Brevet FR2900044A1 — publié le 20071026

B 06-4762FRDIV DEMANDE DIVISIONNAIRE DE LA DEMANDE DE BREVET N 0654910 du 15 NOVEMBRE 2006 Au nom de : GENERAL ELECTRIC COMPANY Système de freinage pour un dispositif de positionnement dans un appareil d'imagerie médicale Invention de : SOMASUNDARAM Baskar ALAKKAT Shaji Priorité d'une demande de brevet déposée aux Etats-Unis d'Amérique le 15 Novembre 2005 sous le n 11/280.525 1 Système de freinage pour un dispositif de positionnement dans un appareil d'imagerie médicale Cette invention concerne de façon générale des systèmes de freinage et plus particulièrement, un système de freinage pour un dispositif de positionnement dans un appareil d'imagerie médicale. Dans un appareil d'imagerie médicale, on utilise généralement un dispositif de positionnement pour positionner des patients à des fins d'imagerie médicale. Des exemples de dispositifs de positionnement comportent une table support de patient, un portique vasculaire comprenant un bras en C et un pivot, etc. Des exemples d'appareils d'imagerie médicale comportent un appareil à rayons X, un tomodensitomètre, un appareil d'imagerie vasculaire, etc. Le dispositif de positionnement comporte typiquement une unité de positionnement et un mécanisme d'entraînement comprenant un ou plusieurs moteurs d'entraînement pour entraîner l'unité de positionnement le long de divers axes du dispositif de positionnement tel que, des axes longitudinaux de levage et de basculement. Un frein est couplé au mécanisme d'entraînement pour maintenir l'unité de positionnement dans un état désiré pour positionner un patient à des fins d'imagerie médicale. Des exemples d'unité de positionnement comportent un berceau de patient dans une table support de patient, un bras en C et un pivot dans un portique vasculaire. Toutefois, le mouvement de l'unité de positionnement le long des axes du dispositif de positionnement par exemple, l'axe de levage dans un portique vasculaire, l'axe longitudinal (en position basculée) dans une table support de patient, est susceptible d'être influencé par la pesanteur. De plus, dans des circonstances telles qu'un dysfonctionnement du moteur d'entraînement, une panne d'alimentation, etc., ces axes nécessitent un système de freinage convenable pour éviter un mouvement incontrôlé de l'unité de positionnement et ainsi, permettre un positionnement sûr du patient à des fins d'imagerie médicale. Les systèmes de freinage connus pour un dispositif de positionnement dans un appareil d'imagerie médicale comportent un frein rotatif couplé à un mécanisme d'entraînement correspondant à l'axe du dispositif de positionnement susceptible d'être influencé par la pesanteur. Par exemple, dans la table support de patient, le frein rotatif est couplé à un arbre d'un pignon d'entraînement configuré pour venir en prise avec une crémaillère couplée à un mécanisme de guidage du berceau du patient. Toutefois, durant un entraînement le long d'un axe du dispositif de positionnement qui est susceptible d'être influencé par la pesanteur, si une défaillance telle qu'une défaillance localisée apparaît à un emplacement situé au-delà du point de liaison du frein et de l'arbre du pignon d'entraînement, alors l'actionnement du frein rotatif n'a pas pour conséquence un arrêt du mouvement du berceau du patient suite à l'influence de la pesanteur. Un exemple de défaillance localisée comporte la rupture de dents du pignon d'entraînement. Ainsi, les systèmes de freinage classiques ne permettent pas un positionnement suffisamment sûr du patient pour l'imagerie médicale, car un mouvement incontrôlé de l'unité de positionnement sous l'influence de la pesanteur peut avoir pour conséquence un positionnement incorrect du patient et peut également provoquer une blessure aux patients durant une opération de positionnement. Il existe ainsi un besoin dans la technique pour un système de freinage suffisamment sûr n'autorisant pas de mouvement incontrôlé de l'unité de positionnement sous l'influence de la pesanteur, en particulier en cas de défaillance telle que par exemple, une défaillance mécanique du système d'entraînement selon un axe du dispositif de positionnement susceptible d'être influencé par la pesanteur. Dans un mode de réalisation, un système de freinage pour un dispositif de positionnement comportant une unité de positionnement comprend un premier frein couplé à une unité d'entraînement, l'unité d'entraînement étant configurée pour entraîner l'unité de positionnement le long d'un axe susceptible d'être influencé par la pesanteur et un second frein couplé à l'unité de positionnement, caractérisé en ce que le second frein est adapté à fonctionner indépendamment du premier frein. Dans un autre mode de réalisation, une table support de patient dans un appareil d'imagerie médicale comprend un berceau de patient couplé à un mécanisme de guidage, une unité d'entraînement couplée au berceau du patient, un premier frein couplé à l'unité d'entraînement et un second frein couplé au mécanisme de guidage et configuré pour fonctionner indépendamment du premier frein. La figure 1 est un schéma par blocs d'un exemple de système de freinage selon la présente invention ; la figure 2 est une vue en perspective découpée d'une table support de patient selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 3 est une vue en perspective découpée d'un agencement du second frein selon un mode de réalisation de la présente invention ; et la figure 4 est une section transversale de côté de la figure 3. Dans la description qui suit, il est fait référence aux dessins annexés constituant une partie de celle-ci et dans lesquels sont représentés à titre d'illustration des modes de réalisation spécifiques pouvant être mis en pratique. Ces modes de réalisation sont décrits suffisamment en détail pour permettre aux hommes de l'art de mettre en pratique les modes de réalisation et on comprendra que des modifications logiques, mécaniques, électriques et autres peuvent être réalisées sans s'écarter de la portée des modes de réalisation. En conséquence, la description détaillée qui suit ne doit pas être considérée dans un sens limitatif. Divers modes de réalisation de l'invention fournissent un système de freinage pour un dispositif de positionnement dans un appareil d'imagerie médicale. Toutefois, les modes de réalisation ne sont pas limités et peuvent être mis en oeuvre en relation avec divers autres systèmes tels que, des systèmes d'inspection industriels, des dispositifs de balayage de sécurité, etc. La figure 1 représente un système de freinage selon un mode de réalisation de cette invention, dans lequel le système de freinage comporte au moins un premier frein 10 couplé à une unité d'entraînement 20. L'unité d'entraînement 20 est configurée pour entraîner une unité de positionnement 30 le long d'un axe susceptible d'être influencé par la pesanteur. Au moins un second frein 40 est couplé à l'unité de positionnement 30. Le second frein 40 est configuré pour fonctionner indépendamment du premier frein 10. Dans un autre mode de réalisation, un processeur (non représenté) est couplé à l'unité d'entraînement 20 pour actionner le second frein 40 en réponse à une défaillance de l'unité d'entraînement 20. Cette configuration permet de maintenir automatiquement l'unité de positionnement 20 au moyen du second frein 40, indépendamment du premier frein 10. On notera qu'en cas de défaillance, par exemple une panne d'alimentation, ou une défaillance d'arrachement apparaissant à un emplacement situé au-delà d'un point de liaison du premier frein 10 avec l'unité d'entraînement 20, l'actionnement du premier frein 10 peut ne pas avoir pour conséquence un arrêt du mouvement de l'unité de positionnement 30, en particulier sous l'influence de la pesanteur. La configuration d'un second frein 40 pouvant être actionné indépendamment selon un mode de réalisation de cette invention permet de prémunir l'unité de positionnement 30 contre un mouvement indésirable dû à l'influence de la pesanteur et d'accroître également la sécurité des patients vis-à-vis d'une blessure due à un mouvement incontrôlé de l'unité de positionnement 30. Dans d'autres modes de réalisation, l'unité de positionnement 30 comprend un mécanisme de guidage (non illustré sur la figure 1) ayant au moins un élément télescopique destiné à un mouvement le long des axes susceptibles d'être influencés par la pesanteur. Le second frein 40 est couplé à l'élément télescopique pour prémunir l'unité de positionnement 30 contre l'influence de la pesanteur en cas de défaillance de l'unité d'entraînement 20. Des exemples d'unité de positionnement 30 comportent un berceau de patient dans une table support de patient, un bras en C et un pivot dans un portique vasculaire dans un appareil d'imagerie médicale. Les axes susceptibles d'être influencés par la pesanteur sont l'axe longitudinal en position inclinée du berceau du patient et l'axe de levage dans un pivot et un portique. Dans d'autres modes de réalisation, le premier frein 10 comporte un frein rotatif et le second frein 40 comporte un frein linéaire. Le second frein 40 peut comprendre en outre, une configuration de blocage positif en combinaison avec le mécanisme de guidage. La figure 2 est une vue en perspective partielle d'une table support de patient comme exemple d'un dispositif de positionnement, configurée avec un système de freinage selon un mode de réalisation de l'invention. La table support de patient comporte un berceau de patient 300 configuré pour se déplacer le long d'un mécanisme de guidage 50. Une unité d'entraînement 20 est couplée au berceau du patient 300. Au moins un frein rotatif 101 est couplé à l'unité d'entraînement 20. Au moins un frein linéaire 401 est couplé au mécanisme de guidage 50. Un exemple de l'agencement de l'unité d'entraînement 20 comporte au moins un élément d'entraînement, par exemple, un pignon d'entraînement 202 monté sur un arbre 103 et couplé en prise avec un élément entraîné, par exemple une crémaillère principale 204. L'arbre 103 est couplé à un moteur d'entraînement 206 par l'intermédiaire d'une transmission 208 et d'une courroie crantée principale 210, pour transmettre l'entraînement du moteur d'entraînement 206 à une crémaillère principale 204. La crémaillère principale 204 est couplée de manière fixe au mécanisme de guidage 50, sur un côté du berceau du patient 300. D'autres modes de réalisation de l'unité d'entraînement 20 peuvent inclure une courroie crantée auxiliaire 212 couplée à un pignon synchrone 214 pour transmettre l'entraînement du moteur d'entraînement 206 à une crémaillère synchrone 216 qui est couplée de manière fixe au mécanisme de guidage 50, sur le côté du berceau du patient 300 opposé à la crémaillère principale 204. 6 On notera que le frein rotatif 101, lorsqu'il est actionné, est configuré pour empêcher l'arbre 103 du pignon d'entraînement 202 de tourner et pour arrêter ainsi le mouvement du berceau du patient 300 le long du mécanisme de guidage 50. Dans la position inclinée du berceau du patient 300, par exemple, avec un angle d'inclinaison d'environ 20 degrés, le mouvement du berceau du patient 300 le long du mécanisme de guidage 50 est susceptible d'être influencé par la pesanteur. La figure 3 et la figure 4 représentent respectivement une perspective et une section transversale de l'engagement du frein linéaire 401 et du mécanisme de guidage 50 selon un mode de réalisation de cette invention. En conséquence, le mécanisme de guidage 50 comporte au moins un élément télescopique. Un exemple de configuration d'un élément télescopique comporte un canal supérieur 501 et un canal inférieur 502 couplés par l'intermédiaire de rails télescopiques 504. La crémaillère principale 204 est montée de manière fixe sur le canal supérieur 501 et la crémaillère synchrone 216 est montée de manière fixe sur le canal inférieur 502. Dans cette configuration, pour chaque distance de déplacement, par exemple, d'un premier étage, par la crémaillère principale 204, la crémaillère synchrone 216 se déplace, par exemple, dans un second étage, de la moitié de la distance dont se déplace la crémaillère principale 204, permettant ainsi de former un mécanisme de guidage télescopique à deux étages. Dans un mode de réalisation, le frein linéaire 401 est couplé aux rails télescopiques 504. Le frein linéaire comporte un mécanisme connu tel que, par exemple, un coin actionné manuellement ou automatiquement ou une pince qui maintient les rails télescopiques 504 en cas de défaillance et empêche ainsi le mouvement indésirable du berceau du patient 300 le long du mécanisme de guidage 50 sous l'influence de la pesanteur. On notera que cette configuration empêche également une quelconque défaillance localisée dans la table support de patient par freinage à deux niveaux, à savoir par le frein rotatif à un premier niveau et le frein linéaire à un second niveau, et empêche ainsi la chute du patient. On évite les perturbations durant l'imagerie, car le frein linéaire 401 et le frein rotatif 101 sont actionnés instantanément pour maintenir de façon rigide le berceau du patient dans une position désirée. Dans un autre mode de réalisation, le frein linéaire 401 comporte une configuration de blocage positif, dans laquelle le coin ou la pince est configuré pour maintenir les rails télescopiques 504 contre l'influence de la pesanteur jusqu'à ce que l'utilisateur initialise le mouvement du berceau du patient 300 durant une opération de positionnement du patient. Ceci assure un freinage direct et une sécurité accrue du patient dans un état incliné du berceau du patient 300. Dans d'autres modes de réalisation, un processeur, par exemple, une unité de traitement de signal numérique, est configuré pour actionner le frein linéaire 401 et le frein rotatif 101 en réponse à un signal provenant d'un codeur (non illustré). Dans un exemple de fonctionnement de la table support de patient, l'alimentation du frein rotatif 101 et du frein linéaire 401 est activée en réponse à un signal de commande provenant du processeur, pour libérer le berceau du patient 300, lorsque l'utilisateur initialise le mouvement longitudinal du berceau du patient 300. Lorsque le berceau du patient 300 atteint la position désirée par l'actionnement du moteur d'entraînement 206, le processeur délivre un signal de commande pour interrompre l'alimentation du moteur d'entraînement 206 et actionne le frein linéaire 401 et le frein rotatif 101 pour maintenir le berceau du patient 300 dans la position désirée. Cette configuration permet d'interrompre un mouvement incontrôlé en position inclinée du berceau du patient 300, dû à l'influence de la pesanteur, en cas de panne d'alimentation ou d'un quelconque dysfonctionnement de l'unité d'entraînement 20. Des exemples de défaillance comportent une rupture mécanique de l'arbre 103 du pignon d'entraînement 202, une coupure de la courroie ou une rupture de dent dans le pignon d'entraînement 202. On notera également que cette configuration n'a pas pour conséquence une perte de course longitudinale ou une réduction de compacité du système, car le frein linéaire 401 est couplé au mécanisme de guidage 50. L'entretien, la maintenance et l'intégration avec le processeur et le codeur sont également simplifiés, car l'unité d'entraînement 20, le frein linéaire 101 et le frein linéaire 401 sont facilement accessibles de la partie supérieure du berceau du patient 300. Divers modes de réalisation de cette invention fournissent un système de freinage pour une unité de positionnement dans un appareil d'imagerie médicale. D'autres modes de réalisation de cette invention fournissent une table support de patient configurée avec un système de freinage à deux niveaux maintenant le berceau du patient 300. Ainsi, le système de freinage selon divers modes de réalisation spécifiques de cette invention permet d'effectuer une opération de positionnement sûr du patient en vue d'une imagerie médicale, dans des circonstances telles qu'une défaillance localisée se produit, par exemple, dans l'unité d'entraînement. LISTE DES ÉLÉMENTS 10 Premier frein 20 Unité d'entraînement 30 Unité de positionnement 40 Second frein 50 Mécanisme de guidage 101 Frein rotatif 103 Arbre 204 Crémaillère principale 206 Moteur d'entraînement 208 Transmission 210 Courroie crantée principale 212 Courroie crantée auxiliaire 214 Pignon synchrone 216 Crémaillère synchrone 300 Berceau de patient 401 Frein linéaire 501 Canal supérieur 502 Canal inférieur 504 Rails télescopiques REVENDICATIONS , 1. Table support dans un appareil d'imagerie médicale, comprenant : un berceau de patient (300) couplé à un mécanisme de guidage (50) ; une unité d'entraînement (20) couplée au berceau du patient (300) ; un premier frein (10) couplé à l'unité d'entraînement (20) ; et un second frein (40) couplé au mécanisme de guidage (50). 2. Table support de patient selon la revendication 1, comprenant en outre au moins un frein rotatif (101) configuré dans le premier frein (10). 3. Table support de patient selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre au moins un frein linéaire (401) configuré dans le second frein (40). 4. Table support de patient selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre au moins un processeur pour actionner le second frein (40) en réponse à une défaillance de l'unité d'entraînement (20). 5. Table support de patient selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le mécanisme de guidage (50) comporte au moins un élément télescopique, le second frein (40) étant couplé à l'élément télescopique. 6. Table support de patient selon la revendication 5, dans lequel l'élément télescopique comprend en outre une paire de canaux couplée à une paire de rails configurée pour se déplacer le long d'un axe susceptible d'être influencé par la pesanteur. 7. Table support de patient selon la revendication 6, dans lequel le second frein (40) est couplé à la paire de rails. 8. Table support de patient selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel le second frein (40) comprend en outre une configuration de blocage positif en combinaison avec l'élément télescopique. 9. Table. support de patient selon la revendication 6, dans lequel l'axe susceptible d'être influencé par la gravité comprend un axe longitudinal en position inclinée du berceau du patient (300).