CN105411619B - 一种患者定位设备及放射医疗设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种患者定位设备，所述患者定位设备包括：用于支撑患者在其上面的患者支撑装置；与患者支撑装置相耦合的支撑装置控制组件，其中支撑装置控制组件包括：基座；水平摇臂，与所述基座耦合，并可绕一与Y轴平行的轴旋转；可自转的支撑臂，与所述水平摇臂耦合，并可绕一与Y轴平行的轴旋转。本发明的优点是，通过水平摇臂和可自转的支撑臂的配合，实现患者支撑装置在相互垂直的X、Y、Z轴定义的空间中自由平移定位，如果，可自转的支撑臂或患者支撑装置设有升降装置、患者支撑装置的前后移动装置、长轴旋转装置、短轴旋转装置等，则可实现在立体空间中更多自由度的调整。

Description

一种患者定位设备及放射医疗设备

技术领域

本发明涉及一种医疗设备，特别涉及与其它医疗设备配合使用的一种患者定位设备及放射医疗设备。

背景技术

在患者进行手术或检查时，如使用放射治疗或其它设备仪器对患者进行检查和治疗时，需要一种专门放置患者的治疗床(患者支撑装置)，该治疗床一般具有水平前后移动和水平高度调整的功能，有一些还具有水平旋转、前后旋转和左右旋转的功能，现有的治疗床体积较大，占用空间较大，有时会妨碍医生的行动，在转移患者时也很不方便。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种占用空间较小，转移病患方便的一种患者定位设备。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种患者定位设备，设置于相互垂直的X、Y、Z轴定义的空间中，其中X、Z轴与水平面平行且分别对应长度方向和宽度方向，Y轴垂直于水平面，且对应于高度方向，所述患者定位设备包括：

用于支撑患者在其上面的患者支撑装置；

与患者支撑装置相耦合的支撑装置控制组件，其中支撑装置控制组件包括：

基座；

水平摇臂，与所述基座耦合，并可绕一与Y轴平行的轴旋转，并不可升降的、可旋转的维持在同一水平面上；

可自转的支撑臂，与所述水平摇臂耦合，并可绕另一与Y轴平行的轴旋转。

本发明的优点是，通过水平摇臂和可自转的支撑臂的配合，实现患者支撑装置在相互垂直的X、Y、Z轴定义的空间中自由平移定位，如果，可自转的支撑臂或患者支撑装置设有升降装置、患者支撑装置的前后移动装置、长轴旋转装置、短轴旋转装置等，则可实现在立体空间中更多自由度的调整。

进一步的，所述可自转的支撑臂包括：

第一支撑臂，与所述水平摇臂耦合，并可绕一与Y轴平行的轴旋转；

第二支撑臂，与所述第一支撑臂耦合，并可绕一与Z轴平行的轴旋转；

第三支撑臂，与所述第二支撑臂耦合，并可绕一与Z轴平行的轴旋转；

患者支撑装置与所述第三支撑臂耦合，所述患者支撑装置可沿其自身长轴线前后滑动，及绕一与Z轴平行的轴转动以实现前后倾角调整。

通过水平摇臂和第一、第二、第三支撑臂的配合，实现患者支撑装置在相互垂直的X、Y、Z轴定义的空间中自由移动定位，再通过患者支撑装置的前后移动和前后倾角调整，实现更大的水平移动空间和第四自由度的调整。

进一步的，所述可自转的支撑臂包括：

第一支撑臂，与所述水平摇臂耦合，并可绕一与Y轴平行的轴旋转；

升降支撑臂，与所述第一支撑臂耦合，用于支撑患者支撑装置并带动其在Y轴上的上升或下降。实现第五自由度的调整。

进一步的，所述第三支撑臂还设有使所述患者支撑装置绕其长轴转动的左右倾角调整装置。使得患者支撑装置实现第五自由度的调整。

进一步的，所述第三支撑臂还设有使所述患者支撑装置绕其一与Y轴平行的轴旋转的第二自转装置。使得当其它空间位置确定后，患者支撑装置可以原地旋转，为使用提供更高的自由度和便利，并为精确控制提供了更高的支持。

进一步的，所述第一支撑臂设有使所述第一支撑臂绕一与Y轴平行的轴转动即自转的第一自转装置。第一支撑臂可以自转，为使用提供更高的自由度和便利，并为精确控制提供了更高的支持。

进一步的，其中所述患者定位设备进一步包括：

传感器系统，用来检测所述患者支撑装置相对于治疗坐标系的位置；

控制器，所述控制器与所述传感器系统有效连接，来接收所述患者支撑装置的位置数据。为精确控制患者支撑装置提供了更高的支持。

进一步的，所述患者定位设备，其中：

所述基座设有与水平面垂直的旋转主轴及其驱动装置，所述水平摇臂与所述旋转主轴耦合从而实现水平摇臂在水平面上旋转，设定水平摇臂的水平旋转轴线为第一轴线，从而在第一自由度上来平移患者支撑装置；

第一支撑臂或水平摇臂上设有第一自转主轴及其驱动装置，所述第一支撑臂或水平摇臂通过第一自转主轴耦合，使得第一支撑臂可绕第一自转主轴在水平面上旋转即第一支撑臂的自转，设定第一支撑臂的自转轴线为第二轴线，从而在第二自由度上来平移患者支撑装置；

第二支撑臂与第一支撑臂之间通过第一水平轴及其驱动装置耦合，使得第二支撑臂可绕第一水平轴在垂直平面上绕一与Z轴平行的轴旋转，设定第二支撑臂旋转轴为第三轴线，从而在第三自由度上来移动患者支撑装置，其中第一自由度，第二自由度，第三自由度被用来沿着相互正交的X轴，Y轴，Z轴平移；

第三支撑臂与第二支撑臂之间通过第二水平轴及其驱动装置耦合，使得第三支撑臂可绕第二水平轴在垂直平面上绕一与Z轴平行的轴旋转，或在所述第二支撑臂旋转的时候使第三支撑臂保持垂直状态，设定第三支撑臂旋转轴为第四轴线，从而在第四自由度上来调整患者支撑装置状态；

其中所述第三支撑臂或患者支撑装置设有治疗床驱动装置，所述治疗床驱动装置包括以下装置的至少一种：

前后移动装置，使患者支撑装置中用于支撑患者的平板沿长轴方向前后移动；

长轴旋转装置，使患者支撑装置中用于支撑患者的平板绕与其短轴平行的一轴线旋转；

短轴旋转装置，使患者支撑装置中用于支撑患者的平板绕长轴线旋转；

第二自转装置，使患者支撑装置中用于支撑患者的平板绕一与Y轴平行的垂直轴线旋转。

进一步的，所述升降支撑臂，包括X形双剪升降装置或单剪升降装置。

在本方案中，使得患者定位装置可以实现患者支撑装置在相互垂直的X、Y、Z轴定义的空间中自由移动定位，再通过患者支撑装置的前后移动和前后倾角调整，实现更大的水平移动空间和第四自由度的调整。通过短轴旋转装置，使患者支撑装置中用于支撑患者的平板绕长轴线旋转实现第五自由度的调整，通过第二自转装置，使患者支撑装置中用于支撑患者的平板可以绕一垂直轴线旋转，增加了调整的灵活性，为快捷、精密的控制提供了支持。

本发明还提供了一种放射医疗设备，包括放射医疗主机，还包括上面所述的患者定位设备。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的示意图。

图2是本发明的一种实施例的示意图。

图3是本发明的一种实施例的示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1.基座 1a.旋转主轴 21.水平摇臂 2a.第一自转主轴 22.第一支撑臂 31.第二支撑臂 3b.第一水平轴 4b.第二水平轴 41.第三支撑臂 51.第二自转装置 52.短轴旋转装置 53.前后移动装置 6.患者支撑装置 71.单剪升降系统 8.双剪升降系统

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，在一些实施例中，一种患者定位设备，所述患者定位设备包括：

用于支撑患者在上面的患者支撑装置，通常包括一个长方形的台板，用于将患者卧放在台板上；

与患者支撑装置相耦合的支撑装置控制组件，其中支撑装置控制组件包括：

基座1，通常固定于地面；

水平摇臂21，与所述基座通过传动机构进行机械传动耦合，并可绕一与Y轴平行的轴旋转，并不可升降的、可旋转的维持在同一水平面上；如图中所示，1a为耦合后的旋转主轴，水平摇臂21可以绕旋转主轴1a正、逆向水平旋转，从而改变患者支撑装置在水平面的坐标。

可自转的支撑臂，与所述水平摇臂耦合，并可绕另一与Y轴平行的轴旋转。

在本实施方式中，可自转的支撑臂包括：

第一支撑臂22，与所述水平摇臂通过第一自转主轴2a耦合，并可绕一与Y轴平行的轴旋转，即第一支撑臂22可以实现自转，使控制及应用更加灵活，也提高了控制精度，延展了水平移动的范围；

第二支撑臂31，与所述第一支撑臂22耦合，并可绕一与Z轴平行的轴旋转(其实质是绕一水平轴旋转，在图1中，即第一水平轴3b)，通过第二支撑臂31绕第一水平轴3b的转动，实现了患者支撑装置6在Y轴上的升降(及水平高度的调整)，由于它的转动会同时改变患者支撑装置6的高度及水平位置，因此在控制时，这些参数的变化都要作为位置调整的调整参数。

第三支撑臂41，与所述第二支撑臂31耦合，并可绕一与Z轴平行的轴旋转；(其实质是绕另一水平轴旋转，在图1中，即第二水平轴4b)，通常情况下，第三支撑臂41保持垂直状态不便，在第二支撑臂31绕第一水平轴3b转动实现了患者支撑装置6在Y轴上的升降时，第二支撑臂31与第三支撑臂41之间相对转动，来保证患者支撑装置6保持水平状态。在某些情况下，比如为了纠正患者支撑装置6出现水平倾斜或者为了实现其水平倾斜，可以通过第三支撑臂41绕第二水平轴4b转动，改变其与垂线(Y轴)之间的夹角来实现。

患者支撑装置与所述第三支撑臂耦合，所述患者支撑装置可沿其自身长轴线前后滑动，及绕一与Z轴平行的轴转动以实现前后倾角调整。

本发明的优点是，通过水平摇臂和第一、二、三支撑臂的配合，实现患者支撑装置在相互垂直的X、Y、Z轴定义的空间中自由移动定位，再通过患者支撑装置的前后移动和前后倾角调整，实现更大的水平移动空间和第四自由度的调整。

在另外一些实施例中，所述第三支撑臂还设有使所述患者支撑装置绕其长轴转动的左右倾角调整装置。使得患者支撑装置实现第五自由度的调整。

在另外一些实施例中，所述第三支撑臂还设有使所述患者支撑装置绕其一与Y轴平行的轴旋转的第二自转装置。使得当其它空间位置确定后，患者支撑装置可以原地旋转，为使用提供更高的自由度和便利，并为精确控制提供了更高的支持。

在另外一些实施例中，其中所述患者定位设备进一步包括：

传感器系统，用来检测所述患者支撑装置相对于治疗坐标系的位置；

控制器，所述控制器与所述传感器系统有效连接，来接收所述患者支撑装置的位置数据。为精确控制患者支撑装置提供了更高的支持。

在另外一些实施例中，所述患者定位设备，其中：

所述基座设有与水平面垂直的旋转主轴及其驱动装置，所述水平摇臂与所述旋转主轴耦合从而实现水平摇臂在水平面上旋转，设定水平摇臂的水平旋转轴线为第一轴线，从而在第一自由度上来平移患者支撑装置；

第一支撑臂或水平摇臂上设有第一自转主轴及其驱动装置，所述第一支撑臂或水平摇臂通过第一自转主轴耦合，使得第一支撑臂可绕第一自转主轴在水平面上旋转即第一支撑臂的自转，设定第一支撑臂的自转轴线为第二轴线，从而在第二自由度上来平移患者支撑装置；

第二支撑臂与第一支撑臂之间通过第一水平轴及其驱动装置耦合，使得第二支撑臂可绕第一水平轴在垂直平面上绕一与Z轴平行的轴旋转，设定第二支撑臂旋转轴为第三轴线，从而在第三自由度上来移动患者支撑装置，其中第一自由度，第二自由度，第三自由度被用来沿着相互正交的X轴，Y轴，Z轴平移；

第三支撑臂与第二支撑臂之间通过第二水平轴及其驱动装置耦合，使得第三支撑臂可绕第二水平轴在垂直平面上绕一与Z轴平行的轴旋转，或在所述第二支撑臂旋转的时候使第三支撑臂保持垂直状态，设定第三支撑臂旋转轴为第四轴线，从而在第四自由度上来调整患者支撑装置状态；

其中所述第三支撑臂或患者支撑装置设有治疗床驱动装置，所述治疗床驱动装置包括以下装置的至少一种：

前后移动装置，使患者支撑装置中用于支撑患者的平板沿长轴方向前后移动；

长轴旋转装置，使患者支撑装置中用于支撑患者的平板绕与其短轴平行的一轴线旋转；

短轴旋转装置，使患者支撑装置中用于支撑患者的平板绕长轴线旋转；

第二自转装置，使患者支撑装置中用于支撑患者的平板绕一与Y轴平行的垂直轴线旋转。

在本方案中，使得患者定位装置可以实现患者支撑装置在相互垂直的X、Y、Z轴定义的空间中自由移动定位，再通过患者支撑装置的前后移动和前后倾角调整，实现更大的水平移动空间和第四自由度的调整。通过短轴旋转装置，使患者支撑装置中用于支撑患者的平板绕长轴线旋转实现第五自由度的调整，通过第二自转装置，使患者支撑装置中用于支撑患者的平板可以绕一垂直轴线旋转，增加了调整的灵活性，为快捷、精密的控制提供了支持。

在另外一些实施例中，第一、第二、第三支撑臂用一X形双剪升降系统替代，如图3所示，在水平摇臂的自由端上设有一可以旋转的自转平台，所述X形双剪升降系统安装于所述的自转平台上，以实现X形双剪升降系统的自转，而患者支撑装置安装于X形双剪升降系统的上面，X形双剪升降系统实现了对患者支撑装置的水平自转和垂直高度的升降，水平摇臂实现更大范围的水平旋转(公转)。

在上面的实施例中，如果在患者支撑装置中增设前后移动装置、长轴旋转装置、短轴旋转装置等，则可实现在立体空间中更多自由度的调整。

在另外一些实施例中，X形双剪升降系统可以由单剪升降系统替换，如图2所示，或者由其它现有技术中的升降装置替换，如液压升降系统和滚珠螺杆升降系统等，以实现对患者支撑装置在垂直高度上的调整。

本发明首先创造性的使用水平摇臂实现患者支撑装置大范围的水平旋转(公转)，以实现快速的水平坐标的调整和转移，然后可以通过可自转的支撑臂在原地旋转患者支撑装置(自转)，以实现更多的控制和调整，更为重要的是，在某些时候，需要患者支撑装置一直保持固定的方向不变(如长轴的水平指向不变)，同时对其大范围的水平转移，此时可以通过水平摇臂和可自转的支撑臂相互配合，通过公转系统和自转系统的相反方向的旋转，达到在患者支撑装置进行公转的同时保持自身的方向不变。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种患者定位设备，设置于相互垂直的X、Y、Z轴定义的空间中，其中X、Z轴与水平面平行且分别对应长度方向和宽度方向，Y轴垂直于水平面，且对应于高度方向，其特征在于，所述患者定位设备包括：

用于支撑患者在其上面的患者支撑装置；

与患者支撑装置相耦合的支撑装置控制组件，其中支撑装置控制组件包括：

基座，设置于水平摇臂下方；

水平摇臂，与所述基座耦合，并可绕一与Y轴平行的轴旋转，并不可升降的、可旋转的维持在同一水平面上；

可自转的支撑臂，与所述水平摇臂耦合，并可绕另一与Y轴平行的轴旋转。

2.根据权利要求1所述的患者定位设备，其特征在于，所述可自转的支撑臂包括：

第一支撑臂，与所述水平摇臂耦合，并可绕一与Y轴平行的轴旋转；

第二支撑臂，与所述第一支撑臂耦合，并可绕一与Z轴平行的轴旋转；

第三支撑臂，与所述第二支撑臂耦合，并可绕一与Z轴平行的轴旋转；

患者支撑装置与所述第三支撑臂耦合，所述患者支撑装置可沿其自身长轴线前后滑动，及绕一与Z轴平行的轴转动以实现前后倾角调整。

3.根据权利要求1所述的患者定位设备，其特征在于，所述可自转的支撑臂包括：

第一支撑臂，与所述水平摇臂耦合，并可绕一与Y轴平行的轴旋转；

升降支撑臂，与所述第一支撑臂耦合，用于支撑患者支撑装置并带动其在Y轴上的上升或下降。

4.根据权利要求2所述的患者定位设备，其特征在于，所述第三支撑臂还设有使所述患者支撑装置绕其长轴转动的左右倾角调整装置。

5.根据权利要求2所述的患者定位设备，其特征在于，所述第三支撑臂还设有使所述患者支撑装置绕一与Y轴平行的轴旋转的第二自转装置。

6.根据权利要求2所述的患者定位设备，其特征在于，所述第一支撑臂设有使所述第一支撑臂绕一与Y轴平行的轴转动即自转的第一自转装置。

7.根据权利要求1到4任一所述的患者定位设备，其中所述患者定位设备进一步包括：

传感器系统，用来检测所述患者支撑装置相对于治疗坐标系的位置；

控制器，所述控制器与所述传感器系统有效连接，来接收所述患者支撑装置的位置数据。

8.根据权利要求2所述的患者定位设备，其特征在于，其中：

所述基座设有与水平面垂直的旋转主轴及其驱动装置，所述水平摇臂与所述旋转主轴耦合从而实现水平摇臂在水平面上旋转，设定水平摇臂的水平旋转轴线为第一轴线，从而在第一自由度上来平移患者支撑装置；

第一支撑臂或水平摇臂上设有第一自转主轴及其驱动装置，所述第一支撑臂或水平摇臂通过第一自转主轴耦合，使得第一支撑臂可绕第一自转主轴在水平面上旋转即第一支撑臂的自转，设定第一支撑臂的自转轴线为第二轴线，从而在第二自由度上来平移患者支撑装置；

第二支撑臂与第一支撑臂之间通过第一水平轴及其驱动装置耦合，使得第二支撑臂可绕第一水平轴在垂直平面上绕一与Z轴平行的轴旋转，设定第二支撑臂旋转轴为第三轴线，从而在第三自由度上来移动患者支撑装置，其中第一自由度，第二自由度，第三自由度被用来沿着相互正交的X轴，Y轴，Z轴平移；

第三支撑臂与第二支撑臂之间通过第二水平轴及其驱动装置耦合，使得第三支撑臂可绕第二水平轴在垂直平面上绕一与Z轴平行的轴旋转，或在所述第二支撑臂旋转的时候使第三支撑臂保持垂直状态，设定第三支撑臂旋转轴为第四轴线，从而在第四自由度上来调整患者支撑装置状态；

其中所述第三支撑臂或患者支撑装置设有治疗床驱动装置，所述治疗床驱动装置包括以下装置的至少一种：

前后移动装置，使患者支撑装置中用于支撑患者的平板沿长轴方向前后移动；

长轴旋转装置，使患者支撑装置中用于支撑患者的平板绕与其短轴平行的一轴线旋转；

短轴旋转装置，使患者支撑装置中用于支撑患者的平板绕长轴线旋转；

第二自转装置，使患者支撑装置中用于支撑患者的平板绕一与Y轴平行的垂直轴线旋转。

9.根据权利要求3所述的患者定位设备，其特征在于，所述升降支撑臂组件，包括X形双剪升降装置或单剪升降装置。

10.一种放射医疗设备，包括放射医疗主机，其特征在于，还包括权利要求1所述的患者定位设备。