einem Tragarm, der mit einer Achse einer seitlichen Drehung
ausgerichtet ist, enthält
die folgenden Verfahrensschritte:
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- (a) Ausbilden eines bogenförmigen Teils mit gegenüberliegenden
inneren und äußeren Umfangsflächen;
- (b) Ausbilden einer Trägereinrichtung
zum Tragen des bogenförmigen
Teils in einer abgehängten Position,
wobei die bogenförmige
Trägereinrichtung
enthält:
(i) einen Tragarm, (ii) eine Gleiteinrichtung zum Gleiten eines
Objekts, an dem der Tragarm gleitend montiert ist, um einen vorbestimmten
Wert durch verschiedene Befestigungspunkte am Tragarm, und (iii)
eine Dreheinrichtung zum seitlichen Drehen des Tragarms um einen vorbestimmten
Wert um eine Achse einer seitlichen Drehung in eine ausgewählte, seitliche
Position;
- (c) ein gleitfähiges
Anbringen des Tragarms an der äußeren Umfangsfläche des
bogenförmigen Teils
an einem Befestigungspunkt, um dadurch die Gleiteinrichtung in die
Lage zu versetzen, eine gleitende orbitale Bewegung des bogenförmigen Teils
um eine Achse der orbitalen Drehung in eine ausgewählte Position
zu verursachen, in einer Weise, dass die Achse der seitlichen Drehung
im Wesentlichen mit dem Befestigungspunkt des bogenförmigen Teils
am Tragarm in jeder Position des bogenförmigen Teils zusammenfällt.
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Ein Verfahren zum Herstellen einer C-Arm-Vorrichtung
mit einem Tragarm, der außerhalb
eines gekrümmten
Bewegungsweges eines Bildrezeptors bleibt, enthält die folgenden Schritte:
-
- (a) Ausbilden eines bogenförmigen Teils mit gegenüberliegenden
inneren und äußeren Umfangsflächen;
- (b) Ausbilden von Trägereinrichtungen
zum Tragen des bogenförmigen
Teils in einer abgehängten
Position, wobei die Trägereirichtung
einen Tragarm und eine Gleiteinrichtung enthält, um ein Objekt, an dem der
Tragarm gleitend montiert ist, um einen auswählbaren Wert zu verschieben;
- (c) gleitfähige
Montage eines Tragarms an der äußeren Umfangsfläche des
bogenförmigen
Teils, um dadurch die Gleiteinrichtung zu veranlassen, eine gleitende,
orbitale Bewegung des bogenförmigen
Teils um eine Achse der orbitalen Drehung in eine vorgewählte Position
zu bewirken; und
- (d) Montage einer Röntgenquelle
und eines Bildrezeptors an einander jeweils gegenüberliegenden
Stellen am bogenförmigen
Teil, in einer Weise, dass die Gleiteineinrichtung bewirkt, dass
sich die Röntgenquelle
und der Bildrezeptor jeweils entlang gekrümmter Bewegungswege bewegen, ferner
umfassend den Verfahrensschritt des Positionierens des Bildrezeptors
in einer Weise, dass der Tragarm außerhalb des gekrümmten Bewegungsweges
des Bildrezeptors bleibt, um dadurch einen überlagernden Kontakt zwischen
dem Bildrezeptor und dem Tragarm zu verhindern, und eine gleitende
Bewegung des bogenförmigen Teils
bis zu einem Befestigungspunkt zu gestatten, bei dem der Tragarm
unmittelbar benachbart eines rückwärtigen Bereichs
des Bildrezeptors ist.
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Dem Fachmann auf dem vorliegenden
Gebiet ist klar, dass der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung
viele Kombinationen und ein breites Spektrum von Merkmalen und Konstruktionen
umfasst, die mit dem speziell hier Diskutierten äquivalent sind. Die Prinzipien
der Erfindung können
demzufolge überall
dort eingesetzt werden, wo ihre Vorteile erforderlich sind. Die
Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung
werden die Vorteile der Erfindung und ihre Anwendung auf eine große Vielzahl
von Anwendungszwecken erkennen.
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Die vorliegende Erfindung bedeutet
einen merklichen Fortschritt auf dem Gebiet der Positioniereinrichtungen
für Röntgengeräte. Es ist
zu bemerken, dass viele, jedoch nicht alle, der Vorteile der vorliegenden
Erfindung aus der Kombination des Tragarms 22, der außerhalb
eines gekrümmten
Bewegungsweges des Bildrezeptors 34 bleibt, und der Verwendung
des Tragarms 22 anstelle des bekannten L-Arms 23 resultiert.
Die Fachleute werden aus der vorangegangenen Offenbarung erkennen,
dass die obenerwähnten
Ziele auf vorteilhafte Weise durch die vorliegende Erfindung erzielt
werden.