DE102016210498A1 - Patient positioning device and medical workstation - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Patientenpositioniervorrichtung (1), aufweisend eine Patientenliege (2), die eine Liegefläche (2a) für eine Person aufweist, einen Roboterarm (3) mit acht Gliedern und sieben Gelenken, die in einer kinematischen Kette des Roboterarms (3) seriell abwechselnd hintereinander angeordnet sind, wobei das in der kinematischen Kette des Roboterarms (3) erste Glied (4.1) ein Grundgestell zum Befestigen des Roboterarms (3) auf einer Standfläche (6) bildet, und das in der kinematischen Kette des Roboterarms (3) achte Glied (4.8) einen Befestigungsflansch einer Roboterhand (7) des Roboterarms (3) bildet, an dem die Patientenliege (2) befestigt ist,. Die Erfindung betrifft außerdem einen medizinischen Arbeitsplatz (8), aufweisend ein medizintechnisches Gerät (9) und eine solche Patientenpositioniervorrichtung (1).The invention relates to a patient positioning device (1) comprising a patient couch (2) having a lying surface (2a) for a person, a robot arm (3) having eight links and seven joints arranged serially in a kinematic chain of the robot arm (3) are alternately arranged one behind the other, wherein in the kinematic chain of the robot arm (3) first member (4.1) forms a base frame for fixing the robot arm (3) on a standing surface (6), and in the kinematic chain of the robot arm (3) eighth Member (4.8) forms a mounting flange of a robot hand (7) of the robot arm (3) to which the patient bed (2) is attached. The invention also relates to a medical workstation (8) comprising a medical device (9) and such a patient positioning device (1).
Description
Die Erfindung betrifft eine Patientenpositioniervorrichtung, aufweisend eine Patientenliege, die eine Liegefläche für eine Person aufweist, einen Roboterarm mit acht Gliedern und sieben Gelenken, die in einer kinematischen Kette des Roboterarms seriell abwechselnd hintereinander angeordnet sind, wobei das in der kinematischen Kette des Roboterarms erste Glied ein Grundgestell zum Befestigen des Roboterarms auf einer Standfläche bildet, und das in der kinematischen Kette des Roboterarms achte Glied einen Befestigungsflansch einer Roboterhand des Roboterarms bildet, an dem die Patientenliege befestigt ist.The invention relates to a patient positioning device, comprising a patient couch having a lying surface for a person, a robot arm with eight links and seven joints, which are arranged serially alternating one behind the other in a kinematic chain of the robot arm, wherein the first link in the kinematic chain of the robot arm forming a base frame for mounting the robot arm on a standing surface, and the eighth member formed in the kinematic chain of the robot arm forms a mounting flange of a robot hand of the robot arm to which the patient couch is attached.
Die
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Patientenpositioniervorrichtung mit einem verbesserten Roboterarm anzugeben.An object of the invention is to provide a patient positioning device with an improved robot arm.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen medizinischen Arbeitsplatz mit einer solchen Patientenpositioniervorrichtung anzugeben.Another object of the invention is to provide a medical workstation with such a patient positioning device.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Patientenpositioniervorrichtung, aufweisend:
- – eine Patientenliege, die eine Liegefläche für eine Person aufweist,
- – einen Roboterarm mit acht Gliedern und sieben Gelenken, die in einer kinematischen Kette des Roboterarms seriell abwechselnd hintereinander angeordnet sind,
- – wobei das in der kinematischen Kette des Roboterarms erste Glied ein Grundgestell zum Befestigen des Roboterarms auf einer Standfläche bildet, und das in der kinematischen Kette des Roboterarms achte Glied einen Befestigungsflansch einer Roboterhand des Roboterarms bildet, an dem die Patientenliege befestigt ist,
- – das zweite Glied mittels des ersten Gelenks um eine erste, vertikale Drehachse drehbar an dem ersten Glied gelagert ist,
- – das dritte Glied mittels des zweiten Gelenks um eine zweite, vertikale Drehachse drehbar an dem zweiten Glied gelagert ist,
- – das vierte Glied mittels des dritten Gelenks um eine dritte, vertikale Drehachse drehbar an dem dritten Glied gelagert ist,
- – das fünfte Glied mittels des vierten Gelenks um eine vierte, horizontale Drehachse drehbar an dem vierten Glied gelagert ist,
- – und an dem fünften Glied die Roboterhand des Roboterarms befestigt ist, welche Roboterhand das sechse Glied, das siebte Glied und das achte Glied, sowie das fünfte Gelenk, des sechste Gelenk und das siebte Gelenk des Roboterarms umfasst.
- A patient couch which has a lying surface for a person,
- A robot arm with eight links and seven joints, which are serially arranged in series in a kinematic chain of the robot arm,
- Wherein the first link in the kinematic chain of the robot arm forms a base frame for mounting the robot arm on a standing surface, and the eighth link in the kinematic chain of the robot arm forms a mounting flange of a robot hand of the robot arm to which the patient couch is attached,
- The second member is rotatably mounted on the first member by means of the first articulation about a first vertical axis of rotation,
- The third member is rotatably mounted on the second member by means of the second articulation about a second vertical axis of rotation,
- The fourth link is rotatably mounted on the third link by means of the third articulation about a third, vertical axis of rotation,
- The fifth link is rotatably mounted on the fourth link by means of the fourth joint about a fourth, horizontal axis of rotation,
- - And on the fifth member, the robot hand of the robot arm is attached, which robot hand, the sixth member, the seventh member and the eighth member, and the fifth joint, the sixth joint and the seventh joint of the robot arm comprises.
Jedem Gelenk des Roboterarms kann insbesondere ein Motor zugeordnet sein, der ausgebildet ist, das jeweils zugeordnete Gelenk angetrieben zu verstellen, wodurch das in der kinematischen Kette dem jeweiligen Gelenk unmittelbar folgende Glied relativ zum jeweils dem Gelenk unmittelbar vorgelagerten Glied verstellt werden kann. Ein derartiges Verstellen kann automatisch erfolgen, beispielsweise durch ein Roboterprogramm, das auf einer Robotersteuerung gespeichert ist, wobei die Motoren von der Robotersteuerung angesteuert bewegt werden können. Die Gelenk des Roboterarms können jedoch auch in einem Handfahrbetrieb verstellt werden, insbesondere dadurch, dass an einem oder mehreren Gliedern des Roboterarms manuell eingewirkt wird, die durch das Anfassen in den Roboterarm eingeleiteten externen Kräfte erfasst werden und in Abhängigkeit dieser externen Kräfte die Motoren des Roboterarms entsprechend durch die Robotersteuerung angesteuert werden.Each joint of the robot arm may in particular be associated with a motor which is designed to displace the respective associated joint, whereby the link directly following the respective joint in the kinematic chain can be adjusted relative to the link immediately upstream of the joint. Such an adjustment can take place automatically, for example by a robot program stored on a robot controller, wherein the motors can be moved by the robot controller. However, the joint of the robot arm can also be adjusted in a manual operation, in particular by the fact that one or more members of the robot arm is acted upon manually, which are detected by touching the external forces introduced into the robot arm and in response to these external forces, the motors of the robot arm be controlled accordingly by the robot controller.
Das zweite Glied kann balkenförmig ausgebildet sein und einen ersten Balkenendabschnitt aufweisen, an dem das erste Gelenk angeordnet ist und einen dem ersten Balkenendabschnitt gegenüberliegenden zweiten Balkenendabschnitt aufweisen, an dem das zweite Gelenk angeordnet ist, und dabei kann auch das dritte Glied balkenförmig ausgebildet sein und einen ersten Balkenendabschnitt aufweisen, an dem das zweite Gelenk angeordnet ist und einen dem ersten Balkenendabschnitt gegenüberliegenden zweiten Balkenendabschnitt aufweisen, an dem das dritte Gelenk angeordnet ist, und außerdem kann das vierte Glied balkenförmig ausgebildet sein und einen ersten Balkenendabschnitt aufweisen, an dem das dritte Gelenk angeordnet ist und einen dem ersten Balkenendabschnitt gegenüberliegenden zweiten Balkenendabschnitt aufweisen, an dem das vierte Gelenk angeordnet ist.The second member may be bar-shaped and have a first Balkenendabschnitt on which the first joint is disposed and having a first Balkenendabschnitt opposite the second Balkenendabschnitt on which the second joint is disposed, and thereby also the third member may be bar-shaped and a first beam end portion on which the second joint is disposed and having a second beam end portion opposite the first beam end portion on which the third joint is disposed, and further the fourth member may be bar-shaped and have a first beam end portion on which the third joint is disposed and having a first beam end portion opposite the first beam end portion, on which the fourth joint is disposed.
Das jeweils balkenförmige zweite Glied, dritte Glied und vierte Glied können jeweils mit ihren vom ersten Balkenendabschnitt zum zweiten Balkenendabschnitt führenden Längserstreckungsabschnitten horizontal ausgerichtet angeordnet sein und zwar in unterschiedlichen horizontalen Ebenen derart, dass sowohl das dritte Glied mittels dem zweiten Gelenk relativ zum zweiten Glied um mindestens 360 Grad drehbar gelagert ist, als auch das vierte Glied mittels dem dritten Gelenk relativ zum dritten Glied um mindestens 360 Grad drehbar gelagert ist.The bar-shaped second member, third member and fourth member may each be arranged horizontally aligned with their leading from the first Balkenendabschnitt to the second Balkenendabschnitt longitudinal extents in different horizontal planes such that both the third member by means of the second hinge relative to the second member by at least 360 degrees is rotatable, as well as the fourth link by means of the third joint is rotatably mounted at least 360 degrees relative to the third member.
Indem die das zweite Glied mittels des ersten Gelenks um eine erste vertikale Drehachse drehbar an dem ersten Glied gelagert ist, und das dritte Glied mittels des zweiten Gelenks um eine zweite vertikale Drehachse drehbar an dem zweiten Glied gelagert ist, und das vierte Glied mittels des dritten Gelenks um eine dritte vertikale Drehachse drehbar an dem dritten Glied gelagert ist, und außerdem das jeweils balkenförmige zweite Glied, dritte Glied und vierte Glied jeweils um mindestens 360 Grad drehbar gelagert ist, kann einerseits eine sehr große Reichweite zum Positionieren der Patientenliege realisiert werden und andererseits gleichzeitig ein Roboterarm geschaffen werden, der in eine sehr kompakte, d.h. kleine Grundgestalt zusammengefahren werden kann. Eine sehr kompakte, d.h. kleine Grundgestalt bedeutet einerseits eine platzsparende Anordnung für die Patientenpositioniervorrichtung und andererseits auch einen sehr steifen Grundaufbau in dieser Grundkonfiguration des Roboterarms.In that the second link is rotatably mounted on the first link by means of the first link about a first vertical axis of rotation, and the third link is rotatably mounted on the second link by means of the second link about a second vertical axis of rotation, and the fourth link is supported by the third link Joint is mounted rotatably about a third vertical axis of rotation on the third member, and also each bar-shaped second member, third member and fourth member is rotatably mounted at least 360 degrees, on the one hand a very large range for positioning the patient bed can be realized and on the other hand at the same time a robot arm can be created, which in a very compact, ie small basic shape can be brought together. A very compact, i. small basic shape on the one hand means a space-saving arrangement for the patient positioning device and on the other hand also a very rigid basic structure in this basic configuration of the robot arm.
Das zweite Glied, das dritte Glied und das vierte Glied können unterschiedliche Balkenlängen aufweisen, insbesondere derart, dass ein erster Achsabstand der vertikalen Drehachse des ersten Gelenks von der vertikalen Drehachse des zweiten Gelenks größer ist, als ein zweiter Achsabstand der vertikalen Drehachse des dritten Gelenks von der vertikalen Drehachse des zweiten Gelenks. Dabei kann die Patientenliege insbesondere mit ihrer Oberseite, d.h. mit derjenigen Seite, auf welcher der Patient aufliegt, mit dem Befestigungsflansch des Roboterarms verbunden sein. Dabei kann insbesondere das fünfte Glied, bei seiner Drehung durch das vierte Gelenk, kollisionsfrei an den anderen Gliedern, insbesondere an dem dritten Glied und dem zweiten Glied vorbeibewegt werden.The second member, the third member and the fourth member may have different beam lengths, in particular such that a first center distance of the vertical axis of rotation of the first joint from the vertical axis of rotation of the second joint is greater than a second center distance of the vertical axis of rotation of the third joint the vertical axis of rotation of the second joint. In this case, the patient bed, in particular with its upper side, i. with the side on which the patient rests, be connected to the mounting flange of the robot arm. In this case, in particular, the fifth member, in its rotation through the fourth joint, collision-free on the other members, in particular on the third member and the second member are moved past.
Das fünfte Glied, das mittels des vierten Gelenks um die vierte horizontale Drehachse drehbar an dem vierten Glied gelagert ist, kann vorzugsweise derart an dem vierten Glied gelagert sein, dass die vierte Drehachse zwar stets horizontal ausgerichtet ist, jedoch wahlweise in Längserstreckung des vierten Gliedes ausgerichtet ist oder quer zur Längserstreckung des vierten Gliedes ausgerichtet ist. Die Drehachse des fünften Gelenks ist vorzugsweise stets parallel versetzt zur Drehachse des vierten Gelenks ausgerichtet angeordnet. Demgemäß kann, je nach Ausrichtung der Drehachse des vierten Gelenks, auch die Drehachse des fünften Gelenks in Längserstreckung des vierten Gliedes ausgerichtet sein oder quer zur Längserstreckung des vierten Gliedes ausgerichtet sein. Die Drehachse des sechsten Gelenks und die Drehachse des siebten Gelenks müssen nicht ständig parallel zur Drehachse des vierten Gelenks bzw. des fünften Gelenks ausgerichtet sein. Die Drehachse des sechsten Gelenks und die Drehachse des siebten Gelenks können jedoch vorzugsweise rechtwinkelig zueinander ausgerichtet angeordnet sein. Dabei können sich die Drehachsen des fünften Gelenks, des sechsten Gelenks und des siebten Gelenks insbesondere in einem gemeinsamen Punkt schneiden. Das fünfte Gelenk, des sechste Gelenk und das siebte Gelenk können in Form einer sogenannten Zentralhand zusammengefasst sein.The fifth member which is rotatably supported by the fourth joint about the fourth horizontal axis of rotation on the fourth member, may preferably be mounted on the fourth member such that the fourth axis of rotation is always horizontally aligned, but optionally aligned in the longitudinal extent of the fourth member is aligned or transverse to the longitudinal extent of the fourth member. The axis of rotation of the fifth joint is preferably always aligned offset parallel to the axis of rotation of the fourth joint. Accordingly, depending on the orientation of the axis of rotation of the fourth joint, and the axis of rotation of the fifth joint may be aligned in the longitudinal extent of the fourth member or aligned transversely to the longitudinal extent of the fourth member. The axis of rotation of the sixth joint and the axis of rotation of the seventh joint need not be aligned constantly parallel to the axis of rotation of the fourth joint and the fifth joint. However, the axis of rotation of the sixth joint and the axis of rotation of the seventh joint may preferably be arranged at right angles to each other. In this case, the axes of rotation of the fifth joint, the sixth joint and the seventh joint can intersect in particular in a common point. The fifth joint, the sixth joint and the seventh joint can be summarized in the form of a so-called central hand.
Das sechste Glied kann mittels eines Getriebes mit dem vierten Glied derart gekoppelt sein, dass trotz einer Drehung des fünften Glieds mittels des vierten Gelenks, das sechste Glied seine ursprüngliche Orientierung beibehält.The sixth link may be coupled to the fourth link by means of a transmission such that, despite rotation of the fifth link by means of the fourth link, the sixth link retains its original orientation.
So ist unabhängig der Ansteuerung der übrigen Gelenke mittels der Steuervorrichtung sichergestellt, dass trotz einer Drehung des vierten Gelenks die Patientenliege stets in einer horizontalen Ebene ausgerichtet bleibt. Das Getriebe kann dazu eine mit dem sechsten Glied verbundene erste Riemenscheibe und eine mit dem vierten Glied verbundene zweite Riemenscheibe aufweisen. Ein Riemen läuft auf der ersten Riemenscheibe und der zweiten Riemenscheibe, koppelt diese beiden Riemenscheiben. Dabei sind die wirksamen Durchmesser der beiden Riemenscheiben gleich, so dass sich eine direkte 1:1 Übersetzung für das Getriebe ergibt.Thus, regardless of the control of the other joints by means of the control device ensures that despite a rotation of the fourth joint, the patient bed always remains aligned in a horizontal plane. The transmission may for this purpose comprise a first pulley connected to the sixth link and a second pulley connected to the fourth link. A belt runs on the first pulley and the second pulley, coupling these two pulleys. The effective diameters of the two pulleys are the same, resulting in a direct 1: 1 transmission ratio.
Das Getriebe kann eine Federeinrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, das sechste Glied federelastisch verspannt relativ zum vierten Glied in seiner Orientierung zu halten. Das Getriebe kann insbesondere dazu dienen, eine Antriebsunterstützung zu bilden und/oder eine Momentenreduktion zu erreichen. Durch eine spezielle Ansteuerung der Antriebsmotoren des vierten Gelenks und des fünften Gelenks können Kippbewegungen der Patientenliege um kleine Kippwinkel erreicht werden. Wenn sich die beiden Antriebsmotoren des vierten Gelenks und des fünften Gelenks mit gleichen Winkelgeschwindigkeiten in entgegengesetzte Drehrichtungen bewegen, dann bleibt demgemäß die Patientenliege in ihrer ursprünglichen horizontalen Lage. Wird eine Positionsdifferenz bzw. eine Winkeldifferenz an den beiden Antriebsmotoren des vierten Gelenks und des fünften Gelenks angesteuert, so kommt es zu einer der Positionsdifferenz bzw. der Winkeldifferenz entsprechenden, geringen Verkippung der Patientenliege.The transmission may have a spring device which is designed to hold the sixth member resiliently braced relative to the fourth member in its orientation. The transmission can in particular serve to form a drive assistance and / or to achieve a torque reduction. By a special control of the drive motors of the fourth joint and the fifth joint tilting movements of the patient bed can be achieved by small tilt angle. If the two drive motors of the fourth joint and the fifth joint move at opposite angular speeds in opposite directions of rotation, then the patient bed will remain in its original horizontal position. If a position difference or an angular difference is actuated at the two drive motors of the fourth joint and the fifth joint, a slight tilting of the patient bed corresponding to the position difference or the angular difference occurs.
Dabei kann die zweite Riemenscheibe eine innen liegende Anschlagskontur aufweisen, an der sich in beide Drehrichtungen jeweils wenigstens ein Federkörper abstützt. Jeder Federkörper ist auf seinem jeweiligen, der Anschlagskontur gegenüberliegendem Ende an einem Mitnehmer abgestützt, der an einer zentralen Welle befestigt ist. Die Welle ist mit dem vierten Glied starr verbunden. Die Federkörper erlauben es die zweite Riemenscheibe um einen geringfügigen Winkel jeweils in die eine Drehrichtung und in die andere Drehrichtung relativ zur zentralen Welle zu verdrehen, wenn eine Kraft bzw. ein Moment auf die Federkörper aufgebracht wird. Eine solche Kraft bzw. ein solches Moment kann durch einen ersten Motor und einen zweiten Motor des Roboterarms erzeugt werden.In this case, the second pulley may have an inner stop contour on which in each case at least one spring body is supported in both directions of rotation. Each spring body is supported on its respective, the stop contour opposite end to a driver which is fixed to a central shaft. The wave is rigidly connected to the fourth member. The spring bodies allow the second pulley to be rotated by a slight angle in each case in one direction of rotation and in the other direction of rotation relative to the central shaft when a force or moment is applied to the spring bodies. Such a force or moment can be generated by a first motor and a second motor of the robot arm.
Der Roboterarm kann einen ersten Motor aufweisen, der ausgebildet ist, das fünfte Glied relativ zum vierten Glied um die vierte Drehachse zu drehen und einen zweiten Motor aufweisen, der ausgebildet ist, das sechste Glied relativ zum fünften Glied um die fünfte Drehachse zu drehen, und die beiden Motoren zum Antreiben eingerichtet sind, um durch eine Positionsdifferenz bzw. eine Winkeldifferenz an den beiden Motoren eine Kraft bzw. ein Moment zu erzeugen, womit ein Antriebsmotor des fünften Gelenks unterstützt wird.The robotic arm may include a first motor configured to rotate the fifth member about the fourth axis about the fourth axis of rotation and having a second motor configured to rotate the sixth element about the fifth axis of rotation relative to the fifth element; the two motors are arranged for driving to generate by a position difference or an angular difference at the two motors, a force or a moment, whereby a drive motor of the fifth joint is supported.
Das sechse Glied, das siebte Glied und das achte Glied, sowie das fünfte Gelenk, das sechste Gelenk und das siebte Gelenk des Roboterarms können an der Roboterhand derart ausgebildet und angeordnet sein, dass sich die Drehachsen des fünften Gelenks, des sechsten Gelenks und des siebten Gelenks stets schneiden.The sixth member, the seventh member and the eighth member, and the fifth joint, the sixth joint and the seventh joint of the robot arm may be formed and arranged on the robot hand such that the axes of rotation of the fifth joint, the sixth joint and the seventh Always cut joints.
Der Befestigungsflansch des Roboterarms kann an einer der Liegefläche gegenüberliegenden Unterseite der Patientenliege befestigt sein und zwar an einer vom Zentrum der Unterseite der Patientenliege versetzen Stelle.The mounting flange of the robot arm may be attached to a lying opposite the underside of the patient bed and that at a location offset from the center of the underside of the patient bed.
In allen Ausführungsvarianten kann das fünfte Gelenk ausgebildet sein, um eine fünfte Drehachse drehbar zu sein, die horizontal ausgerichtet ist und parallel in einem festen Abstand zur vierten, horizontalen Drehachse angeordnet ist. Dies kann bewirken, dass die Roboterhand durch synchrones, gegenläufiges Drehen der vierten Drehachse und der fünften Drehachse bezüglich des vierten Glieds angehoben und/oder abgesenkt werden kann, wobei die Patientenliege in einer horizontalen Ausrichtung verbleibt.In all embodiments, the fifth hinge may be configured to be rotatable about a fifth axis of rotation which is horizontally aligned and arranged in parallel at a fixed distance from the fourth, horizontal axis of rotation. This may cause the robot hand to be raised and / or lowered by synchronously rotating the fourth rotation axis and the fifth rotation axis counterclockwise with respect to the fourth member while leaving the patient couch in a horizontal orientation.
Dem sechsten Gelenk kann eine Unterstützungsvorrichtung zugeordnet sein, welche das siebte Glied federelastisch an das sechste Glied koppelt, derart, dass ein durch Schwerkrafteinflüsse, insbesondere durch die auf die Patientenliege wirkenden Schwerkrafteinflüsse an dem sechsten Gelenk induzierte Drehmomente mittels einer Federkraft der Unterstützungsvorrichtung zumindest teilweise oder vollständig kompensiert werden. Die Unterstützungsvorrichtung kann beispielsweise einen Hebelarm aufweisen, der an dem siebten Glied befestigt ist und von dort mit seinem freien Ende auskragt. An dem freien Ende des Hebelarms können beispielsweise zwei Federn gelagert sein, welche das freie Ende des Hebelarms federelastisch an das sechste Glied ankoppeln. Die Federn können demgemäß zwischen dem sechsten Glied und dem siebten Glied angeordnet sein und können somit den Antrieb, d.h. den Motor des sechsten Gelenks entlasten.The sixth joint may be associated with a support device which elastically couples the seventh member to the sixth member such that torques induced by gravitational influences, in particular by the gravitational influences on the sixth joint, will be at least partially or completely induced by means of a spring force of the support device be compensated. The support device may for example comprise a lever arm which is attached to the seventh member and projects from there with its free end. At the free end of the lever arm, for example, two springs may be mounted, which couple the free end of the lever arm resiliently to the sixth member. Accordingly, the springs may be interposed between the sixth member and the seventh member and may thus drive, i. relieve the engine of the sixth joint.
Die Unterstützungsvorrichtung kann wenigstens einen Anschlag aufweisen, der ausgebildet ist, eine durch die Schwerkrafteinflüsse verursachte Verdrehung des sechsten Gelenks auf einen Maximaldrehwinkel mechanisch zu begrenzen.The support device may have at least one stop, which is designed to mechanically limit a rotation of the sixth joint caused by the gravitational influences to a maximum angle of rotation.
Die Patientenpositioniervorrichtung kann einen Roboter aufweisen, der den Roboterarm und eine Steuervorrichtung umfasst, die eingerichtet ist, eine Bewegung des Roboterarms zu steuern.The patient positioning apparatus may include a robot including the robot arm and a controller configured to control a movement of the robot arm.
Der erfindungsgemäße medizinische Arbeitsplatz weist ein medizintechnisches Gerät und eine Patientenpositioniervorrichtung wie erfindungsgemäß beschrieben auf.The medical workstation according to the invention has a medical device and a patient positioning device as described according to the invention.
Der erfindungsgemäße medizinische Arbeitsplatz ist insbesondere für eine Strahlentherapie vorgesehen. Das medizintechnische Gerät ist somit vorzugsweise eine Vorrichtung zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung, wie z.B. Gammastrahlung, Röntgenstrahlung, oder auch beschleunigte Elektronen, Neutronen, Protonen oder schwere Ionen. Die Vorrichtung zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung umfasst z.B. eine Strahlungsquelle, welche die ionisierende, hochenergetische Strahlung erzeugt.The medical workstation according to the invention is intended in particular for radiotherapy. The medical device is thus preferably a device for generating ionizing, high energy radiation, such as e.g. Gamma radiation, X-rays, or accelerated electrons, neutrons, protons or heavy ions. The device for generating ionizing, high energy radiation includes e.g. a radiation source which generates the ionizing, high-energy radiation.
Der Roboterarm kann Teil eines Roboters sein, der neben dem Roboterarm eine zum Steuern einer Bewegung des Roboterarms vorgesehene elektronische Steuervorrichtung umfasst. Gemäß einer Variante der erfindungsgemäße Patientenpositioniervorrichtung umfasst diese diesen Roboter.The robotic arm may be part of a robot that includes, in addition to the robotic arm, an electronic control device provided to control movement of the robotic arm. According to a variant of the patient positioning device according to the invention, this comprises this robot.
Der Roboterarm kann Motoren, insbesondere elektrische Motoren, umfassen, die zumindest indirekt angesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung eine Bewegung des Roboterarms ermöglichen.The robot arm may comprise motors, in particular electric motors, which enable the robot arm to move, at least indirectly, by the electronic control device.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der Roboterarm manuell bewegbar ist. Dazu kann z.B. eine mit der elektronischen Steuervorrichtung verbundene Eingabevorrichtung vorgesehen sein, mit der eine Person Eingaben zu tätigen vermag, aufgrund derer die elektronische Steuervorrichtung den Roboterarm den Eingaben entsprechend bewegt. Dadurch werden die Position und Orientierung der Befestigungsvorrichtung und somit der Patientenliege im Raum entsprechend ausgerichtet.It can also be provided that the robot arm is manually movable. For this, e.g. an input device connected to the electronic control device is provided, with which a person is able to make inputs, on the basis of which the electronic control device moves the robot arm according to the inputs. As a result, the position and orientation of the fastening device and thus the patient bed in the room are aligned accordingly.
Das medizintechnische Gerät kann eine eigene elektronische Steuervorrichtung aufweisen, welche den bestimmungsgemäßen Betrieb des medizintechnischen Gerätes steuert. Die elektronische Steuervorrichtung des medizintechnischen Gerätes und die elektronische Steuervorrichtung des Roboters können derart eingerichtet sein, dass sie miteinander zu kommunizieren vermögen. The medical device may have its own electronic control device which controls the intended operation of the medical device. The electronic control device of the medical device and the electronic control device of the robot may be configured so that they are able to communicate with each other.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der medizinische Arbeitsplatz eine gemeinsame elektronische Steuervorrichtung aufweist, die nicht nur den Roboterarm ansteuert bzw. eingerichtet ist, den Roboterarm anzusteuern, sondern auch den bestimmungsgemäßen Betrieb des medizintechnischen Gerätes steuert, bzw. eingerichtet ist, den bestimmungsgemäß Betrieb des medizintechnischen Gerätes zu steuern.It can also be provided that the medical workstation has a common electronic control device which not only controls or is set up to control the robotic arm, but also controls or sets up the intended operation of the medical device, the intended operation of the device medical device to control.
Beispielsweise bei der Tumorbehandlung mittels Strahlentherapie wird ein speziell fokussierter und aufbereiteter Protonenstrahl von allen Seiten auf den Tumor des Lebewesens, insbesondere der erkrankten Person gerichtet. Hierzu liegt der Patient auf einer Patientenliege und wird entsprechend des Behandlungsablaufs um ein ortsfestes Strahlenzentrum bewegt. Das medizintechnische Gerät lenkt und formt den Strahl und ermöglicht gegebenenfalls auch eine Drehung der Strahlrichtung, um den Strahl um eine horizontale Achse zum Strahlenzentrum hin auszurichten. Hierbei wird der Strahlen erzeugende Teil des medizintechnischen Geräts um die Patientenliege geschwenkt, auf welcher der zu behandelnde Patient liegt, so dass auch Bestrahlungen von der Seite und von unten möglich sind. Um den Tumor gleichmäßig von allen Seiten behandeln zu können, müssen zumeist auch weitere Bewegungen beispielsweise durch ein Verdrehen und Verschieben der Patientenliege erfolgen können. Ein Bewegen der Patientenliege erfolgt durch den Roboterarm der Patientenpositioniervorrichtung. Der Roboterarm weist mehreren automatisch bewegbare Gelenke und Glieder auf und weist eine serielle kinematische Struktur auf, welche mit seinem distalen Ende mit der Patientenliege verbunden ist. Aus Prozesstechnischen Gründen dürfen sich nur die Patientenliege und der Patient in der Nähe des Strahlenzentrums befinden, nicht jedoch metallische Gegenstände, wie beispielsweise Komponenten des Roboterarms. For example, in tumor treatment by means of radiation therapy, a specially focused and processed proton beam is directed from all sides to the tumor of the living being, in particular of the diseased person. For this purpose, the patient lies on a patient bed and is moved around a fixed radiation center according to the treatment procedure. The medical device directs and shapes the beam and optionally also allows rotation of the beam direction to direct the beam about a horizontal axis to the beam center. Here, the beam-generating part of the medical device is pivoted about the patient bed, on which the patient to be treated is located, so that irradiations from the side and from below are possible. In order to be able to treat the tumor uniformly from all sides, further movements usually also have to be able to take place, for example, by rotating and displacing the patient couch. The patient bed is moved by the robot arm of the patient positioning device. The robot arm has a plurality of automatically movable joints and links and has a serial kinematic structure, which is connected at its distal end to the patient bed. For procedural reasons, only the patient bed and the patient may be in the vicinity of the radiation center, but not metallic objects, such as components of the robot arm.
Neue Behandlungsstrategien erfordern noch mehr Beweglichkeit, eine noch höhere Genauigkeit der Positionierung und einen größeren Arbeitsraum bei gleichzeitig kleinsten Bauraum- bzw. Aufstellbedingungen, als bisher. So soll beispielsweise der Patient auch deutlich unterhalb des Strahlenzentrums geführt werden können, ein Schwenken um jede Vertikalachse durch den Patientenkörper möglich sein und/oder eine zusätzliche Neigebewegungen um eine beliebige horizontale Achse von überlagert möglich sein. Darüber hinaus soll der Patient auch zu einem vom Strahlenzentrum bis zu drei Meter entfernten separaten Platz bewegt und dort ausgerichtet werden können.New treatment strategies require even more flexibility, even better accuracy of positioning and a larger working space with the smallest space or installation conditions, as before. Thus, for example, the patient should also be able to be guided clearly underneath the radiation center, pivoting about each vertical axis through the patient's body and / or an additional tilting movement about an arbitrary horizontal axis of superimposed be possible. In addition, the patient should also be able to be moved to a separate place from the radiation center up to three meters away and be aligned there.
In den Phasen der Patientenbeladung im Behandlungsraum, d.h. am medizinischen Arbeitsplatz, und des Einrichtens im Strahlenzentrum soll die Patientenpositioniervorrichtung jedoch kompakt dastehen, wenig Platz einnehmen, ausreichend Abstand zu Wänden des Behandlungsraums bieten und eine gute Zugänglichkeiten an beide Seiten der Patientenliege ermöglichen. In the stages of patient loading in the treatment room, i. However, at the medical workstation and in the radiation center, the patient positioning device should be compact, take up little space, provide sufficient clearance to walls of the treatment room, and provide good accessibility to both sides of the patient couch.
Die erfindungsgemäße Patientenpositioniervorrichtung löst diese Probleme und erfüllt in Abhängigkeit der jeweiligen Ausführungsform eine oder mehrere dieser genannten Anforderungen. Die Patientenpositioniervorrichtung besitzt einen seriellen Aufbau mit proximal drei vertikal angeordneten parallelen Drehachsen und einer nachfolgenden horizontalen, insbesondere in Gliedrichtung orientierten vierten Drehachse. Dieser Grundachsstruktur schließt sich eine insbesondere sphärische Handgelenksanordnung aus drei einzelnen Drehachsen an, die insbesondere als Roboter-Zentralhand ausgeführt werden kann. Die Patientenliege kann insbesondere im hinteren Drittel von unten an die Patientenliege angebunden werden, wodurch sich ein geringer Lastabstand ergibt und die Handbelastung reduziert wird.The patient positioning device according to the invention solves these problems and fulfills one or more of these requirements depending on the respective embodiment. The patient positioning device has a serial structure with proximal three vertically arranged parallel axes of rotation and a subsequent horizontal, in particular oriented in the fourth direction of rotation axis. This basic axis structure is followed by an in particular spherical wrist arrangement consisting of three individual axes of rotation, which can in particular be designed as a robot central hand. The patient bed can in particular be connected to the patient bed from the bottom in the rear third, resulting in a low load distance and reducing manual loading.
Um Kollisionen selbst bei extremen Bewegungen zu vermeiden und um den Bauraum für das Hauptlager im ersten Gelenk nicht reduzieren zu müssen, kann beispielsweise ein weiter Abstand der ersten Drehachse von beispielsweise mindestens 2000 Millimeter, insbesondere 2500 Millimeter zum Strahlenzentrum gewählt werden. In order to avoid collisions even in extreme movements and not to reduce the space for the main bearing in the first joint, for example, a wide distance of the first axis of rotation, for example, at least 2000 millimeters, especially 2500 millimeters are selected to the beam center.
Durch die wenigstens sieben, insbesondere genau sieben Freiheitsgrade, d.h. Gelenke des Roboterarms der erfindungsgemäßen Patientenpositioniervorrichtung können ungünstige Gelenkstellungen gezielt ausgeglichen bzw. umgangen werden, so dass der gesamte Arbeitsraum vollständig singularitätsfrei sein kann und sich auch keine schnellen oder umschlagenden Bewegungen der Struktur des Roboterarms ergeben. By the at least seven, in particular exactly seven degrees of freedom, i. Joints of the robot arm of the patient positioning device according to the invention, unfavorable joint positions can be specifically compensated or bypassed, so that the entire working space can be completely free of singularity and there are no fast or overturning movements of the structure of the robot arm.
Die kinematischen Abmessungen bzw. die Größe der Strukturteile, d.h. der Glieder können so gewählt werden, dass sich die Struktur in einer Ebene zusammenfalten kann, was bedeutet, dass das zweite Glied, das dritte Glied und das vierte Glied unmittelbar übereinander liegend positioniert werden können, wobei diese Glieder dann über einen gemeinsamen identischen Grundriss liegen. Auch können das zweite Glied, das dritte Glied und das vierte Glied jeweils über 360 Grad und mehr um das in der kinematischen Kette jeweils vorgelagerte Glied drehen, ohne dass diese Glieder miteinander kollidieren könnten. Dies ermöglicht eine flache Absenkung der Patientenliege, was zweckmäßig für eine niedrige Einstiegshöhe beim Beladen der Patientenliege sein kann. So kann eine sehr schlanke und kompakte Ruhestellung wie beispielsweise beim Beladen oder Parken der Patientenpositioniervorrichtung erreicht werden. The kinematic dimensions or the size of the structural parts, ie the links can be chosen so that the structure can fold in one plane, which means that the second link, the third link and the fourth link can be positioned directly one above the other, these members then lie on a common identical floor plan. Also, the second member, the third member, and the fourth member may respectively rotate through 360 degrees or more about the respective upstream member in the kinematic chain without these members could collide with each other. This allows a flat lowering of the patient bed, which may be useful for a low entrance height when loading the patient bed. Thus, a very slim and compact rest position can be achieved, for example when loading or parking the patient positioning device.
Die erfindungsgemäße kinematische Struktur der Patientenpositioniervorrichtung ermöglicht einen sehr antriebseffizienten Aufbau. Die ersten drei vertikalen Drehachsen bewegen sich potentialneutral und sind daher nicht schwerkraftbelastet. Hier sind lediglich gegebenenfalls hohe Kippmomente, die auf die Lager wirken können, zu berücksichtigen. Die vierte Drehachse ist am höchsten belastet, besitzt jedoch auch den größten Bauraum für eine Motor-Getriebe-Einheit. Das fünfte Glied kann sehr kurz gehalten werden, beispielsweise 400 Millimeter lang, und dient lediglich dazu, die notwendige Arbeitshöhe abzudecken. Dies reduziert das Antriebsmoment deutlich. Eine hohe Belastung ist nur bei seltenen und kurzzeitigen Bewegungen zu erwarten, bei denen die Patientenliege beispielsweise senkrecht zum vierten Glied steht, wie beispielsweise kurz vor den Kick-Endpositionen. Hierbei wirkt neben der Kurbellänge noch der Abstand Handgelenk zu Lastzentrum zusätzlich. Gleiches gilt für die fünfte Achse, die bei 0°-Stellung der Patientenliege zum fünften Glied am zugeordneten Antrieb komplett unbelastet ist. Nur die siebte ist bis auf wenige Ausnahmen nahezu stets unbelastet.The kinematic structure of the patient positioning device according to the invention enables a very drive-efficient construction. The first three vertical axes of rotation move potential-neutral and are therefore not gravity-loaded. Here are only possibly high tilting moments that can act on the stock to take into account. The fourth axis of rotation is the highest loaded, but also has the largest space for a motor-gear unit. The fifth member can be kept very short, for example, 400 millimeters long, and serves only to cover the necessary working height. This significantly reduces the drive torque. A high load is to be expected only in rare and short-term movements in which the patient bed, for example, is perpendicular to the fourth member, such as shortly before the kick end positions. In addition to the crank length, the distance between the wrist and the load center is also an additional factor. The same applies to the fifth axis, which is completely unloaded at the 0 ° position of the patient bed to the fifth link on the associated drive. Only the seventh, with a few exceptions, is almost always unloaded.
Ein wesentlicher Vorteil der vorgestellten Roboterarm-Struktur liegt in den Möglichkeiten, die höher belasteten Achsen auszugleichen bzw. zu unterstützen. Das vierte Gelenk hat einen großen Bewegungsbereich von 180 Grad bzw. von +/–180 Grad. Hier können Federausgleichssysteme bzw. Federunterstützungssysteme vorgesehen sein. Falls trotz großem Bauraum für einen leistungsstarken Antrieb dennoch eine Unterstützung gefordert wird, kann auch eine Gegenmasse als Gewichtsausgleich am vierten Gelenk sinnvoll sein. A major advantage of the presented robot arm structure lies in the possibilities to compensate or support the higher loaded axles. The fourth joint has a large range of motion of 180 degrees or +/- 180 degrees. Here spring compensation systems or spring support systems can be provided. If, despite the large space for a powerful drive yet support is required, a counterweight as weight balance on the fourth joint may be useful.
Die Patientenliege wird im Allgemeinen vorzugsweise horizontal gehalten. Es können ggf. kleinere Ausgleichsbewegungen, wie beispielsweise kippende Roll- oder Nickbewegungen der Patentenliege, von wenigen Grad, beispielsweise von +/–15 Grad möglich sein. Dies heißt mit anderen Worten, dass das fünfte Gelenk eine große Relativdrehung zwischen dem fünften Glied und der Roboterhand (sechstes Glieder bis achtes Glied) durchführt. Allerdings ist die Orientierung zwischen Roboterhand und viertem Glied nahezu konstant, bis auf geringe Ausgleichsbewegungen, die in einer speziellen Ausführungsvariante möglich sind. So können in einer solchen Ausführungsvariante die Roboterhand und das vierte Glied kinematisch miteinander gekoppelt werden. Dies kann insbesondere mit Hilfe eines speziellen Getriebes, wie beispielsweise eines Zugmittelgetriebes realisiert werden. Das Zugmittelgetriebe kann insbesondere einen Riementrieb aufweisen, welcher insbesondere eine Übersetzung von 1:1 besitzt. Beide gleichgroßen Riemenscheiben sind zentrisch jeweils in dem vierten Gelenke und dem fünften Gelenk gelagert und mit dem vierten Glied respektive mit der Roboterhand verbunden. Es besteht keine Anbindung zum fünften Glied. Die Verbindung zwischen Riemenscheibe und dem vierten Gelenk ist nicht starr, sondern drehbar elastisch über den Bereich ausgeführt, in dem eine Ausgleichsbewegung der Patientenliege möglich sein soll, beispielsweise +/–5 Grad bis +/–15 Grad. Das System ist in der Nulllage mit hoher Kraft vorgespannt und besitzt eine Nachgiebigkeit mit flacher Federkennlinie, sodass die unterschützende Kraft bzw. das unterstützende Moment über den Bewegungsbereich konstant bleibt bzw. sich nur wenig ändert. Über die Vorspannung und die Kennlinien kann vorgegeben werden, in wie weit der Antrieb für das fünfte Gelenk entlastet wird und das Moment, über die Federn und die Stütze, direkt auf das vierte Glied übertragen wird. Der Antriebsstrang und die Momententlastung sind dabei parallel geschaltet, d.h. die Federunterstützung und deren Nachgiebigkeit wirken sich nicht auf die Steifigkeit des Antriebs aus. Der Antriebsmotor des fünften Gelenks sitzt dann nicht im vierten Glied, sondern im fünften Glied.The patient bed is generally preferably kept horizontal. It may possibly be possible smaller compensation movements, such as tilting rolling or pitching movements of the patents couch, a few degrees, for example, +/- 15 degrees. In other words, the fifth joint performs a large relative rotation between the fifth member and the robot hand (sixth member to eighth member). However, the orientation between the robot hand and fourth member is almost constant, except for small compensating movements, which are possible in a special embodiment. Thus, in such an embodiment, the robot hand and the fourth member can be kinematically coupled together. This can be realized in particular by means of a special transmission, such as a traction mechanism. The traction mechanism can in particular have a belt drive, which in particular has a ratio of 1: 1. Both equal-sized pulleys are mounted centrally in each case in the fourth joint and the fifth joint and connected to the fourth member or with the robot hand. There is no connection to the fifth link. The connection between the pulley and the fourth joint is not rigid, but rotatably carried out elastically over the area in which a compensating movement of the patient bed is to be possible, for example +/- 5 degrees to +/- 15 degrees. The system is preloaded in the zero position with high force and has a compliance with flat spring characteristic, so that the unterschützende force or the supporting moment over the range of motion remains constant or changes only slightly. The preload and the characteristic curves can be used to specify how far the drive for the fifth joint is relieved and the moment via which the springs and the support are transferred directly to the fourth link. The powertrain and torque relief are connected in parallel, i. The spring support and its compliance do not affect the rigidity of the drive. The drive motor of the fifth joint then sits not in the fourth link, but in the fifth link.
Das auf das sechste Gelenk wirkende Moment ist im maximalen Belastungsfalle mit nach vorne gerichteter Patientenliege sehr hoch. Das sechste Gelenk verbindet die beiden restlichen Handglieder (siebtes Glied und achtes Glied), die auf Grund der an der Patientenliege nahen Strukturkinematik nur eine sehr kleine Relativbewegung zueinander ausführen. Eine zusätzliche elastische Verbindung der beiden Glieder in Form einer zum Handgelenkszentrum beabstandeten vorgespannten Feder kann so ausgelenkt sein, dass diese die Antriebbelastung positiv beeinflusst. So könnte die Feder mit flacher Kennlinie und starker Vorspannkraft auf die Hälfe der maximalen Belastung dimensioniert sein. Im maximalen Belastungsfall muss der Antrieb dann nur noch die Hälfte des eigentlichen Momentes halten. Die flache Kennlinie verhindert ein starkes Abweichen der Momentenunterstützung von den Idealwerten bei kleinen Bewegungen.The moment acting on the sixth joint is very high in the maximum load case with the patient table facing forward. The sixth joint connects the two remaining hand members (seventh member and eighth member), which perform only a very small relative movement to each other due to the structure kinematics close to the patient bed. An additional elastic connection of the two members in the form of a prestressed spring spaced apart from the wrist center may be deflected in such a way that it positively influences the drive load. Thus, the spring could be dimensioned with flat characteristic and strong biasing force to half of the maximum load. In the maximum load case, the drive must then only hold half of the actual moment. The flat characteristic prevents a strong deviation of the torque support from the ideal values for small movements.
Neben den Ausgleichsmöglichkeiten eignet sich der gewählte Strukturaufbau auch für günstige Endanschläge im fünften Gelenk und im sechsten Gelenk, die im Fehlerfalle, z.B. bei Versagen der Bremsen, ein Herunterkippen des Patienten verhindern können. Einzig das schwerkraftbelastete vierte Gelenk müsste durch eine Sicherheitsbremse ausgestattet werden. Ein dazu nötiger Bauraum ist jedoch ausreichend vorhanden. In addition to the compensation possibilities, the structure structure chosen is also suitable for favorable end stops in the fifth joint and in the sixth joint, which in the event of an error, e.g. in case of failure of the brakes, can prevent the patient from tipping over. Only the fourth joint with gravity load would have to be equipped with a safety brake. However, a necessary space is available enough.
Auf Grund der oben beschriebenen Möglichkeiten der Momentenentlastung auf das Handgelenk ist auch die folgende Alternative möglich. Diese sieht vor, die Patientenliege von oben anzubinden und den Anbindungspunkt flach hinter die Patientenliege zu legen. Dies ist bei anderen Strukturen, wie beispielsweise einer klassischen Knickarmkinematik, nicht möglich, da dort das Handgelenk auf Grund der nicht realisierbaren Unterstützung überlastet wäre. Da das Handgelenk nicht mehr den Bewegungsraum unter der Liege einschränkt, kann das erste Gelenk weiter nach vorne gezogen werden, ohne dass der Arbeitsraum verringert wird. Due to the above-described possibilities of moment relief on the wrist and the following alternative is possible. This provides for attaching the patient couch from above and laying the connection point flat behind the patient bed. This is not possible with other structures, such as a classic articulated kinematics, because there the wrist would be overloaded due to the unrealisable support. Since the wrist no longer limits the range of motion under the couch, the first joint can be pulled further forward without reducing the working space.
Die erfindungsgemäße Patientenpositioniervorrichtung ermöglicht es, neue Wege in der Strahlentherapie zur Tumorbehandlung zu gehen. Seine faltbare Struktur bietet auch viele Möglichkeiten ein ästhetisches und elegantes Design umzusetzen. Die Roboterstellungen beim Beladen und Einrichten bieten beste Zugänglichkeiten und Laufwege und beengen das Dienstpersonal in keiner Situation. Zudem sind keine umfangreichen Baumaßnahmen oder Änderungen des medizinischen Aufbaus im Behandlungsraum nötig. Durch seine Kinematik und zusätzlichen Gelenkunterstützungen werden die Antriebsmomente auf ein Minimum reduziert und die Sicherheit deutlich erhöht.The patient positioning device according to the invention makes it possible to go new ways in tumor therapy for tumor treatment. Its foldable structure also offers many possibilities to implement an aesthetic and elegant design. The robot positions during loading and setting provide the best accessibility and travel paths and do not restrict the service personnel in any situation. In addition, no extensive construction measures or changes in the medical structure in the treatment room are necessary. Thanks to its kinematics and additional joint supports, the drive torques are reduced to a minimum and safety is significantly increased.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind exemplarisch in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können unabhängig davon, in welchem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder in anderen als den dargestellten Kombinationen betrachtet, allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen.Several embodiments of the invention are illustrated by way of example in the accompanying schematic drawings. Concrete features of these embodiments, irrespective of the specific context in which they are mentioned, may, if appropriate also individually or in other than the combinations shown, represent general features of the invention.
Es zeigen:Show it:
Die
Die Patientenpositioniervorrichtung
Der Roboterarm
Das in der kinematischen Kette des Roboterarms
Das zweite Glied
Der medizinische Arbeitsplatz
Die Patientenpositioniervorrichtung
Wie in der
Das jeweils balkenförmige zweite Glied
In der zweiten Ausführungsform gemäß
Wie in
Das Getriebe
Wie insbesondere die
Der Befestigungsflansch des Roboterarms
Die
Die erste Federeinrichtungsvariante gemäß
Die zweite Federeinrichtungsvariante gemäß
Die dritte Federeinrichtungsvariante gemäß
In all diesen Varianten kann eine Vorspannung so eingestellt sein, dass eine Nulllage, in der die Kräfte im Gleichgewicht stehen, mittig eingestellt ist. Alternativ kann in all diesen Varianten eine Vorspannung so eingestellt sein, dass eine Nulllage, in der die Kräfte im Gleichgewicht stehen, außermittig eingestellt ist. Das vierte Gelenk
Die
Jede Art von Federeinrichtung
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