手术台的制作方法

专利名称：手术台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种手术台，配有一个支柱和一个支承在此支柱上的 台面板。
背景技术：
这类手术台具有各种各样的结构形式，这对专业人员来说，是众 所周知的。在进行手术和体检过程中，患者可以被安置在台面板上。

发明内容
本发明的任务是如此改进开头所述类型的那种手术台，使之能够 实现对位于台面板上的患者做出更好的监控。
依本发明，上述任务对于这种手术台而言是通过以下措施加以解
决的该手术台具有一个测力系统，用于测定台面板的重量和位于该 台面板上的患者的重量。
一个测力系统被整合在本发明提出的手术台中。因此例如可以做 到，在手术进行过程中监视患者的体重。这种监视在患者严重失血的 情况下，是特别有利的。患者的体重利用一个测力系统测得，例如可 在一显示屏上显示出来。
还有一个优点在于利用此测力系统可以测定出台面板的重心位 置，即其上躺着患者的台面板的重心位置。支柱的机械负荷是由患者 体重和其体重的分布以及由台面板(包括可能存在的其它可配装的支
承部件以及被固定在台面板上的器械)的重量和其重心位置所决定的。 因此有利的是，利用测力系统可以测定支柱的总机械负荷。
按一种有利的结构形式，测力系统具有多个隔开布置的传感器，
这些传感器与一个中央测量电子装置相连。使用多个传感器就能测出 负荷分布情况，也就是作用于支柱上的负荷的分布情况。这样便能克 服严重不均匀的负荷分布，借以适时防止手术台的倾翻现象。 台面板通常是可以相对于支柱的一个基板进行回转和/或移动。例
如可做如下设定台面板可以围绕一个平行于或垂直于台面板纵轴线 定位的旋转轴进行回转。这就获得这样的可能性可将位于台面板上 的患者的上身抬起或降下，或者还可以将患者围绕台面板纵轴线进行 倾斜。也可做如下设定台面板可相对支柱依台面板的纵向或横向进 行移动。为了实现台面板的回转及移动，还得使用驱动装置，并为之 配置一个电子控制单元。按这类结构形式，特别有利的做法是，最大 回转角或最大移动行程可针对台面板的一个零位根据测力系统的一个 输出信号进行控制。这样就有可能按照患者体重的不同来限定最大回 转角或最大移动行程，从而在回转或移动台面板时决不会影响手术台 的防倾斜稳定性。如果患者只有相当小的体重，则可根据测力系统的 输出信号定出比起体重相当大的患者较大的最大回转角或较大的最大 移动行程。因此可以免除硬性规定的最大回转角或最大移动行程，甚 至可以根据测力系统的输出信号来决定最大回转角及最大移动行程。
台面板最好同支柱可以拆卸地相连。这样，台面板可以从支柱上 取下，需要时又可将它安装在支柱上。这就使得有可能在外科手术室 外面将患者安顿在台面板上，然后将台面板连同位于其上的患者安装 在支柱上。在外科手术做完之后，又可将台面板连同患者从支柱上卸 下来，并转移到一间休息室中。如此可以减少患者挪动的次数。
测力系统最好整合到支柱中。这使得有可能为手术台使用各种已 知的台面板，这些台面板最好是可以拆卸地与支柱相连。利用测力系 统可以求得由台面板及位于其上的患者施加到支柱上的负荷，而且还 能求得负荷的分布情况。
在将台面板安装到支柱上和将台面板从支柱上卸下时，在台面板 和支柱的导向面上产生的侧向力和力矩，是由于不利的重心位置而造 成的台面板可能的歪斜所致，可以通过测力系统求得，并可由手术台 的控制单元加以如此处理，使得支柱在其上区可加以如此回转，使侧 向力不再有发生。这一点可使台面板在支柱上的安装和从支柱上卸下 都可得以简便执行。
有利的做法是，支柱具有一个可回转的支柱头。例如该支柱头可 以相对于支柱主体在高度上进行调节和/或可围绕一个水平的旋转轴 进行回转。台面板可安装在支柱头上。最好将测力系统至少一个传感
器装配到支柱头中。尤其可做如下设定将测力系统的所有传感器及 其测量电子装置都整合到支柱头中。例如可以这样做支柱头具有一 个头板，其上可安装台面板，该头板可相对于支柱的一个支板回转， 最好其高度可进行调节。测力系统最好被安置在支柱的头板和支板之 间。
具有特殊优点的是，将台面板经过多个支撑元件，最好是经过三 个支撑元件，保持在支柱的支板上，于此作用于每个支撑元件上的负 荷都可利用测力系统的至少一个传感器探测出来。因此，测力系统具 有多个传感器，以测定作用于各支撑元件上的负荷。这样， 一方面可 以利用测力系统测定出作用于支板上的总负荷，另 一方面也可测定负 荷分布情况。对这样一种负荷分布的测定特别在下述情况下是有利的 台面板是可以移动的和/或是可以回转的，于是通过对负荷分布的测 定，便可及时地克服对手术台的防倾斜稳定性的不利影响。
最好将测力系统的传感器整合到各支撑元件中。这样为测力系统 所需的安装空间可以保持很小。特别是还可以对现有的手术台补充装 备一个测力系统。
可如此设定在每个支撑元件中只装入测力系统的一个传感器。 当然特别有利的是每个支撑元件具有至少两个传感器，最好具有至少 四个传感器，这样就能提高借助于测力系统可达到的测量精确度。
根据本发明提出的手术台的一项特别优选的发展，支撑元件是作 为万向接头设计的，其配有两个铰接栓，这些铰接栓可围绕平行于或 垂直于台面板纵轴线加以定位的旋转轴线进行回转，依此，作用于至 少 一个铰接栓上的负荷可以利用测力系统的至少 一个传感器测出。台 面板利用这些万向接头，即可以围绕一个平行于台面板纵轴线定位的 旋转轴线进行回转，又可以围绕一个垂直于台面板纵轴线定位的旋转 轴线进行回转。为此，最好使用三个万向接头。这些万向接头最好分
别保持在一个升降装置上，这样它们就可相对于支柱的支板调节其高 度。这种升降装置例如可以手动、电动、液压地或气动地进行操作。
最好为每个万向接头配置测力系统的多个传感器，尤其是两个或 四个传感器。如前所述，这样可以提高利用测力系统所能达到的测量 精确度。
根据一项优选的发展，测力系统具有用于测定电阻变化的传感器。 电阻变化可能是由于机械负荷所引起的，该机械负荷作用于手术台的 一个与传感器相连的结构部分。通过对电阻变化的测定，便可确定起 作用的机械负荷。传感器会发出一个电信号，该电信号可由一个在其 上连接着传感器的处理电子装置加以分析处理。
传感器例如可以设计成电阻应变片的形式。这里指的主要是扁平 成形的传感器，这些传感器都固定在手术台的一个结构部分上，最好 同该结构部分粘合起来，并且在该结构部分变形时，传感器的电阻也 会随之变化。这种变形是由于机械负荷所引起的，并以传感器的电阻 变化的形式加以测定。
最好分别将两个电阻应变片并列地加以布置。事实已证明，这样 可提高测量精确度。
特别有利的做法是，分别将四个变应片组合成一个惠斯登式的电 桥电路。这样还可附带地提高测量精确度，特别可以对温度影响加以 补偿。这种惠斯登式电桥电路对专业人员来说是很熟悉的。它们各自 具有两个彼此并联的电阻对，而每个电阻对又具有两个串联的电阻器。
另一种做法，或者为了对电传感器加以补充，根据本发明提出的 手术台的一项特别优选的发展，测力系统具有对磁场敏感的传感器， 用于检测磁场变化。这种传感器可以实现一种无接触的测量值检测。 例如可通过下述方法测定机械负荷，就是检测由于该负荷所引起的磁 场变化。因此，机械负荷的测定是根据》兹致伸缩原理来实现的，即测
量原理的基础是永久磁铁在机械性变形时可促使由于它引起的磁场 的变化。这种磁场变化可以利用对磁场敏感的传感器检测出来，于此， 这些传感器根据由于机械负荷所引起的磁场变化而发出一个电信号。
有利的做法是，将至少一个对磁场敏感的传感器设计成线圏的形 式。线圏可以形成一个高分辨率的磁探测单元，后者可精确检测出磁 场的变化。
根据一项优选的发展，为所述至少一个对磁场敏感的传感器配置 一种磁性编码的铁磁材料，这种铁磁材料可以通过台面板连同位于其 上的患者的重量实现机械性加载。作为铁磁材料例如可以选用 一个用 一种铁磁钢制成的轴，该轴处在由于患者的体重所致的机械负荷之下。 这种机械负荷由于患者体重的大小的不同而导致该轴发生微小的变 形。由于该轴是磁性编码的，所以由该轴产生的磁场就会根据作用于 该轴的磁负荷而有所变化，这种磁场变化可由至少一个对磁场敏感的 传感器检测出来。为了提供一个磁场，铁磁材料要加以磁性编码，为 此将铁磁材料加以局部磁化。这样就赋予该铁磁材料一种磁性结构， 这种磁性结构被它永久地保存。所赋予的磁性结构导致形成一个磁场， 该磁场视所作用的机械负荷之不同而变化。
有利的做法是，铁磁材料是作为空心轴设计的，将所配置的对磁 场敏感的传感器都安置在该空心轴内。这样就可大大减小为测力系统 所需的装配空间。
最好在该空心轴中安置一个信号处理装置，定位在空心轴中的传 感器都连接到该信号处理装置上。
根据 一个特别优选的设计，铁磁材料是作为万向接头的磁性编码 的铰接栓设计的。如前所述，利用该万向接头，可将台面板保持在支 柱上。由台面板和位于其上的患者所施加的机械负荷便由万向接头的 磁性编码的铰接栓所承受，并利用安置在铰接栓中的传感器，根据发 生作用的机械负荷，发出一个电信号。依据该信号，即可确定患者的 体重和机械负荷的分布情况。此外，根据该电信号，就能在结构上很 简单地确定从台面板的零位置开始的最大回转角和最大移动行程。


下面将参照附图对本发明的 一 些优选的设计做详细说明。附图表
示
图1 本发明提出的手术台的部分拆开的侧视图，手术台配有一
个台面板和一个支柱；
图2 图1所示支柱的支柱头的详视图3 图2所示支柱头的一个万向接头的透视图4 图3所示万向接头的一个简化图，配有一种按第一个结构
形式的测力系统的传感器；
图5 图3所示万向接头的一个部分拆开的简化侧视图，配有一
种按第二个结构形式的测力系统的传感器。
具体实施例方式
图1中示意地绘示出本发明提出的一种手术台10，该手术台具有 一个高度可调节的支柱12， 一个台面板14可拆卸地保持在该支柱上。 台面板14是设计成多件式的，它包含一个支承在支柱12上的基部15， 一方面有一个腿部16和另一方面有一个背部17分别可围绕一个水平 旋转轴回转地保持在该基部上。 一个头部18可回转地保持在背部17 上。另一种做法是，台面板14当然也可以设计成一件式的。
支柱12包含一个基板20，柱身21被固定在该基板上，该柱身的 上端支承一个柱头22。柱头22示意地绘示在图2中。台面板14的基 部15可拆卸地被保持在柱头22上。
特别如图2清楚表示的，柱头22包含一个头板24，在该头板的 底侧安置了三个万向接头27、 28和29。万向接头27、 28和29分别 被保持在一个轴31、 32及33的自由端上，这些轴利用一个熟悉的、 因而在附图中未示的传动元件可以调节其高度。传动元件都整合到柱 身21中，并固定在柱身21的一个支板35上。升高轴31、 32和33， 便可相对于支板35提升头板24。如果将轴31、 32和33按相等程度 升高，则台面板14在维持相同定向的条件下仅调节其高度。如果将轴 31、 32和33不等程度地升高，则头板24和保持在其上的台面板14 便会执行一种回转运动，于此，台面板14便可有选择地围绕一个平行 于台面板纵轴线定位的旋转轴和围绕一个垂直于台面板纵轴线定位的 ;旋转轴加以回转。在图2中为了能更好地观察起见，没有绘示出头板的相对于支板 35的附加防扭转机构。这种防扭转机构都是专业人员熟悉的，因此在 这里不做详细说明。
万向接头27、 28和29都是完全相同地设计的。这些万向接头各 自具有一个第一铰接栓37，该铰接栓是可以围绕一个垂直于台面板纵 轴线定位的旋转轴回转地支承在一个呈U形的第一轴承座38中。第 一轴承座38被固定在相关的轴31、 32和33的自由端上。此外，万向 接头27、 28和29还各自具有一个第二铰接栓40，该第二铰接栓支撑 在第一铰接栓37上，而且可以围绕一个平行于台面板纵轴线定位的旋 转轴回转地支承在一个同样设计呈U-形的第二轴承座41中。第二轴 承座41被固定在头板24的底侧上。
万向接头27、 28和29各自形成一个支撑元件，台面板14经过该 支撑元件而被保持在支柱12上。为了检测出分别作用于万向接头27、 28和29上的机械负荷，在万向接头27、 28和29中安置了传感器， 这些传感器与一个安置在柱身21中、最好安置在头板24和支板35 之间的测量电子装置相联合而形成 一 个测力系统，利用该测力系统便 可测定一名位于台面板14上的患者的体重。
按图4中所示的结构形式，为每个万向接头27、 28和29配置了 四个具有电阻应变片形式的传感器，于此，在图4中只能看到两个电 阻应变片43、 44。利用粘接方法分别将两个电阻应变片彼此平行地固 定在每个万向接头27、 28和29的第一个铰接栓37上，于此，将第二 个铰接栓40定位在两个电阻应变片对之间。因此，第一个铰接栓37 一共支承四个电阻应变片，这些电阻应变片按一般方式以一种惠斯登 测量电桥形式实现电联接。利用电阻应变片43、 44，便可测定出作用 于第一铰接栓37上的机械负荷。由于为每个万向接头27、 28和29 都配置了相应的电阻应变片，所以一方面可测定出经过万向接头27、 28和29而作用于柱身21上的总负荷，另一方面还可测定负荷分布情 况。发生作用的负荷是由台面板14和头板24的重量以及位于台面板 14上的患者的体重产生的。这样就可从总负荷中求出患者体重。
分别为第一铰接栓37所配置的电阻应变片43、 44，是经过连接 电线(为了更便于观察起见未在图中绘示出)而与一个安置在作为空 心轴设计的第一铰接栓37的内部的信号处理机构相连的。从该信号处 理机构有一条连接电缆46引到前面述及的中央测量电子装置，该测量 电子装置例如安置在柱身21中。根据万向接头27、 28和29的信号处 理机构发出的信号，由测量电子装置依照作用于万向接头27、 28和 29的机械负荷提供一个输出信号。根据这一输出信号，便可由手术台 10的一个中央控制单元测定出最大回转角(台面板14可以以该最大 回转角回转)，同样还可测定出台面板14相对于支柱12沿着台面板纵 向或垂直于台面板纵向移动的最大移动行程。因此，台面板14的最大 回转角和最大移动行程是可以根据患者的体重测定的。患者体重越大， 则所选择的最大回转角和最大移动行程便越小，以便在任何情况下都 能保证手术台10的最佳稳定性。
图5中示出一种测力系统的第二个结构形式，这种测力系统可用 于手术台10。按这种设计，万向接头27、 28和29的第一铰接栓37 也都是设计成空心轴式的，空心轴在其内部支承一个信号处理机构 49， 一条连接电缆50从该信号处理机构引到外面。信号处理机构49 经过该连接电缆50而与手术台10的中央测量电子装置相连，该中央 测量电子装置例如是安置在支柱的柱身21中的。按图5中所示的结构 形式，万向接头27、 28和29的第一铰接栓37是用一种铁磁材料制成 的，最好用一种工业性的钢，这种钢含有1.5%至8%的镍。第一铰接 栓37在第二铰接栓40的两边分别有一个磁性编码，就是说，在第二 铰接栓40的两边，铁磁性的第一铰接栓37被磁性编码，为此，通过 施加一个很强的外部磁场，以赋予该第一铰接栓一种磁性结构。第一 铰接栓37永久地保持这种磁性结构。在磁性编码区域内，在第一铰接 栓37内部在第二铰接栓的两边，分别安置了四个具有线圏形式的、对 磁场敏感的传感器，这些传感器分别与信号处理机构49相连。在图5 中为了一目了然起见，在第二铰接栓40的两侧分别绘示出三个线圏 53、 54和55。如果一个机械负荷作用于已磁性编码的第一铰接栓37
上，则会导致可由线圈53、 54和55检测出的/f兹场发生变化。该/磁场 变化以电信号形式经过连接电缆50而被传送到中央测量电子装置。该 中央测量电子装置从作用于各个万向接头27、 28和29上的负荷中求 出位于台面板14上的患者的体重以及负荷分布情况。
按图5中所示的结构形式，可以无接触地、甚至高精确度地测定 出机械负荷。由于为第一铰接栓37使用了空心轴，所以测力系统不要 求附加的装配空间，从而也适合于补充装备现有的手术台。如上面参 照图4所示的测力系统，也可以利用图5中所示的设计，不仅能测定 患者体重，而且能够附带地根据患者体重从图1中所示的台面板14 的零位出发，测定出一个最大回转角和一个最大移动行程。
权利要求
1.一种手术台，具有一个支柱(12)和一个支承在支柱(12)上的台面板(14)，其特征在于手术台(10)具有一个测力系统，以用于测定台面板(14)以及位于台面板(14)上的患者的重量。
2. 按权利要求1所述的手术台，其特征在于利用测力系统可以 确定台面板连带位于台面板上的患者的重心位置。
3. 按权利要求1或2所述的手术台，其特征在于测力系统具有 多个彼此隔开安置的传感器(43， 44; 53， 54， 55)，这些传感器与一 个中央测量电子装置相连。
4. 按权利要求1、2或3所述的手术台，其特征在于台面板(14) 是能够回转的和/或能够移动的，其中相对于台面板(14)的零位置的 最大回转角或最大移动行程能够根据测力系统的一个输出信号进行控制。
5. 按以上权利要求中任一项所述的手术台，其特征在于台面板 (14)与支柱(12)可拆卸地相连。
6. 按以上权利要求中任一项所述的手术台，其特征在于测力系 统被整合在支柱(12)中。
7. 按以上权利要求中任一项所述的手术台，其特征在于支柱 (12)具有一个可回转的柱头(22)，在该柱头中整合测力系统的至少一个传感器(43、 44; 53， 54， 55)。
8. 按以上权利要求中任一项所述的手术台，其特征在于台面板 (14)经过多个支撑元件(27， 28， 29)被保持在支柱(12)的一个支撑板(35)上，其中作用于每个支撑元件(27， 28， 29)上的负荷 可利用测力系统的至少一个传感器(43， 44; 53， 54， 55)检测。
9. 按权利要求8所述的手术台，其特征在于传感器(43， 44; 53， 54， 55)整合在支撑元件(27， 28， 29)中。
10. 按权利要求8或9所述的手术台，其特征在于支撑元件各 自都设计为万向接头(27， 28， 29)并且配有两个铰接松(37， 40)， 这些铰接栓能够围绕平行于或垂直于台面板纵轴线定位的旋转轴进行回转，其中作用于至少一个铰接栓(37)上的负荷能够利用至少一个 传感器(43， 44; 53， 54， 55)检测。
11. 按权利要求IO所述的手术台，其特征在于为每个万向接头 (27, 28, 29)配置多个传感器(43， 44; 53, 54， 55)。
12. 按权利要求10或11所述的手术台，其特征在于为每个万 向接头(27， 28, 29)配置至少四个传感器(43， 44; 53， 54， 55)。
13. 按以上权利要求中任一项所述的手术台，其特征在于测力 系统具有传感器(43， 44)，用于检测电阻变化。
14. 按权利要求13所述的手术台，其特征在于至少一个传感器 是按一种电阻应变片(43， 44)的形式设计的。
15. 按权利要求14所述的手术台，其特征在于每两个电阻应变 片彼此相平行地定位。
16. 按权利要求14或15所述的手术台，其特征在于每四个电 阻应变片组合成一个惠斯登电桥电路。
17. 按以上权利要求中任一项所述的手术台，其特征在于测力 系统具有对磁场敏感的传感器(53， 54， 55)，用于检测磁场变化。
18. 按权利要求17所述的手术台，其特征在于至少一个对磁场 敏感的传感器(53, 54， 55)是按线圏形式设计的。
19. 按权利要求17或18所述的手术台，其特征在于为所述至 少一个对磁场敏感的传感器(53， 54， 55)配置一种磁性编码的铁磁 材料，这种材料可以通过台面板(14)连同位于台面板上的患者的重 量进行机械加载。
20. 按权利要求19所述的手术台，其特征在于铁磁材料设计成 空心轴(37)，所配置的对磁场敏感的传感器(53， 54, 55)安置在该 空心轴(37)中。
21. 按权利要求20所述的手术台，其特征在于在空心轴(37) 中安置一个信号处理机构(49)，安置在空心轴(37)中的对磁场敏感 的传感器(53， 54， 55)被连接到该信号处理机构上。
22.按权利要求19、 20或21所述的手术台，其特征在于铁磁 材料形成一个万向接头(27; 28; 29 )的一个磁性编码的铰接栓(37 )。
全文摘要
本发明涉及一种手术台(10)，配有一个支柱(12)和一个支承在该支柱(12)上的台面板(14)。为了如此发展该手术台，使得它能够实现对一名位于台面板(14)上的患者的更好观察，本发明提出手术台(10)具有一种测力系统，以用于测定台面板(14)的重量和位于台面板(14)上的患者的体重。
文档编号G01G19/44GK101357096SQ20081014502
公开日2009年2月4日 申请日期2008年8月1日 优先权日2007年8月3日
发明者A·库亨贝克, J·迈斯纳, M·费恩, S·斯特芬斯 申请人:通快医疗设备有限公司