RU2785902C1

RU2785902C1 - Robotic x-ray system

Info

Publication number: RU2785902C1
Application number: RU2021132026A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Рудольфович Дабагов; Дмитрий Викторович Жирин; Александр Алиевич Эйлазов
Original assignee: Акционерное общество "МЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ Лтд" (АО "МТЛ")
Filing date: 2021-11-01
Publication date: 2022-12-14

Abstract

FIELD: medical equipment.

SUBSTANCE: X-ray system includes a support for placement of a patient, a source and a receiver of X-ray radiation, located with the possibility of change in their position in space, and a control device providing a possibility of change in a position in the source and the receiver of X-ray radiation in space. The system includes a rectangular frame connected to at least four vertical supports, at least one first telescopic stand, at one end of which the source of X-ray radiation is located, and at least one second telescopic stand, at one end of which the receiver of X-ray radiation is located. Each of opposite ends of each of the mentioned at least one first and one second telescopic stands is connected to the mentioned rectangular frame with the possibility of movement in longitudinal and transverse horizontal direction.

EFFECT: invention provides an increase in a number of degrees of freedom of a source and a receiver of X-ray radiation due to change in a structure of corresponding nodes of a system, which, in turn, provides adaptability of their location relatively to the examined section of the patient’s body with unchanged mutual location, as well as a possibility of configuration of most composite parts of the system into a single structural unit.

3 cl, 2 dwg

Description

Заявленное изобретение относится к области медицинской техники и может быть использовано для проведения различных видов рентгенографических и рентгеноскопических обследований.The claimed invention relates to the field of medical technology and can be used for various types of radiographic and fluoroscopic examinations.

Известна рентгеновская система, включающая в себя опору для размещения пациента, источник рентгеновского излучения, расположенный с возможностью изменения его положения в пространстве, два приемника рентгеновского излучения, по меньшей мере, один из которых также расположен с возможностью изменения его положения в пространстве, и устройство управления и отображения информации, обеспечивающее возможность изменения положения источника и приемника рентгеновского излучения в пространстве (см., в частности, каталог «Ceiling & Floor Mounted Radiographic Systems», Canon Medical Systems, USA, 2018). В известной системе источник рентгеновского излучения закреплен на одном из концов штатива, устанавливаемого, с возможностью горизонтального перемещения в продольном и поперечном направлениях, своим противоположным концом на потолке медицинского учреждения. Один из приемников рентгеновского излучения расположен внутри опоры для размещения пациента и используется для получения рентгеновских снимков в горизонтальной проекции. Второй приемник рентгеновского излучения расположен, с возможностью вертикального перемещения, на стационарной опоре, устанавливаемой на полу медицинского учреждения.Known x-ray system, which includes a support for placing a patient, an x-ray source located with the possibility of changing its position in space, two x-ray receivers, at least one of which is also located with the possibility of changing its position in space, and a control device and information display, which provides the ability to change the position of the X-ray source and receiver in space (see, in particular, the catalog "Ceiling & Floor Mounted Radiographic Systems", Canon Medical Systems, USA, 2018). In the known system, the X-ray source is fixed at one end of the tripod, which is installed with the possibility of horizontal movement in the longitudinal and transverse directions, with its opposite end on the ceiling of the medical institution. One of the x-ray receivers is located inside the patient support and is used to take x-rays in a horizontal projection. The second X-ray receiver is located, with the possibility of vertical movement, on a stationary support installed on the floor of a medical facility.

Основной недостаток известной системы состоит в том, что ее функциональные возможности ограничены степенями свободы приемников рентгеновского излучения, что вызывает необходимость в применении дополнительных технических средств и затрудняет использование данной системы при рентгеновском обследовании пациентов с ограниченной подвижностью. Также к недостаткам данной системы следует отнести нерациональное использование свободного пространства медицинского учреждения, в которой установлена система, и привязку системы к конкретному медицинскому учреждению в результате сложности ее демонтажа и адаптации под различные варианты зоны, предназначенной для рентгеновского обследования пациентов, включая необходимость использования потолков медицинских учреждений с высокими нагрузочными характеристиками.The main disadvantage of the known system is that its functionality is limited by the degrees of freedom of the X-ray receivers, which necessitates the use of additional technical means and makes it difficult to use this system for X-ray examination of patients with limited mobility. Also, the disadvantages of this system include the irrational use of the free space of the medical institution in which the system is installed, and the binding of the system to a specific medical institution as a result of the complexity of its dismantling and adaptation to various options for the area intended for X-ray examination of patients, including the need to use the ceilings of medical institutions with high load characteristics.

Известная система принята в качестве ближайшего аналога заявленной системы.The known system is accepted as the closest analogue of the claimed system.

Техническая проблема, решаемая заявленным изобретением, состоит в создании рентгеновской системы, обеспечивающей расширение функциональных возможностей и повышение удобства ее использования.The technical problem solved by the claimed invention is to create an x-ray system that provides enhanced functionality and improved ease of use.

При этом достигается технический результат, заключающийся:This achieves the technical result, which consists in:

- в увеличении количества степеней свободы источника и приемника рентгеновского излучения за счет изменения конструкции соответствующих узлов системы, что, в свою очередь, обеспечивает адаптивность их расположения относительно обследуемого участка тела пациента при неизменности взаимного расположения,- in increasing the number of degrees of freedom of the X-ray source and receiver by changing the design of the corresponding system nodes, which, in turn, ensures the adaptability of their location relative to the examined area of the patient's body, while the relative position remains unchanged,

- в конфигурировании большинства составных частей системы в единый конструктивный блок, что позволяет оптимизировать ее монтаж и эксплуатацию, в частности, повышает мобильность системы и позволяет размещать ее даже в полевых условиях.- in configuring most of the system's components into a single structural unit, which allows optimizing its installation and operation, in particular, increases the system's mobility and allows it to be placed even in the field.

Техническая проблема решается, а указанный технический результат достигается в результате создания рентгеновской системы, включающей в себя опору для размещения пациента, источник и приемник рентгеновского излучения, расположенные с возможностью изменения их положения в пространстве, и устройство управления, обеспечивающее возможность изменения положения источника и приемника рентгеновского излучения в пространстве, в состав которой, кроме этого, включена прямоугольная рама, связанная, по меньшей мере, с четырьмя вертикальными опорами, по меньшей мере, один первый телескопический штатив, на одном из концов которого расположен источник рентгеновского излучения, и, по меньшей мере, один второй телескопический штатив, на одном из концов которого расположен приемник рентгеновского излучения. Каждый из противоположных концов каждого из упомянутых, по меньшей мере, одного первого и одного второго телескопических штативов соединен с упомянутой прямоугольной рамой с возможностью перемещения в продольном и поперечном горизонтальном направлении.The technical problem is solved, and the specified technical result is achieved as a result of creating an x-ray system that includes a support for placing a patient, an x-ray source and receiver, located with the possibility of changing their position in space, and a control device that allows changing the position of the x-ray source and receiver. radiation in space, which, in addition, includes a rectangular frame connected with at least four vertical supports, at least one first telescopic support, at one end of which there is an X-ray source, and at least , one second telescopic support, on one of the ends of which the X-ray receiver is located. Each of the opposite ends of each of the mentioned at least one first and one second telescopic supports is connected to the mentioned rectangular frame with the ability to move in the longitudinal and transverse horizontal direction.

В частном варианте выполнения системы, каждый из противоположных концов каждого из упомянутых, по меньшей мере, одного первого и одного второго телескопических штативов расположен с возможностью перемещения, по меньшей мере, вдоль одной направляющей, а в упомянутой прямоугольной раме, с каждой из двух ее противоположных внутренних сторон, выполнен продольный паз, в котором с возможностью перемещения расположен соответствующий конец, упомянутой, по меньшей мере, одной направляющей.In a particular embodiment of the system, each of the opposite ends of each of the said at least one first and one second telescopic tripods is movable along at least one guide, and in the said rectangular frame, with each of its two opposite internal sides, a longitudinal groove is made, in which the corresponding end of said at least one guide is movably located.

В еще одном частном варианте выполнения системы, источник и приемник рентгеновского излучения расположены с возможностью изменения угла наклона оси продольной симметрии в продольной и поперечной плоскости симметрии.In another particular embodiment of the system, the source and receiver of x-ray radiation are located with the possibility of changing the angle of inclination of the axis of longitudinal symmetry in the longitudinal and transverse planes of symmetry.

На фиг. 1 показано схематичное изображение заявленной рентгеновской системы, согласно одному из частных вариантов выполнения.In FIG. 1 shows a schematic representation of the claimed x-ray system, according to one of the particular embodiments.

На фиг. 2а-2 с показано схематичное изображение перемещения источника рентгеновского излучения в поперечном горизонтальном, продольном горизонтальном и вертикальном направлении, соответственно.In FIG. 2a-2c show a schematic representation of the movement of the x-ray source in the transverse horizontal, longitudinal horizontal and vertical directions, respectively.

Заявленная рентгеновская система включает себя прямоугольную раму 1, связанную, в варианте, показанном на фиг. 1, с четыре вертикальными опорами 2a-2d, устанавливаемыми на горизонтальную поверхность 3, например, пол помещения медицинского учреждения, предназначенного для проведения рентгеновского обследования, один первый телескопический штатив 4а, на одном из концов которого расположен источник рентгеновского излучения 5, и один второй телескопический штатив 4b, на одном из концов которого расположен приемник рентгеновского излучения 6.The claimed X-ray system includes a rectangular frame 1 connected, in the embodiment shown in FIG. 1, with four vertical supports 2a-2d, installed on a horizontal surface 3, for example, the floor of a medical facility intended for X-ray examination, one first telescopic support 4a, at one end of which the X-ray source 5 is located, and one second telescopic tripod 4b, on one of the ends of which the X-ray detector 6 is located.

Количество пар телескопических штативов 4а и 4b может быть большим, чем раскрыто в представленном варианте, и определяется задачами, которые ставятся перед конкретной рентгеновской системой.The number of pairs of telescopic stands 4a and 4b may be greater than disclosed in the present embodiment, and is determined by the tasks that are set for a particular x-ray system.

Указанное количество вертикальных опор 2a-2d является оптимальным при использовании их в составе системы, монтируемой на достаточно ровную и устойчивую поверхность, однако допустимо и создание системы, включающей в себя большее количество вертикальных опор 2a-2d. Прямоугольная рама 1 может быть как соединена с вертикальными опорами 2a-2d посредством традиционно используемых крепежных или неразрывных соединений, так и выполнена с ними за единое целое, образуя, так сказать, «комнату в комнате», т.е. основу единого конструктивного блока, в который сконфигурировано большинство составных частей системы.The specified number of vertical supports 2a-2d is optimal when used as part of a system mounted on a fairly flat and stable surface, however, it is also possible to create a system that includes a larger number of vertical supports 2a-2d. The rectangular frame 1 can either be connected to the vertical supports 2a-2d by means of traditionally used fastening or inseparable connections, or made with them as a whole, forming, so to speak, a “room within a room”, i.e. the basis of a single building block into which most of the components of the system are configured.

Каждый из противоположных концов каждого из штативов 4а и 4b соединен посредством промежуточного элемента, в частности, каретки 7а (7b) с парой направляющих, в частности, осей 8а (8b). Каждая из кареток 7а и 7b обеспечивает перемещение каждого из штативов 4а и 4b вдоль соответствующей пары осей 8а (8b). В самой же прямоугольной раме 1, с каждой из двух ее противоположных внутренних сторон, выполнен продольный паз 9а (9b), в котором с возможностью перемещения установлен элемент 10а (10b), соединяющий концы каждой из пар осей 8а (8b). Описанная конструкция, так же, как и выполнение штативов 4а и 4b телескопическими, обеспечивают в совокупности возможность перемещения источника рентгеновского излучения 5 и приемника рентгеновского излучения 6 в продольном и поперечном горизонтальном направлении, а также в вертикальном направлении, что увеличивает количество степеней их свободы.Each of the opposite ends of each of the supports 4a and 4b is connected by means of an intermediate element, in particular a carriage 7a (7b) to a pair of guides, in particular axles 8a (8b). Each of the carriages 7a and 7b moves each of the stands 4a and 4b along a respective pair of axes 8a (8b). In the rectangular frame 1 itself, on each of its two opposite inner sides, a longitudinal groove 9a (9b) is made, in which an element 10a (10b) is movably installed, connecting the ends of each of the pairs of axles 8a (8b). The described design, as well as the execution of tripods 4a and 4b telescopic, provide together the ability to move the x-ray source 5 and x-ray detector 6 in the longitudinal and transverse horizontal direction, as well as in the vertical direction, which increases the number of degrees of freedom.

Описанная конструкция представляет собой оптимальный вариант технической реализации соответствующих узлов системы, отвечающих за расположение источника рентгеновского излучения 5 и приемника рентгеновского излучения 6 относительно обследуемого участка тела пациента при неизменности их взаимного расположения. Однако допустимы иные варианты реализации данных узлов, не раскрываемые конкретно в рамках настоящего изобретения. Образуемая в результате система крепления может быть легко смонтирована в помещении, предназначенном для рентгеновского обследования пациентов, без предъявления к нему особых требований.The described design is the best option for the technical implementation of the corresponding components of the system responsible for the location of the x-ray source 5 and the x-ray receiver 6 relative to the examined area of the patient's body while maintaining their relative position. However, other implementations of these nodes are possible, not specifically disclosed in the framework of the present invention. The resulting mounting system can be easily mounted in a room intended for X-ray examination of patients, without imposing special requirements on it.

Кроме этого, для дальнейшего увеличения степеней свободы источника рентгеновского излучения 5 и приемника рентгеновского излучения 6 может быть предусмотрено их расположение с возможностью изменения угла наклона оси продольной симметрии в продольной и поперечной плоскости симметрии.In addition, to further increase the degrees of freedom of the X-ray source 5 and the X-ray detector 6, their location can be provided with the possibility of changing the angle of inclination of the axis of longitudinal symmetry in the longitudinal and transverse planes of symmetry.

Заявленная рентгеновская система также включает в себя опору для размещения пациента и устройство управления (условно не показаны). В качестве опоры для размещения пациента могут быть использованы традиционные опоры, в частности, имеющие возможность изменения положения деки. В качестве устройства управления может быть использован, в частности, портативный компьютер или любое другое подходящее техническое средство.The claimed X-ray system also includes a support for placing a patient and a control device (not shown conventionally). Conventional supports, in particular those having the possibility of changing the position of the deck, can be used as a support for placing the patient. The control device can in particular be a laptop computer or any other suitable technical device.

Заявленную рентгеновскую систему используют традиционным в данной области техники образом.The claimed X-ray system is used in a traditional manner in the art.

Для перемещения источника рентгеновского излучения 5 в поперечном горизонтальном (см. фиг. 2а), продольном горизонтальном (см. фиг. 2b) или вертикальном (см. фиг. 2 с) направлении производят разблокировку тормоза поперечного (продольного, вертикального) перемещения штатива 4а путем нажатия соответствующей кнопки (условно не показана). Прикладывают усилие в необходимую для перемещения источника рентгеновского излучения 5 сторону («на себя/к себе», «влево/вправо», «вверх/вниз»). Происходит замыкание концевого включателя (условно не показан), и система получает команду на включение сервопривода (условно не показан) для перемещения штатива 4а в необходимую сторону. Для остановки поперечного (продольного, вертикального) перемещения прекращают прикладывать усилие, отпускают кнопку разблокировки тормоза поперечного (продольного, вертикального) перемещения.To move the x-ray source 5 in the transverse horizontal (see Fig. 2a), longitudinal horizontal (see Fig. 2b) or vertical (see Fig. 2 c) direction, the brake of the transverse (longitudinal, vertical) movement of the tripod 4a is unlocked by pressing the corresponding button (conditionally not shown). Force is applied to the 5 side necessary to move the X-ray source (“toward/toward”, “left/right”, “up/down”). The limit switch closes (conditionally not shown), and the system receives a command to turn on the servo drive (conditionally not shown) to move the tripod 4a in the required direction. To stop the transverse (longitudinal, vertical) movement, stop applying force, release the button for unlocking the brake of the transverse (longitudinal, vertical) movement.

Перемещение приемника рентгеновского излучения 6 в поперечном горизонтальном, продольном горизонтальном или вертикальном направлении осуществляют аналогичным образом (посредством перемещения штатива 4b).The movement of the x-ray receiver 6 in the transverse horizontal, longitudinal horizontal or vertical direction is carried out in a similar way (by moving the tripod 4b).

Для изменения угла наклона оси продольной симметрии источника рентгеновского излучения 5 или приемника рентгеновского излучения 6 в продольной и поперечной плоскости симметрии также производят разблокировку тормоза поворота источника рентгеновского излучения 5 или приемника рентгеновского излучения относительно соответствующей оси и затем изменение положения источника рентгеновского излучения 5 или приемника рентгеновского излучения 6 (одновременно корректируя их взаимное положение).To change the angle of inclination of the axis of longitudinal symmetry of the X-ray source 5 or the X-ray detector 6 in the longitudinal and transverse plane of symmetry, the brake of rotation of the X-ray source 5 or the X-ray detector relative to the corresponding axis is also unlocked and then the position of the X-ray source 5 or the X-ray detector is changed 6 (simultaneously correcting their mutual position).

Claims

1. An x-ray system that includes a support for placing a patient, an x-ray source and receiver located with the possibility of changing their position in space, and a control device that allows changing the position of the x-ray source and receiver in space, characterized in that in its the composition includes a rectangular frame connected with at least four vertical supports, at least one first telescopic support, at one end of which an X-ray source is located, and at least one second telescopic support, at one of the ends which the X-ray receiver is located, wherein each of the opposite ends of each of the said at least one first and one second telescopic tripods is connected to the said rectangular frame with the possibility of movement in the longitudinal and transverse horizontal direction.

2. The X-ray system according to claim 1, characterized in that each of the opposite ends of each of the said at least one first and one second telescopic tripods is movable along at least one guide, and in the said rectangular frame , on each of its two opposite inner sides, a longitudinal groove is made, in which the corresponding end of the said at least one guide is located with the possibility of movement.

3. X-ray system according to claim. 1 or 2, characterized in that the source and receiver of x-rays are located with the possibility of changing the angle of inclination of the axis of longitudinal symmetry in the longitudinal and transverse planes of symmetry.