CN111297615A - 医疗设备以及用于操作医疗设备的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医疗设备以及用于操作医疗设备的方法。一种医疗设备，包括：第一部件；至少一个第二部件，相对于第一部件可移动；驱动装置，驱动至少一个第二部件；传感器，检测至少一个第二部件的位置；以及控制器，检索至少一个第二部件的至少一个边界框的存储数据，基于至少一个第二部件的位置来计算至少一个边界框的实际位置作为变换数据，并且通过变换数据和表示第一部件(2)的另一边界框的或支承第一部件的表面的另一变换数据来确定至少一个第二部件与第一部件或支承第一部件的表面之间的碰撞。

Description

医疗设备以及用于操作医疗设备的方法
技术领域
本发明涉及一种医疗设备和一种用于操作该医疗设备的方法，尤其涉及一种包括用于调节医疗设备的位置的驱动装置的医疗设备和一种用于操作该医疗设备的方法。
背景技术
医疗设备，例如患者支承装置，具体地是手术台，包括电机驱动部件。因此，当调节电机驱动部件的位置时，在操作手术台的操作者没有意识到风险的情况下，存在与其它设备或设备的另一部件碰撞的风险。然而，这种碰撞具有伤害躺在手术台上的患者、操作者或靠近手术台的第三人的风险以及损坏装备的风险。
在此背景下，文件US 2016/0166856 A1公开了一种用于放射疗法的预测碰撞避免，该碰撞避免旨在避免患者支承装置或患者与放射疗法机械之间的碰撞。该装备包括识别在深度图中的多个目标的三维相机和为多个目标中的每一个生成非常昂贵的三维模型的计算装置。然而，在没有其他装备位于医疗设备附近的情况下，不需要注意避免与其他装备的任何碰撞，并且这种昂贵的装备不是必需的，而且将构成徒劳的投资。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种医疗设备和一种用于操作该医疗设备的方法，其避免了医疗设备的部件与支承医疗设备的表面之间的碰撞。
根据本发明的一方面，一种医疗设备包括第一部件和相对于第一部件可移动的至少一个第二部件。第一部件和第二部件也可以由彼此刚性地附接的若干个元件构成，例如手术台的台面的区段，使得第二部件的所有若干个元件一起相对于第一部件的所有元件可移动。
医疗设备进一步包括被配置成驱动至少一个第二部件的驱动装置，以及被配置成检测至少一个第二部件的位置和方向的传感器。
此外，医疗设备包括控制器，该控制器被配置成检索至少一个第二部件的至少一个边界框的存储数据。该至少一个边界框是面向对象的虚拟边界框，其表示包括医疗设备的至少一个整个的第二部件或至少一个第二部件的一部分的长方体框。数据可以存储在控制器中或存储在与控制器分离的存储器中。控制器进一步被配置成基于至少一个第二部件的位置和方向来计算至少一个边界框的实际位置和方向，作为至少一个边界框的变换数据，并且通过该变换数据和另一边界框的或支承第一部件的表面的另一变换数据来确定至少一个第二部件与第一部件或支承第一部件的表面之间的碰撞或即将发生的碰撞，该另一边界框表示包括整个第一部件或第一部件的一部分的另一虚拟长方体框。
通过医疗设备的这种配置，已经设置在医疗设备中的装备可以用于确定医疗设备的若干个部件之间或医疗设备的部件中的一个与支承医疗设备的表面之间的碰撞或即将发生的碰撞。因此，不需要额外的装备并且可以实现经济的解决方案。此外，由于形成了面向对象的虚拟边界框，与处理通过3D相机检测到的部件的3D形状相比，降低了必要的计算性能，从而可以使用更便宜的控制器。
根据医疗设备的一种有利的实施方式，控制器被配置成通过根据分离轴定理的计算方法来确定即将发生的碰撞。
通过使用这种计算方法，当可以找到两个凸起形状的投影不重叠的轴时，则这两个凸起形状不重叠。因此，与其它方法相比，需要较少的计算性能并且实时处理是可能的。
根据医疗设备的另一有利的实施方式，控制器被配置成通过根据正向运动学模型的计算方法来计算至少一个边界框的变换数据。
当通过根据正向运动学模型的计算方法来计算边界框的变换数据时，边界框的坐标可以容易地变换到另一坐标系，由此可移动地彼此连接的边界框的位置和方向也可以容易地变换到另一坐标系。
根据医疗设备另一有利的实施方式，变换数据是世界坐标系中的数据。
由于将变换数据变换到世界坐标系，可以容易地比较单个边界框的位置和方向。
根据医疗设备另一有利的实施方式，控制器被配置成控制驱动装置，使得当确定即将发生碰撞时至少一个第二部件的运动被停止。
通过控制驱动装置，使得当确定即将发生碰撞时至少一个第二部件的运动被停止，可以提前确定潜在碰撞并且可以预测和防止碰撞。
根据医疗设备的另一有利的实施方式，医疗设备包括若干个第二部件，并且控制器被配置成确定该若干个第二部件中的任一个与该若干个第二部件中的另一个之间即将发生的碰撞。
当设置若干个第二部件时，例如在医疗设备的手术台的情况下，更复杂的患者定位是可能的。由于若干个第二部件之间也即将发生碰撞的确定，医疗设备的安全使用是可能的。
根据医疗设备的另一有利的实施方式，控制器被配置成自动检测至少一个第二部件以及附接到第一部件和至少一个第二部件的另外的部件，并且生成或调整医疗设备的内部物理模型，该内部物理模型包括至少一个边界框和另一边界框和/或支承第一部件的表面。
通过自动检测第二部件和另外的部件，可以容易地确定医疗设备的实际配置。即使部件由若干个元件组成，也可使用适当的边界框或部件的一组边界框，使得用于计算该若干个部件的位置和方向的内部物理模型可调整到实际配置。这是为了确定第二部件之间、第二部件中的一个和第一部件之间，或者第二部件中的一个和支承第一部件的表面之间即将发生的碰撞。
根据医疗设备另一有利的实施方式，医疗设备被配置成手术台，并且支承第一部件的表面是地板。
由地板支承的手术台是用于确定碰撞的合适应用，因为当躺在手术台上的患者被手术单覆盖时，手术台的台面的边界不能被操作者识别，从而由于碰撞确定，可以防止潜在的碰撞。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于操作医疗设备的方法。该方法包括以下步骤：为第一部件和至少一个第二部件定义并存储相应的虚拟边界框，基于由传感器检测到的至少一个第二部件的位置和方向来计算至少一个第二部件的至少一个边界框的实际位置和方向，作为在至少一个第二部件的实际位置和方向上的至少一个边界框的变换数据，并且确定至少一个第二部件中的一个与至少一个第二部件的另一个、第一部件或支承第一部件的表面之间的碰撞。
通过使用这种方法，已经设置在医疗设备中的装备可以用于确定医疗设备的若干个部件之间或医疗设备的部件中的一个和支承医疗设备的表面之间即将发生的碰撞。因此，不需要额外的装备并且可以实现经济的解决方案。
在该方法的一种有利的实施方式中，通过根据分离轴定理的计算方法来确定碰撞。
通过使用这种计算方法，与其它方法相比，需要较少的计算性能并且实时处理是可能的。
在该方法的另一有利的实施方式中，通过使用根据正向运动学模型的计算方法来计算至少一个第二部件的至少一个边界框的位置和方向。
当通过根据正向运动学模型的计算方法来计算边界框的变换数据时，边界框的坐标可以容易地变换到另一坐标系，因此可移动地彼此连接的边界框的位置和方向也可以容易地变换到另一坐标系。
在该方法的另一有利的实施方式中，在世界坐标系中计算变换数据。
由于将变换数据变换到世界坐标系，可以容易地比较单个边界框的位置和方向。
在该方法的另一有利的实施方式中，当确定即将发生碰撞时，至少一个相关的第二部件的运动被停止。
当根据边界框相对于彼此的运动确定即将发生的碰撞时，停止运动，因此可以提前确定潜在碰撞，从而可以预测和防止碰撞。
在该方法的另一有利的实施方式中，自动检测至少一个第二部件以及附接到第一部件和至少一个第二部件的另外的部件，以生成或调整由至少一个边界框和另一边界框和/或支承第一部件的表面所定义的医疗设备的内部物理模型。
通过自动检测第二部件和另外的部件，可以容易地确定医疗设备的实际配置。即使部件由若干个元件组成，也可以使用适当的边界框或部件的一组边界框，从而可生成用于计算该若干个部件的位置和方向的内部物理模型或者可将该内部物理模型调整到实际配置，以确定第二部件之间、第二部件中的一个和第一部件之间或者第二部件中的一个和支承第一部件的表面之间的碰撞。
附图说明
下面，通过参考附图的实施例阐明本发明。
具体地，
图1示出了根据本发明的医疗设备的一个实施例；
图2示出了本发明的另一个实施例的医疗设备的内部物理模型；以及
图3示出了说明根据本发明的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的医疗设备1的一个实施例。医疗设备1被配置成手术台。手术台包括作为第一部件2的立柱2'和托架2”。托架2”由地板支承，因此第一部件2由地板支承。因此，地板是支承第一部件2的表面3。在本实施例中，第一部件2被示为由两个元件组成的部件，即彼此刚性地附接的立柱2'和托架2”。然而，在可选的实施例中，第一部件2可以由单个元件构成。
此外，手术台包括作为第二部件4、4'、4”的台面的若干个部分，第二部件4、4'、4”相对于第一部件2可移动。在本实施例中，第二部件4、4'、4”相对于第一部件2可移动，也相对于第二部件4、4'、4”中的另一个可移动。第二部件4、4'由单个元件构成，其中，诸如附件导轨的小附件被认为包括在单个元件中。第二部件4”'由彼此刚性地附接的两个元件5、5'形成。在可选的实施例中，设置了相对于第一部件2可移动的至少一个第二部件4、4'、4”。
此外，手术台包括驱动装置6、6'、6”。驱动装置6、6'、6”分别相对于第一部件2驱动第二部件4、4'、4”中的一个。具体地，驱动装置6以高度可调节的方式移动台面，并因此移动第二部件4、4'、4”。驱动装置6'使作为第二部件4的腿部相对于第一部件2以及相对于作为第二部件4'的座部移动。驱动装置6”使由作为元件5的背部和作为元件5'的头部构成的第二部件4”相对于第二部件4'以及相对于第一部件2移动。在可选的实施例中，设置至少一个驱动装置6、6'、6”。
手术台设置有用于检测第二部件4、4'、4”的位置和方向的传感器7、7'、7”。传感器7、7'、7”分别检测驱动装置6、6'、6”中的一个的位置。然而，在可选的实施例中，可以设置另一种类型的传感器，例如包括在台面部分中的一个的位置传感器，其中，必须设置至少一个传感器。
另外，手术台包括控制器8。控制器8控制驱动装置6、6'、6”。
图2示出了本发明的另一实施例的医疗设备1的内部物理模型的图示。图2的手术台的实施例与图1的手术台的实施例的不同之处在于改进的腿部。在图1中，腿部由一个腿板形成，而在图2中，腿部由两个平行的腿板形成。
内部物理模型包括边界框10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””，其面向对象并且分别对应于第二部件4、4'、4”。由于不同的实施例，边界框10、10'不分别包括整个第二部件4，但是，边界框10、10'被认为分别包括两个脚板中的一个。边界框10”包括台面的整个座板，边界框10”'包括台面的整个背板。边界框10””、10””'、10”””分别包括第二部件的部分，即形成腿板和背板的平躺表面的相应上部。在可选的实施例中，部件的其他合适部分包括在边界框中。此外，内部物理模型包括另外的边界框11、11'，其面向对象并且对应于第一部件2，具体对应于作为第一部件2的部分的立柱2'和托架2”。边界框10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””和另外的边界框11、11'分别表示包括相应的第一部件2或第二部件4、4'、4”中的一个的至少一部分的虚拟长方体框。边界框10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””、11、11'通过相应的第二部件4、4'、4”和边界框10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””的X、Y和Z维度以及通过边界框的中心到X、Y、Z方向上的旋转中心的平移来定义。
控制器8被配置成检索边界框和另外的边界框10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””、11、11'以及支承第一部件2的表面3的存储数据。数据存储在控制器中，然而，在可选的实施例中，数据存储在与控制器分离的存储器中。此外，控制器8被配置成基于由传感器7、7'、7”检测到的第二部件的位置和方向来计算边界框10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””的实际位置和方向，作为边界框10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””的变换数据。此外，计算第一部件2的边界框11、11'和支承第一部件2的表面3的实际位置作为另一变换数据。
控制器8进一步被配置成通过根据正向运动学模型的已知计算方法来计算边界框10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””、另外的边界框11、11'以及支承第一部件2的表面3的实际位置和方向的变换数据。正向运动学模型指的是使用具有彼此接合的可移动部件的设备的运动学方程，来根据接头参数的指定值来计算端部部件的位置。变换数据是世界坐标系中的数据。世界坐标系是坐标系，其原点和轴由用户定义。该世界坐标系使得控制器能够将公共坐标系用于医疗设备的若干个部件的位置。该计算方法结合了医疗装置1的整个三维模型、部件的公差、部件的一种连接以及相对于彼此的位置和方向。在可选的实施例中，可以执行另一合适的计算方法，例如使用四元法或雅可比矩阵，和/或变换数据是在另一合适的坐标系中的数据，例如在边界框中的一个的坐标系中。
此外，控制器8被配置成通过变换数据和包括整个第一部件2的另一边界框11、11'的或支承第一部件2的表面3的另一变换数据来确定第二部件4、4'、4”中的一个与第一部件2或支承第一部件2的表面3之间的即将发生的碰撞。通过根据分离轴定理的计算方法来确定碰撞。与根据分离轴定理的计算方法相对应，基本上，当可以找到两个凸起形状的投影不重叠的轴时，则这两个凸起形状不重叠。在三维中，检查第一边界框的面的三个法线、第二边界框的面的三个法线以及包括边界框的相对边缘的面的另外九个法线。在可选的实施例中，通过另一种计算方法来确定碰撞，例如扫描和剪枝算法、表面网格方法或基于体素的方法。
控制器8被配置成控制驱动装置6、6'、6”，使得当确定即将发生碰撞时，第二部件4、4'、4”的运动被停止。当第二部件4、4'、4”中的一个边界框与第二部件4、4'、4”中的另一个边界框或第一部件2的边界框或支承第一部件2的表面3相交时，确定碰撞。在可选的实施例中，在特定环境内的方法足以确定前面的碰撞。
此外，控制器8被配置成自动检测第二部件4、4'、4”以及附接到第一部件2和第二部件4、4'、4”的另外的部件，并且生成或调整包括边界框10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””以及另外的边界框11、11'的医疗设备1的内部物理模型。另外的部件是台面的另外的部分或附属部件，其刚性地附接到第二部件4、4'、4”中的一个或第一部件2。
在可选的实施例中，存储和计算的功能不是由控制器8执行，而是由连接到控制器8的另一计算单元执行。
图3示出了说明根据本发明的方法的流程图。在使用中，生成医疗设备1的部件的几何数据，或提供来自例如CAD系统的已经存在的几何数据。随后，在步骤S1中，长方体框被定义和存储为边界框10，10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””、11、11'，其包括移动区段，即第二部件4、4'、4”，以及包括区段，即第一部件2、2'，移动区段相对该区段可移动。
当从操作者接收到新的移动命令时，在步骤S2中，自动检测第二部件4、4'、4”以及附接到第一部件2、2'和第二部件4、4'、4”的另外的部件。由此，控制器能够生成或调整由表示第二部件4、4'、4”的至少一个边界框10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””和表示第一部件2的另一边界框11、11'和/或支承第一部件2的表面3定义的医疗设备1的内部物理模型。
然后，在步骤S3中，由控制器检索所定义的边界框10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””、11、11'的数据。
在下一步骤S4中，使用实际电机位置和传感器信息来生成处于实际状态的手术台的内部物理模型。基于由传感器7、7'、7”检测到的第二部件4、4'、4”的位置和方向来计算变换到世界坐标系中的第二部件4、4'、4”的边界框10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””的实际位置和方向，作为在第二部件的实际位置和方向上的边界框的变换数据。这些计算通过根据正向运动学模型的已知计算方法来进行。在可选的实施例中，计算通过另一计算方法来进行，例如使用四元法或雅可比矩阵，和/或将边界框的位置和方向变换到另一合适的坐标系。
在步骤S5中，确定第二部件中的一个与第二部件中的另一个、第一部件或支承第一部件2的表面3之间即将发生的碰撞。碰撞的确定通过根据分离轴定理的已知计算方法进行。在可选的实施例中，通过另一计算方法来进行确定，例如扫描和剪枝算法、表面网格方法或基于体素的方法。
当确定即将发生的碰撞时，相关的第二部件的运动被停止。碰撞可以由边界框的开始相交来确定，或者预先由特定环境内的边界框的接近方向来确定。在可选的实施例中，代替或除了停止运动之外，发出警告。
虽然已经在附图和前面的描述中详细说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述被认为是说明性的或示例性的，而不是限制性的。本发明不限于所公开的实施例。通过阅读本公开，其它修改对于本领域技术人员将是显而易见的。这样的修改可以涉及本领域中已知的其他特征，并且可以用于代替或附加在本文中已经描述的特征。在权利要求书中，词语“包含”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。

Claims (14)

1.一种医疗设备(1)，包括：
第一部件(2)，
至少一个第二部件(4、4'、4”)，其相对于所述第一部件(2)可移动，
至少一个驱动装置(6、6'、6”)，其被配置成驱动所述至少一个第二部件(4、4'、4”)，
传感器(7、7'、7”)，其被配置成检测所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的位置和方向，以及
控制器(8)，其配置成
检索所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的至少一个边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””)的存储数据，所述至少一个边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””)表示包括所述至少一个整个的第二部件(4、4'、4”)或所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的一部分的虚拟长方体框，
基于所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的位置和方向来计算所述至少一个边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””)的实际位置和方向，作为所述至少一个边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””)的变换数据，以及
通过所述变换数据和另一边界框(11、11')的或支承所述第一部件(2)的表面(3)的另一变换数据来确定所述至少一个第二部件(4、4'、4”)与所述第一部件(2)或支承所述第一部件(2)的表面(3)之间的即将发生的碰撞，所述另一边界框(11、11')表示包括所述整个第一部件(2)或所述第一部件(2)的一部分的另一虚拟长方体框。
2.根据权利要求1所述的医疗设备(1)，其中，
所述控制器(8)被配置成通过根据分离轴定理的计算方法来确定碰撞。
3.根据权利要求1或2所述的医疗设备(1)，其中，
所述控制器(8)被配置成通过根据正向运动学模型的计算方法来计算所述至少一个边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””)的变换数据。
4.根据前述权利要求中任一项所述的医疗设备(1)，其中，
所述变换数据是世界坐标系中的数据。
5.根据前述权利要求中任一项所述的医疗设备(1)，其中，
所述控制器(8)被配置成控制所述驱动装置(6、6'、6”)，使得当确定即将发生碰撞时所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的运动被停止。
6.根据前述权利要求中任一项所述的医疗设备(1)，其中，
所述医疗设备(1)包括若干个第二部件(4、4'、4”)，并且
所述控制器(8)被配置成确定所述若干个第二部件(4、4'、4”)中的任一个与所述若干个第二部件(4、4'、4”)中的另一个之间即将发生的碰撞。
7.根据权利要求6所述的医疗设备(1)，其中，
所述控制器(8)被配置成自动检测所述至少一个第二部件(4、4'、4”)以及附接到所述第一部件(2)和所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的另外的部件，并且生成或调整所述医疗设备(1)的内部物理模型，该内部物理模型包括所述至少一个边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””)和所述另一边界框(11、11')和/或支承所述第一部件(2)的所述表面(3)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的医疗设备(1)，
其中，所述医疗设备(1)被配置成手术台，并且支承所述第一部件(2)的所述表面(3)是地板。
9.一种用于操作前述权利要求中任一项所述的医疗设备(1)的方法，包括以下步骤：
为所述第一部件(2)和所述至少一个第二部件(4、4'、4”)定义相应的虚拟边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””、11、11')；
存储所述第一部件(2)和所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的相应的边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””、11、11')；
基于由传感器(7、7'、7”)检测到的所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的位置和方向来计算所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的所述至少一个边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””)的实际位置和方向，作为在所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的实际位置和方向上的所述至少一个边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””)的变换数据；以及
确定所述至少一个第二部件(4、4'、4”)中的一个与所述至少一个第二部件(4、4'、4”)中的另一个、所述第一部件(2)或支承所述第一部件(2)的所述表面(3)之间的即将发生的碰撞。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，
通过根据分离轴定理的计算方法来确定所述即将发生的碰撞。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，
使用根据正向运动学模型的计算方法来计算所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的所述至少一个边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””)的位置和方向。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，在世界坐标系中计算所述变换数据。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其中，
当确定即将发生碰撞时，所述至少一个相关的第二部件(4、4'、4”)的运动被停止。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其中，
自动检测所述至少一个第二部件(4、4'、4”)以及附接到所述第一部件(2)和所述至少一个第二部件(4、4'、4”)的另外的部件，以生成或调整由所述至少一个边界框(10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””)和所述另一边界框(11、11')和/或支承所述第一部件(2)的所述表面(3)定义的医疗设备(1)的内部物理模型。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112834149A (zh) * 2020-12-28 2021-05-25 河北谊安奥美医疗设备有限公司 一种体位调节智能防碰撞检测系统
CN114533461A (zh) * 2020-11-19 2022-05-27 通快医疗系统两合公司 手术台和用于控制手术台的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1658797A (zh) * 2002-06-14 2005-08-24 皇家飞利浦电子股份有限公司 伽马照相机碰撞避免
US20060080777A1 (en) * 2001-01-09 2006-04-20 Fhsurgical, A Corporation Of France Motorized operating table with multiple sections
CN107072729A (zh) * 2014-10-27 2017-08-18 直观外科手术操作公司 用于集成的手术台运动的系统和方法
CN107802966A (zh) * 2017-11-20 2018-03-16 上海联影医疗科技有限公司 防碰撞检测方法及装置、放射治疗设备的防碰撞检测方法
CN108135767A (zh) * 2015-08-10 2018-06-08 迈柯唯有限公司 用于控制手术台的至少一个驱动装置的设备和方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160166856A1 (en) 2013-07-31 2016-06-16 The Uab Research Foundation Predictive collision avoidance for radiotherapy

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060080777A1 (en) * 2001-01-09 2006-04-20 Fhsurgical, A Corporation Of France Motorized operating table with multiple sections
CN1658797A (zh) * 2002-06-14 2005-08-24 皇家飞利浦电子股份有限公司 伽马照相机碰撞避免
CN107072729A (zh) * 2014-10-27 2017-08-18 直观外科手术操作公司 用于集成的手术台运动的系统和方法
CN108135767A (zh) * 2015-08-10 2018-06-08 迈柯唯有限公司 用于控制手术台的至少一个驱动装置的设备和方法
CN107802966A (zh) * 2017-11-20 2018-03-16 上海联影医疗科技有限公司 防碰撞检测方法及装置、放射治疗设备的防碰撞检测方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114533461A (zh) * 2020-11-19 2022-05-27 通快医疗系统两合公司 手术台和用于控制手术台的方法
CN112834149A (zh) * 2020-12-28 2021-05-25 河北谊安奥美医疗设备有限公司 一种体位调节智能防碰撞检测系统

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