CN104814847A - 移动式医学装置和用于控制移动式医学装置的运动的方法 - Google Patents

移动式医学装置和用于控制移动式医学装置的运动的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种医学装置(40)，以及一种用于控制移动式医学装置(40)的运动的方法。为了实现对医学装置(40)的运动更好的控制，建议，医学装置(40)包括行走机构(41)和控制设备(42)，其中，-医学装置(40)设计用于借助行走机构(41)在行走平面(39)上沿至少两个空间方向运动和围绕垂直于行走平面(39)的转动轴线(46)转动运动，以及-控制设备(42)设计用于控制行走机构(41)。

Description

移动式医学装置和用于控制移动式医学装置的运动的方法
技术领域
本发明涉及一种医学装置，以及一种用于控制这种移动式医学装置的运动的方法。
背景技术
在医学领域中，除了固定式装置外，还越来越多地使用移动式医学装置。该移动式医学装置一般设计成可运动和/或可移动的。这种移动式医学装置可以根据需求在不同的位置上使用或在不使用时临时地从其工作环境中移除并且停放在适合的位置上。
例如为输送门诊的病人能够去使用医学成像装置进行检查，而使用移动式病人支承设备。医学成像装置的患者检查床本身能够设计成移动式的，由此可以简化工作流程。此外，医学成像装置可以设计成移动式的，其中，尤其是医学成像装置的机架被设计成移动式的。此外，已知移动式X光检查系统、移动式报告站、用于重症监护的移动式装置或用于医学应用的移动式机器人系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于医学装置的运动的改进的控制装置和方法。该技术问题通过一种医学装置解决，该医学装置包括行走机构和控制设备，其中，
-医学装置设计成用于借助行走机构在行走平面上沿至少两个空间方向运动以及围绕垂直于行走平面的转动轴线进行转动运动，并且
-控制设备设计用于控制行走机构。
行走机构可以包括至少一个行走器件，例如至少一个尽可能平稳运转的滚轮和/或至少一个轮子。医学装置的运动可以由操作人员控制，其中，行走机构可以设计成被电机支持的。行走机构有利地设计成万向行走机构。亦即，行走机构能够实现医学装置在行走平面上沿每个任意方向运动。尤其是，在此对于医学装置的运动方向改变不要求医学装置的转动。因此，可以直接地进行医学装置的方向改变。行走机构，尤其是行走机构的行走器件，也可以改变其在行走平面上沿任意一个方向的定向。同时有利的是，转动轴线相对医学装置的位置能够任意地被确定。转动轴线在此一般与医学装置一起运动。转动轴线优选无外部影响地保持其相对医学装置的位置。行走平面在此尤其是根据医学装置在其上运动的地板而被预先给定。
控制设备尤其这样地与行走机构相协调，使得它能够实现对行走机构的控制，尤其对万向行走机构的控制。为此，控制设备可以同时控制行走机构的至少两个，优选所有的滚轮，例如用于医学装置在行走平面上的转动。因此，控制设备有利地这样的与行走机构相协调，使得控制设备特别简单地能够实现医学装置在行走平面上沿至少两个空间方向运动和/或医学装置围绕转动轴线的转动运动。控制设备在此可以设计成自动的、并因此能够实现自动控制行走机构。控制设备也可以设计成手动的，其中，然后尤其使操作人员能够借助控制设备控制行走机构。控制设备有利地设计成同时可自动和手动，从而行走机构的手动控制借助控制设备与行走机构的自动控制相叠加。控制设备尤其设计用于将控制信号发送给行走机构，可能发送给驱动行走机构的电动机。控制设备还有利地设计用于使操作人员尤其通过界面获得控制信号。
建议的用于医学装置的行走机构能够与和行走机构相协调的控制设备共同地实现医学装置有利的运动。行走机构特别简单地尤其能够实现医学装置在行走平面上沿多个空间方向的运动和医学装置围绕转动轴线的转动运动。因此，医学装置可以特别简单地，尤其也在狭窄的房间条件下被操作。医学装置也可以执行在行走平面上特别多方向的运动并且例如快速地以期望的定向行驶到目标位置上。控制设备在此能够实现对行走机构的直观控制。因此，可以实现诊所的工作流程的效率的提高，因为移动式医学装置可以更快速地移动到它相应的使用位置上。
一个实施形式规定，行走机构包括至少两个万向轮。行走机构有利地包括四个万向轮。万向轮一般具有行星滚轮(Satelliten-Rollen)，尤其是在不同的定向和/或布置。行星滚轮可以设计成球体滚轮。万向轮可以在其外周上具有多个可转动的滚轮，该滚轮具有与万向轮的轴线所成的角度，尤其是45度。然后，一般至少两个万向轮布置在医学装置的相对两侧上。然后，相对立定位的万向轮有利地轴向并排地布置、尤其布置在轴线上。同时，相对立定位的万向轮有利地具有滚轮角度的相反定向。因此，相对立的万向轮在同步转速中与传统的滚轮一样前行或后退，尤其垂直于轴线前行或后退。若相对立的万向轮以不同的转速行驶，则该行驶视转速差的形成而定地在轴线的方向上向左或向右定向。因此，万向轮，尤其是具有各两个相对立定位的万向轮的两对万向轮形成有利于医学装置的万向行走机构。借助万向轮的转速控制的适配，尤其是借助控制设备，行走机构可以沿各任意方向在行走平面上行驶和/或其在行走平面上沿各任意方向的定向可以改变。同样，万向轮的使用能够实现医学装置围绕转动轴线的特别简单的转动运动。万向轮在此可以被电驱动，其中，控制设备可以将信号发送给万向轮的电驱动器以用于改变万向轮的转速、并因此用于改变医学装置的行走方向。所描述的万向轮尤其也称作麦克纳姆轮(全向轮)。当然，还可以使用本领域技术人员认为合理的另外的万向轮。
一个实施形式规定，控制设备包括至少一个操作元件，该操作元件设计用于控制行走机构并且设置用于被操作人员操作。优选，控制设备与操作元件共同地设计成，使得操作人员对操作元件在一个方向上的运动导致行走机构在操作元件的运行方向上的运动。为此，尤其是操作元件的运动被控制设备检测到并且处理，其中，然后控制设备根据操作元件检测到的且处理的运动来控制行走机构。因此，操作元件例如可以设计成控制杆和/或操纵杆，其中，控制杆能够实现在至少两个空间方向上的偏转。然后，控制杆的偏转可以导致行走机构在行走平面上沿相应的空间方向运动。作为补充或备选，操作元件也可以设计成转动手柄或本领域技术人员认为合理的另一个操作元件。因此，操作元件的运动有利地具有至少两个自由度，该至少两个自由度与医学装置的运动的至少两个空间方向匹配。若使用万向行走机构来移动医学装置，则操作元件有利地同样在任意空间方向上平行于行走平面可运动。因此，操作元件能够有利地实现对行走机构直观和交互的控制。控制设备也可以尤其是在医学装置的不同位置上具有多个操作元件。例如在医学装置的两个相对立的两侧上可以分别安设操作元件。
一种实施形式规定，至少一个操作元件具有纵向轴线并且设计用于围绕至少一个操作元件的纵向轴线进行操作元件的转动运动，其中，控制设备设计用于根据操作元件的转动运动使医学装置围绕转动轴线进行转动运动。因此，通过操作元件的转动运动、操作元件的旋转可以触发医学装置的，尤其是医学装置的行走机构的转动运动。有利地，转动轴线可以在此，例如下面一段所描述那样，由操作人员或自动地调节和/或改变。然后，医学装置围绕转动轴线的转动运动有利地围绕当前选定的转动轴线进行。操作元件的转动运动转换为行走机构的转动运动使操作人员能够特别直观的且简单的控制医学装置。同样，可以实现医学装置的转弯，方式是操作元件直线运动与操作元件的转动运动叠加。备选地也可以激活运行模式，在该运行模式中，尤其是与医学装置的当前的行走方向偏离的、操作元件的直线运动理解或解释为围绕转动轴线的切线运动并且触发行走机构围绕转动轴线的旋转。
一种实施形式规定，至少一个操作元件设计用于操作元件垂直于行走平面的垂直运动，其中，控制设备设计用于根据至少一个操作元件的垂直的操作元件运动促使医学装置的转动轴线的位移。所述垂直的操作元件运动在此可以沿操作元件的纵向轴线进行。因此，转动轴线可以被操作人员特别直观地调节和/或改变。此外，最佳地充分利用操作元件的可能的自由度。转动轴线在此一般移动到行走平面上。转动轴线在此优选相对医学装置移动。因此，转动轴线可以有利地与转弯的情况适配。
一种实施形式规定，至少一个操作元件包括无接触的操作元件。例如无接触的操作元件可以检测操作人员的运动，例如姿势和/或手势。然后，无接触的操作元件可以处理检测到的运动，其中，随后控制设备根据检测到的运动控制行走机构。例如，操作人员向左的手势可以引起移动式医学装置向左的运动。无接触的操作元件为此可以包括安设在移动式医学装置上的摄影机。摄影机可以设计用于检测二维的和/或三维的图像。因此，无接触的操作元件能够实现对医学装置的尤其是万向行走机构的特别直观的控制。
一种实施形式规定，至少一个操作元件包括力传感器，其中，控制设备根据作用在至少一个操作元件上的且借助力传感器测量到的力来控制行走机构。为此，力传感器设计用于测量从外部作用在操作元件上的力。与之相应地，力传感器例如在操作元件上或在操作元件的内部进行有利的定位以便检测力。尤其是，在此由操作人员尤其是在医学装置的运动时借助操作元件施加所述力。所述力可以例如是由操作人员施加的对操作元件的推力或拉力。作为补充或备选，至少一个操作元件也可以包括转动力矩传感器，其中，控制设备设计用于测取作用在至少一个操作元件上的且借助转动力矩传感器测量到的转动力矩。然后，控制设备根据检测到的转动力矩控制行走机构的转动运动。操作元件也可以包括另外的、本领域技术人员认为合理的传感器。控制设备可以根据具有待移动对象的尤其是虚拟的质量和/或摩擦的运动方程控制行走机构。此外，控制设备可以考虑检测到的力和/或测量到的转动力矩的方向。因此，由操作人员施加到操作元件上的力和/或转动力矩可以直接被检测出，其中，根据检测到的力和/或转动力矩，控制设备可以控制医学装置的相应的行驶运动。因此，使操作人员能够特别直观的控制医学装置的运动。有利地，可以将突然由操作人员施加到操作元件上的力变平缓，使得医学装置执行平稳的运动。
一种实施形式规定，医学装置包括具有至少一个传感器的传感器单元，其中，控制设备根据由传感器单元的至少一个传感器检测到的信号控制行走机构。尤其是，控制设备自动地根据检测到的信号控制行走机构。传感器单元可以包括一个或多个传感器。传感器单元的单独的传感器可以设计成二维的光学传感器、三维的光学传感器、激光测量传感器、声学传感器、磁场传感器、电场传感器、感应传感器、无线电波传感器或专业技术人员认为合理的其他传感器。传感器单元可以包括多个不同的单独的传感器，尤其是无论以何种方式组合的传感器。在此，根据检测到的信号对医学装置的运动的控制特别有利地与尤其是万向的行走机构组合地使用。特别简单的方向变化和/或医学装置的取向的变化给医学装置提供一种跟踪借助检测到的信号预设的运动路径的特别有利的可能性。
一种实施形式规定，传感器单元包括至少一个环境传感器，该环境传感器设计用于检测医学装置的空间环境的信号。根据借助环境传感器检测到的有关医学装置的环境的信息可以借助控制设备控制医学装置的运动。环境传感器尤其是设计成光学传感器。有利地，环境传感器设计用于探测医学装置的空间环境。因此，环境传感器可以测量医学装置的环境。
一种实施形式规定，传感器单元包括至少一个障碍物传感器，该障碍物传感器设计用于检测在医学装置运动方面的障碍物的信号。障碍物传感器可以设计成无接触的，例如光学的或触觉传感器。在医学装置运动方面的障碍物位于尤其是医学装置的、预设的运动路径中。障碍物可以在此例如是物体或人。例如在障碍物传感器确定在医学装置的运动路径中存在障碍物时，控制设备可以根据障碍物传感器的信号使医学装置行走机构停止或变缓或将医学装置的运动调节为，使得医学装置绕开障碍物移动。控制设备也可以使医学装置沿预设的路径跟踪可移动的障碍物，其中，医学装置的速度可以自动地与可移动的障碍物的速度适配。因此，障碍物传感器能够实现在医学装置运动方面提高的安全性。
一种实施形式规定，控制设备具有目标预设单元，该目标预设单元使操作人员能够为医学装置选择行走目标，其中，控制设备使医学装置借助行走机构朝所选的行走目标运动。医学装置朝所选行驶目标的运动可以根据医学装置的传感器单元的传感器的信号进行。目标预设单元可以使操作人员也能够选择医学装置的期望到达时间。因此，医学装置可以例如准时地为计划的医学检查到达正确位置。
此外，本发明基于一种方法，该方法用于控制移动式医学装置的运动，其中，医学装置包括带有至少一个传感器的传感器单元和控制设备，其中，控制设备根据由传感器单元的至少一个传感器检测到的信号为医学装置的运动确定运动路径。随后，医学装置尤其沿着该运动路径运动。为此，控制设备可以控制医学装置的尤其是万向的行走机构。
一种实施形式规定，根据借助至少一个传感器检测到的轨迹标记和/或位置标记确定运动路径。传感器单元的传感器可以设计用于，检测用于医学装置的预设运动方向的轨迹标记和/或医学装置的预设定向。然后，控制单元可以根据轨迹标记的位置控制医学装置。轨迹标记可以在此设计成连续的医学装置的计划车道。备选地，轨迹标记也可以包括单独的不连续的路线标记。路线标记在此有利地设计成对于控制设备可识别的、并且具有对于控制设备已知的位置。轨迹标记也可以提供有关医学装置的行走机构的期望定向的信息。
一种实施形式规定，医学装置从初始位置运动至结束位置，其中，在该运动期间，借助传感器单元的至少一个传感器检测到在医学装置的环境中的图案结构和/或位置标记，其中，从结束位置返回至初始位置的运动路径根据检测到的图案结构和/或位置标记来确定。在此，图案结构和/或位置标记可以借助传感器单元的环境传感器检测。图案结构可以例如是在地板、天花板或壁上的图案。位置标记可以例如是天花板灯、通风口、烟雾探测器或专门安设的位置标记，该位置标记处于医学装置环境中。然后，控制设备可以根据借助环境传感器识别的图案结构和/或位置标记记录医学装置的位置的相对变化走向和/或医学装置的行走机构的定向的变化走向。在此，图案结构和/或位置标记的绝对位置不必已知。在此，医学装置的位置的偏离可以例如根据车轮打滑或医学装置的行走机构的不理想的几何形状和尺寸，借助控制设备自动地补偿。因此，环境传感器能够实现跟踪医学装置从初始位置到结束位置的运动，然后，该医学装置又可以自动地执行从结束位置返回至初始位置的运动。
一种实施形式规定，根据借助传感器单元的至少一个传感器检测到的空间轮廓确定运动路径。为此，控制设备有利地设计用于识别轮廓。所述轮廓可以在此例如是壁，根据该壁、控制设备这样地控制医学装置的行走机构，使得医学装置例如以与壁相隔预设的距离运动。医学装置的行走机构的定向可以在此由控制设备自动地与轮廓的走向适配。若控制设备探测到轮廓的不连续性，例如在走廊中的转角，则控制设备可以借助围绕转动轴线的转动运动将医学装置的行走机构的定向与新的方向适配。若医学装置的运动根据轮廓的自动控制与操作人员的手动控制叠加，则操作人员只需调节医学装置的速度，运动方向可以自动地借助控制设备根据所识别的轮廓来进行调节。
一种实施形式规定，控制设备包括至少一个操作元件，其中，医学装置的运动借助操作元件进行干预。尤其由操作人员借助操作元件促使医学装置的运动干预。尤其是，医学装置的运动可以在干预之后与运动路径偏离。因此，操作人员可以让医学装置例如躲开障碍物或将医学装置转向到备选的，尤其是相邻的运动路径上。医学装置的运动干预也可以调整医学装置的运动的速度。因此，医学装置的运动在运动路径上的自动控制可以有利地与医学装置的运动通过操作人员借助操作元件的手动控制叠加。
一种实施形式规定，在医学装置的运动由于医学装置的运动干预与运动路径偏离时，控制设备使医学装置返回到运动路径上。因此，运动路径，尤其设计成用于医学装置的理想的运动路径。控制设备越强地将医学装置返回到理想的运动路径上，行走机构就越远地偏离理想的运动路径。因此，用户必须例如将更大的力施加到操作元件上，以便手动地让医学装置进一步与理想的运动路径偏离。控制设备也可以确定与理想的运动路径的、不可超过的最大偏移量。医学装置也可以具有切换单元，该切换单元使操作人员能够在医学装置的运动的手动控制和自动控制之间切换。医学装置自动返回到运动路径、尤其与医学装置的运动的手动控制的组合能够实现医学装置的运动特别简单、即使手动仍可适配的控制。
按本发明的医学装置的特征、优点或备选的实施形式可以相应地转用到按本发明的方法的特征、优点或备选的实施形式上。同样，也可以让按本发明的方法的特征，优点或备选的实施形式转用到按本发明的医学装置的特征、优点或备选的实施形式上。换句话说，可以进一步形成具有与方法相关的特征的产品权利要求。该方法的相应功能性特征在此通过相应的产品模块，尤其是通过硬件模块形成。
附图说明
下面根据图中所示的实施例进一步描述并且阐述本发明。附图中：
图1是按本发明的医学装置的示意图，
图2是医学装置的运动借助两个操作元件的手动控制，
图3是医学装置的运动借助操作元件的另一种手动控制，
图4是医学装置的运动借助无接触的操作元件的手动控制，
图5是医学装置的运动借助具有力传感器的操作元件的手动控制，
图6是医学装置的运动借助具有力传感器的操作元件的另一种手动控制，该力传感器附加地设计成转动力矩传感器，
图7是医学装置的运动根据连续的轨迹标记的自动控制，
图8是医学装置的运动根据位置标记的自动控制，
图9是医学装置从结束位置返回至初始位置的运动的自动控制，
图10是医学装置的运动根据空间轮廓的自动控制以及
图11是医学装置偏离运动路径之后自动返回到运动路径上的图示。
具体实施方式
图1示出按本发明的医学装置40的示意图。医学装置40在图1所示的实施形式中设计成用于医学成像装置的移动式患者检查床。为此，所示的医学装置40具有用于未示出的病人的支承面38。医学成像装置例如是磁共振装置、单光子发射计算机断层扫描装置(SPECT装置)、正电子发射断层扫描装置(PET装置)、计算机X光断层摄影设备、超声波装置、X射线装置或设计成C型臂装置的X射线装置。医学装置40也可以是用于组合的医学成像设备的移动式患者检查床，该组合的医学成像设备包括由多个所述的成像模式设备所组成的任意组合。
备选地，图1中所示的医学装置40也可以是用于介入式检查设备的移动式患者检查床和/或治疗设备，例如血管造影、心脏、肾脏或泌尿系统检查设备和/或治疗设备。备选地，所示的医学装置40也可以是移动式手术台和/或移动式病床。
当然也可考虑另外的、在图1中未示出的按本发明的移动式医学装置40，该移动式医学装置40不具有用于病人的支承面38。因此，移动式医学装置40也可以是用于医学成像装置的移动式机架。备选地，移动式医学装置40可以是用于造影、荧光镜检查或乳房X光检查的移动式X光检查系统。移动式医学装置40也可以设计成用于外科、心脏血管造影成像或心脏病的应用的移动式C型臂X光检查系统。此外还可考虑，医学装置40是用于医务人员的移动式报告站和/或操作站。医学装置40也可以设计成用于重症监护的移动式装置，例如设计成移动式监控装置、呼吸装置、输液装置和/或透析装置。最后，医学装置40也可以是用于医学应用的移动式机器人系统。
图1中所示的医学装置40、即移动式患者检查床40包括行走机构41，该行走机构41包括例如滚轮元件，在所示的情况下是四个万向轮43。患者检查床40设计用于借助行走机构41在行走平面39上沿多个空间方向进行尤其是万向运动、并且围绕垂直于行走平面39的转动轴线46转动运动。
此外，患者检查床40包括控制设备42。控制设备42设计用于控制行走机构41。在此，控制设备42与行走机构41调节为，使得控制设备42用于控制在行走平面39上的患者检查床40的运动、尤其是万向运动和用于控制患者检查床40围绕转动轴线46的转动运动。
为此，控制设备42包括操作元件44，该操作元件设计用于控制行走机构41并且设置用于通过操作人员45操作。在图1中，操作元件44仅设计成把手。操作人员45还未明确示出。仅示出通过操作人员45实施的、操作元件44在空间方向上的运动、用来控制患者检查床40的运动。操作元件44在此通过控制设备42与行走机构41，尤其是万向轮43连接。在操作元件与行走机构41之间的连接在此可以设计为机械的和/或电子的和/或设计用于数据交换的连接。
此外，所示的患者检查床40包括具有多个传感器47的传感器单元。控制设备42可以根据由传感器单元的至少一个传感器47检测到的信号控制行走机构41。该患者检查床40的运动的自动控制可以在此与患者检查床40的运动通过操作人员45借助操作元件44的手动控制叠加。此外，患者检查床40还包括环境传感器48，该环境传感器48设计用于检测患者检查床40的空间环境的信号。此外，患者检查床40还包括障碍物传感器49，该障碍物传感器49设计用于检测在患者检查床40的运动方面的障碍物的信号。患者检查床40的运动借助由传感器47检测到的信号的自动控制的可能性在图7-图11中示出。
此外，使操作人员45能够预设用于患者检查床40的运动的目标。为此，控制设备42包括目标预设单元50，该目标预设单元50使操作人员45能够实现对患者检查床40的行走目标的选择，其中，控制设备42使患者检查床40借助行走机构41朝所选的行走目标运动。
在图2和图3中，示出医学装置40的对于图1备选的结构方案。尤其是，医学装置40现在不再强制地设计成患者检查床40。下列的说明书基本上限定为与图1的实施例的区别，其中，就相同的保留部件、特征和功能而言参照图1中的实施例的描述。基本上相同的保留部件、特征和功能以相同的附图标记标示。
图2示出医学装置40的运动借助两个操作元件44a，44b的手动控制。通常，操作元件44a，44b的操作足以使医学装置40运动。对于操作人员45来说可以自由地将操作元件44a，44b之一用于控制医学装置40。在图2所示的实施形式中，医学装置40包括布置在医学装置40的端侧上的第一操作元件44a。该第一操作元件44a设计成操纵杆。医学装置40包括第二操作元件44b，该第二操作元件44b布置在医学装置40的侧面。第二操作元件44b例如设计成导向杆。
操作人员45可以使两个操作元件44a，44b沿第一操作元件运动方向201a和第二操作元件运动方向202a运动。第一操作元件运动方向201a在此沿医学装置40的纵向58定向，而第二操作元件运动方向202a垂直于第一操作元件运动方向201a并且平行于行走平面39定向。因此，第一操作元件运动方向201a相当于第一操作元件44a沿医学装置40的纵向58在图2所示的情况下例如向前的倾斜，而第二操作元件运动方向202a相当于第一操作元件44a垂直于医学装置40的纵向58和平行于行走平面39在图2所示的情况下向右的倾斜。此外，第一操作元件运动方向201a相当于第二操作元件44b沿医学装置40纵向58的拉伸，而第二操作元件运动方向202a相当于第二操作元件44b垂直于医学装置40的纵向58和平行于行走平面39的拉伸。
操作元件44a，44b这样地通过控制设备42与医学装置40的行走机构41连接，使得操作元件44a，44b沿第一操作元件运动方向201a的运动触发医学装置40借助行走机构41沿第一装置运动方向201b的运动。第一操作元件运动方向201a在此平行于第一装置运动方向201b定向。因此，例如操纵杆向前的运动导致医学装置40向前的运动。
此外，操作元件44a，44b这样地通过控制设备42与医学装置40的行走机构41连接，使得操作元件44a，44b沿第二操作元件运动方向202a的运动触发医学装置40借助行走机构41沿第二装置运动方向202b的运动。第二操作元件运动方向202a也在此平行于第二装置运动方向202b定向。
操作元件44a，44b的运动传递到医学装置40的行走机构41的运动上可以在此机械地和/或电子地借助控制设备42进行。在此，优选操作元件44a，44b的运动方向电子地在数据交换方面转移到行走机构41上。医学装置40的实际运动，亦即运动力，纯机械地转移到行走机构41上。
图3示出借助操作元件44a，44b另一种手动控制由图2所示的医学装置40的运动。第一操作元件44a在图3中示作操纵杆。第一操作元件44a具有纵向轴线57。第一操作元件44a尤其是附加设计用于在第一操作元件运动方向201a上进行操作元件运动，和在第二操作元件运动方向202a上设计用于围绕第一操作元件44a的纵向轴线57进行操作元件的转动运动204a。操作元件的转动运动在此同样由操作人员45执行。此外，第一操作元件44a设计用于垂直于行走平面39进行垂直运动203a。这意味着，在所示的情况下，第一操作元件44a可以沿其纵向轴线57被操作人员45拉或推。
第一操作元件44a这样地通过控制设备42与医学装置40的行走机构41连接，使得操作元件的转动运动204a引起医学装置40借助行走机构41围绕转动轴线46的转动运动204b。单独的滚轮元件的旋转方向，亦即顺时针或逆时针的旋转，医学装置40的转动运动204b在此与操作元件的转动运动204a的旋转方向相对应。
第一操作元件44a还这样地通过控制设备42与医学装置40的行走机构41连接，使得第一操作元件44a垂直于行走平面39的垂直的操作元件的运动203a促使转动轴线46沿医学装置40的纵向58的位移203b。例如在所示的情况下，第一操作元件44a向上的垂直运动203a，即与医学装置40的重力反向地导致转动轴线46远离操作人员45移向医学装置40的相反底部的位移203b。若医学装置40在转动轴线46位移203b之后实施转动运动204b，则围绕当前已经移动的转动轴线46进行转动运动204b。
第一操作元件44a的运动转换为医学装置40的行走机构41的运动可以在此还是机械地和/或电子地借助控制设备42来实现。在此，优选第一操作元件44a的转动方向电子地，就数据交换而言，转移到行走机构41上。医学装置40的实际转动，亦即转动力矩纯机械地传递到行走机构41上。
借助将在图2中所示的操作元件44a，44b的直线的运动和在图3中所示的第一操作元件44a的操作元件的转动运动204a相叠加可以实现医学装置40以可变的半径转弯。
在图4中，示出备选于图1至3的医学装置40的结构方案。下列的描述基本上限制为与图1至3中实施例的区别，其中，就相同的保留部件，特征和功能而言参照图1至3中的实施例的描述。基本上相同的保留部件、特征和功能基本上以相同的附图标记表示。
图4示出医学装置40的运动借助无接触的操作元件51的手动控制。在所示的情况下，无接触的操作元件51借助光学传感器，例如摄影机识别由操作人员45的手发出的手势201a，202a，204a。控制设备42又将相应的手势201a，202a，204a转换为医学装置40的行走机构41的相应运动201b，202b，204b。
因此，沿医学装置40的纵向58的第一手势201a导致医学装置40沿第一装置运动方向201b向前的运动。向右的第二手势202a导致医学装置40垂直于医学装置40的纵向58的沿第二装置运动方向202b的运动。与操作人员45的手的转动相对应的第三手势204a转换为医学装置40围绕转动轴线46的转动运动204b。
在图5和图6中，示出备选于图1至4的医学装置40的结构方案。下列的描述基本上限定为与图1至4中的实施例的区别，其中，就相同的保留部件，特征和功能而言参照图1至4中的实施例的描述。基本上相同的保留部件、特征和功能基本上以相同的附图标记表示。
图5示出医学装置40的运动借助具有力传感器59的操作元件44的手动控制。控制设备42在此根据作用在操作元件44上的且借助力传感器59测量到的力来控制行走机构41。力传感器59在此检测作用在操作元件上的力的方向和作用在操作元件上的力的强度。
操作元件44在所示的情况下设计成转向杆。转向杆与力传感器59连接，其中，力传感器59被控制设备42包括。控制设备42测取由操作人员45施加到转向杆上的力。控制设备42根据尤其是具有待移动医学装置40的虚拟的质量和摩擦的运动方程控制行走机构41。
例如又示出操作元件44沿第一操作元件运动方向201a的运动和沿第二操作元件运动方向202a的运动。它们又导致医学装置40沿第一装置运动方向201b或第二装置运动方向202b的运动。
在此，可以有利地直接由力传感器59检测由操作人员45施加到操作元件44上的力的大小和方向。然后，控制设备42可以根据力的大小和方向控制医学装置40的运动方向和速度。力大小的改变可以触发医学装置40的运动速度的改变。力方向的改变可以触发医学装置40的运动方向的改变。为此，医学装置40包括未示出的产生用于行走机构41的驱动力矩的电动机单元。
转向杆在所示的情况下刚性地与行走机构41连接，从而给予操作人员45直观的操作感觉，使得操作人员45通过自己的力执行医学装置40的运动。转向杆通过操作人员45的突然运动可以在此转换为医学装置40的平稳的行走运动。
图6示出医学装置40借助具有力传感器59的操作元件44的运动的另一种手动控制。还是示出操作元件44的操作元件的转动运动204a和垂直运动203a。它们引起医学装置40围绕转动轴线46的相应的转动运动204或转动轴线46的位移203b(参见图3)。
操作元件的转动运动204a的强度的改变能够触发医学装置40的转动运动204的速度的改变。操作元件的转动运动204a的方向的改变可以触发医学装置40的转动方向的改变。
为此，力传感器59有利地也可以检测转动力矩并因此附加地设计成转动力矩传感器。转动力矩可以被控制设备42检测，其中，然后控制设备42可以控制医学装置40的相应的转动运动204b。
在图7至11中，示出备选于图1至6的、医学装置40的结构方案。下列的描述基本上限定为与在图1至6中的实施例的区别，其中，就相同的保留的部件、特征和功能而言参考图1至6中的实施例的描述。基本上相同的保留的部件、特征和功能基本上以相同的附图标记表示。
图7至图11分别显示医学装置40的运动的自动控制的具体实施形式。医学装置40原则上与图1至6的描述相似地构造。
医学装置40分别具有带有多个传感器47的传感器单元，示例性示出其中一个传感器47，并且医学装置40还具有控制设备42。控制设备42根据由传感器单元的传感器47检测到的信号确定用于医学装置40的运动的运动路径52。然后，控制设备42这样地控制医学装置40的行走机构41，使得医学装置40在确定的运动路径52上运动。
图7示出医学装置40的运动根据连续的轨迹标记53的自动控制。
为此在图7中，传感器单元的传感器47设计用于识别轨迹。借助传感器47检测亦即探测连续的轨迹标记53，根据检测到的轨迹标记53确定运动路径52。为此，传感器47将检测到的轨迹标记信号进一步传送给控制设备42。然后，控制设备42根据检测到的轨迹标记信号这样地控制医学装置40的行走机构41，使得医学装置40按照轨迹标记53进行运动。
轨迹标记53同时编码或标记医学装置40的行走机构41相对于医学装置40的纵向58的定向角度。在所示的情况下，轨迹标记53包括线条，其中，线条的方向给出行走机构41的定向。在本实施形式中，在此在线段的大部分上，医学装置40的纵向58沿由连续的轨迹标记53确定的运动路径52定向。在运动路径52的末尾，轨迹标记53的线条改变其定向，因此医学装置40按照具有行走机构41转动90°的定向的轨迹标记的尾段53a运动。因此，医学装置40以正确的取向到达例如在装置仓库的停放位置C。
因此，在位置A和位置B中，医学装置40的纵向58沿轨迹标记53定向。在位置C中，医学装置40的纵向58垂直于轨迹标记53定向。
在此，特别有利的是，医学装置40的行走机构41设计成例如具有万向轮43的万向行走机构41。由此，医学装置40可以特别简单地依照由轨迹标记53预设的方向变化沿着运动路径52运动。.
图8示出医学装置40的运动根据位置标记54的自动控制。
为此，在图8中，传感器单元的传感器47设计用于识别位置标记54。借助传感器47检测位置标记，并且根据检测到的位置标记54确定运动路径52。为此，传感器47将检测到的位置标记信号进一步传递给控制设备42。然后，控制设备42根据检测到的位置标记信号这样地控制医学装置40的行走机构41，使得医学装置40依照位置标记54从位置A运动到位置B。
运动路径52在此有利地已预先计划或已通过算法确定。然后，沿位置标记54自动地在运动路径52上行驶。位置标记54也在此给出有关行走机构41的定向的信息。
位置标记54的绝对位置和位置标记54的定向在此存储在控制设备42的存储器单元中。因此，控制设备42可以借助相对于位置标记54的定位不断地确定医学装置40的当前位置和定向，并因此使医学装置40沿预设的运动路径52导向。
图9示出医学装置40从结束位置B返回至初始位置A的运动的自动控制。
初始位置A在所示的情况下例如是医学装置40例如在装置仓库中的停放位置。结束位置B在所示的情况下例如是医学装置40的使用位置。医学装置40因此应当在结束位置B上完成使用之后自动地又运动返回至初始位置A。
反之，当然也存在这种情况，初始位置A是使用位置，结束位置B是停放位置。作为这种情况的一个例子是设计成移动式C型臂X光检查系统的医学装置40在手术室中的使用方法：在医学装置40的使用位置上，即在初始位置A上，制成定位在手术台上的病人的第一X光照片。然后，医学装置40手动或自动控制地移动到停放位置上，即结束位置B上。因此，医学装置40不妨碍在手术台上的工作。之后，医学装置40又可以自动地驶向先前的使用位置并且重新地制成第二X光照片。然后，第一和第二X光照片的图像区相互匹配。
在医学装置40从往程60的初始位置A运动至结束位置B时，传感器47在此检测在医学装置40的环境中的图案结构55和位置标记54。在往程60中，医学装置40的运动被操作人员45手动地控制。然后，控制设备42根据检测到的图案结构55和位置标记54确定从结束位置B返回至初始位置A的运动路径52。在此在运动路径52上的传感器47仍检测图案结构55和位置标记54。
图案结构55和位置标记54的绝对位置在此不必已知。因此，控制设备42也可以根据随机处于医学装置40的环境中的图案结构55和位置标记54确定医学装置40的运动路径52。随机的图案结构55在此可以例如是地板、天花板或壁上的图案。随机的位置标记54在此可以例如是天花板灯、通风口或烟雾探测器。当然也可以使用有针对性地安设的图案结构55和位置标记54以确定运动路径52。
在图9所示的实施形式中，在此与往程60的路径不同，运动路径52是回程的。为此合理的是，在控制设备42的存储器单元上存储有关医学装置40的环境情况的信息，例如医院计划。回程的运动路径52可以备选地也与往程60的路径相同。
图10示出医学装置的运动40根据空间轮廓56的自动控制。
为此在图10中，传感器单元的传感器47设计用于识别空间轮廓56，例如设计成环境传感器48。借助传感器47检测、亦即探测空间轮廓56，并且根据检测到的空间轮廓56确定运动路径52。为此，传感器47将检测到的轮廓信号进一步传递给控制设备42。然后，控制设备42根据检测到的轮廓信号这样地控制医学装置40的行走机构41，使得医学装置40将其运动与空间轮廓56适配。
在所示的情况下，空间轮廓56例如是走廊的壁，该壁处于医学装置40的环境中。控制设备42这样地确定运动路径52，使得医学装置40以一个与壁预设的距离、尤其是最小距离运动。在此，行走机构41的定向自动地与空间轮廓56的走向适配。医学装置40的运动的速度可以在此手动地通过操作人员45或自动地预先给定。
在所示的情况下，在空间轮廓56中存在不连续性56a。不连续性56a设计成壁的转角。行走机构41的定向在空间轮廓56具有不连续性56a的情况下这样地适配，使得医学装置40的运动以一个与壁期望的距离定向。在此，也仍有利地使用万向行走机构41。
图11示出医学装置40在与运动路径52偏离之后自动返回到运动路径52上的图示。为此，控制设备42包括至少一个操作元件44，该操作元件44使操作人员45能够干预医学装置40的运动。
传感器47在此可以给控制设备42发送信号，控制设备42借助该信号识别，医学装置40是否偏离运动路径52。运动路径在图11中所示的实施形式中被预先给定，并且对于控制设备42是已知的。
医学装置40与运动路径52的偏离使医学装置40到达偏离的运动路径61上，并且在所示的情况下促使通过操作人员45、尤其是借助未示出操作元件的手动干预，例如以便医学装置40可以绕开障碍物。在操作人员45的干预结束之后，控制设备42自动地使医学装置40依据返回路线62从偏离的运动路径61返回到运动路径52上。
当然，可以使用图7-图11中所示的传感器47的任意方式的组合和自动控制医学装置40的可能性。
虽然本发明详细地通过优选的实施例进一步描述并且说明，但本发明不限于公开的实施例，本领域技术人员可以从中推导出其他的变型，只要不偏离本发明的保护范围即可。

Claims (17)

1.一种医学装置(40)，包括行走机构(41)和控制设备(42)，其中，
-所述医学装置(40)设计为借助行走机构(41)在行走平面(39)上沿至少两个空间方向运动以及围绕垂直于所述行走平面(39)的转动轴线(46)进行转动运动，以及
-所述控制设备(42)设计为用于控制行走机构(41)。
2.按权利要求1所述的医学装置(40)，其中，所述行走机构(41)至少包括万向轮(43)。
3.按前述权利要求之一所述的医学装置(40)，其中，所述控制设备(42)包括至少一个操作元件(44)，所述操作元件设计用于控制行走机构(41)和设置为用于被操作人员(45)操作。
4.按权利要求3所述的医学装置(40)，其中，所述至少一个操作元件(44)具有纵向轴线(57)、并且设计用于围绕所述至少一个操作元件(44)的纵向轴线(57)进行操作元件的转动运动，其中，所述控制设备(42)设计用于，根据所述操作元件的转动运动使所述医学装置(40)围绕转动轴线(46)进行转动运动。
5.按权利要求3或4所述的医学装置(40)，其中，所述至少一个操作元件(44)设计用于垂直于行走平面(39)进行垂直的操作元件运动，其中，所述控制设备(42)设计用于，根据所述至少一个操作元件(44)的垂直的操作元件运动使所述医学装置(40)的转动轴线(46)位移。
6.按权利要求3至5之一所述的医学装置(40)，其中，所述至少一个操作元件(44)包括无接触的操作元件(51)。
7.按权利要求3至6之一所述的医学装置(40)，其中，所述至少一个操作元件(44)包括力传感器(59)，其中，所述控制设备(42)根据作用在所述至少一个操作元件(44)上的且借助力传感器(59)测量到的力来控制所述行走机构(41)。
8.按前述权利要求之一所述的医学装置(40)，其中，所述医学装置(40)包括带有至少一个传感器(47)的传感器单元，其中，所述控制设备(42)根据由所述传感器单元的至少一个传感器(47)检测到的信号控制所述行走机构(41)。
9.按权利要求8所述的医学装置(40)，其中，所述传感器单元包括至少一个环境传感器(48)，所述环境传感器设计用于检测所述医学装置(40)的空间环境的信号。
10.按权利要求8或9所述的医学装置(40)，其中，所述传感器单元包括至少一个障碍物传感器(49)，所述障碍物传感器设计用于检测就所述医学装置(40)的运动而言的障碍物的信号。
11.按前述权利要求之一所述的医学装置(40)，其中，所述控制设备(42)具有目标预设单元(50)，所述目标预设单元使操作人员(45)能够选择所述医学装置(40)的行走目标，其中，所述控制设备(42)使所述医学装置(40)借助行走机构(41)朝所选的行走目标运动。
12.一种用于控制移动式医学装置(40)的运动的方法，所述移动式医学装置包括具有至少一个传感器(47)的传感器单元和控制设备(42)，其中，所述控制设备(42)根据由所述传感器单元的至少一个传感器(47)检测到的信号确定用于所述医学装置(40)的运动的运动路径(52)。
13.按权利要求12所述的方法，其中，根据借助至少一个传感器(47)检测到的轨迹标记(53)和/或位置标记(54)确定所述运动路径(52)。
14.按权利要求12或13所述的方法，其中，所述医学装置(40)从初始位置运动至结束位置，其中，在这种运动期间借助所述传感器单元的至少一个传感器(47)检测所述医学装置(40)的环境中的图案结构(55)和/或位置标记(54)，其中，根据检测到的图案结构(55)和/或位置标记(54)确定从结束位置返回至初始位置的运动路径(52)。
15.按权利要求12至14之一所述的方法，其中，根据借助所述传感器单元的至少一个传感器(47)检测到的空间轮廓(56)确定所述运动路径(52)。
16.按权利要求12至15之一所述的方法，其中，所述控制设备(42)包括至少一个操作元件(44)，其中，借助操作元件(44)干预所述医学装置(40)的运动。
17.按权利要求16所述的方法，其中，在所述医学装置(40)的运动偏离所述运动路径(52)之后、由于对所述医学装置(40)的运动的干预，所述控制设备(42)使所述医学装置(40)返回到所述运动路径(52)。
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