具有減震組件的可攜式成像設備的製作方法

2023-07-02 02:19:41 3

專利名稱：具有減震組件的可攜式成像設備的製作方法
技術領域：
本發明一般而言涉及可攜式成像設備，更特別地涉及可攜式數字X射線探測器的材料和結構。
技術背景可攜式成像設備，例如可攜式x射線探測器，常常包含可能非常容 易受到物理碰撞或震動的破壞的易碎部件。例如，成像設備可包括矽或 玻璃部件，例如玻璃基底上的矽光電探測器(例如成像面板)。典型地，可攜式成像設備包括相對較硬的罩(enclosure)，其剛性附著至內部部 件。例如，可由多塊金屬(例如鎂)構造該罩。儘管該金屬罩對內部部 件提供某種程度的保護，但是該罩通常很重，並且因為在設計上的各種 接縫和機械連接而容易受到破壞。此外，將內部部件剛性附著至罩允許 來自外部才幾械碰撞的震動#_傳送至易碎的內部部件。因此，內部部件仍然容易受到破壞。 發明內容以下對與初始要求保護的本發明的範圍相當的某些實施例進行陳迷。應當理解，提供這些實施例僅僅是為了向讀者提供本發明可採用的 某些形式的筒短概要，並且這些實施例不打算限制本發明的範圍。實際 上，本發明可包括多種以下可能沒有陳述的特徵。根據第一實施例， 一種可攜式成像設備具有罩、布置在罩內的成像 面板、以及減震材料，該減震材料使成像面板保持在罩內而在成像面板 和罩之間沒有剛性連接。根據第二實施例， 一種可攜式成像設備具有殼、布置在殼內的X射 線探測器面板、以及減震材料，該減震材料被布置在罩和X射線探測器 面板之間並與二者都接觸，其中X射線探測器面板通常在殼內經由減震 材料而自由漂浮。


當參考附圖閱讀下面的詳細描述時，本發明的這些和其它特徵、方 面和優點將變得更好理解，其中在整個附圖中相同的附圖標記表示相同的部分，其中圖1是使用可攜式數字X射線探測器的移動X射線成像系統的實施例的透視圖；圖2是如圖1所示的X射線成像系統的實施例的框圖；圖3是可攜式平板數字X射線探測器的實施例的透視圖；圖4是如圖3所示的可攜式平板數字X射線探測器的實施例的分解透視圖，其進一步說明從單件保護罩中的開口部分地分解的數字探測器子系統；以及圖5是如圖3和圖4所示的可攜式平板數字X射線探測器的實施例 的橫截面圖。
具體實施方式
以下將描述本發明的 一個或多個特定實施例。在努力提供對這些實 施例的簡明描述的過程中，在說明書中可能沒有描述實際方式的所有特 徵。應當認識到，在任何這種實際實施方式的開發中，正如在任何工程 或設計項目中一樣，必須作出多種特定於實施方式的決策以實現開發者 的特定目標，例如遵守系統相關和商業相關的約束，這可隨實施方式而 變化。而且應當認識到，這樣的開發努力可能是複雜且耗時的，但是對 於利用本公開的本領域技術人員而言，其將不過是設計、裝配和製造而 從事的曰常工作。在某些實施例中，如下所述，成像設備(例如數字X射線設備)的 內部部件在外罩中是自由漂浮的，其中在外罩和內部部件(例如X射線 探測器)之間布置減震材料。換言之，內部部件未被剛性地固定至周圍 的外罩，而是減震材料使內部部件牢固地保持在外罩內。具體而言，減 震材料可被布置在內部部件所有的面上，並與內部部件和外罩都直接接 觸。在內部部件的頂面上，可將單片連續的減震材料布置在內部部件和 外罩之間。如下所述，所述單個連續片可大大減少或者消除被探測圖像 (例如X射線圖像)中出現偽影的可能性。另外，所迷單個連續片可基 本上將外罩上的任何負荷點分布在更大的面積上，從而減小對內部部件 破壞的可能性。在內部部件的其它各面上，可將分立的減震材料塊直接
布置在外罩和內部部件之間，從而在實現對流傳熱以冷卻內部部件的同 時提供震動保護。另外，外罩可以至少大部分被構造為單個輕重量的罩，例如單面板形的套(sleeve)。例如，可由石墨纖維-環氧樹脂複合 材料構造外罩。所述可攜式成像設備可用於多種成像系統中，例如醫學成像系統和 非醫學成像系統。例如，醫學成像系統包括放射學(例如數字X射線)、 乳房X射線照相術、層析X射線照相組合、以及計算機斷層掃描(CT) 的成像系統。這些各種各樣的成像系統以及相應的不同拓樸被用來基於 通過患者的輻射(例如X射線)的衰減而生成患者的圖像或視圖，以 便用於臨床診斷。可選擇地，成像系統還可用在非醫學應用中，例如工 業質量控制或者乘客行李、包裹、和/或貨物的安全篩檢。在這樣的應用 中，表示體積或者部分體積(例如切片)的所採集的數據和/或產生的圖 像可被用來探測目視檢查以別的方式無法看出並且篩檢者所感興趣的 目標、形狀或不規則性。在這些成像系統的每一種中，可攜式成像設備 可包括以自由漂浮的方式保護內部部件的減震材料，從而降低在發生物 理碰撞或震動(例如使可攜式成像設備掉落)時被破壞的可能性。根據成像設備的類型，內部部件可包括多種電路、面板、探測器、 傳感器、以及其它相對較易碎的部件。X射線成像系統(包括醫學的和 非醫學的)利用X射線管產生在成像過程中使用的X射線。所產生的X 射線通過成像目標，在那裡其基於目標的內部結構和組成而被吸收或衰 減，從而產生不同強度的X射線束的矩陣或剖面。所衰減的X射線射 在X射線探測器上，所述X射線探測器被設計成將入射的X射線能量 轉換為可在圖像重建中使用的形式。因此X射線探測器檢測並記錄衰減 的X射線的X射線剖面。X射線探測器可基於膠片銀幕、計算機射線照 相(CR)或者數字射線照相(DR)技術。在膠片銀幕探測器中，通過 感光膠片在X射線曝光後的化學顯影而產生X射線圖像。在CR探測器 中，存儲磷成像板捕獲射線照相圖像。該板然後被傳送至雷射圖像閱讀 器以從磷中"釋放"潛像並產生數位化的圖像。在DR探測器中，閃爍 層吸收X射線並隨後產生光，然後由矽光電探測器的二維平板陣列探測 該光。矽光電探測器中吸收的光產生電荷。控制系統以電子的方式讀出 存儲在X射線探測器中的電荷，並使用其來產生可見的數位化的X射 線圖像。
考慮到各種類型的成像系統以及可能的應用，下面的討論集中於供移動X射線成像系統使用的數字平板、固態、間接探測、可攜式x射 線探測器的各實施例。然而，其它實施例適用於其它類型的醫學和非醫學成像設備，例如直接探測數字x射線探測器。另外，可以與靜態或固 定空間x射線成像系統一起使用其它實施例。此外，本申請提到了成像"對象"和成像"目標"。這些術語不相互排斥，因此術語的使用是可 互換的，並且不打算限制所附權利要求書的範圍。現在參考圖1，其中說明了一種採用可攜式x射線探測器的示例性 移動X射線成像系統IO。在所說明的實施例中，移動x射線成像系統10包括輻射源12，例如安裝或者以別的方式固定到水平臂14的端部上 的X射線源12。臂14允許X射線源12被可變地定位在躺在患者臺或 床17上的對象16上，以這種方式來優化對特定感興趣區域的輻射。X 射線源12可通過萬向節類型的布置被安裝在柱18內。在這一點上，X 射線源12可從移動X射線單元底座20上的靜止或停留位置垂直旋轉至 對象16上方的適當位置，以便對對象16進行X射線曝光。柱18的旋 轉移動可限於360度或更小的值，以防止用來向X射線源12供電的高 壓電纜的纏結。該電纜可被連接至公共事業線路源或者底座20中的電 池，以便為X射線源12和系統10的其它電子部件供電。X射線源12將準直後的錐形輻射束22投射至待成像的對象16。 因此，可以使用示例性X射線成像系統10非侵入地檢查醫學患者和行 李、包裹等等。在對象16之下放置的可攜式X射線探測器24採集所衰 減的輻射並產生探測器輸出信號。探測器輸出信號然後可以經由有線或 無線鏈路26被傳送至移動成像系統10。系統IO可裝備有或者連接至顯 示單元，以用於顯示從成像對象16所捕獲的圖像。在圖2中示出圖1的X射線成像系統10的示意圖。如上所述，系 統10包括X射線源12,其被設計成將來自焦點28的錐形輻射束22沿 軸30投射至待成像的對象16。輻射22經過對象16,該對象16提供衰 減，並且所得到的輻射的衰減部分碰撞探測器陣列24。應當注意，X射 線束22的多個部分可延伸超出患者16的邊界，並且可能碰撞探測器陣 列24而不被患者16衰減。在此所討論的實施例中，可採用平板數字探 測器來探測通過對象16或者在其周圍所傳送的輻射22的強度，並響應 於所探測到的輻射而產生探測器輸出信號。準直儀32可被定位成鄰近X
射線源12。準直儀通常限定X射線錐形束22的尺寸和形狀並可因此控 制照射的範圍，該X射線錐形束22經過其中放置對象16 (例如人類患 者)的區域。通常由探測經過對象16或者其周圍的X射線22的多個探測器元件 來形成數字探測器24。例如，探測器24可包括以二維陣列布置的多行 和/或多列探測器元件。當受到X射線通量碰撞時，每個探測器元件產 生與在探測器24中單個探測器元件位置處吸收的X射線通量成比例的 電信號。如下所述，採集並處理這些信號以重建對象內的特徵的圖像。由系統控制器34控制輻射源12，該系統控制器34按成像順序提供 電能、焦點位置、控制信號等等。而且，探測器24被耦合至系統控制 器34,其控制對在探測器24中產生的信號的採集。系統控制器34還可 執行各種信號處理和濾波功能，例如用於動態範圍的初始調整、數字圖 像數據的交錯等等。通常，系統控制器34指揮成像系統IO的操作以執 行檢查規程和處理採集的數據。在本上下文中，系統控制器34還可包 括通常基於通用或者專用數字計算機的信號處理電路、以及相關的存儲 電路。相關的存儲電路可存儲由計算機執行的程序和例程、配置參數、 圖像數據等等。例如，相關的存儲電路可存儲用於從探測器輸出信號來 重建圖像的程序或例程。在圖2所示的實施例中，系統控制器34可經由電機控制器38控制 運動子系統36的運動。在所描繪的成像系統10中，運動子系統36可 相對於患者16在空間的一個或多個方向上移動X射線源12、準直儀 32、和/或探測器24。應當注意，運動子系統36可包括支承結構，例如 C形臂或其它可移動臂，在其上可布置源12和/或探測器24。運動子系 統36還可使患者16或者更具體而言是患者臺17能夠相對於源12和探 測器24移位，以便產生患者16的特定區域的圖像。可由布置於系統控制器34內的輻射控制器40來控制輻射源12。輻 射控制器40可被配置成向輻射源12提供電能和定時信號。另外，如果 源12是具有分立電子發射體的分布源，則輻射控制器40可被配置成提 供焦點位置，例如發射點激發。此外，系統控制器34可包括數據採集電路42。在該示例性實施例 中，探測器24被耦合至系統控制器34，並且更特別地#皮耦合至數據釆 集電路42。數據採集電路42接收由探測器24的讀出電子設備所收集的
數據。可在以下所討論的探測器讀出電子設備76中執行;f莫數轉換。計算機或處理器46通常被耦合至系統控制器34,並且可以包括微 處理器、數位訊號處理器、微控制器和其它被設計成執行邏輯和處理操 作的設備。可將數據採集電路42所收集的數據傳送至圖像重建裝置44 和/或計算機46以進行後續處理和重建。例如，可在數據採集電路42、 圖像重建裝置44、和/或計算^L 46對從探測器24收集的數據進行預處 理和校準，以便調節數據來表示所掃描目標的衰減係數的線積分。然後 可記錄、濾波和反投影所處理的數據以形成掃描區域的圖像。儘管在本 方面中描述了典型的濾波反投影重建算法，但是應當注意，可採用任何 合適的重建算法，包括統計重建方法。 一旦重建，成像系統10所產生 的圖像就顯示感興趣的患者16的內部區域，這可用於診斷、評估等等。計算機46可包括存儲器48或者與其通信，該存儲器48可存儲由 計算機46已經處理的數據或者由計算機46將處理的數據。應當理解， 這種示例性系統10可利用任何類型的能夠存儲期望數量的數據和/或代 碼的計算機可訪問存儲設備。而且，存儲器48可包括一個或多個類似 或不同類型的存儲設備，例如磁或光設備，其可位於系統10的本地和/ 或遠程。存儲器48可存儲數據、處理參數、和/或包括一個或多個用於 執行重建過程的例程的電腦程式。而且，存儲器48可被直接耦合至 系統控制器34以便於存儲所採集的數據。計算機46還可適合控制由系統控制器34啟動的特徵，例如掃描操 作和數據採集。此外，計算機46可被配置成經由操作員工作站50從操 作員接收命令和掃描參數，該操作員工作站50可裝備有鍵盤和/或其它 輸入設備。操作員從而可經由操作員工作站50控制系統10。因此，操 作員可從操作員工作站50觀察重建的圖像以及與系統相關的其它數 據，啟動成像等等。可利用耦合至操作員工作站50的顯示器52來觀察重建的圖像。另 外，可通過耦合至操作員工作站50的印表機54來列印掃描的圖像。還 可直接或者經由操作員工作站50將顯示器52和印表機54連接至計算 機46。此外，還可將操作員工作站50耦合至圖像存檔和通信系統 (PACS)56。應當注意，可將PACS56耦合至遠程系統58,例如放射 科信息系統(RIS)、醫院信息系統(HIS)，或者耦合至內部或外部網 絡，以使在不同位置處的其他人可訪問圖像數據。
可將一個或多個操作員工作站50連接在系統中以用於輸出系統參 數、請求檢察、觀察圖像等等。 一般而言，顯示器、印表機、工作站、 以及系統內提供的類似設備可以位於數據採集部件的本地，或者可以遠 離這些部件，例如在機構或醫院內的別處，或者在一個完全不同的位置 中，其經由一個或多個可配置網絡(例如網際網路、虛擬專用網等等)被 連接至圖像採集系統。示例性成像系統10以及基於輻射探測的其它成像系統採用了探測 器24,例如平板、數字X射線探測器。在圖3中提供了這種示例性平 板、數字X射線探測器60的透視圖。然而，如上所述，探測器60的其 它實施例可包括醫學和非醫學應用中的其它成像模態。示例性平板、數 字X射線探測器60包括響應於入射X射線的接收而產生電信號的探測 器子系統。根據某些實施例，單件保護殼62為探測器子系統提供外罩， 以便防止易碎探測器部件在受到外部負荷或碰撞時被破壞。另外，正如 以下更詳細討論的一樣，探測器60包括在單件保護殼62內以自由漂浮 的方式保護內部部件的減震材料。 一般而言，單件保護罩62可以是連 續結構，並且可以基本上沒有不連續性。在一個實施例中，該單件保護 罩可以是4-5個面的套結構，例如具有至少一個開口以允許插入探測 器子系統的結構。應當注意，該單件套的各個面或邊緣可以是平的、圓 的、曲的、與輪廓相符的、或者改進探測器的粗糙度和使用的容易性的 形狀。該單件保護罩62可由諸如金屬、金屬合金、塑料、複合材料、 或者上述材料的組合之類的材料形成。在某些實施例中，該材料具有低 X射線衰減特徵。在一個實施例中，該保護罩62可由重量輕、耐用的 複合材料形成，例如碳纖維強化塑料材料或石墨纖維-環氧樹脂複合材 料。另外，該單件保護罩62可被設計成基本上為剛性的，當受到外部 負荷時具有最小撓曲。可在該單件保護罩62的相應拐角、邊緣或者相應邊緣的一部分上 提供一個或多個拐角或邊緣帽64。應當注意，所述一個或多個拐角或邊 緣帽64可由耐碰撞的能量吸收材料形成，例如尼龍、聚乙烯、超高分 子量聚乙烯(UHMW-PE)、迭爾林、或聚碳酸酯。UHMW聚乙烯是分 子量處於3,100,000到6,000,000範圍內的線性聚合物。此外，手柄66 可被機械耦合至該單件保護罩62,以促進探測器60的便攜性。該手柄 可以是固定到該單件保護罩62上的獨立部件。再次，應當注意，手柄66可由耐碰撞的能量吸收材料形成，例如高分子量聚乙烯。可選擇地， 在某些實施例中，手柄66可以是單件保護罩62的連續擴展。換言之， 手柄66可與該單件保護罩形成為整體，從而消除或者最小化在手柄66 和保護罩62之間的機械附著點。可在這樣的實施例中提供可拆卸邊緣 帽以允許將探測器子系統插入該單件保護罩62中。如所示，可不用固定系鏈來構造探測器24。可選擇地，可將探測器 連接至系鏈，該系鏈在使用時被用來將探測器讀出電子設備連接至掃描 儀的數據採集系統。當不使用時，可容易地從系鏈拆下探測器並將其遠 離成像系統而存儲。因此，可將探測器在互相遠離的多個掃描站來回運 送。這對於急救室和其它治療類選(triage)設施特別有利。該探測器的 便攜性和可拆卸性還增強了移動X射線成像系統的可動性，例如圖1所 示。圖4說明了通過開口 70布置在單件保護罩62內的可攜式平板數字 X射線探測器60的探測器子系統68。再次，如上所述，內部部件(例 如子系統68 )可包括多種成像部件，例如射線照相(例如數字X射線)、 計算機斷層掃描、乳房X射線照相術等等。所說明的探測器子系統68 包括成像面板72、面板支承74和相關的讀出電子設備76。成像面板72 包括用於將入射X射線轉換為可見光的閃爍體層。可由碘化銫(Csl) 或其它閃爍材料製造的閃爍體層被設計成發射與吸收的X射線的能量 和數量成比例的光。因此，在閃爍體層的接收更多X射線或者所接收X 射線的能量水平更高的區域中光發射將更高。因為對象的組成將把由X 射線源投射的X射線衰減至不同的程度，所以射在閃爍體層上的X射 線的能量水平和數量在整個閃爍體層上將不是均勻的。光發射的這種變 化將被用來產生重建圖像的對比度。由2D平板基底上的感光層探測閃爍體層所發射的光。該感光層包 括感光元件或者探測器元件的陣列，以存儲與由每個探測器元件所吸收 的入射光的量成比例的電荷。通常，每個探測器元件具有感光區域以及 包括控制從該探測器元件存儲和輸出電荷的電子設備的區域。感光區域 可由吸收光並隨後產生和存儲電荷的光電二極體組成。在曝光後，使用 邏輯控制的電子設備76讀出每個探測器元件中的電荷。可使用基於電晶體的開關來控制每個探測器元件。在這一點上，晶 體管的源極被連接至光電二極體，電晶體的漏極被連接至讀出線，並且 電晶體的柵極被連接至布置在探測器60內電子設備76上的掃描控制接 口。當對柵極施加負電壓時，驅動開關為OFF (斷開)狀態，從而防止 源極和漏極之間導通。相反，當對柵極施加正電壓時，開關變為ON(接 通)，從而允許存儲在光電二極體中的電荷從源極到達漏極併到達讀出 線上。利用相應的電晶體來構造探測器陣列的每個探測器元件，並以與 下述一致的方式對其進行控制。具體而言，在X射線的曝光期間，可對所有的柵極線施加負電壓， 從而導致所有的電晶體開關被驅動至或者被置於OFF (斷開)狀態。因 此，在曝光期間積累的任何電荷都被存儲在每個探測器元件的光電二極 管中。在讀出期間，按順序對每條柵極線施加正電壓， 一次一條柵極線。 也就是，探測器是探測器元件的X-Y矩陣，並將一條線中的電晶體的所 有柵極連接在一起，從而同時開啟一條柵極線可以讀出該線上所有的探 測器元件。在這一點上， 一次僅讀出一個探測器。還可使用多路復用器 來支持以光柵方式對探測器元件的讀出。按順序逐個讀出每個探測器元 件的優點在於，來自一個探測器元件的電荷不經過任何其它的探測器元 件。每個探測器元件的輸出然後被輸入到輸出電路(例如數字轉換器)， 該輸出電路對所採集的信號進行數位化，以用於隨後逐個像素的圖像重 建。重建圖像的每個像素對應於探測器陣列的單個探測器元件。由薄且重量輕的面板支承74來支承成像面板72。該讀出電子設備 和其它電子設備76被布置在面板支承74上的與成像面板72相對的面 上。也就是，面板支承74機械地隔離成像面板72的成^f象部件和讀出電 子設備76。通常，面板支承74可由金屬、金屬合金、塑料、複合材料或者上 述材料的組合來形成。在一個實施例中，面板支承74可基本上由碳纖 維強化塑料材料或石墨纖維-環氧樹脂複合材料形成。在另 一個實施例 中，面板支承74可基本上由與層狀夾層結構中的泡沫芯相結合的複合 材料形成，以便提供用作面板支承的輕而硬的組件。單獨由複合材料或 者由與泡沫芯相結合的複合材料構造面板支承74減小了重量，同時使 機械硬度更大，並且改進了能量吸收能力。例如，面板支承74的一個 實施例包括具有泡沫芯的石墨纖維-環氧樹脂複合材料。複合材料通常是強化材料和母體的組合。母體材料(例如樹脂或環 氧樹脂)圍繞並支承強化材料。強化材料(例如有機或無機纖維或者顆
粒)通過複合母體結合在一起。對於纖維強化，各個纖維的方向可被定 向以便控制複合材料的剛性和強度。此外，複合材料可由幾個單獨層形 成，其中強化層的方向或對準通過複合材料的厚度來變化。該結構可以 是層狀類型結構(僅僅包含強化層)或者夾層類型結構(其中將軟芯插 入兩組強化層之間)。所使用的樹脂可以是熱固塑料或熱塑性塑料。在 夾層類型結構中，軟芯可導致附加重量降低，並且可以具有增強能量吸收能力的金屬或非金屬銷(pin)。而且，複合材料的各層可使用不同形 式(顆粒、纖維、織品、薄箔等等)的多種材料(Carbon、 Kevlar、鋁 箔等等)。在一個實施例中，可從以具有泡沫芯的分層結構的碳纖維或 環氧樹脂來構造用於可攜式X射線探測器60的複合材料。現在轉向內部，圖5是可攜式平板數字X射線探測器60的實施例 的橫截面圖，其進一步說明了布置在外保護罩62內的內部部件(例如 探測器子系統68)的所有表面上的耐碰撞或者減震材料78。以這種方 式，可將探測器子系統68描述為經由減震材料78在外保護罩62內的 自由漂浮。換言之，探測器子系統68沒有被剛性地固定至外保護罩62，內的所有方向上移動。可根據減震材料78的可壓縮性來改變該自由度。 在某些實施例中，減震材料78可包括橡膠、泡沫、彈性體、泡沫橡膠、 另一彈性材料、或者其組合。例如，減震材料78可包括細小腔室、低壓縮形變、高密度的聚氨酯泡沫和/或高密度、柔性、微小腔室的聚氨酯 泡沫材料。儘管這些泡沫被描述為高密度，但是減震材料78與其它材 料相比通常是低密度的。在一些實施例中，減震材料78可包括CONFOR 泡沫和/或ISOLOSS泡沫,其由Aearo Technologies, Indianapolis, Indiana 的商業單位E-A-R Specialty Composites製造。在其它實施例中，減震材 料78可包才舌由Rogers Corporation, Rogers, Connecticut製造的PORON 泡沫。減震材料78通常具有耐高碰撞或者能量吸收特徵，例如吸收碰 撞的百分之50、 60、 70、 80或90。在一些實施例中，減震材料78的能 量吸收可以大約是碰撞的百分之95、 96、 97、 98或99。這些泡沫通常 還重量輕，並且可包括單面或雙面粘性表面以便於附著至外保護罩62 和/或#:測器子系統68。在某些實施例中，可將一件或多件減震材料78布置在探測器子系 統68和單件保護罩62的內表面之間以支持探測器子系統68。例如，可
將減震材料78的一個或多個層、條、塊、片、或面板布置在保護罩62 內探測器子系統68的所有六個面(例如頂面、底面、左面、右面、前 面、以及後面)上。在某些實施例中，減震材料78可包括不同材料、 不同幾何形狀(例如矩形、圓形、三角形等等)、不同尺寸(例如長度、 寬度、厚度等等)、或者其組合的多層。這些件的減震材料通常與探測 器子系統68和保護罩62接觸而沒有任何間隙。以這種方式，多件減震 材料78用作探測器子系統68的位置支承和減震器。再次，可將探測器 子系統68描述為在單件保護罩62內經由減震材料懸浮或者自由漂浮， 而不是被剛性地附著至外保護罩62。另外，可以利用緩沖器、泡沫插入物、減震材料層等等來構造該單 件保護罩62，以抑制在掉落或者受到負荷時探測器部件68的破裂。如 上所述，可將X射線探測器60設計成耐受相對較高能量的碰撞、應力 和應變，從而相對較靈敏的部件68 (例如成像面板和相關的電子設備) 在探測器60掉落或者受到外部負荷時不被破壞。在一個實施例中，X 射線探測器60包括對單件保護罩62的頂面和底面密封或者以別的方式 放置在其下的兩層減震材料78。此外，探測器60可包括填隙布置在探 測器部件68之間的多層減震材料78。應當注意，將減震材料78設計成不衰減輻射以便不幹擾數據採集。 減震材料為78是彈性材料，其被配置成吸收在掉落時探測器60上的震 動和振動，以及在被踩踏或者以別的方式受到負荷(例如患者重量)時 偏轉探測器60所受到的力。該彈性材料可以是橡膠、泡沫、泡沫橡膠、 或其它塑料，並且被設計成偏轉並吸收探測器60上的應力和應變。因 此，當探測器60被踩踏或者掉落時，探測器60的內部部件(例如子系 統68)不會破裂或者破壞。可以可變地選擇減震材料78的厚度、密度 和組成以限定探測器60可受到負荷或者掉落而不會破壞探測器部件68 的極限。此外，兩個減震層的厚度可以類似或者不同，並且可由類似或者不 同的減震材料78組成。例如，頂層可被設計成比底層更有吸收性和偏材料形成。在一個實施例中，頂層可由彈性特性明顯的泡沫形成，而底 層可由聚氨酯、PVC、或者彈性特徵不大明顯的其它材料形成。在上述各種實施例中所描述的可攜式X射線探測器60重量輕而在 機械上硬且粗糙，並且具有改進的能量吸收能力。可攜式X射線探測器60的結構負荷承受部件(保護罩62和面板支承74)由複合材料製成。 複合材料提供高機械剛性和強度，而同時使結構重量輕。所使用的複合 材料的低密度有助於減小重量，同時碳纖維複合材料的高模量和強度有 助於使結構硬而堅。因為不再需要緊固件將外罩的各面和各側保持在一起，所以保護罩 62的套形設計(在至少一端是打開的以用於插入探測器子系統68)提 供了機械粗糙度。另外，該設計允許利用複合材料或者塑料製造，因此 減小了重量並改進了機械韌性。因為在機械碰撞時多件組件可失效，所 以外罩62的單件設計更粗糙。而且，在複合材料結構中使用基於熱塑 性塑料的環氧樹脂或者橡膠強化環氧樹脂改進了能量吸收。此外，在上述各種實施例中所描述的可攜式X射線探測器60的新 型包裝設計通過在所有面上採用減震材料78 (例如泡沫塊)來將易碎的 探測器子系統68 (成像面板和讀出電子設備)與外保護罩62隔離。將 探測器子系統68與外保護罩62隔離可以保護探測器子系統68不受因 為意外掉落或者重擊到堅硬目標而產生的外部震動和應力的影響。儘管在此僅僅說明和描述了本發明的某些特徵，但是本領域技術人 員將會想到許多修改和變化。因此應當理解，所附的權利要求書打算覆 蓋落入本發明的真正精神內的所有這樣的修改和變化。
附圖標記列表10移動x射線成像系統12輻射源 14水平臂 16對象 17患者臺或床 18柱20移動X射線單元底座22輻射24探測器26無線鏈路28焦點30軸32準直儀34系統控制器36運動子系統38電機控制器40輻射控制器42數據採集電路44圖像重建裝置46計算機48存儲器50操作員工作站52顯示器54列印^/L56通信系統58遠程系統60數字X射線探測器62單件保護殼64拐角或邊緣帽66手柄68探測器子系統 70開口72成像面板74面板支承76讀出電子設備78耐碰撞或者減震材料
權利要求
1.一種可攜式成像設備(60)，包括罩(62)；布置在罩(62)內的成像面板(72)；以及減震材料(78)，其使成像面板(72)保持在罩(62)內而在成像面板(72)和罩(62)之間沒有剛性連接。
2. 根據權利要求1所述的可攜式成像設備(60),其中罩(62)包 括石墨纖維環氧樹脂複合材料。
3. 根據權利要求1所述的可攜式成像設備(60),其中罩(62)包 括內壁、外壁、以及布置在內壁和外壁之間的泡沫芯。
4. 根據權利要求1所述的可攜式成像設備(60),其中減震材料 (78)被布置成在成像面板(72)的多個面上都與成像面板(72)和罩 (62)接觸。
5. 根據權利要求1所述的可攜式成像設備(60),其中成像面板 (72)通常在罩(62)內經由減震材料(78)而自由漂浮。
6. 根據權利要求1所述的可攜式成像設備(60),其中減震材料 (78)包括多層不同的減震材料。
7. —種方法，包括吸收在可攜式殼(62 )內布置的成像面板(72 )的所有面上的震動。
8. 根據權利要求7所述的方法，其中吸收震動包括把碰撞的能量吸 收到減震材料(78)中，該減震材料(78)以自由漂浮的方式將成像面 板(72)保持在可攜式殼(62)內。
9. 一種方法，包括經由減震材料(78)以自由漂浮的方式將成像面板(72)安裝在便 攜式殼(62)內。
10. 根據權利要求9所述的方法，其中所述安裝包括將在可攜式殼 (62 )和成像面板(72 )之間的減震材料(78 )至少安裝在成像面板(72 )的頂面、底面、以及兩個或更多個側面上。
全文摘要
本發明公開了一種具有減震組件的可攜式成像設備。在一個實施例中，一種可攜式成像設備(60)具有罩(62)、布置在罩(62)內的成像面板(72)、以及減震材料(78)，該減震材料將成像面板(72)保持在罩(62)內而在成像面板(72)和罩(62)之間沒有剛性連接。在另一個實施例中，一種可攜式成像設備(60)具有殼、布置在殼(62)內的X射線探測器面板(72)、以及布置在殼(62)和X射線探測器面板(72)之間並與二者都接觸的減震材料(78)，其中X射線探測器面板(72)通常在罩(62)內經由減震材料(78)而自由漂浮。
文檔編號H05G1/00GK101160012SQ20071016223
公開日2008年4月9日 申請日期2007年10月8日 優先權日2006年10月3日
發明者D·E·卡斯爾貝裡, S·S·塔爾亞, W·A·亨尼西 申請人:通用電氣公司