WO2023247447A1

WO2023247447A1 - Sicherheitssystem zur detektion einer kollision eines medizinischen tischs

Info

Publication number: WO2023247447A1
Application number: PCT/EP2023/066479
Authority: WO
Inventors: Thibaut Rempp; Andreas PUDER; Achim Schäfer; Rodrigo Del Alcazar von Buchwald
Original assignee: MAQUET GmbH
Priority date: 2022-06-20
Filing date: 2023-06-19
Publication date: 2023-12-28
Also published as: DE102022115287A1

Abstract

System (200) zur Detektion einer Kollision einer Patientenlagervorrichtung (18) mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil eines Operationstischs, wobei das System (200) umfasst: eine Patientenlagervorrichtung (18), die als Teil eines Operationstischs verwendbar ist; eine Lastsensoranordnung mit mindestens einem Lastsensor, der Sensorwerte ausgibt; eine Lastbestimmungseinheit, die anhand der Sensorwerte eine Last bestimmt, wobei die Last eine auf die Lastsensoranordnung wirkende Last oder eine auf die Patientenlagervorrichtung (18) wirkende Last umfasst; und eine Detektionseinheit, welche eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung (18) mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs detektiert, wenn die von der Lastbestimmungseinheit bestimmte Last einen vorgegebenen ersten Schwellwert unterschreitet, während sich die Patientenlagervorrichtung (18) oder mindestens ein Segment der Patientenlagervorrichtung (18) abwärts bewegen.

Description

Sicherheitssystem zur Detektion einer Kollision eines medizinischen Tischs

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2022 115 287.1, die am 20. Juni 2022 beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2022 115 287.1 wird hiermit in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen.

Technisches Gebiet

Die vorliegende Offenbarung betrifft medizinische und chirurgische Tische, bei denen die Tischplatte und/oder Segmente der Tischplatte beweglich sind. Insbesondere geht es um Systeme, die eine Kollision eines Tischs detektieren können. Beispielsweise kann die Tischplatte, während sie heruntergefahren wird, mit einem Objekt kollidieren oder ein Segment der Tischplatte kann beim Absenken mit einem Fuß des Tischs Zusammenstößen.

Hintergrund der Offenbarung

Operationstische dienen zur Lagerung eines Patienten, beispielsweise während eines chirurgischen Eingriffs. Derzeit müssen Pflegekräfte und Ärzte aufgrund der Flexibilität bei der Aufstellung des Operationstischs, der Anzahl der Zubehörteile und der verschiedenen Möglichkeiten der Patientenpositionierung, die der Operationstisch bietet, viele wichtige Aspekte beachten, um den Operationstisch richtig verwenden zu können. Beispielsweise sollten das verwendete Zubehör und die Konfiguration des Zubehörs auf das Patientengewicht abgestimmt sein. Außerdem sollte die Patientenlagervorrichtung, auf welcher der Patient sich befindet, nur innerhalb erlaubter Grenzen verschoben, gekippt oder geneigt werden. Beim Verstellen des Operationstischs sollte gewährleistet sein, dass der Patient korrekt gesichert ist und nicht vom Operations- tisch fällt oder abrutscht. Des Weiteren sollte beim Verstellen des Operationstischs darauf geachtet werden, dass der Operationstisch nicht mit einem externen Objekt, z. B. einem C-Arm, kollidiert.

Operationstische werden während Operationen häufig mit Abdeckungen abgedeckt. Wenn die Patientenlagervorrichtung elektrisch verstellt wird, um den Patienten zu positionieren, kann die Patientenlagervorrichtung leicht mit umliegenden Objekten kollidieren. Der Operationstisch selbst oder auch die auf dem Operationstisch befindlichen Abdeckungen können die Sicht eines Benutzers, der den Operationstisch verstellt, beeinträchtigen. Dies kann zu einer Kollision mit einem Objekt führen, das sich nicht im Blickfeld des Benutzers befindet. Auch durch eine Unaufmerksamkeit des Benutzers kann es zu einer Kollision kommen.

Patientenlagervorrichtungen von Operationstischen können auswechselbare, lösbar verbindbare Segmente aufweisen. Häufig sind einige oder alle der austauschbaren Segmente beweglich. Durch die Verwendung verschiedener austauschbarer Segmente kann ein einziger Operationstisch auf unterschiedliche Weise für verschiedene Patienten und medizinische Verfahren umkonfiguriert werden. Weiterhin können einzelne Segmente oder die gesamte Patientenlagervorrichtung auf verschiedene Weisen verstellt werden. Beispielsweise können einzelne Segmente oder die gesamte Patientenlagervorrichtung geneigt oder gekantet werden oder in longitudinaler oder vertikaler Richtung verschoben werden. Bei einer Verstellung einzelner Segmente oder der gesamten Patientenlagervorrichtung kann es vorkommen, dass das Segment bzw. die Patientenlagervorrichtung mit einem anderen Teil des Operationstischs, beispielsweise dem Fuß des Operationstischs, zusammenstößt. Darüber hinaus kann die Patientenlagerfläche oder ein Segment davon auch mit dem Boden, auf dem der Operationstisch steht, kollidieren.

Eine Kollision der Patientenlagervorrichtung mit einem externen Objekt, dem Boden oder einem anderen Teil des Operationstischs kann teure Ausrüstungsgegenstände beschädigen. Weiterhin können durch eine Kollision Personen verletzt werden, beispielsweise können Körperteile eingeklemmt werden. Eine auftretende Kollision sollte erkannt und die Bewegung der Patientenlagervorrichtung sollte rasch gestoppt werden, um die Kraft bzw. den Druck am Kollisionspunkt zu begrenzen. Damit können Schäden an externen Geräten, an Personen und am Operationstisch selbst weitgehend vermieden werden.

Das Dokument US 10646191 B2 offenbart ein Kollisionsvermeidungssystem und -verfahren für ein Bett, das in einer medizinischen Anwendung verwendet werden kann. Das System umfasst Belastungssensoren, die eine Belastung messen, die durch Stützen der Bettfläche des Betts mit und/oder ohne eine Last auf der Bettfläche verursacht wird, und entsprechende Belastungsdaten ausgeben. Weiterhin ist ein Kollektor vorgesehen, der mit den Belastungssensoren kommuniziert und die von jedem der Belastungssensoren ausgegebenen Belastungsdaten sammelt. Ein Beurteilungsprozessor steht mit dem Kollektor in Verbindung und bestimmt, ob die gesammelten Belastungsdaten innerhalb eines voreingestellten Zeitraums progressiv ansteigen oder progressiv abnehmen, wobei ein progressiver Anstieg oder eine progressive Abnahme der gesammelten Stressdaten innerhalb des voreingestellten Zeitraums darauf hinweist, dass die Bettfläche mit einem Objekt zusammengestoßen ist. Das System umfasst außerdem eine Steuerung, welche die Bettfläche so steuert, dass die Bettfläche aufhört, sich zu bewegen, wenn der Beurteilungsprozessor feststellt, dass die erfassten Belastungsdaten innerhalb der voreingestellten Zeitdauer progressiv zugenommen oder abgenommen haben. US 10646191 B2 offenbart kein Kollisionsdetektionssystem, das eine mögliche Kollision einer Patientenlagervorrichtung mit einem Objekt detektiert, wenn die von einer Lastbestimmungseinheit bestimmte Last einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet, während sich die Patientenlagervorrichtung oder mindestens ein Segment der Patientenlagervorrichtung abwärts bewegen. US 10646191 B2 lehrt auch kein System, das als Reaktion auf eine plötzliche Gewichtszunahme vorübergehend die Kollisionsdetektionsfunktionen aussetzt.

Zusammenfassung der Offenbarung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein System bereitzustellen, dass in vorteilhafter Weise dazu ausgestaltet ist, eine mögliche Kollision einer Patientenlagervorrichtung mit einem Objekt zu detektieren. Zusätzlich kann das System dazu ausgeführt sein, eine Bewegung der Patientenlagervorrichtung zu stoppen, wenn eine Kollision detektiert wurde.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein System vorgesehen, welches zur Detektion einer Kollision einer Patientenlagervorrichtung mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil eines Operationstischs ausgelegt ist. Das System kann eine Patientenlagervorrichtung, eine Lastsensoranordnung mit mindestens einem Lastsensor und eine Detektionseinheit aufweisen.

Die Patientenlagervorrichtung kann als ein Teil eines Operationstischs verwendet werden und kann zur Lagerung eines Patienten dienen. In einigen Ausgestaltungen kann die Patientenlagervorrichtung eine chirurgische Patientenlagervorrichtung sein, auf welcher ein Patient während eines chirurgischen Eingriffs gelagert wird. Ferner kann die Patientenlagervorrichtung zur Befestigung von Zubehörteilen dienen. Die Patientenlagervorrichtung kann modular ausgebildet sein und einen Lagerflächenhauptabschnitt aufweisen, der durch Ankopplung diverser Lagerflächenebenabschnitte erweitert werden kann. Der Lagerflächenhauptabschnitt und die Lagerflächennebenabschnitte können mechanische Verbindungselemente aufweisen, mit denen sich die Lagerflächenhaupt- und -nebenabschnitte lösbar verbinden lassen. Lagerflächennebenabschnitte können beispielsweise Bein-, Fuß-, oder Kopfabschnitte sein. Weiterhin können Lagerflächennebenabschnitte auch Verlängerungs- bzw. Zwischenabschnitte sein, die beispielsweise zwischen den Lagerflächenhauptabschnitt und den Kopfabschnitt eingefügt werden. An den Seiten der Lagerflächenhaupt- und -nebenabschnitte können Gleit- bzw. Seitenschienen angebracht sein. Zubehörteile können lösbar an den Gleit- bzw. Seitenschienen befestigt werden.

In einigen Ausgestaltungen kann die Patientenlagervorrichtung fest mit einer Säule eines Operationstischs verbunden sein. Der Operationstisch kann beweglich sein. Ein Standfuß oder eine Basis des Operationstischs können über Räder oder Rollen verfügen, mit denen der Operationstisch auf dem Boden verfahren werden kann. Alternativ kann der Standfuß bzw. die Basis fest am Boden verankert sein. In einigen Ausgestaltungen kann die Patientenlagervorrichtung derart ausgestaltet sein, dass sie lösbar mit einem beweglichen chirurgischen Patiententransporter und einer Säule eines Operationstischs verbunden werden kann. Vor einem chirurgischen Eingriff kann die Patientenlagervorrichtung auf den Patiententransporter montiert sein. Der Patient kann mit dem Patiententransporter zu dem Operationstisch gebracht werden. Dort kann die Patientenlagervorrichtung an der Operationstischsäule befestigt und von dem Patiententransporter entkoppelt werden. Ein großer Teil der Vorbereitungen auf den chirurgischen Eingriff kann vorgenommen werden, während die Patientenlagervorrichtung auf den Patiententransporter montiert ist. Beispielsweise kann die Patientenlagervorrichtung aus einzelnen Segmenten und Zubehörteilen zusammengebaut werden und der Patient kann auf den chirurgischen Eingriff vorbereitet werden. Erst wenn die Vorbereitungen abgeschlossen sind, kann die Patientenlagervorrichtung an der Operationstischsäule befestigt werden.

Die Lastsensoranordnung kann einen oder mehrere Lastsensoren aufweisen. Ein einziger Lastsensor kann ausreichend sein, wenn nur die Last bestimmt werden soll. Die Lastsensoranordnung kann aber auch mehrere Lastsensoren enthalten, beispielsweise zwei, zwei oder mehr, drei, drei oder mehr, oder vier Lastsensoren oder auch weitere Lastsensoren. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn neben der Last auch der Schwerpunkt der Last ermittelt werden soll. Wenn ein 6D-Kraftmesssensor verwendet wird, kann anhand eines einzigen Lastsensors auch der Schwerpunkt errechnet werden. Der mindestens eine Lastsensor kann Sensorwerte ausgeben, aus denen sich eine auf die Lastsensoranordnung wirkende Last und darüber hinaus auch eine auf die Patientenlagervorrichtung wirkende Last bestimmen lässt. Die auf die Lastsensoranordnung wirkende Last kann insbesondere alle äußeren Kraftgrößen, d. h. Kräfte und Momente, umfassen, die auf die Lastsensoranordnung wirken.

Die Lastsensoren können beispielsweise Kraftsensoren, insbesondere Wägezellen, sein, die jeweils eine auf den jeweiligen Sensor wirkende Kraft messen. Die Kraftsensoren können als Ausgangssignal jeweils ein elektrisches Signal, beispielsweise eine elektrische Spannung, ausgeben, aus dem sich die jeweils gemessene Kraft ableiten lässt. Weiterhin kann auch vorgesehen sein, dass die Kraftsensoren jeweils die konkrete Größe der jeweils von ihnen gemessenen Kraft, beispielsweise in digitaler Form, als Sensorwert ausgeben. Es ist weiterhin denkbar, dass die Lastsensoranordnung aus den Sensorwerten mehrerer Lastsensoren eine resultierende Gesamtkraft bestimmt, wobei die resultierende Gesamtkraft sich aus den auf die unterschiedlichen Kraftsensoren wirkenden Einzelkräften ergibt.

Die auf die Lastsensoranordnung wirkende Last umfasst beispielsweise die von den oberhalb der Lastsensoranordnung angeordneten Komponenten des Operationstischs bewirkte Last sowie die durch den auf der Patientenlagervorrichtung gelagerten Patienten oder anderen auf der Patientenlagervorrichtung befindlichen Objekten bewirkte Last. Ferner kann auch eine Person, die neben dem Operationstisch steht, eine Last auf die Patientenlagervorrichtung bewirken, beispielsweise indem die Person sich mit einer Hand oder einem anderen Körperteil auf die Patientenlagervorrichtung stützt. Außerdem können anders erzeugte externe Kräfte eine Last auf die Patientenlagervorrichtung erzeugen. Auch derartige Lasten können von der Lastsensoranordnung gemessen werden.

Die Lastsensoranordnung kann an verschiedenen Positionen in dem Operationstisch angeordnet sein. In einigen Ausgestaltungen kann die Lastsensoranordnung in die Säule des Operationstischs oder in die Patientenlagervorrichtung integriert sein. Weiterhin kann die Lastsensoranordnung an oder benachbart zu Schnittstellen angeordnet sein, welche die Säule mit der Patientenlagervorrichtung oder dem Standfuß (bzw. der Basis) bildet. Folglich kann die Lastsensoranordnung beispielsweise zwischen der Patientenlagervorrichtung und der Säule angeordnet sein. Alternativ kann die Lastsensoranordnung beispielsweise zwischen der Säule und dem Standfuß angeordnet sein.

In einigen Ausgestaltungen kann die Lastsensoranordnung in den Patiententransporter integriert sein.

Die Lastsensoranordnung kann derart in den Operationstisch oder den Patiententransporter integriert sein, dass die komplette Last durch die Lastsensoranordnung fließt bzw. übertragen wird. Insbesondere kann diejenige Last durch die Lastsensoranordnung fließen bzw. durch sie übertragen werden, die oberhalb der Lastsensoranordnung bewirkt wird. Die Lastbestimmungseinheit kann an die Lastsensoranordnung gekoppelt sein und die von dem einen oder den mehreren Lastsensoren ausgegebenen Sensorwerte erhalten. Anhand der Sensorwerte kann die Lastbestimmungseinheit eine Last und, falls gewünscht, einen Schwerpunkt der Last in einem vorgegebenen Koordinatensystem bestimmen. Die Last kann eine auf die Lastsensoranordnung wirkende Last oder eine auf die Patientenlagervorrichtung wirkende Last umfassen. Die Last kann von der Lastbestimmungseinheit beispielsweise in Form eines Gewichts, insbesondere in der Einheit Kilogramm, oder in Form einer Kraft, insbesondere einer Gravitationskraft, beispielsweise in der Einheit Newton, angegeben werden. In einigen Ausgestaltungen kann die von der Lastbestimmungseinheit bestimmte Last eine auf die Lastsensoranordnung wirkende Last oder eine auf die Patientenlagervorrichtung wirkende Last oder eine Gesamtlast des Operationstischs oder eine Gesamtlast des Patiententransporters, auf den die Patientenlagervorrichtung montiert ist, sein. Der Lastschwerpunkt kann relativ zu einem definierten Punkt der Patientenlagervorrichtung oder des Operationstischs angegeben werden. Weiterhin kann der Lastschwerpunkt auch in einem Koordinatensystem angegeben werden, das eventuell nicht auf die Patientenlagervorrichtung oder den Operationstisch bezogen ist, sondern dessen Ursprung an einem externen Punkt, beispielsweise einem definierten Punkt im Operationssaal, festgemacht ist. Dadurch kann die absolute Position des Lastschwerpunkts angegeben werden.

Die auf die Lastsensoranordnung wirkende Last kann auch als Messlast bezeichnet werden. Die Messlast entspricht der Last, die von allen Personen, Objekten und Kräften auf den Operationstisch oder den Patiententransporter oberhalb der Lastsensoren erzeugt wird. Die Messlast entspricht dem Lastwert, der von der Lastsensoranordnung gemessen wird.

Die auf die Patientenlagervorrichtung wirkende Last kann als Wirklast bezeichnet werden und entspricht derjenigen Last, welche durch Komponenten, die nicht der Patientenlagervorrichtung oder dem Operationstisch oder dem Patiententransporter zugeordnet sind, und Personen und externe Kräfte verursacht wird und auf die Patientenlagervorrichtung wirkt. Der Patientenlagervorrichtung zugeordnete Komponenten können Komponenten sein, die mittels eines Erfassungssystems erkannt werden, z. B. Lagerflächenabschnitte bzw. -Segmente und/oder andere Zubehörteile. Der Einfluss von Komponenten, die der Patientenlagervorrichtung oder dem Operationstisch oder dem Patiententransporter zugeordnet sind, bleibt bei der Wirklast unberücksichtigt. Zur Wirklast tragen nur die übrigen Komponenten bei, d. h., die nicht der Patientenlagervorrichtung oder dem Operationstisch oder dem Patiententransporter zugeordneten Komponenten. Dies können beispielsweise Zubehörteile sein, die von dem Erfassungssystem nicht erkannt werden, oder andere Objekte, die auf der Patientenlagervorrichtung abgelegt sind. Weiterhin trägt der auf der Patientenlagervorrichtung befindliche Patient zur Wirklast bei. Zur Wirklast tragen außerdem alle auf die Patientenlagervorrichtung von extern wirkenden Kräfte bei, die beispielsweise von Personen und/oder Objekten außerhalb der Patientenlagervorrichtung auf die Patientenlagervorrichtung ausgeübt werden.

Wenn die Patientenlagervorrichtung auf die Säule des Operationstischs oder den Patiententransporter montiert ist, kann auch die Gesamtlast des Operationstischs oder des Patiententransporters bestimmt werden. Die Gesamtlast des Operationstischs bzw. des Patiententransporters ist diejenige Last, welche sich aus der Messlast und aus einer durch Komponenten verursachten Last, die dem Operationstisch bzw. dem Patiententransporter zugeordnet sind und sich unterhalb der Lastsensoranordnung befinden, ergibt. Die Gesamtlast berücksichtigt folglich Lasten von Komponenten, die sich unterhalb der Lastsensoranordnung befinden und von der Lastsensoranordnung nicht gemessen werden können und demnach nicht zur Messlast beitragen. Die Gesamtlast ist folglich die Last, die sich aus dem gesamten Operationstisch bzw. Patiententransporter, dem Patienten, den dem Operationstisch bzw. Patiententransporter zugeordneten Komponenten, den dem Operationstisch bzw. Patiententransporter nicht zugeordneten Komponenten und sonstigen externen Kräften ergibt.

Die Detektionseinheit kann an die Lastbestimmungseinheit gekoppelt sein und kann die von der Lastbestimmungseinheit bestimmten Größen, d. h. die Last und gegebenenfalls den Lastschwerpunkt, erhalten. Die Detektionseinheit kann eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs während einer Abwärtsbewegung der Patientenlagervorrichtung oder mindestens eines Segments der Patientenlagervorrichtung detektieren. Eine derartige Kollision verursacht eine Abnahme der von der Last- bestimmungseinheit bestimmten Last. Die Detektionseinheit detektiert eine mögliche oder potentielle Kollision der Patientenlagervorrichtung mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs, wenn die von der Lastbestimmungseinheit bestimmte Last einen vorgegebenen ersten Schwellwert unterschreitet, während sich die Patientenlagervorrichtung oder das mindestens eine Segment der Patientenlagervorrichtung abwärts bewegen.

Eine von der Detektionseinheit detektierte Kollision, wie sie hier beschrieben ist, umfasst auch eine Kollision eines an der Patientenlagervorrichtung befestigten Zubehörteils mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs. Beispielsweise kann ein Zubehörteil an einer Gleit- bzw. Seitenschiene befestigt sein und bei einer Abwärtsbewegung der Patientenlagervorrichtung mit einem anderen Gegenstand Zusammenstößen. Eine derartige Kollision verursacht eine Abnahme der von der Lastbestimmungseinheit bestimmten Last.

Wenn eine mögliche Kollision erkannt wird, kann die Bewegung der Patientenlagervorrichtung rasch gestoppt und die Kraft bzw. der Druck am Kollisionspunkt begrenzt werden. Damit können Schäden an externen Geräten, an Personen und am Operationstisch selbst weitgehend vermieden werden. Je schneller dabei die Bewegung der Patientenlagervorrichtung gestoppt wird, umso stärker kann der Druck am Kollisionsort begrenzt werden.

Eine Abwärtsbewegung der Patientenlagervorrichtung oder eines Segments der Patientenlagervorrichtung ist eine Bewegung, bei der sich zumindest ein Teil der Patientenlagervorrichtung oder des Segments abwärts bewegen, d. h. in Richtung des Bodens, auf dem der Operationstisch steht. Die Abwärtsbewegung kann auf verschiedene Arten erfolgen. Beispielsweise kann die Patientenlagervorrichtung geneigt oder gekantet werden. Eine Neigung (englisch: trend) der Patientenlagervorrichtung wird auch als Trendelenburg-Neigung bezeichnet, bei welcher der Patient so gelagert wird, dass sich der Kopf des Patienten unten und das Becken des Patienten weiter oben befindet. Bei einer Anti-Trendelenburg-Neigung ist der Kopf des Patienten hoch gelagert, während sich das Becken weiter unten befinden. Eine Kantung (englisch: tilt) bedeutet, dass die Patientenlagervorrichtung zur Seite geneigt wird. Eine Neigung oder Kantung der Patientenlagervorrichtung erfolgt um eines oder mehrere Gelenke. Der auf einer Seite des oder der Gelenke befindliche Teil der Patientenlagervorrichtung bewegt sich dabei abwärts, während sich der auf der anderen Seite der Gelenke befindliche Teil nach oben bewegen kann.

Die Patientenlagervorrichtung kann als Ganzes geneigt oder gekantet werden. Weiterhin ist es möglich, dass nur ein oder mehrere Segmente der Patientenlagervorrichtung abwärts bewegt werden, indem das Segment oder die Segmente beispielsweise verstellt, insbesondere geneigt oder gekantet werden. Beispielsweise kann ein Beinabschnitt der Patientenlagervorrichtung nach unten geneigt werden.

Weiterhin kann die Patientenlagervorrichtung als Ganzes mittels einer Hubsäule abwärts bewegt werden. Sofern gleichzeitig keine Neigung oder Kantung erfolgt, werden während der Abwärtsbewegung die Neigungs- und Kantungswinkel der Patientenlagervorrichtung beibehalten.

Während einer Abwärtsbewegung der Patientenlagervorrichtung oder eines Segments der Patientenlagervorrichtung kann eine Kollision mit einem Gegenstand stattfinden. Der Gegenstand kann beispielsweise ein Objekt sein, das sich unterhalb der Patientenlagervorrichtung befindet. Weiterhin kann die Patientenlagervorrichtung mit dem Boden kollidieren, auf dem sich der Operationstisch befindet. Ferner kann die Patientenlagervorrichtung mit einem anderen Teil des Operationstischs Zusammenstößen. Zum Beispiel kann eine Neigung der gesamten Patientenlagervorrichtung oder nur eines Segments, z. B. eines Beinabschnitts, dazu führen, dass die Patientenlagervorrichtung oder das Segment mit dem Standfuß des Operationstischs kollidieren.

Wie beschrieben kann die Detektionseinheit die von der Lastbestimmungseinheit bestimmte Last überwachen und bei einer Abwärtsbewegung der Patientenlagervorrichtung oder des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung detektieren, wenn die Last den vorgegebenen ersten Schwellwert unterschreitet. Eine Kollision der Patientenlagervorrichtung oder eines Teils davon verursacht einen derartigen Lastabfall. Ein Lastabfall kann aber auch andere Gründe haben. Beispielsweise kann während der Abwärtsbewegung ein Gegenstand von der Patientenlagervorrichtung entfernt werden. Auch dies würde einen Lastabfall hervorrufen. Folglich lässt sich anhand des Lastabfalls allein nur darauf schließen, dass möglicherweise eine Kollision stattgefunden hat. Der vorgegebene erste Schwellwert kann auf einen Referenzwert bezogen sein. In einigen Ausgestaltungen kann der Referenzwert eine von der Lastbestimmungseinheit unmittelbar vor Beginn der Abwärtsbewegung bestimmte Last sein. Der erste Schwellwert kann derart definiert sein, dass er geringer als der Referenzwert ist und einen vorgegebenen Abstand vom Referenzwert hat. Der Wert des ersten Schwellwerts bzw. der Abstand des ersten Schwellwerts vom Referenzwert stellt ein Maß für die Empfindlichkeit der Kollisionsdetektion dar. Je geringer der Abstand des ersten Schwellwerts vom Referenzwert ist, desto höher ist die Empfindlichkeit der Kollisionsdetektion. Je größer der Abstand des ersten Schwellwerts vom Referenzwert ist, desto mehr Lastabnahme ist erforderlich, um die Kollisionsdetektion auszulösen. Folglich entsteht umso mehr Druck am Kollisionspunkt bzw. es wirkt umso mehr Kraft auf den Kollisionspunkt, je größer der Abstand des ersten Schwellwerts vom Referenzwert ist. Umgekehrt gilt, dass eine fehlerhafte Kollisionsdetektion umso wahrscheinlicher wird, je geringer der Abstand des ersten Schwellwerts vom Referenzwert ist.

Das hierin beschriebene System kann optional auch dazu ausgestaltet sein, eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs nicht nur bei einer Abwärtsbewegung, sondern auch bei einer Aufwärtsbewegung der Patientenlagervorrichtung oder mindestens eines Segments der Patientenlagervorrichtung zu detektieren. Eine derartige Detektion während einer Aufwärtsbewegung kann beispielsweise von der beschriebenen Detektionseinheit oder einer weiteren Detektionseinheit durchgeführt werden.

Die Lastbestimmungseinheit und/oder die Detektionseinheit können entweder in den Operationstisch oder den Patiententransporter integriert sein oder sich außerhalb des Operationstischs bzw. Patiententransporters befinden. Beispielsweise können die Lastbestimmungseinheit und/oder die Detektionseinheit in eine Recheneinheit integriert sein, die sich außerhalb des Operationstischs bzw. des Patiententransporters befindet und beispielsweise über Funk oder eine feste Verkabelung mit dem Operationstisch oder Patiententransporter verbunden ist. Wenn eine zusätzliche Last während einer Abwärtsbewegung auf die Patientenlagervorrichtung aufgebracht wird, beispielsweise indem sich eine Person auf die Patientenlagervorrichtung stützt oder ein Gegenstand auf der Patientenlagervorrichtung platziert wird oder an dieser befestigt wird, steigt die von der Lastbestimmungseinheit bestimmte Last an. Ferner kann ein Stoß von oben auf die Patientenlagervorrichtung ausgeübt werden. Dies kann zu Lastschwingungen führen, wodurch der erste Schwellwert unterschritten wird, obwohl keine Kollision stattgefunden hat. Um eine derartige Fehldetektion zu vermeiden oder unwahrscheinlicher zu machen, kann die Detektionseinheit in einigen Ausgestaltungen derart ausgestaltet sein, dass die Detektionseinheit kurzzeitig keine mögliche Kollision angibt bzw. die Kollisionsdetektion kurzzeitig unterbricht, nachdem die von der Lastbestimmungseinheit bestimmte Last einen vorgegebenen zweiten Schwellwert überschritten hat.

Der zweite Schwellwert kann größer als der erste Schwellwert sein. Der zweite Schwellwert kann derart definiert sein, dass er größer als der Referenzwert ist und einen vorgegebenen Abstand vom Referenzwert hat, wobei der Referenzwert die von der Lastbestimmungseinheit unmittelbar vor Beginn der Abwärtsbewegung bestimmte Last ist. In einigen Ausgestaltungen kann der Abstand des ersten Schwellwerts vom Referenzwert betragsmäßig gleich groß oder annähernd gleich groß sein wie der Abstand des zweiten Schwellwerts vom Referenzwert. Es kann auch vorgesehen sein, dass sich der Abstand des ersten Schwellwerts vom Referenzwert und der Abstand des zweiten Schwellwerts vom Referenzwert betragsmäßig um nicht mehr als 10% oder 20% oder 30% unterscheiden.

Nachdem die von der Lastbestimmungseinheit bestimmte Last den zweiten Schwellwert überschritten hat, kann die Detektionseinheit für eine bestimmte Zeit keine mögliche Kollision angeben, um eine fehlerhafte Kollisionsdetektion zu unterbinden. Diese Zeit kann als „Schlummerzeit" (englisch: snooze time) bezeichnet werden und eine vorgegebene Dauer, z. B. im Bereich von 0,5 bis 10 Sekunden oder länger, aufweisen.

In einigen Ausgestaltungen können fehlerhafte Kollisionsdetektionen vermieden werden, indem ein dritter Schwellwert vorgegeben ist, der kleiner als der erste Schwellwert ist. Ein Aussetzen der Kollisionsdetektion kann vorgenommen werden, nachdem die von der Lastbestimmungseinheit bestimmte Last einen vorgegebenen zweiten Schwellwert überschritten hat. Der zweite Schwellwert kann wie oben beschrieben ausgestaltet sein. Die Detektionseinheit detektiert kurzzeitig eine mögliche Kollision nur dann, wenn die von der Lastbestimmungseinheit bestimmte Last den dritten Schwellwert unterschreitet. Da der dritte Schwellwert niedriger als der erste Schwellwert ist, muss die Lastabnahme größer sein, um eine mögliche Kollision detektieren zu können. Dadurch können in einem Zeitfenster nach einem Überschreiten des ersten Schwellwerts fehlerhafte Kollisionsdetektionen vermieden werden, aber tatsächlich auftretende Kollisionen detektiert werden.

Das Zeitfenster, in dem die Detektionseinheit nur beim Unterschreiten des dritten Schwellwerts eine mögliche Kollision detektiert, kann eine vorgegebene Dauer aufweisen, z. B. im Bereich von 0,5 bis 10 Sekunden oder länger.

In einigen Ausgestaltungen können zumindest für einen Teil der Achsen, um welche die Patientenlagervorrichtung oder das mindestens eine Segment der Patientenlagervorrichtung während der Abwärtsbewegung geneigt oder gekantet werden kann, und/oder für eine Absenkung der Patientenlagervorrichtung mittels einer Hubsäule der erste Schwellwert und/oder der zweite Schwellwert und/oder der dritte Schwellwert jeweils individuell vorgegeben sein. Folglich können für jedes oder einen Teil der Gelenke, die eine Neigung oder Kantung der Patientenlagervorrichtung oder des Segments bewirken, einer oder mehrere der drei verschiedenen Schwellwerte vorgegeben werden. Dadurch kann insbesondere die Empfindlichkeit der Kollisionsdetektion individuell für jedes oder einen Teil der Gelenke eingestellt werden.

Die Lastbestimmungseinheit kann in Abhängigkeit von der Neigung und/oder Kantung der Patientenlagervorrichtung eine unterschiedliche Last bestimmen. In einigen Ausgestaltungen können einer oder mehrere oder alle Schwellwerte aus der Gruppe der ersten, zweiten und dritten Schwellwerte jeweils variabel sein. Beispielsweise können die jeweiligen Schwellwerte von einem Neigungswinkel und/oder Kantungswinkel der Patientenlagervorrichtung oder des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung abhängen. Dadurch kann die Abhängigkeit der von der Lastbestimmungseinheit bestimmten Last von dem Neigungs- und/oder Kantungs- winkel zumindest teilweise kompensiert werden. Die jeweiligen Schwellwerte können von der Verstellung bzw. Position eines oder mehrerer Gelenke abhängen. Wenn sich während einer Abwärtsbewegung die Position eines oder mehrerer Gelenke kontinuierlich ändert, können auch die Schwellwerte kontinuierlich geändert werden.

In einigen Ausgestaltungen kann ein Abstand des ersten Schwellwerts von einer von der Lastbestimmungseinheit unmittelbar vor Beginn der Abwärtsbewegung bestimmten Last betragsmäßig annähernd gleich groß sein wie ein Abstand des zweiten Schwellwerts von der vor Beginn der Abwärtsbewegung bestimmten Last. Sofern die Schwellwerte variabel sind, können der erste und der zweite Schwellwert während der Abwärtsbewegung in der gleichen Weise verstellt werden, so dass ihr Abstand stets gleich groß ist.

Wie oben beschrieben kann als Referenzwert, auf den insbesondere der erste und zweite Schwellwert bezogen sind, die unmittelbar vor Beginn der Abwärtsbewegung bestimmte Last dienen. Alternativ kann als Referenzwert auch die Ausgabe eines sehr langsamen gleitenden Mittel wertfi Iters über die von der Lastbestimmungseinheit bestimmte Last verwendet werden.

In einigen Ausgestaltungen kann die Detektionseinheit die von der Lastbestimmungseinheit bestimmte Last während der Abwärtsbewegung überwachen und den ersten Schwellwert und/oder den zweiten Schwellwert derart einstellen, dass ein Abstand des ersten Schwellwerts und/oder ein Abstand des zweiten Schwellwerts von der von der Lastbestimmungseinheit bestimmten Last während der Abwärtsbewegung konstant oder zumindest annähernd konstant sind. In anderen Worten kann die Detektionseinheit die Schwellwerte der sich während der Abwärtsbewegung ändernden Last nachführen. Es sollte sich hierbei jedoch nur um geringfügige Änderungen der Schwellwerte handeln, damit eine tatsächliche Kollision detektiert werden kann.

Oben wurde beschrieben, dass die Detektionseinheit eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs detektiert, wenn die von der Lastbestimmungseinheit bestimmte Last einen vorgegebenen ersten Schwellwert unterschreitet, während sich die Patientenlagervorrichtung oder mindestens ein Segment der Patientenlagervorrichtung abwärts bewegen. Aus der Tatsache, dass die Last den ersten Schwellwert unterschreitet, kann nicht zwingend abgeleitet werden, dass eine Kollision aufgetreten ist. Das Unterschreiten des ersten Schwellwerts kann auch aus anderen Gründen erfolgt sein. Daher kann die Detektionseinheit derart ausgestaltet sein, dass sie neben der genannten Bedingung noch weitere Bedingungen berücksichtigt, um entscheiden zu können, ob eine mögliche Kollision stattgefunden hat. Im Folgenden werden zusätzliche Bedingungen für eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs genannt. Die zusätzlichen Bedingungen können in jeglicher Form miteinander kombiniert werden. Es ist auch denkbar, dass nur eine der im Folgenden genannten Bedingungen für die Detektion einer möglichen Kollision herangezogen wird.

Neben der Last kann die Lastbestimmungseinheit in einigen Ausgestaltungen anhand der Sensorwerte zusätzlich einen Schwerpunkt der Last bestimmen. Bei einer Bewegung der Patientenlagervorrichtung ohne Kollision verändert sich der Lastschwerpunkt langsam und auf vorhersehbare Weise in Bezug auf die Bewegungsachse, Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit. Im Falle einer Kollision ändert sich der Schwerpunkt demgegenüber sprunghaft, insbesondere um eine oder mehrere Achsen. Die Detektionseinheit kann daher als zusätzliche Bedingung für eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs bestimmen, ob der von der Lastbestimmungseinheit bestimmte Lastschwerpunkt sich während der Abwärtsbewegung der Patientenlagervorrichtung oder des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung sprunghaft ändert. Eine sprunghafte Änderung kann beispielsweise festgestellt werden, wenn sich der Lastschwerpunkt innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer, z. B. einer Zeitdauer von weniger als 2 s oder 1 s oder 0,5 s oder 0,3 s oder 0,1 s, um mindestens einen vorgegebenen Betrag ändert, z. B. mindestens um 3 cm oder 5 cm oder 10 cm oder 15 cm oder 20 cm.

Da sich während der Bewegung der Patientenlagervorrichtung der Lastschwerpunkt ständig verändert, kann es herausfordernd sein, einen Sprung des Schwerpunkts zu detektieren, der durch eine Kollision verursacht wird. Weiterhin hängt die sprunghafte Änderung des Schwerpunkts während einer Kollision stark von der aktuellen Schwerpunktlage und dem Kollisionsort ab. Je größer der Abstand zwischen dem Schwerpunkt und dem Kollisionsort ist, desto größer bzw. besser erkennbar ist der Einfluss auf die Schwerpunktlage. Der ungünstigste Fall ist eine Kollision mit einem Objekt am aktuellen Schwerpunktsort. In diesem Fall ist die sprunghafte Änderung des Schwerpunkts recht klein.

Weiterhin ist die sprunghafte Änderung des Schwerpunkts während einer Kollision umso geringer, je schwerer der Patient ist.

Die vorstehend genannten Faktoren können bei der Einstellung der Detektionsschwelle berücksichtigt werden.

In einigen Ausgestaltungen kann die Detektionseinheit eine durch eine mögliche Kollision verursachte und auf die Patientenlagervorrichtung wirkende Kraft und/oder einen Ort bestimmen, an welchem die Patientenlagervorrichtung möglicherweise mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs kollidiert. Während einer Kollision sollte die Kollisionskraft ansteigen und der Kollisionsort sollte annähernd konstant bleiben. Die Detektionseinheit kann daher als zusätzliche Bedingung für eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs bestimmen, ob während der möglichen Kollision die durch die mögliche Kollision verursachte Kraft ansteigt und/oder der Kollisionsort annähernd konstant ist. Falls dies der Fall ist, kann die Detektionseinheit feststellen, dass eine mögliche Kollision stattgefunden hat. Es kann vorgesehen sein, dass der Kollisionsort als annähernd konstant erachtet wird, wenn er sich beispielsweise während der Kollision um nicht mehr als 5 cm oder 10 cm oder 20 cm oder 30 cm ändert.

Die Beobachtung der Kollisionskraft und/oder des Kollisionsorts ist vor allem nützlich, um zwischen einer Kollision und einer Fehlfunktion der Lastsensoren oder einer anderen Eingabe in den Lastbestimmungsalgorithmus zu unterscheiden. Wenn der Kollisionsort nicht konstant ist, kann der Anstieg der Kollisionskraft auf eine Fehlfunktion und nicht auf eine Kollision zurückzuführen sein. In einigen Ausgestaltungen kann die Detektionseinheit die durch die mögliche Kollision verursachte Kraft und/oder den Kollisionsort anhand einer während der möglichen Kollision aufgetretenen Änderung der von der Lastbestimmungseinheit bestimmten Last und/oder des von der Lastbestimmungseinheit bestimmten Lastschwerpunkts und/oder der von mindestens einem Teil der Lastsensoren ausgegebenen Sensorwerte bestimmen.

In einigen Ausgestaltungen kann die Lastsensoranordnung mehrere Lastsensoren aufweisen, die Sensorwerte ausgeben. Zumindest einem Teil der möglichen Bewegungen der Patientenlagervorrichtung oder des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung um verschiedene Achsen und/oder mittels einer Hubsäule kann jeweils eine Auswahl der Lastsensoren zugeordnet sein. Die Detektionseinheit kann bei einer Bewegung der Patientenlagervorrichtung oder des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung die Kräfte analysieren, die auf die dieser Bewegung zugeordneten Lastsensoren wirken.

Beispielsweise kann der Operationstisch eine Anzahl von Gelenken aufweisen. Jedem der Gelenke können bestimmte Lastsensoren aus der Gesamtheit der Lastsensoren zugeordnet sein. Wenn die Patientenlagervorrichtung oder das mindestens eine Segment mittels eines der Gelenke bewegt werden, kann die Detektionseinheit die Kräfte analysieren, die auf die Lastsensoren wirken, die dem Gelenk zugeordnet sind.

Die Detektionseinheit kann als zusätzliche Bedingung für eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs bestimmen, ob die analysierten Kräfte während einer möglichen Kollision einen vorgegebenen Kraftschwellwert unterschreiten. Falls alle analysierten Kräfte oder mehrere der analysierten Kräfte oder zumindest eine Kraft unter den analysierten Kräfte den Kraftschwellwert unterschreiten, kann die Detektionseinheit daraus folgern, dass eine mögliche Kollision vorliegt. Der starke Abfall der Kräfte sollte aber nicht durch die Bewegung der Patientenlagervorrichtung verursacht sein.

Weiterhin kann die Detektionseinheit als zusätzliche Bedingung für eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs bestimmen, ob eine zeitliche Ableitung der analysierten Kräfte während einer möglichen Kollision einen vorgegebenen vierten Schwellwert unterschreitet. Der vierte Schwellwert kann so gewählt sein, dass er eine stark negative Steigung der Kräfte widerspiegelt. Falls die Ableitung der analysierten Kräfte den vierten Schwellwert unterschreitet, kann die Detektionseinheit feststellen, dass eine mögliche Kollision vorliegt.

In einigen Ausgestaltungen kann die Lastsensoranordnung mehrere Lastsensoren aufweisen, die Sensorwerte ausgeben.

In einigen Ausgestaltungen können die mehreren Lastsensoren in einer einzigen gemeinsamen Ebene angeordnet sein. In einigen Ausgestaltungen können die Lastsensoren symmetrisch angeordnet sein.

In einigen Ausgestaltungen kann die Lastsensoranordnung zwischen mindestens zwei Teilen des Operationstischs angeordnet sein, die zueinander im Wesentlichen nicht beweglich sind.

In einigen Ausgestaltungen können die Lastsensoren der Lastsensoranordnung parallel und spiegelbildlich zueinander angeordnet sein. Beispielsweise kann die Lastsensoranordnung insgesamt vier Kraftsensoren bzw. Wägezellen aufweisen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil erhöhter Genauigkeit und Zuverlässigkeit.

In einigen Ausgestaltungen können mehrere oder alle der Lastsensoren der Lastsensoranordnung spiegelsymmetrisch bezüglich einer ersten gedanklichen Achse und spiegelsymmetrisch bezüglich einer zweiten gedanklichen Achse angeordnet sein. Die erste und die zweite Achse können orthogonal zueinander ausgerichtet sein. Die erste Achse kann beispielswiese parallel zu einer Hauptachse der Patientenlagervorrichtung verlaufen, während die zweite Achse senkrecht zur dieser Hauptachse, aber parallel zur Patientenlagervorrichtung verläuft. Die Lastsensoranordnung kann zwischen der Patientenlagervorrichtung und der Operationstischsäule angeordnet sein. In einigen Ausgestaltungen können die Lastsensoren in einem Gittermuster oder Raster angeordnet sein. Zum Beispiel können die Lastsensoren in einem 2 x 2-Raster angeordnet sein. Die Lastsensoren können beispielsweise in einer Rasteranordnung mit 2 bis 4 Lastsensoren in jeder Dimension angeordnet sein.

Die spiegelsymmetrisch angeordneten Lastsensoren können in die gleiche Richtung ausgerichtet sein. Insbesondere können die spiegelsymmetrisch angeordneten Lastsensoren parallel zueinander ausgerichtet sein. Die Lastsensoren können jeweils eine Hauptachse aufweisen, wobei die Hauptachsen parallel zueinander ausgerichtet sind.

In einigen Ausgestaltungen können die Lastsensoren der Lastsensoranordnung baugleich sein.

In einigen Ausgestaltungen können die Lastsensoren eine längliche Form haben. Zum Beispiel können die Lastsensoren rechteckige Körper sein.

Wenn die Detektionseinheit eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs detektiert, kann die Detektionseinheit in einigen Ausgestaltungen ein Kollisionssignal erzeugen, das angibt, dass der Operationstisch sich in einem sicherheitskritischen Zustand befindet.

Ferner kann ein akustisches und/oder optisches Warnsignal erzeugt werden. Außerdem kann ein Warnsignal in Textform erzeugt werden, das dem Benutzer beispielsweise auf einer Fernbedienung des Operationstischs angezeigt werden kann. Darüber hinaus kann die Bewegung der Patientenlagervorrichtung und/oder des Operationstischs eingeschränkt werden. Z. B. kann das Ausfahren und/oder Neigen und/oder Kanten der Patientenlagervorrichtung und/oder das Verfahren des Operationstischs verlangsamt oder angehalten werden. Außerdem kann mindestens eine Funktionalität der Patientenlagervorrichtung und/oder des Operationstischs blockiert werden. Die ergriffenen Maßnahmen können reduziert oder aufgehoben werden, wenn die Detektionseinheit wieder einen sicheren Zustand der Patientenlagervorrichtung und/oder des Operationstischs feststellt.

In einigen Ausgestaltungen kann die Patientenlagervorrichtung Teil eines Operationstischs sein. Der Operationstisch kann eine Basis bzw. einen Standfuß und eine Säule umfassen und die Lastsensoranordnung kann in der Säule angeordnet sein.

In einigen Ausgestaltungen kann die Detektionseinheit eine mögliche Kollision detektieren, wenn die von der Lastbestimmungseinheit bestimmte Last während einer Abwärtsbewegung der Patientenlagervorrichtung oder des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung um mindestens einen Kollisionsschwellwert abnimmt. Als Referenzwert für den Kollisionsschwellwert kann die Last unmittelbar vor Beginn der Abwärtsbewegung herangezogen werden. Der mindestens eine Kollisionsschwellwert kann beispielsweise so gewählt werden, dass er dem oben beschriebenen ersten Schwellwert entspricht. D. h., wenn die von der Lastbestimmungseinheit bestimmte Last um den mindestens einen Kollisionsschwellwert abgenommen hat, hat die Last gleichzeitig den ersten Schwellwert unterschritten.

In einigen Ausgestaltungen kann das System den Kollisionsschwellwert auf der Grundlage einer oder mehrerer der folgenden Größen einstellen: einer Position der Patientenlagervorrichtung, eines Winkels der Patientenlagervorrichtung, eines Gelenkwinkels eines Gelenks innerhalb der Patientenlagervorrichtung, einer Verschiebungs- und/oder Neigungs- und/oder Kantungsposi- tion der Patientenlagervorrichtung und einer aktuellen Bewegungsart der Patientenlagervorrichtung.

Wenn die von der Lastermittlungseinheit ermittelte Last während einer Abwärtsbewegung der Patientenlagervorrichtung oder des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung um mindestens einen Fehlwarnungsauslösungsbetrag ansteigt, kann das System in einigen Ausgestaltungen alle möglichen Kollisionen aufgrund von Abnahmen der von der Lastbestimmungseinheit bestimmten Last vorübergehend ignorieren. In einigen Ausgestaltungen kann die Detektionseinheit Lasten, die von der Lastbestimmungseinheit bestimmt werden, wenn die Patientenlagervorrichtung stillsteht, mit Lasten vergleichen, die von der Lastbestimmungseinheit bestimmt werden, wenn sich die Patientenlagervorrichtung später nach unten bewegt. Ein Hinweis auf eine mögliche Kollision kann eine geringere Last sein, die gemessen wird, wenn sich die Patientenlagervorrichtung später nach unten bewegt. Weiterhin kann eine Last, die um mindestens einen Schwellwert geringer ist, wenn sich die Patientenlagervorrichtung nach unten bewegt, auf eine mögliche Kollision hinweisen.

In einigen Ausgestaltungen kann die Detektionseinheit nur dazu konfiguriert sein, um Kollisionen zwischen der Patientenlagervorrichtung und einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs unterhalb der Patientenlagervorrichtung zu detektieren, während sich die Patientenlagervorrichtung oder das mindestens eine Segment der Patientenlagervorrichtung nach unten bewegen. Weiterhin kann das System auch andere separate Kollisionsdetektionseinheiten umfassen, die beispielsweise eine Kollision detektieren, wenn sich die Patientenlagervorrichtung oder mindestens ein Segment der Patientenlagervorrichtung nach oben und/oder seitwärts bewegen.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zur Detektion einer Kollision einer Patientenlagervorrichtung mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil eines Operationstischs bereitgestellt. Die Patientenlagervorrichtung kann als Teil eines Operationstischs verwendbar sein und kann insbesondere eine chirurgische Patientenlagervorrichtung sein. Eine Lastsensoranordnung mit mindestens einem Lastsensor, der Sensorwerte ausgibt, kann bereitgestellt werden. Anhand der Sensorwerte kann eine Last bestimmt werden, wobei die Last eine auf die Lastsensoranordnung wirkende Last oder eine auf die Patientenlagervorrichtung wirkende Last umfasst. Eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs kann detektiert werden, wenn die bestimmte Last einen vorgegebenen ersten Schwellwert unterschreitet, während sich die Patientenlagervorrichtung oder mindestens ein Segment der Patientenlagervorrichtung abwärts bewegen. Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt kann sämtliche Ausgestaltungen aufweisen, die in der vorliegenden Offenbarung im Zusammenhang mit dem System gemäß dem ersten Aspekt beschrieben sind.

Die vorliegende Offenbarung umfasst auch Schaltungen und/oder elektronische Anweisungen zur Steuerung von Operationstischen sowie Fernbedienungen, Anzeigen und Benutzerschnittstellen zur Verwendung mit Operationstischen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines offenbarungsgemäßen Operationstischs mit einem auf einer Patientenlagervorrichtung des Operationstischs positionierten Patienten;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Systemarchitektur eines offenbarungsgemäßen Systems;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines offenbarungsgemäßen Operationstischs zur Veranschaulichung der Messlast, der Wirklast und der Gesamtlast;

Fig. 4A bis 4C schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen eines offenbarungsgemäßen Operationstischs mit einer Lastsensoranordnung in verschiedenen Positionen;

Fig. 5A bis 5D schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen eines offenbarungsgemäßen Operationstischs mit parallel und spiegelsymmetrisch angeordneten Kraftsensoren; Fig. 6A und 6B schematische Darstellungen zur Veranschaulichung der auf die Kraftsensoren wirkenden Kräfte;

Fig. 7A und 7B schematische Darstellungen zur Veranschaulichung der Reduktion von Querkräften aufgrund der symmetrischen Anordnung der Kraftsensoren;

Fig. 8 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Bestimmung des Gravitationsvektors bei einer geneigten Patientenlagervorrichtung;

Fig. 9A und 9B schematische Darstellungen eines offenbarungsgemäßen Systems vor und während einer Kollision der Patientenlagervorrichtung mit einem Objekt;

Fig. 10A und 1OB schematische Darstellungen eines offenbarungsgemäßen Systems mit einer auf die Patientenlagervorrichtung während einer Abwärtsbewegung ausgeübten externen Last;

Fig. 11 eine schematische Darstellung einer durch eine externe Last verursachten Lastschwingung;

Fig. 12 beispielhafte Darstellungen des Neigungswinkels der Patientenlagervorrichtung und der von der Lastbestimmungseinheit bestimmten Last;

Fig. 13 eine schematische Darstellung eines offenbarungsgemäßen Verfahrens zur Detektion einer Kollision der Patientenlagervorrichtung mit einem Objekt;

Fig. 14A und 14B schematische Darstellungen eines offenbarungsgemäßen Systems mit dem Lastschwerpunkt vor und während einer Kollision der Patientenlagervorrichtung mit einem Objekt; Fig. 15 eine schematische Darstellung eines offenbarungsgemäßen Systems zur

Veranschaulichung der Bestimmung einer Kollisionskraft und eines Kollision sorts;

Fig. 16 eine schematische Darstellung eines offenbarungsgemäßen Systems zur

Veranschaulichung der Zuordnung bestimmter Lastsensoren zu einzelnen Gelenken des Operationstischs; und

Fig. 17A bis 17C schematische Darstellungen verschiedener Anwendungsfälle des offenbarungsgemäßen Systems.

Detaillierte Figurenbeschreibung

In der folgenden Beschreibung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die Zeichnungen sind dabei nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, sondern sollen die jeweiligen Merkmale lediglich schematisch illustrieren.

Dabei ist zu beachten, dass die nachstehend beschriebenen Merkmale und Komponenten jeweils miteinander kombiniert werden können, unabhängig davon, ob sie im Zusammenhang mit einer einzigen Ausführungsform beschrieben worden sind. Die Kombination von Merkmalen in den jeweiligen Ausführungsformen dient lediglich der Veranschaulichung des grundsätzlichen Aufbaus und der Funktionsweise der beanspruchten Vorrichtung.

In den Figuren sind identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.

Fig. 1 zeigt schematisch einen mobilen Operationstisch 10, der zur Lagerung eines Patienten 12 während eines chirurgischen Eingriffs und zu seinem Transport verwendet werden kann. Der mobile Operationstisch 10 umfasst von unten nach oben einen Standfuß bzw. Basis 14 zum Abstellen des Operationstisches 10 auf einem Boden, eine den Standfuß 14 umfassende senkrecht angeordnete Operationstischsäule 16 sowie eine an einem oberen Ende der Operationstischsäule 16 befestigte Patientenlagervorrichtung 18. Die Patientenlagervorrichtung 18 kann mit der Operationstischsäule 16 fest verbunden sein oder alternativ lösbar an der Operationstischsäule 16 befestigt sein.

Die Patientenlagervorrichtung 18 ist modular ausgebildet und dient der Lagerung des Patienten 12. Die Patientenlagervorrichtung 18 umfasst einen mit der Operationstischsäule 16 verbundenen Lagerflächenhauptabschnitt 20, der durch Ankopplung diverser Lagerflächennebenabschnitte beliebig erweitert werden kann. Die Patientenlagervorrichtung 18 kann als Tischplatte eines chirurgischen Tischs oder des Operationstischs 10 ausgeführt sein. In Fig. 1 sind an den Lagerflächenhauptabschnitt 20 ein Beinabschnitt 22, ein Schulterabschnitt 24 sowie ein Kopfabschnitt 26 als Lagerflächennebenabschnitte gekoppelt.

Die Patientenlagervorrichtung 18 des Operationstischs 10 kann je nach Art des durchzuführenden chirurgischen Eingriffs in eine geeignete Höhe gebracht und sowohl geneigt als auch gekantet werden.

Die Operationstischsäule 16 ist höhenverstellbar ausgebildet und weist eine innere Mechanik zur Einstellung der Höhe der Patientenlagervorrichtung 18 des Operationstisches 10 auf. Die Mechanik ist in einem Gehäuse 28 angeordnet, welches die Bauteile vor Verschmutzung schützt.

Der Standfuß 14 weist zwei unterschiedlich lange Abschnitte 30, 32 auf. Der Abschnitt 30 ist ein kurzer Abschnitt, der einem Fußende des Beinabschnitts 22 zugeordnet ist, d. h. dem Ende der Patientenlagervorrichtung 18, auf welchem die Füße des zu behandelnden Patienten 12 liegen. Der Abschnitt 32 ist ein langer Abschnitt, der dem Kopfabschnitt 26 der Patientenlagervorrichtung 18 zugeordnet ist.

Weiterhin kann der Standfuß 14 über Räder oder Rollen verfügen, mit denen der Operationstisch 10 auf dem Boden verfahren werden kann. Alternativ kann der Standfuß 14 fest am Boden verankert sein. An beiden Seiten der Patientenlagervorrichtung 18 sind Seitenschienen 34 angebracht. Zubehörteile können lösbar an den Seitenschienen 34 befestigt werden.

Zur besseren Veranschaulichung ist in Fig. 1 ein kartesisches Koordinatensystem X-Y-Z eingetragen. Die X-Achse und die Y-Achse sind die waagrechten Achsen, die Z-Achse ist die senkrechte Achse. Die X-Achse erstreckt sich entlang der nebeneinander angeordneten Lagerflächennebenabschnitte 22, 24, 26.

Fig. 2 zeigt schematisch die Systemarchitektur eines offenbarungsgemäßen Systems 100. Das System 100 ist ein System gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und kann mit einem Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt betrieben werden.

Das System 100 weist neben einem wie in Fig. 1 dargestellten Operationstisch 10 eine Lastsensoranordnung 102, eine Lastbestimmungseinheit 104, eine Sicherheitseinheit 106, eine Überwa- chungs- und Kalibrierungseinheit 108, einen Datenspeicher 110 sowie weitere Komponenten 112 des Operationstischsystems 100 auf. Ferner enthält die Sicherheitseinheit 106 eine Detektionseinheit 113, eine Kippverhinderungseinheit 114 und eine Überlastungsschutzeinheit 115.

Die Lastsensoranordnung 102 enthält eine oder mehrere Lastsensoren und ist zur Messung mindestens einer Größe ausgebildet, aus der sich eine auf die Lastsensoranordnung 102 wirkende Last bestimmen lässt. In dem vorliegenden Fall sind die Lastsensoren Kraftsensoren, die jeweils eine auf den jeweiligen Sensor wirkende Kraft messen. Die von den einzelnen Kraftsensoren gemessenen Sensor- bzw. Kraftwerte werden von der Lastsensoranordnung 102 als Signal 120 in digitaler Form ausgegeben. Ferner enthält die Lastsensoranordnung 102 Elektronikkomponenten, die zum Betrieb der Kraftsensoren erforderlich sind.

Die Lastbestimmungseinheit 104 empfängt das Signal 120 mit den gemessenen Sensor- bzw. Kraftwerten und bestimmt daraus eine Last und insbesondere einen Schwerpunkt der Last. Als Last kann die Lastbestimmungseinheit 104 eine Messlast, eine Wirklast und/oder eine Gesamtlast bestimmen. Um die gelieferten Kraftwerte adäquat verarbeiten und analysieren zu können, benötigt die Lastbestimmungseinheit 104 einige Daten zur Geometrie und den Massen bzw. Gewichten des Operationstischs 10 und der Zubehörteile. Diese Daten sind in dem Datenspeicher 110 abgelegt und werden der Lastbestimmungseinheit 104 mittels eines Signals 122 zur Verfügung gestellt. Diesen Daten können insbesondere Informationen zu den Massen und Schwerpunkten der einzelnen Komponenten des Operationstischs 10 und der Zubehörteile entnommen werden. Der Datenspeicher 110 ist über ein Konnektivitätsmodul des Operationstischs 10 erweiterbar.

Die Lastbestimmungseinheit 104 erzeugt als Ausgangssignal ein Signal 124, welches Informationen über die bestimmten Lasten und Lastschwerpunkte enthält. Diese Informationen werden sowohl an die Sicherheitseinheit 106 als auch an die Überwachungs- und Kalibrierungseinheit 108 übertragen.

In der Sicherheitseinheit 106 werden alle verfügbaren Daten analysiert, einschließlich der Lasten, Schwerpunkte sowie den Positionsdaten des Operationstischs 10 und der von dem Operationstisch 10 erkannten Zubehörteile. Die Sicherheitseinheit 106 entscheidet, ob der Operationstisch 10 sicher ist oder ob er sich in einer gefährlichen Situation befindet. Die Sicherheitseinheit 106 erzeugt ein Sicherheitssignal 126, das angibt, ob der Operationstisch 10 sich in einem sicherheitskritischen Zustand befindet.

Abhängig von der Schwere der erkannten Situation reagiert der Algorithmus entsprechend. Der Operationstisch 10 kann zum Beispiel nur eine Warnung ausgeben oder die Bewegung stoppen. Die Warnungen können über ein akustisches oder optisches Signal durch den Operationstisch 10 oder in Form von Text über die Fernsteuerung erfolgen. Die Maßnahmen können von der Verlangsamung der Bewegungsgeschwindigkeit über das Anhalten der Bewegung bis hin zur Blockierung einiger Funktionalitäten variieren und so lange andauern, bis ein Zustand erreicht ist, in dem der Operationstisch 10 wieder sicher ist.

Es kann vorgesehen sein, dass die Sicherheitsfunktionen vom Benutzer jederzeit deaktiviert werden können und die Bewegung des Operationstischs 10 auf eigenes Risiko fortgesetzt werden kann. Die Detektionseinheit 113 ist eine Untereinheit der Sicherheitseinheit 106 und erhält die von der

Lastbestimmungseinheit 104 bestimmten Lasten und Lastschwerpunkte. Die Detektionseinheit 113 detektiert mögliche Kollisionen der Patientenlagervorrichtung 18 mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs 10, während sich die Patientenlagervorrichtung 18 oder mindestens ein Segment der Patientenlagervorrichtung 18 abwärts bewegen. Die Detektionseinheit 113 erzeugt ein Kollisionssignal 128, das angibt, ob eine mögliche Kollision stattgefunden hat. Das Kollisionssignal 128 ist ein Sicherheitssignal der Sicherheitseinheit 106.

Die Kippverhinderungseinheit 114 sowie die Überlastungsschutzeinheit 115 sind weitere Untereinheiten der Sicherheitseinheit 106. Die Kippverhinderungseinheit 114 erzeugt anhand der Gesamtlast und/oder des Schwerpunkts der Gesamtlast ein Kippsicherheitssignal 130, das angibt, ob ein Risiko besteht, dass der Operationstisch 10 umkippt. Die Überlastungsschutzeinheit 115 erzeugt anhand der Wirklast und/oder des Schwerpunkts der Wirklast ein Überlastungs- schutzsignal 132, das angibt, ob ein Überlastungsrisiko für den Operationstisch 10 und/oder mindestens eine Komponente des Operationstischs 10 besteht. Alternativ kann die Überlastungsschutzeinheit 115 die Messlast oder die Gesamtlast und/oder den Schwerpunkt einer dieser Lasten zur Erzeugung des Überlastungsschutzsignals 132 verwenden. Das Kippsicherheitssignal 130 sowie das Überlastungsschutzsignal 132 sind Sicherheitssignale der Sicherheitseinheit 106.

Falls der der Standfuß 14 über keine Räder oder Rollen verfügt und stattdessen fest mit dem Boden verbunden ist, kann die Kippverhinderungseinheit 114 deaktiviert oder nicht in der Sicherheitseinheit 106 implementiert sein.

Da das System 100 kritische Situationen zuverlässig erkennen soll, verfügt das System 100 auch über eine Überwachungs- und Kalibrierungseinheit 108. Dieses Softwaremodul prüft die Plausibilität der Messwerte und erkennt, ob das System fehlerhaft arbeitet oder ob eine Kalibrierung oder Tarierung des Systems 100 erforderlich ist. Die Überwachungs- und Kalibrierungseinheit 108 erzeugt entsprechende Ausgangssignale 134, 136, die an die Lastbestimmungseinheit 104 bzw. die Komponenten 112 des Operationstischs 10 übertragen werden. Die Komponenten 112 des Operationstischs 10 generieren kontinuierlich Positionsdaten, Daten zur Einstellung einzelner Komponenten sowie Informationen zu dem von dem Operationstisch 10 erkannten Zubehör. Diese Daten werden dem System 100 mit einem Signal 138 zur Verfügung gestellt.

Fig. 3 veranschaulicht schematisch die verschiedenen Lasten, welche die Lastbestimmungseinheit 104 anhand der von der Lastsensoreinheit 102 gelieferten Daten bestimmen kann. In Fig. 3 sind die Messlast, die Wirklast und die Gesamtlast durch Bezugszeichen 140, 142 bzw. 144 gekennzeichnet. Zu jeder dieser Lasten kann die Lastbestimmungseinheit 104 die Position des zugehörigen Lastschwerpunkts ermitteln.

Die Messlast ist diejenige Last, welche auf die Lastsensoranordnung 102 wirkt. Die Messlast entspricht der Last, die von allen Personen, Objekten und Kräften auf den Operationstisch 10 oberhalb der Lastsensoren erzeugt wird. Die Messlast entspricht dem Lastwert, der von der Lastsensoranordnung 102 gemessen wird.

Die Wirklast entspricht derjenigen Last, welche durch Komponenten, die nicht der Patientenlagervorrichtung 18 oder dem Operationstisch 10 zugeordnet sind, und Personen und externe Kräfte verursacht wird und auf den Operationstisch die Patientenlagervorrichtung 18 wirkt. Der Einfluss der der Patientenlagervorrichtung 18 zugeordneten Komponenten und erkannten Zubehörteile bleibt bei der Wirklast unberücksichtigt. Zur Wirklast tragen nur die übrigen Komponenten der Patientenlagervorrichtung 18 bei, d. h., die nicht der Patientenlagervorrichtung 18 zugeordneten Komponenten. Dies können beispielsweise Zubehörteile sein, die von dem Operationstisch 10 nicht erkannt werden. Weiterhin trägt der auf der Patientenlagervorrichtung 18 befindliche Patient zur Wirklast bei. Zur Wirklast tragen außerdem alle auf die Patientenlagervorrichtung 18 von extern wirkenden Kräfte bei, die beispielsweise von Personen und/oder Objekten außerhalb des Operationstischs 10 auf die Patientenlagervorrichtung 18 ausgeübt werden. Die Wirklast ist im Grunde genommen die Messlast ohne den Einfluss der bekannten Objekte wie Tischplattenteile, erkanntes Zubehör usw. Die Gesamtlast ist diejenige Last, welche sich aus der Messlast und aus einer durch Komponenten verursachten Last, die dem Operationstisch 10 zugeordnet sind und sich unterhalb der Lastsensoranordnung 102 befinden, ergibt. Die Gesamtlast berücksichtigt folglich Lasten von Komponenten, die sich unterhalb der Lastsensoranordnung 102 befinden und von der Lastsensoranordnung 102 nicht gemessen werden können und demnach nicht zur Messlast beitragen. Die Gesamtlast ist folglich die Last, die sich aus dem gesamten Operationstisch 10, dem Patienten, den dem Operationstisch 10 zugeordneten Komponenten, den dem Operationstisch 10 nicht zugeordneten Komponenten und sonstigen externen Kräften ergibt.

Fig. 4A bis 4C zeigen schematisch den offenbarungsgemäßen Operationstisch 10 in verschiedenen Ausführungsformen.

Im Operationstisch 10 ist die Lastsensoranordnung 102 mit den mehreren Lastsensoren zwischen mindestens zwei Teilen des Operationstischs 10 angeordnet. Die mindestens zwei Teile können insbesondere zueinander im Wesentlichen nicht beweglich sein. In dieser Ausgestaltung bewegen sich die mindestens zwei Teile zueinander im Wesentlichen nicht, d. h., sie verbleiben im Wesentlichen in der gleichen Position zueinander, wenn während des Betriebs der Operationstisch 10, insbesondere die Patientenlagervorrichtung 18, verstellt wird, z. B. beim Neigen und/oder Kanten und/oder longitudinalen und/oder lateralen Verstellen der Patientenlagervorrichtung 18. Dies gilt sowohl für den Abstand der mindestens zwei Teile zueinander als auch den oder die Winkel, den bzw. die die mindestens zwei Teile miteinander einschließen.

Die Lastsensoranordnung 102 ist vorzugsweise derart in den Operationstisch 10 integriert, dass die komplette Last oberhalb der Lastsensoren durch die Lastsensoranordnung 102 fließt bzw. übertragen wird.

Die Lastsensoranordnung 102 kann an unterschiedlichen Positionen in dem Operationstisch 10 angeordnet sein. In der in Fig. 4A dargestellten Ausführungsform ist die Lastsensoranordnung 102 zwischen dem Standfuß 14 und der Operationstischsäule 16 angeordnet, während die Lastsensoranordnung 102 in Fig. 4B in die Operationstischsäule 16 integriert ist. In Fig. 4C befindet sich die Lastsensoranordnung 102 benachbart zu der Schnittstelle zwischen Patientenlagervorrichtung 18 und Operationstischsäule 16.

Fig. 5A zeigt den Operationstisch 10 mit einer zwischen der Patientenlagervorrichtung 18 und der Operationstischsäule 16 angeordneten Lastsensoranordnung 102. Die Lastsensoranordnung 102 enthält vier baugleiche Kraftsensoren la, lb, 2a und 2b, die parallel und spiegelbildlich zueinander angeordnet sind. Zwei verschiedene Varianten zur Platzierung der Kraftsensoren la, lb, 2a, 2b sind in Fig. 5B und 5C veranschaulicht. Fig. 5B und 5C zeigen jeweils eine Draufsicht auf die Lastsensoranordnung 102 entlang einer Linie A-A, die in Fig. 5A eingezeichnet ist.

Zur Ausrichtung der Kraftsensoren la, lb, 2a, 2c sind eine erste Achse 150 und eine zweite Achse 152 vorgegeben, die senkrecht aufeinander stehen. Die erste Achse 150 erstreckt sich parallel zu einer Hauptachse der Patientenlagervorrichtung 18, während die zweite Achse 152 senkrecht zur dieser Hauptachse, aber parallel zur Patientenlagervorrichtung 18 verläuft.

Die Kraftsensoren la, lb, 2a, 2c haben jeweils eine Hauptachse, die in Fig. 5B parallel zur ersten Achse 150 ausgerichtet ist. In Fig. 5C sind die Hauptachsen der Kraftsensoren la, lb, 2a, 2b parallel zur zweiten Achse 152 ausgerichtet. Ferner sind die Kraftsensoren la, lb, 2a, 2b jeweils paarweise spiegelsymmetrisch zu den Achsen 150, 152 angeordnet. Die Paare (la, lb), (la, 2a), (lb, 2b) und (2a, 2b) bilden jeweils ein spiegelsymmetrisches Kraftsensorpaar. In einigen Ausführungsformen sind die Kraftsensoren la, lb, 2a, 2b wie dargestellt in einem 2 x 2-Raster angeordnet. In einigen Ausführungsformen weist die Rasteranordnung mindestens zwei Kraftsensoren la, lb, 2a, 2b auf jeder Seite auf. In einigen Ausführungsformen liegen die Kraftsensoren la, lb, 2a, 2b alle in einer einzigen gemeinsamen Ebene, in der sowohl die erste Achse 150 als auch die zweite Achse 152 angeordnet sind.

Die Kraftsensoren können innerhalb der Sensoranordnung 102 auch anders als in Fig. 5B und 5C angeordnet sein. Mehrere beispielhafte alternative Anordnungen der Kraftsensoren in der Sensoranordnung 102 sind in Fig. 5D dargestellt. Am Beispiel der in Fig. 5B oder 5C dargestellten Sensoranordnung 102 kann die gemessene Last durch Addition aller von den Sensoren la, lb, 2a, 2b gemessenen Kräfte berechnet werden. Der entsprechende Schwerpunkt kann mit Hilfe der unten angegebenen Drehmomentausgleichsgleichung sowie der in Fig. 6A und 6B dargestellten Kräfte berechnet werden. Fig. 6A zeigt eine Schnittdarstellung entlang der x-Achse und Fig. 6B zeigt eine Schnittdarstellung entlang der y- Achse. Die Drehmomentausgleichsgleichung kann in beiden Richtungen angewendet werden, so dass die x- und y-Komponente des Schwerpunkts bestimmt werden können:

FL = Fia + F_2a + F_lb + F_2b (1)

In Gleichungen (1) bis (3) ist FL die von dem Patienten erzeugte Gewichtskraft. Die Kräfte Fi_a, Fib, F2a und F2b sind die von den Sensoren la, lb, 2a, 2b gemessenen Kräfte. Die Parameter a und b sind die Abstände der Sensoren in x- bzw. in y-Richtung. XCG und YCG sind die x- bzw. y-Koordina- ten des Schwerpunkts der vom Patienten verursachten Last.

Die Wirklast und die Gesamtlast sowie ihre entsprechenden Schwerpunktwerte können durch Addition oder Subtraktion der entsprechenden Komponenten des Operationstischs 10 und deren Schwerpunktwerte, die in dem Datenspeicher 110 gespeichert sind, berechnet werden.

Die in Fig. 5B und 5C vorgeschlagene Anordnung der Sensoren la, lb, 2a, 2b macht das System robust gegenüber Querkräften F_r. Aufgrund der symmetrischen Anordnung werden Querkräfte F_r aufgehoben, wie in Fig. 7A und 7B gezeigt ist.

Die Aufhebung der Querkräfte erlaubt es dem beschriebenen System auch, Kräfte und Schwerpunkt zuverlässig zu messen, wenn sich die Patientenlagervorrichtung 18 in einer geneigten Position befindet. Fig. 8 zeigt, wie der Gravitationsvektor FL in zwei Komponenten aufgeteilt werden kann. Eine Komponente befindet sich lateral zu den Kraftsensoren und wird aufgrund der oben erläuterten Effekte aufgehoben. Die zweite Komponente FM verläuft senkrecht zu den Kraftsensoren bzw. zur Hauptoberfläche der Patientenlagervorrichtung 18 und wird zuverlässig gemessen. Bei Kenntnis des Neigungswinkels a der Patientenlagervorrichtung 18 kann die tatsächliche Last über den Sensoren und deren Schwerpunkt berechnet werden.

Fig. 9A und 9B zeigen schematisch ein offenbarungsgemäßes Operationstischsystem 200, das die Elemente des in Fig. 2 schematisch dargestellten Operationstischsystems 100 enthält. Die Elemente des Operationstischsystems 100 sind in Fig. 9A und 9B nicht dargestellt.

Fig. 9A zeigt die Patientenlagervorrichtung 18 in einem unbewegten Zustand, während in Fig. 9B eine Anti-Trendelenburg-Neigung ausgeführt wird, bei welcher der Fußabschnitt der Patientenlagervorrichtung 18 abwärts bewegt wird. Während der Abwärtsbewegung kommt es zu einer Kollision der Patientenlagervorrichtung 18 mit einem unterhalb der Patientenlagervorrichtung 18 angeordneten Objekt 210.

Die Kollision verursacht eine Abnahme der von der Lastbestimmungseinheit 104 bestimmten Last FL. In Fig. 9A und 9B sind Vektoren für die Last FL eingezeichnet, deren Vektorlängen die Größe der von der Lastbestimmungseinheit 104 bestimmten Last FL angeben. Durch die Kollision wird ein Teil F_coii der Last auf den Kollisionsort übertragen, wodurch die von der Lastbestimmungseinheit 104 gemessene Last FL sinkt. Ferner führt die Kollision zu einem Sprung des von der Lastbestimmungseinheit 104 errechneten Lastschwerpunkts. Im Ruhezustand wird ein Lastschwerpunkt COGidie gemessen und nach der Kollision wird ein verschobener Lastschwerpunkt COGcoii gemessen.

Die Detektionseinheit 113 ist an die Lastbestimmungseinheit 104 gekoppelt und erhält die von der Lastbestimmungseinheit 104 bestimmten Größen, insbesondere die gemessene Last FL sowie den Lastschwerpunkt. Die von der Lastbestimmungseinheit 104 im Ruhezustand bestimmte Last FL entspricht dem Patientengewicht bzw. der durch den Patienten verursachten Gewichtskraft. Die Detektionseinheit 113 detektiert eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung 18 mit einem Objekt, dem Boden, auf dem der Operationstisch 10 steht, oder einem Teil des Operationstischs 10, wenn die von der Lastbestimmungseinheit 104 bestimmte Last FL einen vorgegebenen ersten Schwellwert L_C0H unterschreitet, während sich die Patientenlagervorrichtung 18 oder ein Segment der Patientenlagervorrichtung 18 abwärts bewegen. Folglich wird eine mögliche Kollision festgestellt, wenn FL < L_C0H gilt. Wenn eine mögliche Kollision erkannt wird, wird die Bewegung der Patientenlagervorrichtung 18 rasch gestoppt, um die Kraft bzw. den Druck am Kollisionspunkt zu begrenzen.

In Fig. 10A und 10B wird während einer Abwärtsbewegung eine externe Last F_ext auf die Patientenlagervorrichtung 18 ausgeübt. In Fig. 10A befindet sich die Patientenlagevorrichtung 18 in einer Ruheposition und von der Lastbestimmungseinheit 104 wird die Last FL gemessen. In Fig. 10B bewegt sich der Fußabschnitt der Patientenlagervorrichtung 18 nach unten und zusätzlich wird die externe Last F_ext auf die Patientenlagervorrichtung 18 ausgeübt, beispielsweise indem sich eine Person auf die Patientenlagervorrichtung 18 stützt. Wenn die externe Last F_ext während der Abwärtsbewegung aufgehoben wird, kann die daraus resultierende Schwingung der von der Lastbestimmungseinheit 104 ermittelten Last FL ZU einer fehlerhaften Kollisionswarnung führen, da aufgrund der Lastschwingungen die Last FL unter den Schwellwert L_C0H fallen kann, obwohl keine Kollision stattgefunden hat.

Fig. 11 zeigt eine Lastschwingung, die durch eine externe Last, beispielsweise einen Stoß auf die Patientenlagervorrichtung 18 von oben, verursacht wird. In dem in Fig. 11 dargestellten Diagramm ist die von der Lastbestimmungseinheit 104 bestimmte Last FL gegen die Zeit t aufgetragen. Die Last FL kann beispielsweise als Gewicht in Kilogramm oder als Gewichtskraft in Newton angegeben werden.

Anhand des als punktierte Linie dargestellten Verlaufs der Last FL lässt sich erkennen, dass während einer Abwärtsbewegung eine externe Last auf die Patientenlagervorrichtung 18 ausgeübt wird. Das Aufheben der externen Last führt zu Lastschwingungen.

Im Ruhezustand der Patientenlagervorrichtung 18, d. h. vor Beginn der Abwärtsbewegung, wird von der Lastbestimmungseinheit 104 eine Ruhelast bestimmt, deren Level bzw. Niveau als Referenzwert herangezogen wird. Die von der Lastbestimmungseinheit 104 unmittelbar vor Beginn der Abwärtsbewegung bestimmte Last wird als Ljdie bezeichnet. Der Schwellwert L_C0H ist geringer als die unmittelbar vor Beginn der Abwärtsbewegung bestimmte Last Lidie und hat einen vorgegebenen Abstand von der Last Ljdie- Der Abstand des Schwellwerts L_C0H von der Last Lidie entspricht einem Kollisionsschwellwert. Wenn die Last FL unter den Schwellwert L_C0H fällt, d. h. wenn die Last FL ausgehend von der Last Lidie um mindestens den Kollisionsschwellwert abnimmt, detektiert die Detektionseinheit 113 eine mögliche Kollision.

Damit eine fehlerhafte Kollisionsdetektion aufgrund einer Lastschwingung verhindert werden kann, ist ein zweiter Schwellwert L_Warn vorgegeben, der größer als die Last Lidie ist und in Fig. 11 betragsmäßig den gleichen Abstand von der Last Lidie hat wie der Schwellwert L_coii. Der Abstand des Schwellwerts L_Warn von der Last Lidie kann sich auch von dem Abstand des Schwellwerts L_C0H von der Last Lidie unterscheiden. Der Abstand des Schwellwerts L_C0H von der Last Lidie kann als Kollisionsschwellwert bezeichnet werden und ist in Fig. 11 mit b bezeichnet.

Sobald die von der Lastbestimmungseinheit 104 bestimmte Last FL den Schwellwert L_Warn überschreitet, wird die Detektionseinheit 113 für einen vorgegebenen Zeitraum deaktiviert. Innerhalb dieses Zeitraums gibt die Detektionseinheit 113 keine Kollisionswarnung aus, um eine fehlerhafte Kollisionsdetektion zu verhindern. In dem in Fig. 11 gezeigten Beispiel durchläuft die Last FL den Schwellwert L_Warn zur Zeit ti.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Detektionseinheit 113 nur unter bestimmten Bedingungen eine Kollision detektiert, nachdem die Last FL den Schwellwert L_Warn überschritten hat. Dazu wird ein dritter Schwellwert Lsnooze vorgegeben, der kleiner als der Schwellwert L_C0H ist. Voraussetzung für die Aktivierung des Schwellwerts Lsnooze ist, dass die Last FL den Schwellwert L_Warn überschreitet. Während einer anschließenden Zeit tsnooze wird nur dann eine mögliche Kollision detektiert, wenn die Last FL den Schwellwert Lsnooze unterschreitet.

Die Zeitdauer tsnooze hat eine vorgegebene Länge und kann beispielsweise beginnen, sobald die Last FL den Schwellwert L_Warn überschritten hat, d. h. zum Zeitpunkt ti. Alternativ kann die Zeitdauer tsnooze beginnen, wenn die Last FL den Lastwert Lidie durchläuft, nachdem die Last FL zuvor den Schwellwert L_Warn überschritten hatte. Dadurch wird sichergestellt, dass die Zeitdauer tsnooze nur dann aktiviert wird, wenn es zu einer Lastschwingung kommt. Dieser Fall ist in Fig. 11 dargestellt.

Der Schwellwert Lsnooze kann mit Hilfe einer maximalen Last Lmax ermittelt werden, welche die Last FL nach dem Überschreiten des Schwellwerts L_Warn erreicht. Der Abstand des Schwellwerts Lsnooze von der maximalen Last Lmax kann beispielsweise mindestens das Doppelte des Abstands der maximalen Last Lmax von dem Lastwert Ljdie betragen. In Fig. 11 ist der Abstand der maximalen Last Lmax von dem Lastwert Ljdie mit a bezeichnet. Folglich kann der Abstand des Schwellwerts Lsnooze von der maximalen Last Lmax mindestens 2a betragen.

Der Grund für den Abstand 2a ist, dass bei einem Stoß von oben auf die Patientenlagervorrichtung 18 die Last Fizunächst um den Wert a ansteigt, dann prallt der Stoß wie eine Welle zurück und die gemessene Last FL fällt unter den ursprünglichen Lastwert Ljdie. Aufgrund der Dämpfung fällt der "Rückprall" unterhalb vom maximalen Lastwert Lmax kleiner als 2a aus. Der "Rückprall" soll nicht als Kollision detektiert werden. Ist der "Rückprall" jedoch größer als 2a (ausgehend vom maximalen Lastwert Lmax), dann kann dies als mögliche Kollision detektiert werden.

In Fig. 12 sind der Neigungswinkel der Patientenlagervorrichtung 18 in Grad/100 und die von der Lastbestimmungseinheit 104 bestimmte Last FL in Kilogramm/10 gegen die Zeit t aufgetragen. Fig. 12 zeigt, dass sich die gemessene Last FL mit dem Neigungswinkel ändert, obwohl sich die tatsächliche Last auf der Patientenlagervorrichtung 18 nicht ändert. Um eine fehlerhafte Kollisionsdetektion zu vermeiden, können die Schwellwerte L_C0H und L_Warn von den Neigungs- und/oder Kantungswinkeln der Patientenlagervorrichtung 18 abhängen. Dadurch kann die Abhängigkeit dergemessenen Last FL von den Neigungs- und/oder Kantungswinkeln zumindest teilweise kompensiert werden.

Fig. 13 zeigt ein Flussdiagramm 300, welches den Ablauf eines Verfahrens zur Detektion einer Kollision der Patientenlagervorrichtung 18 mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs 10 veranschaulicht. Das Verfahren wird von der Detektionseinheit 113 durchgeführt. Nach dem Start wird im Entscheidungsschritt 301 geprüft, ob 10 ms vergangen sind. Das Verfahren beginnt folglich alle 10 ms von vorne.

Im Schritt 302 erhält die Detektionseinheit 113 die gemessene Last FL sowie den Lastschwerpunkt COG von der Lastbestimmungseinheit 104.

Im Entscheidungsschritt 303 wird geprüft, ob sich die Patientenlagervorrichtung 18 oder mindestens ein Segment der Patientenlagervorrichtung 18 in irgendeiner Form bewegen.

Falls das Ergebnis des Entscheidungsschritts 303 „nein" ist, wird der aktuelle Lastwert FL im Schritt 304 als Lastwert Ljdie gespeichert und das Verfahren kehrt zum Entscheidungsschritt 301 zurück. Wenn das Ergebnis „ja" ist, wird im Entscheidungsschritt 305 untersucht, ob die aktuelle Last FL den Schwellwert L_Warn erreicht oder überschritten hat.

Wenn die aktuelle Last FL den Schwellwert L_Warn erreicht oder überschritten hat, wird im Schritt 306 eine Schlummer/Snooze-Zeit für eine vorgegebene Dauer aktiviert. Während dieser Zeit de- tektiert die Detektionseinheit 113 keine mögliche Kollision. Nach Ablauf der Schlummer/Snooze- Zeit kehrt das Verfahren zum Entscheidungsschritt 301 zurück.

Wenn die aktuelle Last FL den Schwellwert L_Warn nicht erreicht oder überschritten hat, wird im Entscheidungsschritt 307 wird geprüft, ob sich die Patientenlagervorrichtung 18 oder mindestens ein Segment der Patientenlagervorrichtung 18 abwärts bewegen. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt das Verfahren zum Entscheidungsschritt 301 zurück.

Sofern eine Abwärtsbewegung festgestellt wurde, wird im Entscheidungsschritt 308 untersucht, ob die aktuelle Last FL die Ungleichung FL < L_C0H erfüllt, wobei insbesondere L_C0H = Lidie - b gilt. Wenn dies der Fall ist, wird die Bewegung der Patientenlagervorrichtung 18 bzw. ihres Segments im Schritt 309 gestoppt und im Schritt 310 wird der Kollisionsort bestimmt. Danach kehrt das Verfahren zum Entscheidungsschritt 301 zurück. Fig. 14A und 14B zeigen ähnlich wie Fig. 9A und 9B einen Sprung des von der Lastbestimmungseinheit 104 errechneten Lastschwerpunkts, der durch eine Kollision der Patientenlagervorrichtung 18 mit dem Objekt 210 während einer Abwärtsbewegung verursacht wird. Im Ruhezustand wird ein Lastschwerpunkt COGidie gemessen und nach der Kollision wird ein verschobener Last-

Schwerpunkt COG_COH gemessen.

Die Detektionseinheit 113 kann als zusätzliche Bedingung für eine mögliche Kollision bestimmen, ob der von der Lastbestimmungseinheit 104 bestimmte Lastschwerpunkt sich während der Abwärtsbewegung der Patientenlagervorrichtung 18 oder eines Segments der Patientenlagervorrichtung 18 sprunghaft ändert.

Fig. 15 veranschaulicht die Bestimmung einer Kollisionskraft und eines Kollisionsorts. Vor einer

Kollision wird von der Lastbestimmungseinheit 104 die von dem Patienten bewirkte Gewichtskraft F_g als Last FL die gemessen. Der gemessene Lastschwerpunkt COGidie vor der Kollision ist gleich dem Lastschwerpunkt C_g des Patienten: L, idle Fg (4)

COG_idlg — Cg

Die Kollision bewirkt eine Kraft F_c auf die Patientenlagervorrichtung 18 an einem Ort bzw.

Schwerpunkte C_c. Die Lastbestimmungseinheit 104 misst während der Kollision folgende Last

FL, coii und folgenden Lastschwerpunkt COGcoii:

F LL/ coli = F_a — F_c (6)

Die Gleichungen (6) und (7) lassen sich folgendermaßen umformen:

F_c = F_a — F_{L co}n (8)

Während der Kollision steigt die Kraft F_c an und der Ort C_c des Aufpralls ist annähernd konstant. In diesem Fall kann eine Kollision detektiert werden. Wenn der Kollisionsort C_c nicht konstant ist, kann der Anstieg der Kollisionskraft F_c auf eine Fehlfunktion und nicht auf eine Kollision zurückzuführen sein. Wenn die Kraft F_c sinkt oder konstant bleibt, kann auch keine Kollision vorliegen.

Fig. 16 zeigt eine Ausgestaltung der Lastsensoranordnung 102 mit vier Lastsensoren 401, 402, 403, 404. Jedem Gelenk, mit welchem die Patientenlagervorrichtung 18 oder ein Segment der Patientenlagervorrichtung 18 bewegt werden kann, sind einer oder mehrere der Lastsensoren 401, 402, 403, 404 zugeordnet. Die zugeordneten Sensoren sind bei der jeweiligen Bewegung am meisten betroffen. Beispielhaft ist eine Zuordnung von Gelenken, die eine Bewegung der Patientenlagervorrichtung 18 oder eines Segments davon in eine bestimmte Richtung bewirken, zu bestimmten Sensoren der Lastsensoren 401, 402, 403, 404 in nachfolgender Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1 Je nach Bewegungsart überwacht die Detektionseinheit 113 diejenige(n) Lastsensoren, die dem Gelenk zugeordnet sind, das die Bewegung ausführt. Die Detektionseinheit 113 analysiert die Kräfte, welche auf die überwachten Lastsensoren wirken.

Falls die analysierten Kräfte stark abfallen, kann die Detektionseinheit 113 daraus folgern, dass eine mögliche Kollision vorliegt. Der starke Abfall der Kräfte sollte aber nicht durch die Bewegung der Patientenlagervorrichtung 18 verursacht sein.

Weiterhin kann die Detektionseinheit 113 prüfen, ob eine zeitliche Ableitung der analysierten Kräfte während einer möglichen Kollision einen vorgegebenen vierten Schwellwert unterschreitet. Falls die Ableitung der analysierten Kräfte den vierten Schwellwert unterschreitet, kann die Detektionseinheit feststellen, dass eine mögliche Kollision vorliegt.

Fig. 17A bis 17C zeigen verschiedene Anwendungsfälle des offenbarungsgemäßen Operationstischsystems.

In Fig. 17A ist die von der Lastbestimmungseinheit 104 bestimmte Last FL gegen die Zeit t aufgetragen. Vor Beginn einer Abwärtsbewegung wurde eine Last FL von 90 kg bestimmt. Die Schwellwerte Lcoii und Lwam wurden so festgelegt, dass L_C0H um 15 kg, d.h. den Kollisionsschwellwert b, unterhalb von Ljdie (= 90 kg) und L_Warn um 10 kg oberhalb von Lidie liegt.

Dem zeitlichen Verlauf der Last FL lässt sich entnehmen, dass die Detektionseinheit 113 keine Kollision detektiert, wenn die Last FL progressiv oder monoton ansteigt oder abfällt. Erst wenn die Last FL zum Zeitpunkt ti den Schwellwert L_C0H unterschreitet, wird eine mögliche Kollision detektiert.

In Fig. 17B überschreitet die Last FL zum Zeitpunkt t2 den Schwellwert L_Warn. Anschließend ignoriert die Detektionseinheit 113 den Verlauf der Last FL für einen gewissen Zeitraum, der durch eine Fläche 410 symbolisiert ist. Während dieses Zeitraums stellt die Detektionseinheit 113 keine mögliche Kollision fest. In Fig. 17C wird die Patientenlagervorrichtung 18 in longitudinaler Richtung von links (siehe linke Darstellung in Fig. 17C) nach rechts (siehe rechte Darstellung in Fig. 17C) verschoben, ohne dass die Patientenlagervorrichtung oder ein Element davon abwärts bewegt werden. Die Lastsensoranordnung 102 weist vier Lastsensoren 401, 402, 403, 404 auf, wobei die Lastsensoren 401, 402 auf der linken Seite und die Lastsensoren 403, 404 auf der rechten Seite des Operationstischs 10 angeordnet sind.

Zu Beginn der Verstellung der Patientenlagervorrichtung 18 befindet sich die Patientenlagervorrichtung 18 auf der linken Seite der Operationstischsäule 16. In diesem Fall lastet eine große Kraft oder Last FL, 401,402 auf den links angeordneten Lastsensoren 401, 402 und nur eine geringe Kraft oder Last FL,403,404 auf den rechts angeordneten Lastsensoren 403, 404, wie sich den in Fig. 17C gezeigten Diagrammen mit den Lastverläufen entnehmen lässt. Je weiter die Patientenlagervorrichtung 18 nach rechts verschoben wird, umso geringer wird die Last FL, 401, 402 und umso größer wird die Last FL, 403,404. Jedoch bleibt die gemessene Gesamtlast FL stabil und führt nicht zu einer Kollisionsdetektion.

Beispielhafte Ausführungsformen und Varianten in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung werden in der folgenden Liste von Punkten und Optionen beschrieben:

Punkt 1: System (100, 200) zur Detektion einer Kollision einer Patientenlagervorrichtung (18) mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil eines Operationstischs (10), wobei das System (100, 200) umfasst: eine Patientenlagervorrichtung (18), insbesondere eine chirurgische Patientenlagervorrichtung (18), die als Teil eines Operationstischs (10) verwendbar ist; eine Lastsensoranordnung (102) mit mindestens einem Lastsensor (401, 402, 403 404), der Sensorwerte ausgibt; eine Lastbestimmungseinheit (104), die anhand der Sensorwerte eine Last bestimmt, wobei die Last eine auf die Lastsensoranordnung (102) wirkende Last oder eine auf die Patientenlagervorrichtung (18) wirkende Last umfasst; und eine Detektionseinheit (113), welche eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung (18) mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs (10) detektiert, wenn die von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmte Last einen vorgegebenen ersten Schwellwert unterschreitet, während sich die Patientenlagervorrichtung (18) oder mindestens ein Segment der Patientenlagervorrichtung (18) abwärts bewegen.

Punkt 2: System (100, 200) nach Punkt 1, wobei die Detektionseinheit (113) kurzzeitig keine mögliche Kollision angibt, nachdem die von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmte Last einen vorgegebenen zweiten Schwellwert überschritten hat.

Punkt 3: System (100, 200) nach Punkt 1, wobei, nachdem die von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmte Last einen vorgegebenen zweiten Schwellwert überschritten hat, die Detektionseinheit (113) kurzzeitig eine mögliche Kollision detektiert, wenn die von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmte Last einen vorgegebenen dritten Schwellwert unterschreitet, der kleiner als der erste Schwellwert ist.

Punkt 4: System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Punkte, wobei zumindest für einen Teil der Achsen, um welche die Patientenlagervorrichtung (18) oder das mindestens eine Segment der Patientenlagervorrichtung (18) während der Abwärtsbewegung geneigt oder gekantet werden kann, und/oder für eine Absenkung der Patientenlagervorrichtung (18) mittels einer Hubsäule (16) der erste Schwellwert und/oder der zweite Schwellwert und/oder der dritte Schwellwert jeweils individuell vorgegeben sind.

Punkt 5: System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Punkte, wobei der erste

Schwellwert und/oder der zweite Schwellwert und/oder der dritte Schwellwert jeweils variabel sind und von einem Neigungswinkel und/oder Kantungswinkel der Patientenlagervorrichtung (18) oder des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung (18) abhängen. Punkt 6: System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Punkte, wobei ein Abstand des ersten Schwellwerts von einer von der Lastbestimmungseinheit (104) vor Beginn der Abwärtsbewegung bestimmten Last betragsmäßig annähernd gleich groß ist wie ein Abstand des zweiten Schwellwerts von der vor Beginn der Abwärtsbewegung bestimmten Last.

Punkt 7: System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Punkte, wobei die Detektionseinheit (113) den ersten Schwellwert und/oder den zweiten Schwellwert derart einstellt, dass ein Abstand des ersten Schwellwerts und/oder ein Abstand des zweiten Schwellwerts von der Last während der Abwärtsbewegung annähernd konstant sind.

Punkt 8: System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Punkte, wobei die Lastbestimmungseinheit (104) anhand der Sensorwerte zusätzlich einen Schwerpunkt der Last bestimmt; und die Detektionseinheit (113) als zusätzliche Bedingung für eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung (18) mit einem Objekt, einem Boden odereinem Teil des Operationstischs (10) bestimmt, ob der von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmte Lastschwerpunkt sich während der Abwärtsbewegung der Patientenlagervorrichtung (18) oder des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung (18) sprunghaft ändert.

Punkt 9: System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Punkte, wobei die Detektionseinheit (113) eine durch eine mögliche Kollision verursachte und auf die Patientenlagervorrichtung (18) wirkende Kraft und/oder einen Ort bestimmt, an welchem die Patientenlagervorrichtung (18) möglicherweise mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs (10) kollidiert; und die Detektionseinheit (113) als zusätzliche Bedingung für eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung (18) mit einem Objekt, einem Boden odereinem Teil des Operationstischs (10) bestimmt, ob während der möglichen Kollision die durch die mögliche Kollision verursachte Kraft ansteigt und/oder der Kollisionsort annähernd konstant ist.

Punkt 10: System (100, 200) nach Punkt 9, wobei die Detektionseinheit (113) die durch die mögliche Kollision verursachte Kraft und/oder den Kollisionsort anhand einer während der möglichen Kollision aufgetretenen Änderung der von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmten Last und/oder des von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmten Lastschwerpunkts und/oder der von mindestens einem Teil der Lastsensoren (401, 402, 403 404) ausgegebenen Sensorwerte bestimmt.

Punkt 11: System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Punkte, wobei die Lastsensoranordnung (102) mehrere Lastsensoren (401, 402, 403 404) aufweist, die Sensorwerte ausgeben; zumindest einem Teil der möglichen Bewegungen der Patientenlagervorrichtung (18) oder des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung (18) um verschiedene Achsen und/oder mittels einer Hubsäule (16) jeweils eine Auswahl der Lastsensoren (401, 402, 403 404) zugeordnet ist; und die Detektionseinheit (113) bei einer Bewegung der Patientenlagervorrichtung (18) oder des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung (18) die Kräfte analysiert, die auf die dieser Bewegung zugeordneten Lastsensoren (401, 402, 403 404) wirken.

Punkt 12: System (100, 200) nach Punkt 11, wobei die Detektionseinheit (113) als zusätzliche Bedingung für eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung (18) mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs (10) bestimmt, ob die analysierten Kräfte während einer möglichen Kollision einen vorgegebenen Kraftschwellwert unterschreiten.

Punkt 13: System (100, 200) nach Punkt 11 oder 12, wobei die Detektionseinheit (113) als zusätzliche Bedingung für eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung (18) mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs (10) bestimmt, ob eine Ableitung der analysierten Kräfte während einer möglichen Kollision einen vierten Schwellwert unterschreitet.

Punkt 14: System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Punkte, wobei die Lastsensoranordnung (102) mehrere Lastsensoren (401, 402, 403 404) aufweist, die Sensorwerte ausgeben, und die Lastsensoren (401, 402, 403 404) mindestens eines der folgenden Merkmale aufweisen: die Lastsensoren (401, 402, 403 404) sind in einer einzigen gemeinsamen Ebene angeordnet; die Lastsensoren (401, 402, 403 404) sind in einem Raster angeordnet; die Lastsensoren (401, 402, 403 404) haben eine längliche Form; die Lastsensoren (401, 402, 403 404) sind spiegelsymmetrisch bezüglich einer ersten Achse und spiegelsymmetrisch bezüglich einer zweiten Achse, die orthogonal zur ersten Achse ausgerichtet ist, angeordnet; und die Lastsensoren (401, 402, 403 404) sind zwischen mindestens zwei Teilen des Operationstischs (10) angeordnet, die zueinander im Wesentlichen nicht beweglich sind.

Punkt 15: System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Punkte, wobei die Detektionseinheit (113) nach der Detektion einer möglichen Kollision der Patientenlagervorrichtung (18) mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs (10) ein Kollisionssignal derart erzeugt, dass es einen sicherheitskritischen Zustand des Operationstischs (10) angibt, ein akustisches und/oder optisches Warnsignal und/oder ein Warnsignal in Textform erzeugt wird und/oder eine Bewegung der Patientenlagervorrichtung (18) und/oder des Operationstischs (10) verlangsamt cider angehalten wird und/oder mindestens eine Funktionalität der Patientenlagervorrichtung (18) und/oder des Operationstischs (10) blockiert wird.

Punkt 16: System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Punkte, wobei die Patientenlagervorrichtung (18) Teil eines Operationstischs (10) ist und der Operationstisch (10) ferner eine Basis (14) und eine Säule (16) umfasst und wobei die Lastsensoranordnung (102) in der Säule (16) angeordnet ist.

Punkt 17: System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Punkte, wobei die Detektionseinheit (113) eine mögliche Kollision detektiert, wenn die von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmte Last während einer Abwärtsbewegung der Patientenlagervorrichtung (18) oder des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung (18) um mindestens einen Kollisionsschwellwert abnimmt.

Punkt 18: System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Punkte, wobei die Detektionseinheit (113) eine mögliche Kollision detektiert, wenn die von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmte Last während einer Abwärtsbewegung der Patientenlagervorrichtung (18) oder des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung (18) um mindestens einen Kollisionsschwellwert abnimmt, und wobei das System (100, 200) den Kollisionsschwellwert auf der Grundlage einer oder mehrerer der folgenden Größen einstellt: einer Position der Patientenlagervorrichtung (18), eines Winkels der Patientenlagervorrichtung (18), eines Gelenkwinkels eines Gelenks innerhalb der Patientenlagervorrichtung (18), einer Ver- schiebungs- und/oder Neigungs- und/oder Kantungsposition der Patientenlagervorrichtung (18) und einer aktuellen Bewegungsart der Patientenlagervorrichtung (18).

Punkt 19: System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Punkte, wobei das System (100, 200), wenn die von der Lastbestimmungseinheit (104) ermittelte Last, insbesondere während einer Abwärtsbewegung der Patientenlagervorrichtung (18) cider des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung (18), um mindestens einen Fehlwarnungsauslösungsbetrag ansteigt, alle möglichen Kollisionen aufgrund von Abnahmen der von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmten Last vorübergehend ignoriert. Punkt 20: System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Punkte, wobei die Detektionseinheit (113) Lasten, die von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmt werden, wenn die Patientenlagervorrichtung (18) stillsteht, mit Lasten vergleicht, die von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmt werden, wenn sich die Patientenlagervorrichtung (18) später nach unten bewegt, insbesondere wobei eine geringere Last, wenn sich die Patientenlagervorrichtung (18) später nach unten bewegt, ein Hinweis auf eine mögliche Kollision ist, insbesondere wobei eine Last, die um mindestens einen Kollisionsschwellwert geringer ist, wenn sich die Patientenlagervorrichtung (18) nach unten bewegt, ein Hinweis auf eine mögliche Kollision ist.

Punkt 21: System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Punkte, wobei die Detektionseinheit (113) nur konfiguriert ist, um Kollisionen zwischen der Patientenlagervorrichtung (18) und einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs (10) unterhalb der Patientenlagervorrichtung (18) zu detektieren, während sich die Patientenlagervorrichtung (18) oder das mindestens eine Segment der Patientenlagervorrichtung (18) nach unten bewegen; und wobei das System (100, 200) insbesondere auch mindestens eine andere separate Kollisionsdetektionseinheit umfasst.

Punkt 22: Verfahren zur Detektion einer Kollision einer Patientenlagervorrichtung (18) mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil eines Operationstischs (10), wobei: die Patientenlagervorrichtung (18) als Teil eines Operationstischs (10) verwendbar ist und insbesondere eine chirurgische Patientenlagervorrichtung (18) ist; eine Lastsensoranordnung (102) mit mindestens einem Lastsensor (401, 402, 403 404), der Sensorwerte ausgibt, bereitgestellt wird; anhand der Sensorwerte eine Last bestimmt wird, wobei die Last eine auf die Lastsensoranordnung (102) wirkende Last oder eine auf die Patientenlagervorrichtung (18) wirkende Last umfasst; und eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung (18) mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs (10) detektiert wird, wenn die bestimmte Last einen vorgegebenen ersten Schwellwert unterschreitet, während sich die Patientenlagervorrichtung (18) oder mindestens ein Segment der Patientenlagervorrichtung (18) abwärts bewegen.

Claims

Ansprüche System (100, 200) zur Detektion einer Kollision einer Patientenlagervorrichtung (18) mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil eines Operationstischs (10), wobei das System (100, 200) umfasst: eine Patientenlagervorrichtung (18), insbesondere eine chirurgische Patientenlagervorrichtung (18), die als Teil eines Operationstischs (10) verwendbar ist; eine Lastsensoranordnung (102) mit mindestens einem Lastsensor (401, 402, 403 404), der Sensorwerte ausgibt; eine Lastbestimmungseinheit (104), die anhand der Sensorwerte eine Last bestimmt, wobei die Last eine auf die Lastsensoranordnung (102) wirkende Last oder eine auf die Patientenlagervorrichtung (18) wirkende Last umfasst; und eine Detektionseinheit (113), welche eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung (18) mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs (10) detektiert, wenn die von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmte Last einen vorgegebenen ersten Schwellwert unterschreitet, während sich die Patientenlagervorrichtung (18) oder mindestens ein Segment der Patientenlagervorrichtung (18) abwärts bewegen. System (100, 200) nach Anspruch 1, wobei die Detektionseinheit (113) kurzzeitig, insbesondere im Bereich von 0,5 bis 10 Sekunden, keine mögliche Kollision angibt, nachdem die von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmte Last einen vorgegebenen zweiten Schwellwert überschritten hat. System (100, 200) nach Anspruch 1, wobei, nachdem die von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmte Last einen vorgegebenen zweiten Schwellwert überschritten hat, die Detektionseinheit (113) kurzzeitig, insbesondere im Bereich von 0,5 bis 10 Sekunden, eine mögliche Kollision detektiert, wenn die von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmte Last einen vorgegebenen dritten Schwellwert unterschreitet, der kleiner als der erste Schwellwert ist.

4. System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest für einen Teil der Achsen, um welche die Patientenlagervorrichtung (18) oder das mindestens eine Segment der Patientenlagervorrichtung (18) während der Abwärtsbewegung geneigt oder gekantet werden kann, und/oder für eine Absenkung der Patientenlagervorrichtung (18) mittels einer Hubsäule (16) der erste Schwellwert und/oder der zweite Schwellwert und/oder der dritte Schwellwert jeweils individuell vorgegeben sind.

5. System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Schwellwert und/oder der zweite Schwellwert und/oder der dritte Schwellwert jeweils variabel sind und von einem Neigungswinkel und/oder Kantungswinkel der Patientenlagervorrichtung (18) oder des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung (18) abhängen.

6. System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Abstand des ersten Schwellwerts von einer von der Lastbestimmungseinheit (104) vor Beginn der Abwärtsbewegung bestimmten Last betragsmäßig annähernd gleich groß ist wie ein Abstand des zweiten Schwellwerts von der vor Beginn der Abwärtsbewegung bestimmten Last.

7. System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Detektionseinheit (113) den ersten Schwellwert und/oder den zweiten Schwellwert derart einstellt, dass ein Abstand des ersten Schwellwerts und/oder ein Abstand des zweiten Schwellwerts von der Last während der Abwärtsbewegung annähernd konstant sind.

8. System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lastbestimmungseinheit (104) anhand der Sensorwerte zusätzlich einen Schwerpunkt der Last bestimmt; und die Detektionseinheit (113) als zusätzliche Bedingung für eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung (18) mit einem Objekt, einem Boden odereinem Teil des Operationstischs (10) bestimmt, ob der von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmte Lastschwerpunkt sich während der Abwärtsbewegung der Patientenlagervorrichtung (18) oder des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung (18) sprunghaft ändert. System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Detektionseinheit (113) eine durch eine mögliche Kollision verursachte und auf die Patientenlagervorrichtung (18) wirkende Kraft und/oder einen Ort bestimmt, an welchem die Patientenlagervorrichtung (18) möglicherweise mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs (10) kollidiert; und die Detektionseinheit (113) als zusätzliche Bedingung für eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung (18) mit einem Objekt, einem Boden odereinem Teil des Operationstischs (10) bestimmt, ob während der möglichen Kollision die durch die mögliche Kollision verursachte Kraft ansteigt und/oder der Kollisionsort annähernd konstant ist. System (100, 200) nach Anspruch 9, wobei die Detektionseinheit (113) die durch die mögliche Kollision verursachte Kraft und/oder den Kollisionsort anhand einer während der möglichen Kollision aufgetretenen Änderung der von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmten Last und/oder des von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmten Lastschwerpunkts und/oder der von mindestens einem Teil der Lastsensoren (401, 402, 403 404) ausgegebenen Sensorwerte bestimmt. System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lastsensoranordnung (102) mehrere Lastsensoren (401, 402, 403 404) aufweist, die Sensorwerte ausgeben; zumindest einem Teil der möglichen Bewegungen der Patientenlagervorrichtung (18) oder des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung (18) um verschiedene Achsen und/oder mittels einer Hubsäule (16) jeweils eine Auswahl der Lastsensoren (401, 402, 403 404) zugeordnet ist; und die Detektionseinheit (113) bei einer Bewegung der Patientenlagervorrichtung (18) oder des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung (18) die Kräfte analysiert, die auf die dieser Bewegung zugeordneten Lastsensoren (401, 402, 403 404) wirken. System (100, 200) nach Anspruch 11, wobei die Detektionseinheit (113) als zusätzliche Bedingung für eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung (18) mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs (10) bestimmt, ob die analysierten Kräfte während einer möglichen Kollision einen vorgegebenen Kraftschwellwert unterschreiten. System (100, 200) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Detektionseinheit (113) als zusätzliche Bedingung für eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung (18) mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs (10) bestimmt, ob eine Ableitung der analysierten Kräfte während einer möglichen Kollision einen vierten Schwellwert unterschreitet. System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lastsensoranordnung (102) mehrere Lastsensoren (401, 402, 403 404) aufweist, die Sensorwerte ausgeben, und die Lastsensoren (401, 402, 403 404) mindestens eines der folgenden Merkmale aufweisen: die Lastsensoren (401, 402, 403 404) sind in einer einzigen gemeinsamen Ebene angeordnet; die Lastsensoren (401, 402, 403 404) sind in einem Raster angeordnet; die Lastsensoren (401, 402, 403 404) haben eine längliche Form; die Lastsensoren (401, 402, 403 404) sind spiegelsymmetrisch bezüglich einer ersten Achse und spiegelsymmetrisch bezüglich einer zweiten Achse, die orthogonal zur ersten Achse ausgerichtet ist, angeordnet; und die Lastsensoren (401, 402, 403 404) sind zwischen mindestens zwei Teilen des Operationstischs (10) angeordnet, die zueinander im Wesentlichen nicht beweglich sind. System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Detektionseinheit (113) nach der Detektion einer möglichen Kollision der Patientenlagervorrichtung (18) mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs (10) ein Kollisionssignal derart erzeugt, dass es einen sicherheitskritischen Zustand des Operationstischs (10) angibt, ein akustisches und/oder optisches Warnsignal und/oder ein Warnsignal in Textform erzeugt wird und/oder eine Bewegung der Patientenlagervorrichtung (18) und/oder des Operationstischs (10) verlangsamt oder angehalten wird und/oder mindestens eine Funktionalität der Patientenlagervorrichtung (18) und/oder des Operationstischs (10) blockiert wird. System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Patientenlagervorrichtung (18) Teil eines Operationstischs (10) ist und der Operationstisch (10) ferner eine Basis (14) und eine Säule (16) umfasst und wobei die Lastsensoranordnung (102) in der Säule (16) angeordnet ist. System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Detektionseinheit (113) eine mögliche Kollision detektiert, wenn die von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmte Last während einer Abwärtsbewegung der Patientenlagervorrichtung (18) oder des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung (18) um mindestens einen Kollisionsschwellwert abnimmt. System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Detektionseinheit (113) eine mögliche Kollision detektiert, wenn die von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmte Last während einer Abwärtsbewegung der Patientenlagervorrichtung (18) oder des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung (18) um mindestens einen Kollisionsschwellwert abnimmt, und wobei das System (100, 200) den Kollisionsschwellwert auf der Grundlage einer oder mehrerer der folgenden Größen einstellt: einer Position der Patientenlagervorrichtung (18), eines Winkels der Patientenlagervorrichtung (18), eines Gelenk- Winkels eines Gelenks innerhalb der Patientenlagervorrichtung (18), einer Ver- schiebungs- und/oder Neigungs- und/oder Kantungsposition der Patientenlagervorrichtung (18) und einer aktuellen Bewegungsart der Patientenlagervorrichtung (18). System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System (100, 200), wenn die von der Lastbestimmungseinheit (104) ermittelte Last, insbesondere während einer Abwärtsbewegung der Patientenlagervorrichtung (18) cider des mindestens einen Segments der Patientenlagervorrichtung (18), um mindestens einen Fehlwarnungsauslösungsbetrag ansteigt, alle möglichen Kollisionen aufgrund von Abnahmen der von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmten Last vorübergehend ignoriert. System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Detektionseinheit (113) Lasten, die von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmt werden, wenn die Patientenlagervorrichtung (18) stillsteht, mit Lasten vergleicht, die von der Lastbestimmungseinheit (104) bestimmt werden, wenn sich die Patientenlagervorrichtung (18) später nach unten bewegt, insbesondere wobei eine geringere Last, wenn sich die Patientenlagervorrichtung (18) später nach unten bewegt, ein Hinweis auf eine mögliche Kollision ist, insbesondere wobei eine Last, die um mindestens einen Kollisionsschwellwert geringer ist, wenn sich die Patientenlagervorrichtung (18) nach unten bewegt, ein Hinweis auf eine mögliche Kollision ist. System (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Detektionseinheit (113) nur konfiguriert ist, um Kollisionen zwischen der Patientenlagervorrichtung (18) und einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs (10) unterhalb der Patientenlagervorrichtung (18) zu detektieren, während sich die Patientenlagervorrichtung (18) oder das mindestens eine Segment der Patientenlagervorrichtung (18) nach unten bewegen; und wobei das System (100, 200) insbesondere auch mindestens eine andere separate Kollisionsdetektionseinheit umfasst. Verfahren zur Detektion einer Kollision einer Patientenlagervorrichtung (18) mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil eines Operationstischs (10), wobei: die Patientenlagervorrichtung (18) als Teil eines Operationstischs (10) verwendbar ist und insbesondere eine chirurgische Patientenlagervorrichtung (18) ist; eine Lastsensoranordnung (102) mit mindestens einem Lastsensor (401, 402, 403 404), der Sensorwerte ausgibt, bereitgestellt wird; anhand der Sensorwerte eine Last bestimmt wird, wobei die Last eine auf die Lastsensoranordnung (102) wirkende Last oder eine auf die Patientenlagervorrichtung (18) wirkende Last umfasst; und eine mögliche Kollision der Patientenlagervorrichtung (18) mit einem Objekt, einem Boden oder einem Teil des Operationstischs (10) detektiert wird, wenn die bestimmte Last einen vorgegebenen ersten Schwellwert unterschreitet, während sich die Patientenlagervorrichtung (18) oder mindestens ein Segment der Patien- tenlagervorrichtung (18) abwärts bewegen.