РЕНТГЕНОВСКИЙ МОБИЛЬНЫЙ АППАРАТ Российский патент 2023 года по МПК A61B6/00 

Заявленное изобретение относится к области медицинской техники, в частности, рентгеновским палатным передвижным аппаратам, предназначенным для проведения исследований пациентов в отделениях интенсивной терапии и реанимации, травматологии и ортопедии.

Из патента на изобретение RU 2740571 (кл. А61В 6/00, 21.09.2020). известен рентгеновский мобильный аппарат, содержащий основание, имеющее возможность продольного перемещения, штатив, установленный на основании, рентгеновский моноблок, связанный со штативом, имеющий возможность изменения своего положения в пространстве, рентгеновский детектор и устройство управления и отображения информации. Штатив выполнен в виде панели, имеющей в вертикальной проекции форму прямоугольника. В верхней и нижней частях панели штатива, с его внешней относительно изгиба стороны, имеются, соответственно, откидная панель, на которой закреплено устройство управления и отображения информации (например, портативный компьютер), расположенное внутри панели штатива, и откидной лоток, в котором расположен рентгеновский детектор.

Недостатками известного аппарата являются малая мощность и долгое время экспонирования некоторых исследуемых областей, что вызывает артефакты движения и снижает качество изображения; отсутствие возможности поворота стрелы вбок, что усложняет процесс позиционирования излучателя относительно пациента на койке; отсутствие возможности установки моноблока в произвольное пространственное положение без изменения положения штатива, т.к. стрела, на которой установлен моноблок, имеет только одну степень свободы. В известном аппарате также небольшой вынос излучателя относительно штатива, что усложняет процесс позиционирования.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является рентгеновский мобильный аппарат, описанный в заявке на изобретение CN 104921743 А (кл. А61В 6/00, 02.07.2015). Известный рентгеновский аппарат содержит основание, выполненное с возможностью перемещения, рентгеновский моноблок с установленным на нем коллиматором, средства, предназначенные для изменения положения моноблока в пространстве, рентгеновский детектор, устройство управления и отображения информации и генератор.

Недостатками известного аппарата являются малая мощность и долгое время экспонирования некоторых частей, что вызывает артефакты движения и снижает качество изображения; отсутствие возможности поворота стрелы вбок на 90 градусов, что усложняет процесс позиционирования излучателя относительно пациента на койке; отсутствие возможности установки моноблока в произвольное пространственное положение без изменения положения штатива, т.к. стрела, на которой установлен моноблок, имеет только одну степень свободы. В известном аппарате также небольшой вынос излучателя относительно штатива, что усложняет процесс позиционирования.

Задачей настоящего изобретения является создание компактного рентгеновского мобильного аппарата с высокой мощностью излучателя, удобного в эксплуатации и безопасного в использовании, в том числе, в условиях ограниченного пространства.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении мощности излучателя, маневренности рентгеновского мобильного аппарата при одновременном сохранении устойчивости, что позволяет снизить время экспонирования, исключить артефакты движения пациента и, таким образом, повысить качество изображения при обследовании нетранспортабельных и тяжелых больных, а также обеспечении гарантии сохранности излучателя при транспортировке и эксплуатации.

Технический результат достигается тем, что заявленный рентгеновский мобильный аппарат содержит основание, выполненное с возможностью перемещения, рентгеновский моноблок с установленным на нем коллиматором, средства, предназначенные для изменения положения моноблока в пространстве, рентгеновский детектор, выполненный с возможностью укладки его под исследуемую область тела пациента, устройство управления и отображения информации и генератор, по предложению

генератор установлен на задней части основания и вместе с портативным компьютером закрыт пластиковым корпусом, при этом генератор выполнен с мощностью излучения 32 кВт;

рентгеновский детектор выполнен в виде цифрового плоскопанельного детектора, при этом цифровой плоскопанельный детектор выполнен с возможностью передачи снимков на портативный компьютер по wi-fi после экспозиции;

устройство управления и отображения информации выполнено в виде экрана с сенсорным управлением, расположенного на верхней части корпуса и соединенного с портативным компьютером;

в качестве средства для изменения положения моноблока в пространстве используют стрелу, состоящую из плеча I с-образной формы и плеча II Г-образной формы, соединенных верхними концами посредством шарниров с предплечьем, а нижними концами - с кронштейном крепления стрелы, являющегося частью узла поворота стрелы, и с серьгой, с образованием параллелограммного механизма, соединенного с основанием посредством узла поворота стрелы,

при этом предплечье содержит консольно-выступающую часть, к которой на шарнире крепится вилка, соединенная посредством шарниров с моноблоком;

узел поворота стрелы состоит из вала с вертикальной осью, на котором сверху установлен кронштейн крепления стрелы, содержащий два горизонтальных соосно расположенных шарнира, одним из которых этот кронштейн соединяется с нижним концом плеча I, а другим - с одним из концов серьги, которая вторым концом посредством шарнира соединена с нижним концом плеча II.

Основание содержит два передних самоориентирующихся колеса и два задних неповоротных колеса, снабженных тормозами.

Стрела содержит пружинный механизм компенсации для плеча I, установленный на узле поворота стрелы и связанный через зубчатую пару, включающую рейку и сектор шестерни, с плечом I стрелы.

Стрела содержит пружинный механизм компенсации для серьги, установленный в нижней части основания аппарата и связанный гибкой проводкой с серьгой, при этом один конец гибкой проводки прикреплен к серьге в средней ее части, а другой конец гибкой проводки прикреплен к основанию, проходя через ролик каретки пружинного механизма и образуя блок.

Генератор выполнен с мощностью излучения 32 кВт.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан общий вид мобильного рентгеновского аппарата (вид сбоку) в рабочем положении.

На фиг. 2 показан общий вид сверху мобильного рентгеновского аппарата в рабочем состоянии.

На фиг. 3 показан продольный разрез мобильного рентгеновского аппарата.

На фиг. 4 показан вид сбоку мобильного рентгеновского аппарата в транспортировочном состоянии.

Рентгеновский мобильный аппарат (фиг. 1 - фиг. 3) содержит основание 1, выполненное с возможностью перемещения, стрелу (2), установленную на основании, рентгеновский моноблок (3) с установленным на нем коллиматором (4), цифровой плоскопанельный детектор (5), генератор (рентгеновское питающее устройство) (7), компьютер (8). Выходная мощность излучения генератора рентгеновского мобильного аппарата - 32 кВт, мощность потребления от сети - 3 кВт.

Генератор (рентгеновское питающее устройство) (7) установлен на задней части основания (1) и вместе с портативным компьютером (8) закрыт пластиковым корпусом. На верхней части корпуса расположена панель управления и отображения информации (6), выполненная в виде сенсорного экрана, соединенная с портативным компьютером (8). Экран доступен для просмотра и управления в рабочем и транспортировочном положениях стрелы аппарата.

Аппарат хранится и транспортируется в сложенном (транспортировочном) положении (фиг. 4), обеспечивающем минимальные габаритные размеры. Маневрирование обеспечивается двумя рукоятками, расположенными по бокам основания в его верхней части. Управление аппаратом - маневрирование и перемещение моноблока - ручное (без механических приводов).

Стрела (2) состоит из четырех звеньев - предплечья (9), плеча I (10), плеча II (11) и серьги (12), соединенных друг с другом с образованием параллелограммного механизма.

Плечо I выполнено с-образной формы (в форме дуги), а плечо II - Г-образной формы. В транспортировочном (сложенном) положении рентгеновского аппарата (фиг. 4) такая конструкция (геометрическая форма плеч) позволяет поместить моноблок между стрелой и корпусом штатива, обеспечивая безопасность моноблока с коллиматором при маневрировании в условиях стесненного пространства. Для фиксации стрелы на корпусе предусмотрено специальное средство крепления.

Параллелограммный механизм стрелы (2) соединен с основанием (1) посредством узла поворота стрелы (13), представляющим собой вертикальный шарнир, обеспечивающий поворот стрелы в обе стороны от плоскости симметрии аппарата. Вращение стрелы подтормаживается фрикционной муфтой для фиксации ее положения.

Узел поворота стрелы (13) состоит из полого вала с вертикальной осью (14) с установленным на ней сверху кронштейном крепления стрелы (15). Этот кронштейн (15) имеет 2 горизонтальных соосно расположенных шарнира, одним из которых этот кронштейн соединяется с нижним концом плеча I (10), а другим - с одним из концов к серьги (12). Другой конец серьги (12) соединяется шарниром с нижним концом плеча II (11).

Плечо I (10) и плечо II (11) соединены верхними концами с предплечьем (9). Предплечье (9) имеет консольно-выступающую за габариты параллелограммного механизма часть, к которой на продольном, относительно предплечья, шарнире крепится вилка (16). К концам вилки посредством двух соосно расположенных шарниров крепится моноблок (3) с коллиматором (4). Шарниры позволяют вилке (16) поворачиваться относительно продольной оси предплечья, а моноблоку (3) - относительно вилки, и подтормаживаются фрикционными муфтами для фиксации положения.

Все звенья стрелы, вилка и узел поворота стрелы выполнены из алюминиевого сплава, в частности, марки Д16Т для снижения массы подвижных частей аппарата.

Для фиксации определенного положения моноблока (задания определенного положения шарнира навески моноблока относительно вилки) необходимо зафиксировать положение плеча I (10) и серьги (12) относительно узла поворота стрелы (13). Поскольку механизм имеет полностью ручное управление, т.е. не имеет механизированных приводов, то для фиксации используются две фрикционные муфты, установленные соосно на общей оси плеча I (10) и серьги (12). Каждая муфта связывает свое звено параллелограммного механизма: одна -плечо I (10), вторая - серьгу (12) с корпусом узла поворота стрелы (13).

Так как механизм имеет полностью ручное управление (без механических приводов), для обеспечения приемлемых для перемещения моноблока лаборантом усилий стрела содержит пружинные механизмы компенсации собственной массы звеньев (10, 11, 9, 12, 16) и массы моноблока (3) с коллиматором (4).

Пружинный механизм компенсации собственной массы и массы моноблока с коллиматором для плеча I (17) установлен на узле поворота стрелы (13) и связан через зубчатую пару, включающую рейку (18) и сектор шестерни (19), с плечом I (10) стрелы. При изменении положения плеча I (10) сектор шестерни (19), закрепленный на плече I (10), перемещает зубчатую рейку (18), закрепленную на корпусе пружинного механизма, сжимая тем самым пружину. Чем больше угол отклонения плеча I от вертикального положения, тем больше усилие, создаваемое пружиной. Пружинный механизм (17) устроен так, что пружина сжимается при отклонении плеча I в обе стороны от вертикального положения.

Пружинный механизм компенсации для серьги (20), установлен в нижней части основания (1) аппарата и связан гибкой, в частности, тросовой проводкой (21) с серьгой (12). Один конец гибкой проводки прикреплен к серьге (12) в средней ее части. Другой конец гибкой проводки прикреплен к основанию (1), проходя через ролик каретки пружинного механизма и образуя блок. Такая схема, вместо непосредственного крепления конца троса к каретке, обеспечивает уменьшение ее рабочего хода для снижения общих габаритов пружинного механизма. При изменении положения серьги (12) посредством гибкой проводки (21) происходит изменение положения каретки пружинного механизма и, как следствие, изменяется степень сжатия пружин, а также изменяется величина плеча силы натяжения троса пружинами относительно оси вращения серьги (12) на узле поворота стрелы (13). В результате меняется величина воздействующего со стороны троса на серьгу (12) момента силы.

Пружинные механизмы компенсации (17) и (20) обеспечивают компенсацию массы моноблока (3) с коллиматором (4), а также собственную массу звеньев стрелы с точностью в диапазоне +/-4 кг (диапазон недокомпенсации/перекомпенсации). Нескомпенсированное пружинными механизмами усилие компенсируется фрикционными муфтами. Для перемещения моноблока лаборанту необходимо преодолеть усилие затяжки фрикционных муфт, соответствующее усилию на моноблоке (3) в пределах указанного значения недокомпенсации/перекомпенсации.

Вследствие того, что рабочий диапазон необходимых перемещений моноблока (3) в плоскостях, параллельных полу, является переменным при различных углах поворота стрелы, то для снижения массы аппарата (масса основания (1) с оборудованием в данном случае, является противовесом для подвижных частей аппарата - стрелы с моноблоком (3) и коллиматором (4)) используется ограничитель (22) выноса моноблока относительно основания, предотвращающий опрокидывание аппарата при повороте стрелы вбок путем уменьшения максимального выноса моноблока.

Кинематически ограничитель (22) представляет собой уменьшенную копию параллелограммного механизма стрелы, расположенную центрально-симметрично относительно нижнего шарнира плеча I (10). Перемещение конца дублера предплечья (23) (кинематического аналога шарнира навески моноблока на вилку) ограничивается рамкой (24), одна из сторон которой перемещается при поворотах стрелы, сужая или расширяя рабочее поле перемещений. Перемещение стороны рамки при повороте стрелы обеспечивается кулачковым механизмом (25) - сторона рамки связана с кареткой, перемещающейся по направляющим, расположенным на основании (1).

Основание (1) выполнено с возможностью перемещения и содержит два передних самоориентирующихся колеса (26) и два задних неповоротных колеса (27), снабженных тормозами.

Рентгеновский мобильный аппарат работает следующим образом.

После доставки аппарата к месту съемки, он фиксируется тормозами задних колес. Перед съемкой цифровой плоскопанельный детектор (5) кладут под пациента. Стрела выводится из транспортировочного положения в рабочее посредством свободного перемещения моноблока (3) во всех направлениях. Шарниры позволяют вилке (16) поворачиваться относительно продольной оси предплечья (9), а моноблоку (3) - относительно вилки, и подтормаживаются фрикционными муфтами для фиксации положения.

Перемещение моноблока (3) обеспечивается поворотом звеньев стрелы в шарнирах и поворотом стрелы целиком вокруг вертикальной оси. Моноблок (3) может наклоняться для обеспечения съемки не под прямым углом к полу, Так как вилка (16) и сам моноблок (3) имеют большое число степеней свободы, то угол может быть любой, так как моноблок всегда должен быть расположен перпендикулярно к цифровому плоскопанельному детектору (5). Все положения моноблока (3) фиксируются от случайного перемещения посредством фрикционных муфт в шарнирах стрелы и вилки.

После установки моноблока (3) с коллиматором (4) в нужное для снимка положение, лаборант делает снимок, имея возможность удаленного управления. С помощью экрана с сенсорным управлением, выполненным с возможностью управления и отображения информации (6), соединенного с компьютером (8), устанавливаются все параметры съемки, а также обрабатываются снимки.

Перед съемкой устанавливаются параметры экспозиции, такие как напряжение рентгеновской трубки, ток, время экспозиции. Для удобства лаборант может выбрать заранее подобранные программы для выбранной анатомической области.

Цифровой плоскопанельный детектор (5) после экспозиции по wi-fi передает снимки на компьютер (8), связанный с внутрибольничной локальной сетью для дальнейшей обработки и оценки полученной информации.

По завершению съемки стрела возвращается в транспортировочное положение для транспортировки и хранения аппарата.

За одно обследование можно сделать необходимое количество рентгенографических снимков для разных участков тела пациента. Мобильность и простота эксплуатации позволяет провести рентгенографическое обследование сразу нескольких пациентов, находящихся в одной палате, в частности, палате реанимации. Для каждого пациента выполняется процедура укладки цифрового плоскопанельного детектора и выбора параметров экспозиции, позволяющих получить наиболее информативные снимки.

Пример.

С помощью представленного рентгеновского мобильного аппарата провели исследование 3-х пациентов в условиях стационара непосредственно в палате реанимации. Перед проведением исследования лаборант помещал под исследуемую область тела каждого пациента переносной цифровой плоскопанельный детектор стандартного размера 35*43 см.

Первому пациенту провели рентгенографическое исследование органов грудной клетки, второму пациенту - рентгенографическое исследование тазобедренного сустава, третьему - рентгенографическое исследование плечевого сустава. Лаборант в течении проведения обследования каждого пациента регулировал положение моноблока с установленным на нем коллиматором в пространстве, подбирая положение для получения наиболее информативных снимков.

После экспозиции рентгеновские снимки всех пациентов из устройства управления и отображения информации рентгеновского мобильного аппарата по внутрибольничной локальной сети сразу же поступили на компьютер лечащего врача (группы врачей, проводящих лечение вышеуказанных пациентов) для дальнейшей обработки и оценки полученной информации.

Таким образом, проведенные испытания в условиях стационара подтверждают, что заявленный рентгеновский мобильный аппарат обладает повышенной маневренностью при одновременном сохранении устойчивости, а также позволяет сократить время обследования, что значительно облегчает работу медицинского персонала и расширяет возможности его использования.

Изобретение относится к области медицинской техники, в частности к рентгеновским палатным передвижным аппаратам. Рентгеновский мобильный аппарат содержит основание, выполненное с возможностью перемещения, стрелу, рентгеновский моноблок с установленным на нем коллиматором, рентгеновский детектор, экран с сенсорным управлением, соединенный с компьютером, и генератор. Стрела состоит из плеча I с-образной формы и плеча II Г-образной формы, соединенных верхними концами посредством шарниров с предплечьем, а нижними концами посредством узла поворота стрелы с серьгой, с образованием параллелограммного механизма. Предплечье содержит консольно-выступающую часть, к которой на шарнире крепится вилка, соединенная посредством шарниров с моноблоком. Конструктивные особенности заявленного изобретения позволяют повысить маневренность рентгеновского мобильного аппарата при одновременном сохранении устойчивости, обеспечить сохранность аппарата при транспортировке и эксплуатации, а также использовать генератор с мощностью излучения 32 кВт, что позволяет снизить время экспонирования, исключить артефакты движения пациента и, таким образом, повысить качество изображения при обследовании нетранспортабельных и тяжелых больных. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Рентгеновский мобильный аппарат, содержащий основание, выполненное с возможностью перемещения, рентгеновский моноблок с установленным на нем коллиматором, средства, предназначенные для изменения положения моноблока в пространстве, рентгеновский детектор, выполненный с возможностью укладки его под исследуемую область тела пациента, устройство управления и отображения информации и генератор, отличающийся тем, что

генератор установлен на задней части основания и вместе с портативным компьютером закрыт пластиковым корпусом, при этом генератор выполнен с мощностью излучения 32 кВт;

рентгеновский детектор выполнен в виде цифрового плоскопанельного детектора, при этом цифровой плоскопанельный детектор выполнен с возможностью передачи снимков на портативный компьютер по wi-fi после экспозиции;

устройство управления и отображения информации выполнено в виде экрана с сенсорным управлением, расположенного на верхней части корпуса и соединенного с портативным компьютером;

в качестве средства для изменения положения моноблока в пространстве используют стрелу, состоящую из плеча I с-образной формы и плеча II Г-образной формы, соединенных верхними концами посредством шарниров с предплечьем, а нижними концами - с кронштейном крепления стрелы, являющимся частью узла поворота стрелы, и с серьгой, с образованием параллелограммного механизма, соединенного с основанием посредством узла поворота стрелы,

при этом предплечье содержит консольно-выступающую часть, к которой на шарнире крепится вилка, соединенная посредством шарниров с моноблоком;

узел поворота стрелы состоит из вала с вертикальной осью, на котором сверху установлен кронштейн крепления стрелы, содержащий два горизонтальных соосно расположенных шарнира, одним из которых этот кронштейн соединяется с нижним концом плеча I, а другим - с одним из концов серьги, которая вторым концом посредством шарнира соединена с нижним концом плеча II.

2. Рентгеновский мобильный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что основание содержит два передних самоориентирующихся колеса и два задних неповоротных колеса, снабженных тормозами.

3. Рентгеновский мобильный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что стрела содержит пружинный механизм компенсации для плеча I, установленный на узле поворота стрелы и связанный через зубчатую пару, включающую рейку и сектор шестерни, с плечом I стрелы.

4. Рентгеновский мобильный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что стрела содержит пружинный механизм компенсации для серьги, установленный в нижней части основания аппарата и связанный гибкой проводкой с серьгой, при этом один конец гибкой проводки прикреплен к серьге в средней ее части, а другой конец гибкой проводки прикреплен к основанию, проходя через ролик каретки пружинного механизма и образуя блок.