CN117136043A - 具有负载传感器组件的手术台 - Google Patents

Abstract

公开了一种手术台(100)，其包括具有多个负载传感器的负载传感器组件(102)，所述负载传感器组件用于测量至少一个变量，根据所述至少一个变量可以确定作用在所述负载传感器组件(102)上的负载，所述负载传感器组件(102)布置在所述手术台(100)的至少两个部分之间，所述至少两个部分相对于彼此基本上不可移动。

Description

具有负载传感器组件的手术台

本申请要求于2021年3月29日向德国专利商标局提交的德国专利申请号10 2021107 833.4的优先权。德国专利申请号10 2021 107 833.4的公开内容在此并入本申请的公开内容中。

技术领域

本公开涉及一种具有负载传感器组件的手术台。

背景技术

手术台用于定位患者，例如在外科手术期间。目前，由于手术台设置的灵活性、附件的数量以及手术台提供的用于患者定位的多种选择，护士和医生为了正确使用手术台必须考虑许多重要的方面。下面列出了这些方面中的一些方面：

-所使用的附件应与患者的体重相匹配。

-附件的配置也要与患者的体重相匹配。

-患者定位于其上的患者支撑表面只能在允许的极限内移动。

-如果施加移动限制，应注意任何时候都不要超出允许的极限。

-当调整手术台时，应注意手术台不要与诸如C形臂的外部物体碰撞。

-此外，当调整手术台时，应注意确保患者正确固定并且不会从手术台上跌落或滑落。

有关以上所列各点的重要信息能够在手术台使用说明中找到。如果用户忽视使用说明或对碰撞和患者没有足够的注意，可能会发生以下危险事件：

-手术台翻倒：患者跌落，这可能导致永久性伤害甚至死亡。

-附件和手术台的结构件过载：这可能会导致结构件永久弯曲或断裂，从而导致患者永久性伤害甚至死亡。

-机动接头过载：由于手术台无法移动，导致活动受限。

-手术台与外部物体碰撞：手术台在移动过程中可能会碰撞并损坏昂贵的装备，诸如C形臂。

-患者跌落：如果患者未充分固定，当手术台移动时患者可能会开始滑落，在最坏的情况下这可能会导致患者跌落到地板上。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种具有负载传感器组件的手术台，其中所述负载传感器组件被有利地设计为测量变量，根据该变量可以确定作用在负载传感器组件上的负载。

本公开的另一个目的是提供一种生成指示手术台翻倒风险的信号的手术台。

本公开的又一个目的是提供一种生成指示手术台和/或手术台的部件过载风险的信号的手术台。

根据本公开的第一方面，手术台包括具有多个负载传感器的负载传感器组件。负载传感器组件被设计为测量至少一个变量，即精确地一个或多个变量，根据该变量可以确定作用在负载传感器组件上的负载。

作用在负载传感器组件上的负载特别是可以包括作用在负载传感器组件上的所有外力变量，即力和力矩。负载传感器可以是例如力传感器，特别是测力传感器，其各自测量作用在相应传感器上的力。在这样的配置中，测量的变量可以是由力传感器中的每一者测量的力，即力传感器中的每一者测量对应的变量。力传感器可以各自发射电信号(例如电压)作为输出信号，根据该输出信号可以导出在每种情况下测量的力。此外，还可以假定，力传感器各自例如以数字形式输出由它们测量的力的特定变量。

还可以设想的是，负载传感器组件测量所得的总力作为变量，其中根据作用在不同力传感器上的单独的力获得所得的总力。在这种情况下，负载传感器组件特别是可以精确地测量一个变量，即所得的总力。总力可以再次被输出作为电信号，例如作为电压，根据该电信号可以导出在每种情况下测量的力，或者作为特定变量，例如以数字形式。

作用在负载传感器组件上的负载包括例如由布置在负载传感器组件上方的手术台的部件引起的负载以及由支撑在手术台上的患者或位于手术台上的其他物体引起的负载。此外，人还可能在手术台上造成负载，例如通过人站在手术台旁边并用手或身体的另一部分将自己支撑在手术台上。另外，以另一种方式产生的外力可能会在手术台上产生负载。这种负载也可以通过负载传感器组件来测量。

具有多个负载传感器的负载传感器组件布置在手术台的至少两个部分之间。所述至少两个部分基本上不可相对于彼此移动。如果手术台(特别是患者支撑表面)在操作期间移动或调整，例如当倾斜和/或延伸患者支撑表面时，则所述至少两个部分基本上不相对于彼此移动，即，它们相对于彼此基本上保持相同的位置。这既适用于所述至少两个部分彼此之间的距离，也适用于所述至少两个部分彼此形成的一个或多个角度。

然而，所述至少两个部分可以相对于彼此非常轻微地移动到负载传感器因重量和压力而物理变形的程度。因此，“基本上相同的位置”包括由于负载传感器的暂时变形而导致的至少两个部分的相对移动最高达3毫米。在另一种表述中，可以说多个负载传感器或至少两个部分仅可相对于彼此移动最多3毫米，和/或它们仅可移动到负载传感器物理变形的程度。

手术台的所述至少两个部分可以直接靠近或邻近负载传感器组件设置。负载传感器组件可以与这两个部分接触。例如，负载传感器组件可以接触这两个部分中的每一者。至少在手术台的操作期间，这两个部分能够牢固地连接至负载传感器组件。

负载传感器组件可以布置在手术台中的不同位置处。例如，负载传感器组件可以集成到手术台的柱中。在这种情况下，负载传感器组件的第一侧可以连接至柱的至少一个第一部分，并且负载传感器组件的第二侧(其特别是可以与第一侧相对)可以连接至柱的第二部分。柱的第一部分和第二部分被设计为使得它们不可相对于彼此移动。此外，柱的第一部分可以布置在柱的第二部分上方。

此外，负载传感器组件可以布置在柱与患者支撑表面或支架(或底座)形成的界面处或邻近其。因此，负载传感器组件可以布置在例如患者支撑表面和柱之间。在这种情况下，负载传感器组件的第一侧可以连接至患者支撑表面的一个部分，并且负载传感器组件的第二侧可以连接至柱的一个部分，其中这两个部分不可相对于彼此移动。

可替代地，负载传感器组件可以布置在例如柱和支架之间。在这种情况下，负载传感器组件的第一侧可以连接至患者支撑表面的一个部分，并且负载传感器组件的第二侧可以连接至支架的一个部分，其中这两个部分不可相对于彼此移动。

将负载传感器集成在手术台的两个或更多个非移动结构部分之间具有优于其他解决方案的若干优点，特别是负载传感器集成在接头中的解决方案。例如，可以设想的是，在这样的解决方案中，负载传感器被集成到多个万向节中，使得负载传感器各自位于相对于彼此可移动的多个(例如三个)部分之间。这种解决方案并不理想，因为动态效应会导致大的精度问题。另外，随着时间的推移，移动部分往往会磨损，使得系统可靠性降低并且需要不断的维护和校准。通过将负载传感器放置在至少两个结构上不移动的部分之间，可以减少甚至消除这样的问题。

负载传感器组件可以集成到手术台中，使得整个负载流过或者被传递通过负载传感器组件。具体地，在负载传感器组件上方引起的所述负载可以流过负载传感器组件或者被传送通过负载传感器组件。

在一个实施方案中，负载传感器组件的负载传感器可以平行布置并且相对于彼此成镜像。例如，负载传感器组件可以具有总共四个力传感器或测力传感器。该实施方案具有提高精度和可靠性的优点。

负载传感器组件的若干或所有负载传感器可以相对于第一假想轴线镜像对称地布置并且相对于第二假想轴线镜像对称地布置。第一轴线和第二轴线可以彼此正交地对准。第一轴线可以例如平行于患者支撑表面的主轴线延伸，而第二轴线垂直于该主轴线但平行于患者支撑表面延伸。在这种情况下，负载传感器组件可以布置在患者支撑表面和手术台柱之间。

在一些设计中，负载传感器以网格图案或在每个“侧”上具有多个负载传感器的网格进行布置。在一些实施方案中，所有负载传感器布置在公共平面中。例如，负载传感器可以以2x 2网格进行布置。例如，负载传感器可以以在每个维度上具有2至4个负载传感器的网格布置进行布置。

镜像对称布置的负载传感器可以沿相同方向对准。具体地，镜像对称布置的负载传感器可以彼此平行对准。负载传感器可以各自具有彼此平行对准的主轴线。

负载传感器组件的负载传感器可以在结构上相同。

在一些实施方案中，负载传感器具有细长形状。例如，负载传感器可以是矩形主体。

在一个实施方案中，手术台可以具有负载确定单元。负载确定单元可联接至负载传感器组件并且可从负载传感器组件接收至少一个测量的变量。基于所述至少一个测量的变量，负载传感器组件可以确定以下负载中的至少一者和/或以下重心中的一者：

-测量负载和/或测量负载的重心；

-主动负载(active load)和/或主动负载的重心；以及

-总负载和/或总负载的重心。

例如，负载传感器组件可被设计为使得其确定所有三个上述负载和/或其重心，或者三个上述负载中的选定两个和/或其重心，或者上述负载中的仅一个和/或其重心。

测量负载是作用在负载传感器组件上的负载。测量负载对应于负载传感器上方手术台上的所有人、物体和力产生的负载。测量负载对应于由负载传感器组件测量的负载值。

主动负载对应于由与手术台无关联的部件以及人和外力引起的并作用在手术台上的负载。与手术台相关联的部件是由手术台识别的部件，例如主支撑表面部段以及紧固到主支撑表面部段的辅助支撑表面部段，和/或由手术台识别的其他附件。主动负载中不考虑与手术台相关联的部件的影响。仅手术台的其余部件(即与手术台无关联的部件)对主动负载有贡献。例如，这些部件可能是手术台未识别的附件。此外，手术台上的患者也对主动负载有贡献。例如，由手术台外部的人和/或物体施加在手术台上的所有外部作用在手术台上的力也对主动负载有贡献。

总负载是由测量负载和由与手术台相关联且位于负载传感器组件下方的部件引起的负载产生的负载。因此，总负载考虑来自位于负载传感器组件下方且不能由负载传感器组件测量且因此对测量负载没有贡献的部件的负载。因此，总负载是由整个手术台、患者、与手术台相关联的部件、与手术台无关联的部件以及其他外力产生的负载。

在一个实施方案中，手术台还可以具有安全单元，该安全单元联接至负载确定单元并从负载确定单元接收由负载确定单元确定的至少一个负载值和/或由负载确定单元确定的至少一个重心。基于所述至少一个负载和/或所述至少一个重心，安全单元可以生成指示手术台是否处于安全临界状态的安全信号。例如，当手术台上的患者的安全受到威胁时，便存在安全临界状态。例如，当存在手术台将翻倒或过载的风险时，可能出现这种情况。

安全单元可以使用其他参数来生成安全信号，例如，手术台的位置数据(其具体指示患者支撑表面所处的位置)、关于识别的附件的信息以及所识别的附件的重量和重心。

安全单元使得能够在发生安全临界情况时向手术台的用户发出警告，以确保患者的安全。此外，可以采取措施来避免或防止安全临界状态。

在一个实施方案中，如果安全单元生成安全信号使得其指示手术台的安全临界状态，则可以采取一个或多个措施。例如，手术台可以生成听觉和/或视觉警告信号。此外，可以以文本形式生成警告信号，该警告信号可以例如在手术台的遥控器上显示给用户。另外，手术台的移动可以被限制。例如，患者支撑表面的延伸和/或倾斜和/或手术台的移动可以减慢或停止。另外，可以阻止手术台的至少一个功能。

当安全信号再次指示手术台处于安全状态时，可以减少或取消所采取的措施。

在一个实施方案中，安全单元可以具有防翻倒单元，该防翻倒单元基于总负载和/或总负载的重心生成翻倒安全信号，所述翻倒安全信号指示是否存在手术台翻倒的风险。因此，翻倒安全信号是来自安全单元的安全信号。

例如，如果存在翻倒风险，则可以向用户生成听觉和/或视觉警告和/或可以采取措施以防止手术台翻倒。例如，可以阻止手术台的移动或者可以降低手术台的速度。

在一个实施方案中，防翻倒单元可以基于总负载和/或总负载的重心来为至少一个翻倒点确定残余翻倒扭矩。此外，防翻倒单元将所确定的残余翻倒扭矩与预定的残余翻倒扭矩阈值进行比较，并生成翻倒安全信号，使得如果残余翻倒扭矩低于残余翻倒扭矩阈值，则其指示翻倒风险。

翻倒点是手术台可以围绕其翻倒的点或轴线(如果适用)。例如，翻倒点可以位于支架面向地板的下侧边缘上。此外，翻倒点的特征可在于滚子，利用该滚子，手术台可以在地板上移位。

在一些实施方案中，翻倒点可以被限定为沿着面向(并且在一些情况下接触)下面的地板的手术台底座或支架的周边的所有点。例如，沿着矩形手术台底座周边的所有点都可能是翻倒点。在其他配置中，例如，当支脚具有不太规则的形状时，翻倒点可以被限定为沿着由支架的远角限定的概念性或假想的多边形的边缘的所有点。例如，在H形底座的情况下，翻倒点将是H的四个角以及由H的四个角形成的概念性矩形的边缘。对于圆形底座，圆周上的任何点都将是翻倒点。

一般而言，可以说，当总负载的重心高于由翻倒点界定的区域时，手术台保持稳定。然而，如果总负载的重心不在该区域的正上方，手术台将会翻倒。

翻倒点处的残余翻倒扭矩可以通过将翻倒点距总负载的重心的距离乘以总负载来确定，其中总负载表示为力。残余翻倒扭矩在英语技术文献中被称为“residual tippingtorque”。如果残余翻倒扭矩的确定值为正，则这意味着手术台相对于该翻倒点是稳定的。如果残余翻倒扭矩为负，手术台将会翻倒。残余翻倒扭矩值越大，手术台越稳定。在该实施方案中，规定了残余翻倒扭矩阈值，例如其值为225Nm。这意味着残余翻倒扭矩应不小于225Nm。如果未达到残余翻倒扭矩阈值，则手术台可以以听觉或视觉方式警告用户。其他可能性是阻止手术台的移动或降低手术台的速度。

在一个实施方案中，防翻倒单元可以为多个翻倒点、特别是为所有可能的翻倒点确定相应的残余翻倒扭矩。防翻倒单元可以将这些多个残余翻倒扭矩中的每一者与残余翻倒扭矩阈值进行比较。如果仅翻倒扭矩中的一者低于残余翻倒扭矩阈值，则防翻倒单元可以生成翻倒安全信号，使得其指示翻倒风险。这形成了关于手术台翻倒方面的高度安全性。

在一个实施方案中，可以规定至少一条虚拟或假想线，其延伸穿过至少一个翻倒点并且与规定的法向矢量围成规定的角度，即所谓的稳定角，其中防翻倒单元生成翻倒安全信号，使得如果总负载的重心延伸穿过所述至少一条虚拟线则其指示翻倒风险。具体地，当总负载的重心沿残余翻倒扭矩减小的方向延伸穿过所述至少一条虚拟线时，翻倒安全信号可以指示翻倒风险。该实施方案还包括虚拟线平行换位且因此不延伸穿过翻倒点的情况。在这种情况下，总负载的重心也必须相应地换位，以便能够指示翻倒风险。

当手术台位于平坦、非倾斜的地板上时，法向矢量可以例如由手术台的重量矢量来限定。然后法向矢量垂直于地板表面对准。法向矢量还可以例如由支架底板或处于正常位置的患者支撑表面来限定。然后，法向矢量垂直于支架的底板或垂直于正常位置的患者支撑表面对准。

在一个实施方案中，可以为多个翻倒点、特别是为所有可能的翻倒点规定至少一条虚拟或假想线，其延伸穿过相应的翻倒点并且与规定的法向矢量围成规定的角度，即所谓的稳定角。多条虚拟线限定空间。只要总负载的重心在此空间内，手术台就不会有翻倒的风险。只有当总负载的重心离开由虚拟线限定或界定的空间时，手术台才可能翻倒。因此，防翻倒单元生成翻倒安全信号，使得如果总负载的重心离开由虚拟线限定的空间，则其指示翻倒风险。

在一个实施方案中，穿过翻倒点的虚拟或假想线与规定的法向矢量围成的预限定稳定角可以取决于翻倒点的性质。例如，如果由滚子给定翻倒点，则稳定角可以较大。相比之下，如果翻倒点不包括滚子而是位于例如支架的下侧边缘上，则稳定角可以较小。

在一个实施方案中，如果由滚子给定翻倒点，则可选择10度的稳定角。对于所有其他翻倒点，尤其是刚性底座或下部结构，可以选择5度的稳定角。

在一些实施方案中，稳定角为至少2度或至少5度，或者在5度至15度的范围内，或者在3度至20度的范围内。在具有可伸缩轮子或滚子的一些实施方案中，当手术台位于地板上时稳定角为至少2度，并且当手术台位于轮子或滚子上时稳定角为至少8度。某些安全法规要求医疗台当直接立在地板上时在5度的倾斜度下保持稳定，并且当立在轮子上时在10度的倾斜度下保持稳定。该技术对于满足此类安全法规是有用的，但不限于此目的。

上述两个实施方案(其中将残余翻倒扭矩与残余翻倒扭矩阈值进行比较或者检查总负载的重心是否延伸穿过所述至少一条虚拟线)可以彼此独立地使用以生成翻倒安全信号。此外，这两种方法还可以彼此组合。

在一个实施方案中，安全单元可以具有过载保护单元，所述过载保护单元基于限定负载和/或限定负载的重心生成过载保护信号。所限定负载是来自测量负载、主动负载和总负载的组中的负载。过载保护信号指示是否存在手术台和/或手术台的至少一个部件过载的风险。

过载保护信号是来自安全单元的安全信号。

过载保护单元防止由于作用在手术台上的过大负载而造成的损坏，例如手术台部件的弯曲甚至断裂。这也可以防止患者遭遇危险。

确定过载风险的手术台的至少一个部件可以是例如患者台的辅助支撑表面部段或手术台的另一附件或者是手术台的另一部件，例如滚子或手术台柱。

例如，如果存在过载风险，则可以向用户生成听觉和/或视觉警告和/或可以采取措施以防止手术台过载。例如，可以阻止手术台的移动或者可以降低手术台的速度。

在一种配置中，过载保护单元可以将限定负载与至少一个规定的过载阈值进行比较。如果限定负载超过所述至少一个过载阈值，则过载保护单元生成过载保护信号使得其指示过载风险。所述至少一个过载阈值可以特定于手术台和/或至少一个部件。因此，可以对于手术台的每个部件使用单独的过载阈值。这使得可以确定不同稳定性部件的过载风险。

在一个实施方案中，手术台可以具有患者支撑表面。患者支撑表面用于支撑患者，例如在外科手术期间。患者支撑表面可以是模块化设计并且具有主支撑表面部段，所述主支撑表面部段可以通过联接在各个辅助支撑表面部段上来扩展。为此目的，主支撑表面部段和辅助支撑表面部段可以具有机械连接元件，利用所述机械连接元件可以可拆卸地连接主支撑表面部段和辅助支撑表面部段。例如，辅助支撑表面部段可以是腿部部段或头部部段。此外，辅助支撑表面部段还可以是插入例如主支撑表面部段和头部部段之间的延伸部段或中间部段。

在一个实施方案中，手术台可以具有患者支撑表面，所述患者支撑表面具有主支撑表面部段和至少一个辅助支撑表面部段。所述至少一个辅助支撑表面部段可以可拆卸地连接至主支撑表面部段。在本实施方案中，至少一个辅助支撑表面部段是至少一个部件。该实施方案使得可以确定一个或多个辅助支撑表面部段的过载风险。此外，可以为若干辅助支撑表面部段规定单独的过载风险，并且可以在即将发生过载的情况下采取适当的措施。

辅助支撑表面部段可以具有单独的负载极限。多个互连的辅助支撑表面部段的配置可以具有与单独的辅助支撑表面部段的负载极限不同的负载极限。具体地，互连的辅助支撑表面部段配置的负载极限可以小于单独的辅助支撑表面部段的负载极限。在一个实施方案中，考虑到这一事实。为此目的，可以为辅助支撑表面部段彼此连接并连接至主支撑表面部段的配置规定过载阈值。过载保护单元可以将限定负载与为辅助支撑表面部段的配置规定的过载阈值进行比较，并生成过载保护信号，使得如果限定负载超过过载阈值，则其指示过载风险。

除了单独的支撑表面部段和辅助支撑表面部段的配置的可能的过载风险之外，还可以确定患者床的特定部段或区域的过载风险。这些区域可以例如沿着辅助支撑表面部段的外边界延伸。在这种情况下，一个区域包括一定数量的辅助支撑表面部段。然而，还可以设想的是，区域边界不沿着辅助支撑表面部段的外边界延伸。在这种情况下，辅助支撑表面部段的一部分可以属于一个区域，而辅助支撑表面部段的其余部分属于相邻区域。在一个实施方案中，患者支撑表面的至少一部分因此可以被虚拟地或概念性地划分为多个区域，并且可以为每个区域规定过载阈值。过载保护单元检查限定负载的重心所在的区域，并将限定负载与为该区域规定的过载阈值进行比较。如果限定负载超过为该区域规定的所述至少一个过载阈值，则过载保护单元可以生成过载保护信号，使得其指示过载风险。

此外，可以规定沿着患者支撑表面的至少一部分延伸的曲线图或曲线。通过曲线图或曲线在患者支撑表面的至少一部分的每个点处规定相应的过载阈值。例如，曲线图或曲线可以是直线。具体地，直线可以朝着患者支撑表面的远端下降，使得过载阈值朝着患者支撑表面的端部变得更小。过载保护单元可以检查限定负载的重心位于患者支撑表面上的哪个点。表述“限定负载的重心位于哪个点”并不一定意味着限定负载的重心位于患者支撑表面内。重心也可以位于患者支撑表面之外。在这种情况下，可以例如通过重心在患者支撑表面上的竖直投影来确定患者支撑表面上的对应点。过载保护单元将限定负载与为所确定的点规定的过载阈值进行比较，并生成过载保护信号，使得如果限定负载超过为该点规定的过载阈值，则其指示过载风险。

在一个实施方案中，手术台可以具有至少一个驱动器。过载保护单元可以使用测量负载和/或测量负载的重心来确定作用在至少一个驱动器上的负载，并将所确定的负载与至少一个规定的过载阈值进行比较。如果确定的负载超过所述至少一个过载阈值，则过载保护单元可以生成过载保护信号，使得其指示过载风险。这可以防止驱动器过载。

驱动器具体可以是电动驱动器，其例如用于调整患者支撑表面或患者支撑表面的单独的部件，特别是用于使患者支撑表面延伸或倾斜。手术台也可以包括多个驱动器。可以为驱动器中的每一者规定单独的过载阈值，所述单独的过载阈值特定于相应的驱动器。这允许为驱动器规定单独的过载风险。

根据本公开的第二方面，提供了一种用于操作手术台的方法。手术台的负载传感器组件包括多个负载传感器并且测量至少一个变量，根据所述至少一个变量可以确定作用在负载传感器组件上的负载。负载传感器组件布置在手术台的至少两个部分之间。所述至少两个部分基本上不可相对于彼此移动。

根据第二方面的方法可以具有本公开中结合根据第一方面的手术台描述的所有实施方案。

根据本公开的第三方面，手术台包括具有多个负载传感器的负载传感器组件、负载确定单元和防翻倒单元。

具有多个负载传感器的负载传感器组件用于测量至少一个变量，根据所述至少一个变量可以确定作用在负载传感器组件上的负载。负载确定单元联接至负载传感器单元并且使用所测量的至少一个变量来确定总负载和/或总负载的重心。总负载由作用在负载传感器组件上的负载和由与手术台相关联且位于负载传感器组件下方的部件引起的负载产生。基于总负载和/或总负载的重心，防翻倒单元生成翻倒安全信号，所述翻倒安全信号指示手术台是否存在翻倒风险。

根据第三方面的手术台及其部件可以具有本公开中结合根据第一方面的手术台及其部件描述的所有实施方案。

如果防翻倒单元生成防翻倒信号使得其指示手术台翻倒的风险，则在一个实施方案中，手术台可以生成听觉和/或视觉警告信号和/或文本形式的警告信号和/或可以减慢或停止手术台的移动和/或可以阻止手术台的至少一个功能。

在一个实施方案中，防翻倒单元可以基于总负载和/或总负载的重心来为至少一个翻倒点确定残余翻倒扭矩，并且可以将残余翻倒扭矩与规定的残余翻倒扭矩阈值进行比较。如果残余翻倒扭矩低于残余翻倒扭矩阈值，则生成翻倒安全信号，使得其指示翻倒风险。

在一个实施方案中，防翻倒单元可通过防翻倒单元将至少一个翻倒点距总负载的重心的距离乘以总负载来确定在至少一个翻倒点处的残余翻倒扭矩。

在一个实施方案中，防翻倒单元可以为多个翻倒点、特别是为所有可能的翻倒点确定相应的残余翻倒扭矩，并且可以将残余翻倒扭矩中的每一者与规定的残余翻倒扭矩阈值进行比较。如果残余翻倒扭矩中的至少一者低于残余翻倒扭矩阈值，则防翻倒单元可以生成翻倒安全信号，使得其指示翻倒风险。

在一个实施方案中，可以规定至少一条虚拟线，所述至少一条虚拟线延伸穿过至少一个翻倒点并且与规定的法向矢量围成规定的角度，即所谓的稳定角。防翻倒单元可以生成翻倒安全信号，使得如果总负载的重心延伸穿过所述至少一条虚拟线，则其指示翻倒风险。

在一个实施方案中，可以规定多条虚拟线，其各自延伸穿过翻倒点并且各自与规定的法向矢量围成规定的角度，即所谓的稳定角。多条虚拟线可以限定空间。防翻倒单元生成翻倒安全信号，使得如果总负载的重心离开由所述多条虚拟线限定的空间，则其指示翻倒风险。

在一个实施方案中，穿过翻倒点的虚拟线与规定的法向矢量围成的预限定稳定角可以取决于翻倒点的性质。

在一个实施方案中，如果由滚子给定翻倒点，则稳定角可以较大。如果翻倒点没有滚子，则稳定角可以较小。

根据本公开的第四方面，提供了一种用于操作手术台的方法。手术台的具有多个负载传感器的负载传感器组件测量至少一个变量，根据所述至少一个变量可以确定作用在负载传感器组件上的负载。基于所测量的至少一个变量，确定总负载(该总负载由作用在负载传感器组件上的负载以及由与手术台相关联且位于负载传感器组件下方的部件引起的负载产生)和/或总负载的重心。此外，基于总负载和/或总负载的重心，生成翻倒安全信号，所述翻倒安全信号指示手术台是否存在翻倒风险。

根据第四方面的方法可以具有本公开中结合根据第一方面的手术台和根据第三方面的手术台描述的所有实施方案。

根据本公开的第五方面，手术台包括具有多个负载传感器的负载传感器组件、负载确定单元和过载保护单元。

具有多个负载传感器的负载传感器组件用于测量至少一个变量，根据所述至少一个变量可以确定作用在负载传感器组件上的负载。负载确定单元联接至负载传感器单元并使用所测量的至少一个变量来确定至少一个限定负载(所述至少一个限定负载是上面限定的测量负载、主动负载或总负载)和/或限定负载的重心。基于限定负载和/或限定负载的重心，过载保护单元生成过载保护信号，所述过载保护信号指示手术台和/或手术台的至少一个部件是否存在过载风险。

根据第五方面的手术台及其部件可以具有本公开中结合根据第一方面的手术台及其部件描述的所有实施方案。

如果过载保护单元生成过载保护信号，使得其指示手术台和/或手术台的至少一个部件的过载风险，则在一个实施方案中，可以生成听觉和/或视觉警告信号和/或文本形式的警告信号和/或减慢或停止手术台的移动和/或阻止手术台的至少一个功能。

在一个实施方案中，过载保护单元可以将限定负载与至少一个预定过载阈值进行比较，并生成过载保护信号，使得如果限定负载超过所述至少一个过载阈值，则其指示过载风险。所述至少一个过载阈值可以特定于手术台和/或至少一个部件。

在一个实施方案中，手术台可以具有患者支撑表面，所述患者支撑表面具有主支撑表面部段和可拆卸地连接至主支撑表面部段的至少一个辅助支撑表面部段，其中所述至少一个部件是至少一个辅助支撑表面部段。

在一个实施方案中，患者支撑表面可以具有多个辅助支撑表面部段，其中为辅助支撑表面部段彼此连接并且连接至主支撑表面部段的配置规定过载阈值。过载保护单元可以将限定负载与为辅助支撑表面部段的配置规定的过载阈值进行比较，并生成过载保护信号，使得如果限定负载超过过载阈值，则其指示过载风险。

在一个实施方案中，患者支撑表面的至少一部分可以被虚拟地划分为多个区域，并且可以为每个区域规定过载阈值。过载保护单元可以检查限定负载的重心所在的区域，并将限定负载与为该区域规定的过载阈值进行比较。过载保护单元可以生成过载保护信号，使得如果限定负载超过为该区域规定的所述至少一个过载阈值，则其指示过载风险。

在一个实施方案中，可以为患者支撑表面的至少一部分的每个点规定相应的过载阈值。过载保护单元可以检查限定负载的重心位于患者支撑表面上的哪个点，并将限定负载与为该点规定的过载阈值进行比较。过载保护单元可以生成过载保护信号，使得如果限定负载超过为该区域规定的所述至少一个过载阈值，则其指示过载风险。

在一个实施方案中，手术台可以具有至少一个驱动器。过载保护单元可以使用测量负载和/或测量负载的重心来确定作用在至少一个驱动器上的负载，并将所确定的负载与至少一个规定的过载阈值进行比较。可以生成过载保护信号，使得如果确定的负载超过所述至少一个过载阈值，则其指示过载风险。

根据本公开的第六方面，提供了一种用于操作手术台的方法。手术台的具有多个负载传感器的负载传感器组件测量至少一个变量，根据所述至少一个变量可以确定作用在负载传感器组件上的负载。所测量的至少一个变量用于确定至少一个限定负载(所述至少一个限定负载可以是上面限定的测量负载、主动负载或总负载)和/或限定负载的重心。基于限定负载和/或限定负载的重心，生成过载保护信号，所述过载保护信号指示手术台和/或手术台的至少一个部件是否存在过载风险。

根据第六方面的方法可以具有本公开中结合根据第一方面的手术台和根据第五方面的手术台描述的所有实施方案。

本公开还包括用于控制手术台的电路和/或电子指令。

附图说明

下面参考附图更详细地解释本公开的示例性实施方案。在附图中：

图1示出了手术台的示意侧视图，其中患者位于手术台的患者支撑表面上；

图2示出了根据本公开的手术台的系统架构的示意表示，所述手术台具有负载传感器组件、负载确定单元和安全单元；

图3示出了根据本公开的手术台的用于示出测量负载、主动负载和总负载的示意表示；

图4A至图4C示出了根据本公开的手术台的不同实施方案的示意表示，所述手术台具有布置在相对于彼此不可移动的两个部分之间的负载传感器组件；

图5A至图5D示出了根据本公开的手术台的不同实施方案的示意表示，所述手术台具有平行且镜面对称布置的力传感器；

图6A和图6B示出了用于示出作用在力传感器上的力的示意表示；

图7A和图7B示出了用于示出由于力传感器的对称布置而导致的横向力的减小的示意表示；

图8示出了用于示出在倾斜的患者支撑表面的情况下重力矢量的确定的示意表示；

图9示出了根据本公开的手术台的示意表示，所述手术台具有负载传感器组件、负载确定单元和防翻倒单元；

图10A和图10B示出了根据本公开的具有翻倒点的手术台处于锁定和解锁位置的示意表示；

图11A和图11B示出了根据本公开的手术台的示意表示，所述手术台的总负载的重心位于翻倒点的覆盖区之内或之外；

图12示出了根据本公开的具有虚拟5度或10度线的手术台的示意表示；

图13示出了根据本公开的手术台的示意表示，所述手术台具有负载传感器组件、负载确定单元和过载保护单元；

图14示出了根据本公开的具有由延伸部段组成的配置的手术台的示意表示；

图15A和图15B示出了根据本公开的手术台的示意表示，所述手术台在部段或点中具有不同的负载极限；并且

图16示出了根据本公开的处于极端垂头仰卧位置的手术台的示意表示。

具体实施方式

在以下描述中，参考附图描述本公开的示例性实施方案。附图不一定按比例绘制，而是仅意图示意性地示出相应特征。

应注意，下面描述的特征和部件可各自彼此组合，而不管是否已经结合单个实施方案对它们进行了描述。相应实施方案中的特征的组合仅用于说明所要求保护的装置的基本结构和操作模式。

在附图中，只要合适，相同或相似的元件就设有相同的附图标记。

图1示意性地示出了移动手术台10，其可用于在外科手术期间支撑患者12并运送患者。从下到上，移动手术台10包括用于将手术台10放置在下面的表面上的支架14、包括支架14的竖直布置的手术台柱16以及附接至手术台柱16的上端的患者支撑表面18。患者支撑表面18可以永久地连接至手术台柱16，或者可替代地，可以可拆卸地紧固在手术台柱16上。

患者支撑表面18具有模块化设计并且用于支撑患者12。患者支撑表面18包括连接至手术台柱16的主支撑表面部段20，所述主支撑表面部段可根据需要通过联接在各个辅助支撑表面部段上而扩展。在图1中，腿部部段22、肩部部段24和头部部段26作为辅助支撑表面部段联接至主支撑表面部段10。

取决于要执行的外科手术的类型，手术台10的患者支撑表面18可以达到合适的高度并且可以翻倒也可以倾斜。

手术台柱16可以进行高度调整并且具有用于调整手术台10的患者支撑表面18的高度的内部机构。该机构布置在外壳28中，所述外壳保护部件免受污染。

支架14具有不同长度的两个部段30、32。部段30是与腿部部段22的脚端部相关联的短部段，即，患者支撑表面18的待治疗患者12的脚搁置在其上的端部。部段32是与患者支撑表面18的头部部段26相关联的长部段。

此外，支架14可以具有轮子或滚子，利用轮子或滚子可以使手术台10在地板上移动。可替代地，支架14可以牢固地锚固到地板。

为了更好地说明，图1中绘制了笛卡尔坐标系X-Y-Z。X轴和Y轴是水平轴线，Z轴是竖直轴线。X轴沿着彼此相邻布置的辅助支撑表面部段22、24、26延伸。

图2示意性地示出了根据本公开的手术台100的系统架构。手术台100具有负载传感器组件102、负载确定单元104、安全单元106、监测和校准单元108、数据存储器110以及手术台100的其他部件112。此外，安全单元106包含防翻倒单元114和过载保护单元116。

负载传感器组件102包含多个负载传感器并被设计为用于测量至少一个变量，根据所述至少一个变量可以确定作用在负载传感器组件102上的负载。在本情况下，负载传感器是力传感器，所述力传感器中的每一者测量作用在相应传感器上的力。由单独的力传感器测量的力值由负载传感器组件102输出作为数字形式的信号120。此外，负载传感器组件102包含力传感器的操作所必需的电子部件。

负载确定单元104接收具有测量的力值的信号120并且使用其来确定期望的负载和/或负载重心。具体地，负载确定单元104可以确定测量负载、主动负载和/或总负载以及相关联的负载重心。

为了能够充分地处理和分析所传递的力值，负载确定单元104需要关于手术台100和附件的几何形状以及质量或重量的一些数据。这些数据存储在数据存储器110中并且通过信号122可供负载确定单元104使用。具体地，可以从这些数据中获取关于手术台100的单独的部件和附件的质量和重心的信息。数据存储器110可经由手术台100的连接模块进行扩展。

负载确定单元104生成信号124作为输出信号，所述输出信号包含关于所确定的负载和负载重心的信息。该信息被传送到安全单元106，在安全单元处分析所有可用数据，包括手术台100和由手术台100识别的附件的负载、重心和位置数据。

安全单元106判断手术台100是否安全或者其是否处于危险情况。安全单元106生成指示手术台100是否处于安全临界状态的安全信号126。

取决于检测到的情况的严重程度，算法相应地做出反应。例如，手术台100可以仅发出警告或停止移动。警告可以由手术台100经由听觉或视觉信号或者经由遥控器以文本形式给出。这些措施可以从减慢移动速度到停止移动到阻止一些功能而变化，并且持续直到达到手术台100再次安全的状态。

可以假定，安全功能可以由用户在任何时间停用，并且手术台100的移动可以在用户自甘风险的情况下继续。

防翻倒单元114和过载保护单元116是安全单元106的子单元。基于总负载和/或总负载的重心，防翻倒单元114生成翻倒安全信号128，所述翻倒安全信号指示手术台100是否存在翻倒风险。基于主动负载和/或主动负载的重心，过载保护单元116生成过载保护信号130，所述过载保护信号指示手术台100和/或手术台100的至少一个部件是否存在过载风险。可替代地，过载保护单元116可以使用测量负载或总负载和/或这些负载中的一者的重心来生成过载保护信号130。翻倒安全信号128和过载保护信号130两者都是安全单元106的安全信号。

如果支架14没有轮子或滚子而是牢固地连接至地板，则防翻倒单元114可被停用或不在安全单元106中实施。

由于系统要可靠地检测临界情况，因此系统还具有监测和校准单元108。该软件模块检查测量值的合理性，并识别系统是否工作不正常或者系统是否需要校准或配衡。监测和校准单元108生成对应的输出信号132、134，所述输出信号被传送到负载确定单元104或手术台100的部件112。

手术台100的部件112连续地生成位置数据、用于调整单独的部件的数据以及关于由手术台100识别的附件的信息。利用信号136使这些数据可供系统使用。

图3示意性地示出了负载确定单元104可以基于从负载传感器单元102获得的数据来确定的各种负载。在图3中，测量负载、主动负载和总负载分别由附图标记140、142和144标识。

测量负载是作用在负载传感器组件102上的负载。测量负载对应于由负载传感器上方手术台100上的所有人、物体和力产生的负载。测量负载对应于由负载传感器组件102测量的负载值。

主动负载对应于由与手术台100无关联的部件以及人和外力引起的并作用在手术台100上的负载。主动负载中不考虑与手术台100相关联的部件的影响。仅手术台100的其余部件(即与手术台100无关联的部件)对主动负载有贡献。例如，这些部件可以是手术台100未识别的附件。此外，手术台100上的患者也对主动负载有贡献。例如，由手术台100外部的人和/或物体施加在手术台100上的所有外部作用在手术台100上的力也对主动负载有贡献。主动负载基本上是不受已知物体(诸如手术台顶部部分、识别的附件等)影响的测量负载。

总负载是由测量负载和由与手术台100相关联且位于负载传感器组件102下方的部件引起的负载产生的负载。因此，总负载考虑来自位于负载传感器组件102下方且不能由负载传感器组件102测量且因此对测量负载没有贡献的部件的负载。因此，总负载是由整个手术台100、患者、与手术台100相关联的部件、与手术台100无关联的部件以及其他外力产生的负载。

图4A至图4C示意性地示出了根据本公开的不同实施方案中的手术台200。手术台200很大程度上类似于图2中示意性示出的手术台100。手术台200中与手术台100的元件相同或相似的元件被给予相同的附图标记。

手术台200是根据本申请的第一方面的手术台，并且可以使用根据第二方面的方法来操作。

在手术台200中，具有多个负载传感器的负载传感器组件102布置在手术台200的至少两个部分之间。所述至少两个部分基本上不可相对于彼此移动。如果手术台200(特别是患者支撑表面18)在操作期间移动或调整，例如当倾斜和/或延伸患者支撑表面18时，则所述至少两个部分基本上不相对于彼此移动，即，它们相对于彼此基本上保持相同的位置。这既适用于所述至少两个部分彼此之间的距离，也适用于所述至少两个部分彼此围成的一个或多个角度。

负载传感器组件102优选地集成到手术台200中，使得负载传感器上方的全部负载流过或被传送通过负载传感器组件102。

负载传感器组件102可以布置在手术台200中的不同位置处。在图4A所示的实施方案中，负载传感器组件102布置在支架14和手术台柱16之间，而图4B中的负载传感器组件102集成到手术台柱16中。在图4C中，负载传感器组件102定位成邻近患者支撑表面18和手术台柱16之间的界面。

图5A示出了具有布置在患者支撑表面18和手术台柱16之间的负载传感器组件102的手术台200。负载传感器组件102包含四个结构相同的力传感器1a、1b、2a和2b，它们彼此平行且成镜像布置。图5B和图5C示出了用于放置力传感器1a、1b、2a、2b的两种不同变型。图5B和图5C各自示出了沿图5A中指示的线A-A的负载传感器组件102的俯视图。

为了对准力传感器1a、1b、2a、2c，规定彼此垂直的第一轴线210和第二轴线212。第一轴线210平行于患者支撑表面18的主轴线延伸，而第二轴线212垂直于该主轴线但平行于患者支撑表面18延伸。

力传感器1a、1b、2a、2c各自具有平行于图5B中的第一轴线210对准的主轴线。力传感器1a、1b、2a、2b的主轴线平行于图5C中的第二轴线212对准。此外，力传感器1a、1b、2a、2b相对于轴线210、212镜像对称地成对布置。所述对(1a,1b)、(1a,2a)、(1b,2b)和(2a,2b)各自形成镜像对称的力传感器对。在一些实施方案中，力传感器1a、1b、2a、2b以如图所示的2×2网格进行布置。在一些实施方案中，网格布置在每一侧具有至少两个力传感器1a、1b、2a、2b。在一些实施方案中，力传感器1a、1b、2a、2b全部位于与第一轴线210和第二轴线212两者相交的单个公共平面中。

力传感器还可以以与图5B和图5C中不同的方式布置在传感器组件102内。图5D示出了传感器组件102中的力传感器的若干示例性替代布置。

使用图5B或图5C所示的传感器组件102的示例，可以通过将由传感器1a、1b、2a、2b测量的所有力相加来计算测量的负载。适当的重心可以使用下面指示的扭矩平衡方程以及图6A和图6B中所示的力来计算。图6A示出了沿x轴的截面图，且图6B示出了沿y轴的截面图。扭矩平衡方程可以应用于两个方向，因此可以确定重心的x分量和y分量：

F_负载＝F_1a+F_2a+F_1b+F_2b (1)

在方程(1)至(3)中，F负载是由患者产生的重力。力F1a、F1b、F2a和F2b是由传感器1a、1b、2a、2b测量的力。参数a和b是x方向和y方向上传感器之间的距离。Xcg和Ycg分别是由患者引起的负载重心的x坐标和y坐标。

主动负载和总负载及其相应的重心值可以通过将手术台200的相应部件及其存储在数据存储器110中的重心值相加或相减来计算。

图5B和图5C中提出的传感器1a、1b、2a、2b的布置使得系统针对侧向力具有稳健性。因为对称布置，横向力被抵消，如图7A和图7B所示。

当患者支撑表面18处于倾斜位置时，侧向力的抵消还允许所描述的系统可靠地测量力和重心。图8示出了如何能将重力矢量F负载分成两个分量。一个分量横向于力传感器并且由于上述效应而被抵消。第二分量F测量垂直于力传感器延伸并且被可靠地测量。如果患者支撑表面18的倾斜角α已知，则可以计算传感器上的实际负载及其重心。

图9示意性地示出了根据本公开的手术台300，其很大程度上类似于图2中示意性地示出的手术台100。手术台300的与手术台100的元件相同或相似的元件被给予相同的附图标记。

手术台300是根据本申请的第三方面的手术台，并且可以使用根据第四方面的方法来操作。

手术台300包括具有多个负载传感器的负载传感器组件102、负载确定单元104和防翻倒单元114。负载确定单元104使用由力传感器测量的力来确定手术台300的总负载和总负载的重心。基于总负载和/或总负载的重心，防翻倒单元114生成翻倒安全信号128，所述翻倒安全信号指示手术台300是否存在围绕翻到点310翻倒的风险。

图10A和图10B分别从侧面和从前面示出了手术台300。在图10A中，手术台300处于降低或锁定位置，即，支架14位于地板上，使得手术台300不能移动。在该位置，手术台300可以围绕支架14的面向地板的下侧边缘翻倒。

在图10B中，手术台300处于解锁位置，即，手术台300立在滚子312上并且可以在地板上移动。在该位置，可能的翻倒点由滚子312给出。

原则上，只要总负载的重心COG位于翻倒点310的覆盖区内，即，位于由翻倒点310界定的区域的正上方，手术台300就是稳定的。说明性地，这种情况如图11A所示。然而，如果总负载的重心COG不位于翻倒点310的覆盖区的正上方，如图11B所示，则手术台300翻倒。

在一个实施方案中，防翻倒单元114通过将翻倒点310与总负载的重心COG之间的距离x1乘以总负载来确定翻倒点310处的残余翻倒扭矩Mr。在图11A和图11B中，力矢量F被示出为总负载，并且还示出了力矢量F与翻倒点310之间的距离x1。因此，Mr＝F*x1适用于残余翻倒扭矩Mr。残余翻倒扭矩Mr的正值意味着手术台300相对于该翻倒点310是稳定的(参考图11A)。随着距离x1减小，残余翻倒扭矩Mr也减小并且手术台300变得不太稳定。如果残余翻倒扭矩Mr为负，其意味着重心COG和力矢量F不位于由翻倒点310限定的区域的正上方，则手术台300翻倒(参考图11B)。残余翻倒扭矩Mr的值越大，手术台300越稳定。规定残余击穿扭矩阈值，其值例如为225Nm。这意味着残余翻倒扭矩应不小于225Nm。如果未达到残余翻倒扭矩阈值，则手术台300可以以听觉或视觉方式警告用户。其他可能性是阻止手术台300的移动或降低其速度。

此外，防翻倒单元114可以为所有可能翻倒点确定相应的残余翻倒扭矩，并将这些残余翻倒扭矩与残余翻倒扭矩阈值进行比较。如果仅翻倒扭矩中的一者低于残余翻倒扭矩阈值，则防翻倒单元114可以确定翻倒的风险增加并且可以采取适当的措施。

用于确定翻倒风险的另外的实施方案基于规范60601-1的稳定性要求。规范60601-1规定手术台300必须在预期使用的所有情况下在5度的倾斜度下保持稳定，并且仅对于限定的运输位置在10度的倾斜度下必须保持稳定。该要求可以解译为在每个翻倒点处的虚拟5度线320和在具有滚子312的每个翻倒点处的10度线322，如图12所示。该5度角和10度角可以称为稳定角。因此，在一些实施方案中，当手术台直接竖立在地板上时存在第一稳定角，并且当手术台处于滚子或轮子上的运输位置时存在第二更大的稳定角。

稳定角(例如5度或10度)通过规定的法向矢量324来确定。法向矢量324可以例如由支架14的底板或处于正常位置(即，处于非延伸位置)的患者支撑表面18来限定。法向矢量324垂直于支架14的底板或垂直于正常位置的患者支撑表面18对准。代替与法向矢量324成5度或10度的稳定角，还可以为虚拟线320、322选择其他合适的稳定角。

如果总负载的重心COG违反(即，交叉)虚拟5度线320中的一者，则手术台300可以以听觉或视觉方式警告用户。其他可能性是部分或完全阻止手术台300的功能或降低其速度。如果虚拟10度线322中的任一者与重心COG交叉，则手术台300的机动运输功能可被阻止。

在每种情况下，三维空间由虚拟5度线320和虚拟10度线322限定。通常，随着从手术台300的底座进一步向上移动，三维空间的“壁”向内倾斜，使得重心COG在较高重心COG处比在更靠近地面的较低重心COG处受到更强烈的横向限制。三维空间的“壁”向内的倾斜度由稳定角确定。在一个实施方案中，如果总负载的重心COG离开所限定的空间中的一者，则防翻倒单元114可以指示翻倒风险。

图13示意性地示出了根据本公开的手术台400，其很大程度上类似于图2中示意性地示出的手术台100。手术台400的与手术台100的元件相同或相似的元件被给予相同的附图标记。

手术台400是根据本申请的第五方面的手术台，并且可以使用根据第六方面的方法来操作。

手术台400包括具有多个负载传感器的负载传感器组件102、负载确定单元104和过载保护单元116。负载确定单元104使用由力传感器测量的力来确定主动负载和/或主动负载的重心。过载保护单元116使用主动负载和/或主动负载的重心来确定过载保护信号130。过载保护信号130指示是否存在手术台400和/或手术台400的至少一个部件过载的风险。

过载保护单元116可以检测附件或附件的配置是否不适合作用在手术台400上的负载。过载保护单元116还有助于遵守适用于某些重量等级的移动极限。

附件通常根据患者体重进行核准。当执行检测程序来识别附件并且手术台400因此被告知附接了哪些附件时，过载保护单元116可以检查测量的重量是否没有超过附件的重量极限。如果超过手术台400或附件的重量极限，则手术台400可以以听觉或视觉方式警告用户。其他可能性是阻止手术台400的移动或降低其速度。

图13所示的手术台400具有作为附件的头部部段402、腿部部段404和两个延伸部段406，并且它们在所示的配置中连接至主支撑表面部段408。图13中给出了用于每个附件的最大承载能力。头部部段402的最大承载能力为250kg，腿部部段404的最大承载能力为135kg，延伸部段406中每一者的最大承载能力为454kg，并且整个手术台400的最大承载能力为545kg。过载保护单元116可检查部件中的一者是否过载。

如果附件所互连的配置不适合所施加的负载，则附件也可能过载。例如，如图14所示，三个延伸部段406可以连续级联。尽管延伸部段406中的每一者单独地适合于454kg的负载，但是三个延伸部段406的组合410仅适合于155kg。因此，在一些实施方案中，通过考虑连接至手术台的多个延伸部段406来确定手术台配置的允许重量，其中与具有较少延伸部段406的配置相比，添加更多的延伸部段406总体上减少了手术台配置的允许重量。

知道手术台400的主动负载和配置，过载保护单元116可以确定是否超过配置410的允许重量。如果超过允许重量，则手术台400可以以听觉或视觉方式警告用户。其他可能性是阻止手术台400的移动或降低其速度。

还可以设想的是，过载情况是由患者的不正确定位引起的。例如，图15A中示出了患者坐在头部部段402上并且整个患者的重心位于头部部段402上方的情况。尽管附件402适合由380kg的患者使用，但附件402仅旨在用作头枕，即不允许坐在其上。

过载保护单元116可以检查负载及其重心位置。过载保护单元116可以识别患者是否被不当定位以及附件或附件配置或整个手术台400是否过载。

此外，过载保护单元116还可以确定患者支撑表面18的某些部段或区域的过载风险。在图15A中，患者支撑表面18例如被细分成应用155kg、250kg或55kg的最大负载能力的不同区域。过载保护单元116检查主动负载的重心所在的区域，并将主动负载与为该区域规定的过载阈值(即最大承载能力)进行比较。如果主动负载超过为该区域规定的最大承载能力，则过载保护单元116可以生成过载保护信号130，使得其指示过载风险。

图15B示出了图15A中所示的手术台400的改进。在图15B所示的实施方案中，包括头部部段402的患者支撑表面18的前部部分没有被分成不同的区域，每个区域具有恒定的过载阈值；代之，规定了沿着患者支撑表面18的前部部分延伸的直线420。直线420为患者支撑表面18的前部部分的每个点规定了相应的过载阈值。在患者支撑表面18的头端部的方向上，过载阈值变得更小。直线420由F/M阈值限定，其中F是主动负载的重心COG处的力，并且M阈值是常数。

在操作期间，过载保护单元116检查患者支撑表面18上的主动负载的重心所在的点，并将主动负载与为该确定的点规定的过载阈值进行比较。如果主动负载超过为该区域规定的最大承载能力，则过载保护单元116可以生成过载保护信号130，使得其指示过载风险。

另一种过载情况发生在手术台400的驱动器过载并且手术台400无法返回到其原始位置时。例如，当不遵守移动限制时会发生这种情况。作为示例，图16示出了与体重较重的患者相结合的极端纵向位移和垂头仰卧位置。这可能是手术台400不能从其返回到其起始位置的位置，因为用于纵向移位的驱动器和垂头仰卧体位驱动器过载。具体地，垂头仰卧体位驱动器不能施加由力F测量产生的扭矩。另外，用于纵向移位的驱动器不能产生纵向力F纵向。

过载保护单元116可以基于测量负载和/或测量负载的重心来确定每个驱动器的负载。对于每个驱动器，有一个不得超过的负载极限。如果超过该极限，用户将收到警告。其他可能性是阻止过载驱动器的移动或降低手术台400的速度。

Claims (39)

1.一种手术台(100、200)，其包括：

具有多个负载传感器(1a、1b、2a、2b)的负载传感器组件(102)，所述负载传感器组件用于测量至少一个变量，根据所述至少一个变量能够确定作用在所述负载传感器组件(102)上的负载，

其中所述负载传感器组件(102)布置在所述手术台(100、200)的至少两个部分之间，并且

其中所述至少两个部分基本上不能够相对于彼此移动。

2.根据权利要求1所述的手术台(100、200)，其中所述负载传感器组件(102)集成到所述手术台(100、200)中，使得整个负载被传送通过所述负载传感器组件(102)。

3.根据权利要求1或2所述的手术台(100、200)，其中所述至少两个部分仅能够在所述多个负载传感器(1a、1b、2a、2b)的物理变形的范围内相对于彼此移动，其中该相对于彼此移动不超过3毫米。

4.根据前述权利要求中任一项所述的手术台(100、200)，其中所述多个负载传感器(1a、1b、2a、2b)中的数者相对于第一轴线(210)镜像对称地布置并且相对于第二轴线(212)镜像对称地布置，

其中所述第一轴线(210)和所述第二轴线(212)彼此正交地对准，并且

其中镜像对称地布置的负载传感器(1a、1b、2a、2b)沿相同方向对准。

5.根据前述权利要求中任一项所述的手术台(100、200)，其中所述多个负载传感器(1a、1b、2a、2b)中的数者相对于第一轴线(210)镜像对称地布置并且相对于第二轴线(212)镜像对称地布置，

其中所述第一轴线(210)和所述第二轴线(212)彼此正交地对准，

其中所述多个负载传感器(1a、1b、2a、2b)中的至少一些在公共平面中呈网格布置，其中所述网格布置在每一侧具有至少两个负载传感器(1a、1b、2a、2b)，

其中所述公共平面位于所述手术台(100、200)的所述至少两个部分之间；并且

其中所述网格布置中的负载传感器(1a、1b、2a、2b)和所述手术台(100、200)的所述至少两个部分均相对于彼此基本上不可移动地紧固。

6.根据前述权利要求中任一项所述的手术台(100、200)，其中所述多个负载传感器(1a、1b、2a、2b)布置在所述手术台(100、200)的所述至少两个部分之间的单个公共平面中。

7.根据前述权利要求中任一项所述的手术台(100、200)，其还包括负载确定单元(104)，所述负载确定单元联接至所述负载传感器组件(102)并且使用被测量的所述至少一个变量来确定以下负载中的至少一者和/或以下重心中的一者：

测量负载和/或所述测量负载的重心，所述测量负载是作用在所述负载传感器组件(102)上的负载，

主动负载和/或所述主动负载的重心，所述主动负载是由与所述手术台(100、200)无关联的人和部件以及外力引起的、作用在所述手术台(100、200)上的负载，以及

总负载和/或所述总负载的重心，所述总负载由所述测量负载和由与所述手术台(100、200)相关联且位于所述负载传感器组件(102)下方的部件引起的负载产生。

8.根据权利要求7所述的手术台(100、200)，其还包括安全单元(106)，所述安全单元联接至所述负载确定单元(104)并且基于由所述负载确定单元(104)确定的负载中的至少一者和/或由所述负载确定单元(104)确定的重心中的至少一者生成安全信号(126)，所述安全信号指示所述手术台(100、200)是否处于安全临界状态。

9.根据权利要求8所述的手术台(100、200)，其中如果所述安全单元(106)生成所述安全信号(126)，使得所述安全信号指示所述手术台(100、200)的安全临界状态，则生成听觉和/或视觉警告信号和/或文本警告信号和/或减慢或停止所述手术台(100、200)的移动和/或阻止所述手术台(100、200)的至少一个功能。

10.根据权利要求8或9所述的手术台(100、200、300)，其中所述安全单元(106)包括防翻倒单元(114)，所述防翻倒单元基于所述总负载和/或所述总负载的所述重心生成翻倒安全信号(128)，所述翻倒安全信号指示所述手术台(100、200、300)是否存在将翻倒的风险。

11.根据权利要求10所述的手术台(100、200、300)，其中所述防翻倒单元(114)基于所述总负载和/或所述总负载的所述重心为至少一个翻倒点(310)确定残余翻倒扭矩，将所述残余翻倒扭矩与预定残余翻倒扭矩阈值进行比较，并生成所述翻倒安全信号(128)，使得如果所述残余翻倒扭矩低于所述预定残余翻倒扭矩阈值，则所述翻倒安全信号指示翻倒风险。

12.根据权利要求10或11所述的手术台(100、200、300)，其中规定至少一条虚拟线(320、322)，所述至少一条虚拟线延伸穿过至少一个翻倒点(310)并且与规定的法向矢量(324)围成规定的稳定角，其中所述防翻倒单元(114)生成所述翻倒安全信号(128)，使得如果所述总负载的所述重心延伸穿过所述至少一条虚拟线(320、322)，则所述翻倒安全信号指示翻倒风险。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的手术台(100、200、400)，其中所述安全单元(106)包括过载保护单元(116)，所述过载保护单元基于作为所述测量负载、所述主动负载、或所述总负载的限定负载和/或所述限定负载的重心生成过载保护信号(130)，所述过载保护信号指示所述手术台(100、200、400)和/或所述手术台(100、200、400)的至少一个部件是否存在过载风险。

14.根据权利要求13所述的手术台(100、200、400)，其中所述过载保护单元(116)将所述限定负载与至少一个预定过载阈值进行比较，并生成所述过载保护信号(130)，使得如果所述限定负载超过所述至少一个预定过载阈值，则所述过载保护信号指示过载风险，其中所述至少一个预定过载阈值特定于所述手术台(100、200、400)和/或所述至少一个部件。

15.根据权利要求13或14所述的手术台(100、200、400)，其中所述手术台具有患者支撑表面(18)，所述患者支撑表面具有主支撑表面部分(408)和可拆卸地连接至所述主支撑表面部分(408)的至少一个辅助支撑表面部分(402、404、406)，其中所述至少一个部件是所述至少一个辅助支撑表面部分(402、404、406)。

16.根据权利要求15所述的手术台(100、200、400)，其中所述患者支撑表面(18)具有多个辅助支撑表面部分(402、404、406)，

其中为所述多个辅助支撑表面部分(402、404、406)彼此连接并且连接至所述主支撑表面部分(408)的配置(410)规定过载阈值，并且

其中所述过载保护单元(116)将所述限定负载与为所述多个辅助支撑表面部分(402、404、406)的所述配置(410)规定的所述过载阈值进行比较，并生成所述过载保护信号(130)，使得如果所述限定负载超过所述过载阈值，则所述过载保护信号指示过载风险。

17.根据权利要求15或16所述的手术台(100、200、400)，其中所述患者支撑表面(18)的至少一部分被虚拟地划分为多个区，并且为每个区规定过载阈值，并且

其中所述过载保护单元(116)检查所述限定负载的所述重心所在的区，并将所述限定负载与为该区规定的过载阈值进行比较，并生成所述过载保护信号(130)，使得如果所述限定负载超过为该区规定的过载阈值，则所述过载保护信号指示过载风险。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的手术台(100、200、400)，其中为所述患者支撑表面(18)的至少一部分的每个点规定相应的过载阈值，并且

其中所述过载保护单元(116)检查所述患者支撑表面(18)的所述限定负载的所述重心所在的点，并将所述限定负载与为该点规定的过载阈值进行比较，并生成所述过载保护信号(130)，使得如果所述限定负载超过为该点规定的过载阈值，则所述过载保护信号指示过载风险。

19.根据权利要求13至18中任一项所述的手术台(100、200、400)，其中所述手术台(100、200、400)具有至少一个驱动器，并且

其中所述过载保护单元(116)基于所述测量负载和/或所述测量负载的所述重心来确定作用在所述至少一个驱动器上的负载，并将所确定的负载与至少一个规定的过载阈值进行比较，并生成所述过载保护信号(130)，使得如果所确定的负载超过所述至少一个规定的过载阈值，则所述过载保护信号指示过载风险。

20.一种用于操作手术台(100、200)的方法，其中所述手术台(100、200)的具有多个负载传感器(1a、1b、2a、2b)的负载传感器组件(102)测量至少一个变量，根据所述至少一个变量能够确定作用在所述负载传感器组件(102)上的负载，

其中所述负载传感器组件(102)布置在所述手术台(100、200)的至少两个部分之间，并且

其中所述至少两个部分基本上不能够相对于彼此移动。

21.一种手术台(100、300)，其包括：

具有多个负载传感器(1a、1b、2a、2b)的负载传感器组件(102)，所述负载传感器组件用于测量至少一个变量，根据所述至少一个变量能够确定作用在所述负载传感器组件(102)上的负载，

负载确定单元(104)，所述负载确定单元联接至所述负载传感器单元(102)并使用被测量的所述至少一个变量来确定总负载和/或所述总负载的重心，所述总负载由作用在所述负载传感器组件(102)上的负载和由与所述手术台(100、300)相关联且位于所述负载传感器组件(102)下方的部件引起的负载产生，以及

防翻倒单元(114)，所述防翻倒单元基于所述总负载和/或所述总负载的所述重心生成翻倒安全信号(128)，所述翻倒安全信号指示所述手术台(100、300)是否存在翻倒风险。

22.根据权利要求21所述的手术台(100、300)，其中如果所述防翻倒单元(114)生成所述翻倒安全信号(128)，使得所述翻倒安全信号指示所述手术台(100、300)的翻倒风险，则生成听觉和/或视觉警告信号和/或文本警告信号和/或减慢或停止所述手术台(100、300)的移动和/或阻止所述手术台(100、300)的至少一个功能。

23.根据权利要求21或22所述的手术台(100、300)，其中所述防翻倒单元(114)基于所述总负载和/或所述总负载的所述重心来为至少一个翻倒点(310)确定残余翻倒扭矩，将所述残余翻倒扭矩与预定残余翻倒扭矩阈值进行比较，并生成所述翻倒安全信号(128)，使得如果所述残余翻倒扭矩低于所述预定残余翻倒扭矩阈值，则所述翻倒安全信号指示翻倒风险。

24.根据权利要求23所述的手术台(100、300)，其中所述防翻倒单元(114)将所述至少一个翻倒点(310)距所述总负载的所述重心的距离乘以所述总负载，以确定所述至少一个翻倒点(310)处的所述残余翻倒扭矩。

25.根据权利要求21至24中任一项所述的手术台(100、300)，其中所述防翻倒单元(114)为多个翻倒点(310)、特别是为所有可能的翻倒点(310)确定相应的残余翻倒扭矩，将所述残余翻倒扭矩中的每一者与所述预定残余翻倒扭矩阈值进行比较，并生成所述翻倒安全信号(128)，使得如果所述残余翻倒扭矩中的至少一者低于所述预定残余翻倒扭矩阈值，则所述翻倒安全信号指示翻倒风险。

26.根据权利要求21至25中任一项所述的手术台(100、300)，其中规定至少一条虚拟线(320、322)，所述至少一条虚拟线延伸穿过至少一个翻倒点(310)并且与规定的法向矢量(324)围成规定的稳定角，其中所述防翻倒单元(114)生成所述翻倒安全信号(128)，使得如果所述总负载的所述重心延伸穿过所述至少一条虚拟线(320、322)，则所述翻倒安全信号指示翻倒风险。

27.根据权利要求26所述的手术台(100、300)，其中规定多条虚拟线(320、322)，所述多条虚拟线各自延伸穿过翻倒点(310)并且各自与所述规定的法向矢量(324)围成规定的稳定角，其中所述多条虚拟线(320、322)限定空间，并且所述防翻倒单元(114)生成所述翻倒安全信号(128)，使得如果所述总负载的所述重心离开由所述多条虚拟线(320、322)限定的所述空间，则所述翻倒安全信号指示翻倒风险。

28.根据权利要求26或27所述的手术台(100、300)，其中由穿过翻倒点(310)的虚拟线(320、322)与所述预定的法向矢量(324)围成的所述预定的稳定角取决于所述翻倒点(310)的性质。

29.根据权利要求28所述的手术台(100、300)，其中当所述翻倒点(310)由滚子(312)给出时，所述稳定角较大，否则所述稳定角较小。

30.一种用于操作手术台(100、300)的方法，其中所述手术台(100、300)的具有多个负载传感器(1a、1b、2a、2b)的负载传感器组件(102)测量至少一个变量，根据所述至少一个变量能够确定作用在所述负载传感器组件(102)上的负载，

其中被测量的所述至少一个变量用于确定总负载和/或所述总负载的重心，所述总负载由作用在所述负载传感器组件(102)上的负载和由与所述手术台(100、300)相关联且位于所述负载传感器组件(102)下方的部件引起的负载产生，并且

其中基于所述总负载和/或所述总负载的所述重心，生成翻倒安全信号(128)，所述翻倒安全信号指示所述手术台(100、300)是否存在翻倒风险。

31.一种手术台(100、400)，其包括：

具有多个负载传感器(1a、1b、2a、2b)的负载传感器组件(102)，所述负载传感器组件用于测量至少一个变量，根据所述至少一个变量能够确定作用在所述负载传感器组件(102)上的负载，

负载确定单元(104)，所述负载确定单元联接至所述负载传感器单元(102)并使用被测量的所述至少一个变量来确定至少一个限定负载和/或确定所述限定负载的重心，所述至少一个限定负载是测量负载、主动负载、或总负载，以及

过载保护单元(116)，所述过载保护单元基于所述限定负载和/或所述限定负载的所述重心生成过载保护信号(130)，所述过载保护信号指示所述手术台(100、400)和/或所述手术台(100、400)的至少一个部件是否存在过载风险，

其中所述测量负载是作用在所述负载传感器组件(102)上的负载，

其中所述主动负载是由与所述手术台(100、400)无关联的人和部件以及外力引起的并作用在所述手术台(100、400)上的负载，并且

其中所述总负载是由所述测量负载和由与所述手术台(100、400)相关联且位于所述负载传感器组件(102)下方的部件引起的负载产生的负载。

32.根据权利要求31所述的手术台(100、400)，其中如果所述过载保护单元(116)生成所述过载保护信号(130)，使得所述过载保护信号指示所述手术台(100、400)和/或所述手术台(100、400)的所述至少一个部件过载的风险，则生成听觉和/或视觉警告信号和/或文本警告信号和/或减慢或停止所述手术台(100、400)的移动和/或阻止所述手术台(100、400)的至少一个功能。

33.根据权利要求31或32所述的手术台(100、400)，其中所述过载保护单元(116)将所述限定负载与至少一个预定过载阈值进行比较，并生成所述过载保护信号(130)，使得如果所述限定负载超过所述至少一个预定过载阈值，则所述过载保护信号指示过载风险，其中所述至少一个预定过载阈值特定于所述手术台(100、400)和/或所述至少一个部件。

34.根据权利要求31至33中任一项所述的手术台(100、400)，其中所述手术台(100、400)具有患者支撑表面(18)，所述患者支撑表面具有主支撑表面部分(408)和可拆卸地连接至所述主支撑表面部分(408)的至少一个辅助支撑表面部分(402、404、406)，其中所述至少一个部件是所述至少一个辅助支撑表面部分(402、404、406)。

35.根据权利要求34所述的手术台(100、400)，其中所述患者支撑表面(18)具有多个辅助支撑表面部分(402、404、406)，

其中为所述多个辅助支撑表面部分(402、404、406)彼此连接并且连接至所述主支撑表面部分(408)的配置(410)规定过载阈值，并且

其中所述过载保护单元(116)将所述限定负载与为所述多个辅助支撑表面部分(402、404、406)的所述配置(410)规定的所述过载阈值进行比较，并生成所述过载保护信号(130)，使得如果所述限定负载超过所述过载阈值，则所述过载保护信号指示过载风险。

36.根据权利要求34或35所述的手术台(100、400)，其中所述患者支撑表面(18)的至少一部分被虚拟地划分为多个区，并且为每个区规定过载阈值，并且

其中所述过载保护单元(116)检查所述限定负载的所述重心所在的区，并将所述限定负载与为该区规定的过载阈值进行比较，并生成所述过载保护信号(130)，使得如果所述限定负载超过为该区规定的过载阈值，则所述过载保护信号指示过载风险。

37.根据权利要求34至36中任一项所述的手术台(100、400)，其中为所述患者支撑表面(18)的至少一部分的每个点规定相应的过载阈值，并且

其中所述过载保护单元(116)检查所述限定负载的所述重心所在的点，并将所述限定负载与为该点规定的过载阈值进行比较，并生成所述过载保护信号(130)，使得如果所述限定负载超过为该点规定的过载阈值，则所述过载保护信号指示过载风险。

38.根据权利要求31至37中任一项所述的手术台(100、400)，其中所述手术台(100、400)具有至少一个驱动器，并且

其中所述过载保护单元(116)基于所述测量负载和/或所述测量负载的重心来确定作用在所述至少一个驱动器上的负载，并将所确定的负载与至少一个规定的过载阈值进行比较，并生成所述过载保护信号，使得如果所确定的负载超过所述至少一个规定的过载阈值，则所述过载保护信号指示过载风险。

39.一种用于操作手术台(100、400)的方法，其中所述手术台(100、400)的具有多个负载传感器(1a、1b、2a、2b)的负载传感器组件(102)测量至少一个变量，根据所述至少一个变量能够确定作用在所述负载传感器组件(102)上的负载，

其中被测量的所述至少一个变量用于确定至少一个限定负载和/或所述限定负载的重心，所述至少一个限定负载是测量负载、主动负载、或总负载，并且

其中基于所述限定负载和/或所述限定负载的所述重心，生成过载保护信号(130)，所述过载保护信号指示所述手术台(100、400)和/或所述手术台(100、400)的至少一个部件是否存在过载风险，

其中所述测量负载是作用在所述负载传感器组件(102)上的负载，

其中所述主动负载是由与所述手术台(100、400)无关联的人和部件以及外力引起的并作用在所述手术台(100、400)上的负载，并且

其中所述总负载是由所述测量负载和由与所述手术台(100、400)相关联且位于所述负载传感器组件(102)下方的部件引起的负载产生的负载。