专利名称：超声治疗设备的安全防撞系统和方法
技术领域：
本发明涉及超声治疗技术领域，尤其涉及一种超声治疗设备的安全防撞系统和方法。
背景技术：
超声治疗设备利用超声波作用于生物体病变组织，目前广泛应用于治疗多种疾病。超声治疗设备通常包括治疗头、治疗床等运动部件和运动控制系统。目前，虽然从硬件上或者运动控制系统方面做了了基本的运动保护，但是由于治疗头和治疗床等运动部件的结构和运动的复杂性，无法实现真正的安全防撞保护功能。
以下，以高强度聚焦超声(简称为HIFU)治疗设备为例进行说明。高强度聚焦超声治疗技术是近年来逐渐发展起来一种无创治疗肿瘤的技术。它利用聚焦超声波，安全有效、无创地破坏肿瘤细胞，治愈病人。因为是无创治疗，除了要保证治疗本身的安全无创，同时也需要保证治疗头、治疗床等运动部件在运动过程中，不会与病人及设备发生碰撞而伤害到病人或使设备损坏，但是由于运动系统结构的复杂性，运动部件之间(例如，治疗头与治疗床之间)发生碰撞的可能性极大，因此，在整个运动过程中，需要对治疗头、治疗床等运动部件的可运动范围进行限制保护。目前，高强度聚焦超声治疗设备的硬件部分已对各运动轴的可运动行程做了硬限位保护，采取的主要方式是在各个运动轴的运动方向的正负极限位置上设有限位开关保护，治疗头在做沿单轴向运动时，当运动机构接触到限位开关时，运动将会被立即停止，即起到了防止碰撞的效果；但是由于治疗床及治疗头等运动部件的结构的复杂性，硬限位只能实现运动部件的基本保护。例如，当治疗头旋转一定角度后，再进行运动时，治疗头很可能会与治疗床发生碰撞，或者几个轴同时运动时，也有可能会与治疗床体发生碰撞。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种超声治疗设备的安全防撞系统和方法，以对超声治疗设备进行软限位保护(即，检测运动部件在运动过程中彼此之间的相对运动的安全性)，从真正意义上实现超声治疗设备的安全防撞保护。为了实现以上目的，本发明提供的超声治疗设备的安全防撞系统包括判断单元，其用于以下述方式判断超声治疗设备的运动部件在运动过程中是否会与对该运动部件的运动存在约束的结构发生碰撞判断所述运动部件相对于所述结构的当前运动范围是否超过所述结构的尺寸限制，或者，判断所述运动部件的当前位置是否超过根据所述运动部件的运动和所述结构的尺寸限制而获得的运动范围，如果是，则判断所述运动部件会与所述结构发生碰撞；和报警单元，其用于当判断单元判断运动部件会发生碰撞时提示当前位置危险。优选的，所述对运动部件的运动存在约束的结构包括在除所述运动部件之外的其它运动部件中。
优选的，所述超声治疗设备的运动部件包括治疗头、治疗床和立柱，其中所述立柱包括可旋转的立柱孔，所述对运动部件的运动存在约束的结构包括会与治疗头发生碰撞的治疗床床板孔壁和会与床板发生碰撞的立柱孔壁及立柱孔下方的凸台，所述判断单元执行以下步骤当治疗头上表面上升到床板孔内时，判断治疗头上表面边缘的运动范围是否大于或等于床板孔的宽度和长度，如果是，则判断治疗头会与床板孔壁发生碰撞；当治疗头旋转时，判断床板边缘相对于立柱孔的中心的距离是否大于或等于立柱孔的半径，如果是，则判断床板会与立柱孔壁发生碰撞；判断床板边缘相对于立柱孔的中心平面的距离是否大于或等于立柱孔的中心到凸台的距离，如果是，则判断床板会与凸台发生碰撞，所述立柱孔的中心平面是指通过立柱孔的中心并且与凸台平面相平行的平面。优选的，所述超声治疗设备的运动部件包括治疗头和治疗床，所述结构包括会与治疗头发生碰撞的床板孔壁，所述判断单元执行以下步骤根据治疗头旋转轴的当前坐标位置和床板孔半径计算治疗头上表面在每个纵向位置的水平运动范围，并存储计算的水平运动范围；根据治疗头上表面的当前纵向位置查询治疗头上表面的当前水平运动范围，并判断治疗头上表面的当前水平位置是否已达到或者超过查询到的当前水平运动范围，如果是，则判断治疗头会与床板孔壁发生碰撞。 优选的，当治疗头旋转轴坐标位置前后两次相等时，直接从先前存储的治疗头上表面的水平运动范围中查询治疗头上表面的当前水平运动范围进行判断。相应地，本发明提供一种超声治疗设备的安全防撞方法，包括以下述方式判断超声治疗设备的运动部件在运动过程中是否会与对该运动部件的运动存在约束的结构发生碰撞判断所述运动部件相对于所述结构的当前运动范围是否超过所述结构的尺寸限制，或者，判断所述运动部件的当前位置是否超过根据所述运动部件的运动和所述结构的尺寸限制而获得的运动范围，如果是，则判断所述运动部件会与所述结构发生碰撞；和当判断运动部件会发生碰撞时，提示当前位置危险。通过以上技术方案，可对超声治疗设备的运动部件在运动过程中彼此之间的相对运动的安全性进行检测(即，对超声治疗设备进行软限位保护)，从而有效地防止超声治疗设备的运动部件之间发生碰撞，实现真正的安全防撞保护功能。
图IA是现有的闻强度聚焦超声治疗设备的不意性结构图；图IB是图IA所示结构中的立柱的俯视图；图2是本发明的第一实施例的安全防撞方法的流程图；图3是现有的另一种高强度聚焦超声治疗设备的示意性结构图；图4是本发明的第二实施例的安全防撞方法的流程图。
具体实施例方式以下，将参照附图和实施例对本发明进行描述。本发明的目的在于检测超声治疗设备的运动部件在运动过程中的相对运动的安全性。为了实现这个目的，本发明所提供的安全防撞系统包括判断单元和报警单元，其中，判断单元用于以下述方式判断超声治疗设备的运动部件在运动过程中是否会与对该运动部件的运动存在约束的结构发生碰撞判断所述运动部件相对于所述结构的当前运动范围是否超过所述结构的尺寸限制，或者，判断所述运动部件的当前位置是否超过根据所述运动部件的运动和所述结构的尺寸限制而获得的运动范围，如果是，则判断所述运动部件会与所述结构发生碰撞；报警单元用于当判断单元判断运动部件会发生碰撞时提示当前位置危险。这里，所述结构可以是包括在除所述运动部件之外的其它运动部件中，也可以是包括在固定部件中。以下，将针对现有的两种类型的高强度聚焦超声治疗设备对由本发明的安全防撞系统所执行的安全防撞方法进行详细说明。这里，应该理解，本发明并不限于高强度聚焦超声治疗设备，而是可适用于任何具有类似结构的超声治疗设备。(第一实施例)
本实施例以图I所示超声治疗设备(以下简称为设备A)作为应用对象。如图IA所示，设备A包括水囊I、治疗床床体(或床板)2、治疗头3(圆柱体结构)、容器孔4和床板孔5、立柱6、定板7、立柱孔8和运动控制系统(未示出)，其中，床体2、治疗头3和立柱6是可以运动的。具体地讲，床体2可以进行水平前后(BY轴(垂直于纸面向外的方向))运动、水平左右(BX轴)运动、上下(BZ轴)运动。床体2的中间为床板孔5，在设备A中，床板孔5为一个方孔，方孔下方连接的是具有弹性的水囊I。床板2与水囊I之间有一个定板7，水囊I穿过容器孔4与床板2连接，定板7不能进行水平运动。治疗头3可以在水囊I内进行水平左右(X轴)运动、水平前后(Y轴(垂直于纸面向外的方向))运动、上下(Z轴)运动，也可以上升到方孔5内运动。治疗头3还可以分别绕着X轴、Y轴、Z轴进行旋转。治疗头3的旋转是由立柱6控制的。立柱6上方有一个立柱孔8，其为圆孔结构(如图IB所示，该结构下方是凸台9，凸台9是水平的)。当治疗头3绕着X轴进行旋转时，同时也会带动立柱孔8绕着其圆心进行旋转，床板2的一部分穿过立柱孔8。运动控制系统用于控制多个运动轴的运动，通过这些运动轴可实现治疗头3的水平左右(X轴)运动、水平前后(Y轴)运动、上下(Z轴)运动、治疗头3的旋转及床体2的运动控制等功能。设备A的运动安全性分析如下当治疗头3在没有旋转的情况下在水囊I内进行水平运动时，由于水囊I是柔性的，所以不存在碰撞问题；当治疗头3向下运动时，其自身运动范围(硬限位)已经限制，也不会发生碰撞，但是，向上运动时，可能会与定板7发生碰撞。如果治疗头3旋转或者治疗头3的上表面上升到床板孔5 (方孔)内，则治疗头3可能与定板7的底部或者床板孔5边缘发生碰撞，这是因为床板孔5的大小往往比治疗头3的可运动范围要小，尤其是当床板2水平运动时，床板2与定板7之间的孔可能会更小，此时治疗头3的可运动范围也变得更小。此外，床板2是穿过立柱孔8的，当治疗头3绕着X轴进行旋转时，同时也会带动立柱孔8绕着其圆心进行旋转。当治疗头3未绕着X轴进行旋转时，此时上下运动(BZ轴)床板2，床板2是不会与立柱孔8发生碰撞的，因为其自身的运动范围(硬限位)已经限制了。当治疗头3绕着X轴进行旋转时，此时立柱孔8也会跟着旋转，在旋转过程中凸台9就有可能会与床板2的边缘进行碰撞。针对上述运动安全性分析，当治疗头3的上表面上升到方孔5内时，判断治疗头3的上表面边缘的运动范围是否大于或等于方孔5的宽度和长度，如果是，则判断治疗头3会与方孔壁发生碰撞；当治疗头3旋转时，判断床板2的边缘相对于立柱6的回转中心的距离是否大于或等于立柱孔8的直径，如果是，则判断床板2会与立柱孔8的壁发生碰撞。此夕卜，当治疗头3旋转时，还需判断床板2的边缘相对于立柱孔的中心平面(即，通过立柱孔的中心并且与凸台平面相平行的平面)的距离是否大于或等于立柱孔8的中心到凸台9的距离，如果是，则判断床板2会与凸台9发生碰撞。这里指出，治疗头3可以看做一个圆柱体，其最顶端即上表面可以看成为一个圆形结构。图2是本实施例的安全防撞方法的流程图。如图2所示，首先，在步骤S201中实时获取各运动轴的当前坐标位置，并在步骤S202中计算治疗头3的上表面的最高点坐标位置VHeader和定板7的下表面坐标位置V =ipv-700，其中，ipv表示床板2的上表面坐标位置，700表示床板2的厚度30mm与定板7的厚度40mm的总和的10倍值，这里，因为治疗头3的各个运动坐标值都是以O. I毫米(mm)为单位进行计算的，为了单位的统一性，便取毫米的10倍值。接着，在步骤S203中，判断vHeader是否小于V-100。如果vHeader小于V-100，则表示整个治疗头3都在水囊I的内部，不会发生碰撞，此时继续执行步骤S208，在步骤S208 中判断治疗头3是否旋转，如果治疗头3旋转，则执行步骤S209，否则跳转到步骤S201。如果vHeader大于或等于V-100,则表示治疗头3的上表面已进入到床板孔5的内部,此时,继续执行步骤S204-S206。在步骤S204中，根据治疗头3绕X轴旋转的角度ipb值、绕Y轴旋转的角度ipc值及治疗头直径，计算出治疗头3的上表面边缘分别在定板7的下边缘及床板2的下边缘处沿 X、Y 方向的值 tempx、tempy 与 tempxl、tempyl,其中 tempx、tempxl 和 tempy、tempyl分别表示在X、Y方向上治疗头边缘到Z轴(纵向)的距离值。接着，在步骤S205中，将在步骤S204中计算的表示治疗头3的边缘位置的值与方孔5的宽度和长度进行比较，以判断计算的值中是否有值超过方孔5的宽度和长度，如果是，则在步骤S206中判断当前位置危险，此时执行步骤S213，在步骤S213中，强制停止运动，并提示用户运动到边界，不能再运动，结束整个流程。如果在步骤S204中计算的值中没有值超过方孔5的宽度和长度，则在步骤S206中判断当前位置不危险，此时执行步骤S207，在步骤S207中，判断治疗头3是否旋转，如果是，则执行步骤S209，否则跳转到步骤S201。上述参数的计算公式如下假设当前治疗头的各个坐标值分别如下ipx (X 轴)、ipy (Y 轴)、ipz (Z 轴)、ipa (Z 轴旋转轴)、ipb (X 轴旋转轴)、ipc (Y 轴旋转轴)、iphx (BX 轴)、iphy (BY 轴)、ipv (BZ 轴)I.计算出各个旋转轴对应的三角函数值sincita = sin (ipa) ； (I)coscita = cos (ipa) ； (2)singama = sin (ipb) ； (3)cosgama = cos (ipb) ； (4)sinphai = sin (ipc) ； (5)cosphai = cos (ipc) ； (6)2.计算出当前治疗头上表面在定板7的下边缘处时的圆心坐标(x、y、z)，假设治疗头厚度为H X = (ipx氺coscita+ipy氺sincita)氺cosphai—((ipx氺sincita_ipy氺coscita)氺singama+(ipz+H)^cosgama)^sinphai(7)y = -((ipx^sincita-ipy^coscita)^cosgama-(ipz+H)^singama) ； (8)z = (ipx木coscita+ipy木sincita)木sinphai+((ipx^sincita-ipy^coscita)木singama+(ipz+H)^cosgama)^cosphai ；(9)3.计算出当前治疗头上表面在床板2的下边缘处(ipv-700)时的圆心坐标(xl、yl、zl)zl = (((ipv-700)_ (ipx木coscita+ipy木sincita)木sinphai)/cosphai-(ipx木sineita-ipy^coscita)^singama)/cosgama ；(10)xl = (ipx木coscita+ipy木sincita)木cosphai— ((ipx木sincita_ipy木coscita)木singama+zl^cosgama) 5^sinphai ；(11) yl = -((Ipx^sincita-Ipy5IiCOSCita)5IiCOSgama-Zl5IiSingama) ； (12)4.计算治疗头上表面最高点坐标vHeaden定板下表面位置V，其中R为治疗头外半径如果singama 值大于 sinphai，则vHeader = z+R^ singama(13)否则vHeader = z+R*sinphai(14)V = ipv-700(15)5.计算治疗头旋转后外半径边缘到治疗头中心的最大距离dis 如果ipb绝对值(即I ipb |)大于ipc绝对值(即| ipc |)，则dis = |R/cosgama|(16)否则dis = I R/cosphai |(17)6.计算出治疗头外半径边缘在X、Y方向上的坐标位置tempx = | x | +dis ；(18)tempy = |y|+dis;(19)tempxl = | xl | +dis ；(20)tempyl = | yl | +dis ；(21)在步骤S209中，计算出床板2的下边缘点到立柱孔8的中心的距离dl、床板2沿BY方向正负边缘到立柱孔8的中心平面(这里的中心平面表示通过立柱孔8的中心，并且与凸台平面相平行)的距离d2、d3，计算公式如下dl = ((ipv-BVoffset)^(ipv-BVoffset) + (iBedW+1iphy|) *(iBedW+1iphy|))1/2
(22)d2 = Itangama^(-iBedW-bhy)-(bv-BVoffset)^cosgama|(23)d3 = I tangama*(iBedW-bhy)-(bv-BVoffset)*cosgamaI(24)其中，BVoffset表示床板2的BZ轴坐标为O时，立柱孔8的圆心与床板2的偏移差值。接着，在步骤S210中，将dl与立柱孔8的半径4500进行比较，并将d2、d3分别与立柱孔8的中心到凸台9的距离3000进行比较，如果dl大于等于4500或d2、d3大于等于3000,则说明危险，易发生碰撞，此时在步骤S211中判断当前位置危险，并在步骤S213中强制停止运动，并提示用户运动到边界，不能再运动，结束整个流程。反之，则在步骤S212中判断治疗头3是否停止运动。如果治疗头3没有停止运动，则跳转到步骤S201，继续执行防撞保护判断，否则结束整个流程。这里指出，以上流程说明中，涉及超声治疗设备中的各个部件本身尺寸的数值(如700、4500、3000)仅仅是示例性的，这些数值应该根据相应部件的尺寸的改变而改变。(第二实施例)本实施例以图3所示超声治疗设备(以下简称为设备B)作为应用对象。图3是设备B的示意性结构图。如图3所示，设备B与设备A的不同之处在于(I) 没有立柱6和定板7 ； (2)床板孔4为一个圆孔，圆孔下方是方形的容器I，在容器下方有两个沿Z轴的水平凸台5。治疗头3可以在容器I内水平左右(X轴)运动、水平前后(Z轴，垂直于纸面向外的方向)运动和上下(Y轴)运动，也可以上升到圆孔4内运动。治疗头3还可以分别绕着X轴、Z轴进行旋转，但不能绕Y轴旋转，治疗头3为一个圆锥体结构。设备B的运动安全性分析如下当治疗头3在没有旋转的情况下在容器I内进行水平运动或向下运动时，由于治疗头3自身的运动范围(硬限位保护)已限制，治疗头3不会与容器I的壁发生碰撞，但是，治疗头3向上运动时，可能会与床板2发生碰撞。另外，如果治疗头3旋转或者治疗头3的上表面进入到圆孔5内，则治疗头3可能与床板2的底部、凸台5、床板孔4的边缘相撞。在图3中,标号6表不横切面直线。针对上述运动安全性分析，本实施例采用如下方法进行安全检测根据治疗头旋转轴的当前坐标位置和床板孔半径计算治疗头上表面在每个纵向位置的水平运动范围，并存储计算的水平运动范围；根据治疗头上表面的当前纵向位置查询治疗头上表面的当前水平运动范围，并判断治疗头上表面的当前水平位置是否已达到或者超过查询到的当前水平运动范围，如果是，则判断治疗头会与床板孔壁发生碰撞，这里指出，治疗头3可以看做一个圆锥体结构，其最顶端即上表面可以看成为一个圆形结构。图4是本实施例的安全防撞方法的流程图。如图4所示，首先，在步骤S401中，实时获取各运动轴的当前坐标位置。然后，在步骤S402中，判断治疗头3绕X轴旋转的角度CAX值和绕Z轴旋转的角度CAZ值是否变化，如果变化，则直接执行步骤S405，否则执行步骤S403-S405。执行步骤S402的原因是由于治疗头3旋转后，情况比较复杂，如果实时计算X轴和Z轴的安全范围，则CPU消耗较大，因此，只有当治疗头3发生旋转变化的情况下才进行计算，如果前后两次CAZ、CAX值没有改变，则直接从先前存储的治疗头的水平运动范围中查询治疗头的当前水平运动范围进行判断。在步骤S403中，根据治疗头3绕X轴旋转的角度CAX值、绕Z轴旋转的角度CAZ值，按照三维空间坐标旋转的算法，Y坐标(纵向位置)从最小值到最大值逐一计算出每一个Y值对应的治疗头3的上表面正负边界坐标位置，计算公式如下I.以X方向-fTransR为起点，fTransR为终点，依次增加x值，计算出对应x值时的治疗头上表面外半径边缘上y，z坐标，其中fTransR为治疗头半径，fRotateR为治疗厚度(即上表面到回转中心的距离)y = fRotateR ；(25)
z= (fTransR*fTransR-x*x) 1/2 ; (26)2.计算出CAX、CAZ变化的情况下的治疗头3的上表面正负边界坐标x2、y2、z2，并将其值保存在例如Pt数组中。其中，a表示CAX值，c表示CAZ值，DegreesToRadian表示度与弧度之间的转换关系，X、y> z为当前计算治疗头坐标值。ac = cos (a^DegreesToRadian) ；(27)as = sin (a*DegreesToRadian) ；(28)cc = cos (c*DegreesToRadian) ；(29)cs = sin (c*DegreesToRadian) ；(30)绕X轴旋转
xl = X ；(31)yl = y*ac_z*as ；(32)zl = y*as+z*ac ；(33)绕Z轴旋转x2 = xl*cc_yl*cs ；(34)y2 = xl*cs+yl*cc ；(35)z2 = zl ；(36)在步骤S404中，治疗头3为圆锥体结构，以横切面直线6为基准，再根据容器I的尺寸大小及圆孔4的半径、凸台5的位置计算出对应的X、Z可运动范围值，并以Y坐标值为索引将其存入到数组中，计算公式如下I.计算出两直线的斜率fkO，fkl，其中fAnger表示治疗头未旋转时，圆锥横切面边缘线与X方向的夹角，c为治疗头绕Z轴旋转的角度。fkO = tan ((fAnger+c)^DegreesToRadian) ；(37)fkl = tan ((180-fAnger+c) ^DegreesToRadian) ； (38)2.根据直线方程y = k*x计算出两凸台X坐标分别对应在两切面直线上的Y坐标，假设两凸台X，Y坐标分别为(St印X0，0)，(StepXl, St印Yl)，这两个坐标值是已知的常量。fYO = fk0*StepX0 ；(39)fYl = fkl*StepXl ；(40)3.计算出St印Y与fY的差值fmO = StepY0-fY0 ；(41)fml = StepYl-fYl ；(42)4.计算出治疗头当前Y坐标对应的在两切面直线上的X坐标值，其中pt0、ptl由步骤S403中计算出。XO= (ptO. y+y-fm0)/fk0-pt0. x ； (43)Xl= (ptl. y+y-fml)/fkl-ptl. x ； (44)5.获取X轴最大最小运动极限值fMaxXl和fMinXl，其中fMaxX、fMinX表示预设的X轴最大最小运动极限值，并且fMaxXl等于XO与fMaxX两者中较小的一个值，fMinXl等于Xl与fMinX两者中较大的一个值。6. Z轴正负运动极限值fMaxZl、fMinZl计算方法和上面相同，计算完成后，将这些值保存在例如SafePt数组中，并以当前Y值作为索引值。在步骤S405中，获取治疗头当前Y轴坐标，根据Y轴坐标查询出当前Y坐标下，X轴和Z轴的可运动范围。接着，在步骤S406中，将当前治疗头3的X、Z坐标与其对应的可运动范围进行比较，如果当前坐标值超过其可运动范围，则执行步骤407，在步骤S407中，强制停止运动，并提示用户运动到边界，不能再运动，防撞保护结束。如果当前坐标值没有超过其可运动范围，则执行步骤S408。在步骤S408中，判断治疗头3是否停止运动，如果是，则结束整个流程，否则跳转到步骤S401，继续执行防撞保护判断。这里指出，在以上实施例中，所述对运动部件的运动存在约束的结构均包括在运动部件中，但是，显而易见的是，对于包括静止部件中的对运动部件的运动存在约束的结构，可同样地应用本发明。以上已参照附图和实施例对本发明进行了详细描述，但是，应该理解，本发明并不 限于以上所公开的具体实施例，任何基于本说明书所公开的技术方案的变型都应包括在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种超声治疗设备的安全防撞系统,包括 判断单元，其用于以下述方式判断超声治疗设备的运动部件在运动过程中是否会与对该运动部件的运动存在约束的结构发生碰撞判断所述运动部件相对于所述结构的当前运动范围是否超过所述结构的尺寸限制，或者，判断所述运动部件的当前位置是否超过根据所述运动部件的运动和所述结构的尺寸限制而获得的运动范围，如果是，则判断所述运动部件会与所述结构发生碰撞；和 报警单元，其用于当判断单元判断运动部件会发生碰撞时提示当前位置危险。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述对运动部件的运动存在约束的结构包括在除所述运动部件之外的其它运动部件中。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述超声治疗设备的运动部件包括治疗头、治疗床和立柱，其中所述立柱包括可旋转的立柱孔，所述对运动部件的运动存在约束的结构包括会与治疗头发生碰撞的治疗床床板孔壁和会与床板发生碰撞的立柱孔壁及立柱孔下方的凸台，所述判断单元执行以下步骤 当治疗头上表面上升到床板孔内时，判断治疗头上表面边缘的运动范围是否大于或等于床板孔的宽度和长度，如果是，则判断治疗头会与床板孔壁发生碰撞； 当治疗头旋转时，判断床板边缘相对于立柱孔的中心的距离是否大于或等于立柱孔的半径，如果是，则判断床板会与立柱孔壁发生碰撞；判断床板边缘相对于立柱孔的中心平面的距离是否大于或等于立柱孔的中心到凸台的距离，如果是，则判断床板会与凸台发生碰撞，所述立柱孔的中心平面是指通过立柱孔的中心并且与凸台平面相平行的平面。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述超声治疗设备的运动部件包括治疗头和治疗床，所述结构包括会与治疗头发生碰撞的床板孔壁，所述判断单元执行以下步骤 根据治疗头旋转轴的当前坐标位置和床板孔半径计算治疗头上表面在每个纵向位置的水平运动范围，并存储计算的水平运动范围； 根据治疗头上表面的当前纵向位置查询治疗头上表面的当前水平运动范围，并判断治疗头上表面的当前水平位置是否已达到或者超过查询到的当前水平运动范围，如果是，则判断治疗头会与床板孔壁发生碰撞。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，当治疗头旋转轴坐标位置前后两次相等时，直接从先前存储的治疗头上表面的水平运动范围中查询治疗头上表面的当前水平运动范围进行判断。
6.—种超声治疗设备的安全防撞方法,包括 以下述方式判断超声治疗设备的运动部件在运动过程中是否会与对该运动部件的运动存在约束的结构发生碰撞判断所述运动部件相对于所述结构的当前运动范围是否超过所述结构的尺寸限制，或者，判断所述运动部件的当前位置是否超过根据所述运动部件的运动和所述结构的尺寸限制而获得的运动范围，如果是，则判断所述运动部件会与所述结构发生碰撞；和 当判断运动部件会发生碰撞时，提示当前位置危险。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述超声治疗设备的运动部件包括治疗头、治疗床和立柱，其中所述立柱包括可旋转的立柱孔，所述对运动部件的运动存在约束的结构包括会与治疗头发生碰撞的治疗床床板孔壁和会与床板发生碰撞的立柱孔壁及立柱孔下方的凸台，所述方法包括以下步骤 当治疗头上表面上升到床板孔内时，判断治疗头上表面边缘的运动范围是否大于或等于床板孔的宽度和长度，如果是，则判断治疗头会与床板孔壁发生碰撞； 当治疗头旋转时，判断床板边缘相对于立柱孔的中心的距离是否大于或等于立柱孔的半径，如果是，则判断床板会与立柱孔壁发生碰撞；判断床板边缘相对于立柱孔的中心平面的距离是否大于或等于立柱孔的中心到凸台的距离，如果是，则判断床板会与凸台发生碰撞，所述立柱孔的中心平面是指通过立柱孔的中心并且与凸台平面相平行的平面。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述超声治疗设备的运动部件包括治疗头和治疗床，所述结构包括会与治疗头发生碰撞的床板孔壁，所述方法以下步骤 根据治疗头旋转轴的当前坐标位置和床板孔半径计算治疗头上表面在每个纵向位置的水平运动范围，并存储计算的水平运动范围； 根据治疗头上表面的当前纵向位置查询治疗头上表面的当前水平运动范围，并判断治疗头上表面的当前水平位置是否已达到或者超过查询到的当前水平运动范围，如果是，则判断治疗头会与床板孔壁发生碰撞。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当治疗头旋转轴坐标位置前后两次相等时，直接从先前存储的治疗头上表面的水平运动范围中查询治疗头上表面的当前水平运动范围进行判断。
全文摘要
本发明提供一种超声治疗设备的安全防撞系统，包括判断单元，其用于以下述方式判断超声治疗设备的运动部件在运动过程中是否会与对该运动部件的运动存在约束的结构发生碰撞判断运动部件相对于所述结构的当前运动范围是否超过所述结构的尺寸限制，或者，判断运动部件的当前位置是否超过根据运动部件的运动和所述结构的尺寸限制而获得的运动范围，如果是，则判断运动部件会与所述结构发生碰撞；和报警单元，其用于当判断单元判断运动部件会发生碰撞时提示当前位置危险。相应地，提供一种安全防撞方法。本发明可对超声治疗设备的运动部件在运动过程中彼此之间的相对运动的安全性进行检测，从而有效地防止超声治疗设备的运动部件之间发生碰撞。
文档编号G01B21/00GK102836506SQ20111017535
公开日2012年12月26日 申请日期2011年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者王智彪, 林涛, 伍小兵, 段昌华, 李涛, 文银刚 申请人:重庆微海软件开发有限公司