【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种医疗设备，其具有：-至少一个功能组件，-设置用于在空间中定位功能组件的载体装置(或称为承载装置)，所述载体装置带有至少两个可以相对彼此运动的载体组件，-至少一个在载体装置的不同位置中以不同方式定位和/或成形的附加组件，-控制设备，其中，为了形成碰撞保护系统，控制设备包括：-模型单元，用于根据显示载体组件当前位置的位置数据更新医疗设备的数字运动模型，该模型映射(或者说成像、显示)载体组件和功能组件及其可移动性，-探测单元，用于评估当前的运动模型以探测与至少一个位于运动范围内、在运动模型中映射的主体和/或对象可能面临的碰撞，和-措施单元，用于在探测到可能面临的碰撞时执行至少一个碰撞保护措施。此外，本专利技术涉及一种用于运行这种医疗设备的计算机实现的方法、计算机程序和电子可读数据载体。
技术介绍
1、医疗设备，尤其用于检查和治疗病人的医疗设备通常具有可运动的组件，对于这些组件希望其不与病人或其他可检测的对象，尤其医疗设备的其他组件碰撞。这种医疗设备在此通常具有至少一个功能组件，其可以通过具有载体组件的载体装置在空间中定位，以便正确检查和/或治疗患者。这种功能组件在医学成像设备的情况下例如可以是拍摄装置或者在放射治疗设备的情况下可以是放射头等。
2、这个问题在x射线设备中特别相关，x射线设备具有带有x射线发射器和x射线探测器的可以自由在空间中定位的拍摄装置。在此可以进行不同的投射方向或者一般来说与要进行的医学过程相符的拍摄几何形状。通常这种x射线设备具有c曲臂，x射线发射器和x射线探测器相对布置在c曲臂上。
3、一般对医疗设备适用的是，碰撞保护系统设计得越保守，用于功能组件的运动自由空间有时就越明显受其限制。这意味着，确定的治疗和/或检查位置，例如成像设备中的成像几何形状，会因为碰撞保护系统而必要时不能实现，尽管在碰撞保护系统更准确作用时可以实现。高精度的、最大化运动自由空间的碰撞保护系统大多面对的是高成本和高耗费，也就是说高复杂性。
4、在现有技术中已经建议了碰撞保护系统，其使用功能组件和/或载体装置的载体组件上的距离传感器，但其在构建、数据评估和其背后的控制方面成本高昂且非常复杂。因此，基于软件的碰撞保护系统(例如使用医疗设备的控制设备中本来就有的载体组件的位置数据)更有成本效益并且更便于实施，而更受偏爱。基于软件的碰撞保护系统还能通过避免例如由无菌盖产生的死角允许载体组件相互之间更快的运动，甚至还能评估进入深度，以便允许快速解决碰撞情况。
5、例如已经建议了碰撞保护系统，其通过运动模型持续监测医疗设备的运动并通过限制系统速度防止与碰撞有关的危险。为了距离计算，医疗设备可以在运动模型中划分为有限数量的刚性几何元素，这些元素的空间姿势(即位置和定向)可以在运动模型中通过运动学链检测。除了医疗设备，运动模型中还可以检测其他对象和/或主体，尤其不希望与其碰撞的对象和/或主体。这在许多实施方案中主要涉及患者作为主体。
6、出于成本原因和为了减少复杂度，在运动模型中通常仅映射或者说反映与患者和功能组件的定位直接相关的载体装置的运动自由度。这些运动自由度具有的优点是，对载体组件的相互运动相应使用的执行器的传感器通常已经提供足够的位置数据。然而这导致的问题是，医疗设备的一些附加组件，例如带有可旋转线缆出口的线缆导引组件，在载体装置变化时尽管至少部分改变其姿势和/或形状，但在运动模型中不能理解，因为为此没有位置数据。相应地在现有技术中建议，通过附加组件的更大几何模型元素映射这种附加组件，这些几何模型元素覆盖附加组件的整个可想到的运动自由空间。然而这种更大的“膨胀”的模型元素是不利的，因为必要时不能达到或至少不能在尽可能最短的时间内达到临床相关的位置。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于，给出一种碰撞保护方案，其增大用于功能组件的可用定位自由空间，但可靠防止碰撞。
2、上述技术问题根据本专利技术通过根据独立权利要求的医疗设备、方法、计算机程序和电子可读数据载体解决。有利的设计方案由从属权利要求得出。
3、在开始所述类型的医疗设备中根据本专利技术规定，运动模型还映射附加组件的运动，其中，模型单元构造成由存储在控制设备中的、至少一部分位置数据与附加数据的关联来确定说明附加组件的当前姿势和/或形状的附加数据。
4、本专利技术基于的认识是，在许多情况中载体组件和尤其与之相连的附加组件的运动之间存在决定性或者说确定性的关联，所述关联可以被利用，以将附加组件至少部分纳入运动模型中并一并映射其运动，以便可以避免呈现受阻的空间的增大的几何元素。因此除了更好保护主体和/或对象免受碰撞外，通过改进的运动模型还能提供更大的运动自由空间，从而使检查和/或治疗能通过功能组件在更大范围内临床相关的位置进行，从而改善检查和/或治疗的质量，尤其医学干预的质量。在此，如下文还会详细介绍的是，所述改善尤其可以在使用碰撞保护系统，尤其运动模型的本来就有的构件的情况下进行，而无需对现有软件结构进行显著改变。尤其不需要额外的、与附加组件相关的、复杂的和/或昂贵的附加传感器技术。
5、基于软件的碰撞保护系统的根据本专利技术改进的设计方案解决了附加组件的姿势(位置和定向)和/或形状方面的不确定性导致的在临床相关位置方面运动自由空间的限制，方式是在附加组件的运动与本来就有的位置数据之间存在确定性的关联。通过这种显著改善，先前使用的放大的模型元件被更精确的几何呈现内容和姿势/形状取代，从而可以扩展临床相关兴趣区域的可及性，而无需引入复杂和昂贵的位置传感器。本专利技术还允许功能组件的快速定位，因为再现实际的几何形状和实现最短的无碰撞的运动。
6、在此尤其可以规定，所述至少一个附加组件包括连通功能组件的至少一个线缆的线缆导引组件的至少一个元件。为了能实现其功能，功能组件通常需要至少一个线缆接头，例如电功率和/或其他功率的接头和/或至少一个数据线/通信线。尽管载体装置带有可以相对运动的载体组件，但还是需要将相应的线缆导引至功能组件。为此通常在至少两个载体组件之间使用具有确定的可运动性的线缆导引组件。如果载体组件运动，则导致线缆导引组件和其元件的姿势和/或形状变化。在此，线缆导引组件的至少一个元件可以是至少一个刚性线缆出口，尤其用于连接槽纹管/波纹管的线缆出口，该元件基于所述关联被视为运动模型中的附加组件。例如现有技术中已知线缆导引组件，其具有两个可旋转地分别安装在载体组件上的线缆出口，线缆出口通过槽纹管柔性以及必要时长度可调地连接。在此线缆出口在本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种医疗设备，其具有：
2.按照权利要求1所述的医疗设备，其特征在于，所述至少一个附加组件包括用于至少一个线缆的线缆导引组件(13)的至少一个元件。
3.按照权利要求2所述的医疗设备，其特征在于，线缆导引组件(13)的至少一个元件包括至少一个刚性线缆出口(14)，尤其是用于连接槽纹管(15)的线缆出口。
4.按照上述权利要求之一所述的医疗设备，其特征在于，附加组件尤其作为刚性、可旋转耦连的运动学元件(22)通过Denavit-Hartenberg表示法添加到使用至少一个运动链的运动模型(21)中。
5.按照权利要求4所述的医疗设备，其特征在于，所述附加数据说明至少一个运动学元件(22)的角度位置(25)。
6.按照上述权利要求之一所述的医疗设备，其特征在于，所述医疗设备是X射线设备(1)，X射线设备带有拍摄装置作为功能组件，拍摄装置包括X射线发射器(8)和X射线探测器(9)。
7.按照权利要求6所述的医疗设备，其特征在于，至少一个载体组件是通过作为另外的载体组件的支架(32)在外曲臂(6)中可运动地导引的
8.按照权利要求7所述的医疗设备，其特征在于，在线缆导引组件(13)固定在C曲臂(7)和支架(32)上的情况下，附加数据说明相应线缆出口(14)的角度位置(25)，线缆出口作为相对于相应载体组件的附加组件。
9.按照上述权利要求之一所述的医疗设备，其特征在于，所述关联作为查找表(29)被存储，其中，模型单元(20)构造成针对位置数据的(29)位于查找表(29)中的表值之间的值通过插值确定附加数据。
10.按照上述权利要求之一所述的医疗设备，其特征在于，所述医疗设备具有至少一个配属于执行器的传感器以确定至少一部分位置数据。
11.按照上述权利要求之一所述的医疗设备，其特征在于，所述探测单元(30)设计为将至少一个尤其至少一部分作为柱体建模的患者(12)作为主体，和/或将尤其形成医疗设备的一部分的患者支撑台(10)作为对象使用。
12.一种计算机实施的用于运行医疗设备的方法，所述医疗设备具有：
13.一种计算机程序，其在控制设备(16)上执行时，执行按照权利要求12所述的方法的步骤。
14.一种电子可读的数据载体，按照权利要求13所述的计算机程序存储在所述电子可读数据载体上。
...【技术特征摘要】
1.一种医疗设备，其具有：
2.按照权利要求1所述的医疗设备，其特征在于，所述至少一个附加组件包括用于至少一个线缆的线缆导引组件(13)的至少一个元件。
3.按照权利要求2所述的医疗设备，其特征在于，线缆导引组件(13)的至少一个元件包括至少一个刚性线缆出口(14)，尤其是用于连接槽纹管(15)的线缆出口。
4.按照上述权利要求之一所述的医疗设备，其特征在于，附加组件尤其作为刚性、可旋转耦连的运动学元件(22)通过denavit-hartenberg表示法添加到使用至少一个运动链的运动模型(21)中。
5.按照权利要求4所述的医疗设备，其特征在于，所述附加数据说明至少一个运动学元件(22)的角度位置(25)。
6.按照上述权利要求之一所述的医疗设备，其特征在于，所述医疗设备是x射线设备(1)，x射线设备带有拍摄装置作为功能组件，拍摄装置包括x射线发射器(8)和x射线探测器(9)。
7.按照权利要求6所述的医疗设备，其特征在于，至少一个载体组件是通过作为另外的载体组件的支架(32)在外曲臂(6)中可运动地导引的c曲臂(7)，其相对于支架(32)的位置在位置数据中通过位置角度说明，其中，对于作为附加组件的将线缆从支架(32)导引到布置在c曲臂(7)上的功能组件的线缆导...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·巴图沙特，M·梅尔格伦，R·斯坦泽尔，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：
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