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Die Erfindung betrifft eine Patientenpositioniervorrichtung, die einen Roboterarm und eine Patientenliege umfasst, und einen, die Patientenpositioniervorrichtung umfassenden medizinischen Arbeitsplatz.
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Die
DE 10 2010 043 421 B4 offenbart einen medizinischen Arbeitsplatz, der eine Vorrichtung zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung zum Bestrahlen eines Bereichs eines Lebewesens, eine Lagerungsvorrichtung zum Lagern eines Lebewesens und einen Roboterarm aufweist. Der Roboterarm ist Teil eines Roboters und umfasst eine Befestigungsvorrichtung, an dem die Lagerungsvorrichtung befestigt ist.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Patientenpositioniervorrichtung mit einem verbesserten Roboterarm anzugeben.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen medizinischen Arbeitsplatz mit einer solchen Patientenpositioniervorrichtung anzugeben.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Patientenpositioniervorrichtung, aufweisend eine, eine Liegefläche aufweisende Patientenliege und einen Roboterarm, der mehrere, hintereinander angeordnete, bezüglich Achsen drehbar gelagerte Glieder und eine Befestigungsvorrichtung, an der die Patientenliege befestigt ist, aufweist, wobei die Glieder des Roboterarms eine Roboterhand, die Handglieder und die Befestigungsvorrichtung aufweist, umfassen, und ein erstes Glied der Glieder des Roboterarms im Bereich einer seiner beiden Enden bezüglich einer vertikal verlaufenden Achse drehbar gelagert ist, ein zweites Glied der Glieder des Roboterarms im Bereich einer seiner beiden Enden im Bereich des anderen Endes des erstes Glieds bezüglich einer horizontal verlaufenden Achse relativ zum ersten Glied drehbar gelagert ist, und die Roboterhand im Bereich des anderen Endes des zweiten Glieds bezüglich einer weiteren horizontal verlaufenden Achse relativ zum zweiten Glied drehbar gelagert ist, wobei die horizontal verlaufende Achse in einem Abstand parallel zur weiteren horizontal verlaufenden Achse ausgerichtet ist.
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Die weitere Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen medizinischen Arbeitsplatz, aufweisend ein medizintechnisches Gerät und die erfindungsgemäße Patientenpositioniervorrichtung.
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Der erfindungsgemäße medizinische Arbeitsplatz ist insbesondere für eine Strahlentherapie vorgesehen. Das medizintechnische Gerät ist somit vorzugsweise eine Vorrichtung zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung, wie z.B. Gammastrahlung, Röntgenstrahlung, oder auch beschleunigte Elektronen, Neutronen, Protonen oder schwere Ionen. Die Vorrichtung zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung umfasst z.B. eine Strahlungsquelle, welche die ionisierende, hochenergetische Strahlung erzeugt.
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Der Roboterarm kann Teil eines Roboters sein, der neben dem Roboterarm eine zum Steuern einer Bewegung des Roboterarms vorgesehene elektronische Steuervorrichtung umfasst. Gemäß einer Variante der erfindungsgemäße Patientenpositioniervorrichtung umfasst diese diesen Roboter.
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Der Roboterarm kann Motoren, insbesondere elektrische Motoren, umfassen, die zumindest indirekt angesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung eine Bewegung des Roboterarm ermöglichen.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass der Roboterarm manuell bewegbar ist. Dazu kann z.B. eine mit der elektronischen Steuervorrichtung verbundene Eingabevorrichtung vorgesehen sein, mit der eine Person Eingaben zu tätigen vermag, aufgrund derer die elektronische Steuervorrichtung den Roboterarm den Eingaben entsprechend bewegt. Dadurch werden die Position und Orientierung der Befestigungsvorrichtung und somit der Patientenliege im Raum entsprechend ausgerichtet.
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Das medizintechnische Gerät kann eine eigene elektronische Steuervorrichtung aufweisen, welche den bestimmungsgemäßen Betrieb des medizintechnischen Gerätes steuert. Die elektronische Steuervorrichtung des medizintechnischen Gerätes und die elektronische Steuervorrichtung des Roboters können derart eingerichtet sein, dass sie miteinander zu kommunizieren vermögen.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass der medizinische Arbeitsplatz eine gemeinsame elektronische Steuervorrichtung aufweist, die nicht nur den Roboterarm ansteuert bzw. eingerichtet ist, den Roboterarm anzusteuern, sondern auch den bestimmungsgemäßen Betrieb des medizintechnischen Gerätes steuert, bzw. eingerichtet ist, den bestimmungsgemäß Betrieb des medizintechnischen Gerätes zu steuern.
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Der erfindungsgemäße Roboterarm, der vorzugsweise genau sechs Achsen aufweist, umfasst neben der Roboterhand das erste Glied und das zweite Glied. Das erste Glied und das zweite Glied weisen jeweils zwei Enden auf. Das erste Glied ist im Bereich eines seiner Enden bezüglich der vertikal verlaufenden Achse drehbar gelagert. Somit erstreckt sich das erste Glied insbesondere horizontal.
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Im Bereich des anderen Endes des ersten Glieds ist relativ zum ersten Glied das zweite Glied in einem Bereich eines seiner Enden bezüglich der horizontal verlaufenden Achse drehbar gelagert. Im Bereich des anderen Endes des zweiten Glieds ist die Roboterhand bezüglich der weiteren horizontal verlaufenden Achse drehbar gelagert. Des Weiteren sind die beiden horizontal verlaufenden Achsen in einem Abstand parallel zueinander ausgerichtet. Dadurch erstreckt sich die Roboterhand beabstandet zur Längsausrichtung des ersten Glieds, wodurch es ermöglicht ist, die Roboterhand relativ zum ersten Glied zu schwenken.
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Der Abstand zwischen der horizontal verlaufenden Achse und der weiteren horizontal verlaufenden Achse ist z.B. zwischen 20 cm und 60 cm, insbesondere zwischen 30 cm und 50 cm, vorzugsweise zwischen 35 cm und 45 cm.
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Aufgrund des zweiten Glieds ist es möglich, die Patientenliege in ihrer Höhe, d.h. in ihrem Abstand zum Boden zu verstellen.
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Die Roboterhand kann insbesondere als Glieder des Roboterarms ein erstes Handglied, ein zweitens Handglied und ein drittes Handglied aufweisen. Das erste Handglied ist insbesondere bezüglich der weiteren horizontal verlaufenden Achse relativ zum zweiten Glied drehbar gelagert, d.h. die Roboterhand ist vorzugsweise über sein erstes Handglied bezüglich der weiteren horizontal verlaufenden Achse relativ zum zweiten Glied drehbar gelagert. Die weitere vertikal verlaufende Achse ist somit insbesondere eine Handachse der Roboterhand.
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Das zweite Handglied ist insbesondere bezüglich einer Handachse relativ zum ersten Handglied drehbar gelagert und das dritte Handglied ist insbesondere bezüglich einer weiteren Handachse relativ zum zweiten Handglied drehbar gelagert. Das dritte Handglied umfasst vorzugsweise die Befestigungsvorrichtung. Vorzugsweise schneiden sich die beiden Handachsen und die weitere horizontal verlaufende Achse, d.h. alle drei Handachsen in einem gemeinsamen Punkt. Vorzugsweise sind die Handachse und die weitere Handachse rechtwinklig zueinander ausgerichtet. Die Handachse und die weitere Handachse sind Achsen des Roboterarms.
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Die Patientenliege ist insbesondere im Bereich eines ihrer Enden an der Befestigungsvorrichtung befestigt.
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Vorzugsweise ist der Roboterarm der erfindungsgemäßen Patientenpositioniervorrichtung derart dimensioniert, dass wenn sich die Roboterhand unterhalb des ersten Glieds befindet und die Liegefläche der Patientenliege nach oben zeigt, die Liegefläche der Patientenliege einen weiteren Abstand zu einem Boden von wenigstens 45 cm und maximal 60 cm aufweist. Dadurch kann z.B. ein Lebewesen, das auf der Liegefläche liegen soll, besser auf die Liegefläche gebettet werden.
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Der Roboterarm der erfindungsgemäßen Patientenpositioniervorrichtung kann als eines der Glieder ein drittes Glied aufweisen, welches im Bereich eines seiner Enden bezüglich der vertikal verlaufenden Achse relativ zum ersten Glied drehbar gelagert ist. Das dritte Glied ist vorzugsweise bezüglich einer weiteren vertikal verlaufenden Achse im Bereich seines anderen Endes drehbar gelagert, insbesondere relativ zu einem vierten Glied des Roboterarms. Das dritte Glied und das erste Glied erstrecken sich somit insbesondere horizontal. Durch das dritte Glied kann die Patientenliege mittels des Roboters flexibler und gegebenenfalls auch weiter in der Horizontalen bewegt werden. Das vierte Glied ist z.B. ein Sockel, mit dem der Roboterarm vorzugsweise fest am Boden befestigt ist.
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Das erste Glied ist vorzugsweise direkt über dem dritten Glied angeordnet.
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Gemäß einer bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Patientenpositioniervorrichtung überlappt das erste Glied das dritte Glied mit seinem, dem zweiten Glied zugewandten Ende derart weit, dass wenn das erste Glied und das dritte Glied genau übereinander ausgerichtet sind, das zweite Glied bezüglich dem ersten Glied genau unterhalb dem ersten Glied positionierbar ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist exemplarisch in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
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1 einen medizinischen Arbeitsplatz mit einer Patientenpositioniervorrichtung und einem medizintechnischen Gerät,
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2 eine perspektivische Ansicht der Patientenpositioniervorrichtung, und
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3–5 verschiedene Seitenansichten der Patientenpositioniervorrichtung.
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Die 1 zeigt einen medizinischen Arbeitsplatz mit einer Patientenpositioniervorrichtung 1 und einem medizintechnischen Gerät 20 in einer perspektivischen Darstellung. Der medizinische Arbeitsplatz ist insbesondere für eine Strahlentherapie vorgesehen.
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Eine weitere perspektivische Ansicht der Patientenpositioniervorrichtung 1 ist in der 2 und verschiedene Seitenansichten der Patientenpositioniervorrichtung 1 sind in den 3 bis 5 gezeigt.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels handelt es sich bei dem medizintechnischen Gerät 20 um eine dem Fachmann im Prinzip bekannte Vorrichtung zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung, wie z.B. Gammastrahlung, Röntgenstrahlung, oder auch beschleunigte Elektronen, Neutronen, Protonen oder schwere Ionen. Die Vorrichtung zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung umfasst z.B. eine Strahlungsquelle, welche die ionisierende, hochenergetische Strahlung erzeugt.
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Die Patientenpositioniervorrichtung 1 umfasst insbesondere eine Patientenliege 2, die eingerichtet ist, dass auf ihr ein nicht dargestelltes Lebewesen zu liegen vermag.
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Die Patientenpositioniervorrichtung 1 umfasst einen Roboterarm 3, der eine Befestigungsvorrichtung 4 und mehrere, hintereinander angeordnete Glieder aufweist, die bezüglich Achsen relativ zueinander z.B. mittels Gelenke drehbar gelagert sind. An der Befestigungsvorrichtung 4 ist die Patientenliege 2 befestigt, sodass diese mittels des Roboterarms 3 bewegt werden kann. Insbesondere ist die Patientenliege 2 im Bereich einer ihrer Enden an der Befestigungsvorrichtung 4 befestigt.
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Der Roboterarm 3 umfasst Motoren 5, insbesondere elektrische Motoren, mit denen die einzelnen Glieder des Roboterarms 3 z.B. automatisch bewegt werden können.
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Die elektrischen Motoren 5 sind insbesondere jeweils Teil elektrischer Antriebe, deren Stellglieder bzw. Leistungselektroniken z.B. im oder am Roboterarm 3 angeordnet sein können. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die Stellglieder bzw. Leistungselektroniken in einem Steuerschrank 6 angeordnet.
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Insbesondere ist der Roboterarm 3 Teil eines Roboters, welcher neben dem Roboterarm 3 eine elektronische Steuervorrichtung 7 aufweist, die z.B. innerhalb des Steuerschranks 6 angeordnet ist.
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Die elektronische Steuervorrichtung 7 ist in nicht dargestellter Weise mit den elektrischen Antrieben verbunden.
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Auf der elektronischen Steuervorrichtung 7 läuft z.B. ein Rechnerprogramm, sodass die elektronische Steuervorrichtung 7 die Antriebe derart anzusteuern vermag, dass die Position und Orientierung der Befestigungsvorrichtung 4 und somit der Patientenliege 2 im Raum ausgerichtet werden kann. Die elektronische Steuervorrichtung 7 kann gegebenenfalls eingerichtet sein, die Antriebe des Roboters zu regeln, sodass im vorliegenden Fall der Begriff „Steuern“ auch den Begriff „Regeln“ umfassen soll. Gegebenenfalls sind die elektrischen Antriebe geregelte elektrische Antriebe.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass der Roboterarm 3 manuell bewegbar ist. Dazu kann z.B. eine mit der elektronischen Steuervorrichtung 7 verbundene, nicht näher dargestellte Eingabevorrichtung vorgesehen sein, mit der eine Person Eingaben zu tätigen vermag, aufgrund derer die elektronische Steuervorrichtung 7 den Roboterarm 3 den Eingaben entsprechend bewegt. Dadurch werden die Position und Orientierung der Befestigungsvorrichtung 4 und somit der Patientenliege 2 im Raum entsprechend ausgerichtet.
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Das medizintechnische Gerät 20 kann eine eigene, nicht näher dargestellte elektronische Steuervorrichtung aufweisen, welche den bestimmungsgemäßen Betrieb des medizintechnischen Gerätes 20 steuert. Die elektronische Steuervorrichtung des medizintechnischen Gerätes 20 und die elektronische Steuervorrichtung 7 des Roboters können derart eingerichtet sein, dass sie miteinander zu kommunizieren vermögen.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass der medizinische Arbeitsplatz eine gemeinsame elektronische Steuervorrichtung aufweist, sodass die elektronische Steuervorrichtung 7 nicht nur den Roboterarm 3 ansteuert, sondern auch den bestimmungsgemäßen Betrieb des medizintechnischen Gerätes 20 steuert.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfassen die Glieder des Roboterarms 3 eine Roboterhand 8 bzw. Handglieder der Roboterhand 8. Die Roboterhand 8 umfasst vorzugsweise drei Achsen, die im Falle der Roboterhand 8 auch als Handachsen bezeichnet werden.
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Die Roboterhand 8 umfasst als Glieder vorzugsweise drei Handglieder, insbesondere ein erstes Handglied 8a, ein bezüglich einer Handachse A5 relativ zum ersten Handglied 8a drehbar gelagertes zweites Handglied 8b und ein bezüglich einer Achse bzw. weiteren Handachse A6 relativ zum zweiten Handglied 8b drehbar gelagertes drittes Handglied 8c, welches die Befestigungsvorrichtung 4 umfasst. Die Handachse A5 und die weitere Handachse A6 sind vorzugsweise rechtwinklig zueinander ausgerichtet und schneiden sich vorzugsweise.
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Der Roboterarm 3 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels als weitere Glieder ein erstes Glied 9, ein zweites Glied 10, ein drittes Glied 11 und ein viertes Glied 12.
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Das vierte Glied 12 ist insbesondere ein Sockel oder ein Gestell des Roboterarms 3 und ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels fest am Boden befestigt.
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Das erste Glied 9 und das dritte Glied 11 erstrecken sich jeweils horizontal.
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Das erste Glied 9, das zweite Glied 10 und das dritte Glied 11 umfassen jeweils zwei Enden.
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Im Bereich eines seiner Endes ist das erste Glied 9 bezüglich einer horizontal verlaufenden Achse A3 im Bereich eines der Enden des zweiten Glieds relativ zum zweiten Glied 10 drehbar gelagert.
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Im Bereich des anderen Endes des zweiten Glieds 10 ist die Roboterhand 8, insbesondere deren erstes Handglied 8a bezüglich einer weiteren horizontal verlaufenden Achse A4 relativ zum zweiten Glied 10 drehbar gelagert. Die weitere horizontal verlaufende Achse A4 ist ebenfalls eine der drei Handachsen.
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Die horizontal verlaufende Achse A3 und die weitere horizontal verlaufende Achse A4 verlaufen somit parallel und sind mit einem Abstand a voneinander beabstandet. Der Abstand a ist insbesondere derart gewählt, dass er zwischen 20 cm und 60 cm, vorzugsweise zwischen 30 cm und 50 cm und bevorzugt zwischen 35 cm und 45 cm beträgt.
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Im Bereich seines anderen Endes ist das erste Glied 9 in einem Bereich einer der Enden des dritten Glieds 11 relativ zum dritten Glied 11 bezüglich einer vertikal verlaufenden Achse A2 drehbar gelagert.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist das dritte Glied 11 relativ zum vierten Glied 12 bzw. zum Sockel bezüglich einer weiteren vertikal verlaufenden Achse A1 drehbar gelagert.
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Insbesondere ist das erste Glied 9 über dem dritten Glied 11 angeordnet. Vorzugsweise überlappt das erste Glied 9 das dritte Glied 11 mit seinem, dem zweiten Glied 10 zugewandten Ende insbesondere derart weit, dass es möglich ist, wenn das erste Glied 9 und das dritte Glied 11 genau übereinander positioniert sind, das zweite Glied 10 bezüglich dem ersten Glied 9 genau unterhalb dem ersten Glied 9 positionierbar ist. Diese Konfiguration des Roboterarms 3 ist in den 2 und 4 dargestellt.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Roboterarm 3 derart dimensioniert, dass wenn das zweite Glied 10 bezüglich dem ersten Glied 9 genau unterhalb dem ersten Glied 9 positioniert ist und die Roboterhand 8 derart ausgerichtet ist, dass die Patientenliege 2 bzw. diejenige Fläche 2a der Patientenliege 2, die für das Lebewesen vorgesehen ist, einen Abstand b vom Boden von wenigstens 45 cm und maximal 60 cm aufweist.
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Vorzugsweise schneiden sich die beiden Handachsen A5, A6 und die weitere horizontal verlaufende Achse A4, d.h. die drei Handhachsen in einem gemeinsamen Punkt.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist der Roboterarm 3 genau sechs Freiheitsgrade auf, umfasst also genau sechs Achsen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010043421 B4 [0002]
