一种病床装置及通过该病床装置实现重复摆位的方法与流程

本发明涉及医疗设备领域，尤其涉及一种可以实现患者摆位重复性的病床装置。

背景技术：

众所周知放射治疗是肿瘤治疗的最重要、最基本的手段之一，放射治疗通常有较长的治疗周期(4-6周)，每次进行放射治疗或成像时，要求患者的体位尽量保持一致，即不仅要求等中心位置对准，还需要患者的姿势尽量保持不变，以确保各组织器官间的相对位置与制定放射治疗计划时保持一致。

为了达到上述要求，临床上可以使用面罩、体罩、真空垫或乳腺托架等固定装置辅助患者进行定位，例如通常使用真空垫来辅助患者定位，使患者在整个放射治疗过程中保持同一个体位。真空垫是一种软质袋体，内部可以填充颗粒状物质。对患者定位时，将真空垫放在患者身下，形成与患者体型吻合的形状，然后抽出真空垫中的空气，空气被抽出后，真空垫质地变硬，从而形成与患者的体态完全吻合的形状，并进行保存。在一个疗程中，患者每次治疗时都躺在这个真空垫上，使得体位保持一致。

但是，体罩、面罩、真空垫或乳腺托架等都是根据病人个体定制的，需要一定量耗材，且在疗程中可能出现材质变形或遗失等状况，导致对疗程造成较大的影响。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种新的病床装置，包括：

床板，其包括至少一个可调节高度的单元格，所述单元格之间相互独立；至少一个传感器单元，其用于测量与施加到所述单元格上的压力相关 的参数；至少一个驱动单元，其用于调节所述单元格的高度，以及，控制单元，其输入端与所述传感器单元连接，输出端与所述驱动单元连接，用于根据传感器单元测量的参数控制所述驱动单元调节所述单元格的高度，使得床板形成与患者体位一致的形状，并保存调节后的单元格的高度信息。

进一步地，所述控制单元还用于根据与患者对应的单元格的高度信息，控制驱动单元调节所述单元格的高度，使得所述单元格的高度与保存的高度相同。

可选的，所述驱动单元包括编码器，所述编码器用于获取对应单元格的高度信息。

可选的，所述单元格为方格，且所述方格的边长范围为0.5cm～3cm。

可选的，所述床板四周的单元格尺寸比床板中间的单元格尺寸大。

可选的，所述传感器单元为压力传感器。

可选的，所述压力传感器布置在所述单元格的上表面。

可选的，所述驱动单元为电机或千斤顶。

可选的，所述单元格的上表面为凸起的弧面。

可选的，所述病床装置还包括壳体，所述床板、传感器单元及驱动单元均设置在所述壳体内。

对应的，本发明还提供了一种通过病床装置记录患者摆位的方法，包括：

将患者置于所述病床装置的床板上，所述床板包括至少一个可调节高度的单元格；

通过至少一个传感器单元检测所述单元格上的压力信号；

根据所述压力信号控制驱动单元移动单元格；

保存移动后的单元格的高度信息。

可选的，通过驱动单元的编码器获取对应单元格的高度信息。

可选的，判断传感器单元检测的压力信号值是否趋于稳定，若是，则停止移动单元格，并保存移动后的单元格的高度信息，若否，则继续移动单元格。

可选的，判断最大压力处的单元格是否运动到最大行程处，若是，则 停止移动所有单元格，并保存移动后的单元格的高度信息，若否，则继续移动单元格。

对应的，本发明还提供了一种通过病床装置实现患者重复摆位的方法，包括：

获取与患者对应的单元格的高度信息，

控制驱动单元移动单元格到与获取的高度信息一致的高度。

相比于现有技术，本发明的病床装置具有如下效果：

1、利用病床的记忆性，将患者的摆位信息转换成单元格的高度信息，并进行数字化存储，从而实现患者摆位的重复性；

2、利用病床的自适应性，使得该病床装置适用于不同患者，不需要使用辅助的固定装置，一方面，减少耗材，节约成本，另一方面，避免辅助的固定装置对放射治疗的疗程造成不确定的影响；

3、通过调节各单元块的高度，实现患者的倾斜。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1(a)和图1(b)是本发明实施例的病床装置的示意图；

图2是本发明实施例的病床装置的另一示意图；

图3是本发明另一实施例的单元格的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1(a)、1(b)和图2示意性示出了本发明的实施例中的病床装置。该病床装置可以自适应不同患者的摆位，且具有记忆性，可以实现同一个患者摆位的重复性。

参考图1(a)所示，该病床装置1包括床板2，所述床板2包括至少一个可调节高度的单元格21，每个单元格21之间可以相互独立运动；以其中一个单元格为例，参考图1(b)所示，在单元格21上布置传感器单元3，用于测量与施加到所述单元格21上的压力相关的参数；另外，病床装置1还包括至少一个驱动单元4，其布置成调节所述单元格21的高度；另外，病床装置1还包括控制单元5，其布置成控制所述驱动单元4调节所述单元格21的高度，使得床板2形成与患者体位一致的形状，并保存调节后的单元格21的高度信息。在本实施例中，每个单元格21均对应一个传感器单元3和驱动单元4，所有的传感器单元3和驱动单元4连接到共同的控制单元5；当然，在其它实施例中，也可以有不止一个控制单元5，分别控制部分传感器单元3与对应的驱动单元4。

床板2由多个相互独立的单元格21组成，每个单元格21的高度均可以被独立调节。在本实施例中，单元格21为方格，每个方格为一个柱状体，所有单元格21排列在一起构成床板2，单元格21用于承载患者的面称为上表面，所有单元格21的上表面构成床面。在一个疗程中，患者每次放射治疗或成像时，根据保存的单元格21的高度信息，将每个单元格21调节到跟之前相同的高度，从而形成与之前放射治疗或成像时相同的床面形状，用于指导患者摆位，即患者躺在特定形状的床面上，从而实现与之前相同的摆位。

对于不同的患者，通过调节每个单元格21的高度形成与不同患者的摆位相适应的床面形状，保存调节后的单元格21的高度信息，并与对应的患者信息相关联，从而无需额外使用辅助的固定装置，即可适应不同患者的摆位；当再次需要对某个患者进行放射治疗或成像时，只需要调出与该患者对应的单元格21的高度信息，并将每个单元格21调节到跟保存的信息相同的高度，即可重复实现该患者的摆位。

在本实施例中，传感器单元3为压力传感器，布置在可以对患者施加 到单元格上的压力进行测量的位置，优选地，传感器单元3布置在每个单元格21的上表面，单元格21的下表面连接驱动单元4，在本实施例中，驱动单元4为步进电机，当患者躺在床板2上时，至少部分传感器单元3检测到压力，并将压力信号转换成电信号传输到控制单元5，控制单元5根据接收到的传感器信号，控制对应的步进电机4工作，从而控制单元格21移动。

具体请参考图2所示，床板2包括n个单元格21，每个单元格21的上表面上均设置一个压力传感器31，32，…，3n，下表面连接步进电机的输出端，步进电机支撑单元格21，使得单元格21不会因自身重力或患者施加的压力而移动，压力传感器和步进电机均与控制单元连接(步进电机和控制单元图2上未示)。当患者躺在床板2上时，会给床板2施加压力，与患者接触的压力传感器检测到患者不同部位对应的压力值并将不同的压力信号传递给控制单元，控制单元根据接收到的压力信号启动步进电机，将被压迫的单元格21向上移动，当压力传感器测量得到的压力值变化量均趋于稳定之后，则认为床板2与患者贴合好。当压力传感器测量得到的压力值变化量较小，例如压力值变化量小于测量值的20％，即认为压力值趋于稳定，当然也可以为变化量设置其它标准以方便对压力值是否趋于稳定进行判断。

当床板2与患者贴合好之后，床板2形成与患者体位一致的形状，也就是说，患者的体位信息被转换为每个单元格21的高度信息，通过步进电机的编码器可以获取每个单元格上升的高度，形成床面矩阵信息，该床面矩阵信息可以被数字控制并进行存储，且与该患者信息相关联。在一个疗程内，当该患者再次进行放射治疗或者成像时，只需要调用与患者对应的床面矩阵信息，根据该床面矩阵信息将单元格调节到对应的高度，从而形成与之前放射治疗或成像时相同的床面形状，患者躺在调节形成的特定床面形状上，用该床面形状指导患者摆位，从而实现与之前相同的摆位。

在本实施例中，实现摆位重复性的精确度依赖于单元格21的尺寸，尺寸越小，则床面与患者的身体贴合的越好，则床面矩阵信息可以包含较多的患者体位信息，相反，单元格21的尺寸越大，则床面与患者的身体贴合 得不够紧密，导致床面矩阵信息包含较少的患者体位信息。因此，单元格21的尺寸越小，每次患者摆位的相似度越大，但如果单元格21的尺寸太小，则导致床板2的结构复杂，引起其它不必要的问题，例如增加硬件的复杂度、控制的复杂度等。因此，优选为单元格21设置合适的尺寸，例如设置单元格21的边长范围为0.5cm～3cm。

考虑到床板2的中间区域通常与患者身体接触的几率更大，且患者的重心通常会处于床板2的中间区域，而床板2的四周区域与患者身体接触的几率较小，且患者的重心通常不会处于四周区域，因此可以设定中间区域的单元格21的尺寸较小，从而提高重复摆位的精确度，设定四周区域的单元格21的尺寸相对较大，对摆位精确度的影响较小。优选地，中间区域的单元格21的边长范围为0.5cm～2cm，四周区域的单元格21的边长范围为1.5cm～3cm；更优选地，中间区域的单元格21的尺寸设定为1.5cm*1.5cm，四周区域的单元格21的尺寸设定为3cm*3cm。

在本实施例中，通过调节单元格21的高度来记录患者的体位信息，因此，通常情况下，单元格21的高度不完全相同，当相邻单元格21之间出现高度差时，由于柱状体的边缘会导致患者不适。而保证患者以相对较舒适的姿势有助于实现摆位的重复性，因此临床中一般会考虑摆位姿势是否使患者习惯。为了便于与患者更好地接触，且使得患者可以保持较舒适的姿势，在图3的实施例中，单元格21’的上表面具有一定的弧度，进一步地，单元格21’的上表面为凸起的弧形，当患者躺在床板上时，患者身体与单元格21’的弧形表面接触，即使相邻单元格21’之间出现高度差，也不会由于单元格21’的上下交错造成患者的不适。

床板2选用不同的材质，对治疗剂量的影响也不同，例如，床板2可为碳纤维床板、有机玻璃床板或塑料床板，由于碳纤维对剂量的影响最小，可以忽略，因此，床板2优选为碳纤维床板，即单元格21为碳纤维材料。

在本实施例中，每个单元格21的高度均可以被独立调节，通过调节每个单元格21的高度，从而实现对患者的倾斜。

具体地，将部分单元格21升高，部分单元格21下降，使得单元格21的上表面总体形成倾斜的床面，从而实现床板2的倾斜，通过将不同的单 元格升高或下降不同的距离，可以实现床板2在不同方向倾斜不同大小的角度。

进一步，病床1还可以包括壳体和基座，所述床板2、传感器单元3及驱动单元4均设置在所述壳体内，所述壳体支撑于所述基座上，通过水平或垂直移动所述壳体，实现床板2整体的平移或升降，通过倾斜所述壳体，实现床板2的整体倾斜。当然，壳体也可以为其它等效替代结构，例如支撑平板，所述床板2、传感器单元3及驱动单元4均设置在支撑平板上，通过移动所述支撑平板，实现床板2整体的移动。

本实施例中的病床装置1在使用过程中，首先调整每个单元格21的高度，使得形成平整的床面，当单元格21的上表面为凸起的弧面时，调整每个单元格21的高度，使得每个弧面的最高点组成平整的床面，记录此时床板2的高度为第一高度；待患者按放射治疗需要的姿势躺好后，根据每个单元格21上布置的传感器单元3检测到的压力信息，控制单元5控制步进电机运转，使得单元格21根据传感器单元3检测到的压力不同程度地升高；在确认患者与床面贴合好后，控制单元5控制步进电机停止运转，此时每个单元格21的高度信息形成床面矩阵信息，控制单元5保存该床面矩阵信息，并与患者信息做关联；在一个放射治疗的疗程中，每次对患者摆位时，调用该床面矩阵信息，并根据该床面矩阵信息将单元格21移动到之前相同的高度，具体地，可以首先调整每个单元格21的高度，使得形成平整的床面，然后将床板2上升到所述第一高度，再根据床面矩阵信息将单元格调节到对应的高度，从而恢复患者之前的体位信息，并利用该信息指导患者进行摆位，实现患者摆位的重复性。

在上述实施例中，驱动单元4为步进电机，在其它实施例中，驱动单元4可以为其它装置，例如千斤顶。当驱动单元4为千斤顶时，可以按照如上实施例中介绍的方式控制单元格21升高，也可以按照如下方式控制单元格21下降。

千斤顶作为单元格21的支撑结构，待患者按照放射治疗需要的姿势躺好后，患者的重量在千斤顶的承受范围内，此时单元格不会因患者施加的压力而下降，根据传感器单元3检测到的压力信息，释放千斤顶对被压迫 的单元格21的支撑力，从而单元格21在患者施加的压力作用下缓慢下降，患者对各单元格施加的压力不同，压力较大，对应的单元格下降得较快，因此，在患者重量的作用下，各单元格下降形成与患者体位相符合的床面，当最大压力处的单元格21运动到最大行程处，则认为床板2与患者贴合好，此时恢复千斤顶对所有单元格的支撑力，使得单元格21即使在患者的压力下也不会移动。单元格21的升降范围可以根据患者的身体厚度进行设定，例如患者的身体厚度为30cm，可以设置单元格21的升降范围为±15cm，即升降的最大行程均为15cm。

当床板2与患者贴合好之后，床板2形成与患者体位一致的床面形状，利用编码器获取每个单元格21的高度信息，形成床面矩阵信息，控制单元5保存该床面矩阵信息，并与患者信息做关联；在一个放射治疗的疗程中，每次对患者摆位时，调用该床面矩阵信息，并根据该床面矩阵信息将单元格21移动到之前相同的高度，从而恢复患者之前的体位信息，并利用该信息指导患者进行摆位，实现患者摆位的重复性。

在该实施例中，其它技术细节可参考之前实施例。

在本发明的具体实施方式中，利用编码器测量单元格上升或下降的相对距离，在其它实施方式中，通过现有技术可以测量单元格的绝对高度信息，均在本发明的保护范围之内。

在本发明的实施例中，驱动装置作为单元格的支撑结构，要求患者的体重在驱动装置的承受范围内，否则一方面会导致摆位的不准确，另一方面甚至会损坏装置。

对应地，本发明还提供了一种通过病床装置记录患者摆位的方法，包括：将患者置于所述病床装置的床板上，所述床板包括至少一个可调节高度的单元格；通过至少一个传感器单元检测所述单元格上的压力信号；根据传感器单元检测的压力信号控制驱动单元移动单元格；保存移动后的单元格的高度信息。

在一实施例中，该通过病床装置记录患者摆位的方法还包括通过驱动单元的编码器获取对应单元格的高度信息。

在一实施例中，该通过病床装置记录患者摆位的方法还包括判断传感 器单元检测的压力信号值是否趋于稳定，若是，则停止移动单元格，并保存移动后的单元格的高度信息，若否，则继续移动单元格直至压力信号值趋于稳定。

在另一实施例中，该通过病床装置记录患者摆位的方法还包括判断最大压力处的单元格是否运动到最大行程处，若是，则停止移动所有单元格，并保存移动后的单元格的高度信息，若否，则继续移动单元格直至最大压力处的单元格是否运动到最大行程处。

对应地，本发明还提供了一种通过病床装置实现患者重复摆位的方法，包括：获取与患者对应的单元格的高度信息，控制驱动单元移动单元格到与获取的高度信息一致的高度。通过该方法恢复了患者之前的体位信息，利用该信息指导患者再次摆位，尽可能实现与之前相同的摆位。

具体技术细节可以参照前述对病床装置的具体描述。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。