专利名称：对患者定位装置进行电动支持的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于为患者定位装置进行电动支持的装置。
背景技术：
患者定位装置通常与例如计算机断层摄影装置、磁共振设备、X射线仪、放射治疗仪、超声波振荡器等医学诊断或治疗器械结合使用。其用于将患者或其他对象定位在医疗器械的工作区内。成像式诊断器械的工作区是将患者定位在其中来摄制一诊断图像的扫描区。治疗器械的工作区可例如是一射线束内的一区域，在这个区域内，例如可借助X射线或电子束进行放射治疗。
为了在医疗器械工作区内被定位，定位装置通常具有一台面，患者可以躺在或坐在上面。其中，应这样理解“工作区”这一概念，即，需要接受CT成像处理的患者或躯体必须位于工作区内。所述台面可采取高度可调、可旋转和可翻转的布置方式。台面通常可在纵向上移动，此外，可在横向上移动的台面也很常见。
通常使用电机驱动装置来改变台面的位置，特别在台面上躺有患者的情况下，电机驱动装置可使操作人员省去手动定位操作所需花费的力气。用于调节位置的电机驱动装置受一控制装置的控制，可借助各种不同的输入设备，例如控制手柄、鼠标、键盘、触摸屏等来对所述控制装置进行操作。但这种控制装置可能由于在控制时与患者没有直接接触而被认为存在缺陷。为克服这一缺点，已知的做法是除对台面进行电动移动外还保留可进行手动移动的可能性。但由于有电机驱动装置相连，操作人员在此过程中需克服电机驱动装置，例如电动机和传动机构的重量。
为在连接有驱动装置的情况下减小手动移动台面的难度，DE 199 29 654中公布的方法是借助电磁或机械离合器将驱动装置耦合在台面上。需要手动移动检查台时，就通过离合器使之与驱动装置分离，此时需要克服的只剩下检查台支承机构(例如滑轮、直线引导装置或球轴承)和传动系(例如齿形传动带或齿条)的摩擦力。但这种解决方案的缺点一方面在于，同样需要通过手动操纵或花费力气来先将离合器脱开；其次，建构离合器在结构设计上需投入大量的费用。
发明内容
本发明的目的是提供一种患者定位装置，借助所述患者定位装置既可对台面进行电动移动，也可对其进行手动移动，同时，所述患者定位装置只需较少的能量消耗即可操作，且在结构设计上只需花费少量费用即可实现。
根据本发明，这个目的通过一种具有权利要求1所述特征的装置和一种具有权利要求10所述特征的方法而达成。
本发明基于这样一种认识，即，电机驱动装置和患者定位装置的台面之间的耦合机构具有可弹性变形的组件或柔性组件。在此情况下，通过在台面上施加力的作用(例如通过手动推动)，可引起台面的小幅移动，这种移动的程度取决于耦合机构的柔度或弹性。例如存在这样一种已知的定位装置，其台面在一电动塑料传动带的传动下发生移动。传动系中的这种塑料组件的弹性在移动方向上引起的柔度可使得台面即使在电机驱动装置停止工作的情况下也能发生小幅移动。
本发明通过下述方法对这一情况加以利用，即，通过使用台面的移动来触发驱动装置的控制。所述台面的移动是在驱动装置和台面之间发生，并在耦合机构的柔度或弹性范围内。也就是说，通过手动引起的、而非电机驱动装置引起的台面移动来触发控制，这种移动即使在驱动装置停止工作的情况下也能实现。为此，只需对台面的实际位置和电机驱动装置的当前位置进行比较。其中，“电机驱动装置的位置”这一概念指的是一个与台面定位相关的量，例如驱动轴的一旋转角。
本发明以特别有利的方式对下述情况加以利用，即，在受电动支持的定位装置中通常均设置有一用于记录检查台位置的测量系统，例如绳索拉力绝对值发送器、旋转式电位器、线性电位器、光学绝对值发送器等，通常也设置有另一用于记录电机驱动装置位置的、例如为一所谓的旋转变压器的测量系统。这两个测量系统提供的正是实现本发明所需要的位置信息。
电机驱动装置引起的位置变化的特征在于检查台位置测量系统的信号与电机驱动装置位置测量系统的信号之间的一固定分配。两种信号的相互分配例如可通过一校准测量装置记录下来。在操作定位装置方面，这种相互分配可以假定为已知的。
相反地，手动移动台面会使检查台位置测量系统产生一信号，根据校准关系，这一信号与电机驱动装置位置测量系统的当前信号并不相符。借助于两个测量系统之间的这种信号偏差，可分别依据偏差符号和偏差量算出手动移动的方向和手动施加的移动力。所述方向和移动力随后可用于对电机驱动装置的控制，使得手动移动台面得到电动力的支持。通过这种方法可实现伺服支持。
通过电机伺服支持可获得这样一个优点，即，即使在驱动机构和移动机构重量较大的情况下，也能实现一较小的移动力。通过对电机驱动装置进行控制，甚至还可以调节实际移动力，使其低于例如借助一离合器而与台面分离的电机驱动装置所产生的移动力。
通过使用已经存在的测量系统而获得的优点是，无需专门设置附加的测量系统。在此基础上，只需通过对电机驱动装置进行控制即可实现本发明。根据不同的实施方式，通过对电动机控制软件进行简单的重新编程，就可实现本发明。
另一优点是无需再设置用于分离台面和电机驱动装置的离合器，从而可降低结构设计所需费用、材料费用、装配费用和维护费用。
本发明的其他优点可从权利要求和下面的
中获得。下面借助附图对本发明的实施例进行详细说明，其中图1为一具有定位装置的医疗器械的示意图；以及图2为对定位装置的电动支持的示意图。
具体实施例方式
图1以示意图形式显示了一带有患者定位装置的医疗器械，即一计算机断层摄影装置10，下文中称之为“CT机”。CT机10具有一检查孔11，CT机的工作区(即为能进行CT图像摄制而要求患者或躯体所在的区域)就在所述检查孔之内。
有一患者定位装置与计算机断层摄影装置10相连，其具有一由一检查台支座12支承、并可在所述检查台支座上移动的台面6。一需要检查的患者5躺在台面6上。通过移动台面6可将其推入检查孔11内，进行CT图像摄制。
台面6的移动通过一图1未作详细图示的电机驱动装置而实现，所述电机驱动装置受一控制装置1的控制。操作人员可借助不同的输入设备对如图1所示例如为一计算机的控制装置1进行操作。
图2以示意图形式显示了台面6的电机驱动装置的控制。上面卧有患者5的台面6可通过一检查台传动装置4而进行移动。检查台传动装置4象征性地显示为围绕两个转向滑轮滑动的传动带。移动方向用一水平方向的双向箭头表示。
检查台传动装置4由一电动机3驱动，所述电动机与其中一个转向滑轮耦合。鉴于尽可能准确地对台面6进行定位的要求，电动机3实施为伺服电动机。电动机3的当前位置，即一旋转角，由一旋转变压器2检测；旋转变压器通常用作测量伺服电动机位置的测量系统。旋转变压器2将电动机3的当前位置作为输出信号传输给控制装置1。控制装置1借此可获知电动机3的当前位置。
台面6的位置由另一测量系统，即一位置传感器7，检测。位置传感器7与一位置发送器8相连，所述位置发送器将有关台面6的位置的信息作为输出信号发送给控制装置1。通过这种方法，控制装置1也可获知台面6的当前位置。
控制装置1内的一校准构件中存储有一特性曲线，根据这一特性曲线可算出在台面6不受外力作用的情况下电动机3的位置与患者检查台6的位置之间的关系。所述特性曲线例如可存储为表格或数学公式的形式。所述特性曲线可在对定位装置进行使用、维护或装配时通过在一校准测量的范围内测定。
当位置信号不再如特性曲线所示与表示电动机3的位置的信号相符时，控制装置1可借助所述特性曲线算出此时是否有一外部的移动力作用在台面6上。换言之就是，患者检查台6的位置就不再与特性曲线中属于电动机3的位置相符。
控制装置1的一实施方案是如上文所述对表示台面6的位置的信号和表示电动机3的位置的信号进行比较。这种比较在绝对值基础上进行。
另一实施方案是由控制装置1测定台面6的位置变化和电动机3的位置变化。控制装置1随后再借助特性曲线进行比较，即，台面6的位置变化是否如特性曲线所示与电动机3的位置变化相符。
另一实施方案是由控制装置1对下述情况进行测定，即，台面6是否发生了位置变化。如果情况的确如此，则控制装置1紧接着测定电动机3是否也发生了位置变化。如果情况并非如此，则可在不对电动机3的校准构件作进一步访问的情况下就对其进行控制。由于无需先对特性曲线进行分析，因此，通过这种方法可以实现至少是初步的、反应时间特别短的伺服支持。
专业人员只需根据控制技术知识即可获得控制装置1的其他实施方案。
权利要求
1.一种用于为一患者定位装置进行电动支持的装置，其具有一控制装置(1)、一受所述控制装置(1)的一控制信号控制的电机驱动装置(3)、用于记录所述电机驱动装置(3)的一位置的构件(2)、一可移动的患者检查台(6)、一由所述电机驱动装置(3)驱动的、用于移动所述患者检查台(6)的检查台传动装置(4)与一用于记录所述患者检查台(6)位置的位置传感器(7)，其特征在于，所述检查台传动装置(4)在所述患者检查台(6)的移动方向上具有柔度和/或弹性，所述构件(2)的一输出信号和所述位置传感器(7)的一输出信号被发送给所述控制装置(1)，以及所述控制装置建构为，其可根据所述输出信号彼此间的一相对变化产生用于所述电机驱动装置(3)的所述控制信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制装置(1)记录所述位置传感器(7)的输出信号的一变化，所述控制装置记录所述构件(2)的输出信号的一变化，以及所述控制装置根据两个所述输出信号的各自变化产生用于所述电机驱动装置(3)的所述控制信号。
3.根据权利要求1或2中任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述控制装置(1)访问一校准构件，借助于对所述校准构件的访问，所述控制装置根据所述位置传感器(7)和所述构件(2)的所述输出信号产生用于所述电机驱动装置(3)的所述控制信号。
4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述控制装置(1)根据所述位置传感器(7)的所述输出信号的一变化产生用于所述电机驱动装置(3)的所述控制信号，所述输出信号的变化与所述构件(2)的所述输出信号同时发生的一变化并不相符。
5.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述电机驱动装置(3)实施为一伺服电动机。
6.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述用于记录所述电机驱动装置(3)的一位置的构件(2)实施为一旋转变压器。
7.根据权利要求1至6中任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述构件(2)记录所述电机驱动装置(3)的一旋转角。
8.根据权利要求1至7中任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述检查台传动装置(4)实施为一传动带。
9.根据权利要求1至8中任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述检查台传动装置(4)至少部分地由塑料构成。
10.一种对一患者定位装置进行电动支持的方法，包括下列步骤a)记录一患者检查台(6)的一位置，b)记录一电机驱动装置(3)的一位置，所述患者检查台(6)在所述电机驱动装置的驱动下进行移动，c)根据所述患者检查台(6)的所述位置和所述电机驱动装置(3)的所述位置产生一用于所述电机驱动装置(3)的控制信号。
11.根据权利要求10所述的方法，还进一步包括记录所述患者检查台(6)的一位置变化的步骤。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，根据所述患者检查台的所述位置变化而产生所述控制信号。
13.根据权利要求10至12中任一项权利要求所述的方法，还进一步包括访问一校准构件的步骤，其中，借助于对所述校准构件的访问而产生所述控制信号。
14.根据权利要求10至13中任一项权利要求所述的方法，其中，根据所述患者检查台(6)的一位置变化而产生所述控制信号，所述位置变化与所述电机驱动装置(3)同时发生的一位置变化并不相符。
全文摘要
本发明涉及一种用于对患者定位装置进行电动支持的装置和方法。其中，检测一患者检查台(6)的位置与一电机驱动装置(3)的位置，这两个位置由于检查台传动装置具有弹性和/或柔度而可能彼此不同。根据本发明，依据所述患者检查台(6)的位置和所述电机驱动装置(3)的位置产生一用于控制所述电机驱动装置(3)的控制信号。手动移动所述患者检查台(6)时，所述驱动装置(3)借此可起到伺服支持的作用，其方法例如为，依据所述患者检查台(6)与所述电机驱动装置(3)同时发生的一位置变化不相符的一位置变化产生所述控制信号。
文档编号A61N5/10GK101031241SQ200580032876
公开日2007年9月5日 申请日期2005年9月20日 优先权日2004年9月30日
发明者斯蒂芬·多勒沙尔, 托拜厄斯·霍斯 申请人:西门子公司