医学装置和用于运行医学装置的方法制造方法及图纸

一种医学装置(10，20，30)，所述医学装置包括：‑至少一个可移动地支承的并且可马达调节的组件(11，21，31)；‑用于调节至少一个组件(11，21，31)的至少一个驱动单元(A)；‑与驱动单元(A)相关联的至少一个马达控制单元(MSt)；‑用于检测与至少一个组件(11，21，31)的位置相关的方位参数(L)的至少一个检测单元(E)。根据本发明专利技术，在马达控制单元(MSt)中集成有安全函数，所述安全函数限制至少一个运行参数(BP)，所述运行参数与至少一个组件(11，21，31)的要执行的运动相关联。设备控制单元(GSt)根据安全函数与方位参数(L)相关地操控驱动单元(A)。本发明专利技术还涉及一种用于运行这种医学装置(10，20，30)的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】医学装置和用于运行医学装置的方法
本专利技术涉及一种医学装置，所述医学装置具有：至少一个可移动地支承的并且可马达调节的组件；用于调节至少一个组件的至少一个驱动单元；与驱动单元相关联的至少一个马达控制单元；以及用于检测与至少一个组件的位置相关的方位参数的至少一个检测单元。本专利技术还涉及一种用于运行这种医学装置的方法。
技术介绍
医学或医学技术装置，尤其用于诊断和/或干预的医学或医学技术装置，典型地需要机械轴的移动，以便例如将患者相对于进行成像的或对治疗重要的组件、例如X射线辐射器或探测器适宜地定位。在简单的实施方案中，通过用户的对应的力耗费来手动地定位医学装置。在高质量的实施方案中，所述运动通常是马达驱动的。马达驱动的运动通常有危险。这需要实现安全设计方案，以便避免人员伤害。在传统的安全设计方案中，用户必须持续地监控设备运动，并且在面临危险时立即将其停止。这通常通过如下方式进行：仅当用户持久地操作释放按键(也称为：失能开关，deadmangrip，deadmanswitch)时，才能够实现可马达调节的组件的马达驱动的运动。一旦所述释放不再起作用，则运动自动停止。与此相应地，用于避免风险的责任在于用户。
技术实现思路
基于该现有技术，本专利技术所基于的目的是，改进具有可马达调节的组件的医学装置的防伤害安全性。该目的通过具有权利要求1的特征性特征的医学装置以及具有权利要求10的特征性特征的用于运行这种医学装置的方法来实现。本专利技术的有利的设计方案是从属权利要求的主题。医学装置包括：-至少一个可移动地支承的且可马达调节的组件；-用于调节至少一个组件的至少一个驱动单元；-与驱动单元相关联的至少一个马达控制单元；和-至少一个检测单元，以检测与至少一个组件的位置相关的方位参数。根据本专利技术，在马达控制单元中集成有安全函数，所述安全函数限制至少一个运行参数，所述运行参数与至少一个组件的要执行的运动相关联，其中设备控制单元根据安全函数与方位参数相关地操控所述驱动单元。因此，基本构思在于实现如下医学装置，在所述医学装置中，组件的马达驱动的运动本质安全地实施。所述医学装置构成为用于，通过移动的组件几乎不产生或不产生危害。所述医学装置例如构成为用于，在没有人工监控的情况下自动辅助地或者在改进方案中完全自主地执行尤其用于诊断和/或干预的运动。根据例如表征医学装置的天花板支架的轴线位置的方位参数能够决定：组件的要执行的运动是否要求下述空间范围，在所述空间范围中人可能被移动的组件夹住，意即涉及下述空间范围，人员不能够不受阻碍地从该空间范围中撤回；或者是否要求下述空间范围，在该空间范围中仅可能发生与人员的暂时碰撞，意即涉及下述空间范围，人员能够不受阻碍地从该空间范围中撤回。换言之，由运动要求的空间范围分类为不同的危险区。与此相关地，对与组件运动相关联的运行参数进行限界或限制。在设备方面，这通过如下方式实现：将对运行参数进行限制的一个或多个安全函数集成在马达控制单元中。在可编程的设备控制单元中实现下述逻辑关联关系，所述逻辑关联关系将组件的方位参数或位置和/或方位与允许的运行参数相关联，所述运行参数例如为速度、使组件运动的力或扭矩。在方位参数和运行参数之间的逻辑链接通常对于在设备方面不灵活的或硬接线的实施方案过于复杂。本专利技术以有利的方式通过与此匹配地划分控制架构来解决该问题。通过组件运动的本质安全的实现方案，医学装置的用户不必再独自负责地监控所述运动。这能够为用户实现：只要如期望的那样执行所述运动，就能够执行其它工作。长期来看，这能够实现减少人员成本。在本说明书的范围中，方位参数包括或包含一个或多个变量，所述变量表征至少一个可移动地支承的组件在空间中的位置。在改进方案中，所述方位参数包括一个或多个变量，所述变量表征至少一个可移动地支承的组件在空间中的周围环境。所述变量尤其能够从通过传感器检测的环境数据中推导出。在设计方案中，所述安全函数将至少一个运行参数限制为最大值，使得不超过组件的速度和/或作用到组件上的力和/或作用到组件上的扭矩。通过可编程的设备控制单元根据方位参数调用确保对应的安全要求的安全函数。在该上下文中，在设计方案中提出，固定地预设用于至少一个运行参数的最大值。在这种情况下，在受控自主地或至少半自动地执行组件运动期间不对最大值进行调整。在设计方案中，所述设备控制单元构成为用于，根据方位参数连续地调整对安全函数的调用和与安全函数关联的最大值。换言之，在组件运动期间，即根据方位参数的分别临时检测的值来调整安全函数和/或最大值。以这种方式，所述设备控制单元构成为用于，预设用于运行参数、尤其是组件运动的速度和/或使组件运动所用的力和/或扭矩的可变的极限值或最大值。在设计方案中，在设备控制单元的故障安全的程序部分中实现包含根据方位参数调用安全函数的控制逻辑。尤其在医学
中，这种程序部分也被称为首次故障安全(Erstfehler-sicher)，意即故障安全的程序部分通过本身已知的措施保护，防止单个故障(首次故障)会引起不安全的设备状态。而在其它工业领域中，尤其当程序运行达到要求的安全标准(也为：安全完整性等级(SafetyIntegrityLevel)，SIL)或性能标准(也称为：性能等级(PerformanceLevel)，PL)时，程序部分那么才称为故障安全。所述标准尤其能够在工业规范的范围中规定。与此相应地，根据对应的工业规范认证的控制单元可商购获得。一个实例是西门子公司的SIMATIC故障安全控制装置(例如S7-1500-F)。不满足所需的安全要求的程序部分称为“功能性的(funktional)”。在设计方案中，在设备控制单元和马达控制单元之间的通信接口故障安全地构成。为了确保设备运动的本质安全性，所述设备控制单元、所述马达控制单元以及作为第三者的在所述设备控制单元和马达控制单元之间的通信接口都起作用。例如，在设备控制单元中实现下述控制逻辑，所述控制逻辑推导出在方位参数与限制所述组件的运动的限制参数之间的逻辑链接。所述马达控制单元根据至少一个运行参数操控所述驱动单元，使得在运动期间遵循所设定的一个或多个限制参数。经由通信接口，例如所述设备控制装置能够在马达控制单元中激活、去激活或重新选择限制参数。出于该原因，与此对应地，所述通信接口尤其也满足首次故障安全性的要求或例如在工业规范中规定的安全性要求，例如SIL或PL。所述通信接口优选具有现场总线拓扑和/或包括至少一个例如基于以太网的现场总线。优选的是，所述通信接口构成为用于，以拓扑的方式识别和配置所连接的电子组件。这能够以有利的方式实现一一对应地辨识所述电子组件。通过以太网拓扑来确保：原则上仅点对点连接是可行的。星形或树形拓扑仅通过使用另外的接口，所谓的以太网交换机是可行的，其又能够建立与所连接的参与者的多个点对点连接，或者在内部能够将这些端子中的两个端子分别彼此连接(也称为：路由“routing”)。因此，每个单独的通信路段具有刚好两个参与者，并且单个参与者的失效或返回能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医学装置(10，20，30)，所述医学装置包括：/n-至少一个可移动地支承的并且可马达调节的组件(11，21，31)；/n-用于调节所述至少一个组件(11，21，31)的至少一个驱动单元(A)；/n-与所述驱动单元(A)相关联的至少一个马达控制单元(MSt)；/n-用于检测与所述至少一个组件(11，21，31)的位置相关的方位参数(L)的至少一个检测单元(E)，/n其特征在于，/n在所述马达控制单元(MSt)中集成有安全函数，所述安全函数限制至少一个运行参数(BP)，所述运行参数与所述至少一个组件(11，21，31)的要执行的运动相关联，其中所述设备控制单元(GSt)根据所述安全函数与所述方位参数(L)相关联地操控所述驱动单元(A)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180416 DE 102018205758.31.一种医学装置(10，20，30)，所述医学装置包括：
-至少一个可移动地支承的并且可马达调节的组件(11，21，31)；
-用于调节所述至少一个组件(11，21，31)的至少一个驱动单元(A)；
-与所述驱动单元(A)相关联的至少一个马达控制单元(MSt)；
-用于检测与所述至少一个组件(11，21，31)的位置相关的方位参数(L)的至少一个检测单元(E)，
其特征在于，
在所述马达控制单元(MSt)中集成有安全函数，所述安全函数限制至少一个运行参数(BP)，所述运行参数与所述至少一个组件(11，21，31)的要执行的运动相关联，其中所述设备控制单元(GSt)根据所述安全函数与所述方位参数(L)相关联地操控所述驱动单元(A)。


2.根据权利要求1所述的医学装置(10，20，30)，
其特征在于，
所述安全函数将所述至少一个运行参数(BP)限制为最大值，使得不超过所述组件(11，21，31)的速度和/或作用到所述组件(11，21，31)上的力和/或作用到所述组件(11，21，31)上的扭矩。


3.根据权利要求2所述的医学装置(10，20，30)，
其特征在于，
所述设备控制单元(GSt)设计成用于，根据所述方位参数(L)连续地调整对所述安全函数的调用和与所述安全函数关联的最大值。


4.根据上述权利要求中任一项所述的医学装置(10，20，30)，
其特征在于，
在所述设备控制单元(GSt)的故障安全的程序部分(PT2)中实现包含根据所述方位参数(L)调用所述安全函数的控制逻辑。


5.根据上述权利要求中任一项所述的医学装置(10，20，30)，
其特征在于，
在所述设备控制单元(GSt)和马达控制单元(MSt)之间的通信接口(K)故障安全地构成。


6.根据上述权利要求中任一项所述的医学装置(10，20，30)，
其特征在于，
所述检测单元(E)包括近场传感器装置(NFS)，所述近场传感器装置用于识别所述组件(11，21，31)接近对象，尤其是接近障碍物或接近人员(P)。


7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·比尔，安德烈亚斯·戴恩莱因，托马斯·迪普，弗朗茨·迪劳夫，马蒂亚斯·米勒，克劳斯京特·施利尔曼，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE