СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНИМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ МОТОРИЗОВАННОГО КОМПОНЕНТА РАДИОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ И РАДИОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, В КОТОРОМ ОНА ПРИМЕНЯЕТСЯ
SYSTEM FOR CONTROLLING AT LEAST ONE MOVEMENT OF MOTORIZED COMPONENT OF RADIOLOGICAL EQUIPMENT, AND RADIOLOGICAL EQUIPMENT, IN WHICH IT IS USED

Область техники изобретения
Настоящее изобретение относится к системе управления по меньшей мере одним перемещением моторизованного компонента радиологического оборудования и радиологическому оборудованию, в котором она применяется.
Предпосылки создания изобретения
Современное радиологическое оборудование имеет различные моторизованные компоненты, которые взаимодействуют с пациентами, и/или операторами, и/или внешним окружением (например, стол пациента, головка с радиогенной трубкой, опорная стойка и т. д.) и снабжен системой управления перемещениями моторизованных компонентов.
Одним из решений, принятых в таких системах управления, является так называемый «джойстик», то есть рычаг, конец которой закреплен на основании, и выполненный с возможностью осуществления оператором манипуляций, обычно на другом конце; перемещение компонента зависит от положения рычага.
Может случиться так, что оператор осуществит непредусмотренную манипуляцию рычагом или рычаг будет непредусмотренным образом перемещен каким-либо предметом. В этих случаях компонент также перемещается, даже если в этом нет необходимости или желания оператора.
Существует риск того, что это перемещение может привести к повреждению оборудования и/или пациента.
Как известно, радиологическое оборудование представляет другие риски. В течение многих лет наиболее остро ощущалась потребность в том, что связано с побочным излучением (то есть, нежелательным для оператора) рентгеновских лучей. Такой риск устраняется, например, решением, описанным и проиллюстрированным в заявке на патент США, опубликованной под № 2017/128030 A1.
Сущность изобретения
Главная цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы усовершенствовать существующее радиологическое оборудование с точки зрения безопасности.
Такая цель в значительной степени достигается благодаря тому, что выражено в прилагаемой формуле изобретения, которая составляет неотъемлемую часть настоящего описания.
Идея, лежащая в основе настоящего изобретения, заключается в том, чтобы связать по меньшей мере два электрических датчика, в частности два емкостных датчика, с рычагом управления перемещением одного или нескольких моторизованных компонентов, выполненным с возможностью разрешения/запрещения перемещения. Как можно понять из последующего подробного описания, для уменьшения риска непредусмотренных перемещений могут быть приняты различные стратегии на основе детектирования двумя датчиками.
Согласно предпочтительному варианту осуществления система управления содержит устройство с рычагом управления, имеющим первый конец, закрепленный на основании, чтобы обеспечить по меньшей мере его наклон относительно основания, и при этом рычаг управления выполнен с возможностью осуществления оператором манипуляций посредством захвата его рукоятки; по меньшей мере первый электрический датчик и второй электрический датчик связаны с рукояткой рычага управления; первый электрический датчик размещен в первой точке рукоятки рычага управления и выполнен с возможностью обнаружения присутствия по меньшей мере одного пальца руки оператора в первой точке; второй электрический датчик размещен во второй точке рукоятки рычага управления и выполнен с возможностью обнаружения присутствия по меньшей мере одного пальца руки оператора во второй точке; по меньшей мере один другой электрический датчик связан с основанием и выполнен с возможностью обнаружения положения рычага управления, в частности степени наклона и, возможно, направления наклона относительно основания; система управления дополнительно содержит электронный блок, электрически соединенный с электрическими датчиками и выполненный с возможностью вызова перемещения в зависимости от положения рычага управления только в том случае, если первый электрический датчик обнаруживает присутствие (как правило, присутствие по меньшей мере одного пальца руки оператора), и/или только в том случае, если второй электрический датчик обнаруживает присутствие (как правило, присутствие по меньшей мере одного пальца руки оператора).
Перечень фигур
Настоящее изобретение станет более понятным из последующего подробного описания, которое должно рассматриваться вместе с прилагаемыми графическими материалами, на которых:
на фиг. 1 очень схематично показан вариант осуществления системы управления согласно настоящему изобретению, и
на фиг. 2 показана общая структурная схема радиологического оборудования согласно настоящему изобретению.
Как можно легко понять, существуют различные способы практической реализации настоящего изобретения, которое определено в его основных преимущественных аспектах в прилагаемой формуле изобретения.
Подробное описание
На фиг. 1 очень схематично показан вариант осуществления системы 100 управления согласно настоящему изобретению; она, по существу, разделена на устройство 110 управления и электронный блок 120, электрически соединенные друг с другом электрическим кабелем 140.
В общем случае система 100 может содержать различные устройства управления, которые идентичны или подобны устройству 110, электрически соединенному с блоком 120.
В целом, электронный блок 120, который обычно представляет собой блок компьютеризированного типа, приспособлен для выполнения других операций, а также операций, выполняемых во взаимодействии с устройством 110; следовательно, блок 120 может считаться частью системы управления согласно настоящему изобретению, но также частью и других систем. По этой причине на фиг. 2 система 100 была представлена в виде прямоугольника, показанного пунктирной линией, внутри которого размещен блок 120.
На фиг. 2 показана общая структурная схема радиологического оборудования 1000 согласно настоящему изобретению; в наличии система 100 управления, моторизованный компонент 200 (в общем случае будут и другие) и, например, другие компоненты 300, 400 и 500 радиологического оборудования 1000. Например, из блока 120 выходят два электрических кабеля, которые затем входят в моторизованный компонент 200; эти кабели передают электрические сигналы для привода перемещения. К тому же, имеются другие кабели, которые входят в блок 120 и выходят из него для выполнения других операций.
Устройство 110 содержит неподвижное основание 112 и подвижный рычаг 114 управления; рычаг 114 имеет первый конец, закрепленный на основании 112, и выполнен с возможностью осуществления рукой оператора манипуляций, в частности, посредством его ручки путем изменения его наклона. В соответствии с примером, показанным на фиг. 1, на первом конце рычаг 114 имеет элемент, в частности утолщение (например, заключенное в гнезде основания 112), который обеспечивает возможность поворота по меньшей мере рычага 114 (который может упоминаться как «двумерный шарнир»).
В соответствии с примером, показанным на фиг. 1, пунктирная линия разделяет утолщение и рукоятку, которые являются смежными и соединены непосредственно; в качестве альтернативы эти два элемента могут быть выполнены иначе и/или разнесены и соединены посредством другого элемента. В любом случае рукоятка проходит в одном направлении и может быть концептуально разделена на три зоны: первую концевую зону около основания, вторую концевую зону вдали от основания и третью промежуточную зону между первой зоной и второй зоной.
Предусмотрены первый электрический датчик 116 и второй электрический датчик 118, связанные с рычагом 114, а именно с рукояткой; первый электрический датчик 116 размещен в первой точке 117 рычага 114 (а именно рукоятки), например во второй зоне или в третьей зоне, и выполнен с возможностью обнаружения присутствия по меньшей мере одного пальца руки оператора, который захватывает рукоятку в первой точке 117; второй электрический датчик 118 размещен во второй точке 119 рычага 114 (а именно рукоятки), например в третьей зоне или в первой зоне, и выполнен с возможностью обнаружения присутствия по меньшей мере одного пальца руки оператора, который захватывает рукоятку во второй точке 119. Расстояние между второй точкой 119 и основанием 112 (в направлении протяженности рукоятки рычага 114) меньше расстояния между первой точкой 117 и основанием 112 (в направлении протяженности рукоятки рычага 114).
Следует отметить, что электрические датчики на ручке системы управления согласно настоящему изобретению предназначены для обнаружения присутствия части тела человека; поэтому, будучи размещенными на рукоятке, они обычно обнаруживают присутствие пальца или двух пальцев руки; однако они могут соприкасаться с другими частями человеческого тела (например, кистью или рукой от кисти до локтя) и обнаруживать такое присутствие.
Предусмотрен по меньшей мере еще один электрический датчик, связанный с основанием 112 и выполненный с возможностью обнаружения положения рычага 114 – это известно в области, относящейся к «джойстикам», поэтому никаких подробностей предоставлено не будет (в общем случае рычаг джойстика может быть наклонен в любом направлении, он может поворачиваться вокруг своей оси, и может слегка перемещаться вдоль своей оси; на нем могут быть дополнительно предусмотрены одна или несколько кнопок); на фиг. 1, например, показаны еще два электрических датчика 113А и 113В для обнаружения любого наклона рычага.
Согласно обычной технической терминологии термин «электрический датчик» означает электрический компонент, который не имеет движущихся механических частей и, следовательно, не соответствует электрической кнопке, электрическому переключателю или электрическому микропереключателю.
Электронные устройства могут быть разделены, например и преимущественно, на три части: рычаг 114 (схема 115), основание 112 (схема 111) и электронный блок 120.
Датчик 116 электрически соединен со схемой 115, например, посредством двух электрических проводников; датчик 118 электрически соединен со схемой 115, например, посредством двух электрических проводников; датчик 113А электрически соединен со схемой 111, например, посредством двух электрических проводников; датчик 113B электрически соединен со схемой 111, например, посредством двух электрических проводников; схема 115 соединена со схемой 111, например и преимущественно, посредством трех электрических проводников (в качестве альтернативы их может быть два или четыре): первый проводник 131, второй проводник 132 и третий проводник 133; схема 111 подключена к блоку 120 посредством электрического кабеля 140, образованного определенным количеством проводников.
Электрические сигналы, полученные посредством детектирования датчиками 116 и 118, принимаются в схеме 115, которая обрабатывает их и отправляет их в схему 111. Электрические сигналы, полученные посредством детектирования датчиками 113A и 113B, принимаются в схеме 111, которая их обрабатывает. Схема 111 отправляет сигналы, обработанные датчиками 116, 118, 113А и 113В, в электронный блок 120.
Электронный блок 120, помимо прочего, выполнен с возможностью вызова перемещений компонента 200 на основе сигналов, полученных от схемы 115 (вследствие детектирования, выполненного датчиками 116, 118, 113А и 113В) и, в частности, в зависимости от положения рычага 114.
Согласно альтернативному варианту осуществления в рычаге управления не предусмотрена электронная схема, то есть электронные устройства разделены на две части, а не на три части. В этом случае функции схемы 115 и схемы 111 будут выполняться одной схемой в основании 112.
Согласно настоящему изобретению в общем случае электронный блок 120 выполнен с возможностью вызова одного (или более) перемещений в зависимости от положения рычага 114, а именно степени его наклона и, возможно, направления его наклона, только в том случае, если датчик 116 на рукоятке обнаруживает некоторое присутствие (обычно присутствие пальца руки, которая захватывает рукоятку рычага 114) и/или датчик 118 на рукоятке обнаруживает некоторое присутствие (обычно присутствие пальца руки, которая захватывает рукоятку рычага 114).
Благодаря двойному датчику на рукоятке можно предотвратить непредусмотренные перемещения компонента радиологического оборудования. Как можно понять ниже, для уменьшения риска непредусмотренных перемещений могут быть приняты различные стратегии на основе детектирования двойным датчиком. В любом случае выбор использования ручки рычага управления с электрическими датчиками, в частности емкостными датчиками, а не кнопками или переключателями, снижает такой риск; действительно возможно отличить прикосновение многих предметов к датчику от прикосновения пальца к датчику.
В соответствии с первой возможностью перемещение просто подлежит обнаружению частью любого из двух датчиков.
В соответствии со второй возможностью перемещение подлежит обнаружению только одним из двух датчиков, который находится в концевой зоне рукоятки рычага управления; это решение имеет преимущество, если считается возможным, что другой датчик сигнализирует об обнаружении, но оператор не инициировал преднамеренно такое обнаружение.
В соответствии с третьей возможностью перемещение подлежит обнаружению только одним из двух датчиков, который находится в промежуточной зоне рукоятки рычага управления; это решение имеет преимущество, если считается возможным, что другой датчик сигнализирует об обнаружении, но оператор не инициировал преднамеренно такое обнаружение.
В соответствии с четвертой возможностью перемещение подлежит обнаружению как первым из двух датчиков (например, датчиком 116), так и вторым из двух датчиков (например, датчиком 118); это решение очень безопасно, так как очень маловероятно, что оператор или предмет непреднамеренно дотронется до обоих датчиков и непреднамеренно наклонит рычаг.
В соответствии с пятой возможностью электронный блок 120 выполнен с возможностью вызова перемещения в зависимости от положения рычага 114:
- с первой скоростью, если датчик 116 обнаруживает присутствие (в частности, пальца), или если датчик 118 обнаруживает присутствие (в частности, пальца);
- со второй скоростью, если датчик 116 обнаруживает присутствие (в частности, пальца), и датчик 118 обнаруживает присутствие (в частности, пальца);
предпочтительно вторая скорость выше, чем первая скорость.
Таким образом, любые непредусмотренные активации вызывают перемещения с пониженной скоростью, поэтому менее опасны.
Датчики в рычаге управления предпочтительно имеют емкостный тип.
Количество датчиков в рычаге управления также может быть больше двух; однако использование двух датчиков является хорошим компромиссом между безопасностью и простотой.
Местоположение датчиков на рычаге управления выбирается в соответствии с рычагом и областью применения. Местоположение, показанное на фиг. 1, является только ориентировочным.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения электрические сигналы, обрабатываемые различными электронными схемами, могут представлять собой сигналы аналогового и/или цифрового типа.
Как правило, электрические сигналы, которые выходят из электрических датчиков (обозначенных 116, 118, 113A и 113B на фиг. 1), являются аналоговыми.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения сигналы, которые выходят из схемы 115, могут быть сигналами аналогового или цифрового типа.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения сигналы, которые выходят из схемы 111, то есть из устройства 110, все могут представлять собой сигналы аналогового типа или все могут представлять собой сигналы цифрового типа или некоторые могут представлять собой сигналы аналогового и некоторые могут представлять собой сигналы цифрового типа.
Рычаг 114, в частности его схема 115, электрически соединен с основанием 112, в частности с его схемой 111, посредством ограниченного количества электрических проводников, предпочтительно двух или трех; это является преимущественным для облегчения перемещения рычага 114 относительно основания 112.
Могут предусматриваться только два из этих проводников; в этом случае схема 115 должна быть способна совмещать детектирование датчиками с подачей питания, поступающего от схемы 111.
Таких проводников может быть три (как показано на фиг. 1); в этом случае первый электрический проводник 131 используется для передачи напряжения земли, второй электрический проводник 132 используется для передачи напряжения питания, третий электрический проводник 133 используется для передачи сигналов детектирования датчиков 116 и 118.
Если для соединения схемы 115 со схемой 111 используются три электрических проводника и сигналы аналогового типа, предпочтительно, чтобы:
- первый аналоговый уровень указывал, что ни один электрический датчик не обнаруживает присутствие (в частности, пальца), при этом он предпочтительно соответствует напряжению питания;
- второй аналоговый уровень указывал, что только датчик 116 обнаруживает присутствие (в частности, пальца);
- третий аналоговый уровень указывал, что только датчик 118 обнаруживает присутствие (в частности, пальца);
- четвертый аналоговый уровень указывал, что как датчик 116 обнаруживает присутствие (в частности, пальца), так и датчик 118 обнаруживает присутствие (в частности, пальца);
- пятый аналоговый уровень указывает на неисправное состояние устройства 110 (в частности, рычага 114), при этом он предпочтительно соответствует напряжению земли.