CN114533461A - 手术台和用于控制手术台的方法 - Google Patents

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Abstract

手术台(1)包括基座(2)、部件(7)和控制器(9)。控制器(9)配置为存储几何碰撞模型，该几何碰撞模型包括部件(7)、基座(2)和支撑面(6)的对象模型数据集和基座(2)和部件(7)的运动计算数据集。控制器(9)配置为执行基于特定几何碰撞模型定义基座(2)和部件(7)的运动范围的防碰撞算法，并控制驱动器(8’、8”、8”)在定义的运动范围内移动基座(2)和部件(7)，以防止碰撞。控制器(9)配置为存储被定义的配置的初始几何碰撞模型，并根据实际配置，使初始几何碰撞模型适配实际几何碰撞模型。

Description

手术台和用于控制手术台的方法
技术领域
本公开涉及一种手术台和一种用于控制手术台的方法，特别涉及一种手术台和一种用于控制具有防撞功能的手术台的方法。
背景技术
已知具有防撞功能的手术台。例如，EP3667675A1公开了一种医疗器械，特别是具有这种防撞功能的手术台。由于此功能，防止了手术台的部件与其他部件和地板之间的碰撞。对于此功能，通过虚拟边界框来再现手术台的配置，此外，边界框的当前位置和方向被用来确定手术台的真实部件即将发生的碰撞。
然而，该防撞功能是基于表示手术台基本配置的标准几何碰撞模型。因此，如果手术台的实际配置不符合标准几何碰撞模型，则可能存在碰撞风险，或者运动范围受限，导致无法达到部件所需的姿势。
因此，本公开的目的是消除上述缺点，并提供一种能够独立于其配置而安全使用的手术台。
发明内容
通过根据权利要求1所述的手术台和根据权利要求11所述的方法，可以实现该目的。可选特征包括在从属权利要求中。
根据本公开的一方面，提供了一种手术台。该手术台包括基座，基座配置为由支撑面支撑，基座具有基座驱动器，基座驱动器配置为相对于支撑面，移动基座的至少一部分；该手术台还包括多个部件，多个部件由基座支撑，多个部件中的一个或多个具有相应的部件驱动器，部件驱动器配置为相对于多个部件中的另一个部件或基座，移动相应的部件。当由基座支撑时，基座和多个部件中的至少一个子集形成手术台的配置。该手术台进一步包括控制器，控制器配置为存储并适配几何碰撞模型，几何碰撞模型包括：定义多个部件中的每一个、基座和支撑面的相应的几何结构的对象模型数据集；以及定义基座和多个部件的运动学关系和运动范围的运动计算数据集。控制器配置为将手术台的基础配置的预定义的初始几何碰撞模型存储为几何碰撞模型，并根据手术床的实际配置，使初始几何碰撞模型适配实际几何碰撞模型，并将所述实际几何碰撞模型存储为几何碰撞模型。控制器进一步配置为执行防碰撞算法，该防碰撞算法依靠存储的几何碰撞模型定义基座和由基座支撑的多个部件的子集中的每一个的相应的运动范围，防碰撞算法配置为控制基座驱动器移动基座的至少一部分，并控制相应的部件驱动器只在被定义的相应的运动范围内移动多个部件中的相应的一个，以便防止与多个部件的子集中的任何一个、基座和支撑面之间的碰撞。
对象模型数据集是，例如，边界框，其中，边界框是面向对象的虚拟边界框，面向对象的虚拟边界框表示包括部件中的一或数个或基座的长方体框。运动计算数据集定义运动学关系，即部件和基座的运动矢量，以及部件相对于其他部件中的一个和基座的运动范围。而且，几何碰撞模型包括数个部件相对于彼此和基座的设置，以及基座和数个部件的相应的姿势。
考虑到对象模型数据集和运动计算数据集，防碰撞算法定义了由相应的驱动器驱动的基座和数个部件的相应的运动范围。特别是，防碰撞算法计算至少两个边界框的交点是否存在。如果存在这样的交点，则假设存在碰撞，并相应地减小运动范围。
控制器存储了被定义的配置的初始几何碰撞模型，可将被定义的配置视为手术台的基本配置。该基本配置可以是包括最小配置(即，例如仅仅是台面的基座和背板)的配置，或者是适合广泛的手术干预领域的配置。
此外，控制器根据实际配置适配初始几何碰撞模型。
初始几何碰撞模型对实际配置的适配考虑到，例如，互换部件中一个或数个，修改由相应的驱动器驱动或不由相应的驱动器驱动的部件中的一个的姿势，或移除部件中的一个。由于对实际配置的适配，可以避免碰撞风险或扩大移动范围，使得尽管部件位于运动范围外，但基于初始几何碰撞模型，可以达到部件所需的姿势。
基座可包括柱和柱头。柱头可以相对于柱移动，因此可以是通过基座驱动器相对于支撑面可移动的基座的至少一部分。替代地，柱头可以集成到柱，整个基座通过基座驱动器例如通过相对于支撑面枢转相对于支撑面可移动。
基座还可以包括底盘。
需要注意的是，相对于支撑面移动基座的至少一部分并不是指沿支撑面移动；无论是通过基座轮子上的制动器或是通过单独的固定件，手术台固定在或到支撑面上。相对于支撑面的运动是指枢转、滚动或远离和朝向支撑面的运动。
具有这种驱动器的多个部件中的一个或多个的相应的部件驱动器配置为相对于多个部件中的相邻的一个，移动相应的部件(例如，通过枢转、倾斜或向上或向下移动)，或者如果部件由基座直接支撑，例如如果部件邻近基座的一部分，如柱头，则部件驱动器配置为相对于基座移动部件。
控制基座驱动器和部件驱动器，以防止与多个部件中的任何一个、基座和支撑面之间的碰撞。因此，如果部件通过相应的部件驱动器移动，则可以防止它与其他部件中的任何一个、基座或支撑面发生碰撞。由于部件中的一个的移动也可以带动附着到所述部件的其他部件，因而防碰撞算法还可以防止任何被附着的部件与其余部件、基座或支撑面的碰撞。
同样地，当基座的至少一部分通过基座驱动器移动时，不只防止基座与支撑面、多个部件和它自己发生碰撞，而且当基座的一部分移动时防止由基座支撑的移动的部件与其他部件、支撑面或基座发生碰撞。
根据手术台的可选实施方式，预定义手术台的多个配置，手术台的多个配置中的每一个具有多个部件的子集的不同设置或多个部件的不同子集，并且控制器进一步配置为为预定义的多个配置中的每一个存储初始几何碰撞模型。
如果定义多个不同的配置并存储其初始几何碰撞模型，则实际配置可以更接近的被定义的配置中的一个，以便初始几何碰撞模型适配实际几何碰撞模型所付出的努力可以更少。
根据手术台的可选实施方式，手术台包括传感器，传感器配置为检测多个部件中的一个与手术台的特定位置的附着，以及控制器配置为根据对多个部件中的一个与手术台的特定位置的附着的检测，选择多个初始几何碰撞模型中的一个作为几何碰撞模型。
通过此特征，可以自动选择几何碰撞模型，以防例如额外部件附着到位于台面端部的当前部件中的一个。因此，选择考虑在此位置的该特定部件的初始几何碰撞模型，以使得例如由于额外部件导致的更大的台面长度，本部件或整个台面的运动范围减小，如果上述额外部件在初始几何碰撞模型的运动范围内，绕垂直于台面纵向轴线的轴线倾斜，则其将与地面发生碰撞。
根据手术台的可选实施方式，手术台包括用户界面，控制器配置为响应用户界面的输入，使初始几何碰撞模型适配实际几何碰撞模型。
通过由用户界面的输入导致的初始几何碰撞模型的适配，例如可以很容易地执行传感器对进一步的部件的检测的初始化或附着的额外部件的输入。
根据手术台的可选有利实施方式，用户界面的输入是连续指示，以在超出由所述防碰撞算法定义的相应的运动范围，将多个部件的子集中的至少一个和/或基座移动到预期位置，控制器配置为应用预期位置作为修改后的运动范围的界限，并基于实际配置的修改后的运动范围的界限，使存储的几何碰撞模型适配实际几何碰撞模型。
在该实施方式中，可以将部件中的至少一个移动到超出其基于初始几何碰撞模型定义的运动范围，例如，通过连续按下按钮。如果在实际配置中，例如，使用在台面的纵向具有更小尺寸的部件，以使得绕垂直于纵向的轴线倾斜的运动范围实际上大于基于初始几何碰撞模型定义的运动范围，则可以做到这一点。在这种情况下，操作者负责安全操作和防止碰撞。
根据手术台的可选实施方式，控制器配置为控制多个部件的子集中的至少一个和/或基座在超出由防碰撞算法定义的相应的运动范围以比在由防碰撞算法定义的相应的运动范围内移动多个部件的子集中的至少一个的速度更小的速度运动。
通过此特征，由于操作者可以更容易地跟踪部件的运动，因而碰撞风险减小了。
根据手术台的可选实施方式，控制器配置为发出信号表明多个部件的子集中的至少一个和/或基座的运动超出由防碰撞算法定义的相应的运动范围。
由于控制器指出在危险区域的运动，所以发出的多个部件中之一运动超出相应运动范围的信号提高了安全性。
根据可选实施方式，手术台包括传感器，其配置为检测多个部件中的一个与手术台的特定位置的附着，控制器配置为基于附着于手术台的特定位置的多个部件中的一个的检测，使存储的几何碰撞模型适配实际几何碰撞模型。
通过这些特征，初始几何碰撞模型可以自动适配合适的实际配置。
根据可选实施方式，手术台包括碰撞传感器，碰撞传感器配置为检测多个部件中的一个与多个部件的子集中的另一个、基座、支撑面或障碍物之间的碰撞或即将发生的碰撞，控制器配置为适配存储的几何碰撞模型，以使防碰撞算法定义基座和多个部件的子集的相应的运动范围，以防止碰撞。
在该实施方式中，初始几何碰撞模型可以另外地适配到与手术台配置不直接相关的情况中。相反，另外，根据具体情况，可以识别手术台区域内的临时障碍物，并且可以对几何碰撞模型进行适配，以防止随后与障碍物发生碰撞。
可选地，对象模型数据集包括边界框，防碰撞算法计算至少两个边界框的交点是否存在。
根据本公开的另一方面，一种用于控制手术床的方法包括步骤：通过由控制器控制相应的部件驱动器和/或基座驱动器，初始化多个部件的子集中的至少一个和/或基座的至少一部分的运动，以达到多个部件中的子集中的至少一个和/或基座的预期位置；手动检查是否达到预期位置；如果在由防碰撞算法定义的运动范围内，不能达到多个部件的子集中的至少一个和/或基座的预期位置，则手动连续地向控制器提供输入，以控制相应的部件驱动器和/或基座驱动器，以便达到超出由防碰撞算法定义的运动范围的多个部件的子集中的至少一个和/或基座的预期位置；根据达到预期位置所需的修改后的运动范围，适配存储的几何碰撞模型，其中，通过应用达到多个部件的子集中的至少一个和/或基座的预期位置所需的多个部件的子集和基座的位置作为运动范围的界限，适配存储的几何碰撞模型；存储被适配的几何碰撞模型；以及随后，基于存储的几何碰撞模型，通过防碰撞算法，定义相应的运动范围，并控制基座驱动器和相应的部件驱动器在基于存储的几何碰撞模型定义的运动范围内运动。
由于该方法，可以扩大移动范围，使得尽管部件位于运动范围外，但基于初始几何碰撞模型，可以达到部件所需的姿势。因此，有利于手术台的操作并因此给手术干预提供合适的姿势。
在该方法的可选实施方式中，该方法包括步骤：控制多个部件的子集中的至少一个和/或基座在超出由防碰撞算法定义的相应的运动范围以比在由防碰撞算法定义的相应的运动范围内移动多个部件的子集中的至少一个和/或基座的速度更小的速度运动。
通过此特征，由于操作者可以更容易地跟踪部件的运动，因而碰撞风险减小了。
在该方法的可选实施方式中，其包括步骤：发出信号表明多个部件中的至少一个和/或基座的运动超出由防碰撞算法定义的相应的运动范围。
由于该实施方式，操作者被警告到手术台处于位于允许运动范围之外的状态，使得能够提高识别潜在碰撞风险的可能性。
在该方法的可选实施方式中，其包括步骤：当随后从待机状态唤醒控制器时，将存储的几何碰撞模型重置为初始几何碰撞模型。
通过此步骤，恢复了原来的安全等级，使手术台可以安全使用。
在该方法的可选实施方式中，其包括步骤：当检测到碰撞或即将发生的碰撞时，在基于存储的几何碰撞模型定义的运动范围内，适配存储的几何碰撞模型，以防止碰撞。
通过该方法步骤，初始几何碰撞模型可以另外地适配到与手术台配置不直接相关的情况中。相反，另外，根据具体情况，可以识别手术台区域内的临时障碍物，并且可以对几何碰撞模型进行适配，以防止随后与障碍物发生碰撞。
术语“存储的”几何碰撞模型可以指(主动)初始几何碰撞模型，或者，如果初始几何碰撞模型应经被适配，则可以指被适配的或实际几何碰撞模型。
根据本公开另一方面，一种用于控制手术床的方法包括步骤：通过由控制器控制相应的部件驱动器和/或基座驱动器，初始化多个部件的子集中的至少一个和/或基座的至少一部分的运动，以达到多个部件中的子集中的至少一个和/或基座的预期位置；手动检查是否达到预期位置；如果在由防碰撞算法定义的运动范围内，不能达到多个部件的子集中的至少一个和/或基座的预期位置，则手动连续地向控制器提供输入，以控制相应的部件驱动器或基座驱动器，以达到多个部件的子集中的至少一个和/或基座超出由防碰撞算法定义的运动范围的预期位置；根据达到预期位置所需的修改后的运动范围，适配存储的几何碰撞模型，其中，通过应用达到多个部件的子集中的至少一个和/或基座的预期位置所需的多个部件的子集和基座的位置作为运动范围的界限，适配存储的几何碰撞模型；存储被适配的几何碰撞模型，以及随后，基于存储的几何碰撞模型，通过防碰撞算法，定义相应的运动范围，并控制基座驱动器和相应的部件驱动器在基于存储的几何碰撞模型定义的运动范围内运动。
附图说明
随后，将参照附图对本公开进行描述。
具体而言，
图1示出了手术台的第一配置的原理图；以及
图2示出了手术台的第二配置的原理图。
具体实施方式
图1示出了手术台1的第一配置的原理图。手术台1包括基座2。基座2包括底盘3、柱4和柱头5。基座2由作为支撑面6的地板支撑。在替代实施例中，基座2不包括底盘3，但柱4固定附着于支撑面6。在进一步的替代实施例中，基座2包括集成到柱4的柱头5。
此外，手术台1包括相对于彼此和基座2可移动的数个部件7。特别是，手术台1包括作为数个部件7的腿部7’、背板7”、上背板7”’和头板7””。数个部件7形成手术台1的台面。台面的纵向为L。
在该实施例中，数个部件7中的一些，即，腿部7’、背板7”和上背板7”’具有驱动器8’、驱动器8”和驱动器8”’，用来相对于另一部件和基座2移动相应的部件。在替代实施例中，部件7中的其他部件或所有部件具有相应的驱动器。
腿部7’相对于基座2绕垂直于纵向L的轴线可移动。腿部7’通过驱动器8’移动，用于绕垂直于纵向L的轴线移动腿部7’。
背板7”相对于基座2绕垂直于纵向L的轴线可移动。背板7”通过驱动器8”移动，用于绕垂直于纵向L的轴线移动背板7”。
上背板7”’相对于基座2绕垂直于纵向L的轴线可移动。上背板7”’通过驱动器8”’移动，用于绕垂直于纵向L的轴线移动上背板7”’。
头板7””相对于基座2绕垂直于纵向L的轴线可移动。手动移动头板7””，头板7””具有夹紧机构，用来通过手动干涉，以预期姿势将其固定。为了改变头板7””的姿势，当头板7””已经移动到预期姿势时，释放夹紧机构并再次夹紧。
除了腿部7’、背板7”、上背板7”’和头板7””相对于基座2绕垂直于纵向L的相应的轴线分别可移动的特征外，腿部7’、背板7”、上背板7”’和头板7””相对于彼此绕垂直于纵向L的相应的轴线分别可移动。由于数个部件7相对于基座2是可移动的，因而数个部件7相对于支撑面6也是可移动的。
柱4形成为高度可调节的柱，因此，形成台面的数个部件7可以通过基座2的运动相对于支撑面6移动。为了使数个部件7相对于支撑面6移动，基座2设有驱动器8，特别是电驱动器。数个部件7相对于基座2和支撑面6以高度可调节的方式可移动，使得台面和支撑面6之间的距离绕垂直于纵向L的轴线和绕平行于纵向的轴线是变化的。
图2示出了手术台1的第二配置的原理图。第二实施例与第一配置的区别在于，不提供数个部件7中的其中一个部件(即上背板7”’)和传感器11。其余特征是相同的。
以下描述与图1和图2有关。基座2和数个部件7形成了手术台1相应的配置。数个部件7中不同部件的不同布置或设置形成了数个不同的配置。
手术台1包括控制器9。控制器9配置为存储手术台1的几何碰撞模型。
几何碰撞模型包括对象模型数据集，其定义数个部件7、基座2和用于支撑基座2的支撑面6的相应的几何结构。此外，几何碰撞模型包括运动计算数据集，其定义基座2和数个部件7的运动范围和运动学关系。为了定义几何结构，模型数据集包括面向对象的并且分别对应基座2和数个部件7的边界框。边界框分别表示包括基座2或数个部件7之一的虚拟长方体框。边界框由相应的基座2或数个部件7中的至少一个的X、Y和Z维度来定义，并且通过从边界框的中心到X、Y、Z方向的旋转中心的平移来定义。
控制器9配置为执行防碰撞算法，该算法基于特定几何碰撞模型定义由相应的驱动器8、驱动器8’、驱动器8”驱动的基座2和数个部件7的相应的运动范围。特别是，防碰撞算法由控制器9这样执行，它基于特定几何碰撞模型，定义了基座2和部件7的运动范围，使得部件(7)之间，部件(7)与基座(2)和支撑面(6)之间不发生碰撞。为了防止碰撞，算法计算至少两个边界框的交点是否存在。如果存在这样的交点，则假设存在碰撞，并相应地减小运动范围。此外，控制器9控制相应的驱动器8、驱动器8’、驱动器8”以将基座2和数个部件7在定义的运动范围内移动，以便防止数个部件7之间，数个部件7与基座2和支撑面6之间发生碰撞。
控制器9配置为：存储预先定义的配置的预先定义的初始几何碰撞模型，并且根据实际配置，使初始几何碰撞模型适配实际几何碰撞模型。
预先定义的配置表示手术台1的基本配置。基本配置是根据图1的配置。该配置适合广泛的手术干预领域。替代地，控制器9存储了具有数个部件7的不同设置的数个预先定义的不同配置。这些配置之一可以是根据图2的手术台1的配置。这些配置中的进一步配置可以是包括最小配置(即，例如仅仅是基座2和背板7”)的配置。
此外，手术台1包括传感器10以检测部件7之一与手术台1的特定位置的附着。在该实施例中，传感器10检测如图1所示的上背板7”’或如图2所示的头板7””与背板7”的附着。而且，手术台1包括进一步的传感器11(图1)以检测部件7之一与手术床1的特定位置的附着。进一步的传感器11检测部件7之一，即头板7””，与上背板7”’的附着。替代地，只提供传感器10和传感器11中其中一个以检测部件7之一与手术台1的特定位置的附着，或者提供两个以上的这种传感器10、传感器11。
根据部件7之一与手术台1的特定位置的附着的检测，控制器9选择初始几何碰撞模型之一。例如，参照所示的实施例，如果由传感器10、传感器11检测到附着于背板7”的上背板7”’以及附着于上背板7”’的头板7””，则控制器9根据图1选择配置，并因此执行基于该配置的初始几何碰撞模型的防碰撞算法。如果传感器10只检测到附着于背板7”的头板7””，则控制器9根据图2选择配置，并因此执行基于该配置的初始几何碰撞模型的防碰撞算法。如果被检测的部件导致数个初始几何碰撞模型可行，则使用进一步的信息，如病人躺在台面上的方向，作为用于选择初始几何模型的决策准则。
在替代实施例中，传感器10、传感器11不用于选择几何碰撞模型，但用来修改使用过的几何碰撞模型。同样在该替代实施例中，传感器10、传感器11还检测数个部件7之一与手术台1的特定位置的附着。
在图1和图2中，通过点划线，示出了包括数个部件7的台面的相应姿势和支撑面6，其中刚好在头板7””发生碰撞之前，摆角α、摆角α’在T方向绕支点f倾斜。从这些附图来看，图2中的最大摆角α’大于图1中的最大摆角α，因此绕图2中的台面的支点f倾斜的运动范围可以大于绕图1中的台面的支点f倾斜的运动范围。
然而，如果，例如，使用图2中手术台1的配置的几何碰撞模型作为图1中手术台1的初始几何碰撞模型，则由于第二实施例允许的最大摆角α’大于适合第一实施例的最大摆角α，因而存在头板7””可能与支撑面6碰撞的问题。
因此，在该替代实施例中，根据通过传感器10、传感器11检测的背板7”和头板7””之间的上背板7”’的附着，控制器9适配初始几何碰撞模型，即图2手术台1的配置的几何碰撞模型，以便使用更小的最大摆角α。通过考虑背板7”和头板7””之间的上背板7”’的对象模型数据集和运动计算数据集，使初始几何碰撞模型适配实际几何碰撞模型。特别是，为使初始几何碰撞模型适配实际几何碰撞模型，控制器9选择另一存储的几何碰撞模型，通过该模型定义了包括上背板7”’的配置的运动范围。
在进一步替代实施例中，手术台1包括用户界面12，由于用户界面12的输入，控制器9配置为使初始几何碰撞模型适配实际几何碰撞模型。
基于仅仅包括基座2和背板7”的基本配置，将该基本配置的基本几何碰撞模型存储为初始几何碰撞模型。通过选择数个部件7中的额外部件，例如，腿部7’和头板7””，借助于用户界面12上的特定按钮，该基本几何碰撞模型可以适配实际几何碰撞模型。在替代实施例中，通过另一媒介执行该选择，或不提供这种选择。
在包括用户界面12的手术台1的进一步的替代实施例中，通过在超出基于初始几何碰撞模型由防碰撞算法定义的相应的运动范围，教授数个部件7中至少一个的姿势，初始几何碰撞模型可以适配实际几何碰撞模型。特别是，用户界面12的输入是连续指示以在超出基于初始几何碰撞模型由防碰撞算法定义的相应的运动范围，将数个部件7之一移动到预期姿势。控制器9配置为应用预期姿势作为修改后的运动范围的界限，并基于实际配置的修改后的运动范围的界限，使初始几何碰撞模型适配实际几何碰撞模型。特别是，控制器9选择已经存储的几何碰撞模型之一，其尤其是，在保持其他可能的运动范围时，能够达到预期姿势。
控制器9配置为控制部件7之一在超出基于初始几何碰撞模型由防碰撞算法定义的相应的运动范围以比在基于初始几何碰撞模型由防碰撞算法定义的相应的运动范围内移动相应的部件7的速度更小的速度运动。
此外，控制器9配置为通过蜂鸣器的声信号，发出信号表明部件7之一的运动超出基于初始几何碰撞模型由防碰撞算法定义的相应的运动范围。
在替代实施例中，通过可见或其他声音信号发出信号表明数个部件7之一在超出基于初始几何碰撞模型由防碰撞算法定义的相应的运动范围运动的速度与在基于初始几何碰撞模型由防碰撞算法定义的相应的运动范围内运动的速度相同，或不发出信号。
在进一步的替代实施例中，初始几何碰撞模型对实际几何碰撞模型的适配不是通过教授超出相应的运动范围的部件7之一的姿势执行的，而是只能通过用户界面12的另一输入或通过传感器10、传感器11执行。
手术台1进一步包括碰撞传感器13，其配置为检测数个部件7之一与数个部件7中的另一个部件、基座2、支撑面6或障碍物之间的碰撞或即将发生的碰撞。该传感器13通过检测施加于数个部件7之一的力的力传感器形成。该传感器13适合于检测实际碰撞，然而，由于控制器9和驱动器8、驱动器8’、驱动器8”中相应的一个的快速反应，可以防止手术台1或障碍物的损害或人身伤害。在替代实施例中，适合于防止即将发生的碰撞的碰撞传感器13可以是，例如，挡光板。此外，检测电机电流的过程也适用于检测碰撞。
控制器9配置为适配初始几何碰撞模型，以便由防碰撞算法来定义基座2和/或部件7的相应的运动范围，以防止碰撞。这意味着，控制器9决定了刚好在碰撞发生之前的数个部件7之一的姿势作为由防碰撞算法定义的运动范围的界限，并因此使初始几何碰撞模型适配实际几何碰撞模型。特别是，控制器9选择已经存储的几何碰撞模型之一，其特别是，在保持可能出现的其他运动范围时，防止超出刚好在数个部件7之一与数个部件7中的另一个、基座2、支撑面6或障碍物发生碰撞之前的姿势的运动。
在使用中，实施一种用于控制手术台1的方法。该方法包括以下步骤。
通过由控制器9控制的相应的驱动器8、驱动器8’、驱动器8”，初始化数个部件7中的至少一个和基座2的运动，以达到数个部件7中的至少一个的相应预期位置。该运动是通过用户界面12的输入，或替代地，例如，通过讲话或手势姿势控制进行初始化。
手动检查是否达到数个部件7中的至少一个的相应的预期姿势。例如，可见的是数个部件7中的至少一个的运动停止和数个部件7中的至少一个没有达到预期姿势。
如果在基于初始几何模型由防碰撞算法定义的运动范围内，不能达到部件7中的至少一个的相应的预期姿势，则手动连续地控制控制器9，以便通过由控制器9控制的相应的驱动器8、驱动器8’、驱动器8”，在超出基于初始几何模型由防碰撞算法定义的部件7的运动范围的界限达到部件7中至少一个的预期姿势。通过连续按下用户界面12上的按钮，执行控制器9的连续控制。替代地，例如通过讲话或手势姿势控制，可以进行另一初始化。
根据达到部件之一的预期姿势所需的修改后的运动范围，使初始几何碰撞模型适配实际几何碰撞模型，其中，通过应用达到部件之一的预期姿势所需的部件7的姿势作为运动范围界限，修改初始几何碰撞模型。特别是，控制器9选择已经存储的几何碰撞模型之一，其尤其是，在保持其他可能的运动范围时，能够达到预期姿势。
存储实际几何碰撞模型。实际几何碰撞模型通过控制器9存储。
随后，基于实际几何碰撞模型、通过防碰撞算法来定义相应的运动范围，并控制驱动器8、驱动器8’、驱动器8”来在基于实际几何碰撞模型定义的运动范围内运动。
可选地，数个部件7中至少一个和基座2超出基于初始几何模型由防碰撞算法定义的数个部件7和基座的运动范围的运动速度被控制在比在基于初始几何模型由防碰撞算法定义的相应的运动范围内的移动速度更小。通过更小的速度，特别是，当数个部件7中之一接近障碍物或数个部件7中的另一个部件、基座2或支撑面6时，可以提高识别潜在碰撞风险的可能性。
同样可选地，发出信号表明数个部件7中至少一个和基座2的运动超出基于初始几何模型由防碰撞算法定义的相应的运动范围。该运动通过声音方式(例如，蜂鸣器)或通过光信号发出信号来表明。
当随后从待机状态唤醒控制器9时，实际几何碰撞模型被重置为初始几何碰撞模型。当使手术台1进入待机状态时，例如，在手术干预后，因为后续手术干预或其他情况所需的手术台1的配置可能已经改变，因此控制器9重置为初始几何碰撞模型。因此，恢复原来的安全状态。替代地，几何碰撞模型没有重置为初始几何碰撞模型，而是保持了实际几何碰撞模型。
再次可选地，当检测到在基于主动初始或实际几何碰撞模型定义的运动范围内的碰撞或即将发生的碰撞时，适配主动初始或实际几何碰撞模型，以防止碰撞。
虽然已在附图和上述说明书中详细说明和描述了本公开，但该说明和描述应被认为是说明性的或示范性的，而非限制性的。本公开不限于所公开的实施例。通过阅读本公开，其他修改对于本领域技术人员将是显而易见的。这样的修改可能会涉及其他特征，这些特征在本领域是已知的，可以用来代替或补充本文中已经描述的特征。在权利要求中，术语“包括”并不排除其他元件或步骤，不定冠词“一个(a)”或“一(an)”不排除是多个。
本公开的实施例可以参照下列编号的条款进行描述，从属条款中列出了附加特征：
1.一种手术台(1)，包括：
基座(2)，所述基座(2)配置为由支撑面(6)支撑，
数个部件(7)，所述数个部件(7)相对于彼此和所述基座(2)可移动，以及，
控制器(9)，
其中，所述基座(2)和所述数个部件(7)形成所述手术台(1)的配置，
所述部件(7)中的一些具有相应的驱动器(8)、驱动器(8’)、驱动器(8”)，所述驱动器(8)、驱动器(8’)、驱动器(8”)配置为相对于所述部件(7)中的另一个和所述基座(2)移动所述部件(7)，
所述控制器(9)配置为存储几何碰撞模型，所述几何碰撞模型包括：
定义所述部件(7)、所述基座(2)和所述支撑面(6)的相应的几何结构的对象模型数据集；以及
定义所述基座(2)和所述部件(7)的运动学关系和运动范围的运动计算数据集，以及
所述控制器(9)配置为执行防碰撞算法，所述防碰撞算法基于特定几何碰撞模型定义所述基座(2)和由所述相应的驱动器(8)、驱动器(8’)、驱动器(8”)驱动的部件(7)的运动范围，并控制所述相应的驱动器(8)、驱动器(8’)、驱动器(8”)在被定义的相应的运动范围内移动所述基座(2)和所述部件(7)，以防止所述部件(7)之间、所述部件(7)与所述基座(2)和所述支撑面(6)之间的碰撞，
其中，所述控制器(9)配置为存储预先定义的配置的预先定义的初始几何碰撞模型，并根据实际配置，使所述初始几何碰撞模型适配实际几何碰撞模型。
2.根据条款1所述的手术台(1)，其中，
预先定义具有所述部件(7)的不同设置的数个不同配置，以及
所述控制器(9)配置为存储所述数个预先定义的不同配置的所述初始几何碰撞模型。
3.根据条款2所述的手术台(1)，其中，
所述手术台(1)包括传感器(10)、传感器(11)，所述传感器(10)、传感器(11)配置为检测所述部件(7)之一与所述手术台(1)的特定位置的附着，以及
所述控制器(9)配置为根据对所述部件(7)之一与所述手术台(1)的特定位置的所述附着的检测，选择所述初始几何碰撞模型之一。
4.根据任一前述条款所述的手术台(1)，其中，
所述手术台(1)包括用户界面(12)，以及
所述控制器(9)配置为通过所述用户界面(12)的输入，使所述初始几何碰撞模型适配所述实际几何碰撞模型。
5.根据条款4所述的手术台(1)，其中，
所述用户界面(12)的输入是连续指示以在超出基于所述初始几何碰撞模型由所述防碰撞算法定义的相应的运动范围，将所述部件(7)之一移动到预期姿势，以及
所述控制器(9)配置为应用所述预期姿势作为修改后的运动范围的界限，并基于所述实际配置的所述修改后的运动范围的界限，使所述初始几何碰撞模型适配所述实际几何碰撞模型。
6.根据条款5所述的手术台(1)，其中，
所述控制器(9)配置为控制所述部件(7)之一在超出基于所述初始几何碰撞模型由所述防碰撞算法定义的相应的运动范围以比在基于所述初始几何碰撞模型由所述防碰撞算法定义的相应的运动范围内移动所述部件(7)之一的速度更小的速度运动。
7.根据条款5或6所述的手术台(1)，其中，
所述控制器(9)配置为发出信号表明所述部件(7)之一的运动超出基于所述初始几何碰撞模型由所述防碰撞算法定义的所述部件(7)之一的相应的运动范围。
8.根据任一前述条款所述的手术台(1)，其中，
所述手术台(1)包括传感器(10)、传感器(11)，所述传感器(10)、传感器(11)配置为检测所述部件(7)之一与所述手术台(1)的特定位置的附着，以及，
所述控制器(9)配置为基于附着于所述手术台(1)的特定位置的所述部件(7)之一的检测，使所述初始几何碰撞模型适配所述实际几何碰撞模型。
9.根据任一前述条款所述的手术台(1)，其中，
所述手术台(1)包括碰撞传感器(13)，所述碰撞传感器(13)配置为检测所述部件(7)之一与所述部件(7)中的另一个、所述基座(2)、所述支撑面(6)或障碍物之间的碰撞或即将发生的碰撞，以及，
所述控制器(9)配置为适配所述初始几何碰撞模型或所述实际几何碰撞模型，以便所述防碰撞算法定义所述基座(2)和所述部件(7)的相应的运动范围，以防止所述碰撞。
10.一种用于控制任一条款所述的手术床(1)的方法，所述方法包括步骤：
通过由所述控制器(9)控制的所述相应的驱动器(8)、驱动器(8’)、驱动器(8”)，初始化所述多个部件(7)中的至少一个和/或所述基座(2)的运动，以达到所述多个部件(7)中的至少一个的预期姿势；
手动检查是否达到所述预期姿势；
如果在基于所述初始几何碰撞模型由所述防碰撞算法定义的运动范围内，不能达到所述多个部件(7)中的至少一个的所述预期姿势，则手动连续地控制所述控制器(9)，以通过由所述控制器(9)控制的所述相应的驱动器(8)、驱动器(8’)、驱动器(8”)，达到超出基于所述初始几何碰撞模型由所述防碰撞算法定义的所述多个部件(7)和所述基座(2)的运动范围的所述多个部件(7)中的至少一个的所述预期姿势；
根据达到所述预期姿势所需的所述修改后的运动范围，使所述初始几何碰撞模型适配所述实际几何碰撞模型，其中，通过应用达到所述多个部件(7)之一的所述预期姿势所需的所述部件(7)和所述基座(2)的所述姿势作为所述运动范围的界限，修改所述初始几何碰撞模型；
存储所述实际几何碰撞模型，以及
随后，基于所述实际几何碰撞模型，通过所述防碰撞算法，定义所述相应的运动范围，并控制所述相应的驱动器(8)、驱动器(8’)、驱动器(8”)在基于所述实际几何碰撞模型定义的所述运动范围内运动。
11.根据条款10所述的方法，包括步骤：
控制所述部件(7)中的至少一个和/或所述基座(2)在超出基于所述初始几何碰撞模型由所述防碰撞算法定义的相应的运动范围以比在基于所述初始几何碰撞模型由所述防碰撞算法定义的相应的运动范围内移动所述部件(7)之一和所述基座(2)的速度更小的速度运动。
12.根据条款10或11所述的方法，包括步骤：
发出信号表明所述部件(7)中至少一个和所述基座(2)的运动超出基于所述初始几何碰撞模型由所述防碰撞算法定义的相应的运动范围。
13.根据条款10至12中任一项所述的方法，包括步骤：
当随后从待机状态唤醒所述控制器(9)时，将所述实际几何碰撞模型重置为所述初始几何碰撞模型。
14.根据条款10至13中任一项所述的方法，包括步骤：
当在基于主动初始或实际几何碰撞模型定义的运动范围内检测到碰撞或即将发生的碰撞时，适配所述主动初始或实际几何碰撞模型，以防止所述碰撞。

Claims (15)

1.一种手术台(1)，包括：
基座(2)，所述基座(2)配置为由支撑面(6)支撑，所述基座具有基座驱动器(8)，所述基座驱动器(8)配置为相对于所述支撑面(6)移动所述基座的至少一部分；
多个部件(7)，所述多个部件(7)由所述基座(2)支撑，所述多个部件(7)中的一个或多个具有相应的部件驱动器(8’，8”)，所述部件驱动器(8’，8”)配置为相对于所述多个部件(7)中的另一个或所述基座(2)移动相应的部件(7)；
其中，当由所述基座(2)支撑时，所述基座(2)和所述多个部件(7)中的至少一个子集形成所述手术台(1)的配置；
以及
控制器(9)，所述控制器(9)配置为存储并适配几何碰撞模型，所述几何碰撞模型包括：定义所述多个部件(7)中的每一个、所述基座(2)和所述支撑面(6)的相应的几何结构的对象模型数据集；以及定义所述基座(2)和所述多个部件(7)的运动学关系和范围的运动计算数据集，
其中，所述控制器(9)配置为将所述手术台的基础配置的预定义的初始几何碰撞模型存储为所述几何碰撞模型，并根据所述手术床的实际配置，使所述初始几何碰撞模型适配实际几何碰撞模型，并将所述实际几何碰撞模型存储为所述几何碰撞模型，
以及
其中，所述控制器(9)进一步配置为执行防碰撞算法，所述防碰撞算法依靠所述存储的几何碰撞模型来定义所述基座(2)和由所述基座(2)支撑的所述多个部件(7)的子集中的每一个的相应的运动范围，所述防碰撞算法配置为控制所述基座驱动器(8)移动所述基座(2)的至少一部分，并控制所述相应的部件驱动器(8’，8”)只在所述被定义的相应的运动范围内移动所述多个部件(7)中的相应一个，以防止与所述多个部件(7)的子集中的任何一个、所述基座(2)和所述支撑面(6)之间的碰撞。
2.根据权利要求1所述的手术台(1)，其中，
预定义所述手术台的多个配置，所述手术台的多个配置中的每一个具有所述多个部件(7)的子集的不同设置或所述多个部件(7)的不同子集，以及
所述控制器(9)进一步配置为为所述预定义的多个配置中的每一个存储初始几何碰撞模型。
3.根据权利要求2所述的手术台(1)，包括传感器(10，11)，所述传感器(10，11)配置为检测所述多个部件(7)之一与所述手术台(1)的特定位置的附着，
其中，所述控制器(9)配置为根据对所述多个部件(7)之一与所述手术台(1)的特定位置的所述附着的检测，选择所述多个初始几何碰撞模型之一作为所述几何碰撞模型。
4.根据任一前述权利要求所述的手术台(1)，包括用户界面(12)以及
其中，所述控制器(9)配置为响应所述用户界面(12)的输入，使所述初始几何碰撞模型适配所述实际几何碰撞模型。
5.根据权利要求4所述的手术台(1)，其中，
所述用户界面(12)的输入是连续指示以在超出由所述防碰撞算法定义的相应运动范围使所述多个部件(7)的子集中的至少一个和/或所述基座(2)移动到预期位置，以及
所述控制器(9)配置为应用所述预期位置作为修改后的运动范围的界限，并基于所述实际配置的所述修改后的运动范围的界限，使所述存储的几何碰撞模型适配所述实际几何碰撞模型。
6.根据权利要求5所述的手术台(1)，其中，
所述控制器(9)配置为控制所述多个部件(7)的子集中的至少一个和/或所述基座(2)在超出由所述防碰撞算法定义的相应的运动范围以比在由所述防碰撞算法定义的相应的运动范围内移动所述多个部件(7)的子集中的至少一个的速度更小的速度运动。
7.根据权利要求5所述的手术台(1)，其中，
所述控制器(9)配置为发出信号表明所述多个部件(7)的子集中的至少一个和/或所述基座(2)的运动超出由所述防碰撞算法定义的相应的运动范围。
8.根据权利要求1、2或3所述的手术台(1)，包括传感器(10，11)，所述传感器(10，11)配置为检测所述多个部件(7)之一与所述手术台(1)的特定位置的附着，其中，
所述控制器(9)配置为基于附着于所述手术台(1)的特定位置的所述多个部件(7)之一的检测，使所述存储的几何碰撞模型适配所述实际几何碰撞模型。
9.根据权利要求1、2或3所述的手术台(1)，包括碰撞传感器(13)，所述碰撞传感器(13)配置为检测所述多个部件(7)之一与所述多个部件(7)的子集中的另一个、所述基座(2)、所述支撑面(6)或障碍物之间的碰撞或即将发生的碰撞，其中，
所述控制器(9)配置为适配所述存储的几何碰撞模型，以便所述防碰撞算法定义所述基座(2)和所述多个部件(7)的子集的相应的运动范围，以便防止所述碰撞。
10.根据权利要求1、2或3所述的手术台(1)，其中，所述对象模型数据集包括边界框，以及其中所述防碰撞算法计算至少两个边界框的交点是否存在。
11.一种用于控制任一前述权利要求所述的手术床(1)的方法，所述方法包括步骤：
通过由所述控制器(9)控制相应的部件驱动器(8’，8”)或基座驱动器(8)，初始化所述多个部件(7)的子集中的至少一个和/或所述基座(2)的至少一部分的运动，以达到所述多个部件(7)的子集中的至少一个和/或所述基座(2)的预期位置；
手动检查是否达到所述预期位置；
如果在由所述防碰撞算法定义的运动范围内，不能达到所述多个部件(7)的子集中的至少一个和/或所述基座(2)的所述预期位置，则手动连续地向所述控制器(9)提供输入，以控制所述相应的部件驱动器(8’，8”)或基座驱动器(8)，以便达到超出由所述防碰撞算法定义的运动范围的所述多个部件(7)的子集中的至少一个和/或所述基座(2)的所述预期位置；
根据达到所述预期位置所需的所述修改后的运动范围，适配所述存储的几何碰撞模型，其中，通过应用达到所述多个部件(7)的子集中的至少一个和/或所述基座(2)的所述预期位置所需的所述多个部件(7)的子集和所述基座(2)的所述位置作为所述运动范围的界限，适配所述存储的几何碰撞模型；
存储所述被适配的几何碰撞模型，以及
随后，基于所述存储的几何碰撞模型，通过所述防碰撞算法，定义所述相应的运动范围，并控制所述基座驱动器(8)和所述相应的部件驱动器(8’，8”)在基于所述存储的几何碰撞模型定义的所述运动范围内运动。
12.根据权利要求11所述的方法，包括步骤：
控制所述多个部件(7)的子集中的至少一个和/或所述基座(2)在超出由所述防碰撞算法定义的相应的运动范围以比在由所述防碰撞算法定义的相应的运动范围内移动所述多个部件(7)的子集中的至少一个和/或所述基座(2)的速度更小的速度运动。
13.根据权利要求11或12所述的方法，包括步骤：
发出信号表明所述多个部件(7)中的至少一个和/或所述基座(2)的运动超出由所述防碰撞算法定义的相应的运动范围。
14.根据权利要求11或12所述的方法，包括步骤：
当随后从待机状态唤醒所述控制器(9)时，将所述存储的几何碰撞模型重置为所述初始几何碰撞模型。
15.根据权利要求11或12所述的方法，包括步骤：
当检测到碰撞或即将发生的碰撞时，在基于所述存储的几何碰撞模型定义的所述运动范围内，适配所述存储的几何碰撞模型，以便防止所述碰撞。
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