CN110710985B - 计算机断层扫描设备的全向行走机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于计算机断层扫描设备的机架的全向行走机构。本发明涉及一种用于计算机断层扫描设备的机架的全向行走机构,具有:‑第一对全向轮,‑第一对全向轮的第一轮悬架,‑其中,第一轮悬架具有以下组件:‑连接单元,用于将第一轮悬架与底座连接,‑枢转单元,该枢转单元借助于第一枢转轴承与连接单元连接并且相对于连接单元围绕第一枢转轴线可枢转地安装,‑串联单元,该串联单元借助于第二枢转轴承与枢转单元连接并且相对于枢转单元围绕第二枢转轴线可枢转地安装,该第二枢转轴线基本上平行于第一枢转轴线,‑其中第一对全向轮耦合连接至串联单元。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于计算机断层扫描设备的机架的全向行走机构。本发明还涉及一种具有计算机断层扫描设备的机架和全向行走机构的设备。本发明还涉及一种用于校正计算机断层扫描设备的机架的运动的方法。
计算机断层扫描设备通常固定安装在地面上。患者床进行线性运动,通过该运动使患者通过旋转X射线系统的扫描平面,以例如进行螺旋体积扫描。
背景技术
对于某些应用,例如当X射线设备用于手术室或放射治疗时,计算机断层扫描设备的机架必须安装在可移动平台上。这允许计算机断层扫描设备接近患者床或手术台以执行扫描。如果有必要,计算机断层扫描设备的可移动平台可以在例如手术台或者为进行放射性治疗而承载患者的患者床不移动时执行线性扫描运动。
到目前为止,所谓的滑动门架安装在嵌入地板的固定轨道上。这种门架通常限于非常有限的行程范围,例如在两个房间之间。此外,还需要大量且昂贵的安装施工措施。
US 2017/0325763A1公开了一种具有医疗成像装置的机架和用于使设备相对于基座移动的全向行走机构的设备。
US 9554953 B2公开了一种包括行走机构的医疗设备,其中医疗设备设计为借助于行走机构在驱动平面上的至少两个空间方向上运动和围绕垂直于驱动平面的旋转轴线的旋转运动。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于计算机断层扫描设备的机架的改进的全向行走机构。
独立权利要求的每个主题都可以解决这个问题。在从属权利要求中,考虑了本发明的其他有利方面。
本发明涉及一种用于计算机断层扫描设备的机架的全向行走机构,具有:
-第一对全向轮,
-第一对全向轮的第一轮悬架,
-其中第一轮悬架具有以下组件:
-连接单元,用于将第一轮悬架与底座连接,
-枢转单元,其借助于第一枢转轴承与连接单元连接并且相对于连接单元围绕第一枢转轴线可枢转地安装,
-串联单元,其借助于第二枢转轴承与枢转单元连接并且相对于枢转单元围绕第二枢转轴线能枢转地安装,其中,第二枢转轴线基本上平行于第一枢转轴线,
-其中,第一对全向轮耦合连接到串联单元,使得在串联单元围绕第二枢转轴线的枢转运动时,第一对全向轮的一个全向轮提升并且第一对全向轮的另一个全向轮下降。
一个设计方案提出,
-第一对全向轮的一个第一全向轮借助于第一旋转轴承与串联单元连接并且相对于串联单元围绕第一轮轴可旋转地安装,
-第一对全向轮的一个第二全向轮借助于第二旋转轴承与串联单元连接并且相对于串联单元围绕第二轮轴可旋转地安装,并且
--第二枢转轴线在串联单元的区域中相对于水平方向布置在第一轮轴和第二轮轴之间。
一个设计方案提出,第一枢转轴线,第二枢转轴线,第一轮轴和第二轮轴基本上彼此平行。
特别地,第一枢转轴线,第二枢转轴线,第一轮轴和第二轮轴均可以是水平的。特别地,第一枢转轴线,第二枢转轴线,第一轮轴和第二轮轴至少在机架的运行状态中可以基本上平行于转子的旋转轴线,其中,X射线源和X射线探测器布置在该旋转轴线上以围绕旋转轴线旋转。
一个设计方案提出
--连接单元,枢转单元和串联单元均形成为扁平的,
--第一枢转轴线垂直于连接单元和枢转单元,并且
-第二枢转轴线垂直于枢转单元和串联单元。
一个设计方案提出了一种全向行走机构,还具有:
-第二对全向轮,
-用于第二对全向轮的第二轮悬架,
-其中第二轮悬架具有以下组件:
-连接单元,用于将第二轮悬架与底座连接,
-枢转单元,其借助于第一枢转轴承与连接单元连接并且相对于连接单元围绕第一枢转轴线可枢转地安装,
-串联单元,其通过第二枢转轴承与枢转单元连接并且相对于枢转单元围绕第二枢转轴线可枢转地安装,第二枢转轴线基本上平行于第一枢转轴线,
-其中,第二对全向轮耦合连接至串联单元,使得当串联单元绕第二枢转轴线枢转运动时,第二对全向轮的一个全向轮提升并且第二对全向轮的另一个全向轮下降。
特别地,全向行走机构可包括第一轮悬架的第一枢转轴承和第一轮悬架的第二枢转轴承。特别地,全向行走机构可以具有第二轮悬架的第一枢转轴承和第二轮悬架的第二枢转轴承。特别地,第一轮悬架的第一枢转轴线和/或第一轮悬架的第二枢转轴线可以是水平的。特别地,第二轮悬架的第一枢转轴线和/或第二轮悬架的第二枢转轴线可以是水平的。
一个设计方案提出了一种全向行走机构,还具有摆杆,该摆杆借助于第一自对准轴承与第一轮悬架的枢转单元连接并且借助于第二自对准轴承与第二轮悬架的枢转单元连接。
一个设计方案提出,第一轮悬架的第一枢转轴线,第一轮悬架的第二枢转轴线,第一轮悬架的第一轮轴,第一轮悬架的第二轮轴,第二轮悬架的第一枢转轴线,第二轮悬架的第二枢转轴线,第二轮悬架的第一轮轴,第二轮悬架的第二轮轴,第一自对准轴承的中心轴线和第二自对准轴承的中心轴线基本上彼此平行。
自对准轴承的中心轴线尤其可以理解为在自对准轴承的基态中自对准轴承的旋转对称轴线。
一个设计方案提出了一种全向行走机构,还具有:
-用于将摆杆与底座连接的连接元件,
--其中摆杆通过第三自对准轴承与连接元件连接,
-其中第一轮悬架的枢转单元和第二轮悬架的枢转单元耦合连接至摆杆,使得在摆杆相对于连接元件的摆动运动时提升两个枢转单元中的一个并且降低两个枢转单元中的另一个。
由此,特别是在不平坦的表面中实现了所有全向轮与基座的连续接触以及行走机构的全向轮上的负载的均匀分布。
枢转轴承尤其可以是例如以滚珠轴承或滚柱轴承的形式的滚子轴承。自对准轴承尤其可以是径向球面滑动轴承或可角度移动的旋转轴承,例如以自动定心滚珠轴承或自动定心滚柱轴承的形式。
例如,第三自对准轴承的中心轴线可以与第一自对准轴承的中心轴线和第二自对准轴承的中心轴线基本垂直,特别是垂直。
一个设计方案提出,第一轮悬架的连接单元与底座形状配合地连接和/或第二轮悬架的连接单元与底座形状配合连接和/或连接元件与底座形状配合连接。
一个设计方案提出,第一对全向轮的至少一个全向轮和/或第二对全向轮的至少一个全向轮具有轮毂马达,特别是电动轮毂马达。特别地,旋转轴承可以集成在轮毂马达中,该轮毂马达设计用于相对于串联单元可旋转地支承相应的全向轮。
本发明还涉及一种设备,具有计算机断层扫描设备的机架和用于相对于基座移动该设备的全向行走机构,其中全向行走机构根据所公开的方面之一设计。底座尤其可以是地面,例如检查室的地面或地板。
一个设计方案提出,全向行走机构具有底座和/或形成可移动平台。特别地,机架可以布置在可移动平台上。特别地,传统的计算机断层扫描设备的机架可以从上方放置在可移动平台上,特别是放置在全向行走机构的底座上。
一个设计方案提出,机架具有承载框架,其中机架的承载框架形成全向行走机构的底座。
一个设计方案提出,全向行走机构具有四对全向轮,机架具有基本上矩形的布局,并且在机架的矩形布局的四个角中的每一个处分别布置四对全向轮中的一对。
本发明还涉及一种设备,具有计算机断层扫描设备的机架和用于使该设备相对于基座移动的全向行走机构,该行走机构具有四对全向轮,该机架具有基本上矩形的布局,其中在机架的矩形布局的四个角中的每一个处分别布置四对全向轮中的一对。
一个设计方案提出了一种设备,还具有:
-患者支撑装置,
-至少一个标记,该标记布置在患者支撑装置的区域中,特别是相对于患者支撑装置固定地布置,
-测量系统,该测量系统设计用于检测位置信息,该位置信息涉及全向行走机构的位置和/或全向行走机构相对于至少一个标记的指向,以及
-驱动控制单元,被配置为基于位置信息控制全向行走机构的运动。
一个设计方案提出了一种设备,还具有图像重建单元,被配置为基于位置信息执行图像重建的校正。
本发明还涉及一种用于校正计算机断层扫描设备的机架的运动的方法,该方法包括以下步骤:
-通过全向行走机构沿检查对象的待成像区域移动计算机断层扫描设备的机架,其中,该机架具有X射线源和X射线探测器,
-在计算机断层扫描设备的机架通过全向行走机构移动时,通过X射线源和X射线探测器检测检查对象的待成像区域的投影数据,
-在投影数据被检测期间,检测位置信息,该位置信息涉及计算机断层扫描设备的机架的位置和/或尤其是相对于至少一个标记的指向,
-基于位置信息测定运动校正数据,
-在投影数据被检测期间,通过基于运动校正数据执行全向行走机构的运动的方向变化和/或速度变化来校正计算机断层扫描设备的机架的运动。
检查对象尤其可以是患者。特别地,在检测投影数据时,患者可以处于患者支撑装置的患者支撑板上。
一个设计方案提出,通过基于投影数据的图像重建来生成检查对象的待成像区域的医学图像,其中基于位置信息校正图像重建。这在很大程度上避免了医学图像中的伪影,该伪影例如通过与理想运动轨迹的偏差造成,尽管在检测投影数据期间校正了机架的运动还是会出现的该偏差。
一个设计方案提出,第一对全向轮中的每个全向轮分别是麦克纳姆轮和/或第二对全向轮中的每个全向轮分别是麦克纳姆轮。通过适当选择枢转单元和串联单元中的杠杆长度,可以实现负载在全向轮上的均匀分布。
全向轮的数量尤其取决于它们的承载能力,承载的重量和底座的承载能力,特别是基座的承载能力。优选的配置包括以串联配置成对安装的八个全向轮。使用四对全向轮,机架的相对较高的重量可以更好地分布在基座上,从而减少基座上的负荷。
还可以在机架的矩形布局的两个相邻角上布置一对全向轮,并且在机架的矩形布局的两个剩余角上布置单个全向轮。作为轮毂马达的替代方案,至少一个全向轮可以与马达相互作用,特别是与电动马达相互作用,该马达可以驱动至少一个全向轮旋转。特别地,马达和至少一个全向轮可以通过传动装置和/或通过轴连接。
根据一个实施例,在全向行走机构的每对全向轮的情况中,两个全向轮中的每一个都具有轮毂马达。根据另一实施例,在全向行走机构的每对全向轮的情况中,恰好是两个全向轮中的一个具有轮毂马达,其中另一个全向轮特别设计为没有其自身的驱动装置。例如,全向行走机构可以包括四对全向轮,其中,四对全向轮中的每一对都具有恰好一个具有轮毂马达的全向轮。
一个设计方案提出,第一对全向轮的至少一个全向轮和/或第二对全向轮的至少一个全向轮具有用于检测全向轮的角位置数据的角位置传感器和/或用于检测全向轮的角速度数据的角速度传感器。角位置传感器和/或角速度传感器可以例如集成在至少一个全向轮的轮毂马达中,或者可以与至少一个全向轮的轮毂马达分开布置。
一个设计方案提出,第一对全向轮的至少一个全向轮和/或第二对全向轮的至少一个全向轮具有马达控制单元和/或与马达控制单元配合,其中马达控制单元设计用于基于角位置数据和/或基于角速度数据控制至少一个全向轮的轮毂马达。
全向轮的马达控制单元与驱动控制单元配合,使得每个全向轮由相应的轮毂马达单独驱动,以执行全向行走机构的期望的合成运动轨迹。
全向行走机构可以例如具有能量存储单元,特别是具有蓄电池的能量存储单元,和/或用于供应电能的能量供应接口。一个设计方案提出,行走机构的电源接口可以通过电缆连接到固定电源单元。马达,特别是轮毂马达,传感器和马达控制单元可以例如利用来自能量存储单元和/或来自固定电源单元的电能来运行。
通过全向轮的具有负载平衡的移动悬架以及通过串联配置的布置确保全向行走机构的每个全向轮在即使地面不平整时也与地面保持接触,并且能够承担总负荷的相应分配给其的分量。这避免了单个全向轮的短时过载和地板上过多的局部应力。
可以想到其他解决方案,以便即使在地面不平坦的情况下也能产生全向轮与地面的接触,并且允许负载均匀地分布在全向轮上。
因此,特别地,公开了一种具有多个全向轮的全向行走机构,其中多个全向轮中的每个全向轮悬挂在独立悬架上。特别地,全向行走机构的全向轮的独立悬架可以配合,使得多个全向轮中的每个全向轮保持恒定并且在地面上具有均匀的载荷。
因此,特别地,公开了一种具有多个全向轮的全向行走机构,其中多个全向轮中的每个全向轮通过弹簧-阻尼系统连接到底座。特别地,多个全向轮中的每个全向轮可以各自单独地布置在弹簧和/或液压缸上。特别地,弹簧和/或液压缸的特性曲线可以适配成使得多个全向轮中的每个全向轮保持恒定并且在地面上具有相同的载荷。
为了在扫描期间进行精确跟踪,全向行走机构具有测量系统,该测量系统可以指向空间固定的标记或特征,特别是可以为全向行走机构的驱动控制单元连续地提供测量值。测量系统尤其可以设计为非接触式测量系统。测量系统可以具有例如光学和/或电感和/或电容传感器。特别地,测量系统可以具有至少一个激光扫描仪和/或至少一个摄像机。
测量系统尤其可以设计用于测量全向行走机构的姿态,该姿态涉及全向行走机构相对于至少一个空间固定的标记的位置和/或方向。基于全向行走机构的姿态,全向行走机构的全向轮可由驱动控制单元和/或马达控制单元驱动,使得全向行走机构沿预定的运动轨迹移动和/或使得全向行走机构达到预定的目标姿势。特别地,闭环控制可用于此目的。特别地,因此可以实现全向行走机构在空间中的无碰撞运动和精确定位。
例如,标记可以是引导线。特别地,可以提供这样的引导线,该引导线平行于支承在患者支撑装置上的患者的纵向方向,和/或该引导线至少部分地设置在患者支撑装置下方。特别地,可以提供特殊的传感器系统,以在扫描过程中在引导线的方向上和/或在患者的纵向方向上精确地移动全向行走机构的运动。
通过借助于驱动控制单元和/或借助于马达控制单元单独调节全向轮的角速度,可以在扫描运动期间补偿计算机断层扫描设备的预定扫描方向和角度方向的偏差。测量系统还可以设计成在扫描运动期间,特别是连续地检测与机架相对于预定扫描方向的位置和/或取向有关的位置信息。例如,测量系统可以具有编码器和/或激光干涉仪。例如,该位置信息可以链接到在全向行走机构处于相应位置和/或方向时获取的投影数据。基于位置信息,例如,在图像重建期间,可以执行关于与预定扫描方向的偏差的校正。
利用全向行走机构,可以在医院内的不同房间之间运输计算机断层扫描设备的机架并且执行计算机断层扫描设备的机架相对于患者的扫描运动。特别地,扫描运动可以是用于螺旋扫描的直线扫描运动。特别是,它可以省去轨道系统。此外,借助于计算机断层扫描设备的检查不仅可以在具有可移动患者支撑板的患者床上进行,而且可以在固定的患者床上进行,例如在手术台或者在放射性治疗装置的患者床上进行,其中,该计算机断层扫描设备的机架可通过全向行走机构移动。
全向行走机构可以特别设计用于自主行驶。特别地,全向行走机构可以具有用户界面,其中用户可以通过用户界面控制全向行走机构的移动。用户界面可以具有例如软件应用程序。特别地,软件应用程序的图形用户界面可以显示在触敏屏幕上,例如平板电脑的触敏屏幕。
通过用户界面,可以检测用户的用户输入。基于用户输入,可以控制全向行走机构的运动。根据一个设计方案,借助于触敏屏幕,可以检测用户按压触敏屏幕的力(力触摸)并且可以基于该力来控制行走机构的移动。
特别地,公开了一种用于医疗成像装置的机架的全向行走机构,具有:
-第一对全向轮,
-用于第一对全向轮的第一轮悬架,
-其中第一轮悬架具有以下组件:
-连接单元,用于将第一轮悬架与底座连接,
-枢转单元,其通过第一枢转轴承与连接单元连接并且相对于连接单元围绕第一枢转轴线可枢转地安装,
-串联单元,该串联单元借助于第二枢转轴承与偏转单元连接并且相对于枢转单元围绕第二枢转轴线可枢转地安装,其中,第二枢转轴线基本上平行于第一枢转轴线,
-其中,第一对全向轮耦合连接至串联单元,使得串联单元在围绕第二枢转轴线的枢转运动期间时提升第一对全向轮的一个全向轮并降低第一对全向轮的另一个全向轮。
用于医学成像装置的机架的全向行走机构尤其可以根据结合计算机断层扫描设备公开的方面之一来设计。
特别地,在此公开了一种设备,其包括医疗成像装置的机架和用于使该设备相对于基座移动的全向行走机构,其中,该全向行走机构根据所公开的方面之一形成。该设备尤其可以根据结合计算机断层扫描设备公开的设备的一个方面来设计。
因此,特别公开了一种设备,包括医用成像装置的机架和用于使该设备相对于基座移动的全向行走机构,该全向行走机构具有四对全向轮,该机架具有基本上矩形的布局,其中在机架的矩形布局的四个角中的每一个处分别布置有四对全向轮中的一对。
特别地,在此公开了一种用于校正医学成像装置的机架的运动的方法,该方法包括以下步骤:
-通过全向行走机构沿着检查对象的待成像区域移动医学成像装置的机架,其中该机架具有采集单元,
-在医学成像装置的机架通过全向行走机构移动时,通过采集单元检测检查对象的待成像区域的采集数据,
-在采集数据被检测期间,检测位置信息,该位置信息涉及医学成像装置的机架的位置和/或指向,特别是相对于至少一个标记的指向,
-基于位置信息测定运动校正数据,
-在采集数据被检测器件,通过基于运动校正数据执行全向行走机构的运动的方向变化和/或速度变化来校正医学成像装置的机架的运动。
用于校正医学成像装置的机架的移动的方法尤其可以根据结合计算机断层扫描设备公开的方面之一来设计。
医学成像装置例如可以选自由X射线设备,C臂X射线设备,计算机断层扫描设备(CT设备),分子成像设备(MI设备),单光子发射计算机断层扫描设备(SPECT设备),正电子发射断层扫描设备(PET设备),磁共振断层扫描设备(MR设备)及其组合,特别是PET-CT设备和PET-MR设备组成的成像模态组。医学成像装置例如还可以具有成像模态和照射模态,其中成像模态例如从成像模态组中选取。在此,照射模态可以具有例如用于治疗性照射的照射单元。
在不限制总体发明构思的情况下,在一些设计方案中,计算机断层扫描设备被示例性地称为医学成像装置。
根据本发明的一个设计方案,医学成像装置具有采集单元,该采集单元被设计用于获取采集数据。特别地,采集单元可包括辐射源和辐射探测器。
本发明的一个设计方案提出,辐射源设计成发射和/或激发辐射,特别是电磁辐射,和/或辐射探测器设计用于探测辐射,特别是电磁辐射。例如,辐射可以从辐射源到达待成像区域并在与待成像区域相互作用之后到达辐射探测器。
在与待成像区域的相互作用中,辐射被修改并进而成为信息的载体,该信息涉及待成像区域。当辐射与探测器相互作用时,以捕获到采集数据的形式的该信息。
特别地,在计算机断层扫描设备和C型臂X射线设备中,采集数据可以是投影数据,采集单元可以是投影数据采集单元,辐射源可以是X射线源,辐射探测器可以是X射线探测器。X射线探测器尤其可以是量子计数和/或能量分辨X射线探测器。
特别地,在磁共振断层扫描设备中,采集数据可以是磁共振数据集,采集单元可以是磁共振数据采集单元,辐射源可以是第一高频天线单元,辐射探测器可以是第一高频天线单元和/或第二高频天线单元。
医学成像装置的机架通常具有承载结构,特别地,在该承载结构上布置采集单元的组件,特别是辐射源和/或辐射探测器。机架的承载结构通常具有高的刚度和强度,使得采集单元的组件可以相对于彼此布置并且相对于待成像区域布置成为成像充分限定的几何形状。
在计算机断层扫描设备中,机架通常包括承载框架和相对于承载框架可旋转地安装的转子,其中辐射源和辐射探测器设置在转子上。可选地,机架可以具有相对于承载框架可倾斜地安装的倾斜框架,其中转子设置在倾斜框架上。
在C型臂X射线设备中,机架通常包括承载框架和相对于承载框架可枢转地安装的C形臂,其中辐射源和辐射探测器设置在C形臂上。
在磁共振断层扫描设备中,机架通常具有承载框架,主磁体和第一高频天线单元布置在承载框架上,其中第一高频天线单元是体线圈的形式,术语“体线圈”对于本领域技术人员来说也是已知的。
在本发明的范围内,可以组合关于本发明的不同实施例和/或不同类别的权利要求(方法,用途,装置,系统,设备等)描述的特征以形成本发明的其他设计方案。例如,关于装置的权利要求也可以利用结合方法描述或要求保护的特征来开发,反之亦然。方法的功能特征可以通过适当设计的代表性组件来执行。除了在本申请中明确描述的本发明的设计方案之外,本领域技术人员可以想到本发明的各种其他设计方案,而不脱离本发明的范围,只要其由权利要求预先确定。
使用不定冠词“一”或“一个”并不排除受影响的特征也可能多次出现。术语“具有”的使用不排除与术语“具有”相关的术语可以是相同的。例如,计算机断层扫描设备具有计算机断层扫描设备。术语“单元”的使用不排除术语“单元”所指的项目可具有在空间上彼此分离的多个组件。
附图说明
在下文中,将参考附图借助于实施例解释本发明。附图中的视图是示意性的,大大简化的并且不一定按比例的。
图中示出:
图1示出了全向行走机构。
图2示出了全向行走机构在第一运行状态下的轮悬架,
图3示出了全向行走机构在第二运行状态下的轮悬架,
图4示出了具有计算机断层扫描设备的机架和全向行走机构的设备,
图5示出了形成可移动平台的全向行走机构,
图6示出了具有拉杆的全向行走机构,该拉杆用于在全向轮之间进行负载平衡,
图7示出了具有计算机断层扫描设备的设备,该计算机断层扫描设备具有机架,该机架布置在可移动平台上,并且
图8示出了用于校正计算机断层扫描设备的机架的运动的方法的流程图。
具体实施方式
在不限制本发明总体构思的情况下,一些附图通过示例的方式示出了计算机断层扫描设备形式的医学成像装置。
图1示出了用于计算机断层扫描设备1的机架20的全向行走机构OF,其包括以麦克纳姆轮形式的第一对全向轮W11,W12,用于第一对全向轮W11,W12的第一轮悬架R1,第二对麦克纳姆轮形式的全向轮W21,W22和用于第二对全向轮W21,W22的第二轮悬架R2。
第一轮悬架R1具有以下组件:
-连接单元V1,用于将第一轮悬架R1与底座G连接,
--枢转单元S1,其通过第一枢转轴承L11与连接单元V1连接并且相对于连接单元V1围绕第一枢转轴线A11可枢转地安装,以及
-串联单元T1,其通过第二枢转轴承L12与枢转单元S1连接并且相对于枢转单元S1围绕第二枢转轴线A12可枢转地安装,第二枢转轴线A12基本上平行于第一枢转轴线A11。
第二轮悬架R2具有以下组件:
-连接单元V2,用于将第二轮悬架R2与底座G连接,
-枢转单元S2,其通过第一枢转轴承L21与连接单元V2连接并且相对于连接单元V2围绕第一枢转轴线A21可枢转地安装,
-串联单元T2,其通过第二枢转轴承L22与枢转单元S2连接并且相对于枢转单元S2围绕第二枢转轴线A22可枢转地安装,第二枢转轴线A22基本上平行于第一枢转轴线A21。
第一轮悬架R1的第一枢转轴线A11,第一轮悬架R1的第二枢转轴线A12,第一轮悬架R1的第一轮轴和第一轮悬架R1的第二轮轴,第二轮悬架R2的第一枢转轴线A21,第二轮悬架R2的第二枢转轴线A22,第二轮悬架R2的第一轮轴,第二轮悬架R2的第二轮轴,第一自对准轴承B1的中心轴线和第二自对准轴承B2的中心轴线彼此平行且水平。
连接单元V1,枢转单元S1和串联单元T1均形成为扁平的。第一枢转轴线A11垂直于连接单元V1和枢转单元S1。第二枢转轴线A12垂直于枢转单元S1和串联单元T1。
全向行走机构OF具有摆杆P,该摆杆借助于第一自对准轴承B1连接到第一轮悬架R1的枢转单元S1并且借助于第二自对准轴承B2连接到第二轮悬架R2的枢转单元S2。
全向行走机构OF具有连接元件VP,用于将摆杆P与底座G连接。摆杆P通过第三自对准轴承B3与连接元件VP连接。第一轮悬架R1的枢转单元S1和第二轮悬架R2的枢转单元S2耦合连接至摆杆P,使得当摆杆相对于连接元件VP摆动时,两个枢转单元中的一个提升并且两个枢转单元中的另一个下降。
图2示出了处于第一运行状态的全向行走机构OF的轮悬架R1,其中全向行走机构OF位于在基座8的平坦区域上。
图3示出了处于第二运行状态的全向行走机构OF的轮悬架R1,其中全向行走机构OF补偿了基座8的不平坦。第一对全向轮W11,W12连接到串联单元T1,使得当串联单元T1围绕第二枢转轴线A12枢转运动时,第一对全向轮W11,W12的一个全向轮提升而第一对全向轮W11,W12的另一个全向轮下降。
第二对全向轮W21,W22连接到串联单元T2,使得当串联单元T2围绕第二枢转轴线A22枢转运动时,第二对全向轮W21,W22的一个全向轮提升,而第二对全向轮W21,W22的另一个全向轮下降。第二枢转轴线A12在串联单元T1的区域中相对于水平方向布置在第一轮轴和第二轮轴之间,其中,第一全向轮W11可围绕第一轮轴可旋转地支承,其中,第二全向轮W12可围绕第二轮轴可旋转地支承。
第一轮悬架R1具有第一阻挡单元K1,其设计用于限制第一轮悬架R1的枢转单元S1向上的枢转运动。第二轮悬架R2具有第一阻挡单元K2,其设计成限制第二轮悬架R2的枢转单元S2向上的枢转运动。
图4示出了具有计算机断层扫描设备2的机架20和用于移动装置1的全向行走机构OF的设备1。在图4所示的实施例中,全向行走机构OF具有四对麦克纳姆轮。机架20具有基本上矩形布局,其中在机架20的矩形布局的四个角中的每一个处分别布置四个麦克纳姆轮中的一个。机架20具有承载框架21。在图4所示的实施例中,机架20的承载框架21形成全向行走机构OF的底座G。在这种情况下,四个轮悬架分别通过相应的连接单元直接连接到承载框架21。
八个麦克纳姆轮中的每一个都具有电动轮毂马达。但也有可能每对麦克纳姆轮只有一个麦克纳姆轮具有有一个电动轮毂马达。然后八个麦克纳姆轮中的四个将各自具有电动轮毂马达。八个麦克纳姆轮中的另外四个将没有驱动装置并且被动地跟随全向行走机构的运动。
图5示出了全向行走机构OF,其形成可移动平台,机架20可以布置和固定在该可移动平台上。在可移动平台中,例如,能量存储单元可以以蓄电池和/或用于麦克纳姆轮的布线的形式布置。四个轮悬架的连接单元均形成为与机架20的承载框架21形状配合连接。
图6示出了具有拉杆Z的全向行走机构OF1,该拉杆用于全向轮之间的负载平衡。全向行走机构OF1的全向轮布置在可移动的摇臂上,该摇臂通过拉杆Z连接。以这种方式,在地面不平坦的情况下,也可以实现全向轮的连续接地。
图7示出了具有计算机断层扫描设备2的设备1,该计算机断层扫描设备2具有机架20,该机架20布置在根据图5所示的示例性实施例的可移动平台上。
计算机断层扫描设备2具有机架20,隧道形开口9,患者支撑装置10和控制装置30。机架20具有固定承载框架21,倾斜框架22和转子24。倾斜框架22借助于可围绕倾斜轴线相对于固定承载框架21倾斜地布置在固定承载框架21上。转子24借助于旋转轴承装置可围绕旋转轴线AR相对于倾斜框架22旋转地安装在倾斜框架22上。倾斜轴线垂直于旋转轴线AR并是水平的。
患者13被引入到隧道形开口9中。采集区域4位于隧道形开口9中。在采集区域4中可以定位患者13的待成像区域,使得辐射27可以从辐射源26到达待成像区域,并且在与待成像区域相互作用之后,到达辐射探测器28。患者支撑装置10具有支撑座11和用于支撑患者13的支撑板12。机架20可以通过全向行走机构20相对于支撑板12定位,使得支撑板12延伸到隧道形开口9中。
在医院的房间之间和房间内的运输行程尤其可以以这样的方式执行,即全向行走机构OF垂直于麦克纳姆轮的轮轴线移动。例如,当采集投影数据时,全向行走机构OF可以与麦克纳姆轮的轮轴向平行地移动。
在图7所示的机架的运行状态下,X射线源26和X射线探测器28围绕其旋转的旋转轴线AR是水平的并且平行于麦克纳姆轮的轮轴线。设备1具有患者支撑装置10。在患者支撑装置10的区域中,布置有至少一个呈引导线PRG形式的标记。引导线PRG在患者支撑板12下方施加在地板上并且在患者13的纵向方向上延伸,患者13被放置在患者支撑板上。
引导线PRG可以例如具有合适的结构,从而可以借助于该结构测量沿着引导线PRG的位置变化。
设备1还具有测量系统MS和驱动控制单元ASE。测量系统MS被设计成检测与全向行走机构OF的位置和/或全向行走机构OF相对于至少一个标记的取向有关的位置信息。测量系统MS尤其具有传感器NB,NT和NR。驱动控制单元ASE被设计成基于位置信息控制全向行走机构OF的运动。
设备2还包括图像重建单元34,其被配置为基于姿势信息执行图像重建的校正。在患者支撑板12上,布置有线性结构PRT形式的另一标记。与全向行走机构OF相对于线性结构PRT的位置有关的位置信息例如可以通过测量系统MS借助于光学传感器和/或借助于计算机断层扫描设备2的投影数据采集单元来检测。该位置信息可用于控制全向行走机构的移动和/或用于图像重建的校正。
数据传输接口31集成在机架20中,以便能够从平板计算机TC和/或向平板计算机TC传输数据,特别是通过无线网络。例如,用于控制全向行走机构OF和/或用于通过计算机断层扫描设备2进行检查的图形用户界面可以显示在平板电脑TC的触敏屏幕上。平板电脑TC用于输入控制信息,例如,以图像重建参数和/或检查参数和/或运动轨迹的形式,并且用于输出控制信息,例如,以图像和/或声学信号的形式。
计算机断层扫描设备2被设计为基于电磁辐射27获取采集数据。计算机断层扫描设备2具有采集单元。采集单元是投影数据采集单元,其具有例如X射线源的辐射源26和例如X射线探测器,特别是能量分辨X射线探测器的探测器28。辐射源26设置在转子24上并用于发射具有辐射量子27的例如作为X射线辐射的辐射27。探测器28布置在转子24上并设计成检测辐射量子27。辐射量子27可以从辐射源26到达患者13的待成像区域并且在于待成像区域相互作用之后撞击探测器28。以这种方式,可以借助于采集单元获取待成像区域的投影数据形式的采集数据。
控制装置30被配置为接收由采集单元采集的采集数据。控制装置30设计用于控制计算机断层扫描设备2。控制装置30特别设计用于基于位置信息确定运动校正数据。
控制装置30具有数据传输接口31,计算机可读介质32,处理器系统36和驱动控制单元ASE。控制装置30,特别是驱动控制单元ASE,由包括计算机的数据处理系统形成。驱动控制单元ASE特别设计成基于运动校正数据执行全向行走机构OF的运动的方向变化和/或速度变化。
控制装置30还具有图像重建装置34。借助于图像重建装置34,基于采集数据,可以重建医学图像数据记录集。图像重建装置34特别设计用于基于位置信息校正图像重建。
图8示出了用于校正计算机断层扫描设备2的机架20的运动的方法的流程图,该方法包括以下步骤:
-通过全向行走机构OF沿检查对象13的待成像区域移动MG计算机断层扫描设备2的机架MG,其中,该机架20具有X射线源26和X射线探测器28,
-在计算机断层扫描设备2的机架20通过全向行走机构OF移动时,通过X射线源26和X射线探测器28检测RP检查对象13的待成像区域的投影数据,
-在投影数据被检测期间,检测RI与机架20的位置和/或机架20的方向有关的位置信息,
-基于位置信息确定DD运动校正数据,
-在投影数据被检测期间,通过基于运动校正数据执行全向行走机构OF的运动的方向变化和/或速度变化来校正CM计算机断层扫描设备2的机架20的运动。
Claims (15)
1.一种用于计算机断层扫描设备的机架的全向行走机构,包括:
-第一对全向轮,
-用于所述第一对全向轮的一个第一轮悬架,所述第一轮悬架具有:
-一个连接单元,用于将所述第一轮悬架与一个底座连接,
-一个枢转单元,所述枢转单元借助于第一枢转轴承与所述连接单元连接并相对于所述连接单元围绕第一枢转轴线可枢转地安装,
-一个串联单元,所述串联单元借助于第二枢转轴承与所述枢转单元连接并且相对于所述枢转单元围绕第二枢转轴线可枢转地安装,其中,所述第二枢转轴线基本上平行于所述第一枢转轴线,
-其中,所述第一对全向轮耦合连接至所述串联单元,使得在所述串联单元围绕所述第二枢转轴线进行枢转运动时,所述第一对全向轮中的一个全向轮提升并且所述第一对全向轮中的另一个全向轮下降。
2.根据权利要求1所述的全向行走机构,
-其中所述第一对全向轮中的一个第一全向轮借助于第一旋转轴承与所述串联单元连接并且相对于所述串联单元围绕第一轮轴可旋转地安装,
-其中所述第一对全向轮中的一个第二全向轮借助于第二旋转轴承与所述串联单元连接并且相对于所述串联单元围绕第二轮轴可旋转地安装,
-其中,所述第二枢转轴线在所述串联单元的区域中相对于水平方向布置在所述第一轮轴和所述第二轮轴之间。
3.根据权利要求2所述的全向行走机构,
-其中所述第一枢转轴线、所述第二枢转轴线、所述第一轮轴和所述第二轮轴基本上彼此平行。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的全向行走机构,
-其中所述连接单元、所述枢转单元和所述串联单元均形成为扁平的,
-其中所述第一枢转轴线垂直于所述连接单元和所述枢转单元,
-其中所述第二枢转轴线垂直于所述枢转单元和所述串联单元。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的全向行走机构,还具有:
-第二对全向轮,
-用于所述第二对全向轮的一个第二轮悬架,所述第二轮悬架具有:
-一个连接单元,用于将所述第二轮悬架与所述底座连接,
-一个枢转单元,所述枢转单元借助于第一枢转轴承与所述连接单元连接并相对于所述连接单元围绕第一枢转轴线可枢转地安装,
-一个串联单元,所述串联单元借助于第二枢转轴承与所述枢转单元连接并且相对于所述枢转单元围绕第二枢转轴线可枢转地安装,其中,所述第二枢转轴线基本上平行于所述第一枢转轴线,
-其中,所述第二对全向轮耦合连接至所述串联单元,使得在所述串联单元围绕所述第二枢转轴线进行枢转运动时,所述第二对全向轮中的一个全向轮提升并且所述第二对全向轮中的另一全向轮下降。
6.根据权利要求5所述的全向行走机构,还具有:
-摆杆,所述摆杆通过第一自对准轴承与所述第一轮悬架的所述枢转单元连接,并通过第二自对准轴承与所述第二轮悬架的所述枢转单元连接。
7.根据权利要求6所述的全向行走机构,还具有:
-用于将所述摆杆与所述底座连接的一个连接元件,
-其中所述摆杆通过第三自对准轴承与所述连接元件连接,
-其中所述第一轮悬架的所述枢转单元和所述第二轮悬架的所述枢转单元耦合连接至所述摆杆,使得当所述摆杆相对于所述连接元件摆动时提升两个所述枢转单元中的一个并降低两个所述枢转单元中的另一个。
8.根据权利要求5所述的全向行走机构,
-其中,所述第一对全向轮中的至少一个全向轮和/或所述第二对全向轮中的至少一个全向轮具有轮毂马达。
9.一种用于计算机断层扫描设备的装置,具有所述计算机断层扫描设备的机架和用于使所述装置相对于基座移动的一个根据权利要求1至8中任一项所述的形成的全向行走机构。
10.根据权利要求9所述的装置,其中所述全向行走机构具有所述底座并形成可移动平台,其中所述机架布置在所述可移动平台上。
11.根据权利要求9所述的装置,其中所述机架包括一个承载框架,其中所述机架的所述承载框架形成所述全向行走机构的所述底座。
12.一种用于计算机断层扫描设备的装置,具有计算机断层扫描设备的机架和用于使所述设备相对于基座移动的一个根据权利要求1至8中任一项所述的形成的全向行走机构,所述全向行走机构具有四对全向轮,其中,所述机架具有基本上矩形的布局,其中在所述机架的矩形的布局的四个角中的每一个处分别布置所述四对全向轮中的一对。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的装置,还具有:
-一个患者支撑装置,
-至少一个标记,所述标记布置在所述患者支撑装置的区域中,
-测量系统,所述测量系统用于检测位置信息,所述位置信息涉及所述全向行走机构的位置和/或所述全向行走机构相对于所述至少一个标记的指向,以及
-驱动控制单元,所述驱动控制单元设计用于基于所述位置信息控制所述全向行走机构的运动。
14.根据权利要求13所述的装置,
-还具有图像重建单元,所述图像重建单元被设计为基于所述位置信息执行对图像重建的校正。
15.一种用于校正根据权利要求9至14中任一项所述的装置的计算机断层扫描设备的机架的运动的方法,所述方法包括以下步骤:
-通过一个全向行走机构沿检查对象的待成像区域移动所述计算机断层扫描设备的机架,其中,所述机架具有一个X射线源和一个X射线探测器,
-在所述计算机断层扫描设备的所述机架通过所述全向行走机构移动时,通过所述X射线源和所述X射线探测器检测所述检查对象的所述待成像区域的投影数据,
-在所述投影数据被检测期间,检测位置信息,所述位置信息涉及所述计算机断层扫描设备的机架的位置和/或指向,
-基于所述位置信息测定运动校正数据,
-在所述投影数据被检测期间,通过基于所述运动校正数据执行所述全向行走机构的运动的方向变化和/或速度变化来校正所述计算机断层扫描设备的所述机架的运动。
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