CN113133782A - 移动式平台和包括多个移动式平台的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种移动式平台(1,1.1,1.2),其包括:行驶机构(13)、传感器模块以及至少一个保持设备(12),其中保持设备构成用于引导第一医疗设备(4,4’,7,8,9),并且保持设备构造用于,将第一医疗设备在调整范围内定位到至少一个工作位置中。
Description
技术领域
本发明涉及一种移动式平台以及一种包括多个根据本发明的移动式平台的系统。
背景技术
用于诊断和治疗的医疗设备通常固定地设置并且通常需要高的安装耗费以及专门的建筑物基础设施。此外,通常需要的是,患者占据特定的位置,以便借助医疗设备检查或治疗。例如,患者必须以胸腔直接置于在支架处安置的X射线探测器或探测器前方,以用于胸廓X射线拍摄。在一些情况下,探测器的位置可以匹配于患者的身高。然而,如果患者坐在轮椅中,则患者的适当的定位加难。此外,医疗设备和材料在医院或诊所之内的运输导致对于医疗人员的附加的工作耗费。出于所述原因,在医疗领域中除了固定的设备之外也越来越多地使用移动式医疗设备。所述移动式医疗设备典型地可运动地和/或可移动地构成。这种移动式医疗设备可以根据需求在不同地点使用,在不使用时暂时从其工作环境移走并且停放于合适的地点。例如,在诊所运营中使用移动式检查床或患者床来运输患者。医疗成像设备的检查床自身尤其可以移动式构成,由此可以简化工作流程。此外,医疗成像设备可以移动式构成,其中尤其其台架可以移动式构成。尤其已知移动式X射线系统、移动式诊断站、用于重症监护的移动式设备以及用于医疗应用的移动式机器人系统。然而,传统的可移动式使用的医疗设备通常仅提供有限的功能并且与固定式设备相比更低效地工作。
已知的是,对于医疗成像,尤其对于放射学和核医学成像使用保持和/或引导系统,如例如安装至地板、天花板或墙壁的轨道系统和/或保持结构以及机器人臂等(例如X射线照相系统、血管造影系统等)。替选地,使用具有系统机械装置的刚性的几何布置的成像系统(例如移动式X射线系统、X射线计算机断层扫描仪、磁共振断层扫描仪等)。保持和/或引导系统构成用于定位医疗设备。医疗设备的定位在此通过保持和/或引导系统限界或限制。具有刚性的几何布置的成像系统不能够自由地或对应于患者的要求定位。医疗设备例如可以是X射线管、X射线探测器、超声头、内窥镜等。
在医疗介入时,尤其在心血管的和外周血管的介入中,现今可以使用机器人系统或机器人支持的平台。所述机器人系统或机器人支持的平台用于借助于集成的成像装置,优选地相机成像装置,移动、操作或定位引导导管、引导线、气球植入物或支架植入物。医生在此经由远程的控制模块来控制程序从而相对于X射线辐射受保护。机器人系统典型地与检查床固定连接并且由此不能够与其他成像系统、如例如医疗机构的其他血管造影设备一起使用。此外,通过机器人系统的固定设置,血管造影设施的角度范围典型地显著受限。在并发症或紧急情况下接近患者也可能通过机器人系统的固定的位置阻挡,这可能导致直接危害患者。
可移动式使用的医疗设备目前由手运输至使用地点并且通常也手动地对于相应的应用定位和校准。对于图像支持的治疗,迄今不同的系统(成像装置连同执行器和可能其他设备)耗费地和时间密集地手动配准。
发明内容
本发明的目的是,提供一种能够实现医疗设备在空间上灵活的和自动的定位的机构。此外,本发明的目的是,能够实现自动的静态的和动态的成像并且提供自主的协助功能。
所述目的通过一种移动式平台实现。所述目的也通过一种包括多个移动式平台的系统实现。优选的和/或替选的、有利的设计变型方案是下面描述的主题。
在第一方面中,本发明涉及一种移动式平台,所述移动式平台包括行驶机构、传感器模块和至少一个保持设备。至少一个保持设备在此构成用于引导第一医疗设备并且构造用于将第一医疗设备在调整范围内定位到至少一个工作位置中。
行驶机构用于使包括所有组成部分或部件的移动式平台移动或行驶。移动式平台尤其可以借助于行驶机构占据不同的位置。行驶机构有利地包括驱动单元和运输单元。运输单元可以包括用于使行驶机构向前运动的至少一个滚轮或至少一个轮或至少一个辊或至少一个链条。驱动单元驱动运输单元。驱动单元有利地构成为马达,优选地构成为电马达。电马达尤其构成为电动机械转换器。换言之,电马达将电能转换成机械能。替选地,马达也可以构成用于将热学的、化学的、液压的或气动的能量转换成机械能。机械能尤其可以用于驱动运输单元。
传感器模块包括用于移动式平台的环境识别的至少一个、优选地多个传感器。至少一个传感器有利地构成用于,检测至少一个、优选地多个环境参数。环境参数尤其可以包括移动式平台的位置或移动式平台距其他物体、人员等的间距或患者的位置。一个或多个环境参数尤其可以包括其他设备、人员等的运动或位置。
至少一个保持设备构成为,使得所述保持设备保持第一医疗设备并且可以将其调整或定位到所期望的工作位置中。至少一个保持设备尤其可以在调整范围内定位第一医疗设备。调整范围可以在高度上包括0cm至300cm的范围。在此,所述范围有利地包括50cm至250cm之间的范围。在实施方案中,调整范围包括任意患者的身高。调整范围在实施方案中与第一医疗设备的选择相关。第一医疗设备有利地构成用于执行医疗检查或用于医疗手术或用于在医疗手术时的协助。调整范围通过至少一个保持设备的设计方案限制。调整范围可以与在实施例中的保持设备的设计方案相关地包括三维范围,在所述三维范围中,第一医疗设备可借助于至少一个保持设备定位。第一医疗设备在至少一个工作位置中的定位可以在此在实施方案中包括第一医疗设备的旋转、翻转或高度调整,目的是将第一医疗设备定位到至少一个工作位置中。至少一个工作位置通过第一医疗设备的目的定义。在至少一个工作位置中,第一医疗设备可以实施其目的。医疗设备的目的例如是执行医疗检查或医疗手术或协助功能。医疗检查可以是患者的成像检查,例如X射线拍摄、超声拍摄、X射线断层扫描等或这样的成像方法的组合。医疗手术例如可以是内窥镜检查、外科手术、微创手术等。协助功能可以是将材料运输至医疗检查等。
至少一个保持设备尤其可以构成为,使得其使第一医疗设备在预设的轨迹上运动或引导。在实施方案中,轨迹可以通过操作者预设。替选地,轨迹可以作为标准轨迹对于特定的检查规定,例如用于患者的腹腔的X射线断层扫描。替选地,轨迹可以从借助传感器模块检测的不同的环境参数中即时计算。
在实施方案中,保持设备可以构成用于自动运动,以便使第一医疗设备运动或引导,例如沿着预设的轨迹运动或引导。在实施方案中,保持设备也可以构成用于,通过使用者手动地和尤其借助于远程控制装置来运动。换言之,保持设备可以构成用于,将在空间上远离的使用者的基本上同时经由远离设置的操作界面接收的控制指令借助于控制单元转化成保持设备的用于定位第一医疗设备的运动。
引导在此描述第一医疗设备借助于至少一个保持设备的运动。运动在此可以用于在至少一个工作位置中定位第一医疗设备。替选地,运动可以用于驶过由多个工作位置构成的轨迹。
在设计方案中,第一医疗设备是以下一组医疗设备:X射线探测器、X射线管、超声头、内窥镜、介入式平台、工作灯、医疗器械或医疗材料。
X射线探测器或探测器在一个优选的实施变型方案中是平板探测器或X射线平板探测器。在此可以涉及半导体探测器或闪烁探测器。在一个优选的实施方式中,X射线探测器是数字X射线探测器。
X射线管有利地是旋转阳极X射线管。替选地,X射线管也可以是传输阳极X射线管。X射线管包括出射窗,X射线辐射从所述出射窗中有利地作为锥形射束射出。
超声头可以有利地构成为扇形扫描仪,线性扫描仪或凸形扫描仪。超声头构成用于借助压电晶体发送和接收超声波。
内窥镜或介入式平台分别构成用于执行微创手术或微创检查。内窥镜可以刚性地或柔性地构成。内窥镜或介入式平台可以分别构成用于,将不同的医疗器械,如导管、引导导管、引导线、消融器械、夹具、相机等,引入到患者中。内窥镜或介入式平台可以分别包括相机,所述相机光学地包括内窥镜和/或介入式平台的介入环境。内窥镜或介入式平台还可以构成为,将医疗植入物,如球植入物或支架植入物,引入到患者中。内窥镜或介入式平台为了所述目的可以至少有时包括一个或多个医疗器械和/或一个或多个医疗植入物。内窥镜或介入式平台可以在实施方案中构成为,使医疗器械和/或医疗植入物运动、调整、放置于所期望的位置处、变形等。
在实施方案中,介入式平台可以包括内窥镜。
工作灯构成用于照亮医疗手术区域或检查区域。工作灯包括发出可见光的发光机构。所述光可以有利地漫射地或对准小的区域发出。
医疗器械尤其可以是注射器、导管、消融器械、手术工具、相机等。医疗器械尤其可以是必须在医院中或在医生诊室中使用和运动的所有其他器械。医疗材料尤其可以是具有超声凝胶、纱布或棉球的容器。医疗材料尤其可以是在医院或医生诊室中使用的所有其他耗材。
在实施方案中,第一医疗设备可以是对于诊断或医疗检查或医疗手术或对于在对患者进行医疗手术时的协助所需要的所有设备。
在实施方案中,医疗设备借助于对应的操作界面或控制模块直接地或远程控制地手动地或自动地借助于为此设置的控制单元可控制、可监控或可运动地构成。呈内窥镜的形式的医疗设备例如可以手动控制。介入式平台可以优选地远程控制。
在设计方案中,至少一个保持设备包括提升设备、旋转设备、机器人执行器和/或操作设备。
移动式平台尤其可以包括壳体,保持设备可以紧固或设置在所述壳体上。紧固在壳体上和紧固在行驶机构上的表述在下文中同义地使用。第一医疗设备可以紧固或设置在提升设备上或旋转设备上或机器人执行器上或操作设备上。第一医疗设备尤其可以由提升设备或旋转设备或机器人执行器或操作设备引导。至少一个保持设备的组成部分或部件可以任意组合。为了组合,组成部分彼此耦联,也就是说,组成部分紧固在彼此上。至少一个所述紧固尤其例如可以可拆开地构成。可拆开的紧固尤其可以通过至少一个螺丝或夹子或凹槽或卡扣封闭件等构成。紧固和耦联的表述同义地使用。保持设备的组成部分或部件可以是提升设备、旋转设备、机器人执行器和或操作设备。
提升设备构造用于实施线性调整运动。优选地,所述提升设备用于第一医疗设备在竖直方向上的高度调整。提升设备在高度上覆盖第一医疗设备的工作位置。提升设备有利地包括0cm至300cm的高度。所包括的高度可以与第一医疗设备或与第一医疗设备的任务相关,但是也可以通用地提供用于任意医疗设备,使得移动式平台可以特别灵活地使用。在实施方案中,提升设备可以在此伸缩式地构成以及借助于在高度上越来越窄的望远镜部段移入彼此中,以设定更小的高度。在替选的实施方案中,提升设备对应于用于高度调整的轨道。第一医疗设备可以直接紧固在提升设备上。替选地,可以在提升设备上也紧固有保持设备的另一可行的组成部分。
旋转设备可以紧固在提升设备上。第一医疗设备尤其可以直接紧固在旋转设备上。旋转设备可以构成为,使得紧固在旋转设备上的第一医疗设备可以环绕提升设备旋转。
旋转设备可以在实施方案中构成为可以沿着提升设备在高度上调整的环。那么,旋转设备尤其可以沿着提升设备调整直至通过壳体的高度预设的最小高度。更低的位置、也就是说第一医疗设备更靠近地面的位置通过如下方式实现:第一医疗设备例如紧固在机器人执行器上,所述机器人执行器可以比最小高度更低地定位第一医疗设备。紧固在旋转设备上的第一医疗设备在0°至360°之间的角度范围中的旋转尤其是可行的。在实施方案中,旋转设备可以使第一医疗设备在更小的角度范围中旋转。有利地,角度范围在提升设备的与移动式平台的壳体相对置地设置的侧上覆盖至少90°。旋转设备尤其可以使第一医疗设备顺时针地和/或逆时针地旋转。
在替选的实施方案中,旋转设备可以构成为部分环或构成为旋转接头。那么,旋转设备尤其可以沿着提升设备的总高度调整。旋转设备尤其可以使第一医疗设备例如在0°至180°之间的角度范围中旋转。类似于实施为环,旋转设备可以在实施方案中使第一医疗设备在更小的角度范围中旋转。类似地,可以顺时针地和/或逆时针地实施旋转。
机器人执行器构造成,使得其能够实现第一医疗设备的三维的运动,从而能够实现第一医疗设备水平地远离壳体和行驶机构的定位。行驶机构和壳体有利地固定连接。借此,“与壳体间隔开”的表述与“与行驶机构间隔开”的表述是同义的。第一医疗设备可以在实施方案中直接紧固在机器人执行器上。
在实施方案中,机器人执行器包括至少一个旋转接头和/或铰链接头。机器人执行器尤其可以通过改变旋转接头和/或铰链接头的角度来改变第一医疗设备距壳体的水平间距。旋转接头和/或铰链接头的角度可以有利地包括在0°至180°之间的最大角度范围。在实施方案中,角度范围可以包括最大角度范围的子区域。如果机器人执行器最大移出,则第一医疗设备距壳体的间距是最大的。在最大移出状态中,旋转接头和/或铰链接头的角度尤其是角度范围的最大角度。
机器人执行器可以在实施方案中使医疗设备围绕任意轴线旋转或翻转。旋转角度典型地由机器人执行器和第一医疗设备的实施方案限制。旋转角度例如可以包括在0°至120°之间的区域。机器人执行器尤其可以借助于旋转来调整第一医疗设备的定向。
在实施方案中,机器人执行器可以距壳体以不同的水平间距定位第一医疗设备。在实施方案中,机器人执行器可以在高度上调整或定位第一医疗设备。高度可调整性尤其与第一医疗设备距壳体的间距相关。第一医疗设备距壳体的间隔越大,则可以借助机器人执行器实现的在高度上的调整范围就越小。如果机器人执行器最大移出,则第一医疗设备在距壳体的水平间距不变的情况下尤其不能够在高度上调整。
机器人执行器可以在实施方案中紧固在提升设备上,使得所述机器人执行器可以在高度上调整。在所述实施方案中,第一医疗设备可以在高度上借助于提升设备粗略定位。高度、定向和/或距壳体的间隔的精细校准借助于机器人执行器是可行的。
机器人执行器可以在实施方案中直接紧固在壳体上。在所述实施方案中,第一医疗设备的高度可调整性在对应设定的距壳体的水平间距中限于机器人执行器的作用范围。
在实施方案中,机器人执行器可以紧固在旋转设备上。
操作设备包括机器人执行器和抓取设备。第一医疗设备可以借助于抓取设备由操作设备接收或抓取和安置。抓取设备可以在此在实施方案中是自动抓取设备。替选地,抓取设备也可以包括手动夹或张紧设备或用于钩在第一医疗设备上的挂钩或磁体等。操作设备可以类似于机器人执行器在实施方案中直接紧固在壳体上、在提升设备上或在旋转设备上。
在下文中,“第一医疗设备紧固在移动式平台上”的表述与第一医疗设备紧固在至少一个任意构成的保持设备上的含义同义地使用。
发明人已经认识到,借助本发明可以提供移动式平台作为用于医疗应用的广泛范围的基础。通过分别至少一个竖直的提升设备、旋转设备、机器人执行器和/或操作设备,平台可以构造成,使得所述平台可以不受限地例如在介入时覆盖从地板至高于患者的身高的所有能够考虑的工作空间,但是也覆盖特定的小的工作空间。这意味着对周围建筑物边界内的可能工作空间没有任何限制。因此,例如根据第一医疗设备的构成方案,不同的医疗图像拍摄,如X射线、超声等是可行的。医疗手术和/或医疗检查尤其可以由移动式平台实施。
发明人还已经认识到,移动式平台还可以承担用于医疗的工作流程和运输任务的协助功能。移动式平台例如可以借助操作设备的抓取器接收第一医疗设备并且使其行驶到需要第一医疗设备的地点。
在设计方案中,传感器模块包括至少一个取向传感器,所述取向传感器构成用于检测至少一个在移动式平台的环境中设置的参考点。
通过检测参考点或参考标记,移动式平台在环境中协调或取向。换言之这意味着,移动式平台可以借助于参考点确定,所述移动式平台处于其环境中的何处。换言之,移动式平台可以借助于参考点确定其位置。
至少一个环境参数尤其包括至少一个参考点。至少一个参考点可以构成为坐标系内的固定点,移动式平台在所述坐标系中取向。坐标系可以描述移动式平台的环境。环境可以在此例如是手术室、放射科、诊疗室或全部诊所。移动式平台在其环境中的取向尤其能够实现驶向环境中的定义的点或地点。定义的点或地点可以在房间内、在检查床处是移动式平台的停靠位置等。
参考点可以在实施方案中光学地或电磁地构成。替选地,参考点可以涉及至少一个声信号。
在替选的实施方案中,至少一个取向传感器借助于测程法或通过环境的测量和追踪来确定移动式平台在环境中的位置。确定可以光学地、惯性地、声学地或无线电技术地执行。
发明人已经认识到,通过移动式平台在移动式平台的环境中的协调或取向,移动式平台至环境中的预设的点或地点的自动运动是可行的。换言之可行的是,移动式平台可完全自主地移动。替选地或附加地可行的是,移动式平台驶过特定的轨迹。轨迹可以是环境中的运动轨道或路径。有利地,轨迹可以是移动式平台依次驶过的在环境中的一连串的点或位置。轨迹可以由移动式平台借助于行驶机构驶过。有利地,点可以对应于第一医疗设备的工作位置的轨迹。轨迹尤其可以由第一医疗设备借助于保持设备驶过。第一医疗设备的轨迹尤其可以通过保持设备的引导和行驶机构的同时行驶而驶过。
如果在下文中谈及轨迹的驶过,所述驶过可以涉及借助行驶机构和/或借助至少一个保持设备的驶过。这尤其可以涉及借助作为整体的移动式平台的驶过和借助第一医疗设备的驶过。
发明人还已经认识到,对于移动式平台通过至少一个参考点的取向不需要在移动式平台的环境中的改建措施。参考点可以匹配于构造方式并且移动式平台可以在环境中根据参考点取向。
在设计方案中,传感器模块包括至少一个碰撞传感器,所述碰撞传感器构成用于识别在移动式平台的环境中的对象。
通过识别在移动式平台的环境中的对象,可以防止移动式平台在移动式平台借助于行驶机构行驶时与所述对象之一碰撞。碰撞传感器例如可以光学地、声学地、电磁地、触觉地、电容式地或空气动力学地构成。对象例如可以是墙壁、桌、椅、设备、医疗设备、其他移动式平台、人类等。如果识别到对象,则移动式平台保持停止或替选地其行驶方向变化,以便绕过对象。至少一个环境参数尤其包括借助碰撞传感器识别到的对象。
在优选的实施方案中,碰撞传感器附加地可以包括间距传感器。有利地,间距传感器集成到碰撞传感器中。换言之,间距传感器和碰撞传感器形成组合传感器。间距传感器可以基于与碰撞传感器相同的技术(光学地、声学地、电磁地、触觉地、电容式地或空气动力学地)。借助间距传感器可行的是,在移动式平台与对象碰撞之前,移动式平台有针对性地直至定义的间隔驶近对象并且使移动式平台停止。至少一个环境参数尤其可以包括移动式平台距对象的间隔。
在特别优选的实施方案中,移动式平台在行驶机构的所有可行的行驶方向上包括碰撞传感器并且在实施方案中包括间距传感器。有利地,可以与移动式平台的行驶方向无关地在移动式平台的每次位置变化/每次移动时防止碰撞。
在特别优选的实施方式中,至少一个碰撞传感器设置在至少一个保持设备处,并且在实施方案中,至少一个间距传感器设置在至少一个保持设备处。尤其因此可行的是,如果第一医疗设备借助至少一个保持设备定位,则防止第一医疗设备与对象的碰撞。因此,第一医疗设备尤其可以直至定义的间隔驶近患者或以距患者的定义的间隔定位。
发明人已经认识到,碰撞传感器用于保护设备和人类。发明人还认识到,借助于集成到碰撞传感器中的间距传感器,移动式平台和/或第一医疗设备能够有针对性地行驶到处于距对象的定义的间距的点处。第一医疗设备例如可以是X射线探测器,所述X射线探测器能够以这种方式直至规定的间距驶近患者,而不与患者碰撞。移动式平台尤其可以借助于碰撞传感器停放在其他对象之间的停放间隙中,而不与其碰撞。
此外发明人已经认识到,借助碰撞传感器和/或取向传感器能够实现移动式平台的半自主的移动。半自主意味着,所述移动由操作者陪同,移动式平台然而自动地例如借助取向传感器保持行驶路线和/或借助碰撞传感器避免碰撞。此外,移动式平台可以自动移动到其停放位置中。替选地,借助碰撞传感器和/或取向传感器可行的是,移动式平台可完全自主地移动。因此,移动式平台可以在任意造型中在半自主至完全自主之间可移动。
在设计方案中,传感器模块包括至少一个患者识别传感器。
患者识别传感器优选地包括相机,借助所述相机可以以图像的方式检测患者。在实施方案中,骨架拟合到患者的图像中,以便可以在患者的生理学中分配身体区域或路标。换言之,患者识别传感器可以识别患者的身体区域。借助身体区域识别装置,移动式平台可以识别和在空间上分配患者的不同的身体区域。至少一个环境参数尤其可以包括例如以图像的方式检测的患者。在实施例中,在第一步骤中,移动式平台可以朝向患者平躺在其上的检查床处的至少一个参考点。根据所述参考点,移动式平台可以首先驶过检查床并且在此期间借助患者识别传感器检测整个患者。出自所述检测的数据可以如上所述通过骨架的拟合进一步处理。在一个简化的实施方案中,患者识别传感器仅识别患者的头部和脚部从而识别其在环境中的定向。在实施方案中,患者识别传感器也可以识别站立的或坐着的患者。
发明人已经认识到,患者识别传感器能够实现移动式平台相对于患者的解剖学或生理学的自主定位。移动式平台例如为了患者的腹部的超声检查可以定位到合适的部位,所述部位借助患者识别传感器和身体区域识别装置由移动式平台或移动式平台的传感器模块确定。因此,不需要通过医生手动定位移动式平台。所述示例可以转用于其他检查和协助功能。尤其借助于患者识别传感器可行的是,移动式平台可以对患者执行独立检查。发明人尤其已经认识到,移动式平台可以借助患者识别传感器根据患者的生理学在患者的环境中取向。
在本发明的设计方案中,行驶机构和/或至少一个保持设备构成用于,在至少一个保持设备处安置的第一医疗设备的工作位置匹配于第二医疗设备的运动。
换言之,第一医疗设备的工作位置或位置可以匹配于第二医疗设备的位置。两个医疗设备相互间的协调的运动尤其是可行的。协调的运动可以在实施方案中被追踪。第一医疗设备的运动尤其可以追踪第二医疗设备的运动。换言之,第一医疗设备的位置可以追踪第二医疗设备的位置。换言之这意味着,移动式平台和/或第一医疗设备检测第二医疗设备的运动和/或位置。第二医疗设备的运动或位置的检测例如可以经由传感器模块的光学的、触觉的、热力学的、和/或电容式的传感器进行。包括至少一个间距传感器的传感器模块的至少一个碰撞传感器尤其可以检测第二医疗设备的运动。替选地,第二医疗设备例如可以将其位置传送给移动式平台。经由移动式平台在房间或环境中的取向,移动式平台因此了解第二医疗设备相对于第一医疗设备的位置的位置。因此,移动式平台可以对应于或根据第二医疗设备的位置定位或追踪第一医疗设备。换言之,第一医疗设备因此可以跟随第二医疗设备的运动或位置。第一医疗设备的位置或运动的追踪可以借助于保持设备和/或借助于移动式平台的行驶机构进行。
在实施方案中,移动式平台了解第二医疗设备在每个时刻的位置。替选地,移动式平台在需要时和/或定期地查询第二医疗设备的位置。查询可以直接在移动式平台与第二医疗设备之间实施。替选地,查询可以经由中央分配器系统实施。
移动式平台或第一医疗设备和第二医疗设备相互间的协调尤其可以经由各个医疗设备在房间中的取向通过相应的取向传感器或碰撞传感器实现。各个医疗设备可以借助在其共同的环境中的相应的取向传感器,尤其关于共同的参考点或共同的参考坐标系来确定其位置。医疗设备尤其可以将其相应的位置直接传送给分别其他的医疗设备。替选地,传送给中央分配器系统。然后,分配器系统转发各个医疗设备的位置。关于医疗设备的位置的信息的传输尤其可以经由无线电实现。替选地,交换可以经由传感器模块的至少一个传感器彼此接触。替选地,协调也可以借助于移动式平台的碰撞传感器实现,所述碰撞传感器构成用于,检测在移动式平台/
第一医疗设备与第二医疗设备之间的间隔或相对位置。
移动式平台彼此间的协调有利地简化移动式平台上的第一医疗设备对第二医疗设备的追踪。
有利地,在移动式平台或第一医疗设备与第二医疗设备之间的协调也包括关于医疗设备的工作位置、必要时与保持设备相关的工作位置的交换。因此,移动式平台上的第一医疗设备追踪第二医疗设备借助相应的保持设备和/或借助相应的行驶机构简化或能够实现。
在实施例中,位置信息、传感器信息或其他信息的交换可以经由无线电进行。
第二医疗设备能够以不同的方式运动或定位或引导。在实施方案中,第二医疗设备可以由第二移动式平台包括。替选地,例如可以由外科医生移动第二医疗设备。替选地,第二医疗设备可以由非移动式平台承载和移动。非移动式平台固定地定位在环境中。非移动式平台可以借助于保持设备引导第二医疗设备,所述保持设备包括提升设备、旋转设备、机器人执行器和/或操作设备。非移动式平台的保持设备可以设置在房间的屋顶、地面或墙壁处。对于非移动式平台的另外的实施方案在进一步的描述中跟随。
在实施方案中,第二医疗设备的运动或位置可以追踪第一医疗设备的运动或位置。
在实施方案中,第一医疗设备和第二医疗设备可以分别驶过规定的轨迹。所述轨迹尤其可以由使用者预先规定。替选地,轨迹可以自动地事先规定,例如根据计划的检查。替选地,轨迹可以借助于移动式平台的传感器模块的至少一个传感器即时从至少一个环境参数中确定并且自动地规定成,使得例如借助于轨迹驶过患者的定义的身体区域。
发明人已经认识到,通过第一医疗设备对第二医疗设备的追踪,能够实现对患者的自动的检查进程。
在一个实施例中,第一医疗设备可以构成为X射线探测器并且第二医疗设备可以构成为X射线管。X射线管可以紧固在非移动式平台上。X射线探测器的位置或运动尤其可以追踪X射线管的位置或运动。替选地,X射线管的位置或运动可以追踪X射线探测器的位置或运动。因此多个X射线照片尤其可以沿着轨迹自动地拍摄,例如类似于C型臂拍摄或X射线断层扫描。
在一个替选的实施例中,第一医疗设备构成为工作灯。第二医疗设备可以由外科医生的手引导。第二医疗设备例如可以是手术刀。有利地,工作灯的位置或运动可以追踪外科医生的手或手术刀的每个运动。这可以在手术期间简化工作进程,因为不需要工作灯的手动再调整。
在替选的实施方案中,第一医疗设备构成为介入式平台。第二医疗设备构成为血管造影设施,尤其构成为C型臂,特别优选地构成为X射线源或X射线探测器。第二医疗设备也可以构成为患者在手术期间平躺在其上的检查床。现在,呈机器人执行器的形式的保持设备或介入式平台的运动或位置可以追踪血管造影设施和/或检查床对于图像数据检测需要的调整运动。尤其可以对应地追踪对于引导导管、引导线、气球植入物或支架植入物的位置或运动轨迹,即与第二医疗设备同步。如此,介入式程序可以在成像监控的情况下优化。
借助于移动式平台的传感器单元,也可以监控第二医疗设备的运动,以便排除与第二医疗设备的碰撞。此外,例如对于介入式平台的实施例也能够实现规避第一医疗设备或移动式平台,以便能够实现血管造影设施的更陡峭的测角(steilere Angulationen)或在紧急情况中确保不受限制地接近患者。
在本发明的设计方案中,移动式平台包括至少两个保持设备。保持设备在此分别构成用于引导第一医疗设备和第三医疗设备。保持设备还构造用于,分别将第一医疗设备和第三医疗设备在各一个调整范围内分别定位到至少一个工作位置中。
第三医疗设备尤其可以构成为设置在移动式平台上的第二医疗设备。在所述实施方案中,平台上的第一医疗设备借助于对应的保持设备追踪第三医疗设备的运动。第三医疗设备尤其可以驶过预定义的或预计划的轨迹。换言之,第三医疗设备可以由对应的保持设备沿着轨迹引导。轨迹尤其可以通过使用者预设。替选地,移动式平台可以根据患者识别或在房间中的取向即时计算第三医疗设备的轨迹。替选地,轨迹可以即时从例如设置在环境中、患者处、检查床等处的至少一个参考点中计算。替选地,轨迹可以从图像数据中即时通过移动式平台计算。图像数据优选地借助两个医疗设备中的一个医疗设备或另一移动式或非移动式平台上的另一医疗设备检测。
替选地,第二和第三医疗设备可以是不同的。第二医疗设备尤其可以紧固在另一移动式平台或非移动式平台上。替选地,第二医疗设备可以手动运动。第一医疗设备和第三医疗设备都可以追踪第二医疗设备的运动。
有利地,第一医疗设备和第三医疗设备的保持设备可以包括部分共同的部件。在部分共同的保持设备中,第一医疗设备和第二医疗设备的保持设备的部件或组成部分中的至少一个部件或组成部分同时构成用于引导两个医疗设备。
在实施例中,第一医疗设备和第三医疗设备可以紧固在各一个机器人执行器上。两个机器人执行器尤其可以紧固在共同的提升设备上。可考虑第一医疗设备和第二医疗设备的部分共同的保持设备的替选的设计方案。
在实施例中,第一医疗设备可以是X射线探测器并且第三医疗设备可以是X射线管。X射线探测器和X射线管的保持设备可以构成为,使得X射线管和X射线探测器可以在预计划的轨迹中环绕患者行驶。以这种方式,如在C型臂拍摄时,可以从患者的不同角度拍摄X射线照片。
发明人已经认识到,两个医疗设备在共同的移动式平台处的引导或运动或定位带来如下优点:两个医疗设备可以稳定地相对于彼此运动,因为这两个医疗设备与移动式平台具有共同的参考点。为此,不需要房间中的其他取向。平台的空间取向中的误差不影响两个医疗设备的相对运动,这两个医疗设备紧固在共同的移动式平台上。此外,如果两个医疗设备紧固在共同的移动式平台上,与在两个医疗设备分别紧固在单独的移动式平台上时相比,空间需求更小。
在本发明的设计方案中,移动式平台包括电池模块。电池模块用于对移动式平台、尤其对用于行驶机构的驱动单元、但是还有对用于保持设备的马达机构等的能量供给。有利地,电池模块不限制移动式平台的机动性。电池模块尤其可以完全设置在移动式平台的行驶机构上。电池模块尤其不需要设置在移动式平台外或设置在移动式平台周围的其他永久构件,如例如线缆。
有利地,电池模块构成为可充电的。尤其可行的是,当不需要移动式平台时,对电池模块充电。例如,可以在夜间对电池模块充电,或如果其他移动式平台可以满足移动式平台的任务时,则对电池模块充电。
对此替选地,可以借助于灵活的线缆解决方案、无线的能量传输,如感应,或替选的系统固有的储存器解决方案,如燃料电池,给移动式平台供能。
发明人已经认识到,电池模块的使用能够实现移动式平台的灵活的使用。有利地,对于电池模块不需要永久外部构件,如线缆,所述构件限制移动式平台的机动性并且由于隐患可能提高患者和操作人员的受伤风险。
在本发明的设计方案中,移动式平台包括翻转保护。
翻转保护尤其用于,当第一医疗设备和/或第三医疗设备借助保持设备水平地远离移动式平台的重心定位到工作位置中时,移动式平台也不翻转或倾倒。
翻转保护尤其可以通过移动式平台的低的重心构成。低的重心在移动式平台内尽可能靠下地设置。换言之,低的重心尽可能靠近地面设置在移动式平台的行驶机构处。
替选地或附加地,翻转保护可以通过大的底面构成。大的底面意味着,移动式平台的行驶机构包括大的面。然而,底面的大小不会限制移动式平台的机动性或操纵性。
在实施例中,移动式平台的重量可以用作翻转保护。为此,移动式平台必须构成为重的,使得移动式平台的重量可以补偿通过紧固在移动式平台上的第一医疗设备和/或第三医疗设备造成的杠杆作用。
在实施例中,翻转保护可以包括传感器模块中的至少一个加速传感器,所述加速传感器探测移动式平台的翻转并且以至少一个保持设备的补偿运动自动地防止翻转。加速传感器例如可以识别移动式平台的倾斜运动或在移动式平台的正常使用中不出现的运动。加速传感器尤其可以在识别到移动式平台的这种运动时将所述信息转发给保持设备。运动传感器尤其可以将关于移动式平台的所述运动的方向的信息转发给保持设备。保持设备可以通过第一医疗设备的运动与翻转运动相反地移置移动式平台的重心。重心的移置可以防止移动式平台的翻转。
替选地,翻转保护可以包括预设的条件,所述条件规定:第一医疗设备和/或第三医疗设备借助至少一个保持设备允许多远地在水平方向上远离移动式平台的重心定位,使得移动式平台不翻转。在此,所述条件可以与第一医疗设备和/或第三医疗设备的重量和设计方案相关。
至少一个保持设备包括的调整范围尤其确定翻转保护的构成方案。调整范围的运动半径越大,换言之,第一医疗设备和/或第三医疗设备可以借助至少一个保持设备水平地越远地远离移动式平台的重心定位,则翻转保护必须越稳定地构造。
发明人已经认识到,尤其通过移动式平台的低的重心和/或大的底面可以使移动式平台翻转的风险最小化。有利地,移动式平台的底面的大小限制成,使得所述移动式平台适合通过门。底面尤其例如可以包括80cm×80cm的面积。这种不具有第一医疗设备的平台的重量例如可以为80kg。发明人还认识到,翻转保护的设计方案有利地与紧固在移动式平台上的第一医疗设备和/或第三医疗设备相关,并且与保持设备的运动半径相关。
在本发明的设计方案中,移动式平台包括存放面。移动式平台的壳体的上侧尤其可以构成为存放面。有利地,不需要用于构造存放面的附加的构件。有利地,存放面处于床高度,使得所述存放面对于操作人员和/或患者用于存放物体。有利地,存放面构成为,使得其可以简单地消毒。有利地,存放面与移动式平台的底面同样大。因此,存放面不增大移动式平台的空间需求。
发明人已经认识到,借助于移动式平台的壳体的上侧作为存放面的设计方案,提高对于操作人员和/或患者的舒适度。移动式平台的运动空间尤其不通过应该用作为存放面的附加的构造受限。移动式平台可以灵活地、最靠近患者或物体驶近或定位,而不通过应该用作为存放面的附加的构造受限。
在本发明的设计方案中,移动式平台的行驶机构全方向构成。全方向意味着,移动式平台借助行驶机构在每个方向上能够与移动式平台的取向无关地运动。
全方向行驶机构可以包括至少一个滚轮,所述滚轮在每个方向上可滚动。至少一个滚轮尤其可以球形地构成。
替选地,行驶机构可以包括至少一个轮。至少一个轮有利地借助旋转接头与移动式平台的壳体连接。有利地,旋转接头围绕竖直轴线可旋转地构成。
有利地,行驶机构包括至少四个滚轮或轮。有利地,四个滚轮或轮以正方形或矩形设置。
替选地,行驶机构可以构成为气垫。
发明人已经认识到,借助于全方向行驶机构,移动式平台的运动最大灵活地构造。通过全方向行驶机构,当移动式平台应移动到特定的位置中时,如在汽车中那样不需要调度,因为移动式平台可以借助于全方向行驶机构在任何时间在任意方向上运动。发明人已经认识到,这引起时间节约并且移动式平台的空间需求更小,因为不必提供用于移动式平台的调度的空间。发明人还认识到,通过全方向行驶机构可以增大移动式平台的工作空间。工作空间包括第一医疗设备和/或第三医疗设备的所有工作位置。在每个方向上的灵活的移动尤其在检查之前、之后或期间借助于全方向行驶机构是可行的。这能够实现通过全方向行驶机构驶过任意轨迹。
根据另一方面,本发明涉及一种包括多个根据本发明的移动式平台的系统。
多个根据本发明的移动式平台彼此相协调。多个移动式平台中的一个移动式平台尤其可以相对于多个移动式平台中的另一移动式平台的位置或运动移动。
有利地,移动式平台了解另一移动式平台在每个时刻的位置。替选地,移动式平台在需要时和/或定期地查询另一移动式平台的位置。查询可以直接在移动式平台之间实施。替选地,查询可以经由中央分配器系统实施。
多个移动式平台的相互间的所述协调尤其可以经由各个移动式平台在空间中的取向通过相应的取向传感器构成。多个移动式平台中的各个移动式平台可以借助其环境中的相应的取向传感器来确定其位置。移动式平台尤其可以将其相应的位置直接传送给多个移动式平台中的另一平台。替选地,移动式平台将其相应的位置传送给中央分配器系统。分配器系统将多个移动式平台中的各个移动式平台的位置转发给多个移动式平台中的分别另外的移动式平台。
关于多个移动式平台的位置的信息的传输尤其可以经由无线电实现。替选地,多个移动式平台中的移动式平台可以经由传感器模块的至少一个传感器彼此接触。在实施例中,一个移动式平台可以借助至少一个超声传感器确定距多个移动式平台中的另一移动式平台的间距。
移动式平台彼此间的协调有利地简化多个移动式平台中的一个移动式平台上的第一医疗设备追踪多个移动式平台中的另一移动式平台上的第二医疗设备。这意味着,第一医疗设备借助一个保持设备紧固在一个移动式平台上,并且第二医疗设备借助另一保持设备紧固在另一移动式平台上。尤其地,第一医疗设备可以追踪第二医疗设备,或第二医疗设备可以追踪第一医疗设备。
有利地,多个移动式平台的协调也包括与相应的保持设备相关的、关于紧固在各个移动式平台上的医疗设备的工作位置的交换。因此,多个移动式平台中的一个移动式平台上的第一医疗设备追踪多个移动式平台中的另一移动式平台上的第二医疗设备借助相应的保持设备和/或借助相应的行驶机构简化或能够实现。
在实施例中,多个移动式平台中的移动式平台尤其可以经由无线电交换其他信息。移动式平台尤其可以交换关于如下内容的信息:哪个医疗设备安装在多个移动式平台中的相应的移动式平台上。移动式平台尤其可以交换关于多个移动式平台中的每个单独的移动式平台的占用计划或使用计划的信息。占用计划可以在此包括如下信息:何时在哪里需要相应的移动式平台,以及相应的移动式平台何时具有空闲时间,和/或相应的移动式平台必须何时对其电池模块充电等。以这种方式,最优地充分使用多个移动式平台的使用时间。移动式平台的使用时间是如下时间:移动式平台可以将所述时间用于医疗检查、医疗手术和/或协助功能。此外,例如不必对于多个移动式平台中的每个移动式平台设有充电站。多个移动式平台可以彼此平衡其充电状态并且优化地确定充电时间。
在移动式平台之间的信息的交换称为通信结构。
发明人已经认识到,在多个根据本发明的移动式平台之间的通信结构可以优化需要在两个或更多个移动式平台之间的空间协调的医疗检查或医疗手术或协助功能的执行。此外,能够以这种方式优化在诊所、诊所部门或诊室中的通过多个移动式平台支持的总的工作进程。
在本发明的设计方案中,所述系统包括不具有行驶机构的至少一个非移动式平台,所述非移动式平台与多个根据本发明的移动式平台相协调。
非移动式平台可以如移动式平台那样包括用于引导医疗设备的至少一个保持设备。所述至少一个保持设备可以构成为,使得其可以将医疗设备在调整范围内定位到工作位置中。非移动式平台尤其不能够自由在其环境中移动。有利地,移动式平台的保持设备紧固在非移动式平台的环境的屋顶、地面或墙壁上。非移动式平台的环境例如可以是放射科、手术室等。非移动式平台的至少一个保持设备尤其可以在由至少一个引导元件构成的系统处移动。有利地,一个或多个引导元件构成为轨道。有利地,轨道设置在屋顶、墙壁或地面处。有利地,至少一个保持设备沿着轨道在至少一个维度上可移动或可定位。
多个移动式平台可以与至少一个非移动式平台,如在上文中对于多个移动式平台描述的那样,交换信息,并且与非移动式平台相协调。以这种方式,多个移动式平台中的一个移动式平台上的第一医疗设备的运动或位置可以追踪非移动式平台上的第二医疗设备的运动或位置。非移动式平台上的第二医疗设备的运动或位置尤其可以追踪多个移动式平台中的一个移动式平台上的第一医疗设备的运动或位置。
在非移动式平台的至少一个保持设备上尤其可以紧固有X射线管。X射线管可以在非移动式平台的至少一个保持设备的调整范围内定位到工作位置中和/或驶过包括多个工作位置的轨迹。有利地,多个移动式平台中的一个移动式平台包括X射线探测器。移动式平台上的X射线探测器的运动或位置尤其可以追踪非移动式平台上的X射线管的运动或位置。替选地,X射线管的运动或位置可以追踪X射线探测器的运动或位置。
发明人已经认识到,包括至少一个移动式平台和至少一个非移动式平台的系统是有利的,因为在医疗机构、如医院和/或医生诊室中已经存在非移动式平台,所述非移动式平台与多个移动式平台有利地协调。尤其存在医疗设备,所述医疗设备例如由于高的能量需求不能够紧固在移动式平台上,因为所述医疗设备不能够经由电池模块运行。非移动式平台上的这种医疗设备与移动式平台上的医疗设备的协调尤其是有利的。
附图说明
本发明的上述特性、特征和优点结合以下附图及其描述变得更清楚和更容易理解。在此,附图和说明书不应以任何方式限制本发明及其实施方式。在不同的附图中,相同的部件设有相对应的附图标记。附图通常不是符合比例的。
附图示出:
图1示出根据本发明的用于自动执行超声检查的移动式平台的一个实施例的视图,
图2示出根据本发明的用于执行协助任务的移动式平台的一个实施例的视图,
图3示出根据本发明的移动式平台的一个实施例的视图,所述移动式平台包括在部分共同的保持设备处的两个医疗设备,
图4示出根据本发明的移动式平台的一个实施例的视图,所述移动式平台包括在部分共同的保持设备处的三个医疗设备,
图5示出由用于自动实施X射线照片的两个根据本发明的移动式平台构成的系统的一个实施例的视图,
图6示出由两个根据本发明的移动式平台构成的系统的一个实施例的视图,其中移动式平台在其环境中取向,
图7示出由移动式和非移动式平台构成的用于在患者处执行X射线检查的系统的一个实施例的视图,
图8从替选的角度示出根据图7的系统的实施例的视图,
图9示出根据本发明的用于(半)自动执行医疗介入的移动式平台的一个实施例的视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的用于自动执行超声检查的移动式平台1的一个实施例的视图。移动式平台1包括保持设备12和可全方向行驶的行驶机构13。移动式平台1的壳体131构成为,使得所述壳体包括在床高度上的存放面14。保持设备12包括:伸出存放面14的提升设备121;紧固在提升设备121上的旋转设备122,所述旋转设备在存放面14上方围绕保持设备121可旋转地构成;以及紧固在旋转设备122上的机器人执行器123。根据应用,提升设备121、旋转设备122、机器人执行器123和/或在替选的实施方案中操作设备124可以构成为,使得它们可以自动地覆盖在患者处从头至脚的全部调整范围。这适用于所有在以下附图中示出的实施例。地面支撑的全方向行驶机构13和保持设备12在同一空间坐标系中取向。因此,彼此相协调的运动尤其可以由行驶机构13和保持设备12实施。这适用于所有在以下附图中示出的实施例。在机器人执行器123上紧固有超声头4。用于更换的另外的超声头4’设置在移动式平台1的存放面14的侧面上。在替选的实施方案中,保持设备12可以替代机器人执行器123包括操作设备124。操作设备124可以自动抓取对于对应的检查合适的超声头4、4’。在机器人执行器123的情况下,设备的操作者必须将对应的超声头4、4’紧固在机器人执行器123上。在移动式平台1的存放面14上设置有用于显示超声检查的图像数据的显示器5。尤其在移动式平台1的存放面14上设置有用于超声设备的输入装置6,借助输入装置可设定对于检查和显示合适的参数。移动式平台1处于患者31平躺在其上的检查床2前方。借助患者识别传感器和身体区域识别装置,移动式平台1可以识别患者31的腹部区域并且自动地执行腹部区域中的超声检查。借助行驶机构13,移动式平台1可以在任何时间改变或调整其在环境中的位置。移动式平台1尤其可以自动定位以执行超声检查。
图2示出根据本发明的用于执行协助任务的移动式平台1的一个实施例的视图。移动式平台1尤其构成用于支持医疗工作流程。移动式平台1的保持设备12类似于根据图1的保持设备12构成。与根据图1的保持设备12不同,保持设备12在此替代机器人执行器123包括操作设备124。移动式平台1定位在患者31平躺在其上的检查床2前方。移动式平台1的操作者或使用者32站立在检查床2的另一侧。移动式平台1的操作者或使用者32在此是对患者31执行检查的医生或医疗人员。在移动式平台1的存放面14上设置有多个医疗小设备7,如例如医疗器械和/或医疗材料和/或内窥镜和/或工作灯。移动式平台1可以借助于操作设备124从存放面14接收医疗小设备7并且递给操作者或使用者32以用于检查和/或治疗患者31。
图3示出根据本发明的移动式平台1的一个实施例的视图,所述移动式平台包括在部分共同的保持设备12处的两个医疗设备8、9。移动式平台1构成用于自动拍摄患者31的X射线照片。移动式平台1的保持设备12类似于根据图1的保持设备12构成。与根据图1的保持设备12不同,保持设备12在此替代一个机器人执行器123包括紧固在同一旋转设备122上的两个机器人执行器123.1、123.2。后方的机器人执行器123.2在图3中的视图中通过移动式平台1的其他部件遮挡。在前方的机器人执行器123.1上紧固有X射线管9。在后方的机器人执行器123.2上紧固有X射线探测器8。X射线探测器8和X射线管9彼此水平地定向。其他定向,如例如X射线管9和X射线探测器8的垂直定向,借助机器人执行器123.1、123.2可设定。在示出的实施例中,患者31定位在X射线探测器8与X射线管9之间。为了驶过包括围绕患者大约10°的小的角度范围的轨迹,移动式平台1可以使X射线探测器8和X射线管9借助于旋转设备122围绕患者31旋转。为了驶过覆盖比围绕患者10°的更大的角度范围的轨迹,整个移动式平台1可以借助可全方向行驶的行驶机构13环绕患者31行驶,以便从不同角度拍摄X射线照片。尤其能够以这种方式驶过圆形轨迹,所述圆形轨迹中央是患者31。此外,X射线探测器8和X射线管9的设置可以借助提升设备121在高度方面调整。这尤其当应拍摄患者31的大于X射线探测器8的竖直扩展的区域时是需要的。通过X射线探测器8和X射线管9的高度可调整性,可以完成患者31的竖直扫描。X射线探测器8和X射线管9的高度可调整性尤其对于使拍摄高度匹配于患者身高是有利的。设定应拍摄患者31的X射线照片的高度和角度可以借助患者识别传感器和身体区域识别装置自动地由移动式平台1确定。例如为了从不同角度的多个拍摄必须环绕患者31驶过的轨迹尤其可以借助患者识别传感器和身体区域识别装置确定。替选地,例如当所有待检查的患者定位在预定义的位置处并且移动式平台1可以相对于环境驶过轨迹时,轨迹可以被预设定。尤其可以通过移动式平台1借助行驶机构13的同时移位以及X射线管9和X射线探测器8的运动来驶过围绕患者31的任意轨迹。
借助患者识别传感器确定移动式平台1对于医疗检查的合适的位置提供如下优点:可以直接在患者房间中执行检查并且患者31不再必须为了检查而运输。患者31不必为了检查占据具有移动式平台1的定义的位置。尤其现场不需要操作者32,因为移动式平台1借助取向和碰撞传感器在空间中取向并且可以借助于患者识别传感器自动地执行检查。
图4示出根据本发明的移动式平台1的一个实施例的视图,所述移动式平台包括设置在部分共同的保持设备12处的三个医疗设备7、8、9。移动式平台1构成用于执行医疗手术。所示出的移动式平台1包括保持设备12和可全方向行驶的行驶机构13。移动式平台1的壳体131构成为,使得所述壳体包括在床高度上的存放面14。保持设备12包括:伸出存放面14的提升设备121,两个机器人执行器123.1、123.2以及操作设备124。机器人执行器123.1、123.2和操作设备124紧固在同一提升设备121上。在下方的机器人执行器123.2上紧固有X射线探测器8。在上方的机器人执行器123.1上紧固有X射线管9。借助操作设备124可以抓取医疗小设备7。移动式平台1定位在患者31平躺在其上的检查床2前方。经由在环境中和/或在检查床2处的参考点,移动式平台1在空间中取向,使得移动式平台可以有针对性地驶向检查床2处的位置。借助患者识别传感器和身体区域识别装置,移动式平台1可以识别患者31的应执行治疗的身体区域。移动式平台1借助X射线探测器8和X射线管9拍摄患者31的对应的身体区域的X射线图像。借助X射线照片中的所述图像数据,移动式平台1可以通过操作设备124协调医疗小设备7的运动或引导。图像数据因此用于医疗小设备7相对于移动式平台1的协调并且因此尤其能够根据图像数据实现操作设备124的运动的精细协调。以这种方式可以自动地借助于移动式平台1执行医疗手术。尤其这样可以使医疗设备7、8、9的位置匹配于患者31的运动或患者31的器官的运动。
图5示出由构成用于自动实施X射线照片的两个根据本发明的移动式平台1.1、1.2构成的系统的一个实施例的视图。在替选的实施方式中,系统可以包括多于两个移动式平台。移动式平台1.1、1.2分别包括可全方向行驶的行驶机构13和壳体131,所述壳体构成为,使得所述壳体包括在床高度上的存放面14。
第一移动式平台1.1还包括保持设备12,所述保持设备包括提升设备121和紧固在提升设备121上的机器人执行器123。在机器人执行器123上紧固有X射线管9。
第二移动式平台1还包括保持设备12,所述保持设备包括提升设备121。在提升设备121上紧固有X射线探测器8。
两个移动式平台1.1、1.2彼此在环境中协调。此外,移动式平台1.1、1.2可以借助相应的患者识别传感器和身体区域识别装置来识别患者31并且自动定位X射线管9和X射线探测器8,使得可以拍摄患者31的由操作者预设定的身体区域的X射线照片。在此可以对于每种身高的患者31和对于患者31的任意位置进行X射线管9和X射线探测器8的定位,因为移动式平台1.1、1.2的系统借助取向传感器、碰撞传感器和患者识别传感器彼此和在环境中协调。这两个移动式平台1.1、1.2可以彼此相协调地例如与在C型臂中类似地驶过用于拍摄多个X射线照片的轨迹。在此,轨迹可以在实施方案中预先由操作者32预设。替选地,移动式平台1.1、1.2可以借助相应的传感器模块的传感器确定轨迹。可以相对于患者位置或当所有患者31总是定位在同一位置中时相对于环境驶过轨迹。可以借助相应的行驶机构13驶过轨迹。替选地或附加地,轨迹可以是X射线管9和X射线探测器8的轨迹。可以借助相应的保持设备12驶过所述轨迹。在实施方案中,可以借助行驶机构13和保持设备12组合地驶过轨迹。两个移动式平台1.1、1.2中的仅一个移动式平台的轨迹尤其可以预设或由两个移动式平台1.1、1.2中的一个移动式平台确定。另一移动式平台1.1、1.2可以追踪一个移动式平台1.1、1.2的运动。为此另一移动式平台1.1,1.2可以借助其传感器单元的传感器探测一个移动式平台1.1、1.2的运动。替选地,两个移动式平台1.1、1.2可以交换其关于其在环境中的相应的位置以及医疗设备、如X射线管9或X射线探测器8在移动式平台1.1、1.2的相应的保持设备12处的位置的数据。位置的交换可以直接在两个移动式平台1.1、1.2之间或经由中央分配器系统实施。
对于如下应用,例如在X射线成像中的如下应用,或当紧固在保持设备12上的医疗设备7、8、9在医疗手术中协作时,两个或多个移动式平台1.1、1.2能够以亚毫米精度彼此定位,在所述应用中,X射线管9和X射线探测器8设置在两个移动式平台1.1、1.2上,如在该图中示出的实施例中那样。这可以在实施方案中通过移动式平台1.1、1.2之间的直接的、经由无线电传输的间距信息和/或位置信息实现。替选地,移动式平台1.1、1.2的定位可以经由移动式平台1.1、1.2的环境中的参考点实现。参考点由移动式平台1.1、1.2的相应的取向传感器检测。移动式平台1.1、1.2可以因此经由同一环境中的参考点相协调。因此,移动式平台1.1、1.2间接也彼此相协调。
图6示出由两个根据本发明的移动式平台1.1、1.2构成的系统的一个实施例的视图,其中移动式平台1.1、1.2在其环境中取向。在替选的实施方式中,系统可以包括多于两个移动式平台。两个移动式平台1.1、1.2可以协调地在其环境中移动。两个移动式平台1.1、1.2包括各一个可全方向行驶的行驶机构13和各一个壳体131。壳体131构成为,使得其分别构成在床高度上的存放面14。两个移动式平台1.1、1.2的保持设备12分别包括可伸缩式构成的提升设备121。这意味着提升设备121节省空间地在高度方面可移入彼此中或推入彼此中。对于在环境中移动、例如对于更换诊所中的房间,提升设备121可以以这种方式节省空间地推入彼此中。
两个移动式平台1.1、1.2彼此相协调。此外,移动式平台1.1、1.2中的每个移动式平台在环境中相协调。以这种方式,移动式平台1.1、1.2可以自动地在其环境、例如诊所或诊所部门或医生诊室中定位。定位与需要所述定位用于医疗检查或医疗手术或协助功能的地点相关。此外,移动式平台1.1、1.2可以承担运输功能并且将材料和/或设备带到需要所述材料和/或设备的房间中。材料和设备尤其可以是医疗小设备7,如内窥镜、工作灯、医疗器械或医疗材料。
具有用于在空间中的位置确定或取向(借助测程法、跟踪和光学地、惯性地、声学地或无线电技术地在空间中测量)的传感器以及具有用于识别和避免碰撞的传感器的传感器模块能够实现移动式平台1.1、1.2在移动式平台1.1、1.2的环境内、例如在工作空间内或在整个建筑物中的协助的、自主的或半自主的运动。位置精度根据需要在工作空间或房间之间的运输行驶时是厘米精确的或在精确成像或治疗应用时是亚毫米精确的。
图7示出由移动式平台1和非移动式平台10构成的用于对患者31执行X射线检查的系统的一个实施例的视图。在替选的实施方式中,系统可以包括多于一个移动式平台和/或多于一个非移动式平台。移动式平台1包括可全方向行驶的行驶机构13和壳体131。壳体131构成为,使得其形成在床高度上的存放面14。移动式平台1还包括保持设备12,所述保持设备包括提升设备121和紧固在提升设备121上的机器人执行器123。在机器人执行器123上紧固有X射线探测器8。
非移动式平台10包括在所述实施例中紧固在屋顶上的保持设备101。替选地,非移动式平台10的保持设备101也可以紧固在非移动式平台10所处的房间的地面或墙壁处。移动式平台10的保持设备101在所述实施例中对应于机器人执行器123。在非移动式平台10的保持设备101上紧固有X射线管9。移动式平台1和非移动式平台10彼此相协调。尤其经由此,非移动式平台10的X射线管9和移动式平台1的X射线探测器8彼此相协调。在非移动式平台10的环境中定位有检查床2,使得可以借助X射线管9和X射线探测器8拍摄平躺在检查床2上的患者31的X射线照片。移动式平台1的X射线探测器8追踪非移动式平台10的X射线管9的运动,使得X射线探测器8可以拍摄对应于X射线管9相对于患者31的定向的X射线照片。因此,通过移动式平台1通过具有保持设备12的X射线探测器8和具有保持设备101的X射线管9的行驶机构13的同时的或单独的运动,驶过用于拍摄X射线图像的任意轨迹。
图8从替选的角度和在X射线管9和X射线探测器8替选地定位的情况下示出根据图7的系统的实施例的视图。X射线管9和X射线探测器8定位成,使得所述X射线管和X射线探测器可以拍摄患者31的身体区域的X射线照片。X射线管9的定位可以在此根据非移动式平台10在空间中的协调执行。非移动式平台10可以为此类似于移动式平台1在环境中协调。替选地,X射线管9的定位可以根据非移动式平台10的协调经由由取向传感器检测到的在检查床2处的参考点和/或借助患者识别传感器和身体区域识别装置执行。X射线探测器8的位置或运动可以追踪X射线管9的位置或运动。追踪可以类似于追踪两个移动式平台1.1、1.2之间的医疗设备来执行。
替选地,移动式平台1可以在环境中和/或在检查床处协调。X射线管9的位置或运动尤其可以追踪X射线探测器8的位置或运动。
因此可以采用X射线管9相对于X射线探测器8的可自由运动的/动态的设置。因此尤其可以在患者31的可变的姿态和位置中拍摄放射学的2D和/或3D图像数据。可以执行静态的和动态的图像拍摄。
图9示出根据本发明的用于(半)自动执行医疗介入的移动式平台的一个实施例的视图。
移动式平台1包括保持设备12和可全方向行驶的行驶机构13。
保持设备12包括壳体131。所述壳体具有两个抓取元件G,借助于所述抓取元件,移动式平台1在手动的或手动支持的行驶运行中尤其可以被推动和运动到所期望的目标位置中。保持设备12包括:直接紧固在壳体131上的提升设备121;紧固在提升设备121上的旋转设备122;以及紧固在旋转设备122的背向提升设备的端部上的机器人执行器123。机器人执行器123又包括多个旋转接头和铰链接头。在机器人执行器123处设置有呈介入式平台I的形式的第一医疗设备。保持设备12通过其构造构成,借助介入式平台I尤其直接在患者P处完全覆盖调整范围,并且将介入式平台I置于任意工作位置中。地面支撑的全方向行驶机构13和保持设备12在同一空间坐标系中取向。因此尤其可以由行驶机构13和保持设备12实施彼此相协调的运动,以便调整介入式平台I。借助于具有四个全方向万向轮R的全方向行驶机构13,移动式平台1可以在医疗环境、例如检查空间U中运动并且尤其驶近承载患者P的检查床T。行驶运动可以手动地、自动地、远程控制地和/或(半)自主地进行。借助于保持设备12可以将介入式平台I置于相对于患者P的所期望的相对位置中。介入式平台I的调整运动优选自动地和自主地或远程控制地进行。
移动式平台还包括:控制单元ST、传感器模块SE以及接口单元SS。
传感器单元SE在此仅仅示例性示出。传感器单元SE包括至少一个取向传感器以及至少一个碰撞传感器。传感器单元优选地包括在行驶机构13、保持设备12和介入式平台I中的各至少一个碰撞传感器。传感器可以构成用于,连续地或间隔地、例如以秒节拍产生传感器数据。传感器数据尤其包括关于相对于呈环境U中的物体的形式、例如为检查床T、血管造影设备A、其X射线辐射器S或探测器D的第二医疗设备或相对于患者P的相对间距的信息,和/或关于行驶机构13相对于环境的一般参考点的位置的信息。
控制单元ST构成用于,经由接口单元SE接收传感器数据,以及用于自动产生用于行驶机构13、保持设备12和/或介入式平台I的控制信号。控制信号尤其可以涉及对于移动式平台1的所述单元的所有或至少一个单元的运动速度、运动停止、运动方向、运动轨迹、目标位置等。经由接口单元SE可以将控制信号传输给相关单元12、13、I。
接口单元SS在所述实施方案中也用于从操作单元B接收传感器数据或控制数据/控制信号或将其发送至操作单元B,所述操作单元设置在与检查空间U在空间上分离的控制空间K中并且同样包括接口单元SS。操作单元B包括用于使用者的操作界面,在此包括多个控制元件,如键盘、按钮、旋扭、摇杆等。经由操作界面,使用者可以输入控制指令,所述控制指令用于移动或操作移动式平台1,用于行驶机构13、保持设备12、和/或尤其介入式平台I。经由操作单元B,使用者可以不仅控制移动式平台1的运动,而且控制医疗介入的继续进行。操作单元B还可以设立用于,也接收使用者的用于血管造影设施A的控制信号,尤其用于对于图像数据检测在介入下需要的血管造影设施A的调整运动的控制信号,并且将其通过接口单元SE发送给血管造影设施A。所述信息可以有利地也发送给移动式平台1的控制单元ST,以便检查:移动式平台1是否必须实施规避运动,以便不干扰X射线成像或者避免介入式平台I或机器人执行器123的碰撞。替选地,关于血管造影设施A的运动的信息可以经由传感器模块SE检测并且提供给控制单元ST以用于进一步处理。
控制单元ST可以替代在移动式平台中设置的计算单元构成为中央计算单元,并且尤其处理传感器信号和/或产生用于根据本发明的系统的多个移动式平台的控制信号。
接口单元SS优选地包括输入和输出接口。但这两个接口也可以组合在接口构造单元中。接口SS例如可以包括硬件接口或软件接口,如PCI总线、USB或火线(Firewire)。优选地借助于网络连接或无线电连接进行数据交换。网络可以构成为局域网(LAN),例如内联网,或广域网(WAN)。网络连接根据本发明无线地构成,例如构成为无线LAN(WAN或WiFi)。网络可以包括由不同的网络示例构成的组合。可以基于数据查询或主动地进行数据传输。可以双向地或单向地进行两个单元或系统部件之间的数据传输。
控制单元ST能够以硬件或软件的形式构成。例如控制单元ST构成为所谓的PFGA(英文“Field Programmable Gate Array”的首字母缩写)或包括算术逻辑单元。控制单元ST也可以构成为(独立的)基于云的计算机,其中经由安全的互联网连接进行与传感器模块或操作单元B或移动式平台1的多个单元的数据交换。
在本发明的所述实施方案中,用于支持尤其心血管的和外周血管的介入的介入式的、机器人支持的平台借助于引导导管、引导线、气球植入物或支架植入物有利地移动式或便携式构成,并且可灵活地用于具有不同的成像设施、尤其血管造影设施的不同的程序。没有专业人员的介入式平台的重新定位通过远程操作能够实现。因为介入式平台在移动式平台1上支承,所以在检查床上不施加附加的负荷。借助于传感器模块和控制单元可以避免血管造影设施与移动式平台之间的碰撞。血管造影设施的陡峭测角(Steile Angulationen)借助于移动式平台的规避机动是可行的。在紧急情况下,移动式平台连同介入式平台可以完全从患者移开,以便能够实现无障碍接近患者。
尽管已经参考优选的实施例详细说明和描述了本发明的细节,但是本发明不限于此。可以由本领域技术人员从中推导出其他变型方案和组合方案,而不脱离本发明的基本构思。
Claims (14)
1.一种移动式平台(1,1.1,1.2),所述移动式平台包括:
行驶机构(13),
传感器模块(SE),以及
至少一个保持设备(12),其中
-所述保持设备构成用于引导第一医疗设备(4,4’,7,8,9,I)并且
-所述保持设备构造用于,将所述第一医疗设备在调整范围内定位到至少一个工作位置中。
2.根据权利要求1所述的移动式平台,
其中所述第一医疗设备是以下医疗设备组中的设备:X射线探测器(8)、X射线管(9)、超声头(4,4’)、内窥镜、介入式平台、工作灯、医疗器械或医疗材料。
3.根据上述权利要求中任一项所述的移动式平台,
其中所述至少一个保持设备包括提升设备(121)、旋转设备(122)、机器人执行器(123,123.1,123.2)和/或操作设备(124)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的移动式平台,
其中所述传感器模块包括至少一个取向传感器,所述取向传感器构成为,检测在所述移动式平台的环境中设置的至少一个参考点。
5.根据上述权利要求中任一项所述的移动式平台,
其中所述传感器模块包括至少一个碰撞传感器,所述碰撞传感器构成为,识别在所述移动式平台的环境中的对象。
6.根据上述权利要求中任一项所述的移动式平台,
其中所述传感器模块包括至少一个患者识别传感器。
7.根据上述权利要求中任一项所述的移动式平台,
其中所述行驶机构和/或所述至少一个保持设备构成为,使在所述至少一个保持设备处安置的第一医疗设备的工作位置匹配于第二医疗设备的运动。
8.根据上述权利要求中任一项所述的移动式平台,所述移动式平台包括至少两个保持设备,其中
-所述保持设备分别构成用于引导第一医疗设备和第三医疗设备,并且
-所述保持设备构造用于,分别将所述第一医疗设备和所述第三医疗设备在调整范围内定位到至少一个工作位置中。
9.根据上述权利要求中任一项所述的移动式平台,
其中所述移动式平台包括电池模块。
10.根据上述权利要求中任一项所述的移动式平台,所述移动式平台包括翻转保护。
11.根据上述权利要求中任一项所述的移动式平台,所述移动式平台包括存放面(14)。
12.根据上述权利要求中任一项所述的移动式平台,其中所述行驶机构全方向构成。
13.一种包括多个根据本发明的移动式平台的系统,其中所述多个移动式平台彼此相协调。
14.根据权利要求13所述的系统,
其中所述系统包括不具有行驶机构的至少一个非移动式平台(10),所述非移动式平台与所述多个根据本发明的移动式平台相协调。
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