EP3908432A1 - Patientenpositioniervorrichtung und medizinischer arbeitsplatz - Google Patents

Patientenpositioniervorrichtung und medizinischer arbeitsplatz

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Publication number
EP3908432A1
EP3908432A1 EP19812952.0A EP19812952A EP3908432A1 EP 3908432 A1 EP3908432 A1 EP 3908432A1 EP 19812952 A EP19812952 A EP 19812952A EP 3908432 A1 EP3908432 A1 EP 3908432A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
link
axis
rotation
positioning device
joint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19812952.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Henrik Keller
Dieter Schaab
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KUKA Deutschland GmbH
Original Assignee
KUKA Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KUKA Deutschland GmbH filed Critical KUKA Deutschland GmbH
Publication of EP3908432A1 publication Critical patent/EP3908432A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041—Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G13/00—Operating tables; Auxiliary appliances therefor
    • A61G13/02—Adjustable operating tables; Controls therefor
    • A61G13/04—Adjustable operating tables; Controls therefor tiltable around transverse or longitudinal axis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/04—Positioning of patients; Tiltable beds or the like
    • A61B6/0407—Supports, e.g. tables or beds, for the body or parts of the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/04—Positioning of patients; Tiltable beds or the like
    • A61B6/0487—Motor-assisted positioning
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G13/00—Operating tables; Auxiliary appliances therefor
    • A61G13/02—Adjustable operating tables; Controls therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J18/00—Arms
    • B25J18/005—Arms having a curved shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0025—Means for supplying energy to the end effector
    • B25J19/0029—Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/02—Manipulators mounted on wheels or on carriages travelling along a guideway
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/046—Revolute coordinate type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/102—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears

Definitions

  • the invention relates to a patient positioning device, comprising a first link, which is formed as a base frame, for fastening the patient positioning device on a standing surface, a second link which is rotatably mounted on the first link by means of a first joint about a first axis of rotation third link, which is rotatably mounted on the second link by means of a second joint, about a second axis of rotation, a fourth link which is rotatably supported on the third link by means of a third joint, a fifth link, which is supported on the third link by means of a fourth Joint is rotatably mounted on the fourth link about a fourth axis of rotation, a sixth link which is rotatably supported on the fifth link by means of a fifth joint and a seventh link which is rotatable about a sixth axis of rotation by means of a sixth joint is mounted on the sixth link, the seventh link having a fastening flange, on which a patient couch of the patient positioning device is arranged.
  • the invention
  • a patient positioning device comprising a patient bed having a lying surface and a robot arm which has a plurality of members arranged one behind the other and rotatable with respect to axes and a fastening device to which the patient bed is attached, wherein the links of the robot arm comprise a robot hand, the hand members and the fastening device, and wherein a first link of the links of the robot arm in the region of one of its two ends with respect to a vertical axis is rotatably supported, a second link of the links of the robot arm is rotatably mounted in the area of one of its two ends in the area of the other end of the first link with respect to a horizontally extending axis relative to the first link, and the robot hand in the area of the other end of the second link with respect to another horizontally extending the axis is rotatably mounted relative to the second link, where the horizontal axis is aligned at a distance parallel to the further horizontally extending axis
  • a robot for example for patient positioning, comprising a robot arm with a plurality of robot members which are connected to one another via axis units, the axis units each defining at least one movement axis of the robot arm, the robot arm comprises a first end region, which enables it to be arranged on a surrounding region of the robot, and a second end region, on which an end effector can be arranged, a first axis unit arranged downstream of the first end region defining a first axis of rotation of the robot arm, and wherein the The robot arm can be arranged on the surrounding area by means of the first end area such that the first axis of rotation extends at an angle obliquely to the surrounding area.
  • WO 2017/216075 A1 discloses a patient positioning device, comprising:
  • a patient couch which has a bed surface for one person
  • the first link in the kinematic chain of the robot arm being a base frame for fastening the robot arm on a forms a footprint
  • the eighth link in the kinematic chain of the robot arm forms a mounting flange of a robot hand of the robot arm, to which the patient bed is attached
  • the second link is rotatably mounted on the first link by means of the first joint about a first, vertical axis of rotation
  • the third link is rotatably supported on the second link by means of the second joint about a second vertical axis of rotation
  • the fourth link is rotatably mounted on the third link by means of the third joint about a third vertical axis of rotation
  • the fifth link is rotatably supported by the fourth joint about a fourth horizontal axis of rotation on the fourth link
  • the robot hand of the robot arm is attached, which robot hand comprises the sixth link, the seventh link and the eighth link, as well as the fifth joint, the sixth joint and the seventh joint of the robot arm.
  • WO 2017/216077 A1 discloses a patient positioning device, comprising:
  • a patient couch which has a bed surface for one person
  • the first link in the kinematic chain of the robot arm forms a base frame for attaching the robot arm to a stand
  • the last link in the kinematic chain of the robot arm forms a mounting flange of the robot arm to which the patient bed is attached
  • the robot arm has at least one mechanical locking device, which is designed to mechanically block one of the joints of the robot arm by the me- Mechanical locking device that mechanically connects the link of the robot arm immediately downstream of the joint to be blocked in the kinematic chain of the robot arm with a support component upstream of the joint to be blocked in the kinematic chain of the robot arm at a joint remote from the joint to be blocked.
  • the object of the invention is to improve a patient positioning device in such a way that the patient couch to be moved by the patient positioning device can assume a low ascent height for patients, thus having a compact structure and nevertheless having a high degree of flexibility in movement.
  • a patient positioning device comprising:
  • a first link which is designed as a base frame, for fastening the patient positioning device on a standing surface
  • the third link is arranged on the second link by means of the second joint in such a way that in a Bodenmon day of the first link the third link is arranged below the second link by means of the second joint, around the third link by means of the second joint in an overhead position order to hang on the second link, wherein the third link is rotatably supported by the second joint under the second link,
  • a fourth link which is rotatably mounted on the third link by means of a third joint about a third axis of rotation
  • a fifth link which is rotatably mounted on the fourth link by means of a fourth joint about a fourth axis of rotation
  • a sixth link which is mounted on the fifth link rotatably about a fifth axis of rotation by means of a fifth joint, and
  • the seventh link has a mounting flange on which a patient bed of the patient positioning device is arranged.
  • the patient positioning device can have a robot arm, which is designed to movably support the patient couch in the room. By repositioning the patient bed by means of this robot arm, a patient can be positioned particularly advantageously in the room for medical treatment.
  • the patient positioning device can accordingly be formed from limbs and joints which are strung together as a so-called linear kinematic chain.
  • the Glie can be bar-shaped, whether straight or curved, and for example with a rectangular, circular or oval cross-section.
  • the limbs can thus have a straight or a curved longitudinal extension.
  • the links can be formed in particular from hollow bodies.
  • the base frame attaches the patient positioning device to a stand.
  • the footprint can also be referred to as a base for the patient positioning device.
  • the base or the base can be the floor of a room.
  • the base or the base a movable carriage of a linear axis, ie a carriage that can be moved on rails.
  • the carriage, which can be a carriage, is also known as a carriage.
  • the base frame forms a link in the patient positioning device.
  • the standing surface can represent a fastening surface on which the patient positioning device is mounted.
  • the floor space can be the floor of a room. However, the floor space does not necessarily have to be the floor of a room. Rather, in special configurations and in special applications, the stand area can also be formed by a side wall or even by a ceiling of a room.
  • Each axis of rotation can represent a degree of freedom of the kinematic chain of links and joints of the patient positioning device.
  • the axes of rotation are each assigned to a joint of the patient positioning device.
  • each joint can be a swivel joint, about which a connected member can be rotated relative to an adjacent member.
  • the patient positioning device can be fastened to the standing area, preferably in a horizontal plane, on the floor in a room of a building. If necessary, the patient positioning device can also be attached to the standing surface at an angle, for example from 5 to 30 degrees, in a position of the standing surface that is tilted out of the horizontal plane.
  • An overhead arrangement of the third link to the second link means an arrangement of the third link below the second link by means of the second joint. To this extent, the third link is suspended from the second link.
  • the third link is therefore by means of the second joint under the second link of the patient positioning device rotatably mounted about the second axis of rotation.
  • the fastening flange connects the patient bed with the kinematic chain of links and joints of the patient positioning device, so that the patient bed can be moved, in particular adjusted and / or rotated, by automatically adjusting the links of the patient positioning device.
  • the mounting flange forms a distal end member of the limbs of the patient positioning device.
  • the patient positioning device can adjust the respective links of the patient positioning device to one another by means of the respective joints and a control device that moves the joints.
  • two immediately adjacent links can be adjustably connected to one another by one of the joints.
  • the third link can be moved below the second link.
  • the first axis of rotation can determine the movement of the patient bed in a first circular path around the first link.
  • the second axis of rotation can determine the movement of the patient couch in a second circular path around the second link.
  • the third axis of rotation can in particular change the height of the patient couch to the standing surface such that a very low ascent height can be assumed for the patient and can take a different treatment height during the treatment of the patient.
  • the fourth axis of rotation can roll the patient couch around its Define the longitudinal axis by which roll angle the patient bed can be tilted.
  • the patient couch can be inclined in the longitudinal direction of the patient couch, so that the patient couch can be nodded about its longitudinal axis.
  • the sixth axis of rotation can rotate the patient bed around the seventh link.
  • the patient positioning device can assume a low ascent height in that the patient bed can be positioned near the floor due to the freedom provided by the overhead arrangement. Furthermore, a compact configuration of the joints and limbs can be achieved and thus, in addition to a long range, the patient bed can be positioned very close to the base frame.
  • the second link can be designed as a first carousel which is rotatably arranged on the first link by means of the first joint, the third link being designed as a second carousel which is rotatably arranged on the second link by means of the second link.
  • the first carousel and the second carousel each form a link in the patient positioning device.
  • the first carousel and the second carousel each form the first axis of rotation and the second axis of rotation of the patient positioning device.
  • the second link and the third link of the patient positioning device can each perform a rotary movement.
  • the front arm of the patient positioning device which is the fourth The axis of rotation, the fifth axis of rotation and the sixth axis of rotation, are pivoted in a circular path at a constant height about a vertical pivot axis.
  • the patent bed with its bed surface preferably remains in an essentially horizontal plane.
  • the patient bed can be moved on a circular path or a circular arc either at a short distance from the base frame of the patient positioning device or at a large distance from the base frame of the patient positioning device .
  • the first axis of rotation and the second axis of rotation can be arranged at least essentially parallel to one another, independently of the rotational position of the second link about the first axis of rotation, such that the second joint with its second axis of rotation maintains its parallel orientation to the first axis of rotation even when the rotational position changes of the second link around the first axis of rotation is always maintained.
  • the parallel arrangement of the first axis of rotation and the second axis of rotation means that, in the case of a vertically aligned first axis of rotation and second axis of rotation, the patient bed always remains in a substantially horizontal orientation with its bed surface, regardless of which special rotary position the first joint and / or currently occupying the second joint.
  • the angle of rotation of the first joint can optionally be 360 ° or, depending on the design, the first joint can even perform any number of complete rotations. In a modified, more preferred embodiment, however, the angle of rotation can also be limited to a maximum angle of rotation of less than 360 degrees.
  • the angle of rotation can preferably be of the order of magnitude maximum of 200 degrees to 250 degrees. In a special version, the maximum rotation angle is 220 degrees.
  • the angle of rotation can be plus 110 degrees in one direction of rotation and minus 110 degrees in the other direction of rotation.
  • the maximum angle of rotation can be determined mechanically both in one direction of rotation and in the other direction of rotation, for example by end stops.
  • the end stops can also be made adjustable, if necessary.
  • the first axis of rotation and the second axis of rotation can thus be arranged at least essentially always vertically, regardless of the rotational position of the second link about the first axis of rotation, such that the second joint with its second axis of rotation maintains its vertical orientation to the first axis of rotation even when the Always maintains the rotational position of the second link about the first axis of rotation.
  • Rotating the second link about the first axis of rotation and rotating the third link about the second axis of rotation can enable the third link to maintain its orientation in space. This is the case if the second joint is rotated at the same rotational speed as the first joint, but with the opposite direction of rotation.
  • the radial distance of the seventh link i.e. of the mounting flange of the patient positioning device can be adjusted or varied.
  • This arrangement enables the patient positioning device to position points in close proximity to the base frame of the patient positioning device by moving the second link about the first axis of rotation and the third link about that to reach the second axis of rotation precisely.
  • a compact structure can be achieved which at the same time allows a high degree of flexibility in movement.
  • the second axis of rotation and the third axis of rotation can be arranged at least substantially orthogonally to one another, independently of the rotational position of the second link about the first axis of rotation and independently of the rotational position of the third link, such that the third joint with its third axis of rotation always maintains its orthogonal orientation to the first axis of rotation and to the second axis of rotation even when the rotational position of the second link changes about the first axis of rotation and also when the rotational position of the third link changes about the second axis of rotation.
  • the second axis of rotation and the third axis of rotation can be independent of the rotational position of the second link about the first axis of rotation and independent of the rotational position of the third link about the second axis of rotation at least substantially at right angles, i.e. be arranged orthogonally to one another such that the third joint with its third axis of rotation has its horizontal orientation to the vertical first axis of rotation and to the vertical second axis of rotation even when the rotational position of the second link changes about the first axis of rotation and also when the rotational position of the third link changes always maintains the second axis of rotation.
  • Rotation of the fourth link about the third axis of rotation can change the distance, ie the height of the seventh link, in particular with the patient bed on the seventh link to the standing surface.
  • the fourth link forms a rocker which can thus be pivoted in particular about a horizontal third axis of rotation, as a result of which the height of the patient bed to the standing surface, in particular to a floor of a room, can be reduced or increased.
  • the patient positioning device can have at least one motor with a motor shaft and a gearbox with a gearbox input shaft, the motor shaft being connected to the gearbox input shaft for driving the gearbox, and the gearbox input shaft and / or a gearbox output shaft of the gearbox parallel to the second axis of rotation in the second joint is arranged and the motor is arranged on the second link in such a way that the motor shaft is arranged parallel to the transmission input shaft and / or the transmission output shaft of the transmission and parallel to the second axis of rotation above the second joint, the motor providing a torque to the transmission transmits.
  • the patient positioning device can comprise motors, in particular electric motors, which, directly or at least indirectly controlled by an electronic control device, enable movement of the patient positioning device.
  • the motors can have motor shafts that can transmit a respective torque to the associated joints of the patient positioning device.
  • the respective transmission can serve, in particular, to form a drive support and / or to implement a translation.
  • the gearbox can have a gearbox input shaft and a gearbox output shaft, in addition to their shafts.
  • the transmission input shaft introduces a torque into the transmission, which, for example, is converted into a larger torque by means of the transmission is delivered via the gearbox output shaft or a gearbox output flange.
  • the respective motor can be designed to control an associated joint of the patient positioning device.
  • the patient positioning device can have one, two or more motors. One motor in each case can in particular control exactly one assigned joint of the patient positioning device. At least one motor of the motors can be arranged on the second joint such that the motor shaft of this motor is positioned parallel to the transmission input shaft of the second joint. By means of this positioning of the at least one motor and the transmission, the torque of the motor can in particular be transmitted directly.
  • the patient positioning device can have greater freedom of movement and / or a more compact design.
  • the patient positioning device can have at least one motor with a motor shaft and a gearbox with a gearbox input shaft, the motor shaft being connected to the gearbox input shaft for driving the gearbox, and the gearbox input shaft and / or a gearbox output shaft of the gearbox parallel to the second axis of rotation in the second joint is arranged and the motor is arranged on the second link in such a way that the motor shaft is arranged orthogonally to the transmission input shaft and / or the transmission output shaft of the transmission and orthogonally to the second axis of rotation on the second joint, the motor generating torque via an angular transmission transmits to the transmission input shaft of the transmission.
  • the motor shaft to the transmission input shaft can be arranged parallel to one another, or even arranged coaxially to one another. In this way, a type of series connection is realized from the type of arrangement.
  • this structure can take up a lot of space.
  • the motor can be rotated 90 degrees relative to its previous axis of rotation and the axis of the transmission input shaft.
  • an additional transmission intermediate stage such as the angular transmission described, can be used.
  • the task of such an angular gear is therefore primarily to redirect the drive torque by 90 degrees, since the axes of rotation of the motor shaft and the transmission input shaft are rotated by 90 degrees to one another.
  • the secondary task of the Winkelge gearbox can be an increase in torque.
  • the angular gear can thus have different ratios.
  • the patient positioning device can have greater freedom of movement and / or a more compact design.
  • the transmission can be designed as a hollow shaft transmission for transmitting a torque of the motor, at least the transmission output shaft and / or the transmission input shaft of the transmission being designed as a hollow shaft.
  • the gear unit can be designed as a hollow shaft gear unit, so that power supply lines through the hollow shaft Leng gear can be guided over the joint assigned to the hollow shaft gear.
  • the hollow shaft gear can be designed to convert torques, directions of rotation and / or speeds.
  • the hollow shaft gearbox can be designed to receive an input rotary motion by means of a gear input shaft and to convert this input rotary motion.
  • the converted input rotation can be output as an output rotation by means of a transmission output shaft.
  • the patient positioning device can have at least one power supply line for electrically actuating at least one motor of the patient positioning device, which, starting from the base frame of the patient positioning device, is guided to the second joint via a cavity in the second link, by means of a central passage in the hollow shaft gear of the second joint is continued to an outlet opening of the second link and, starting from the exit opening, is carried out from the second link and is passed outside the third link and is introduced into the fourth joint via an entry opening.
  • the energy supply line can supply at least one motor of the patient positioning device with electrical energy and / or control signals. Accordingly, the motors of the patient position can be be controlled by a control device.
  • the energy supply line can be designed to transmit signals and electrical energy from the control device to the motors of the patient positioning device via the kinematics of the limbs and joints of the patient positioning device. At least one unidirectional or else bidirectional transmission of control signals and / or of energy can take place. At least one motor of the patient positioning device, several motors of the patient positioning device or all motors of the patient positioning device can be connected to the control device by the energy supply line, so that these motors can be supplied with electrical energy and / or control signals.
  • the energy supply line can have at least one first loop, which is designed for length compensation of the energy supply line during a rotational movement about the first axis of rotation, the first loop being guided coaxially around the first joint.
  • a loop can be understood to mean an excess length of the energy supply line, so that the entire length of the energy supply line is longer than the minimum length of the energy supply line for connecting the components which are connected.
  • the loop or the over- Long of the power supply line forms a reservoir of length so that the power supply line can use the reserve length in various configuration positions of the joints of the patient positioning device in order to be able to track the power supply line of the respective movement of the joints.
  • This reserve length can be placed around the first joint in the case of the first loop.
  • the loop can provide the additionally required length of the energy supply line, so that tearing of the energy supply line and / or excessive wear during movement of the joints of the patient positioning device are prevented can.
  • the axial arrangement of the at least one loop around a joint of the patient positioning device represents a compact variant for holding a line reserve for the energy supply line, with which a smooth operation of the patient positioning device can be ensured.
  • the energy supply line can have at least one second loop, which is designed for length compensation of the energy supply line during a rotary movement about the second axis of rotation and / or the third axis of rotation, where the second loop leads coaxially around the third joint.
  • the patient positioning device can encompass a linear axis which has a linearly movable slide on which the base frame of the patient positioning device can be arranged to support the patient positioning device linearly adjustable.
  • the linear axis can support the patient positioning device on its base.
  • the linear axis is designed to move the patient positioning device in particular in an at least substantially horizontal plane.
  • the entire patient positioning device can thus be moved in a room relative to the floor by means of the slide.
  • the patient positioning device By means of the movement of the slide of the linear axis, the patient positioning device can be moved in its position in space.
  • the patient positioning device can significantly extend its range of action, so that further positions in space can be reached.
  • the patient positioning device can comprise a control device, which is configured to drive at least one motor of the patient positioning device, wherein at least one motor of the patient positioning device comprises the first joint, the second joint, the third joint, the fourth joint, the fifth joint and / or the sixth joint adjusts to reposition the patient bed.
  • the control device can be designed, for example, as a computer or a microcomputer.
  • the control device can be configured to generate signals for controlling the motors of the patient positioning device.
  • a medical work station comprising a medical device and a ne patient positioning device according to one or more of the embodiments as described.
  • the medical workstation according to the invention is in particular hen for radiation therapy or for diagnostic purposes.
  • the medical device can thus preferably be a device for generating ionizing, high-energy radiation, such as e.g. Gamma radiation, X-rays, or accelerated electrons, neutrons, protons or heavy ions.
  • the device for generating an ionizing, high-energy radiation comprises e.g. a radiation source that generates the ionizing, high-energy radiation.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a first embodiment of a patient positioning device according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic perspective illustration of a second embodiment of a patient positioning device according to the invention
  • FIG. 3 is a schematic partial sectional view of the patient positioning device according to the first embodiment. 1 with a detailed view of the engine and the transmission on the second joint,
  • Fig. 4 shows a schematic partial sectional view of the patient positioning device according to the second embodiment according to FIG. 2 with a detailed view of the motor and the transmission on the second joint, such as an energy supply line,
  • Fig. 5 shows a perspective illustration of the patient positioning device according to FIG. 1 with a forearm pivoted upward about the third axis of rotation
  • Fig. 6 is a perspective view of the patient positioning device according to FIG. 1 with a forearm pivoted about the third axis of rotation into a horizontal position, and
  • Fig. 7 is a perspective view of the patient posi tioning device of FIG. 1 with a forearm pivoted down about the third axis of rotation.
  • FIGS. 1, 3 and 5 to 7 show an exemplary first embodiment of a patient positioning device 1 according to the invention.
  • FIGS. 2 and 4 show a modified second embodiment of a patient positioning device 1 according to the invention.
  • the first embodiment of the patient positioning device 1 differs from the modified second embodiment of the patient positioning device 1 essentially by the geometric configuration of the second link 3.2 and the third link 3.3, and the arrangement of the motor 8 on the second link 3.2.
  • both embodiments of the patient positioning device 1 have the following common features.
  • the patient positioning device 1 has a first link 3.1, which is designed as a base frame.
  • the first link 3.1 is mounted on a slide 11a of a linear axis 11.
  • a second member 3.2 of the patient positioning device 1 is rotatably mounted on the first member 3.1 by means of a first joint 4.1 of the patient positioning device 1.
  • Link 3.2 also runs vertically, a third link 3.3 of the patient positioning device 1 is rotatably mounted on the second link 3.2 by means of a second joint 4.2 of the patient positioning device 1.
  • the arrangement of the third link 3.3 below the second link 3.2 is realized according to the invention in such a way that the third link 3.3 is arranged in an overhead arrangement on the second link 3.2.
  • the second link 3.2 he extends completely over the second joint 4.2.
  • the third link 3.3 is always in all its rotational positions below the free end section of the second link, on which free end section the second joint 4.2 is arranged or formed.
  • a fourth link 3.4 of the patient positioning device 1 is rotatably mounted on the third link 3.3 by means of a third joint 4.3 of the patient positioning device 1, that is to say pivotably about the horizontal axis of rotation D3.
  • the third link 3.3 has an arcuate or inclined central section, which rigidly fixes a proximal end section of the third link 3.3, which has the second joint 4.2, with a distal end section of the third link 3.3, which has the third joint 4.3, at a right angle connects, such that the horizontal third axis of rotation D3 is always oriented perpendicular to the vertical second axis of rotation D2.
  • the fifth link 3.5 of the patient positioning device 1 is rotatably mounted on the fourth link 3.4 by means of a fourth joint 4.4 of the patient positioning device 1.
  • the fourth joint 4.4, a fifth joint 4.5 and a sixth joint 4.6 of the patient positioning device 1 are formed analogously to a robotic hand of a kick arm robot known per se with serial kinematics.
  • the sixth link 3.6 of the patient positioning device 1 is by means of of a fifth joint 4.5 of the patient positioning device 1 rotatably mounted on the fifth link 3.5.
  • the seventh link 3.7 of the patient positioning device 1 by means of a sixth joint 4.6 of the patient positioning device 1 is rotatably mounted on the sixth link 3.6.
  • the seventh link 3.7 forms a fastening flange to which a patient bed 2 of the patient positioning device 1 is fastened.
  • the second link 3.2 is designed as a first carousel and the third link 3.3 is formed as a second carousel.
  • the first axis of rotation D1 and the second axis of rotation D2 are always arranged at least substantially parallel to one another, regardless of the rotational position of the second link 3.2 about the first axis of rotation Dl.
  • the second axis of rotation D2 and the third axis of rotation D3 are independent of the rotational position of the second link 3.2 about the first axis of rotation D1 and regardless of the rotational position of the third link 3.3 about the second axis of rotation D2, at least essentially arranged orthogonally to one another.
  • the respective patient positioning device 1 also comprises a control device 7, which is set up to control the motors of the patient positioning device 1 in order to position the patient couch 2 in space.
  • the patient positioning device 1 comprises the linear axis 11, which is the trained as base frame first link 3.1 movable.
  • the medical work station comprises the patient positioning device 1 and a medical device 12.
  • the medical device 12 is a device known in principle to those skilled in the art for generating ionizing, high-energy radiation, such as e.g. Gamma radiation, X-rays, or even accelerated electrons, neutrons, protons or heavy ions.
  • the device for generating ionizing, high energy radiation comprises e.g. a radiation source that generates the ionizing, high-energy radiation.
  • the motor 8, which drives the third link 3.3 via a gear 9 in the second link 3.2, is at a right angle with its motor shaft second axis of rotation D2 arranged in the second link 3.2.
  • the motor 8 is coupled to the gear 9 by means of an angular gear 13.
  • the bevel gear 13 transmits the torque from the motor shaft to an output shaft of the bevel gear 13.
  • the output shaft of the bevel gear 13 is coupled via a torque-transmitting component arrangement 14 to a transmission input shaft 9.1 of the transmission 9.
  • the output shaft of the angular gear 13 is aligned parallel to the gear input shaft 9.1 of the gear 9.
  • the transmission 9 is designed as a hollow shaft transmission, ie at least the transmission output shaft and / or the transmission input shaft of the transmission 8 are designed as a hollow shaft.
  • the motor shaft of the motor 8 is accordingly stored in a horizontal orientation in the second link 3.2.
  • the motor 8, which drives the third link 3.3 via the gear 9 in the second link 3.2 is arranged with its motor shaft parallel to the second axis of rotation D2 in the second link 3.2.
  • the motor 8 is coupled to the transmission 9 by means of the torque-transmitting component assembly 14.
  • the component arrangement 14 transmits the torque from the motor shaft directly to the transmission input shaft 9.1 of the transmission 9.
  • the gear 9 is designed as a hollow shaft transmission, ie at least the transmission output shaft and / or the transmission input shaft of the transmission 8 are configured as a hollow shaft. With a floor mounting of the patient positioning device 1 as shown, the motor shaft of the motor 8 is accordingly mounted in a vertical orientation in the second link 3.2.
  • Fig. 4 shows in a (partial) sectional view of the two th member 3.2 and the first member 3.1 a portion of a power supply line 10 on the patient positioning device 1.
  • the arrangement of the power supply line 10 shown in the case of the second embodiment shown can be in the same way also be implemented in the first embodiment.
  • the energy supply line 10 is used for the electrical control of at least one motor of the patient positioning device 1.
  • the energy supply line 10 is led from the first link 3.1, ie from the base frame of the patient positioning device 1, to the second joint 4.2 via a cavity in the second link 3.2, thereby continued by means of a central bushing in the hollow shaft gear (gear 8) of the second joint 4.2 to an output opening 15 of the second link 3.2 and led out of the second link 3.2 starting from the output opening 15 and passed outside of the third link 3.3 and into the fourth joint 3.4 via an input opening.
  • the energy supply line 10 can, as can be seen in particular in FIG. 4, have at least one first loop 10.1, which is designed to compensate for the length of the energy supply line 10 during a rotational movement about the first axis of rotation Dl, the first loop 10.1 coaxially around the first joint 4.1 is led around.
  • the first loop 10.1 can provide the additionally required length of the energy supply line 1, so that the energy supply line 1 tears and / or excessive wear during the movement of the joints the patient positioning device 1 can be prevented.
  • the energy supply line 10 can, as can be seen in particular in FIGS. 5 to 7, have at least one second loop 10.2, which forms the length compensation of the energy supply line 1 during a rotary movement around the second axis of rotation D2 and / or the third axis of rotation D3 , wherein the second loop 10.2 is guided coaxially around the third joint 4.3.
  • 5 to 7 show the exemplary first embodiment of the patient device 1, each with different pivoting angle positions of the forearm of the patient positioning device 1, in particular the fourth link 3.4 about the third axis of rotation D3.
  • 5 shows a swivel angle of -25 degrees
  • a swivel angle of 0 degrees is shown in FIG. 6
  • a swivel angle of +25 degrees is shown in FIG. 7.
  • the second loop 10.2 of the energy supply line 10 is arranged flush with the trough-shaped guide 16 of the fourth link 3.4 in the swivel angle position of -25 degrees. With this flush position of the second loop 10.2 of the energy supply line 10 on the trough-shaped guide 16 of the fourth link 3.4, the fourth link 3.4 is also in its maximum lifting position for the patent couch 2.
  • the second loop 10.2 of the energy supply line 10 is arranged slightly raised from the trough-shaped guide 16 of the fourth link 3.4 in the swivel angle position of 0 degrees.
  • the second loop 10.2 of the energy supply line 10 in the swivel angle position of FIG. 7 of +25 degrees is clearly of a gutter-shaped

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Patientenpositioniervorrichtung, aufweisend ein erstes Glied (3.1), das als ein Grundgestell ausgebildet ist, zum Befestigen der Patientenpositioniervorrichtung (1) auf einer Standfläche (5), ein zweites Glied (3.2), das mittels eines ersten Gelenks (4.1) um eine erste Drehachse (Dl) drehbar an dem ersten Glied (3.1) gelagert ist, ein drittes Glied (3.3), das mittels eines zweiten Gelenks (4.2) um eine zweite Drehachse (D2) drehbar an dem zweiten Glied (3.2) gelagert ist, wobei das dritte Glied (3.3) mittels des zweiten Gelenks (4.2) derart an dem zweiten Glied (3.2) angeordnet ist, dass bei einer Bodenmontage des ersten Gliedes (3.1) das dritte Glied (3.3) mittels des zweiten Gelenks (4.2) unterhalb des zweiten Gliedes (3.2) angeordnet ist, um das dritte Glied (3.3) mittels des zweiten Gelenks (4.2) in einer Überkopfanordnung an dem zweiten Glied (3.2) aufzuhängen, wobei das dritte Glied (3.3) mittels des zweiten Gelenks (4.2) unter dem zweiten Glied (3.2) drehbar gelagert ist. Die Erfindung betrifft außerdem einen zugehörigen medizinischen Arbeitsplatz mit einer solchen Patientenpositioniervorrichtung.

Description

Patientenpositioniervorrichtung und medizinischer Arbeits platz
Die Erfindung betrifft eine Patientenpositioniervorrichtung, aufweisend ein erstes Glied, das als ein Grundgestell ausge bildet ist, zum Befestigen der Patientenpositioniervorrich tung auf einer Standfläche, ein zweites Glied, das mittels eines ersten Gelenks um eine erste Drehachse drehbar an dem ersten Glied gelagert ist, ein drittes Glied, das mittels ei nes zweiten Gelenks um eine zweite Drehachse drehbar an dem zweiten Glied gelagert ist, ein viertes Glied, das mittels eines dritten Gelenks um eine dritte Drehachse drehbar an dem dritten Glied gelagert ist, ein fünftes Glied, das mittels eines vierten Gelenks um eine vierte Drehachse drehbar an dem vierten Glied gelagert ist, ein sechstes Glied, das mittels eines fünften Gelenks um eine fünfte Drehachse drehbar an dem fünften Glied gelagert ist, und ein siebtes Glied, das mit tels eines sechsten Gelenks um eine sechste Drehachse drehbar an dem sechsten Glied gelagert ist, wobei das siebte Glied einen Befestigungsflansch aufweist, an dem eine Patientenlie ge der Patientenpositioniervorrichtung angeordnet ist. Die Erfindung betrifft außerdem einen zugehörigen medizinischen Arbeitsplatz mit einer solchen Patientenpositioniervorrich tung .
Die DE 10 2016 210 496 Al offenbart eine Patientenpositio niervorrichtung, aufweisend eine, eine Liegefläche aufweisen de Patientenliege und einen Roboterarm, der mehrere, hinter einander angeordnete, bezüglich Achsen drehbar gelagerte Glieder und eine Befestigungsvorrichtung, an der die Patien tenliege befestigt ist, aufweist, wobei die Glieder des Robo terarms eine Roboterhand, die Handglieder und die Befesti gungsvorrichtung aufweist, umfassen, und wobei 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 Robo terarms 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 verlaufen den Achse relativ zum zweiten Glied drehbar gelagert ist, wo bei die horizontal verlaufende Achse in einem Abstand paral lel zur weiteren horizontal verlaufenden Achse ausgerichtet ist .
Die DE 10 2016 211 538 Al offenbart einen Roboter, beispiels weise zur Patientenpositionierung, umfassend einen Roboterarm mit einer Mehrzahl von Robotergliedern, die über Achseinhei- ten miteinander verbunden sind, wobei die Achseinheiten je weils wenigstens eine Bewegungsachse des Roboterarms definie ren, wobei der Roboterarm einen ersten Endbereich umfasst, der ein Anordnen an einem Umgebungsbereich des Roboters er möglicht, und einen zweiten Endbereich, an dem ein Endeffek tor anordenbar ist, wobei eine dem ersten Endbereich nachge- ordnete erste Achseinheit eine erste Rotationsachse des Robo terarms definiert, und wobei der Roboterarm mittels des ers ten Endbereichs derart an dem Umgebungsbereich anordenbar ist, dass die erste Rotationsachse in einem Winkel schräg zu dem Umgebungsbereich verläuft.
Die WO 2017/216075 Al offenbart eine Patientenpositioniervor richtung, aufweisend:
- eine Patientenliege, die eine Liegefläche für eine Person aufweist ,
- einen Roboterarm mit acht Gliedern und sieben Gelenken, die in einer kinematischen Kette des Roboterarms seriell abwech selnd hintereinander angeordnet sind,
- wobei das in der kinematischen Kette des Roboterarms erste Glied ein Grundgestell zum Befestigen des Roboterarms auf ei- ner Standfläche bildet, und das in der kinematischen Kette des Roboterarms achte Glied einen Befestigungsflansch einer Roboterhand des Roboterarms bildet, an dem die Patientenliege befestigt ist,
- das zweite Glied mittels des ersten Gelenks um eine erste, vertikale Drehachse drehbar an dem ersten Glied gelagert ist,
- das dritte Glied mittels des zweiten Gelenks um eine zwei te, vertikale Drehachse drehbar an dem zweiten Glied gelagert ist ,
- das vierte Glied mittels des dritten Gelenks um eine drit te, vertikale Drehachse drehbar an dem dritten Glied gelagert ist ,
- das fünfte Glied mittels des vierten Gelenks um eine vier te, horizontale Drehachse drehbar an dem vierten Glied gela gert ist,
- und an dem fünften Glied die Roboterhand des Roboterarms befestigt ist, welche Roboterhand das sechse Glied, das sieb te Glied und das achte Glied, sowie das fünfte Gelenk, des sechste Gelenk und das siebte Gelenk des Roboterarms umfasst.
Die WO 2017/216077 Al offenbart eine Patientenpositioniervor richtung, aufweisend:
- eine Patientenliege, die eine Liegefläche für eine Person aufweist ,
- einen Roboterarm mit mehreren Gliedern und mehreren Gelen ken, die in einer kinematischen Kette des Roboterarms seriell abwechselnd hintereinander angeordnet sind,
- wobei das in der kinematischen Kette des Roboterarms erste Glied ein Grundgestell zum Befestigen des Roboterarms auf ei ner Standfläche bildet, und das in der kinematischen Kette des Roboterarms letzte Glied einen Befestigungsflansch des Roboterarms bildet, an dem die Patientenliege befestigt ist,
- und der Roboterarm wenigstens eine mechanische Verriege lungsvorrichtung aufweist, die ausgebildet ist, eines der Ge lenke des Roboterarms mechanisch zu blockieren, indem die me- chanische Verriegelungsvorrichtung das in der kinematischen Kette des Roboterarms dem zu blockierenden Gelenk unmittelbar nachgelagerte Glied des Roboterarms mit einer in der kinema tischen Kette des Roboterarms dem zu blockierenden Gelenk vorgelagerte Stützkomponente an einer dem zu blockierenden Gelenk gelenkfernen Stelle mechanisch verbindet.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Patientenpositioniervor richtung derart zu verbessern, dass die von der Patientenpo sitioniervorrichtung zu bewegende Patentenliege eine niedrige Aufstiegshöhe für Patienten einnehmen kann, somit einen kom pakten Aufbau aufweist und trotzdem ein hohes Maß an Bewe gungsflexibilität besitzt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Patienten positioniervorrichtung, aufweisend :
- ein erstes Glied, das als ein Grundgestell ausgebildet ist, zum Befestigen der Patientenpositioniervorrichtung auf einer Standfläche,
- ein zweites Glied, das mittels eines ersten Gelenks um eine erste Drehachse drehbar an dem ersten Glied gelagert ist,
- ein drittes Glied, das mittels eines zweiten Gelenks um ei ne zweite Drehachse drehbar an dem zweiten Glied gelagert ist ,
- wobei das dritte Glied mittels des zweiten Gelenks derart an dem zweiten Glied angeordnet ist, dass bei einer Bodenmon tage des ersten Gliedes das dritte Glied mittels des zweiten Gelenks unterhalb des zweiten Gliedes angeordnet ist, um das dritte Glied mittels des zweiten Gelenks in einer Überkopfan ordnung an dem zweiten Glied aufzuhängen, wobei das dritte Glied mittels des zweiten Gelenks unter dem zweiten Glied drehbar gelagert ist,
- ein viertes Glied, das mittels eines dritten Gelenks um ei ne dritte Drehachse drehbar an dem dritten Glied gelagert ist , - ein fünftes Glied, das mittels eines vierten Gelenks um ei ne vierte Drehachse drehbar an dem vierten Glied gelagert ist ,
- ein sechstes Glied, das mittels eines fünften Gelenks um eine fünfte Drehachse drehbar an dem fünften Glied gelagert ist, und
- ein siebtes Glied, das mittels eines sechsten Gelenks um eine sechste Drehachse drehbar an dem sechsten Glied gelagert ist ,
- wobei das siebte Glied einen Befestigungsflansch aufweist, an dem eine Patientenliege der Patientenpositioniervorrich tung angeordnet ist.
Die Patientenpositioniervorrichtung kann insoweit einen Robo terarm aufweisen, der ausgebildet ist, die Patientenliege im Raum beweglich zu lagern. Durch ein Umpositionieren der Pati entenliege mittels dieses Roboterarms kann ein Patient für eine medizinische Behandlung besonders vorteilhaft im Raum positioniert werden.
Die Patientenpositioniervorrichtung kann demgemäß aus Glie dern und Gelenken gebildet werden, welche als eine sogenannte lineare kinematische Kette aneinandergereiht sind. Die Glie der können unter anderem balkenförmig, ob gerade oder gebo gen, und beispielsweise mit einem rechteckigen, kreisförmigen oder ovalen Querschnitt ausgebildet sein. Die Glieder können somit eine gerade oder eine gebogene Längserstreckung aufwei sen. Die Glieder können insbesondere aus Hohlkörpern gebildet werden .
Das Grundgestell befestigt die Patientenpositioniervorrich tung an einer Standfläche. Die Standfläche kann auch als eine Basis für die Patientenpositioniervorrichtung bezeichnet wer den. Die Standfläche bzw. die Basis kann der Boden eines Rau mes sein. Alternativ kann die Standfläche oder die Basis auch ein beweglicher Schlitten einer Linearachse, d.h. ein auf Schienen verfahrbarer Fahrwagen sein. Der Schlitten, der in soweit ein Fahrwagen sein kann, wird unter anderem auch als Laufwagen bezeichnet. Das Grundgestell bildet ein Glied der Patientenpositioniervorrichtung. Die Standfläche kann eine Befestigungsfläche darstellen, an welcher die Patientenposi tioniervorrichtung montiert ist. Zwar kann die Standfläche der Boden eines Raumes sein. Die Standfläche muss jedoch nicht notwendiger Weise der Boden eines Raumes sein. Vielmehr kann die Standfläche in besonderen Ausgestaltungen und bei besonderen Anwendungen auch von einer Seitenwand oder sogar von einer Decke eines Raumes gebildet werden.
Jede Drehachse kann einen Freiheitsgrad der kinematischen Kette aus Gliedern und Gelenken der Patientenpositioniervor richtung darstellen. Dabei sind die Drehachsen jeweils einem Gelenk der Patientenpositioniervorrichtung zugeordnet. Jedes Gelenk kann insoweit ein Drehgelenk sein, um das ein verbun denes Glied relativ zu einem benachbarten Glied gedreht wer den kann.
Bei einer Bodenmontage kann die Patientenpositioniervorrich tung an der Standfläche, vorzugsweise in einer horizontalen Ebene, auf dem Boden in einem Raum eines Gebäudes befestigt sein. Die Patientenpositioniervorrichtung kann gegebenenfalls aber auch in einer um einen Winkel, beispielsweise von 5 bis 30 Grad, in einer aus der horizontalen Ebene gekippten Lage der Standfläche auf dieser befestigt sein.
Eine Überkopfanordnung des dritten Glieds zum zweiten Glied bedeutet eine Anordnung des dritten Gliedes unterhalb des zweiten Glieds mittels des zweiten Gelenks. Das dritte Glied ist insoweit an dem zweiten Glied hängend gelagert. Das drit te Glied ist folglich mittels des zweiten Gelenks unter dem zweiten Glied der Patientenpositioniervorrichtung um die zweite Drehachse drehbar gelagert.
Der Befestigungsflansch verbindet die Patientenliege mit der kinematischen Kette von Gliedern und Gelenken der Patienten positioniervorrichtung, so dass die Patientenliege durch au tomatisches Verstellen der Glieder der Patientenpositionier vorrichtung im Raum bewegt, insbesondere verstellt und/oder verdreht werden kann. Der Befestigungsflansch bildet insoweit ein distales Endglied der Glieder der Patientenpositionier vorrichtung .
Die Patientenpositioniervorrichtung kann zum Ändern der Posi tion und/oder Lage der Patientenliege die jeweiligen Glieder der Patientenpositioniervorrichtung zueinander mittels der jeweiligen Gelenke und einer die Gelenke bewegenden Steuer vorrichtung verstellen. Dazu können jeweils zwei unmittelbar benachbarte Glieder durch jeweils eines der Gelenke gegenei nander verstellbar verbunden sein. Mittels der erfindungsge mäßen Überkopfanordnung des dritten Glieds an dem zweiten Glied kann ein Bewegen des dritten Glieds unterhalb des zwei ten Glieds erfolgen.
Bei Montage des ersten Glieds der Patientenpositioniervor richtung auf der Standfläche insbesondere auf einem Boden ei nes Raumes kann die erste Drehachse die Bewegung der Patien tenliege in einer ersten Kreisbahn um das erste Glied bestim men. Darüber hinaus kann die zweite Drehachse die Bewegung der Patientenliege in einer zweiten Kreisbahn um das zweite Glied bestimmen. Die dritte Drehachse kann insbesondere die Höhe der Patientenliege zu der Standfläche verändern, derart, dass auch eine sehr niedrige Aufstiegshöhe für den Patienten eingenommen werden kann und eine andere Behandlungshöhe wäh rend der Behandlung des Patienten einnehmen kann. Die vierte Drehachse kann einen Rollwinkel der Patientenliege um seine Längssachse definieren, um welchen Rollwinkel die Patienten liege gekippt werden kann. Mittels der fünften Drehachse kann eine Schrägstellung der Patientenliege in Längsrichtung der Patientenliege erfolgen, sodass ein Nicken der Patientenliege um ihre Längssachse durchgeführt werden kann. Die sechste Drehachse kann die Patientenliege um das siebte Glied herum drehen .
Durch die Überkopfanordnung des dritten Glieds an dem zweiten Glied kann die Patientenpositioniervorrichtung eine niedrige Aufstiegshöhe annehmen, indem die Patientenliege aufgrund der Freiheit durch die Überkopfanordnung bodennaher positioniert werden kann. Weiterhin kann eine kompakte Konfiguration der Gelenke und Glieder erreicht und somit neben einer großen Reichweite auch eine dem Grundgestell sehr nahe Lagerung der Patientenliege ermöglicht werden.
Das zweite Glied kann als ein erstes Karussell ausgebildet sein, das mittels des ersten Gelenks drehbar an dem ersten Glied angeordnet ist, wobei das dritte Glied als ein zweites Karussell ausgebildet ist, das mittels des zweiten Gelenks drehbar an dem zweiten Glied angeordnet ist.
Das erste Karussell und das zweite Karussell bilden jeweils ein Glied der Patientenpositioniervorrichtung. Das erste Ka russell und das zweite Karussell bilden jeweils die erste Drehachse und die zweite Drehachse der Patientenpositionier vorrichtung. Mittels der ersten Drehachse und der zweiten Drehachse kann das zweite Glied und das dritte Glied der Pa tientenpositioniervorrichtung jeweils eine Drehbewegung aus führen .
Durch die Anordnung des ersten Karussells und des zweiten Ka russells insbesondere mit vertikalen Drehachsen kann der Vor derarm der Patientenpositioniervorrichtung, der die vierte Drehachse, die fünfte Drehachse und die sechse Drehachse um fasst, in einer Kreisbahn auf einer gleichbleibenden Höhe um eine vertikale Schwenkachse geschwenkt werden. Dabei bleibt die Patentenliege mit ihrer Liegefläche vorzugsweise in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene.
Durch den Aufbau des zweiten Glieds und des dritten Glieds als ein erstes Karussell und ein zweites Karussell kann die Patentenliege auf einer Kreisbahn oder einem Kreisbogen wahl weise in kurzer Distanz zum Grundgestell der Patientenpositi oniervorrichtung bewegt werden oder in weitem Abstand vom Grundgestell der Patientenpositioniervorrichtung bewegt wer den .
Die erste Drehachse und die zweite Drehachse können unabhän gig der Drehstellung des zweiten Glieds um die erste Drehach se zumindest im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein, derart, dass das zweite Gelenk mit seiner zweiten Dreh achse seine parallele Orientierung zur ersten Drehachse auch bei Änderung der Drehstellung des zweiten Glieds um die erste Drehachse stets beibehält.
Die parallel Anordnung von erster Drehachse und zweiter Dreh achse bewirkt, dass im Falle von vertikal ausgerichteter ers ter Drehachse und zweiter Drehachse die Patientenliege stets mit ihrer Liegefläche in einer im Wesentlichen horizontalen Ausrichtung bleibt, unabhängig davon, welche spezielle Dreh stellung das erste Gelenk und/oder das zweite Gelenk momentan einnehmen. Der Drehwinkel des ersten Gelenks kann gegebenen falls 360° betragen bzw. das erste Gelenk kann je nach kon struktiver Ausführung sogar eine beliebige Anzahl von voll ständigen Umdrehungen ausführen. In einer abgewandelten, eher bevorzugten Ausführungsform kann der Drehwinkel jedoch auch auf einen maximalen Drehwinkel von kleiner 360 Grad begrenzt sein. So kann der Drehwinkel vorzugsweise in der Größenord- nung von insgesamt maximal 200 Grad bis 250 Grad liegen. In einer speziellen Ausführung beträgt der maximale Drehwinkel 220 Grad. Bei diesem maximalen Drehwinkel von 220 Grad, kann ausgehend von einer Nulllage des Karussells der Drehwinkel in die eine Drehrichtung plus 110 Grad betragen und in die ande re Drehrichtung minus 110 Grad betragen. Der maximale Dreh winkel kann sowohl in der einen Drehrichtung als auch in der anderen Drehrichtung beispielsweise durch Endanschläge mecha nisch festgelegt sein. Die Endanschläge können gegebenenfalls auch verstellbar ausgeführt sein.
Die erste Drehachse und die zweite Drehachse können unabhän gig der Drehstellung des zweiten Glieds um die erste Drehach se somit zumindest im Wesentlichen stets vertikal angeordnet sein, derart, dass das zweite Gelenk mit seiner zweiten Dreh achse seine vertikale Orientierung zur ersten Drehachse auch bei Änderung der Drehstellung des zweiten Glieds um die erste Drehachse stets beibehält.
Ein Drehen des zweiten Glieds um die erste Drehachse und ein Drehen des dritten Glieds um die zweite Drehachse können dem dritten Glied ermöglichen, seine Orientierung im Raum beizu behalten. Dies ist der Fall, wenn das zweite Gelenk mit der selben Drehgeschwindigkeit wir das erste Gelenk, jedoch mit entgegengesetzter Drehrichtung gedreht wird. Mittels der Dre hung um die erste Drehachse und die Drehung um die zur ersten Drehachse parallele zweite Drehachse kann die radiale Entfer nung des siebten Glieds, d.h. des Befestigungsflansches der Patientenpositioniervorrichtung eingestellt bzw. variiert werden .
Diese Anordnung ermöglicht es der Patientenpositioniervor richtung Raumpunkte in nächster Nähe zum Grundgestell der Pa tientenpositioniervorrichtung durch das Bewegen des zweiten Glieds um die erste Drehachse und des dritten Glieds um die zweite Drehachse präzise zu erreichen. Folglich kann ein kom pakter Aufbau erzielt werden, der gleichzeitig ein hohes Maß an Bewegungsflexibilität erlaubt.
Die zweite Drehachse und die dritte Drehachse können unabhän gig der Drehstellung des zweiten Gliedes um die erste Dreh achse und unabhängig der Drehstellung des dritten Gliedes um die zweite Drehachse zumindest im Wesentlichen orthogonal zu einander angeordnet sein, derart, dass das dritte Gelenk mit seiner dritten Drehachse seine orthogonale Orientierung zur ersten Drehachse und zur zweiten Drehachse auch bei Änderung der Drehstellung des zweiten Glieds um die erste Drehachse und auch bei Änderung der Drehstellung des dritten Glieds um die zweite Drehachse stets beibehält.
Die zweite Drehachse und die dritte Drehachse können unabhän gig der Drehstellung des zweiten Gliedes um die erste Dreh achse und unabhängig der Drehstellung des dritten Gliedes um die zweite Drehachse zumindest im Wesentlichen rechtwinkelig, d.h. orthogonal zueinander angeordnet sein, derart, dass das dritte Gelenk mit seiner dritten Drehachse seine horizontale Orientierung zur vertikalen ersten Drehachse und zur vertika len zweiten Drehachse auch bei Änderung der Drehstellung des zweiten Glieds um die erste Drehachse und auch bei Änderung der Drehstellung des dritten Glieds um die zweite Drehachse stets beibehält.
Ein Drehen des vierten Glieds um die dritte Drehachse kann die Entfernung, d.h. die Höhe des siebten Gliedes insbesonde re mit der am siebten Glied gelagerten Patientenliege zur Standfläche verändern. Das vierte Glied bildet insoweit eine Schwinge, die somit insbesondere um eine horizontale dritte Drehachse geschwenkt werden kann, wodurch die Höhe der Pati entenliege zur Standfläche insbesondere zu einem Boden eines Raumes verringert oder erhöht werden kann. Mittels der orthogonalen Anordnung der dritten Drehachse zur zweiten Drehachse kann somit die Aufstiegshöhe für Patienten auf die Patientenliege eingestellt werden und/oder die Pati entenliege in einen benötigten Abstand zur Standfläche oder zu einem medizintechnischen Gerät gebracht werden.
Die Patientenpositioniervorrichtung kann wenigstens einen Mo tor mit einer Motorwelle und ein Getriebe mit einer Getriebe eingangswelle aufweisen, wobei zum Antreiben des Getriebes die Motorwelle an die Getriebeeingangswelle angeschlossen ist, und die Getriebeeingangswelle und/oder eine Getriebeaus gangswelle des Getriebes parallel zu der zweiten Drehachse in dem zweiten Gelenk angeordnet ist und der Motor am zweiten Glied derart angeordnet ist, dass die Motorwelle parallel zu der Getriebeeingangswelle und/oder der Getriebeausgangswelle des Getriebes und parallel zu der zweiten Drehachse oberhalb des zweiten Gelenks angeordnet ist, wobei der Motor ein Dreh moment an das Getriebe überträgt.
Die Patientenpositioniervorrichtung kann Motoren, insbesonde re elektrische Motoren, umfassen, die direkt oder zumindest indirekt angesteuert durch eine elektronische Steuervorrich tung eine Bewegung der Patientenpositioniervorrichtung ermög lichen. Die Motoren können Motorwellen aufweisen, die ein je weiliges Drehmoment auf die zugeordneten Gelenke der Patien tenpositioniervorrichtung übertragen können.
Das jeweilige Getriebe kann insbesondere dazu dienen, eine Antriebsunterstützung zu bilden und/oder eine Übersetzung zu realisieren. Das Getriebe kann dazu, gegebenenfalls neben an deren Wellen, eine Getriebeeingangswelle und eine Getriebe ausgangswelle aufweisen. Die Getriebeeingangswelle leitet ein Drehmoment in das Getriebe ein, welches mittels des Getriebes beispielsweise in ein größeres Drehmoment gewandelt wird und über die Getriebeausgangswelle oder einem Getriebeausgangs flansch abgegeben wird.
Der jeweilige Motor kann ausgebildet sein ein zugeordnetes Gelenk der Patientenpositioniervorrichtung anzusteuern. Die Patientenpositioniervorrichtung kann ein, zwei oder mehrere Motoren aufweisen. Jeweils ein Motor kann insbesondere genau ein zugeordnetes Gelenk der Patientenpositioniervorrichtung ansteuern. Wenigstens ein Motor der Motoren kann an dem zwei ten Gelenk derart angeordnet sein, dass die Motorwelle dieses Motors parallel zu der Getriebeeingangswelle des zweiten Ge lenks positioniert ist. Mittels dieser Positionierung des we nigstens einen Motors und des Getriebes kann das Drehmoment des Motors insbesondere direkt übertragen werden.
Durch eine parallele Anordnung von Motorwelle und Getriebe eingangswelle kann eine kompakte Auslegung der Glieder und Gelenke erreicht werden, bei der die Motorwelle und die Ge triebeeingangswelle nahe beieinander liegen können. Die Pati entenpositioniervorrichtung kann in Folge eine größere Bewe gungsfreiheit und/oder eine kompaktere Bauform aufweisen.
Die Patientenpositioniervorrichtung kann wenigstens einen Mo tor mit einer Motorwelle und ein Getriebe mit einer Getriebe eingangswelle aufweisen, wobei zum Antreiben des Getriebes die Motorwelle an die Getriebeeingangswelle angeschlossen ist, und die Getriebeeingangswelle und/oder eine Getriebeaus gangswelle des Getriebes parallel zu der zweiten Drehachse in dem zweiten Gelenk angeordnet ist und der Motor am zweiten Glied derart angeordnet ist, dass die Motorwelle orthogonal zu der Getriebeeingangswelle und/oder der Getriebeausgangs welle des Getriebes und orthogonal zu der zweiten Drehachse an dem zweiten Gelenk angeordnet ist, wobei der Motor ein Drehmoment über ein Winkelgetriebe an die Getriebeeingangs welle des Getriebes überträgt. In einer ersten Ausführungsva- riante kann die Motorwelle zur Getriebeeingangswelle, wie oben beschreiben parallel zueinander angeordnet sein, oder sogar koaxial zueinander angeordnet sein. So wird von der An ordnungsart betrachtet eine Art von Reihenschaltung reali siert. Aufgrund des großen Getriebedurchmessers und der deut lichen axialen Motorlänge kann dieser Aufbau allerdings sehr viel Platz in Anspruch nehmen. Um die Aufbaulänge bzw. die Aufbauhöhe zu verkürzen, kann in einer abgewandelten Ausfüh rungsvariante der Anordnung von Motorwelle zur Getriebeein gangswelle, der Motor um 90 Grad relativ zu seiner bisherigen Drehachse und der Achse der Getriebeeingangswelle gedreht sein. Um das Motorantriebsmoment in das Hauptgetriebe weiter leiten zu können, kann eine zusätzliche Getriebezwischenstu fe, wie das beschriebene Winkelgetriebe benutzt werden. Die Aufgabe eines solchen Winkelgetriebes ist somit primär, das Antriebsdrehmoment um 90 Grad umzuleiten, da die Drehachsen der Motorwelle und der Getriebeeingangswelle um 90 Grad ge geneinander gedreht sind. Die sekundäre Aufgabe des Winkelge triebes kann eine Erhöhung des Drehmomentes sein. Somit kann das Winkelgetriebes verschiedene Übersetzungen besitzen.
Durch eine orthogonale d.h. rechtwinkelige Anordnung von Mo torwelle und Getriebeeingangswelle kann eine kompakte Ausle gung der Glieder und Gelenke erreicht werden. Die Patienten positioniervorrichtung kann in Folge eine größere Bewegungs freiheit und/oder eine kompaktere Bauform aufweisen.
Das Getriebe kann als ein Hohlwellengetriebe zum Übertragen eines Drehmoments des Motors ausgebildet sein, wobei zumin dest die Getriebeausgangswelle und/oder die Getriebeeingangs welle des Getriebes als eine Hohlwelle ausgebildet ist.
Das Getriebe kann als ein Hohlwellengetriebe ausgebildet sein, so dass Energieversorgungsleitungen durch das Hohlwel- lengetriebe hindurch über das dem Hohlwellengetriebe zugeord nete Gelenk hinweg geführt werden können.
Das Hohlwellengetriebe kann ausgebildet sein Drehmomente, Drehrichtungen und/oder Drehzahlen zu wandeln. Das Hohlwel lengetriebe kann ausgebildet sein, mittels einer Getriebeein gangswelle eine Eingangsdrehbewegung aufzunehmen und diese Eingangsdrehbewegung zu wandeln. Die gewandelte Eingangsdreh bewegung kann mittels einer Getriebeausgangswelle als eine Ausgangsdrehbewegung abgegeben werden.
Mittels des Hohlwellengetriebes kann eine kompaktere Bauweise mit einer effizienteren Kabelführung kombiniert werden, der art, dass Kabel bzw. Leitungen direkter geführt werden können und die Freiheit der Bewegung der Patientenpositioniervor richtung nicht eingeschränkt wird.
Die Patientenpositioniervorrichtung kann wenigstens eine Energieversorgungsleitung zum elektrischen Ansteuern wenigs tens eines Motors der Patientenpositioniervorrichtung aufwei sen, welche von dem Grundgestell der Patientenpositioniervor richtung ausgehend zu dem zweiten Gelenk über einen Hohlraum im zweiten Glied geführt ist, mittels einer zentralen Durch führung in dem Hohlwellengetriebe des zweiten Gelenks zu ei ner Ausgangsöffnung des zweiten Glieds weitergeführt ist und ausgehend von der Ausgangsöffnung aus dem zweiten Glied her ausgeführt und außerhalb des dritten Glieds vorbeigeführt und über eine Eingangsöffnung in das vierte Gelenk hineingeführt ist .
Die Energieversorgungsleitung kann wenigstens einen Motor der Patientenpositioniervorrichtung mit elektrischer Energie und/oder Steuersignalen versorgen. Über die Energieversor gungsleitung können demgemäß die Motoren der Patientenpositi- oniervorrichtung durch eine Steuervorrichtung angesteuert werden .
Die Energieversorgungsleitung kann ausgebildet sein, Signale und elektrische Energie von der Steuervorrichtung an die Mo toren der Patientenpositioniervorrichtung über die Kinematik der Glieder und Gelenke der Patientenpositioniervorrichtung hinweg zu übertragen. Es kann zumindest eine unidirektionale oder aber auch eine bidirektionale Übertragung von Steuersig nalen und/oder von Energie stattfinden. Wenigstens ein Motor der Patientenpositioniervorrichtung, mehrere Motoren der Pa tientenpositioniervorrichtung oder alle Motoren der Patien tenpositioniervorrichtung können durch die Energieversor gungsleitung mit der Steuervorrichtung verbunden sein, so dass diese Motoren mit elektrischer Energie und/oder Steuer signalen versorgt werden können.
Durch die Ansteuerung des wenigstens einen Motors der Patien tenpositioniervorrichtung oder beispielsweise aller Motoren der Patientenpositioniervorrichtung über die zumindest teil weise innenliegende Energieversorgungsleitung kann eine kom pakte Ausbildung der Patientenpositioniervorrichtung erreicht werden .
Die Energieversorgungsleitung kann wenigstens eine erste Schlaufe aufweisen, welche zum Längenausgleich der Energie versorgungsleitung während einer Drehbewegung um die erste Drehachse ausgebildet ist, wobei die erste Schlaufe koaxial um das erste Gelenk herumgeführt ist.
Unter einer Schlaufe kann eine Überlänge der Energieversor gungsleitung verstanden werden, so dass die gesamte Länge der Energieversorgungsleitung länger ist, als die minimale Länge der Energieversorgungsleitung zum Anschließen der Komponen ten, welche angeschlossen sind. Die Schlaufe bzw. die Über- lange der Energieversorgungsleitung bildet insoweit ein Re servoir an Länge, so dass in verschiedenen Konfigurations stellungen der Gelenke der Patientenpositioniervorrichtung die Energieversorgungsleitung die Reservelänge genutzt werden kann, um die Energieversorgungsleitung der jeweiligen Bewe gung der Gelenke nachführen zu können. Diese Reservelänge kann im Falle der ersten Schlaufe um das erste Gelenk herum gelegt sein.
Die Schlaufe kann bei Bewegung wenigstens einer der Achsen bzw. der Gelenke der Patientenpositioniervorrichtung die zu sätzlich benötigte Länge der Energieversorgungsleitung zur Verfügung stellen, so dass ein Reißen der Energieversorgungs leitung und/oder ein übermäßiger Verschleiß während der Bewe gung der Gelenke der Patientenpositioniervorrichtung verhin dert werden kann.
Das axiale Anordnen der wenigstens einen Schlaufe um ein Ge lenk der Patientenpositioniervorrichtung herum, stellt eine kompakte Variante zum Vorhalten einer Leitungsreserve für die Energieversorgungsleitung dar, mit der ein reibungsloser Be trieb der Patientenpositioniervorrichtung sichergestellt wer den kann.
Die Energieversorgungsleitung kann wenigstens eine zweite Schlaufe aufweisen, welche zum Längenausgleich der Energie versorgungsleitung während einer Drehbewegung um die zweite Drehachse und/oder die dritte Drehachse ausgebildet ist, wo bei die zweite Schlaufe koaxial um das dritte Gelenk herumge führt ist.
Die Patientenpositioniervorrichtung kann eine Linearachse um fassen, welche einen linear beweglichen Schlitten aufweist, auf der das Grundgestell der Patientenpositioniervorrichtung angeordnet sein kann, um die Patientenpositioniervorrichtung linear verstellbar zu lagern.
Die Linearachse kann die Patientenpositioniervorrichtung auf ihrer Standfläche beweglich lagern. Die Linearachse ist inso weit ausgebildet, die Patientenpositioniervorrichtung insbe sondere in einer zumindest im Wesentlichen horizontalen Ebene zu bewegen. Die gesamte Patientenpositioniervorrichtung kann somit mittels des Schlittens relativ zum Boden in einem Raum bewegt werden.
Mittels der Bewegung des Schlittens der Linearachse kann die Patientenpositioniervorrichtung in ihrer Position im Raum be wegt werden.
Durch diese zusätzliche Achse in Form der Linearachse kann die Patientenpositioniervorrichtung seinen Wirkungsbereich deutlich erweitern, sodass weiter entfernte Positionen im Raum erreicht werden können.
IDie Patientenpositioniervorrichtung kann eine Steuervor richtung umfassen, die eingerichtet ist, wenigstens einen Mo tor der Patientenpositioniervorrichtung anzutreiben, wobei wenigstens ein Motor der Patientenpositioniervorrichtung das erste Gelenk, das zweite Gelenk, das dritte Gelenk, das vier te Gelenk, das fünfte Gelenk und/oder das sechste Gelenk ver stellt, um die Patientenliege umzupositionieren.
Die Steuervorrichtung kann beispielsweise als ein Computer oder ein Mikrocomputer ausgebildet sein. Die Steuereinrich tung kann zum Generieren von Signalen zum Steuern der Motoren der Patientenpositioniervorrichtung eingerichtet sein.
Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch einen medizinischen Arbeitsplatz, aufweisend ein medizintechnisches Gerät und ei- ne Patientenpositioniervorrichtung nach einer oder mehreren der Ausführungsformen, wie beschrieben.
Der erfindungsgemäße medizinische Arbeitsplatz ist insbeson dere für eine Strahlentherapie oder zur Diagnostik vorgese hen. Das medizintechnische Gerät kann somit vorzugsweise eine Vorrichtung zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergeti schen Strahlung, wie z.B. Gammastrahlung, Röntgenstrahlung, oder auch beschleunigte Elektronen, Neutronen, Protonen oder schwere Ionen sein. Die Vorrichtung zum Erzeugen einer ioni sierenden, hochenergetischen Strahlung umfasst z.B. eine Strahlungsquelle, welche die ionisierende, hochenergetische Strahlung erzeugt.
Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nach folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Konkrete Merkmale dieser exemplari schen Ausführungsbeispiele können unabhängig davon, in wel chem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder in weiteren Kombinationen betrachtet, all gemeine Merkmale der Erfindung darstellen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pati entenpositioniervorrichtung,
Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pa tientenpositioniervorrichtung,
Fig. 3 eine schematische Teilschnittdarstellung der Patien tenpositioniervorrichtung gemäß der ersten Ausfüh- rungsform nach Fig. 1 mit einer Detailansicht des Motors und des Getriebes an dem zweiten Gelenk,
Fig . 4 eine schematische Teilschnittdarstellung der Patien tenpositioniervorrichtung gemäß der zweiten Ausfüh rungsform nach Fig. 2 mit einer Detailansicht des Motors und des Getriebes an dem zweiten Gelenk, so wie einer Energiezuführungsleitung,
Fig . 5 eine perspektivische Darstellung der Patientenposi tioniervorrichtung nach Fig. 1 mit einem um die dritte Drehachse nach oben geschwenktem Vorderarm,
Fig . 6 eine perspektivische Darstellung der Patientenposi tioniervorrichtung nach Fig. 1 mit einem um die dritte Drehachse in eine horizontale Lage geschwenk tem Vorderarm, und
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung der Patientenposi tioniervorrichtung nach Fig. 1 mit einem um die dritte Drehachse nach unten geschwenktem Vorderarm.
Die Fig. 1, Fig. 3, sowie die Fig. 5 bis Fig. 7 zeigen eine beispielhafte erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Patientenpositioniervorrichtung 1. Die Fig. 2 und Fig. 4 zei gen eine abgewandelte zweite Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Patientenpositioniervorrichtung 1.
Die erste Ausführungsform der Patientenpositioniervorrichtung 1 unterscheidet sich von der abgewandelten zweiten Ausfüh rungsform der Patientenpositioniervorrichtung 1 im Wesentli chen durch die geometrische Ausbildung des zweiten Gliedes 3.2 und des dritten Gliedes 3.3, sowie die Anordnung des Mo tors 8 an dem zweiten Glied 3.2.
Beide Ausführungsformen der Patientenpositioniervorrichtung 1 weisen jedoch die folgenden gemeinsamen Merkmale auf.
Die Patientenpositioniervorrichtung 1 weist ein erstes Glied 3.1 auf, das als Grundgestell ausgebildet ist. Das erste Glied 3.1 ist im Falle der vorliegenden Ausführungsformen auf einem Schlitten 11a einer Linearachse 11 montiert.
Zur Bildung einer ersten Drehachse Dl, die in den vorliegen den Ausführungsformen aufgrund einer Bodenmontage der Patien tenpositioniervorrichtung 1 vertikal verläuft, ist ein zwei tes Glied 3.2 der Patientenpositioniervorrichtung 1 mittels eines ersten Gelenks 4.1 der Patientenpositioniervorrichtung 1 drehbar an dem ersten Glied 3.1 gelagert.
Zur Bildung einer zweiten Drehachse D2, die in den vorliegen den Ausführungsformen aufgrund einer Bodenmontage der Patien tenpositioniervorrichtung 1 und der Gestalt des zweiten
Glieds 3.2 auch vertikal verläuft, ist ein drittes Glied 3.3 der Patientenpositioniervorrichtung 1 mittels eines zweiten Gelenks 4.2 der Patientenpositioniervorrichtung 1 drehbar an dem zweiten Glied 3.2 gelagert.
Die Anordnung des dritten Glieds 3.3 unterhalb des zweiten Glieds 3.2 ist erfindungsgemäß derart realisiert, dass das dritte Glied 3.3 in einer Überkopfanordnung an dem zweiten Glied 3.2 aufgehängt angeordnet ist. Das zweite Glied 3.2 er streckt sich dabei vollständig über das zweite Gelenk 4.2 hinweg. Das dritte Glied 3.3 befindet sich in allen seinen Drehstellungen stets unterhalb des freien Endabschnitts des zweiten Gliedes, an welchem freien Endabschnitt das zweite Gelenk 4.2 angeordnet bzw. ausgebildet ist. Zur Bildung einer dritten Drehachse D3, die in den vorliegen den Ausführungsformen aufgrund einer Bodenmontage der Patien tenpositioniervorrichtung 1 und aufgrund der Gestalt des zweiten Glieds 3.2 und der Gestalt des dritten Gliedes 3.3. horizontal verläuft, ist ein viertes Glied 3.4 der Patienten positioniervorrichtung 1 mittels eines dritten Gelenks 4.3 der Patientenpositioniervorrichtung 1 drehbar, d.h. schwenk bar um die horizontale Drehachse D3 an dem dritten Glied 3.3 gelagert .
Das dritte Glied 3.3 weist einen bogenförmigen oder schräg verlaufenden Mittenabschnitt auf, welcher einen proximalen Endabschnitt des dritten Gliedes 3.3, der das zweite Gelenk 4.2 aufweist, mit einem distalen Endabschnitt des dritten Gliedes 3.3, der das dritte Gelenk 4.3 aufweist, in einem rechten Winkel starr verbindet, derart, dass die horizontale dritte Drehachse D3 stets senkrecht zu der vertikalen zweiten Drehachse D2 ausgerichtet ist.
Zur Bildung einer vierten Drehachse D4, die in Längserstre ckung des vierten Gliedes 3.4 und fünften Gliedes 3.5 ver läuft, ist das fünfte Glied 3.5 der Patientenpositioniervor richtung 1 mittels eines vierten Gelenks 4.4 der Patientenpo sitioniervorrichtung 1 drehbar an dem vierten Glied 3.4 gela gert .
Das vierte Gelenk 4.4, ein fünftens Gelenk 4.5 und ein sechs tes Gelenk 4.6 der Patientenpositioniervorrichtung 1 sind analog einer an sich bekannten Roboterhand eines Kickarmrobo ters mit einer seriellen Kinematik ausgebildet.
Demgemäß ist zur Bildung einer fünften Drehachse D5, die stets senkrecht zur vierten Drehachse D4 verläuft, das sechs te Glied 3.6 der Patientenpositioniervorrichtung 1 mittels eines fünften Gelenks 4.5 der Patientenpositioniervorrichtung 1 drehbar an dem fünften Glied 3.5 gelagert.
Darüber hinaus ist zur Bildung einer sechsten Drehachse D6, die stets senkrecht zur fünften Drehachse D5 verläuft, das siebte Glied 3.7 der Patientenpositioniervorrichtung 1 mit tels eines sechsten Gelenks 4.6 der Patientenpositioniervor richtung 1 drehbar an dem sechsten Glied 3.6 gelagert.
Das siebte Glied 3.7 bildet einen Befestigungsflansch, an dem eine Patientenliege 2 der Patientenpositioniervorrichtung 1 befestigt ist.
Das zweite Glied 3.2 ist als ein erstes Karussell ausgebildet und das dritte Glied 3.3 ist als ein zweites Karussell ausge bildet .
Die erste Drehachse Dl und die zweite Drehachse D2 sind unab hängig der Drehstellung des zweiten Glieds 3.2 um die erste Drehachse Dl stets zumindest im Wesentlichen parallel zuei nander angeordnet .
Die zweite Drehachse D2 und die dritte Drehachse D3 sind un abhängig der Drehstellung des zweiten Gliedes 3.2 um die ers te Drehachse Dl und unabhängig der Drehstellung des dritten Gliedes 3.3 um die zweite Drehachse D2 zumindest im Wesentli chen stets orthogonal zueinander angeordnet.
Die jeweilige Patientenpositioniervorrichtung 1 umfasst auch eine Steuervorrichtung 7, welche eingerichtet ist, die Moto ren der Patientenpositioniervorrichtung 1 anzusteuern, um die Patientenliege 2 im Raum zu positionieren.
Die Patientenpositioniervorrichtung 1 umfasst im Falle der vorliegenden Ausführungsformen die Linearachse 11, welche das als Grundgestell ausgebildete erste Glied 3.1 verfahrbar la gert .
Der medizinische Arbeitsplatz umfasst die Patientenpositio niervorrichtung 1 und ein medizintechnisches Gerät 12. Bei dem medizintechnischen Gerät 12 handelt es sich im Falle der vorliegenden Ausführungsbeispiele um eine dem Fachmann im Prinzip bekannte Vorrichtung zum Erzeugen einer ionisieren den, hochenergetischen Strahlung, wie z.B. Gammastrahlung, Röntgenstrahlung, oder auch beschleunigte Elektronen, Neutro nen, Protonen oder schwere Ionen. Die Vorrichtung zum Erzeu gen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung umfasst z.B. eine Strahlungsquelle, welche die ionisierende, hoch energetische Strahlung erzeugt.
In der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1, Fig. 3, sowie Fig. 5 bis Fig. 7, ist der Motor 8, welcher über ein Getriebe 9 im zweiten Glied 3.2 das dritte Glied 3.3 antreibt, mit seiner Motorwelle in einem rechten Winkel zur zweiten Dreh achse D2 in dem zweiten Glied 3.2 angeordnet. Der Motor 8 ist mittels eines Winkelgetriebes 13 an das Getriebe 9 angekop pelt. Das Winkelgetriebe 13 überträgt das Drehmoment von der Motorwelle auf eine Ausgangswelle des Winkelgetriebes 13. Die Ausgangswelle des Winkelgetriebes 13 ist über eine drehmomen tübertragende Bauteilanordnung 14 an eine Getriebeeingangs welle 9.1 des Getriebes 9 angekoppelt. Die Ausgangswelle des Winkelgetriebes 13 ist parallel zur Getriebeeingangswelle 9.1 des Getriebes 9 ausgerichtet angeordnet. Das Getriebe 9 ist als ein Hohlwellengetriebe ausgebildet ist, d.h. zumindest die Getriebeausgangswelle und/oder die Getriebeeingangswelle des Getriebes 8 sind als eine Hohlwelle ausgebildet. Bei ei ner Bodenmontage der Patientenpositioniervorrichtung 1 wie dargestellt, ist die Motorwelle des Motors 8 demgemäß in ei ner horizontalen Ausrichtung in dem zweiten Glied 3.2 gela gert . In der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 2 und Fig. 4, ist der Motor 8, welcher über das Getriebe 9 im zweiten Glied 3.2 das dritte Glied 3.3 antreibt, mit seiner Motorwelle parallel zur zweiten Drehachse D2 in dem zweiten Glied 3.2 angeordnet. Der Motor 8 ist mittels der drehmomentübertragenden Bauteila nordnung 14 an das Getriebe 9 angekoppelt. Die Bauteilanord nung 14 überträgt das Drehmoment von der Motorwelle direkt auf die Getriebeeingangswelle 9.1 des Getriebes 9. Das Ge triebe 9 ist als ein Hohlwellengetriebe ausgebildet ist, d.h. zumindest die Getriebeausgangswelle und/oder die Getriebeein gangswelle des Getriebes 8 sind als eine Hohlwelle ausgebil det. Bei einer Bodenmontage der Patientenpositioniervorrich tung 1 wie dargestellt, ist die Motorwelle des Motors 8 dem gemäß in einer vertikalen Ausrichtung in dem zweiten Glied 3.2 gelagert.
Die Fig. 4 zeigt in einer ( Teil- ) Schnittdarstellung des zwei ten Gliedes 3.2 und des ersten Gliedes 3.1 einen Abschnitt einer Energieversorgungsleitung 10 an der Patientenpositio niervorrichtung 1. Die im Falle der dargestellten zweiten Ausführungsform gezeigte Anordnung der Energieversorgungslei tung 10 kann in gleicher Weise auch bei der ersten Ausfüh rungsform realisiert sein.
Die Energieversorgungsleitung 10 dient zum elektrischen An steuern wenigstens eines Motors der Patientenpositioniervor richtung 1. Die Energieversorgungsleitung 10 ist von dem ers ten Glied 3.1, d.h. von dem Grundgestell der Patientenpositi oniervorrichtung 1 ausgehend zu dem zweiten Gelenk 4.2 über einen Hohlraum im zweiten Glied 3.2 geführt, dabei mittels einer zentralen Durchführung in dem Hohlwellengetriebe (Ge triebe 8) des zweiten Gelenks 4.2 zu einer Ausgangsöffnung 15 des zweiten Glieds 3.2 weitergeführt und ausgehend von der Ausgangsöffnung 15 aus dem zweiten Glied 3.2 herausgeführt und außerhalb des dritten Glieds 3.3 vorbeigeführt und über eine Eingangsöffnung in das vierte Gelenk 3.4 hineingeführt.
Die Energieversorgungsleitung 10 kann, wie insbesondere in Fig. 4 ersichtlich ist, wenigstens eine erste Schlaufe 10.1 aufweisen, welche zum Längenausgleich der Energieversorgungs leitung 10 während einer Drehbewegung um die erste Drehachse Dl ausgebildet ist, wobei die erste Schlaufe 10.1 koaxial um das erste Gelenk 4.1 herumgeführt ist.
Die erste Schlaufe 10.1 kann bei Bewegung wenigstens einer der Achsen bzw. der Gelenke der Patientenpositioniervorrich tung 1 die zusätzlich benötigte Länge der Energieversorgungs leitung 1 zur Verfügung stellen, so dass ein Reißen der Ener gieversorgungsleitung 1 und/oder ein übermäßiger Verschleiß während der Bewegung der Gelenke der Patientenpositioniervor richtung 1 verhindert werden kann.
Die Energieversorgungsleitung 10 kann, wie insbesondere in Fig. 5 bis Fig. 7 ersichtlich ist, wenigstens eine zweite Schlaufe 10.2 aufweisen, welche zum Längenausgleich der Ener gieversorgungsleitung 1 während einer Drehbewegung um die zweite Drehachse D2 und/oder die dritte Drehachse D3 ausge bildet ist, wobei die zweite Schlaufe 10.2 koaxial um das dritte Gelenk 4.3 herumgeführt ist.
Fig. 5 bis Fig. 7 zeigen die beispielhafte erste Ausführungs form der Patientenvorrichtung 1 mit jeweils unterschiedlichen Schwenkwinkelstellungen des Vorderarms der Patientenpositio niervorrichtung 1, insbesondere des vierten Gliedes 3.4 um die dritte Drehachse D3. Dabei werden in Fig. 5 ein Schwenk winkel von -25 Grad gezeigt, in Fig. 6 ein Schwenkwinkel von 0 Grad gezeigt und in Fig. 7 ein Schwenkwinkel von +25 Grad gezeigt . Wie in Fig. 5 dargestellt ist, ist die zweite Schlaufe 10.2 der Energieversorgungsleitung 10 in der Schwenkwinkelstellung von -25 Grad bündig an der rinnenförmigen Führung 16 des vierten Gliedes 3.4 anliegend angeordnet. Bei dieser bündigen Lage der zweiten Schlaufe 10.2 der Energieversorgungsleitung 10 an der rinnenförmigen Führung 16 des vierten Gliedes 3.4 befindet sich das vierte Glied 3.4 auch in seiner maximalen Anhebestellung für die Patentenliege 2.
Wie in Fig. 6 dargestellt ist, ist die zweite Schlaufe 10.2 der Energieversorgungsleitung 10 in der Schwenkwinkelstellung von 0 Grad geringfügig von der rinnenförmigen Führung 16 des vierten Gliedes 3.4 abgehoben angeordnet.
Wie in Fig. 7 dargestellt ist, ist die zweite Schlaufe 10.2 der Energieversorgungsleitung 10 in der Schwenkwinkelstellung der Fig. 7 von +25 Grad deutlich von einer rinnenförmigen
Führung 16 des vierten Gliedes 3.4 abgehoben angeordnet. In dieser Anordnung der Fig. 7 befindet sich das vierte Glied 3.4 in seiner maximalen Absenkstellung für die Patentenliege 2.

Claims

Patentansprüche
1. Patientenpositioniervorrichtung, aufweisend:
- ein erstes Glied (3.1), das als ein Grundgestell aus gebildet ist, zum Befestigen der Patientenpositionier vorrichtung (1) auf einer Standfläche (5),
- ein zweites Glied (3.2), das mittels eines ersten Ge lenks (4.1) um eine erste Drehachse (Dl) drehbar an dem ersten Glied (3.1) gelagert ist,
- ein drittes Glied (3.3), das mittels eines zweiten Ge lenks (4.2) um eine zweite Drehachse (D2) drehbar an dem zweiten Glied (3.2) gelagert ist,
- wobei das dritte Glied (3.3) mittels des zweiten Ge lenks (4.2) derart an dem zweiten Glied (3.2) angeordnet ist, dass bei einer Bodenmontage des ersten Gliedes
(3.1) das dritte Glied (3.3) mittels des zweiten Gelenks
(4.2) unterhalb des zweiten Gliedes (3.2) angeordnet ist, um das dritte Glied (3.3) mittels des zweiten Ge lenks (4.2) in einer Überkopfanordnung an dem zweiten Glied (3.2) aufzuhängen, wobei das dritte Glied (3.3) mittels des zweiten Gelenks (4.2) unter dem zweiten Glied (3.2) drehbar gelagert ist,
- ein viertes Glied (3.4), das mittels eines dritten Ge lenks (4.3) um eine dritte Drehachse (D3) drehbar an dem dritten Glied (3.3) gelagert ist,
- ein fünftes Glied (3.5), das mittels eines vierten Ge lenks (4.4) um eine vierte Drehachse (D4) drehbar an dem vierten Glied (3.4) gelagert ist,
- ein sechstes Glied (3.6), das mittels eines fünften Gelenks (4.5) um eine fünfte Drehachse (D5) drehbar an dem fünften Glied (3.5) gelagert ist, und
- ein siebtes Glied (3.7), das mittels eines sechsten Gelenks (4.6) um eine sechste Drehachse (D6) drehbar an dem sechsten Glied (3.6) gelagert ist,
- wobei das siebte Glied (3.7) einen Befestigungsflansch aufweist, an dem eine Patientenliege (2) der Patienten positioniervorrichtung (1) angeordnet ist.
2. Patientenpositioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Glied (3.2) als ein ers tes Karussell ausgebildet ist, das mittels des ersten Gelenks (4.1) drehbar an dem ersten Glied (3.1) angeord net ist und das dritte Glied (3.3) als ein zweites Ka russell ausgebildet ist, das mittels des zweiten Gelenks (4.2) drehbar an dem zweiten Glied (3.2) angeordnet ist.
3. Patientenpositioniervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Drehachse (Dl) und die zweite Drehachse (D2) unabhängig der Drehstel lung des zweiten Glieds (3.2) um die erste Drehachse (Dl) zumindest im Wesentlichen parallel zueinander ange ordnet sind, derart, dass das zweite Gelenk (4.2) mit seiner zweiten Drehachse (D2) seine parallele Orientie rung zur ersten Drehachse (Dl) auch bei Änderung der Drehstellung des zweiten Glieds (3.2) um die erste Dreh achse (Dl) stets beibehält.
4. Patientenpositioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dreh achse (D2) und die dritte Drehachse (D3) unabhängig der Drehstellung des zweiten Gliedes (3.2) um die erste Drehachse (Dl) und unabhängig der Drehstellung des drit ten Gliedes (3.3) um die zweite Drehachse (D2) zumindest im Wesentlichen orthogonal zueinander angeordnet sind, derart, dass das dritte Gelenk (4.3) mit seiner dritten Drehachse (D3) seine orthogonale Orientierung zur ersten Drehachse (Dl) und zur zweiten Drehachse (D2) auch bei Änderung der Drehstellung des zweiten Glieds (3.2) um die erste Drehachse (Dl) und auch bei Änderung der Dreh- Stellung des dritten Glieds (3.3) um die zweite Drehach se (D2) stets beibehält.
5. Patientenpositioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Patientenposi tioniervorrichtung (1) wenigstens einen Motor (8) mit einer Motorwelle (8.1) und ein Getriebe (9) mit einer Getriebeeingangswelle (9.1) aufweist, wobei zum Antrei ben des Getriebes (9) die Motorwelle (8.1) an die Ge triebeeingangswelle (9.1) angeschlossen ist, und die Ge triebeeingangswelle (9.1) und/oder eine Getriebeaus gangswelle des Getriebes parallel zu der zweiten Dreh achse (D2) in dem zweiten Gelenk (4.2) angeordnet ist und der Motor (8) am zweiten Glied (3.2) derart angeord net ist, dass die Motorwelle (8.1) parallel zu der Ge triebeeingangswelle (9.1) und/oder der Getriebeausgangs welle des Getriebes und parallel zu der zweiten Drehach se (D2) oberhalb des zweiten Gelenks (4.2) angeordnet ist, wobei der Motor (8) ein Drehmoment an das Getriebe (9) überträgt.
6. Patientenpositioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Patientenposi tioniervorrichtung (1) wenigstens einen Motor (8) mit einer Motorwelle (8.1) und ein Getriebe (9) mit einer Getriebeeingangswelle (9.1) aufweist, wobei zum Antrei ben des Getriebes (9) die Motorwelle (8.1) an die Ge triebeeingangswelle (9.1) angeschlossen ist, und die Ge triebeeingangswelle (9.1) und/oder eine Getriebeaus gangswelle des Getriebes parallel zu der zweiten Dreh achse (D2) in dem zweiten Gelenk (4.2) angeordnet ist und der Motor (8) am zweiten Glied (3.2) derart angeord net ist, dass die Motorwelle (8.1) orthogonal zu der Ge triebeeingangswelle (9.1) und/oder der Getriebeausgangs welle des Getriebes und orthogonal zu der zweiten Dreh- achse (D2) an dem zweiten Gelenk (4.2) angeordnet ist, wobei der Motor (8) ein Drehmoment über ein Winkelge triebe an die Getriebeeingangswelle (9.1) des Getriebes (9) überträgt.
7. Patientenpositioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (9), als ein Hohlwellengetriebe zum Übertragen eines Drehmo ments des Motors (8) ausgebildet ist, wobei zumindest die Getriebeausgangswelle und/oder die Getriebeeingangs welle des Getriebes als eine Hohlwelle ausgebildet ist.
8. Patientenpositioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Patientenposi tioniervorrichtung (1) wenigstens eine Energieversor gungsleitung (10) zum elektrischen Ansteuern wenigstens eines Motors der Patientenpositioniervorrichtung (1) aufweist, welche von dem Grundgestell der Patientenposi tioniervorrichtung (1) ausgehend zu dem zweiten Gelenk (4.2) über einen Hohlraum im zweiten Glied (3.2) geführt ist, mittels einer zentralen Durchführung in dem Hohl wellengetriebe des zweiten Gelenks (4.2) zu einer Aus gangsöffnung (15) des zweiten Glieds (3.2) weitergeführt ist und ausgehend von der Ausgangsöffnung (15) aus dem zweiten Glied (3.2) herausgeführt und außerhalb des dritten Glieds (3.3) vorbeigeführt und über eine Ein gangsöffnung in das vierte Gelenk (3.4) hineingeführt ist .
9. Patientenpositioniervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsleitung (10) wenigstens eine erste Schlaufe (10.1) aufweist, welche zum Längenausgleich der Energieversorgungsleitung (10) während einer Drehbewegung um die erste Drehachse (Dl) ausgebildet ist, wobei die erste Schlaufe (10.1) koaxial um das erste Gelenk (4.1) herumgeführt ist.
10. Patientenpositioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiever sorgungsleitung (10) wenigstens eine zweite Schlaufe (10.2) aufweist, welche zum Längenausgleich der Energie versorgungsleitung (10) während einer Drehbewegung um die zweite Drehachse (D2) und/oder die dritte Drehachse (D3) ausgebildet ist, wobei die zweite Schlaufe (10.2) koaxial um die dritte Drehachse (D3) herumgeführt ist.
11. Patientenpositioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Patientenpo sitioniervorrichtung (1) eine Linearachse (11) umfasst, welche einen linear beweglichen, angetriebenen Schlitten aufweist, auf der das Grundgestell der Patientenpositio niervorrichtung (1) angeordnet ist, um die Patientenpo sitioniervorrichtung (1) linear verstellbar zu lagern.
12. Patientenpositioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Patientenpo sitioniervorrichtung (1) eine Steuervorrichtung (7) um fasst, die eingerichtet ist, wenigstens einen Motor der Patientenpositioniervorrichtung (1) anzutreiben, wobei wenigstens ein Motor der Patientenpositioniervorrichtung (1) das erste Gelenk (4.1), das zweite Gelenk (4.2), das dritte Gelenk (4.3), das vierte Gelenk (4.4), das fünfte Gelenk (4.5) und/oder das sechste Gelenk (4.6) verstellt um die Patientenliege (2) umzupositionieren.
13. Medizinischer Arbeitsplatz, aufweisend ein medizintech nisches Gerät (12) und eine Patientenpositioniervorrich tung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
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