CN209770785U - 承载位移用的医疗设备 - Google Patents

Abstract

一种承载位移用的医疗设备，其通过位移装置位移该承载装置，以有效进行最佳角度及位置的调节，而提高治疗的灵活度及精准度，并通过传感装置感测该承载装置的位移状态及位移区域，以提供即时监控，而确保操作过程中，人员的安全。

Description

承载位移用的医疗设备

技术领域

本实用新型涉及一种医疗设备，尤其涉及一种承载位移用的医疗设备。

背景技术

随着立体定位的电脑刀及达文西手臂等自动化治疗设备的演进，临床开始使用更高自由度的治疗床，以符合治疗过程中自动化设备的需求。

然而，现有治疗床主要采用固定式的治疗床，灵活度明显不足，且活动范围仅局限于单一治疗设备，在多种医疗设备密集摆放的治疗场域中，该治疗床在不同治疗设备间移动的灵活度将受限，因而影响整体治疗的效率及流畅度。

此外，悉知治疗床为采用力矩传感器作为安全机制，故该治疗床经由外力碰撞接触该力矩传感器以触动安全机制而停止其作动，但在医疗过程中，若需等到人员或物品碰撞至治疗床时，才启动安全机制，此时该治疗床上的病患恐已受伤。

又，悉知治疗床的移动速度、碰撞接触角度及碰撞接触物体的弹性吸震程度皆可能造成该力矩传感器的受力回馈机制误判，致使治疗错误或人员及设备的损害，因而存在安全性的疑虑。

实用新型内容

为解决上述悉知技术的种种问题，本实用新型遂公开一种承载位移用的医疗设备，可有效进行最佳角度及位置的调节，而提高治疗的灵活度及精准度。

本实用新型的承载位移用的医疗设备包括：承载装置；位移装置，其连接该承载装置以作动该承载装置而令该承载装置位移，其中，该位移装置为六维度运动的机械手臂，且其具有多个依序连接的转轴，以位移该承载装置；以及传感装置，其设于该位移装置距离该承载装置最远的转轴上，以感测该承载装置、该位移装置和/或其周边物体的位移状态及位移区域，且将其所感测到的信息用以校正及补偿该位移装置的状态及位置，使该承载装置能位移至治疗所需的位置上而定位。

前述的医疗设备中，该承载装置为碳纤维体。

前述的医疗设备中，该承载装置具有板体结构、座椅或站板式结构，其连接该位移装置，并可通过该承载装置对受载者或欲进行治疗者进行束缚固定。例如，该板体结构的承载面为曲面或平面。

前述的医疗设备中，该位移装置可通过控制器纪录并重复位移状态。例如，该位移装置具有依序枢接的第一转轴、第二转轴、第三转轴、第四转轴、第五转轴及第六转轴。进一步，该第一转轴连接该承载装置。或者，该传感装置设于该位移装置距离该承载装置最远的第六转轴上。

前述的医疗设备中，该传感装置通过光波进行感应，以通过其所感应的信息，进行水平定位、位置校正及速度调控。

前述的医疗设备中，该传感装置依据参数，改变其光波感应的灵敏程度。

由上可知，本实用新型的医疗设备通过该位移装置与传感装置的设计，以有效进行最佳角度及位置的调节，而提高治疗的灵活度及精准度，且该传感装置能提供即时监控，以确保操作过程中，人员的安全，并减少设备的损害。

附图说明

图1为本实用新型的医疗设备的立体示意图；

图2为本实用新型的医疗设备的另一实施例的俯视平面示意图；

图3为本实用新型的医疗设备的应用场域的俯视平面示意图；

图4为本实用新型的医疗设备与图3的控制室的运作配置架构图；以及

图5为本实用新型的医疗设备的医疗作业的流程图。

符号说明

1：医疗设备

11：承载装置

12：位移装置

121：第一转轴

122：第二转轴

123：第三转轴

124：第四转轴

125：第五转轴

126：第六转轴

13,23：传感装置

14：马达

15：传输线

3：质子射束设备

30：警示装置

4：治疗场域

4a：治疗室

4b：室外区

40：控制室

41：保护区

42：警告区

44：间隔部

45：进出部

5：实体安全连锁线路

A：作业区。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附附图所示出的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所公开的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所公开的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“内”、“外”及“一”等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当也视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本实用新型的医疗设备1包括：一用以承载目标物(如病患)的承载装置11、一用以移动该承载装置11的位移装置12、以及一传感装置13。

于本实施例中，该医疗设备1为高精准度需求的设备，其用于质子标靶癌症治疗或其它需自动化调控病人位置的治疗行为，如达文西手术、电脑刀、螺旋刀等。

所述的承载装置11具有板体结构、座椅或站板式结构，其作为如治疗床的床体，且连接该位移装置，并可通过该承载装置11对受载者或欲进行治疗者进行束缚固定。

于本实施例中，该承载装置11的板体结构的承载面可为平面、曲面或具有弧度的表面，且该承载装置11具有足够的坚韧性，例如，该承载装置11 为碳纤维体，不仅使带电粒子辐射有效穿透，且能避免承载过程产生不必要的变形。

此外，该承载装置11可依需要设计固定方式，使患者可有效固定于该承载装置11上。

所述的位移装置12连接该承载装置11以作动该承载装置11而令该承载装置11位移。

于本实施例中，该位移装置12为六维度运动的机械手臂，其具有六维自由度的运动能力，使其移动该承载装置11的范围为空间坐标XYZ轴向上的平移及球体坐标(水平旋转(Yaw)、左右翻转(Roll)、前后翻转(Pitch))上的三个维度的旋转。具体地，该位移装置12具有臂体构造，可通过变换臂体间的相对位置，以延伸或减少总体的臂长，例如该位移装置12具有多个依序连接的转轴，并可通过控制器纪录并重复位移状态。于一实施态样中，其定义为第一转轴121、第二转轴122、第三转轴123、第四转轴124、第五转轴125 及第六转轴126，且依序枢接相连，又，该第一转轴121连接该承载装置11，使该医疗设备1具有足够的移动灵活度，且能针对治疗位置作最佳的调节，并于治疗过程中也可与其它医疗设备(如质子标靶癌症治疗所用的质子射束机)一同运作，以提高治疗的精准度。

此外，该医疗设备1可包括至少一马达14及至少一传输线15。于使用中，电源(图略)经由该传输线15传输至该马达14，以带动该位移装置12 的各转轴的扭转及该承载装置11的位移。

又，由于在进行智慧化医疗行为时，该位移装置12的精准度会决定医疗行为的成效，故在所有的临床治疗前，都会有专门的工程师针对该位移装置 12的精准度进行一系列的校正及调整。

所述的传感装置13为波感应器，其可通过光波进行感应，以通过其所感应的信息，进行水平定位、位置校正及速度调控。例如，利用各频率波段的电磁波、光波及声波等方式进行检测，以感测该承载装置11的位移区域或该位移装置12的后方区域是否有异物(如人员)。因此，该传感装置13能依据参数，改变其光波感应的灵敏程度。

于本实施例中，该传感装置13为激光感应器，其通过发出高频率的脉冲激光并接收反射信号，以利用发射与接收之间所产生的时间差而即时监控该医疗设备1附近的人员及物体接近该医疗设备1的距离，并与事先定义的监控区域比对以评估该医疗设备1的安全状况，借此决定是否进行即时防护的回馈机制，以进行相对应的即时防护反馈机制，若发生非安全性状况时，该位移装置12将强制停止或减低速度，以避免造成危害。例如，在进行该位移装置12的轴臂精准度的参数校正及调整时，操作员会处于该医疗设备1的周围，此时，若未安装该传感装置13，当该位移装置12依据检测指令进行模拟作动时，可能会对周围的操作员造成伤害。

因此，该传感装置13用于即时监控该位移装置12的移动路径，以当检测路径为非安全状态时，可发出警示(如图3所示的警示装置30，如声音警报器或警示灯等)并制动该位移装置12。

此外，该传感装置13可设于该位移装置12的其中一侧；或者，如图2 所示，该传感装置23可位于该位移装置12的相对两侧，以通过该些传感装置23的监控区域的互补，而能涵盖该位移装置12的周围区域的死角。于一实施态样中，该传感装置13设于距离该承载装置11最远的该转轴上。例如，该传感装置13设于第六转轴126上。

又，在该承载装置11的移动过程中，该医疗设备1内部的路径运算软体会根据该承载装置11所承载的物体大小、及其重量分布对该位移装置12的各转轴所造成的动量分配，分析一组从目前位置移动到指定位置的最佳路径。由于根据该承载装置11所承载的不同物体的重量分配，即使要从相同的目前位置移动到相同的指定位置，该位移装置12也可能通过驱动不同的转轴来达成不同的规划路径，以实现该位移装置12的各转轴最小承载负荷的目的。在此状况下，将该传感装置13放置于该第六转轴126的后方或左右两侧，其位置实属最不会干扰该位移装置12在各种可能的移动路径，且最不易造成该位移装置12的各转轴及配件在移动时阻碍的位置。

另外，由于该位移装置12的最低转轴(该第六转轴126)水平位置约离地1公尺，也就是一般人员的腿部位置，故该传感装置13放置于该位移装置 12距离该承载装置11最远的该第六转轴126上，可对周边环境进行最有效率的即时安全监控。具体地，将该位移装置12的底部基座下沉1公尺，或将该位移装置12周为地板架高1公尺，使该传感装置13距离室内地板表面仅 20至40公分(cm)。

使用时，如图3所示，将该医疗设备1置放于一质子标靶癌症治疗的治疗场域4的治疗室4a的特定区域内，操作员将病患固定于该承载装置11上，再离开该治疗室4a，之后经由该治疗场域4的控制室40观看该位移装置12 自动位移该承载装置11，进而进行预定的医疗行为。

于本实施例中，该控制室40为可目视观看或屏幕观看该治疗室4a的空间区域，且该治疗场域4以一间隔部44(如墙结构)与一进出部45(如门结构)定义出该治疗室4a与一室外区4b。具体地，该治疗室4a中规划一作业区A，且该作业区A中于该位移装置12的左右两侧定义为保护区41，而该位移装置12的后方定义为警告区42，其中，该作业区A用以进行医疗行为的区域或置放可预期物品(如质子射束设备3)。

因此，在该承载装置11的位移过程中，可通过该传感装置13,23针对不同危险程度的区域(该保护区41或该警告区42)即时监测该些区域上的物体的位置状态，以当非预期人员或非预期物体进入警戒范围(该保护区41 或该警告区42)内时，该传感装置13,23会启动该医疗设备1的安全机制而令该位移装置12的运动进行如减速或停机等作业，借此，对应不同危险程度作出即时反应。

此外，虽然该作业区43周围置放其它医疗设备(如质子射束设备3)，但因其属于可预期物品，故该传感装置13,23不会启动安全机制。

又，当该传感装置13,23判断为非安全状态(如该承载装置11出现非预期的状态)时，该警示装置30将会发出声音或闪烁灯光提醒操作员；当该传感装置13,23检测到非认证物体或非认证人员进入该警告区42时，该警示装置30将会发出声音或闪烁灯光提醒操作员，且该位移装置12的作动速度将限制在安全模式下；当该传感装置13,23检测到非认证物体或非认证人员进入该保护区41时，该位移装置12会立即停止，以避免治疗行为错误、或该治疗室4a内的人员与设备的损害。

另外，如图4所示，该控制室40可配置控制介面、操作盘、电控箱及安全连锁系统等。该控制介面由便于输入指令的图形用户介面(GUI)及将指令重新编码成机器语言的人机介面(Human-Machine Interface)组成，并通过以太网络(Ethernet)传输指令至该电控箱。该电控箱在接受到转成机器语言的指令后，由排序器(Sequencer)排定该电控箱内的各元件启动的时间点，并将信号传送至电源(Power Supply)执行及备份至随机存取存储器(RAM)中，并将动作指令传递至该位移装置12内建的中央处理器(CPU)。该电控箱所执行的程序除自该控制介面接收指令外，也可由该操作盘上的指令按键直接触发。该中央处理器(CPU)在接收到该电控箱所传输的信号后，会比对由该传感装置13所回馈的安全状态信号，并将执行程序交由该位移装置12所用的电源供应器，以在各特定的时间点启动该位移装置12所用的制动器(Actuator)，使该承载装置11移动至所设定的位置。在整个该医疗设备1的运作过程中，该安全连锁系统将会介入监控、并通过独立的实体安全连锁线路(Independent Hard-Wired Interlocks)5在事先定义的安全危害状况发生时，强制停止该位移装置12的所有动作，以避免造成危害。

因此，如图5所示，操作员可通过电脑的GUI或操作盘输入任务指令，若从GUI输入任务指令则电脑会先模拟该承载装置11完成任务指令过程的路径上，是否有已定义于空间坐标中的障碍物阻挡路线，或是，此任务指令是否超过该承载装置11所能执行的最大范围。

若任务指令在模拟后判断为不可行，则电脑将会要求操作员再次输入新的任务指令；若是可行，则将交由程序器排定动作程序并暂存所排定的动作程序于资料库中。另一方面，若是由操作盘案件所输入的任务指令将直接由程序器排定动作程序。

接着，该承载装置11即会照着所排定的程序进行各种动作以完成任务指令。动作过程中，将会即时比对，由该传感装置13所回馈的安全信号，以判断该承载装置11在下一个移动过程中的安全状况，若安全无疑，则继续移动；若危险发生于该警告区42内，则该位移装置12的移动速度调整于安全模式后，再继续运动；若危险发生于该保护区41内，则强制该医疗设备1紧急停止所有动作并回传讯息至面板，且待安全危害因素消除后，再执行动作。

应可理解地，在该医疗设备1的作业过程中，图4所示的安全连锁系统会不断执行，直到完成操作员所下达的任务指令。

上述实施例仅用以例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何本领域技术人员均可在不违背本实用新型的构思及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本实用新型的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种承载位移用的医疗设备，其特征为，该医疗设备包括：

承载装置；

位移装置，其连接该承载装置以作动该承载装置而令该承载装置位移，其中，该位移装置为六维度运动的机械手臂，且其具有多个依序连接的转轴，以位移该承载装置；以及

传感装置，其设于该位移装置距离该承载装置最远的转轴上，以感测该承载装置、该位移装置和/或其周边物体的位移状态及位移区域，且将其所感测到的信息用以校正及补偿该位移装置的状态及位置，使该承载装置能位移至治疗所需的位置上而定位。

2.根据权利要求1所述的承载位移用的医疗设备，其特征为，该承载装置为碳纤维体。

3.根据权利要求1所述的承载位移用的医疗设备，其特征为，该承载装置具有板体结构、座椅或站板式结构，以连接该位移装置，并通过该承载装置对受载者或欲进行治疗者进行束缚固定。

4.根据权利要求3所述的承载位移用的医疗设备，其特征为，该板体结构的承载面为曲面或平面。

5.根据权利要求1所述的承载位移用的医疗设备，其特征为，该位移装置可通过控制器纪录并重复位移状态。

6.根据权利要求5所述的承载位移用的医疗设备，其特征为，该多个转轴包含依序枢接的第一转轴、第二转轴、第三转轴、第四转轴、第五转轴及第六转轴。

7.根据权利要求6所述的承载位移用的医疗设备，其特征为，该第一转轴连接该承载装置。

8.根据权利要求6所述的承载位移用的医疗设备，其特征为，该传感装置设于该位移装置距离该承载装置最远的第六转轴上。

9.根据权利要求1所述的承载位移用的医疗设备，其特征为，该传感装置通过光波进行感应，以通过其所感应的信息，进行水平定位、位置校正及速度调控。

10.根据权利要求1所述的承载位移用的医疗设备，其特征为，该传感装置依据参数，改变其光波感应的灵敏程度。