УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РЕНТГЕНОВСКИЙ КОМПЛЕКС
GENERAL-PURPOSE X-RAY IMAGING SYSTEM

Область техники
Изобретение относится к медицинскому приборостроению, а именно к устройствам телеуправляемых рентгеновских аппаратов, и может быть использовано для проведения широкого спектра различных рентгеновских исследований пациентов.
Предшествующий уровень техники
В настоящее время существует множество универсальных рентгеновских комплексов различных конструкций, позволяющих проводить несколько видов рентгеновских исследований. Ввиду высокой стоимости упомянутых комплексов, больших габаритов и необходимости организации отдельного помещения в лечебно-профилактическом учреждении (ЛПУ) возникает необходимость в обеспечении возможности проведения практически всех видов рентгеновских исследований на одном устройстве. Большинство универсальных рентгеновских комплексов позволяет производить ограниченное число основных видов рентгеновских исследований таких как:
- съемка пациента на рентгенопрозрачной деке стола в положении лежа,
- съемка пациента на наклонной рентгенопрозрачной деке стола,
- съемка пациента на рентгенопрозрачной деке стола в положении стоя,
- томография и томосинтез,
- съемка органов грудной клетки.
Еще одной существенной проблемой известных универсальных рентгеновских комплексов, обусловленной особенностями конструкций, является ограниченный доступ к пациенту, что усложняет перекладывание лежачих пациентов с каталки на рентгенопрозрачную деку, а также ряд исследований при положении пациента на рентгенопрозрачной деке, в том числе при рентгеноскопии.
Известен универсальный рентгеновский комплекс (заявка на изобретение Японии № 2010022510, опубл. 04.02.2010). Комплекс содержит колонну, установленную на неподвижном основании. Сбоку на колонне установлен стол пациента. Стол включает в себя рентгенопрозрачную деку, установленную на раме, рама связана с колонной посредством подъемно-поворотного узла. Между рентгенопрозрачной декой и рамой стола вмонтирован рентгеновский детектор с возможностью перемещения вдоль рентгенопрозрачной деки. Посредством кронштейна над столом установлен рентгеновский излучатель. Кронштейн выполнен с возможностью продольного и поперечного перемещения, а также вращения относительно рентгенопрозрачной деки стола.
Недостатком этой конструкции является ограниченный доступ к пациенту во время проведения исследования и конструктивные ограничения, не позволяющие проводить следующие виды рентгеновских исследований:
- съемка пациента на каталке,
- съемка пациента на рентгенопрозрачной деке стола в латеропроекции,
- съемка коленных чашечек,
- съемка основания черепа,
- съемка стопы под нагрузкой.
Известен универсальный рентгеновский комплекс (описание к патенту США №8475040, опубл. 02.07.2013). Данное устройство содержит колонну, установленную на неподвижном основании. Сбоку к колонне, с возможностью перемещения по ней, установлена каретка с направляющей.
Направляющая выполнена с возможностью поворота на заданный угол из горизонтального положения в вертикальное положение. Параллельно направляющей к ее краям прикреплена рама стола. На раме установлена рентгенопрозрачная дека стола. Между рентгенопрозрачной декой и рамой стола вмонтирован рентгеновский детектор с возможностью перемещения вдоль рентгенопрозрачной деки. Кронштейны выполнены с возможностью поперечного перемещения деки. Между столом пациента и направляющей с возможностью перемещения по последней установлен телескопический кронштейн, на кронштейне над столом пациента закреплен рентгеновский излучатель. В месте крепления к направляющей кронштейн снабжен поворотным узлом, который обеспечивает его наклон относительно рентгенопрозрачной деки стола.
Основные недостатки этой известной конструкции - ограниченный доступ к пациенту и возможность проведения не всех видов рентгеновских исследований, в частности:
- съемка пациента на рентгенопрозрачной деке стола в латеропроекции,
- съемка коленных чашечек,
- съемка основания черепа,
- съемка стопы под нагрузкой.
Стоит отметить, что в известной конструкции рентгенопрозрачная дека не опускается, и для проведения съемки стопы под нагрузкой пациент должен стоять на достаточно большой высоте, что небезопасно. Поэтому проведение данного вида исследований для данной конструкции тоже можно считать невозможным.
Известен универсальный рентгеновский комплекс (патентная заявка США №2011317811, опубл. 29.12.2011).
Устройство представляет собой неподвижное основание, на котором сверху установлена горизонтальная направляющая с возможностью продольного перемещения относительно основания и поворота на заданный угол из вертикального в горизонтальное положение. На одном из концов направляющей закреплен поворотный кронштейн рентгенопрозрачной деки стола. Это обеспечивает подход к пациенту практически с любой стороны. Сбоку направляющей с возможностью перемещения по ней установлен кронштейн детектора рентгеновских изображений. На направляющей, перпендикулярно ей, с возможностью продольного перемещения по ней, установлена колонна. На колонне установлена каретка с возможностью перемещения на заданную высоту. К каретке прикреплен кронштейн с источником рентгеновского излучения.
Данное устройство позволяет проводить практически все возможные виды рентгеновских исследований, однако конструкция имеет ограничение по доступу к пациенту с тыльной стороны рентгенопрозрачной деки. Также рентгенопрозрачная дека имеет всего одну опору и для обеспечения возможности исследования пациентов с большой массой необходимо значительное увеличение толщины рентгенопрозрачной деки, что, в свою очередь, негативно влияет на качество получаемого рентгеновского изображения и увеличивает необходимую дозу облучения.
Известен универсальный рентгеновский комплекс (патентная заявка США №2013077765, опубл. 28.03.2013), содержащий стол пациента, установленный на неподвижном основании и колонну, выполненную с возможностью перемещения вдоль стола пациента. Колонна и стол пациента установлены на общем основании.
Стол пациента включает в себя раму, соединенную с одной стороны с неподвижным основанием, а с противоположной стороны имеет две параллельные опоры, на которых установлена рентгенопрозрачная дека.
На колонне, с возможностью вертикального перемещения по ней, и вращения вокруг нее, смонтирована каретка, на каретке установлен кронштейн с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной оси колонны. Кронштейн имеет форму С-дуги и содержит на одном конце рентгеновский излучатель, а на другом - рентгеновский детектор, установленные  напротив друг друга.
В столе пациента имеется проем между рамой стола и рентгенопрозрачной декой, выполненный с возможностью захода и выхода рентгеновского детектора при повороте каретки вокруг колонны, границами проема служат параллельные опоры. Рентгенопрозрачная дека выполнена с возможностью перемещения параллельно направлению перемещения колонны поперек параллельных опор.
Недостатком этого известного устройства являются конструктивные ограничения, не позволяющие проводить следующие рентгеновские исследования:
- съемка пациента на наклонной рентгенопрозрачной деке стола,
- съемка пациента на рентгенопрозрачной деке стола в положении стоя,
- съемка пациента в латеропроекции на рентгенопрозрачной деке стола,
- съемка стопы под нагрузкой,
- съемка в косых проекциях,
- томография.
Конструкцию, описанную в данной патентной заявке, можно считать наиболее близкой к заявляемой.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание универсального рентгеновского комплекса, который обеспечивает свободный доступ к пациенту и выполнение всех основных видов рентгеновских исследований, в частности:
- съемка пациента на рентгенопрозрачной деке стола в положении лежа,
- съемка пациента в латеропроекции,
- съемка коленных чашечек,
- съемка основания черепа,
- съемка пациента на рентгенопрозрачной деке стола в положении стоя,
- съемка органов грудной клетки,
- съемки пациента на наклонной рентгенопрозрачной деке стола,
- съемка верхних конечностей (вне рентгенопрозрачной деки стола),
- съемка пациента на каталке (включая латеропроекции),
- съемка стопы под нагрузкой,
- съемка пациента в косых проекциях на рентгенопрозрачной деке стола,
- томография и томосинтез.
Технический результат - обеспечение свободного доступа к пациенту и обеспечение возможности выполнения всех основных видов рентгеновских исследований (универсальность).
Технический результат в универсальном рентгеновском комплексе, содержащем стол пациента, установленный на неподвижном основании и колонну, установленную с возможностью перемещения вдоль стола пациента, стол пациента включает в себя раму, соединенную с одной стороны с неподвижным основанием, а с противоположной стороны имеет две параллельные опоры, на которых установлена рентгенопрозрачная дека; на колонне с возможностью вертикального перемещения по ней и вращения вокруг нее смонтирована каретка, на каретке установлен кронштейн с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной оси колонны, кронштейн содержит на одном конце рентгеновский излучатель, а на другом - ьрентгеновский детектор, установленные напротив доуг друга, в столе пациента имеется проем между рамой стола и рентгенопрозрачной декой, выполненный с возможностью захода и выхода рентгеновского детектора при повороте каретки вокруг колонны, границами проема служат параллельные опоры, ДОСТИГАЕТСЯ тем, что колонна установлена на независимой от основания стола пациента направляющей, кронштейн выполнен в виде U-дуги, рентгенопрозрачная дека выполнена с возможностью перемещения перпендикулярно направлению перемещения колонны, вдоль параллельных опор, рама стола соединена с неподвижным основанием посредством подъемно-поворотного механизма и выполнена с возможностью поворота на заданный угол относительно плоскости основания стола.
Возможен вариант осуществления изобретения, согласно которому на рентгенопрозрачной деке закреплена подножка.
Возможен вариант осуществления изобретения, согласно которому кронштейн выполнен с возможностью перемещения детектора вдоль оси рентгеновского излучения.
Возможен вариант осуществления изобретения, согласно которому кронштейн выполнен с возможностью поворота рентгеновского излучателя относительно оси перпендикулярной оси перемещения рентгеновского излучения.
Возможен вариант осуществления изобретения, согласно которому кронштейн снабжен компрессионным устройством для съемки органов брюшной полости.
Возможен вариант осуществления изобретения, согласно которому кронштейн выполнен с возможностью поворота рентгеновского детектора относительно оси перпендикулярной оси рентгеновского излучения.
Возможен вариант осуществления изобретения, согласно которому направляющая колонны закреплена на полу на расстоянии от неподвижного основания стола.
Возможен вариант осуществления изобретения, согласно которому направляющая колонны закреплена на потолке.
Перечень фигур
Фиг. 1 - универсальный рентгеновский комплекс (вид спереди);
фиг. 2 - универсальный рентгеновский комплекс (вид сверху);
фиг. 3 - конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки пациента на рентгенопрозрачную деку стола в положении лежа;
фиг. 4 - конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки пациента в латеропроекции;
фиг. 5 - конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки коленных чашечек;
фиг. 6 - конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки основания черепа;
фиг. 7 - конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки - пациента на рентгенопрозрачной деке стола в положении стоя;
фиг. 8 - конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки органов грудной клетки;
фиг. 9 - конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки пациента на наклонной рентгенопрозрачной деке стола;
фиг. 10 - конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки верхних конечностей;
фиг. 11 - конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки на каталке;
фиг. 12 - конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки стопы под нагрузкой;
фиг. 13 - конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки в косых проекциях.
Осуществление изобретения
Универсальный рентгеновский комплекс содержит стол пациента 1, установленный на неподвижном основании 2 и колонну 3, установленную с возможностью перемещения вдоль стола пациента 1. Основание 2 стола пациента 1 жестко закреплено на полу, например, посредством винтового соединения. Колонна 3 установлена на независимой от основания 2 стола пациента 1 направляющей 4. Направляющая 4 может быть закреплена на полу на расстоянии от неподвижного основания стола пациента 1 либо на потолке. Колонна 3 может быть выполнена в виде экструдированного алюминиевого профиля с закрепленными на нем направляющими. Направляющая 4 может быть выполнена заподлицо с плоскостью пола или потолка либо выступать из нее. Она может быть реализована посредством стальной сварной конструкции с закрепленными на ней направляющими для перемещения колонны.
Стол пациента 1 включает в себя раму 5, соединенную с одной стороны с неподвижным основанием 2, а с противоположной стороны имеет две параллельные опоры 6, на которых установлена рентгенопрозрачная дека 7.
Рама 5 стола пациента 1 выполняется, например, из алюминиевых профилей и сварных стальных конструкций и, предпочтительно, имеет прямоугольную форму.
Ренгенопрозрачная дека 7 может быть выполнена, например, из углепластика или поликарбоната и, предпочтительно, имеет прямоугольную форму и, соответственно, содержит две длинные и две короткие стороны. Параллельные опоры 6 расположены по коротким сторонам рентгенопрозрачной деки 7. Параллельные опоры 6 представляют собой линейные подшипники.
Рентгенопрозрачная дека 7 выполнена с возможностью перемещения перпендикулярно направлению перемещения колонны 3, вдоль параллельных опор 6. Это может быть реализовано, например, за счет установки линейных двигателей в местах соединения рентгенопрозрачной деки 7 с параллельными опорами 6.
Рама 5 стола пациента 1 соединена с неподвижным основанием 2 посредством подъемно-поворотного механизма 8 и выполнена с возможностью поворота на заданный угол относительно плоскости неподвижного основания 2 стола пациента 1.
Возможен вариант выполнения изобретения, по которому на рентгенопрозрачной деке 7 закреплена подножка 14 (фиг. 7).
Подъемно-поворотный механизм 8 может быть реализован в виде рычага, на концах которого закреплены моторизированные шарниры.
На колонне 3, с возможностью вертикального перемещения по ней и вращения вокруг нее смонтирована каретка 9. Каретка 9 может быть реализована в виде двух концентрических цилиндров, установленных с возможностью вращения относительно друг друга. На внутреннем цилиндре организована привалочная поверхность для соединения с направляющими колонны 3, на наружном цилиндре организована привалочная поверхность для установки кронштейна 10.
На каретке 9 установлен кронштейн 10 с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной оси колонны 3.
Кронштейн 10 выполнен в виде U-дуги и содержит на одном конце рентгеновский излучатель 11, а на другом - рентгеновский детектор 12, установленные напротив друг друга. Рентгеновский излучатель 11 выполнен с возможностью перемещения по кронштейну 10 относительно рентгеновского детектора 12 по оси рентгеновского излучения.
Кронштейн 10 может быть выполнен с возможностью перемещения детектора 12 вдоль оси рентгеновского излучения относительно оси вращения кронштейна.
Кронштейн 10 может быть выполнен с возможностью поворота рентгеновского детектора 12 относительно оси, перпендикулярной оси рентгеновского излучения.
Кронштейн 10 может быть выполнен с возможностью поворота рентгеновского излучателя 11 относительно оси, перпендикулярной оси перемещения рентгеновского излучения.
Кронштейн 10 может быть снабжен компрессионным устройством для съемки органов брюшной полости. Компрессионное устройство может быть выполнено в виде тубуса, выполненного с возможностью перемещения вдоль оси рентгеновского излучения и закрепленного на кронштейне 10.
В столе пациента 1 имеется проем между рамой 5 стола пациента 1 и рентгенопрозрачной декой 7, выполненный с возможностью захода и выхода рентгеновского детектора 12 при повороте каретки 9 вокруг колонны 3, границами проема служат параллельные опоры 6.
Универсальный рентгеновский комплекс работает следующим образом. В исходном положении рентгенопрозрачная дека 7 стола пациента 1 установлена горизонтально, колонна 3 расположена на уровне середины длины рентгенопрозрачной деки 7 стола пациента 1, кронштейн 10 типа U-дуга установлен вертикально, рентгеновский детектор 12 заведен в проем между рамой 5 и рентгенопрозрачной декой 7, рентгеновский излучатель 11 установлен в крайнем верхнем положении кронштейна 10 (U-дуги). В зависимости от типа рентгеновского исследования оператор выставляет комплекс в начальное положение исследования, располагает пациента 13 (фиг. 3-11) на рентгенопрозрачной деке 7, либо подводит каталку 16 (фиг. 11) с пациентом 13 (фиг. 3-11) с торца направляющей 4, либо с противоположной стороны колонны 3 параллельно рентгенопрозрачной деке 7 стола пациента 1 и др. Затем оператор позиционирует рентгенопрозрачную деку 7, рентгеновский излучатель 11 и рентгеновский детектор 12 относительно пациента 13 (фиг. 3-11) для проведения выбранного типа исследования. Для рентгеновского излучателя 11 устанавливают параметры съемки, в частности тип исследования, экспозиция,и др., затем производят съемку пациента 13 (фиг. 3-11). Рентгеновский детектор 12 передает полученное изображение на автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора (не показано). Затем универсальный рентгеновский комплекс позиционируют в начальное положение исследования, пациента уводят, после чего комплекс переводят в исходное положение и он готов для приема следующего пациента.
Управление позиционированием стола 1, колонны 3, каретки 9, штатива 10, рентгеновского излучателя 11 может осуществляться как удаленно с пульта оператора (на чертежах не показан), так и с панелей управления (на чертежах не показаны) на соответствующих частях рентгеновского комплекса.
Рассмотрим варианты позиционирования универсального рентгеновского комплекса для проведения большинства основных видов рентгеновских исследований.
1) Конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки на горизонтальной деке (фиг. 3).
Пациент 13 расположен на рентгенопрозрачной деке 7, стол пациента 1 находится в горизонтальном положении на необходимой для оператора высоте. Рентгеновский детектор 12 располагается в проеме между рентгенопрозрачной декой 7 и рамой 5. Кронштейн 10 типа U-дуга расположен таким образом, что ось рентгеновского излучения направлена вертикально и проходит через рентгенопрозрачную деку 7.
2) Конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки в латеропроекции (фиг. 4).
Пациент 13 расположен лежа на рентгенопрозрачной деке 7, стол пациента 1 находится в горизонтальном положении на необходимой для оператора высоте. Рентгенопрозрачная дека 7 смещена вдоль параллельных опор 6 в сторону колонны 3 максимально близко к последней. Кронштейн 10 типа U-дуга расположен таким образом, что ось рентгеновского излучения направлена горизонтально параллельно короткой стороне рентгенопрозрачной деки 7.
3) Конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки коленных чашечек (фиг. 5).
Пациента 13 располагают лежа на рентгенопрозрачной деке 7, стол пациента 1 находится в горизонтальном положении на необходимой для оператора высоте. Ноги пациента 13 согнуты в коленях и стоят на краю рентгенопрозрачной деки 7 или свешены с нее. Кронштейн 10 U-дуга расположен таким образом, что ось рентгеновского излучения находится под углом к горизонту в плоскости, параллельной длинной стороне рентгенопрозрачной деки 7 стола 1, рентгеновский детектор 12 расположен сбоку от рентгенопрозрачной деки 7 максимально близко к коленям пациента 13.
4) Конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки основания черепа (фиг. 6).
Пациента 13 располагают лежа на рентгенопрозрачной деке 7, стол пациента 1 находится в горизонтальном положении на необходимой для оператора высоте. Кронштейн 10 U-дуга расположен таким образом, что ось рентгеновского излучения находится под углом к горизонту в плоскости, параллельной длинной стороне рентгенопрозрачной деки 7 стола 1, рентгеновский детектор 12 расположен сбоку от рентгенопрозрачной деки 7 максимально близко к ее краю. Пациент 13 опирается затылком на рабочую поверхность рентгеновского детектора 12.
5) Конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки на вертикальную деку (фиг. 7).
Стол 1 находится в вертикальном положении. Пациент 13 стоит на подножке 14, установленной на рентгенопрозрачной деке 7, и опирается спиной на рентгенопрозрачную деку 7. Рентгеновский детектор 12 заведен в проем между рентгенопрозрачной декой 7 и рамой 5. Кронштейн 10 расположен таким образом, что ось рентгеновского излучения направлена горизонтально и проходит через рентгенопрозрачную деку 7.
6) Конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки органов грудной клетки (фиг. 8).
Кронштейн 10 расположен в горизонтальном положении, при этом ось рентгеновского излучения направлена горизонтально. Пациент 13 стоит на полу, прислонившись грудной клеткой к рабочей поверхности рентгеновского детектора 12. Каретка 9 с кронштейном 10 установлена на требуемой высоте для проведения съемки грудной клетки пациента 13, в зависимости от его роста. Стол 1 находится в парковочном положении, которое в зависимости от конфигурации помещения и пожеланий оператора может быть как самым нижним, так и вертикальным положением.
7) Конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки на наклонную деку (фиг. 9).
Стол 1 установлен под углом относительно его неподвижного основания 2. Пациент 13 расположен на рентгенопрозрачной деке 7 головой вниз. Рентгеновский детектор 12 заведен в проем между рамой 5 и рентгенопрозрачной декой 7. Кронштейн 10 (U-дуга) расположен под углом таким образом, что ось рентгеновского излучения направлена перпендикулярно плоскости рентгенопрозрачной деки 7 и проходит через нее.
8) Конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки верхних конечностей (фиг. 10).
Пациент 13 сидит на стуле 15, колонна 3 передвинута по направляющей 4 в крайнее положение. Кронштейн 10 (U-дуга) расположен таким образом, что ось рентгеновского излучения направлена вертикально. Рентгеновский детектор 12 расположен снизу, а рентгеновский излучатель 11 сверху. Рука пациента 13 расположена на рабочей поверхности рентгеновского детектора 12. Стол 1 находится в парковочном положении, которое в зависимости от конфигурации помещения и пожеланий оператора может быть как самым нижним, так и вертикальным положением.
9) Конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки на каталке в латеропроекции (фиг. 11).
Колонна 3 передвинута по направляющей 4 в крайнее положение, пациент 13 расположен на каталке 16, заведенной с торца направляющей 4. Каретка 9 и кронштейн 10 типа U-дуга расположены таким образом, что ось рентгеновского излучения направлена горизонтально, параллельно короткой стороне каталки 16.
10) Конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки стопы под нагрузкой (фиг. 12).
Колонна 3 передвинута по направляющей 4 в крайнее положение, рентгеновский детектор 12 заведен под рентгенопрозрачную тумбу 17 (фиг. 12). Исследуемая стопа пациента 13 стоит на рентгенопрозрачной тумбе 17, вторая стопа поднята. Кронштейн 10 расположен таким образом, что рентгеновский детектор 12 повернут относительно оси рентгеновского излучения и направлен вертикально вверх, рентгеновский излучатель 11 установлен под углом к плоскости рентгеновского детектора 12. Таким образом, ось рентгеновского излучения проходит через исследуемую стопу пациента 13. Стол 1 находится в парковочном положении, которое в зависимости от конфигурации помещения и пожеланий оператора может быть как самым нижним, так и вертикальным положением. Возможен вариант съемки стопы под нагрузкой, где стол находится в нижнем горизонтальном положении, пациент стоит одной ногой на рентгенопрозрачной деке, рентгеновский детектор заведен в проем между рентгенопрозрачной декой и рамой стола (на чертеже не показано).
11) Конфигурация универсального рентгеновского комплекса для съемки в косых проекциях (фиг. 13).
Пациент 13 расположен на рентгенопрозрачной деке 7, стол пациента 1 находится в горизонтальном положении на необходимой для оператора высоте. Рентгеновский детектор 12 располагается в проеме между рентгенопрозрачной декой 7 и рамой 5. Кронштейн 10 расположен таким образом, что рентгеновский детектор 12 повернут относительно оси рентгеновского излучения и направлен вертикально вверх, рентгеновский излучатель 11 установлен под углом к плоскости рентгеновского детектора 12.