CN1392788A - 活动式成像台枢转机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有台枢转元件(108)的患者台(100)。用于在医疗程序期间支撑患者的患者支撑表面(102)由基座(106)支撑，所述基座(106)包括用于使所述患者支撑表面垂直运动的可伸缩元件(114)。台枢转元件(108)将患者支撑表面(102)与所述基座连接。所述台枢转元件(108)能够使所述患者支撑表面(102)相对于所述基座(106)沿倾斜和横向转动方向中至少一个方向枢转。包括至少两个致动器的致动元件(110)被连接在所述患者支撑表面(102)和所述基座(106)之间，用于沿倾斜或横向转动方向中至少一个方向驱动所述患者支撑表面(102)。

Description

活动式成像台枢转机构
本发明的背景技术
本发明的优选实施例总的涉及一种用于在医疗过程中支撑患者的设备和方法。具体而言，本发明的优选实施例涉及一种具有枢转机构的活动式医用患者支撑系统，所述枢转机构提供全方位运动和低的台高。
目前存在多种医用患者支撑系统，每种都是为了应用于特定的医疗过程而设计的。然而，在所有的情况中，医用患者支撑系统包括两或三种基本部件。通常，患者台与支撑系统和用于使所述患者台沿各个方向运动的装置相连，所述各个方向包括上下和/或左右。运动机构可以是人工操作或是电动的。由于为了使患者重新定位而中断医疗程序会浪费时间并且有时甚至是危险的，因此，对临床医师来说在医疗过程中快速准确地使患者定位的能力是很重要的。
常规的医用患者支撑系统通常具有两个自由度，即1)横向转动和2)倾斜。后一种运动也称作特伦德伦伯格氏(trendelenburg)运动。虽然常规的医疗患者支撑系统能够使患者台全方位运动，但是这样做会使台设计效率降低。设计效率降低是由于常规的医用患者支撑系统通常包括一个能够使台上下倾斜的致动器和另一个独立的能够使台横向转动的致动器而导致的。提供倾斜能力的接合部分包括轴承机构上的轴。患者台在该轴上沿倾斜方向转动。然而，支撑轴承的整个组件被设置在仅能够在横向转动方向上保持转动的另一个轴上。因为这些轴或枢转接合部分被层叠，所以常规的医用患者支撑系统的收缩高度必定高于不采用这种层叠结构的医用患者支撑系统的收缩高度。而且因为整体结构被转动，要求致动器中的一个与另一个一起转动和/或倾斜，所以这种运动会浪费较大的物理空间，导致以麻烦的方式操作的低效设计。
因此，需要一种改进的医用患者支撑系统，该系统可提供能够使患者台全方位运动以及使台的高度低于目前已有常规医用患者支撑系统的高度的特点。
发明概述
本发明的一个优选实施例包括一种医用患者支撑系统，所述系统包括带有台枢转元件的患者台。用于在医疗程序过程中支撑患者的患者支撑表面由基座支撑，所述基座包括用于使所述患者支撑表面垂直运动的可伸缩元件。台枢转元件将被称为枢转板的患者支撑表面的下侧连接到基座上。所述台枢转元件能够使所述患者支撑表面相对于所述基座沿倾斜和横向转动方向中至少一个方向枢转。至少包括两个致动器的致动元件被连接在所述枢转板和所述基座之间以便沿倾斜或横向转动方向中至少一个方向驱动所述患者支撑表面。
本发明的一个优选实施例的一个方面是，使用至少两个致动器使所述患者支撑表面实现所期望的运动。所述致动器是以横轴方式设置的，并且两个致动器一起运转以便能够在倾斜和横向转动两个方向上运动所述患者支撑表面。因为本发明的优选实施例使用了横轴结构，而不是层叠结构，所以患者台的有效收缩高度小于使用层叠轴的常规患者台的有效收缩高度。
本发明的一个优选实施例的另一个方面是，使用两个致动器，导致占地面积更小和结构更紧凑的设计。
附图的简要说明
图1示出了根据本发明的一个优选实施例的使用台枢转元件的患者台，其中患者支撑表面处于向前倾斜的方向。
图2示出了根据本发明的一个优选实施例的使用台枢转元件的患者台，其中患者支撑表面处于水平方向。
图3示出了根据本发明的一个优选实施例的使用台枢转元件的患者台，其中患者支撑表面处于向后和向左倾斜的方向。
图4示出了根据本发明的一个优选实施例的能够倾斜和横向转动的台枢转元件的顶视图。
图5示出了根据本发明的一个优选实施例的能够倾斜和横向转动的台枢转元件的侧视图。
图6示出了根据本发明的一个优选实施例的用于使枢转板和基座枢轴连接的台枢转元件。
图7示出了根据本发明的一个优选实施例的利用致动器枢转元件与枢转板相连的可伸缩元件。
图8示出了根据本发明的一个优选实施例的设置在致动器支撑板上的致动元件。
图9示出了根据本发明的一个优选实施例的医用患者支撑系统的流程图，该医用患者支撑系统包括带有台枢转元件的患者台。
图10示出了根据本发明的一个优选实施例的定位过程的流程图，其中带有台枢转机构的患者台相对于医疗设备被定位。
本发明的详细描述
图1、2和3示出了使用了台枢转元件的患者台，其中患者支撑表面102被定位于不同的位置。图1示出了根据本发明的一个优选实施例的患者台100，其中患者支撑表面102处于向前倾斜的方向。参考图1，患者台100包括患者支撑表面102、枢转板104、基座106、将枢转板104与基座106枢轴地连接的台枢转元件108以及连接在枢转板104和致动器支撑板116之间的致动元件110。
枢转板104被安装在患者支撑表面102的下侧并且通过台枢转元件108与基座106枢轴地连接。台枢转元件108被水平地安装在基座106的顶表面上。基座106还包括升降柱112。
致动元件110包括致动器113、可伸缩元件114和致动器枢转元件118。可伸缩元件114存在于致动器113的内壳中，并且可使所述患者支撑表面102沿垂直方向运动。致动器枢转元件118枢轴地连接枢转板104和可伸缩元件114。致动元件110位于致动器支撑板116上。
台枢转元件108运动以使所述患者支撑表面102处于如图1所示的倾斜方向。台枢转元件108的运动可响应于来自使用者的同步要求。或者，台枢转元件108的运动也可响应于使用者所设定的预定台坐标值自动进行。在任何情况下，台枢转元件沿倾斜方向运动，使枢转板104向前倾斜，又使所述患者支撑表面102倾斜。
图2示出了根据本发明的一个优选实施例的使用台枢转元件108的患者台100，其中患者支撑表面102处于水平方向。处于水平方向的台枢转元件108既不倾斜也不横向转动。因此，患者支撑表面102保持在水平位置并与台枢转元件108平行定位。图3示出了根据本发明的一个优选实施例的使用台枢转元件108的患者台100，其中患者支撑表面102处于向后和向左倾斜的方向。在这里，台枢转元件108既沿倾斜方向又沿横向转动方向运动，使枢转板104向后和向左倾斜，而又使所述患者支撑表面102倾斜。可伸缩元件114也被拉伸以使患者支撑表面102的位置被设置到所需的高度。
图4和图5分别示出了根据本发明的一个优选实施例的用于使所述患者支撑表面102倾斜和横向转动的台枢转元件108的顶视图和侧视图。图4示出了台枢转元件108的顶视图，其中两个轴402和403互相垂直定位并且具有互相之间垂直偏移的转动轴线。
在一个实施例中，台枢转元件108包括具有垂直轴结构的万向节元件400。万向节元件400包括互相固定的上部轴组件404和下部轴组件406。或者，上部轴组件404和下部轴组件406可以被互相栓接、被焊接在一起、被注射模制成整体结构、被铸造成整体结构等。上部轴组件404包括形成于其相对端部上的轴台408和410，而下部轴组件406包括形成于其相对端部上的轴台412和414。沿着平行于患者支撑表面102长度方向延伸的纵轴形成上部轴组件404与相关的轴台408和410。沿着垂直于患者支撑表面102长度方向的方向延伸的纵轴延伸形成下部轴组件406与相关的轴台412和414。上部轴组件404和下部轴组件406的纵轴互相垂直，并且相互之间以基本上相当于上部轴组件404或下部轴组件406的直径的距离略微垂直偏移。
轴台408-414包括与外部基座凸缘418整体形成的半圆形的轴承座圈416。基座凸缘418具有平的下表面以便与在患者支撑表面102和/或基座106上的相应表面牢固地接合。基座凸缘418包括螺纹通孔420以接收用于将轴台408-414紧固到枢转板104和基座106中相应一个上的螺栓。轴承座圈416接收旋转安装于其中的轴承422。轴承422又旋转地接收轴402和403中的一个。上部轴组件404和下部轴组件406、轴台408-414和轴承422相互配合以使轴402和403保持所期望的互相垂直的位置关系，同时以相互靠近的方式使轴402和403垂直定位。例如，可使轴402和403的中心转动轴线以基本上等于上部轴组件404或下部轴组件406的外径的间距相互垂直地定位。
上部轴组件404的外端包括与之整体形成的上部外轴部分430。上部外轴部分430被容纳在轴台408和410中的轴承422内。轴承422被螺母424定位。下部轴组件406同样包括与之整体形成并且沿着下部轴组件406的纵轴以相反方向延伸的下部外轴部分432。下部外轴部分432被可转动地容纳在轴台412和414中的轴承422内。
上部轴组件404和下部轴组件406包括带有螺纹的凹槽438，带有螺纹的凹槽438在基本垂直于上部轴组件404和下部轴组件406的纵轴的垂直方向贯穿上部轴组件404和下部轴组件406。螺纹凹槽438接收螺栓440以为万向节元件400提供增加的强度。
万向节元件400形成有低垂直剖面以使轴台408和410的凸缘418形成在水平套中，所述水平套覆盖在轴台412和414上的凸缘418的套。或者，上部轴组件404和下部轴组件406的纵轴可以位于一个公共平面中，以使轴台408-414都位于一个公共的水平套中以减小万向节元件400的垂直剖面。
万向节元件400形成于水平套内，所述水平套具有基本对应于枢转板104的底表面和基座106中安装万向节元件400的上表面的上平面和下平面。
轴台408和410被穿过螺纹开口420接收的螺栓紧固于枢转板104上。同样地，轴台412和414被穿过螺纹开口420接收的螺栓紧固于基座106中的升降柱112上。安装于枢转板104上的轴台408和410使患者支撑表面102横向地转动，而安装于升降柱112上的轴台412和414使患者支撑表面102倾斜。这样，可在球形路径上进行组合的倾斜和转动运动。
图4中所示的万向节元件400既没有倾斜也没有横向转动。因此，患者支撑表面102保持在如图2中所示的水平或水平面方向上，其中患者支撑表面102与台枢转元件108平行定位。相反，根据本发明的优选实施例，图5示出了倾斜和横向转动的万向节元件400以使患者支撑表面102处于特定位置。上部轴组件404和下部轴组件406、轴台408-414以及轴承422使轴402和403保持互相垂直的位置关系，同时使患者支撑表面102进行所期望的倾斜和/或横向转动。轴台408和410被穿过螺纹开口420接收的螺栓紧固于枢转板104上。因此，当轴台408和410转动时，枢转板104沿相同的对应方向运动。
图6示出了根据本发明的一个优选实施例的用于将枢转板104枢轴地连接到基座106的台枢转元件108的具体结构。图6还示出了在枢转板104和可伸缩元件114之间提供连接的致动器枢转元件118。参考图6，其中示出了安装于基座104的升降柱112上的台枢转元件108使枢转板104同时进行倾斜和横向转动。因此，患者支撑表面102沿相应的方向运动。包括致动器113、可伸缩元件114和致动器枢转元件118的致动元件110使患者支撑表面102相对于高度进行适当定位。
图7示出了根据本发明的一个优选实施例的与枢转板104相连的可伸缩元件114的另一个视图。可伸缩元件114位于致动器113内并且通过致动器枢转元件118与枢转板104连接。致动器枢转元件118包括位于可伸缩元件114的上部内的U型接头700。U型接头700包括位于其每个竖直侧面上的U型接头开口701。致动器枢转元件118还包括刻有凹槽的轴702。刻有凹槽的轴702在其中心处包含用以接收螺栓的轴开口704，所述螺栓在U型接头的开口701处将U型接头700紧固到刻有凹槽的轴702的轴开口704处。刻有凹槽的轴702保持在刻于枢转板104上的多个台槽703中的一个内。每个台槽703都包含彼此位于相对侧的两个台槽开口705和707，以使刻有凹槽的轴702能够被纵向地插入，并且轴开口704的位置朝下以便与U型接头开口701对准和联锁。尽管刻有凹槽的轴702被定位于U型接头700的开口部分中并利用螺栓使其被紧固到U型接头700上，但是刻有凹槽的轴702可以在U型接头700内横向枢转。
利用多个螺栓和盖将刻有凹槽的轴702紧固于台槽703中。在刻有凹槽的轴702中与枢转板104的边缘距离最远的端部上，利用外部螺栓706、内部紧压螺栓708和端部开口的外盖710将刻有凹槽的轴702紧固于台槽703中。在刻有凹槽的轴702中与枢转板104的边缘距离最近的端部上，利用从枢转板104的边缘略微凸出的锁紧螺栓714将刻有凹槽的轴702紧固于台槽703中。
图8示出了根据本发明的优选实施例的位于致动器支撑板116上的致动元件110。致动器支撑板116从致动器支撑基座802处伸出并由其支撑。致动器支撑板116包括支撑板槽804以接收致动器113的下部806并将其固定到致动器支撑板116上。致动器支撑板116还包括致动器支撑板开口808。使用致动器支撑板开口808用于多个连接。例如，致动器支撑板开口808接收连接螺栓810以固定致动器连接块812。致动器连接块812与多个致动器支撑板116连接，每个致动器支撑板116中都容纳有一个致动器113。起动杆814调节在致动器支撑板116之间的运动。
整体致动器圆柱形轴816从致动器113的下部806处垂直地延伸，并且被多个支撑托架818包围。圆形轴端820罩住致动器圆柱形轴816。带有圆柱形延伸部分824的致动器支撑底座822被安装到致动器113的下部806的底部，圆柱形延伸部分824从致动器支撑底座822的各个侧面延伸。致动器支撑底座822位于支撑板槽804内，并通过将至少一个圆柱形延伸部分824插入到致动器支撑板116中的致动器支撑板开口808中而使致动器支撑底座822被紧固在支撑板槽804中。
图9示出了根据本发明的一个优选实施例的医用患者支撑系统900的一个流程图。医用患者支撑系统900包括带有台枢转元件108的患者台100。医用患者支撑系统900例如可用于利用“三A”扩张程序代替旁外科的情况。其它应用包括侵入程度最低的荧光镜成像程序，其中包括血管的、血管内的、心血管的、冠状动脉成像和血管造影术、选择性血管造影术以及常规外科程序。
医用患者支撑系统900包括患者台100、位置控制监视器904和控制元件906。或者，医用患者支撑系统900可以包括一个用户接口。患者台100包括患者支撑表面102、枢转板104和基座106。患者台100还包括用于将枢转板104与基座106枢轴地连接并可使患者支撑表面102在倾斜方向和横向转动方向中至少一个方向上运动的台枢转元件108。致动器枢转元件118将可伸缩元件114与枢转板104枢转地连接。
患者台100被连接到用于检查患者台100位置的位置控制监视器904上。可以在任何设定的时间依据患者台的倾斜和横向转动的坐标识别患者台的位置。位置控制监视器904可以利用机电的或光学传感器来监测患者台的位置，或者通过监测伺服马达转动位置等来监测患者台的位置。控制元件906被连接在位置控制监视器904和患者台100之间。控制元件906控制患者台100的运动。可以根据来自于可选择的用户界面的要求使台运动或根据预定的坐标自动地使患者台运动。所述可选择的用户界面可以包括个人电脑、能够接收坐标数据并将所述数据传输给控制元件906的手提式设备或任何其它能够输入和传输特定的患者台100坐标的装置。
图10示出了根据本发明的一个优选实施例的定位程序的流程图1000，其中带有台枢转机构的患者台相对于医疗设备被定位。这种定位程序例如可用于技术人员在患者身上执行多个医疗程序的情况中。例如，在使用支撑X光管的弧形部件(被称为“C形臂(C-arm)”)进行X光检查的过程中，利用能够运动的患者台将患者安排在X光管和X光图象增强器之间，患者台可运动是为了获得患者相对于X光管和X光图象增强器的合适方向和位置。
参考图10，在步骤1002，患者被托在患者支撑表面102上。接着，在步骤1004，根据在特定的医疗程序过程中所使用的医疗设备位置确定在患者支撑表面102上的患者的位置。在步骤1006，确定用于特定的医疗程序中所使用的医疗设备的位置。接着，在步骤1008，将所确定的在患者支撑表面102上的患者位置与所确定的医疗设备位置进行比对，以便估计出所期望的患者支撑表面102相对于医疗设备的位置。最后在定位步骤1010，根据步骤1008确定的期望位置，使患者支撑表面102相对于医疗设备定位。
虽然已经示出了本发明的特定实施例，但是应该理解的是，由于本领域普通技术人员，特别是根据前面所述的教导能够进行改进，因此本发明并不仅限于此。因此，后面的权利要求书覆盖在本发明真正精神和保护范围内的包括构成这些改进的基本特征的那些特征的任何变型。

Claims (21)

1.一种患者台(100)，其包括：
用于在医疗程序过程中支撑患者的患者支撑表面(102)；
通过枢转板(104)被安装到所述患者支撑表面(102)上并支撑该表面(102)的基座(106)，所述基座(106)包括用于使所述患者支撑表面(102)垂直运动的可伸缩元件(114)；
用于将所述枢转板(104)与所述基座(106)枢轴地连接的台枢转元件(108)，所述台枢转元件(108)能够使所述患者支撑表面(102)相对于所述基座(106)沿倾斜和横向转动方向中至少一个方向枢转；以及
连接在所述枢转板(104)和所述基座(106)之间的致动元件(110)，所述致动元件(110)能够沿倾斜和横向转动方向中至少一个方向驱动所述患者支撑表面(102)。
2.如权利要求1中所述的患者台(100)，其特征在于，所述台枢转元件(108)包括万向节元件(400)，所述万向节元件(400)具有横向构件，所述横向构件包括两个互相垂直定位的旋转轴(402、403)。
3.如权利要求1中所述的患者台(100)，其特征在于，所述基座(106)还包括升降柱(112)。
4.如权利要求1中所述的患者台(100)，其特征在于，所述台枢转元件(108)包括被插入轴台(408-414)中的枢转轴(402、403)，所述轴台(408-414)安装于所述基座(106)的顶部上。
5.如权利要求1中所述的患者台(100)，其特征在于，所述致动元件(110)包括至少两个致动器。
6.如权利要求1中所述的患者台(100)，其特征在于，所述致动元件(110)包括至少两个致动器，所述至少两个致动器可同时执行使所述患者台(100)倾斜的功能。
7.如权利要求1中所述的患者台(100)，其特征在于，所述致动元件(110)包括至少两个致动器，所述至少两个致动器可同时执行使所述患者台(100)横向转动的功能。
8.如权利要求3中所述的患者台(100)，其特征在于，所述升降柱(112)可使所述患者台(100)沿垂直方向运动。
9.一种医用患者支撑系统(900)，其包括：
患者台(100)，所述患者台(100)包括：
用于在医疗程序过程中支撑患者的患者支撑表面(102)；
通过枢转板(104)被安装到所述患者支撑表面(102)上并支撑该表面(102)的基座(106)，所述基座(106)包括用于使所述患者支撑表面(102)垂直运动的可伸缩元件(114)；
将所述枢转板(104)与所述基座(106)枢轴地连接的台枢转元件(108)，所述台枢转元件(108)能够使所述患者支撑表面(102)相对于所述基座(106)沿倾斜和横向转动方向中至少一个方向枢转；以及
连接在所述枢转板(104)和所述基座(106)之间的致动元件(110)，所述致动元件(110)能够沿所述倾斜和横向转动方向中至少一个方向驱动所述患者支撑表面(102)；
用于在任何设定的时间连续地检测所述患者台(100)位置的位置控制监视器(904)；以及
被连接在所述位置控制监视器(904)和所述患者台(100)之间的控制元件(906)，所述控制元件(906)用于控制所述患者台(100)的运动。
10.如权利要求9中所述的医用患者支撑系统(900)，其特征在于，所述台枢转元件(108)包括万向节元件(400)，万向节元件(400)具有横向构件，所述横向构件包括两个互相垂直定位的旋转轴(402、403)。
11.如权利要求9中所述的医用患者支撑系统(900)，其特征在于，所述基座(106)还包括升降柱(112)。
12.如权利要求9中所述的医用患者支撑系统(900)，其特征在于，所述台枢转元件(108)包括插入轴台(408-414)中的枢转轴(402、403)，所述轴台(408-414)安装于所述基座(106)的顶部上。
13.如权利要求9中所述的医用患者支撑系统(900)，其特征在于，所述致动元件(110)包括至少两个致动器。
14.如权利要求9中所述的医用患者支撑系统(900)，其特征在于，所述致动元件(110)包括至少两个致动器，所述至少两个致动器可同时执行使所述患者台(100)倾斜的功能。
15.如权利要求9中所述的医用患者支撑系统(900)，其特征在于，所述致动元件(110)包括至少两个致动器，所述至少两个致动器可同时执行使所述患者台(100)横向转动的功能。
16.如权利要求11中所述的医用患者支撑系统(900)，其特征在于，所述升降柱(112)使所述患者台(100)沿垂直方向运动。
17.一种用于使患者相对于医疗设备定位的方法，该方法包括：
在医疗程序中将患者托在患者支撑表面(102)上；
检测所述患者支撑表面(102)相对于医疗设备位置的位置；
检测在医疗程序中所用的所述医疗设备的位置；
确定所述患者支撑表面(102)相对于所述医疗设备位置的期望位置；以及
将所述患者支撑表面(102)设置到所期望的位置以便使所述患者支撑表面(102)相对于所述医疗设备定位。
18.如权利要求17中所述的方法，其特征在于，所述定位步骤包括使用万向节元件(400)来使所述患者支撑表面(102)定位，所述万向节元件(400)具有横向构件，所述横向构件包括两个互相垂直定位的旋转轴(402、403)。
19.如权利要求17中所述的方法，其特征在于，所述定位步骤包括使用至少两个致动器以将所述患者支撑表面(102)设置到所期望的位置，从而可使所述患者支撑表面(102)相对于所述医疗设备定位。
20.如权利要求17中所述的方法，其特征在于，所述定位步骤包括提供至少两个致动器，所述至少两个致动器可同时执行使所述患者台(100)倾斜的功能。
21.如权利要求17中所述的方法，其特征在于，所述定位步骤包括提供至少两个致动器，所述至少两个致动器可同时执行使所述患者台(100)横向转动的功能。
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