移动式C臂X射线设备制造技术

本发明专利技术涉及一种移动式C臂X射线设备(1a、1b、1c)。移动的C臂X射线设备(1a、1b、1c)包括电驱动的X射线源(3)。移动的C臂X射线设备(1a、1b、1c)还包括电能存储器(6)，所述电能存储器具有大电流能力的蓄电器。所述电能存储器具有与所述电驱动的X射线源(3)电连接的第一电接头(61)，并且具有第二电接头(62)，通过所述第二电接头进行系统供电。本发明专利技术还涉及一种用于运行移动式C臂X射线设备(1a、1b、1c)的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】移动式C臂X射线设备本专利技术涉及一种移动式C臂X射线设备和运行移动式C臂X射线设备的方法。医学成像X射线设备如今在医院中经常用作以获取用于诊断意见的信息的辅助器材。用X射线设备借助穿透身体的X射线根据待检查的身体区域的组织特性建立一种身体内部的阴影图像。为了更灵活地使用X射线设备和提高经济效率，一些X射线设备部分地设计为移动的设备。这种移动的设备例如可以被不同科室和部门共同使用，方法是把设备在单独的场所之间向将要进行放射检查的地方移动。如今已经使用了铅酸电池用于这种移动的X射线设备的牵引，和用于这种移动的X射线设备的成像系统的供电。但是，其缺点在于重量大和长达5至7小时的充电时间。尤其在X射线设备频繁运行的情况下、例如在手术室中，充电时间长是有问题的。在X射线设备运行的情况下，为了驱动X射线设备的X射线源，临时需要具有高安培值的电流用于实际成像。移动的X射线源的典型功耗大约在2kW至25kW之间。然而，为此所需的大电流不能从普通的单相家用电网取得。因此，X射线设备大多具有电容器单元作为电流存储装置，该电容器单元可以临时提供具有足够高功率值的电能量流以驱动X射线源。然而这种电容器只具有非常有限的存储容量，并且因此必须不断通过电网重新充电。因此X射线设备必须就地通过电缆与电网接头相连。然而在医院的狭窄区域中、例如在手术室中，这种电缆连接会非常碍事，或者甚至有安全风险。尤其在C臂X射线系统领域，迄今还没有使用完全自主的设备。C臂X射线系统通常通过固定的电流接头供应电能，其中，把电容器用作缓冲存储器用于驱动X射线源。在Fehre等人的“作为用于移动的X射线设备的电机辅助的设备移动的可快速充电的蓄蓄电器组的能量存储单元”(IPAS-发表2014J18453)中描述了具有作为用于X射线源的能量存储器的电容器单元的C臂X射线设备。其中介绍了一种具有能量存储器的自主的C臂X射线设备，其具有用于给驱动单元和射线产生单元供电的、能快速充电的高性能电容器单元。如前所述，电容器只有有限的存储容量，这限制了自主的运行时间。此外，电容器通过指数下降的放电电流放电。因此在以来自电容器的电流工作时，不产生在时间上恒定的工作电流。这种情况使得不断的重新调节和为此设计的相应地耗费的(大)功率电子设备是必要的。本专利技术要解决的技术问题是，提供可以更灵活地使用的、在更长的工作时间中也能自主操作的C臂X射线系统。上述技术问题通过按照权利要求1所述的移动的C臂X射线设备和通过按照权利要求15所述的用于运行移动式C臂X射线设备的方法解决。根据本专利技术的移动的C臂X射线设备包括电驱动的X射线源。X射线源例如包括作为用于产生X射线的X射线管的电子管。此外，根据本专利技术的移动式C臂X射线设备也具有带大电流能力的蓄电器的电能存储器，电能存储器具有与电驱动的X射线源电连接的第一电接头，和具有第二电接头，通过第二电接头进行系统供电。术语蓄电器应被理解为可再充电的电能存储器，其将电能转换为化学能并存储，并且在需要时将化学能再转换回电能并提供给耗电器。术语大电流能力的蓄电器应被理解为能够为X射线源的临时的功率需求提供所需的大电流的蓄电器。在400V的电压和25kW的功率需求时，所需的电流强度例如为62.5安培。术语系统供电应被理解为C臂X射线设备的除了X射线源之外的所有电子和电气单元的供电。C臂X射线设备通常在手术室中用作移动医疗成像装置。由于可用空间有限，所以如果成像设备在图像记录结束后可以再从手术环境中移除，则在手术室中是特别有利的。此外，在这样对安全敏感的区域中、例如手术室中，被供电线缆绊倒会增加危险发生。根据本专利技术的移动的C臂X射线设备对此做出改进，方法是根据本专利技术的移动式C臂X射线设备可以在更长的时间完全自主地并且不需要任何额外的供电线缆地工作。在根据本专利技术的用于运行移动式C臂X射线设备的方法中，通过第一接头给电驱动的X射线源供给来自电能存储器的电能，该电能存储器具有大电流能力的蓄电器，并且系统供电经由电能存储器的第二接头进行。电能存储器因此既用于X射线设备的中心功能、即X射线图像的产生的供电，也用于系统供电。术语系统供电例如也包括给C臂X射线设备的致动器供应电能。一般而言执行器被认为是将电信号转换成机械运动的任何类型的单元。从属权利要求以及下面的描述分别包含本专利技术的特别有利的设计方案和改进设计方案。在此尤其可以与一组权利要求的从属权利要求类似地进一步构成另一组权利要求的权利要求。另外在本专利技术中，不同实施例和权利要求的不同特征也可以组合成新的实施例。优选地，根据本专利技术的移动的C臂X射线设备的电能存储器具有至少两个能量存储区域，其中第一能量存储区域与第一电接头电连接，并且第二能量存储区域与第二电接头电连接。也就是说，在此变型设计方案中通过第一能量存储区域进行对X射线源的供电，并且通过第二能量存储区域进行对其他功能单元、例如致动器供应电能。特别有利地，第一和第二能量存储区域设计成可相互独立地放电。也就是说，如果例如由于检查持续时间长而X射线源已经释放了太多的能量，则只有第一能量存储区域可以被完全放电。第二能量存储区域相反则不受该放电的削弱，使得可以由第二储能区域继续给其余功能单元、例如移动C臂X射线设备的牵引装置供电。因此，例如在第一能量存储区域故障的情况下X射线设备的移动性不被削弱。此外，以此也可以避免在X射线记录期间由于能量不足而导致系统突然关闭并且例如图像记录内容不再被存储在系统中。相反的是，在第二能量存储区域放电后，移动的X射线设备仍然可以手动地向目的地移动，在那里X射线记录就可以不受第二能量存储区域的放电的削弱地进行，其中，例如可以通过电缆连接给以术语“系统”概括的其他单元供电。此外，两个能量存储单元可以彼此独立地为其应用领域优化。例如，第一能量存储区域可以被优化为短时间高功率输出，因为在X射线记录时必须实现例如25kW的短时间高功率输出，其中，因为X射线源的运行时间相对较短并且因而X射线源在比较大的时间范围上的能量消耗比较低，所以优选把第一能量存储区域的总容量设计得较低。相反的是，第二能量储存区域可以优选向大量储存能量的方向优化，而第二能量储存区域的功率输出可以确定为较低的值、例如1kW。根据本专利技术的移动的C臂X射线设备的电能存储器优选地包括可快速充电且能量密集的蓄电器作为所述蓄电器。在此，可快速充电意味着在最多一小时内、优选甚至明显更短时间内把蓄电器充电至能量存储容量的至少75％。在此，能量密集的蓄电器意味着具有比较高的能量密度的蓄电器，优选大于60Wh/kg或大于70Wh/kg。这种蓄电器例如可以是锂离子蓄电器。锂离子蓄电器特点是高比能。锂离子蓄电器是热稳定的并且仅受到很小的记忆效应。此外锂离子蓄电器也适用于快速充电。例如，这种蓄电器组通过快充站(特斯拉公司安装的“Supercharge”)在半小时内充电至其最大能量容量的80％。这种快速充电设备可以在医院中安装在确定位置上，例如仓库或储藏室，或者甚至是手术室。移动的X射线设备然后可以在手术间歇期内在最短时间内再充电，并且为下一次手术准备就绪。术语锂离子蓄电器尤其包括以下种类的锂蓄电器：锂聚合物蓄电器，锂-钴氧化物蓄电器，钛酸锂蓄电器，锂-空气蓄电器，锂-二氧化锰蓄电器，磷酸铁锂蓄电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动式C臂X射线设备(1a、1b、1c)，其具有：‑电驱动的X射线源(3)，‑电能存储器(6)，所述电能存储器(6)包括大电流能力的蓄电器，所述电能存储器具有与所述电驱动的X射线源(3)电连接的第一电接头(61)，并且具有第二电接头(62)，通过所述第二电接头(62)进行系统供电，所述系统供电对探测器单元(4)供应电能。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.30 DE 102015218919.81.一种移动式C臂X射线设备(1a、1b、1c)，其具有：-电驱动的X射线源(3)，-电能存储器(6)，所述电能存储器(6)包括大电流能力的蓄电器，所述电能存储器具有与所述电驱动的X射线源(3)电连接的第一电接头(61)，并且具有第二电接头(62)，通过所述第二电接头(62)进行系统供电，所述系统供电对探测器单元(4)供应电能。2.按照权利要求1所述的移动式C臂X射线设备，其中，系统供电包括为所述C臂X射线设备的除了X射线源(3)之外的所有耗电器(4、8、9、10、11、12)的供电。3.按照权利要求1或2所述的移动式C臂X射线设备，其中，所述电能存储器(6)包括至少两个能量存储区域(6a、6b)，其中一个能量存储区域(6a)与第一电接头(61)电连接，并且第二能量存储区域(6b)与第二电接头(62)电连接，并且其中，第一和第二能量存储区域构造为可相互独立地放电。4.按照权利要求1至3之一所述的移动式C臂X射线设备，其中，所述电能存储器(6)包括可快速充电且能量密集的蓄电器作为所述蓄电器。5.按照权利要求1至4之一所述的移动式C臂X射线设备，其中，所述电能存储器(6)包括锂离子蓄电器作为所述蓄电器。6.按照权利要求2至5之一所述的移动式C臂X射线设备，其中，所述耗电器包括电力牵引单元(8)和/或用于设置X射线源(3)的位置和定向的电驱动的致动器(12)和/或用于X射线成像的其他功能单元(4)。7.按照权利要求3至6之一所述的移动式C臂X射线设备，其中，能量存储器(6)包括相互电分离的第一和第二蓄电器组(6a、6b)作为可相互独立地...

【专利技术属性】
技术研发人员：J费雷，R南克，
申请(专利权)人：西门子保健有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE