CN102724914B - 移动基座和安装在这样的移动基座上的x射线机 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于设计成收容X射线机（10）的移动基座（16）。本发明的目的还在于能够安装在所述移动基座上的X射线机。本发明的该X射线机提供有使用与导航系统（56、60、62）关联的马达驱动系统的移动工具（52、36、37）。本发明的该导航系统使该X射线机能够在检查室、综合室或手术室（9）内自动并且精确地从一个位置移动到另一个。该X射线机还提供有用于在患者周围自动定位移动部件同时保持要受到放射摄影的区域在X射线束内的工具（65）。

Description

移动基座和安装在这样的移动基座上的X射线机

技术领域

本发明的目的是设计成收容X射线机的移动基座。本发明的目的还是可以安装在所述移动基座上的X射线机。它在医疗成像中并且更具体地在医疗诊断设备的领域中发现特别有利的应用。

本发明的X射线机特别设计用于医院病房，例如外科病房、麻醉室、诊断单元、重症监护单元或被称为用于满足血管造影室和手术室两者的要求的综合病房的病房等。

背景技术

在现有技术中，X射线诊断机是X射线图像采集机。这些机器用于获得处于生物（尤其是人类）内部的器官的图像或甚至图像序列。

在现有技术中，X射线机具有使它们能够在不同方向围绕患者旋转的移动部件。这些移动部件能够在空间的所有三个维度上移动。这些移动部件一般由具有在其一端处的X射线管和在其另一端处的检测器的臂构成。该管沿发射方向发出X射线束。

这些X射线机用于为诊断或介入目的的血管造影检查。

在这些检查期间，取得经受诊断或介入的区域的X射线曝光是必须的。为此，患者定位在X射线管和检测器之间并且更具体地放置他或她使得要照射X射线的区域处于面对位置。

目前存在若干类型用于进行放射摄影曝光的X射线机，例如固定到检查室中地面的X射线机。这些X射线机具有若干自由度，X射线束可以通过其定位在感兴趣区域前。然而，该类型的X射线机不适合手术病房。实际上，对于某些检查，X射线仅在手术的开始和结束时需要。在这两点之间，重点在于接近患者。因为这些血管造影机固定到地面，它们不能在不需要放射摄影系统存在时从患者支撑台架或床移走。此外，因为该庞大的系统不能移走，在台架上放置和移动患者的阶段变得更困难。

还存在可以人工移动的叫做“移动外科单元”的X射线机。这些机器一般具有支撑用于向X射线管供电的大量电池的大台车（trolley）。然而，该类型的X射线机具有缺点。实际上，这些机器不适合血管造影过程。因为由X射线管输送的必需功率不足以进行要求优秀图像质量的血管造影过程。

此外，因为支撑管和检测器的臂的直径不足够大，这些移动X射线机不提供复杂的角移动。相似地，这些移动X射线机没有达到足够的转速来实现像在现代血管造影机中需要的那些的高质量3D图像重建。这些移动X射线机也不适合要求对于某些应用（尤其是3D重建）需要的某些自动运动的血管造影过程。

此外，即使这样的机器的重量是供血管造影使用的X射线机的一半，由于它的大尺寸和它的重量（大约300kg）它仍然非常难以移动。

还有从天花板悬置并且可以通过移动台车并且通过电动马达始终沿天花板在轨道上移动的X射线机。然而，该类型的X射线机具有缺点。实际上，手术室一般具有患者的支撑台架、照明工具、分配医疗流体的系统、麻醉设备的支撑物、电动手术刀的支撑物和灌注泵的支撑物。这些系统中的大部分取决于手术室的约束而固定到患者台架周围的天花板，从而塞满患者台架周围的空间。因此，由于固定到天花板的轨道的空间要求和X射线机的体积，它们安装在外科病房中作为血管造影机是完全不可能的。

此外，在天花板上安装X射线机的事实相当地增加了患者中机会性感染的风险。实际上，这些悬置在天花板上的X射线机设计成定位在患者上方或在他的紧邻附近并且因此在手术地点的紧邻附近，从而增加颗粒从机器掉落的风险。

此外，悬置X射线机或多个机器的该事实导致难以适当地清洁和维护该机器。从而，安装该类型的X射线机以适应变化的无菌性环境变得不可能。实际上，手术室持续灭菌，并且在患者上方具有轨道（X射线机在其上滑动）的事实增加由于清洁这些设备的难度引起的医院疾病或败血病的风险。

此外，在某些外科病房中，在患者上方设置无菌层流。在该情况下，轨道使机器能够用该层流在天花板上滑动，并且这具有将存在于其上的颗粒吹入无菌区的效果。

还存在基于一般在汽车厂中发现的工业机器人技术的用于血管造影的X射线机。然而，该类型的X射线机具有缺点。实际上，配备于这些机器人的臂对于在外科病房中可用的空间一般具有相对可观的空间要求。因此，这些臂的移动产生对在外科病房中工作的人的安全风险。因此，这些机器人作为血管造影机安装在外科病房中是完全不可能的。

现在已经有一段时间感觉了到对于适合叫做综合室的室的X射线机的需要，这使得以下成为可能：

-首先，满足血管造影的需要，尤其通过配备有具有足够功率来实现高图像质量和3D重建的X射线管的系统，以及

-第二，满足手术室的需要，尤其通过能够移动X射线机的系统。

发明内容

本发明目的就在于精确地满足该需要同时克服上文提到的现有技术的缺点。为此，它提出与血管造影的要求相容并且能够安装在外科环境中的X射线机。

本发明的X射线机提供有通过与导航系统关联的马达驱动系统的移动工具。

本发明的导航系统可以用于自动或手动地并且精确地将X射线装置在检查室或手术室内部从一个位置转移到另一个。该室还可以是叫做综合室的室，即设计用于血管造影类型检查以及同时外科介入的室。

该X射线机还提供有用于移动部件在患者周围的自动定位同时保持要成像的区域在X射线束内的工具。

因此本发明的目的是要在其上安装X射线机的移动基座，该X射线机包括：

-X射线管，沿发射方向发射X射线束，

-X射线检测器，在X射线的该发射方向上对准并且定位成面向该管，

其特征在于所述移动基座至少包括：

-分别由牵引马达和方向马达驱动的两个可定向驱动轮，

-所述马达耦合于处理单元，

-处理单元配置成输入关于目的地的指令值、关于轨迹的指令值和关于X射线机的位置的数据，关于位置的所述数据由至少一个传感器提供，并且配置成产生每个轮的相应方向和速度的输出。

有利地，本发明的特征还在于，该移动基座包括陀螺激光器，所述陀螺激光器包括读取系统，其能够基于来自预先安装在室内的反射器的反射计算X射线机在预定固定参考系中的位置。

有利地，本发明的特征还在于，反射器是反折射反射器。

有利地，本发明的特征还在于，移动基座包括牵引编码器和方向编码器，其分别安装在牵引马达和方向马达上并且能够提供关于X射线机的位置的数据。

有利地，本发明的特征还在于，移动基座包括支撑结构，其包括：

-支撑臂，包括上端，X射线机设计成通过该上端固定，

-结构部件套件，通过轮置于地板上并且装配有该支撑臂，

-该支撑臂和该部件套件配置成给予该单元相对于该支撑臂的刚性的机械特性。

有利地，本发明的特征还在于，该结构部件套件包括：

-固定到支撑臂的基板，所述基板包括其上安装有马达的水平板，

-固定联接到该基板的横杆，

-具有两个臂的元件，该两个臂具有拐角并且固定联接到该杆，这些臂处于设备的前部上。

有利地，本发明的特征还在于，该两臂元件放置在确定的距离使得：

-臂的前端不在所述管的任何位置与所述管碰撞，并且

-管和设备的等角点之间距离最大化。

有利地，本发明的特征还在于，臂和横杆的边缘与对应于横向杆的竖直增强部件对齐。

有利地，本发明的特征还在于，塑料类型的柔性材料此外可以在横杆和基板之间的固定联接的位置处插入。

有利地，本发明的特征还在于，自由轮安装在地面之前的面上的每个臂的一端上，完成该安装使得该轮的旋转轴线相对于该轮在地面上的支撑基座偏离中心。

有利地，本发明的特征还在于，移动基座包括安装在自由轮上的制动设备，以便阻碍所述轮的旋转并且使它保持停止。

有利地，本发明的特征还在于，所述移动基座包括连接柱，其下端固定到支撑结构并且其上端承载陀螺激光器。

有利地，本发明的特征还在于，移动基座包括连接到处理单元的人机接口，其用于输入目的地的指令值和/或轨迹的指令值。

有利地，本发明的特征还在于，该人机接口嵌入所述移动基座中或放置在离所述移动基座的一段距离处。

有利地，本发明的特征还在于，该人机接口是触摸屏、操纵杆和/或远程控制单元。

有利地，本发明的特征还在于，移动基座通过电池或电源被供电。

有利地，本发明的特征还在于，移动基座此外包括安全系统，其包括防撞和倾斜传感器。

本发明的目的还在于设计成安装在本发明的移动基座上的X射线机。

附图说明

本发明将从下列描述并且从附图更清楚地理解。这些图完全以指示的方式给出并且决不限制本发明的范围。

图1和2是根据本发明的一个实施例的、安装在移动基座上的血管型X射线机的示意表示。

图3是根据本发明的一个实施例的、在其上安装有X射线机的移动基座的支撑结构的示意图。

图4是根据本发明的一个实施例的、用于实现由处理单元控制的X射线机的操作的模块的示意图示。

图5是图4的处理单元的示意和详细视图。

图6是根据本发明的一个实施例的、用于输入所述设备的目的地的指令值的X射线机的人机接口的示意图。

图7是根据本发明的一个实施例的、通过移动基座在室内沿预定路径移动的X射线机的示意图。

图8是根据本发明的一个实施例的、移动基座在固定笛卡尔参考系中的绝对位置的图形表示。

图9是根据本发明的一个实施例的自由轮系统的透视图。

具体实施方式

图1示出在采用标注为9的框架的形式表示的检查室或外科病房或综合室内的血管型X射线机10。该X射线机10具有移动部件，其可以围绕患者在不同方向旋转。这些移动部件能够在空间的所有三个维度上移动。这些移动部件一般由臂13形成，臂13包括在其一端处的X射线管11（其为X射线源）和在其另一端处的检测器12。该管11用于沿发射方向发送X射线束。一般，该臂13是C形的。

检测器12在管11的对面并且在发射方向上钩到臂13上。X射线管11和图像检测器12安装在臂13的相对端处，使得由管11发射的X射线入射到图像检测器12并且由其检测到。检测器12连接到升降机19，其用于在发射方向上升高和降低所述检测器。

室9还具有患者躺其上的检查台架14或床。该检查台架14可以是安装在固定到地面的框架15上。该检查台架15也可以是具有可移动框架的手术台架。

在放射摄影检查期间，X射线机10转移到工作模式中的位置，使得要检查的器官定位在X射线束中。

臂13通过支撑元件17安装在移动基座16上。该支撑元件17固定地安装在移动基座16上。臂13通过旋转臂18连接到支撑元件17。安装臂13以便相对于该旋转臂18滑动。该旋转臂18围绕通过X射线束的轴线旋转。臂18在元件17上的该旋转组装使X射线管11和图像检测器12能够绕旋转臂18的弧线旋转转移。支撑元件17、旋转臂18和臂13从而三个都相对彼此铰接。该铰接使X射线机10能够在三个维度上移动。在X射线机10的移动部件的三个维度上的该移动用于取得要以不同入射值检查的器官的图像。

通过结合X射线机10的移动部件的旋转运动，X射线束可以描述包括在球体内的X射线的所有发射方向，该球体的中心近似对应于X射线机10的等角点69，其中直径大致上等于管11和检测器12之间的距离。该等角点69处于包括在X射线发射管11和X射线接收检测器12之间的空间中。该等角点69对应于由臂13形成的圆周的弧线的中心。移动基座16设计成在地面上移动X射线机10。移动基座16由处理单元50自动控制。该处理单元50可以嵌入移动基座中或保持在控制室（其可以处于检查室9外面）中的一段距离处。在后者的情况下，移动基座16可以通过使用任何类型的通信协议的射频或有线类型连接来控制。

图2提供移动基座16的特性的详细视图。如在图3中图示的，移动基座16具有支撑结构39。该结构可包括通过螺丝接合或通过钎焊来联接的若干部件。该结构39也可以是铸造元件。该支撑结构39具有结构部件套件，其联接和几何配置设计成使得：

-通过形成支撑结构39的该套结构部件的形变向移动基座16提供在地面上适合的支撑，

-给予移动基座16必需的并且足够消除超静定问题的刚性，该超静定问题可由放在地面上的移动基座16的四个轮子引起。结构支撑30确保移动基座16的所有四个轮子将一直与地面接触，

-支撑移动基座16的设备，其可特别是马达、轮子、人机接口等。这些设备在支撑结构39中的布局也设计成使得支撑结构39的重量和设备的重量平衡X射线机10的重量。该平衡的目的是确保X射线机X射线的稳定性，甚至在所述机器的移动部件的转移期间。移动基座16从而具有配重的作用，这意味它可以维持X射线机10、设备和支撑结构39的静态和动态稳定性。在一个示例中，相对于可在300kg范围中的X射线机10的重量，移动基座的重量可在500kg的范围中。

支撑结构39具有沿笛卡尔参考系Ro的纵向Yo延伸的支撑臂20。该支撑臂20例如具有大致上管状形状。在一个实施例中，该支撑臂20为一米高并且具有30cm乘20cm的矩形截面。

在一个上端21处，支撑臂20具有联接工具22，其在几何和结构上设计成以便收容支撑元件17。在由图所示的示例中，该联接工具22和支撑元件17是圆形的。该联接工具22可例如通过螺丝/螺母系统或通过钎焊固定到支撑元件17。

在优选实施例中，移动基座16在与联接工具22相对的面23上具有收容工具。在这些收容工具上，安装人/机接口24是可能的。图6示出人/机接口24的示例。

支撑结构39具有通过轮36、37和38置于地面上的刚性金属结构的套件26。该套件26与支撑臂20联接。该套件26的前部在水平位置中是大致上Y形的。该套件26具有处于固定联接到横杆40的该Y形的后部上的基板27。该基板27是将该套件26连接到支撑臂20的结构部件。

杆40固定联接到由具有拐角的两个臂28和29形成的元件。该固定联接可以通过钎焊或任何其他类型的紧固系统而获得。由于耐压力的原因，一般必须将臂28和29的边缘和横杆40的边缘与作为刚性横向金属条的竖直增强部件41对齐。

基板27具有竖直框架30，其支撑配备有在图4中示出的两个转台特征52的水平板31。支撑臂20的下端25固定到该框架30。该紧固可以通过钎焊或任何其他类型的紧固系统获得。

单元26的部件、竖直增强件41的材料、尺寸、形状和厚度的选择以及这些部件和增强件在内部结构内的布局，向单元26提供相对于支撑臂20的刚性的机械特性。这些刚性的机械特性设计成补偿由于由移动基座16支撑的机器10的重量引起的形状变化，并且吸收振动以及其次吸收X射线机10的噪声。这些机械特性实现X射线机10的稳定点在臂28和29的端和基板27处的形成。

在一个示例中，由两个臂28和29形成的角可以是大约90度，并且竖直增强部件41的高度可以是大约20厘米。

在一个实施例中，柔性并且无噪声的材料此外可在横杆40固定联接到基板27的框架30的点插入。该柔性材料的添加设计成增强支撑结构39的形变，支撑结构39提供对地面上四个轮子的平衡支撑。该柔性材料的添加还改进套件26相对于支撑臂20的刚性的机械特性。在一个实施例中，该柔性材料是橡胶。在一个实施例中，支撑臂20和Y形单元26用钢制成。

两个转台特征52中的每个围绕竖直轴线V旋转。每个转台分别配备有牵引马达34和35以及方向马达42和43。轮36由两个马达，即牵引马达34和方向马达42驱动。轮37由两个马达，即牵引马达35和方向马达43驱动。方向马达42和43分别提供轮36和37在竖直轴线上的旋转。

移动基座16支撑两个驱动马达转台特征52。两个转台特征52固定到水平板31。为此，水平板31具有两个孔32和33，其配置成以便分别收容两个转台特征52中的一个。两个转台特征52中的每个可以彼此独立控制。

轮36以速度A旋转并且以角度α定向，并且轮37以速度B旋转并且以角度β定向。这些速度A和B常常是不同的并且角度α和β常常是不同的。两个驱动轮36和37的这些不同的速度和角度使X射线机10能够在检查室9中移动，最大程度地最小化由所述设备穿过的体积。实际上，机器10的旋转中心可以通过两个轮子36和37的不同速度和角度放置在任何地方。该独立性还使机器10能够平行于套件26移动。一般，两个轮子36和37的不同速度和角度提供检查室9内的所有可能的移动。

移动基座16此外具有自由轮系统。该系统具有两个自由轮38，其分别安装在配重系统26的每个臂28和29的一端的地面之前的面上。旋转安装的这两个自由轮38能够经受由驱动轮36和37引起的旋转移动。

移动基座16从而具有四个多向轮，以便能够在每个方向上移动机器10。这些轮子以两个一组对称放置，具有构成前部轮系（train）的自由轮系统和构成后部轮系的驱动以及方向轮36和37。在一个备选实施例中，轮子可不对称地放置。

图9示出安装在臂28上的自由轮38的示例的透视的大比例尺视图。已知该组件对于臂29是相同的。

罩子44设计成收容轮38的旋转销47。在臂28的下方安装该罩子44的上部46，以便围绕竖直旋转轴线48枢轴转动。该枢轴转动组件可以通过提供旋转上的一个自由度的螺丝/螺母紧固系统获得。衬垫45可穿过在臂28中形成的空间来阻挡螺母同时实现旋转轴线48的旋转。

自由轮38的竖直旋转轴线48被固定以便具有相对于地面上的自由轮38的支撑基座偏移的轴线。当移动基座16在确定方向上转移时，每个自由轮通过围绕竖直旋转轴线48的旋转而得以定向，以便防止自由轮38被卡住。

自由轮系统此外可包括制动装置，其设计成阻碍自由轮38首先围绕竖直旋转轴线48并且其次围绕旋转轴47的旋转。在图9的示例中，罩子44具有制动装置49，其包括在本文中固定到它的下部的最高处的闭塞单元。该制动装置49可以人工或例如通过控制单元50远程控制。该制动装置49配置成使得它的促动引起轮38的旋转停止并且通过阻碍绕轴线48和轴47的旋转使它固定。

从而，当机器10在工作位置并且处于停止时，自由轮38被固定的事实防止它们在机器10的移动部件的加速和减速阶段期间移动。

制动装置49可以安装在轮38的旋转轴47中或在衬垫45处或在旋转轴线48中。它可以由任何类型的现有制动装置制成，其功能是使轮38停止并且保持它停止。

利用本发明，通过以下方式容易地改变要检查的感兴趣区域从而是可能的：

-通过驱动和可转向轮36与37将移动基座16从一个工作位置转移到另一个，并且

-将移动部件移动到另一个给定取向同时保持要检查的器官在X射线束下。

必须注意具有臂28和29的元件定位在离X射线管的足够距离处使得它的支撑自由轮38的前端不在它可能取得的任何位置处与管11的机罩发生碰撞。该配置使增加管11和X射线机10的等角点69之间的距离成为可能。通过臂13沿弧的转移，管11和检测器12可以围绕等角点69旋转同时保持它们的面对面关系。管11和检测器12定位在患者的任一侧上，一般这些元件中的一个在患者上方并且另一个在对于X射线透明的台架14下方。管11和等角点69之间的距离的增加释放相对于等角点的、处于台架14下方的空间，以便不仅实现这些元件中的一个的放置并且实现它根据不同（有时复杂的）成角的移动。

管11和等角点69之间的距离的该增加使得有可能获得这样的X射线机10，其能够进行处于身体外围的器官（例如患者的肝脏）的复杂成角和3D重建。根据本发明的该实施例，管11和等角点69之间的距离如与现有X射线机比较可增加大约10%，该现有X射线机固定到地面并且具有相同的机械几何。

图4是由处理单元50控制的移动基座16的工作的框图。在图4的示例中，仅表示转台特征52中的一个，可理解到，没有表示的第二转台特征相同地工作。在该示例中，示出的转台特征52包括设计成驱动轮36的牵引马达34和方向马达32。

处理单元50在图5中详细表示。处理单元50连接到DC或整流电源51。该源51也可以是可充电电池。

处理单元50特别与接口24和/或监管计算机（其特别向它发送关于目的地的指令值）通信。

在一个实施例中，处理单元50和接口24通过通信总线88连接。

在一个备选实施例中，接口24可设置远离移动基座16。在该情况下，它可放置在检查台架14上。处理单元和设置在一段距离处的接口24之间的通信可通过无线链路获得。该无线链路可具有任何类型而不偏离本发明的框架。例如它可以是红外、超声或射频链路，其例如基于例如ZigBee标准的工业标准或专有标准，或者另外它可在与例如Wifi、Bluetooth等的给定协议关联的频带中获得。为此，处理单元50具有天线52，其使它能够获得与设置在一段距离处的接口24的无线电链路。

设置在一段距离处的接口24和处理单元50之间的通信也可以通过有线链路获得。

人机接口24的表示在图6中图示。图6示出移动基座16的顶视图。本文中的人机接口24是触摸屏53。在一个变化形式中，该接口24可以是与键盘关联的屏幕。接口24可由源51供电。在一个变化形式中，它可由截然不同的能源供电。

该触摸屏53具有在屏幕上显示的接口控制54。这些接口控制54对应于X射线机10在室9内的预定工作和停放位置。这些控制54可在屏幕53上通过字母、数字或通过图形表示显示。该接口24目的在于使通过按压在屏幕53上显示的接口控制54中的一个来输入目的地的指令值对于操作者是容易的。该接口54由例如紧急停止按钮55或用于起动移动基座16的按钮等一组控制按钮补足。

处理单元50耦合到光学位置传感器56。该光学位置传感器56安装在连接柱57的上端。该连接柱57的下端固定到移动基座16的支撑臂20。在一个变化形式中，该连接柱57可固定到支撑臂20附近的水平板31。柱57的该类型安装排除将支撑臂20的振动传播到传感器56的需要。

光学传感器56用于测量围绕至少一个轴线的角度或角速度。它还可以用于X射线机10相对于预定固定参考系Ro（Xo，Yo）的位置的精确测量。

在图2中示出的光学传感器56具有已知的一般光学构造，并且因此将仅非常简洁地描述。下文叫做陀螺激光器的光学传感器56除了别的以外一般具有激光发射器装置和用于该发射器装置的旋转的系统。该发射器装置发射脉冲入射激光束68。

如可以在图7中看见的，室9起初提供有放置在预定位置的激光束反射器58。这些反射器58可以是反折射反射器。这些反射器58以使得它们可以检测入射激光束68的高度放置在室9的分界壁上。

确定两个相继反射器58之间的定位距离以便增加陀螺激光器56的精确度。在一个示例中，反射器58可处于离地面大约2.5m的高度并且两个反射器之间的最小距离可在2m的范围中。在具有大约60m²的表面积的室9中，反射器58的数目可以是大约10。

当入射激光束68碰到反射器58时，该反射器58朝陀螺激光器56反射，该陀螺激光器具有用于读取反射的激光束的系统。

读取系统59具有用于测量由入射束返回到陀螺激光器56花费的时间的工具。这些测量工具能够基于测量的时间精确确定距离。这些测量工具通过精确到十分之一度的光学编码器将确定的距离与角位置关联。为此，包括该组反射器58的位置（在固定参考系中的坐标）的卡事先记录在读取系统59的数据存储器（未示出）中。根据已经发射接收的反射的反射器58的位置和角速度，读取系统59计算机器10的取向角度Ω。

读取系统59还具有计算工具，其能够将陀螺激光器56对应于X射线机10的绝对位置的绝对位置，确定为在发射装置的一轮（oneturn）中接收的反射和在数据存储器中记录的反射器58的位置图表的函数。

读取系统59可以是计算机。由微处理器（未示出）按顺序设置由该读取系统59进行的动作。该微处理器响应于在存储器中记录的指令代码产生X射线机在固定参考系中的坐标和角度α。

图8是X射线机10在笛卡尔参考系中的图形表示。机器10的取向由角度Ω标识，其对应于局部参考系R（x，y）在固定参考系Ro（Xo，Yo）中的取向。固定参考系Ro对应于机器10的空闲阶段在该局部参考系中的初始参考。机器10在局部参考系R（x，y）中的坐标和角度Ω由陀螺激光器56给出。

固定参考系Ro由一组单位矢量（i，j）表征，其分别表示轴线OXo、OYo的方向。在一个实施例中，当检查台架14通过框架15固定到地面时，固定参考系Ro是联接到检查台架14的笛卡尔参考系。在该情况下，固定参考系的x轴线OXo对应于检查台架14的水平面。在一个变化形式中，固定参考系Ro可以是室9中任何未指定的预定笛卡尔参考系。

读取系统59通过通信总线88耦合于处理单元50，它将关于角度Ω和关于机器10相对于局部参考系的坐标的信息要素传送给处理单元50。这些信息要素构成机器10的绝对位置。

在将能量供应作为机器10的绝对位置和要跟从的路径67的函数来管理中，处理单元50驱动牵引马达34和方向马达42（轮36特有的）。

因为在陀螺激光器56的一个完整旋转期间，移动基座16将已经移动，绝对位置的测量应该由其他测量补充来改进它的位置。

为了获得这些补充测量，在方向马达42上设计角位置传感器60。该角传感器60用于找出驱动和方向轮36在每个时刻的取向。该角位置传感器60可以为许多类型，例如光学传感器、分解器型或同步型旋转互感器传感器等。

此外，牵引马达34还提供有轮速传感器61。来自该组传感器60和61的信号的信息构成机器10的相对位置。万一存在激光测量的精确度中的下降，机器10的该相对位置使处理单元50能够更新绝对位置。

在每个时间点，处理单元50通过结合关于机器10的相对位置的数据与关于绝对位置的数据来做出每个轮相对于地面的速度的相对精确估计。

牵引马达34由牵引变化器62控制。方向马达42由方向变化器63控制。该牵引变化器62和方向变化器63通过通信总线88连接到处理单元50。这些变化器62和63分别从处理单元50接收速度和方向的指令值，它们将其转换成每个马达的电流和电压。

牵引变化器63和方向变化器63用于产生作为由处理单元发出的指令的函数的电差异。

这些差异设计成在两个轮子36和37之间共享推进力和旋转角使得它们可以沿编程的路径67行驶。处理单元50使用变化器将牵引马达和方向马达中的电流规定为特别表示如测量的驱动轮36和37的速度和角方向的信息以及关于操作者的定位的指令值、X射线机10的绝对位置以及要跟从的路径67的函数。

机器10此外提供有安全系统64，其通过通信总线88与处理单元耦合。该安全系统64具有一组传感器（未示出），它们的传送给处理单元50的信号使该单元能够控制移动基座16的紧急停止系统以及机器10的移动部件（如果需要的话）。这些传感器可由倾角计、冲击传感器和激光传感器等形成。

处理单元50此外与用于控制机器10的移动部件的装置65耦合。处理单元50与控制装置65的耦合可以通过通信总线88或通过无线电链路获得。该控制装置65可以是操纵杆或计算机。在一个变化形式中，该控制装置65可包含在接口24中。

机器10此外提供有用于检测移动部件的旋转速度的传感器66。该传感器66通过通信总线88与处理单元50耦合。由该传感器66传送到处理单元50的信号使该处理单元能够控制移动基座16的紧急停止系统以及机器10的移动部件（如果需要的话）。

在一个实施例中，紧急停止系统的启动可伴随声音和/或光学警报系统。

通信总线88可以是“RS232”型串行链路或ADC（模拟数字转换器）链路。

也就是说，机器10的自动驱动通过硬件序列实现，该硬件序列由以下部件构成：例如分别在每个牵引马达34和35处的牵引编码器61和分别在每个方向马达42和43处的方向编码器60的定位传感器，旋转激光扫描传感器56，计算机50，每个转台特征的牵引变化器62和方向变化器63，安全传感器，以及最后作为牵引马达34和35与方向马达42和43的促动器。

上文描述的本发明的实施例从而实现两个截然不同的导航系统。这些导航系统中的一个从牵引编码器和方向编码器获得。另一个导航系统从旋转激光扫描传感器获得。导航系统的该冗余度不仅使指定X射线机的绝对位置并且使改进机器10的安全系统成为可能。实际上，当由旋转激光传感器给出的位置和由编码器给出的位置之间的差别大于预定安全阈值时，处理单元启动机器10的移动部件的和移动基座16的紧急停止系统。

处理单元50是计算装置，例如微型计算机，其编程为根据可编程准则确定马达的电流并且实现关于机器10的管理和安全的附加功能。

在描述中，当动作归因于设备或程序时，它意味这些动作由该设备的或包括该程序的设备的微处理器执行，所述微处理器然后由记录在设备的存储器中的指令代码控制。这些指令代码用于实现设备单元并且因此完成所采取的动作。

如在图5中图示的，处理单元50包括连接到天线52的电子电路70。这些电路的作用是要提供处理单元和外部接口之间的无线电接口。

处理单元此外包括连接到双向总线74的微处理器71、程序存储器72和数据存储器73。该程序存储器72分成若干区域，每个区域对应于X射线机10和移动基座16的程序的功能或操作模式。相似地，当动作归因于程序时，该动作对应于通过连接到其中记录该程序的存储器的微处理器的实现，其中，全部或部分指令代码形成所述程序。

仅示出最直接关系到本发明的实施例的存储器72的区域。

区域75包括指令代码以接收对应于X射线机10的定位或目的地的指令值的输入的移动信号。定位的指令值可以是与机器10的移动部件的取向耦合的停放位置或工作位置。

区域76包括指令代码，以在接收转移信号时命令陀螺激光器。

区域77包括指令代码，以基于接收的信号从数据存储器34提取由X射线机10得到的在固定参考系中的位置坐标。

区域78包括指令代码，以解释由陀螺激光器给出的信息以便确定机器10在固定参考系中的初始绝对位置。

当确定的初始位置不对应于预先记录在数据存储器中的任何停放或工作位置时，区域78的指令代码基于由编码器和陀螺激光器给出的数据来计算将由移动基座16采取的路径以便达到位置中的一个，即停放或工作位置。在一个实施例中，处理单元计算达到离初始位置最近的工作或停放位置需要的最短路径。区域79包括指令代码，以从数据存储器34提取机器10必须采取的、将初始位置与将由X射线机10达到的位置联系起来的路径67。

区域80包括指令代码，以将机器10的相对位置确定为由安装在移动基座16上的传感器给出的数据的函数。

区域81包括指令代码，以给予每个牵引马达34和35与每个方向马达42和43通过功率变化器的电流，作为机器10的相对位置、初始位置和要跟从的路径67的函数。

区域82包括指令代码，以沿始终要跟从的路径67的方式计算机器10在预定计算期的绝对位置和相对位置。计算期可以是大约若干毫秒。

区域83包括指令代码，以从数据存储器73提取室9的预定映像。

区域84包括指令代码，以在每个计算期将机器10在映像中的位置确定为由区域83的指令代码给出的数据的函数。区域84的指令代码叠加在映像中要跟从的路径上，并且确定机器10的位置是否大致上在路径中。在偏斜的情况下，指令代码发送校正命令给变化器以命令移动基座16在要跟从的路径67中转移。

在该实施例中，本发明从而使沿已经预先计算的提取的路径67移动机器10成为可能。由区域84的指令代码实现的引导功能在评估来自定位操作的测量和跟从的路径之间的位置差别中维持路径上的绝对位置。由此引起的位置方向命令施加于变化器，其自身建立马达在位置和速度上的自动反馈控制。

除引导外，导航功能可以由区域84的指令代码实现，以便进行牵引速度沿路径的安排并且相应地传送控制命令给变化器。变化器从而建立牵引马达和方向马达之间的自动反馈控制。

安全功能的一部分通过方向和牵引之间的耦合以该水平实现。在该情况下，当在路径67测量的绝对位置的偏离大于或等于预定偏离阈值时，移动基座16的速度减小直到它达到完全停止。

当机器10到达要到达的位置时，区域85包括指令代码来停用陀螺激光器。这些指令代码还发出控制命令给方向变化器，使得轮子在预定空闲位置对准。

区域86包括指令代码，以从定位指令值提取对应于X射线机的到达的工作位置的、移动部件的工作取向信号。区域86的指令代码还能够允许接收对应于控制装置65的取向命令的促动的X射线机的移动部件的工作取向信号。

区域87包括指令代码，以作为取向信号的函数来控制用于驱动移动部件的系统。该驱动系统使得能转移臂13、旋转臂18、支撑元件17和移动基座16。这些部件的转移（其作为取向信号的函数完成）采用这样的方式完成，即使得要检查的器官在整个诊断中保持定位在X射线束中。在一个实施例中，驱动系统可以在移动基座16正在转移的阶段期间启动。

数据存储器73具有数据库90，其中记录机器10的预定停放和工作位置。这些预定位置通过接口控制显示在屏幕上。停放位置是X射线机10在停放模式中时它所放置的地方。该停放位置将X射线机从室9中的、手术所需的有限空间中移走。工作位置是X射线机10在放射摄影曝光的采集期间放置的地方。

数据库90例如采用表格的形式结构化。例如，该表格的每行对应于X射线机在固定参考系中的位置的坐标，该表格的每列对应于该位置上的信息块。从而，数据库90包括：

-对应于固定参考系中的位置坐标的行90a，

-列90b，其包括其中记录工作位置的信号的第一字段；第二字段，其中记录对应于X射线机10的移动部件的预定工作取向的取向信号；以及其中记录要跟从的路径的第三字段，

-以及列90c，其包括其中记录停放信号的第一字段，以及其中记录要跟从的路径的第二字段。

工作取向是其中臂13、旋转臂14、支撑元件17和移动基座16根据取向信号转移到放射摄影位置的X射线机的配置。该转移不影响要检查的器官相对于X射线束的位置。

数据存储器73还具有数据库91，其中记录室9的映像。

数据库/存储器库仅通过数据记录和部件布局的图示来表示。实际上，这些存储器根据数据库的大小和/或期望的处理操作的速度的约束来统一和分配。

本发明不限于上文描述的实施例。实际上，在一个实施例中，人机接口24可由具有三个自由度（沿两个正交方向和以角度θ的一个旋转）的操纵杆类型的控制杆补充或代替。该操纵杆可以安装在移动基座16上或设置在一段距离外。

操纵杆和处理单元50之间的通信可以根据本发明的实施例通过无线电链路或例如串行链路的有线链路完成。操纵杆向处理单元50发送变化器的控制信号。

操纵杆可包括基本单元和形成可移动手柄的单元，该手柄可以在每个方向上倾斜并且可以沿若干自由度操作。在形成手柄的单元相对于基本单元移动的影响下，处理单元分别向牵引变化器62和方向变化器63发送速度和方向的指令值，它们将其转换成每个马达的电流和电压。形成手柄的单元相对于基本单元在一个方向上的移动，根据编程在处理单元50中的转移方向而启动用于在一个方向或另一个上使移动基座16移动的命令。

操纵杆从而能够根据由处理单元50接收的信号控制移动基座16在室9中的移动。

由陀螺激光器提供给处理单元50的数据可以用于实时找出机器10在室9中的地理位置，以便防止例如与检查台架14的可能的碰撞。

在一个备选实施例中，接口24可由远程控制无线型控制杆补充或代替，该控制杆能够操纵移动基座16在两个正交方向上的移动和以角度θ的旋转。

Claims (17)

1.一种要在其上安装X射线机(10)的移动基座(16)，所述X射线机包括：

-X射线管(11)，沿发射方向发射X射线束，

-X射线检测器(12)，在X射线的所述发射方向上对准并且定位成面向所述X射线管，其特征在于所述移动基座至少包括：

-分别由牵引马达(34、35)和方向马达(42、43)驱动的两个可定向驱动轮(36、37)，

-所述马达耦合于处理单元(50)，

-安装在连接柱上端的陀螺激光器(56)，所述的陀螺激光器与所述的处理单元相耦合；所述陀螺激光器包括读取系统(59)，其能够基于来自预先安装在室(9)内的反射器(58)的反射来计算所述X射线机在预定固定参考系(Ro)中的位置；

-所述处理单元配置成输入关于目的地的指令值、关于轨迹的指令值和关于所述X射线机的位置的数据，关于位置的所述数据由角位置传感器(60)，轮速传感器(61)和陀螺激光器(56)中的至少一个提供，并且配置成产生每个轮的相应方向和速度的输出。

2.如权利要求1所述的移动基座，其特征在于，所述反射器是反折射反射器。

3.如权利要求1至2中任一项所述的移动基座，其特征在于，它包括牵引编码器和方向编码器，其分别安装在所述牵引(61)马达和方向(60)马达上并且能够提供关于所述X射线机的位置的数据。

4.如权利要求1至2中任一项所述的移动基座，其特征在于，它包括支撑结构(39)，其包括：

-支撑臂(20)，包括上端(21)，所述X射线机设计成通过所述上端(21)固定，

-结构部件套件(26)，通过轮置于地板上并且装配有所述支撑臂，

-所述支撑臂和所述部件套件配置成给予所述结构部件套件相对于所述支撑臂的刚性的机械特性。

5.如权利要求4所述的移动基座，其特征在于，所述结构部件套件包括：

-固定到所述支撑臂的基板(27)，所述基板包括其上安装有所述马达的水平板，

-固定联接到所述基板的横杆(40)，

-具有两个臂(28、29)的元件，所述两个臂(28、29)具有角并且固定联接到所述横杆，所述臂处于所述结构部件套件的前部上。

6.如权利要求5所述的移动基座，其特征在于，具有两个臂的所述元件放置在确定的距离，使得：

-所述臂的前端不在所述X射线管的任何位置与所述X射线管碰撞，并且

-所述X射线管和所述X射线机的等角点之间距离最大化。

7.如权利要求5所述的移动基座，其特征在于，所述臂和所述横杆的边缘与作为刚性横向金属条的竖直增强部件(41)对齐。

8.如权利要求5所述的移动基座，其特征在于，塑料类型的柔性材料此外可以在所述横杆和所述基板之间的固定联接的位置处插入。

9.如权利要求5所述的移动基座，其特征在于，自由轮(38)安装在地面之前的面上的每个臂(28、29)的一端上，完成所述安装使得所述自由轮的旋转轴线(48)相对于所述自由轮在所述地面上的支撑基座偏离中心。

10.如权利要求9所述的移动基座，其特征在于，它包括安装在所述自由轮上的制动设备(49)，以便阻碍所述自由轮的旋转并且使它保持停止。

11.如权利要求4所述的移动基座，特征在于，它包括连接柱(57)，其下端固定到所述支撑结构并且其上端承载所述陀螺激光器。

12.如权利要求1所述的移动基座，其特征在于，它包括连接到所述处理单元的人机接口(24)，其用于输入目的地的指令值和/或轨迹的指令值。

13.如权利要求1所述的移动基座，其特征在于，人机接口嵌入所述移动基座中或放置在离所述移动基座的一段距离处。

14.如权利要求12和13中任一项所述的移动基座，其特征在于，所述人机接口是触摸屏、操纵杆和/或远程控制单元。

15.如权利要求1所述的移动基座，其特征在于，它通过电池(51)或电源被供电。

16.如权利要求1所述的移动基座，其特征在于，它此外包括安全系统，其包括防撞和倾斜传感器(66)。

17.一种X射线机(10)，其包括：

-沿发射方向发射X射线束的X射线管(11)，

-处于以便在所述X射线管对面并且在X射线的所述发射方向上的X射线检测器(12)，

-所述的X射线机安装在基座(16)上，所述的基座包括：

-分别由牵引马达(34、35)和方向马达(42、43)驱动的两个可定向驱动轮(36、37)，所述马达耦合于处理单元(50)，

-安装在连接柱上端的陀螺激光器(56)，所述的陀螺激光器与所述的处理单元相耦合；所述陀螺激光器包括读取系统(59)，其能够基于来自预先安装在室(9)内的反射器(58)的反射来计算所述X射线机在预定固定参考系(Ro)中的位置；

-所述处理单元配置成输入关于目的地的指令值、关于轨迹的指令值和关于所述X射线机的位置的数据，关于位置的所述数据由角位置传感器(60)，轮速传感器(61)和陀螺激光器(56)中的至少一个提供，并且配置成产生每个轮的相应方向和速度的输出。