医疗设备以及用于操作医疗设备的方法技术

本发明专利技术涉及医疗设备以及用于操作医疗设备的方法。一种医疗设备，包括：第一部件；至少一个第二部件，相对于第一部件可移动；驱动装置，驱动至少一个第二部件；传感器，检测至少一个第二部件的位置；以及控制器，检索至少一个第二部件的至少一个边界框的存储数据，基于至少一个第二部件的位置来计算至少一个边界框的实际位置作为变换数据，并且通过变换数据和表示第一部件(2)的另一边界框的或支承第一部件的表面的另一变换数据来确定至少一个第二部件与第一部件或支承第一部件的表面之间的碰撞。

Medical devices and methods for operating them

【技术实现步骤摘要】
医疗设备以及用于操作医疗设备的方法
本专利技术涉及一种医疗设备和一种用于操作该医疗设备的方法，尤其涉及一种包括用于调节医疗设备的位置的驱动装置的医疗设备和一种用于操作该医疗设备的方法。
技术介绍
医疗设备，例如患者支承装置，具体地是手术台，包括电机驱动部件。因此，当调节电机驱动部件的位置时，在操作手术台的操作者没有意识到风险的情况下，存在与其它设备或设备的另一部件碰撞的风险。然而，这种碰撞具有伤害躺在手术台上的患者、操作者或靠近手术台的第三人的风险以及损坏装备的风险。在此背景下，文件US2016/0166856A1公开了一种用于放射疗法的预测碰撞避免，该碰撞避免旨在避免患者支承装置或患者与放射疗法机械之间的碰撞。该装备包括识别在深度图中的多个目标的三维相机和为多个目标中的每一个生成非常昂贵的三维模型的计算装置。然而，在没有其他装备位于医疗设备附近的情况下，不需要注意避免与其他装备的任何碰撞，并且这种昂贵的装备不是必需的，而且将构成徒劳的投资。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种医疗设备和一种用于操作该医疗设备的方法，其避免了医疗设备的部件与支承医疗设备的表面之间的碰撞。根据本专利技术的一方面，一种医疗设备包括第一部件和相对于第一部件可移动的至少一个第二部件。第一部件和第二部件也可以由彼此刚性地附接的若干个元件构成，例如手术台的台面的区段，使得第二部件的所有若干个元件一起相对于第一部件的所有元件可移动。医疗设备进一步包括被配置成驱动至少一个第二部件的驱动装置，以及被配置成检测至少一个第二部件的位置和方向的传感器。此外，医疗设备包括控制器，该控制器被配置成检索至少一个第二部件的至少一个边界框的存储数据。该至少一个边界框是面向对象的虚拟边界框，其表示包括医疗设备的至少一个整个的第二部件或至少一个第二部件的一部分的长方体框。数据可以存储在控制器中或存储在与控制器分离的存储器中。控制器进一步被配置成基于至少一个第二部件的位置和方向来计算至少一个边界框的实际位置和方向，作为至少一个边界框的变换数据，并且通过该变换数据和另一边界框的或支承第一部件的表面的另一变换数据来确定至少一个第二部件与第一部件或支承第一部件的表面之间的碰撞或即将发生的碰撞，该另一边界框表示包括整个第一部件或第一部件的一部分的另一虚拟长方体框。通过医疗设备的这种配置，已经设置在医疗设备中的装备可以用于确定医疗设备的若干个部件之间或医疗设备的部件中的一个与支承医疗设备的表面之间的碰撞或即将发生的碰撞。因此，不需要额外的装备并且可以实现经济的解决方案。此外，由于形成了面向对象的虚拟边界框，与处理通过3D相机检测到的部件的3D形状相比，降低了必要的计算性能，从而可以使用更便宜的控制器。根据医疗设备的一种有利的实施方式，控制器被配置成通过根据分离轴定理的计算方法来确定即将发生的碰撞。通过使用这种计算方法，当可以找到两个凸起形状的投影不重叠的轴时，则这两个凸起形状不重叠。因此，与其它方法相比，需要较少的计算性能并且实时处理是可能的。根据医疗设备的另一有利的实施方式，控制器被配置成通过根据正向运动学模型的计算方法来计算至少一个边界框的变换数据。当通过根据正向运动学模型的计算方法来计算边界框的变换数据时，边界框的坐标可以容易地变换到另一坐标系，由此可移动地彼此连接的边界框的位置和方向也可以容易地变换到另一坐标系。根据医疗设备另一有利的实施方式，变换数据是世界坐标系中的数据。由于将变换数据变换到世界坐标系，可以容易地比较单个边界框的位置和方向。根据医疗设备另一有利的实施方式，控制器被配置成控制驱动装置，使得当确定即将发生碰撞时至少一个第二部件的运动被停止。通过控制驱动装置，使得当确定即将发生碰撞时至少一个第二部件的运动被停止，可以提前确定潜在碰撞并且可以预测和防止碰撞。根据医疗设备的另一有利的实施方式，医疗设备包括若干个第二部件，并且控制器被配置成确定该若干个第二部件中的任一个与该若干个第二部件中的另一个之间即将发生的碰撞。当设置若干个第二部件时，例如在医疗设备的手术台的情况下，更复杂的患者定位是可能的。由于若干个第二部件之间也即将发生碰撞的确定，医疗设备的安全使用是可能的。根据医疗设备的另一有利的实施方式，控制器被配置成自动检测至少一个第二部件以及附接到第一部件和至少一个第二部件的另外的部件，并且生成或调整医疗设备的内部物理模型，该内部物理模型包括至少一个边界框和另一边界框和/或支承第一部件的表面。通过自动检测第二部件和另外的部件，可以容易地确定医疗设备的实际配置。即使部件由若干个元件组成，也可使用适当的边界框或部件的一组边界框，使得用于计算该若干个部件的位置和方向的内部物理模型可调整到实际配置。这是为了确定第二部件之间、第二部件中的一个和第一部件之间，或者第二部件中的一个和支承第一部件的表面之间即将发生的碰撞。根据医疗设备另一有利的实施方式，医疗设备被配置成手术台，并且支承第一部件的表面是地板。由地板支承的手术台是用于确定碰撞的合适应用，因为当躺在手术台上的患者被手术单覆盖时，手术台的台面的边界不能被操作者识别，从而由于碰撞确定，可以防止潜在的碰撞。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于操作医疗设备的方法。该方法包括以下步骤：为第一部件和至少一个第二部件定义并存储相应的虚拟边界框，基于由传感器检测到的至少一个第二部件的位置和方向来计算至少一个第二部件的至少一个边界框的实际位置和方向，作为在至少一个第二部件的实际位置和方向上的至少一个边界框的变换数据，并且确定至少一个第二部件中的一个与至少一个第二部件的另一个、第一部件或支承第一部件的表面之间的碰撞。通过使用这种方法，已经设置在医疗设备中的装备可以用于确定医疗设备的若干个部件之间或医疗设备的部件中的一个和支承医疗设备的表面之间即将发生的碰撞。因此，不需要额外的装备并且可以实现经济的解决方案。在该方法的一种有利的实施方式中，通过根据分离轴定理的计算方法来确定碰撞。通过使用这种计算方法，与其它方法相比，需要较少的计算性能并且实时处理是可能的。在该方法的另一有利的实施方式中，通过使用根据正向运动学模型的计算方法来计算至少一个第二部件的至少一个边界框的位置和方向。当通过根据正向运动学模型的计算方法来计算边界框的变换数据时，边界框的坐标可以容易地变换到另一坐标系，因此可移动地彼此连接的边界框的位置和方向也可以容易地变换到另一坐标系。在该方法的另一有利的实施方式中，在世界坐标系中计算变换数据。由于将变换数据变换到世界坐标系，可以容易地比较单个边界框的位置和方向。在该方法的另一有利的实施方式中，当确定即将发生碰撞时，至少一个相关的第二部件的运动被停止。当根据边界框相对于彼此的运动确定即将发生的碰撞时，停止运动，因此可以提前确定潜在碰撞，从而可以预测和防止碰撞。在该方法的另一有利的实施方式中，自动检测至少一个第二部件以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医疗设备(1)，包括：/n第一部件(2)，/n至少一个第二部件(4、4'、4”)，其相对于所述第一部件(2)可移动，/n至少一个驱动装置(6、6'、6”)，其被配置成驱动所述至少一个第二部件(4、4'、4”)，/n传感器(7、7'、7”)，其被配置成检测所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的位置和方向，以及/n控制器(8)，其配置成/n检索所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的至少一个边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””)的存储数据，所述至少一个边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””)表示包括所述至少一个整个的第二部件(4、4'、4”)或所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的一部分的虚拟长方体框，/n基于所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的位置和方向来计算所述至少一个边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””)的实际位置和方向，作为所述至少一个边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””)的变换数据，以及/n通过所述变换数据和另一边界框(11、11')的或支承所述第一部件(2)的表面(3)的另一变换数据来确定所述至少一个第二部件(4、4'、4”)与所述第一部件(2)或支承所述第一部件(2)的表面(3)之间的即将发生的碰撞，所述另一边界框(11、11')表示包括所述整个第一部件(2)或所述第一部件(2)的一部分的另一虚拟长方体框。/n...

【技术特征摘要】
20181212 EP 18211947.91.一种医疗设备(1)，包括：
第一部件(2)，
至少一个第二部件(4、4'、4”)，其相对于所述第一部件(2)可移动，
至少一个驱动装置(6、6'、6”)，其被配置成驱动所述至少一个第二部件(4、4'、4”)，
传感器(7、7'、7”)，其被配置成检测所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的位置和方向，以及
控制器(8)，其配置成
检索所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的至少一个边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””)的存储数据，所述至少一个边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””)表示包括所述至少一个整个的第二部件(4、4'、4”)或所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的一部分的虚拟长方体框，
基于所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的位置和方向来计算所述至少一个边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””)的实际位置和方向，作为所述至少一个边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””)的变换数据，以及
通过所述变换数据和另一边界框(11、11')的或支承所述第一部件(2)的表面(3)的另一变换数据来确定所述至少一个第二部件(4、4'、4”)与所述第一部件(2)或支承所述第一部件(2)的表面(3)之间的即将发生的碰撞，所述另一边界框(11、11')表示包括所述整个第一部件(2)或所述第一部件(2)的一部分的另一虚拟长方体框。


2.根据权利要求1所述的医疗设备(1)，其中，
所述控制器(8)被配置成通过根据分离轴定理的计算方法来确定碰撞。


3.根据权利要求1或2所述的医疗设备(1)，其中，
所述控制器(8)被配置成通过根据正向运动学模型的计算方法来计算所述至少一个边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””)的变换数据。


4.根据前述权利要求中任一项所述的医疗设备(1)，其中，
所述变换数据是世界坐标系中的数据。


5.根据前述权利要求中任一项所述的医疗设备(1)，其中，
所述控制器(8)被配置成控制所述驱动装置(6、6'、6”)，使得当确定即将发生碰撞时所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的运动被停止。


6.根据前述权利要求中任一项所述的医疗设备(1)，其中，
所述医疗设备(1)包括若干个第二部件(4、4'、4”)，并且
所述控制器(8)被配置成确定所述若干个第二部件(4、4'、4”)中的任一个与所述若干个第二部件(4、4'、4”)中的另一个之间即将发生的碰撞。


7.根据权利要求6所述的医疗设备(1)，其中，
所述控制器(8)被配置成自动检测所述至少一个第二部件(4、4'、4”)以及附...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·亨佩尔，
申请(专利权)人：通快医疗系统两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE