用于调节医疗设备两个组件的相对移动位置的装置和方法

摘要

为在不使用嵌接在组件(2；4)之间的机械调整构件的情况下，以简单的方式将一医疗设备，特别是一X射线设备(1)的两个组件(2；4)的相对移动位置精确调节至至少一个预定的标定移动位置，本发明提供的方案是，借助一检测构件(29－33或49或55)以非接触方式检测所述两个组件(2；4)的实际相对移动位置，借助一指示构件(8)指示所述实际移动位置与所述至少一个预定的标定移动位置之间的关联；此外，所述两个组件(2；4)彼此间进行相对移动，直至出现有关所述实际移动位置与所述至少一个标定移动位置相符的指示。

说明书

技术领域

本发明涉及一种装置和一种方法，其用于调节一医疗设备的第一组件与所述医疗设备的可相对于所述第一组件进行移动的第二组件之间的移动位置。

背景技术

很多医疗设备具有可进行相对移动的组件，可根据这些组件的具体用途对其彼此间的相对移动位置进行调节；举例而言，X射线设备的X射线源或X射线检测器通常可相对于一用于对其进行固定的支架进行移动，借此可例如调节出与待检患者相关的焦点-胶片间距或X射线源或X射线检测器位置。

当两个组件进行相对移动时，往往需要精确设定特定的相对标定移动位置，从而例如在使用一X射线设备时精确调节出一特定的焦点-胶片间距。目前普遍采用的方法是借助机械构件将医疗设备的两个组件的移动位置调节至标定移动位置，即例如为其中一个组件配备定位销，使其到达各标定移动位置时嵌入另一个组件上的形状匹配的止动销或球状止动件中，或使用一设备制动器，当两个组件到达各标定移动位置时，这一设备制动器会自动中止两个组件的相对移动。这种机械调整构件的缺点是其不但容易受到磨损，而且还会在组件移动、嵌接或制动时发出噪声。

发明内容

本发明的目的是在不使用嵌接在组件之间的机械调整构件的情况下，以有所简化的方式将一医疗设备的两个组件的相对移动位置精确调节至预定的标定移动位置。

这个目的通过一种根据权利要求1所述的装置和一种根据权利要求22所述的方法而达成；相应的从属权利要求涉及的是有利建构方案。

根据本发明，通过以非接触方式检测和指示第二组件相对于第一组件的实际移动位置与至少一个预定的标定移动位置之间的关联，可在不使用易磨损且会发出噪声的机械调整构件的情况下以简单的方式通过移动来使所述实际移动位置与所述至少一个标定移动位置相符。

根据本发明的一建构方案，为能以特别简单、精确的方式检测实际移动位置与一相应标定移动位置的相符情况，在其中一个组件上设置至少一个用于检测另一个组件上的至少一个第一标记的第一传感器(作为检测构件)，其中，从所述至少一个第一传感器的角度来看，所述至少一个第一标记布置在一表示所述至少一个标定移动位置的位置上。如果所述至少一个第一标记通过所述两个组件的相对移动到达所述至少一个第一传感器的检测区域，就可依据在到达的瞬间检测到所述至少一个第一标记而确定所述实际移动位置与所述至少一个标定移动位置相符。

为了除检测实际移动位置与一相应标定移动位置的相符情况外还能检测实际移动位置与一相应标定移动位置的接近情况，另一个组件上设置有可被所述至少一个第一传感器和/或设置在其中一个组件上用作检测构件的其他传感器检测到的其他标记，其中，从所述至少一个为检测目的而设置的传感器的角度来看，这些其他标记布置在表示实际移动位置逐步接近所述至少一个标定移动位置的各接近步骤的位置上。

通过上文所述的借助至少一个传感器对至少一个标记(其位置与所述至少一个预定的标定移动位置之间存在关联)的检测可在检测实际移动位置时就在其与所述至少一个标定移动位置之间建立联系，从而可以简单的方式对实际移动位置与所述至少一个标定移动位置之间的关联进行指示。为能尽可能精确地检测所述至少一个标记的位置，应以合理的方式在两个组件的相对移动方向上为所述至少一个传感器选择尽可能小的检测区域。通过对所述至少一个传感器和所述至少一个标记进行相对布置就可简单地实现这种检测，进而通过两个组件的相对移动使所述至少一个传感器到达一直接位于一相应标记相对侧的位置。

根据本发明的另一建构方案，为能以特别简单的方式对各个标记进行单独检测(例如为了区分各个标记，对实际移动位置与所述至少一个标定移动位置之间的不同移动距离进行标识)，一方面将所述标记布置在并排布置在两个组件相对移动方向上的条带中，另一方面设置用于检测布置在至少一个条带中的标记的传感器；为此，合理地将所述传感器分别布置在需要其检测的标记所处的至少一个条带的上方和下方。

通过至少一个相应为至少一个标记而设置的传感器可简单而有效地对所述至少一个标记进行光学检测。

根据光栅原理可对形式为至少一个反射器的至少一个标记进行特别精确的检测；为此，在其中一个组件上设置至少一个用于检测一光信号的光传感器作为所述至少一个传感器，所述光信号可由布置在其中一个组件上的一光发射器发射，并可被布置在另一个组件上的至少一个反射器朝所述至少一个传感器方向反射。

作为光学检测方案的可选方案，可通过至少一个相应为至少一个磁标记(所述至少一个标记在本发明的这一建构方案中为一磁标记)而设置的传感器对所述至少一个磁标记进行简单而有效的磁检测。

为能特别精确地检测实际移动位置，在其中一个组件上设置一测距仪作为检测构件，用于测量其一与布置在另一个组件上的一参考标记相关的距离，可将所述距离和至少一个对应于所述至少一个标定移动位置的标定距离进行比较。

为能特别精确地使实际移动位置与一相应标定移动位置相符，设置有用于指示实际移动位置与所述至少一个标定移动位置之间相符情况的指示构件。

为使实际移动位置特别快地接近并到达相应的标定移动位置，设置有用于指示实际移动位置相对于所述至少一个标定移动位置的移动距离和/或移动方向的指示构件。借此可以使其实际相对移动位置与一相应标定移动位置相符为目的来针对性地移动两个组件。

为使被指示的实际移动位置易于识别，设置有至少一个光学指示元件(其形式特别为至少一个LED)作为指示构件。作为可选方案，也可设置其他类型的指示构件，例如一以液晶显示段形式的具有光学指示元件的液晶显示器。

为能特别精确地指示实际移动位置，可通过使各光学指示元件具有相应不同的指示强度和/或通过对处于工作状态的光学指示元件进行不同选择来指示实际移动位置与所述至少一个标定移动位置之间的相符情况或实际移动位置相对于所述至少一个标定位置的移动距离和/或移动方向。

为能进行特别清晰的指示，光学指示元件以各种不同的移动距离和/或移动方向布置在一特殊的几何阵列中。

一有利建构方案是设置一音响信号发射器作为指示构件，其特别用于输出一音调与相应移动距离相关的音响信号。

附图说明

下面借助附图所示的实施例对本发明和符合从属权利要求所述特征的其他有利建构方案进行详细说明，但本发明并不仅限于这些实施例，其中：

图1为一X射线设备的正视图，其具有一用于支承一X射线源支持件的支架与一患者检查台，其中，所述支持件可进行相对于所述支架的垂直移动，且具有一本发明的指示构件；

图2为图1所示的X射线设备的侧视图；

图3为图2所示的支架朝向X射线源支持件的正面的局部放大图，其中，所述正面具有多个成条布置的反射器形式的标记；

图4为图2所示的X射线源支持件朝向支架的背面的局部放大图，其中，所述背面具有多个分别对应一个标记条的光发射器和光传感器；

图5为图1所示的本发明的指示构件的局部放大图，其中，所述指示构件由一LED阵列构成；

图6为图2所示的X射线设备的局部放大图，其中，X射线源支持件具有一激光发射器与一激光接收器，二者用于测量其与支架上的一激光反射器之间的距离；以及

图7为图2所示的X射线设备的局部放大图，其中，X射线源支持件具有一拉绳式电位器，其利用在支架上的一紧固点上被拉出的一绳索来测量距离。

具体实施方式

图1和图2分别以正视图和侧视图的形式显示一X射线设备1，X射线设备1具有一用于支承一支持件4的支架2与一包含一X射线检测器6的患者检查台7，其中，支持件4用于固定一仅简化图示的X射线源5，并可在方向3上进行相对于支架2的垂直移动；支持件4具有一指示构件8(图5为其放大图)，指示构件8为一用于调节支持件4相对于支架2的移动位置的装置的外部可见组件。图3和图4对这个用于调节支持件4相对于支架2的移动位置的装置的外部不可见组件进行了显示，下文中将对其进行说明。

通过移动X射线源5的支持件4可以有利的方式对X射线源5的一焦点与X射线检测器6的一成像区之间的焦点-胶片间距39进行精确调节。如果在可相对于支架2进行移动的支持件4上布置一用于固定一X射线源与一X射线检测器的C型臂支持件来代替X射线源5，就可通过支持件4的移动对X射线源和X射线检测器相对于一定位在C型臂中接受检查的患者的位置进行精确调节。

为更清楚地说明本发明的要点，附图并未对一用于当支持件在支架2上移动时对支持件进行引导的引导构件进行显示。这种引导构件可例如为一导轨系统。为使带有X射线源5的支持件4移动后能稳定地停留在其移动位置上，支架2中合理地设置有一已知的平衡机构。此外还可借助例如为一制动器的附加构件锁定移动位置。

图1和图2所示的支架特别为一地轴架；当然，本发明也可使用其他类型的支架，例如天花板支架。

图3和图4显示的分别是图1和图2所示的支架2朝向X射线源5的支持件4的正面的局部放大图和X射线源5的支持件4朝向支架2的背面的局部放大图，其中，支架2的正面上布置有反射器9-18形式的标记，这些标记分布在用虚线表示的条带19-23中，支持件4的背面上布置有光发射器24-28和光传感器29-33，这些光发射器和光传感器分别对应位于相对侧的支架2的正面上的一个条带19-23。在采取这种布置方式的情况下，光传感器29-33通过支持件4相对于支架2的移动可沿方向3在分布在条带19-23中的反射器9-18上方移动。

如下文所述，正面上布置在并排条带19-23中的反射器9-18和布置在相对侧的背面上且位于这些条带19-23上方的光发射器24-28与光传感器29-33双方根据光栅原理共同发挥作用：每个光发射器24-28均以一角度向位于相对侧的各条带19-23发送一光信号，使得各光信号射到反射器9-18上时朝位于各条带19-23上方的光传感器29-33方向反射，从而可被光传感器29-33检测到。在本实施例中，光信号在支架2的正面上的各投影区34-38对应于光传感器29-33的各检测区。当其中一个光信号的投影区34-38通过支持件4的移动到达其中一个反射器9-18时，这个光信号就会被反射到其中一个光接收器29-33上并被其检测到。

本实施例中设置有五个如图3所示的条带19-23，其中，条带19-23的标记9-18分别表示与标定移动位置相关的不同移动位置。中间条带21中的标记9、10相对于位于相对侧的光传感器31的位置对应于支持件4相对于支架2的一标定移动位置。余下条带19、20、22、23中的标记9-18的位置表示的是实际移动位置逐步接近标定移动位置的各接近步骤，其中，位于两个外侧条带19、23中的标记13、14、17、18所代表的实际移动位置与标定移动位置之间的剩余移动距离大于位于两个内侧条带20、22中的标记11、12、15、16所代表的剩余移动距离，其中，位于两个左侧条带19、20中的标记11-14代表支持件4从实际移动位置朝标定移动位置移动时的一向下的移动方向，而位于两个右侧条带22、23中的标记15-18则代表支持件4从实际移动位置朝标定移动位置移动时的一向上的移动方向。

图5显示的是图3所示的指示构件8的局部放大图，其中，指示构件8由一成行布置的LED 40-48阵列构成。

为特别清楚地指示实际移动位置与标定移动位置之间的关联，一方面设置有用于指示实际移动位置与标定移动位置相符的中间LED 43-45，另一方面设置有用于指示各移动方向，尤其也用于指示各移动距离的位于中间LED上方和下方的其他LED 40-42和46-48。其中，LED 40-42和46-48指示的是，支持件4为进一步接近预定的标定移动位置必须向上或向下移动。中间LED 43-45上方或下方存在的发光LED 40-42或46-48的行数越多，就表示距预定的标定移动位置的移动距离越小。

可以特别快的速度根据一相应标定移动位置对实际移动位置进行调整的方案是，使支持件4根据所指示的移动方向和/或所指示的移动距离进行相对于支架2的移动。

特别简单的方案是每行LED分别由其中一个光传感器29-33直接控制，其中，各行LED 40-48(从下到上)分别对应于各传感器29-33(从左到右)。

图1-5所示的用于调节移动位置的装置的各组件的共同作用体现在通过支持件4的移动使一实际移动位置持续接近一标定移动位置。从一实际移动位置(即图4所示的光发射器24-28将其光信号射向图3所示的上部投影区34-38)出发，示范性地选取随后的三个接近步骤进行说明，对此，图3分别用点划线圆圈表示光信号的各投影区。

上部投影区34-38对应于一第一接近步骤，此时没有光信号射在反射器9-18上，因此，光传感器29-33也没有检测到光信号。相应地，图5所示的全部LED均处于停止工作状态，这表示实际移动位置附近不存在标定移动位置。

如初始投影区34-38下方的点划线圆圈所示，第二接近步骤是图1和图2所示的支持件4继续向下移动，光信号的投影区也随其一起向下移动；左侧条带19中的投影区此时落在左侧反射器14上，从而使来自左侧光发射器24的光信号被反射到相应的光传感器29上并被其检测到。与此相应地，只有下部LED 40开始工作，这表示，支持件4只有向下移动才能到达预定的标定移动位置。

第三接近步骤是两个左侧条带19和20中的投影区均落在发射器14和12上，从而使得两个左侧光传感器29和30均会检测到被反射的光信号。与此相应地，除下部LED 40外，布置在LED 40上方的两个LED 49和LED 47也进入工作状态，这表示，支持件4必须继续向下移动，实际移动位置与标定移动位置之间的距离相比第一接近步骤已有所减小。

第四步是使实际移动位置与下方的标定移动位置相符；此时，只有中间光发射器26发射的光信号及其位于中间条带21中的投影区落在反射器10上，被反射器10反射到中间光传感器31上，并被光传感器31检测到。与此相应地，只有中间一行LED 43-45进入工作状态，这表示实际移动位置与其中一个标定移动位置相符。如果这个标定移动位置为预期的标定移动位置，则就此结束移动。

可以类似的方式通过下部LED 46-48指示从下方接近下部标定移动位置的接近过程。

也可为每个标定移动位置设置一个正好具有一个用于表示实际移动位置与相应标定移动位置相符的标记的条带。借此可在检测这样一个标记时以数字方式，例如借助一数字液晶显示器显示相应的标定移动位置。

图6显示的是图2所示的X射线设备1的上半部分的局部放大图，其中，X射线源5的支持件4上设置有一形式为一激光接收器49的测距仪，这一测距仪用于精确测量其与支架2上的形式为一激光反射器51的参考标记之间的距离54，其中，这种测量通过一可由支持件4上的一激光发射器50发射、可被激光反射器51朝激光接收器49方向反射的激光而实现，所述激光由一被发射的第一部分52与一被反射的第二部分53构成。激光发射器50和激光接收器49可随支持件4一起移动，大部分布置在支架2中，无法从外部看到；激光反射器51完全布置在支架2的内部，且位于激光发射器50和激光接收器49的上方。

作为借助一激光52、53进行测量的方案的可选方案，也可借助一超声波信号以同样精确的方式测量测距仪与参考标记之间的距离。为此需分别用超声波发射器、超声波反射器和超声波接收器代替激光发射器50、激光反射器51和激光接收器49。

图7显示的是图2所示的X射线设备1的上半部分的局部放大图，其中，X射线源5的支持件4上设置有一形式为一拉绳式电位器55的测距仪，这一测距仪用于以简单的方式精确测量其与支架2上的形式为一紧固件56的参考标记之间的距离，所述紧固件用于固定在拉应力作用下从拉绳式电位器55中伸出的绳索57，绳索57被拉伸至紧固件56时的拉出长度相当于待测距离54。拉绳式电位器55可随支持件4一起移动，大部分布置在支架2中，无法从外部看到；绳索57从拉绳式电位器55开始向上延伸至布置在支架2中的紧固件56，绳索57的末端固定在紧固件56上。

图6和图7所示的本发明的建构方案是通过将测得的距离54和对应于标定移动位置的标定距离进行比较来确定实际移动位置与标定移动位置之间的关联。其中，根据测得的距离54和其中一个标定距离之间的最小差值来控制指示构件8是合理的。在这一差值基础上以与图5所示实施例相似的方法指示实际移动位置与标定移动位置之间的关联，其中，可通过为上述差值选定取值范围来预先规定实际移动位置逐步向标定移动位置接近的接近步骤和实际移动位置与标定移动位置的相符。如果所述差值处于这些取值范围中的一者之内，指示构件8就会作出已实现相应的接近步骤或实际移动位置与标定移动位置相符的指示。

当然也可对调测距仪和参考标记的布置位置，即将测距仪布置在支架2上，将参考标记布置在支持件4上。此外还可将指示构件8布置在支架2上。

本发明基本可概括为：为在不使用嵌接在组件之间的机械调整构件的情况下，以简单的方式将一医疗设备，特别是一X射线设备的两个组件的相对移动位置精确调节至至少一个预定的标定移动位置，本发明提供的方案是，借助一检测构件以非接触方式检测所述两个组件的实际相对移动位置，借助一指示构件指示所述实际移动位置与所述至少一个预定的标定移动位置之间的关联；此外，所述两个组件彼此间进行相对移动，直至出现有关所述实际移动位置与所述至少一个标定移动位置相符的指示。