Подставка для субъекта обследования в системе формировния изображений

Подставка для субъекта обследования в системе формировния изображений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изложенное ниже относится к подставке для субъекта обследования в системе формирования изображений, выполненной с возможностью расположения на ней объекта или субъекта обследования до, во время и/или после сканирования объекта или субъекта и описанной применительно к конкретному использованию в компьютерной томографии (КТ). Однако изложение ниже относится также и к подставке для субъекта обследования применительно к другим способам формирования изображений, включающим в себя, без ограничения указанным, магниторезонансную томографию (МРТ), позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ), однофотонную эмиссионную компьютерную томографию (ОФЭКТ), рентгеноскопию и/или другие способы формирования изображений.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Сканер компьютерной томографии (КТ) включает в себя поворотный участок, поддерживаемый с возможностью поворота неподвижным участком. Поворотный участок поддерживает рентгеновскую трубку, испускающую излучение, которое пересекает зону обследования и сам объект или субъект обследования, и детекторную матрицу, которая детектирует излучение, пересекающее зону обследования, и генерирует проекционные данные, определяющие детектированное облучение. Подставка для субъекта обследования (далее - подставка) поддерживает объект или субъекта в зоне обследования до, во время и/или после сканирования и служит, например, для укладывания на нее объекта или субъекта, доставки объекта или субъекта и удаления объекта или субъекта в зону/из зоны обследования, и выгрузки объекта или субъекта. Восстанавливающее устройство восстанавливает проекционные данные и генерирует данные волюметрического изображения, определяющие участок объекта или субъекта в зоне обследования.

Подставка включает в себя основание, которое прикреплено к полу помещения для обследования и выполнено с возможностью перемещения под электронным управлением в вертикальном направлении по отношению к полу, и верхнюю столообразную часть (далее - стол), которая прикреплена к основанию и выполнена с возможностью перемещения под электронным управлением или вручную пользователем в горизонтальном направлении по отношению к основанию внутри и снаружи зоны обследования до, во время и/или после сканирования. Сканер также включает в себя схему, чтобы препятствовать или управляемым образом останавливать электронно-управляемое перемещение в вертикальном и горизонтальном направлениях соответственно основания и стола, например, в ответ на управляемое или неуправляемое отключение электропитания для предотвращения столкновения, смягчения обнаруженного столкновения, или в ответ на ошибку приводной системы подставки. Такая схема сконфигурирована таким образом, что остановка движущейся подставки соответствует определенным стандартам и является комфортной для пациента.

В качестве примера стандарт IEC 60601 версий 1 и 2 требует остановки электронно-управляемого движущегося стола через десять миллиметров (10 мм), а стандарт IEC 60601 версии 3 требует остановки электронно-управляемого движущегося стола через двадцать пять миллиметров (25 мм), в обоих случаях за время в пределах половины секунды (0,5 с) с момента отключения электропитания и при нагрузке в 135 килограмм (135 кг), с последующим нахождением стола в свободном состоянии. Стандартный стол выполнялся с возможностью перемещения со скоростью до двухсот миллиметров в секунду (200 мм/с) и с обеспечением соответствия упомянутым выше требованиям IEC за счет отключения электропитания, подаваемого на двигатель стола, и предоставления возможности столу двигаться по инерции до остановки.

К сожалению, такое торможение при высоких скоростях повышает общую стоимость системы из-за требования высокой пиковой мощности и может также вносить дискомфорт и/или риск для более легких пациентов, если тормозной ток определяется для более тяжелой нагрузки. Дополнительно при высоких скоростях, если столкновения в горизонтальном и вертикальном направлениях или неисправности приводной цепи не могут быть обнаружены вовремя, такое перемещение может привести к повреждению подставки и/или объектов, внешних по отношению к подставке. Кроме того, прикрепление к подставке приспособлений, относящихся к этой поставке, может изменить допустимое перемещение подставки по вертикали и/или горизонтали, что может привести к столкновениям при данной границе столкновений, которые в противном случае не должны происходить. Кроме того, традиционные системы формирования изображений могут обеспечивать менее чем желательные опоры и механизмы для прикрепления определенных приспособлений к подставке.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Аспекты настоящего изобретения относятся к упомянутым выше и другим предметам обсуждения.

Согласно одному аспекту способ включает в себя прием сигнала на запрещение перемещения подставки, указывающего по меньшей мере на одно из отключения электропитания системы формирования изображений, столкновения горизонтально перемещающегося стола системы формирования изображений, расцепления приводной системы горизонтального движения, выполненной с возможностью горизонтального перемещения стола, или столкновения вертикально перемещающейся подставки в системе формирования изображений, когда приводная система вертикального движения приводит подставку в движение по вертикали, и запрещение, в ответ на получение сигнала на запрещение перемещения подставки, по меньшей мере либо горизонтального перемещения стола, либо вертикального перемещения подставки.

Согласно другому аспекту система формирования изображений включает в себя источник излучения, испускающий излучение, которое пересекает зону обследования, детекторную матрицу, расположенную напротив источника излучения поперек зоны обследования, которая детектирует излучение, пересекающее зону обследования, и подставку, выполненную с возможностью укладывания на нее объекта или субъекта, подлежащего сканированию. Подставка включает в себя основание, выполненное с возможностью вертикального перемещения, и стол, выполненный с возможностью горизонтального перемещения, причем этот стол установлен на основании по скользящей посадке. Система дополнительно включает в себя компонент для запрещения по меньшей мере либо горизонтального, либо вертикального перемещения подставки в ответ на заданное событие в системе формирования изображений.

Согласно другому аспекту система формирования изображений включает в себя пульт оператора для управления системой формирования изображений, источник излучения, испускающий излучение, которое пересекает зону обследования, детекторную матрицу, расположенную напротив этого источника поперек зоны обследования, которая детектирует излучение, пересекающее зону обследования, и подставку, выполненную с возможностью укладывания на нее объекта или субъекта, подлежащего сканированию. Подставка включает в себя датчик, выполненный с возможностью обнаружения физического прикрепления к подставке приспособления для подставки и определения типа этого приспособления, при этом пульт оператора определяет границу столкновений для подставки, исходя из определенного типа приспособления, и использует определенную границу столкновений при осуществлении либо горизонтального, либо вертикального перемещения подставки.

Согласно другому аспекту система формирования изображений включает в себя подставку, выполненную с возможностью укладывания на нее объекта или субъекта, подлежащего сканированию. Подставка включает в себя основание, выполненное с возможностью вертикального перемещения, и стол, установленный по скользящей посадке на основании и выполненный с возможностью горизонтального перемещения. Этот стол является электрически непроводящим.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение может выполняться в форме различных компонентов и сочетаний компонентов и различных этапов и сочетаний этапов. Чертежи служат лишь в целях представления предпочтительных вариантов осуществления и не должны рассматриваться как ограничивающие изобретение.

Фиг.1 - схематическое представление системы формирования изображений в соединении с опциональным блоком обнаружения аварийной остановки (E-stop), устройством предотвращения горизонтального столкновения, блоком предотвращения вертикального столкновения, блоком обнаружения расцепления соединителя и подставкой.

Фиг.2 - схематическое представление примера блока обнаружения аварийной остановки, которое может быть использовано в соединении с системой формирования изображений на фиг.1.

Фиг.3 - схематическое представление примера устройства предотвращения горизонтального столкновения, которое может быть использовано в соединении с системой формирования изображений на фиг.1.

Фиг.4 - схематическое представление примера блока предотвращения вертикального столкновения, которое может быть использовано в соединении с системой формирования изображений на фиг.1.

Фиг.5 - схематическое представление примера блока обнаружения расцепления соединителя, имеющего множество датчиков положения, которое может быть использовано в соединении с системой формирования изображений на фиг.1.

Фиг.6 - схематическое представление примера блока обнаружения расцепления соединителя, имеющего датчик тока, которое может быть использовано в соединении с системой формирования изображений на фиг.1.

Фиг.7 - схематическое представление примера подставки, которая может быть использована в соединении с системой формирования изображений на фиг.1.

Фиг.8, 9 и 10 - схематическое представление примера подставки, которая может быть использована в соединении с системой формирования изображений на фиг.1.

Фиг.11 - представление способа остановки движения стола в ответ на управляемое или неуправляемое отключение электропитания.

Фиг.12 - представление способа смягчения горизонтальных столкновений стола подставки.

Фиг.13 - представление способа смягчения вертикальных столкновений подставки.

Фиг.14 - представление способа обнаружения расцепления системы горизонтального привода за счет использования множества датчиков и отключения или прекращения приведения в движение стола в ответ на это.

Фиг.15 - представление способа обнаружения расцепления системы горизонтального привода за счет использования одного датчика и отключения или прекращения приведения в движение стола в ответ на это.

Фиг.16 - представление способа обнаружения физического прикрепления и/или снятия приспособлений с подставки и определения подходящей границы столкновений на основе этого.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.1 схематично представлена система 100 формирования изображений, такая как сканер для компьютерной томографии (КТ). Система 100 формирования изображений включает в себя неподвижный гентри 102 и поворотный гентри 104, который поддерживается с возможностью поворота неподвижным гентри 102. Поворотный гентри 104 поворачивается вокруг зоны 106 обследования относительно продольной или Z-оси.

Источник 108 излучения, такой как рентгеновская трубка, поддерживается и поворачивается поворотным гентри 104 вокруг зоны 106 обследования. Источник 108 излучения испускает излучение, которое коллимируется коллиматором источника, образуя в общем случае веерообразный, клинообразный, конусообразный или имеющий другую форму луч излучения, который пересекает зону 106 обследования. Воспринимающая излучение детекторная матрица 110 включает в себя одномерную или двухмерную матрицу пиксельных детекторов, которые соответственно детектируют излучение, пересекающее зону 106 обследования, и генерируют электрический сигнал, определяющий детектированное излучение.

Восстанавливающее устройство 109 восстанавливает сигнал, генерируемый детекторной матрицей 110, и генерирует данные волюметрического изображения, определяющие зону 106 обследования. Компьютерная система общего назначения служит в качестве пульта 111 оператора и включает в себя выходное устройство, такое как дисплей, входное устройство, такое как клавиатура, мышь и т.п., один или более процессоров и машиночитаемый носитель данных. Пульт 111 позволяет оператору управлять работой системы 100, например, выбирать протокол сканирования, инициировать сканирование и т.п.

Подставка 112, такая как кушетка пациента, служит опорой для объекта или субъекта в зоне 106 обследования. Подставка 112 включает в себя основание 114 и стол 116. Основание 114 прикреплено к опорам на полу в помещении для обследования и выполнено с возможностью перемещения по вертикали вниз и вверх для укладывания и выгрузки пациента, и для расположения пациента на удобной высоте для сканирования, основываясь, например, на подлежащей сканированию области, изоцентре поля обзора при сканировании и/или других факторах. Система 118 вертикального привода включает в себя контроллер 120 вертикального привода, который приводит в действие двигатель 122 вертикального движения, приводящий в действие механизм, который поднимает и опускает основание 114.

Блок 124 предотвращения вертикального столкновения может избирательно останавливать управляемое перемещение по вертикали подставки 112. Как будет описано более подробно ниже, в одном примере это включает в себя обнаружение ситуации, когда подставка 112 сталкивается с внешним объектом во время перемещения по вертикали, и отключение или остановку в ответ на это контроллера 120 вертикального привода от дальнейшего приведения в действие двигателя 122 вертикального движения. Заметим, что использование термина "вертикальный" применительно к приводной системе 118, контроллеру 120, двигателю 122 и блоку 124 предотвращения столкновения относится к вертикальному (вверх и вниз) перемещению, а не к какой-либо специальной ориентации компонентов.

Стол 116 подвижно прикреплен к основанию 114 и выполнен с возможностью горизонтального перемещения внутри и снаружи зоны 106 обследования до, во время и после сканирования с целью укладывания на него пациента, сканирования пациента и выгрузки пациента. Система 126 горизонтального привода включает в себя контроллер 128 горизонтального привода, который приводит в действие двигатель 130 горизонтального движения, подсоединенный к концу удлиненного вала 132 через соединитель 134, при этом второй конец вала 132 подсоединен к столу 116 через хомутовую перемычку или т.п. В общем случае контроллер 128 горизонтального привода приводит в действие двигатель 130, который поворачивает соединитель 134 и, следовательно, вал 132, который, в свою очередь, перемещает стол 116 по горизонтали.

Как описано более подробно ниже, стол 116 может включать в себя или быть связанным с различными признаками, такими как быть электрически непроводящим, быть заземленным, быть изолированным, быть выполненным с возможностью размещения на нем электрически непроводящих устройств, на которые укладывается пациент, включая сюда стационарную и/или съемную дополнительную подставку для пациента, включающую в себя механизм для присоединения, закрепления, удаления, определения и т.п. одной или более принадлежностей, таких как подголовники, подножки и т.п. и/или для присоединения и/или удаления одного или более приспособлений, определяющих границы столкновений, выдающих рекомендации по границам столкновений, смягчающих столкновения, и т.п. автоматически и/или в ответ на подтверждение оператора.

Блок 136 предотвращения горизонтального столкновения может избирательно останавливать перемещение по горизонтали подставки 112. Как описано более подробно ниже, в одном случае это включает в себя обнаружение ситуации, когда подставка 112 сталкивается с внешним объектом во время горизонтального перемещения, и отключение или прекращение приведения в действие двигателя 130 горизонтального движения в ответ на это. Блок 138 обнаружения расцепления соединителя может также избирательно останавливать приведение в действие двигателя 130 горизонтального движения. Как описано более подробно ниже, в одном примере это включает в себя обнаружение расцепления между соединителем 134 и по меньшей мере либо двигателем 130, либо валом 132, и отключение или прекращение приведения в действие двигателя 130 горизонтального движения в ответ на это. Заметим, что использование термина "горизонтальный" применительно к приводной системе 126, контроллеру 128, двигателю 130 и блоку 136 предотвращения столкновения относится к горизонтальному (вперед и назад по оси z) перемещению, а не к какой-либо специальной ориентации компонентов.

Схема 140 аварийной остановки (E-stop) включает в себя электрическую схему, которая обнаруживает неуправляемое и/или управляемое пользователем отключение электропитания от одного или более компонентов системы 100. В рассматриваемом варианте реализации E-stop схема 140 является выделенной нормально замкнутой (или разомкнутой) цепью электрического тока, связывающей между собой различные выключатели аварийной остановки системы 100. Один такой выключатель 142 показан расположенным на неподвижном гентри 102. Другие выключатели могут располагаться внутри или снаружи зоны обследования, на пульте 111 оператора и в других местах. Размыкание выключателя 142 прерывает протекание электрического тока в E-stop схеме 140. При нормально замкнутой цепи электрический ток будет протекать в E-stop схеме 140, когда подается электропитание и ни один E-stop выключатель не находится в разомкнутом состоянии. Протекание тока прекращается в ответ на электрическое размыкание E-stop схемы, например, за счет приведения в действие выключателя 142.

Блок 144 обнаружения аварийной остановки (E-stop) может избирательно останавливать приведение в действие двигателя 130 горизонтального движения. Как описано более подробно ниже, в одном случае это включает в себя мониторинг E-stop схемы 140 с целью обнаружения прерывания потока электрического тока в E-stop схеме и отключение или остановку контроллера 128 горизонтального привода от приведения в действие двигателя 130 горизонтального движения, и/или устранение регенерированного двигателем тока из обмотки двигателя 130 горизонтального движения в ответ на это и, опционально, расположение стола в свободном состоянии после того, как стол остановится, и/или по истечении заданного времени.

На фиг.2 представлен неограничивающий пример блока 144 обнаружения аварийной остановки вместе с одним участком E-stop схемы 140 и системой 126 горизонтального привода. В этом примере двигатель 130 горизонтального движения является трехфазным серводвигателем переменного тока с постоянными магнитами. В других вариантах реализации могут быть использованы другие двигатели, такие как бесколлекторный двигатель постоянного тока, коллекторный двигатель постоянного тока с постоянными магнитами и/или другой двигатель. Кроме того, должно быть понятно, что описываемый ниже вариант реализации блока 144 обнаружения аварийной остановки представлен в целях пояснения и не является ограничивающим и что другие варианты реализации также подразумеваются здесь.

Блок 144 обнаружения аварийной остановки включает в себя датчик 202 электрического тока, который обнаруживает поток электрического тока в E-stop схеме и изменение при этом электрического состояния. В рассматриваемом варианте реализации датчик 202 электрического тока включает в себя датчик на эффекте Холла, который преобразует ток, протекающий по замкнутой E-stop схеме, в сигнал с высоким потенциалом (E-Stop-Ok), а отсутствие тока - в сигнал с низким потенциалом (E-Stop-Not-Ok).

Например, сигнал от датчика 202 электрического тока подается на переключатель 204, который включает контроллер 128 горизонтального привода на приведение в действие двигателя 130 горизонтального движения, когда переключатель 204 принимает как сигнал(ы) включения, так и E-Stop-Ok сигнал. Если не принят либо сигнал включения, либо E-Stop-Ok сигнал (или принят сигнал E-stop-Not-Ok), контроллер 128 горизонтального привода отключается от приведения в действие двигателя 130 горизонтального движения. В одном случае это включает в себя отключение выхода контроллера 128 горизонтального привода, так что он электрически отсоединяется от двигателя 130 горизонтального движения, например, в течение одного цикла приводного периода выборки или на время в диапазоне от половины миллисекунды (0,5 мс) до десяти миллисекунд (10 мс), от трех четвертей миллисекунды (0,75 мс) до семи миллисекунд (7 мс), от одной миллисекунды (1 мс) до четырех миллисекунд (4 мс) и/или в другом диапазоне, например, в зависимости от продолжительности приводного цикла.

Сигнал от датчика 202 электрического тока подается также на схему 206 замыкания обмотки двигателя, которая замыкает и размыкает нормально замкнутый (NC) выключатель (например, MOSFET - полевой транзистор со структурой металл-окисел-полупроводник в этом примере) 208 и размыкает и замыкает нормально разомкнутый (NO) выключатель (MOSFET) 218, чтобы выключить нормально разомкнутый выключатель 218.

Когда NC выключатель 208 замкнут, а NO выключатель 218 разомкнут, устройство с накоплением заряда, такое как конденсатор 210, заряжается от источника 216 постоянного тока или от другого источника электропитания. Как показано, конденсатор 210 может заряжаться через диод 212 и зарядный резистор 214. Однако здесь также предполагаются и другие варианты реализации. При нахождении выключателей в таких состояниях электрический ток не течет через NO выключатель 218 в переключающее устройство 220 (например, IGBT - биполярный транзистор с изолированным затвором, SSR - твердотельное реле и т.п.) мостиковой схемы, и поэтому нормально разомкнутая мостиковая схема 222 (трехфазная в рассматриваемом примере), выполненная с возможностью электрического соединения обмотки двигателя 130 горизонтального движения с резистивной нагрузкой 224 (например, резистором), не замыкается или не активизируется. Мостиковая схема 222, будучи разомкнутой, выполнена с возможностью разрешения контроллеру 128 горизонтального привода приводить в действие двигатель 130 горизонтального движения, когда переключатель 204 принимает как сигнал включения, так и E-Stop-Ok сигнал.

Когда NC выключатель 208 разомкнут, а NO выключатель 218 замкнут, устройство 210 с накоплением заряда больше не заряжается. Вместо этого заряд устройства 210 с накоплением заряда подает напряжение на NO выключатель 218, и электрический ток течет в переключающее устройство 220 мостиковой схемы, которое замыкается и позволяет мостиковой схеме 220 электрически подсоединять обмотки двигателя к резистивной нагрузке 224 (например, резистору). Как и в предыдущем случае, переключатель 204 также размыкается в ответ на E-stop-Not-Ok сигнал и контроллер 128 горизонтального привода не приводит в действие двигатель 130 горизонтального движения. Однако регенерированный ток от обмотки двигателя 130 горизонтального движения будет протекать через мостиковую схему 222 к резистивной нагрузке 224 непосредственно или же через один или более компонентов, таких как выпрямитель, чтобы отвести регенерированный электрический ток посредством рассеяния в виде тепла, что замедляет и останавливает двигатель 130 горизонтального движения. При использовании внешнего вспомогательного электромагнитного тормоза (не показан) конденсатор 210 также используется для подачи напряжения на обмотку 226 электрического тормоза для вспомогательного торможения с целью дальнейшего торможения двигателя 130 горизонтального движения. Разрядный резистор 228 облегчает разрядку зарядного конденсатора 210. Когда конденсатор 210 полностью разрядится, мостиковая схема 222 снова размыкается и внешний тормоз (если он используется) снимается, двигатель 130 переходит в свободное состояние, в котором стол может легко передвигаться уполномоченным персоналом, например, нажатием или оттягиванием стола 116.

Должно быть понятно, что сказанное выше применимо к управляемым изменениям состояния E-stop схемы 140, например, когда оператор системы физически воздействует на E-stop выключатель 142, например, нажимая, оттягивая или активируя выключатель 142, так или иначе приводя выключатель 142 в действие, и к неуправляемым аварийным остановкам, например, во время неуправляемого пропадания или отключения электропитания. При этом блок 144 обнаружения аварийной остановки обеспечивает пассивную, безопасную схему в различных ситуациях потери электропитания.

В рассматриваемом варианте реализации NC и NO выключатели 208 и 218 являются слаботочными переключающими устройствами зарядки и разрядки, а мостиковая схема 222 используется для сильных токов рекуперативного торможения двигателя. Когда уровень тока рекуперативного торможения двигателя понижается, мостиковая схема 222 может альтернативно быть слаботочным устройством, таким как MOSFET или т.п. Кроме того, когда двигатель 130 горизонтального движения является коллекторным двигателем постоянного тока с постоянным магнитами, однофазное переключающее мостиковое устройство или другой мостик можно использовать вместо трехфазного мостикового устройства 222.

Должно быть понятно, что использование выделенной E-stop схемы 140 сокращает время, затрачиваемое на отключение контроллера 128 горизонтального привода и шунтирование двигателя 130 горизонтального перемещения, по сравнению с невыделенной схемой аварийной остановки, которая обнаруживает аварийные ситуации. Кроме того, все MOSFET, SSR и IGBT устройства являются полупроводниковыми устройствами, которые могут включаться и выключаться за наносекунды или микросекунды, так что быстрота реакции рекуперативного торможения является по существу гарантированной.

В общем случае величины конденсатора 210, тормозного резистора 214, тормозной обмотки 226, зарядного резистора 214 и разрядного резистора 228 являются такими, чтобы перемещение по горизонтали останавливалось в пределах заданного расстояния (например, от 1 до 50 мм, скажем через 50 мм, 25 мм, 10 мм, 7 мм, 1 мм, и т.п.) и/или в течение заданного времени (например, от 1 до 10 мс, скажем, через 5, 4, 3, 2 или 1 мс). Ниже представлен в качестве примера подход к определению различных параметров компонентов, таких как электрические и механические параметры двигателя и тормоза в зависимости от массы пациента, скорости, дистанции торможения и/или других критериев. В одном случае может рассматриваться компромисс между пиковым уровнем замедления и динамическим торможением двигателя, которое влияет на безопасность пациента, и комфортностью стола.

В этом примере параметры определяются по уравнению 1.

УРАВНЕНИЕ 1:

,

где K_e - коэффициент противо-ЭДС двигателя Y, K_f - крутящий момент или постоянная линейно изменяющийся силы двигателя Y, R - общее сопротивление, определяемое сопротивлением двигателя и сопротивлением тормозного резистора, М - сила инерции механической системы и двигателя, - ускорение при движении и - скорость движения.

Из уравнения 1 дистанция торможения стола при чистом динамическом торможении может быть определена из уравнения 2.

УРАВНЕНИЕ 2:

,

где - дистанция торможения стола после нажатия кнопки аварийной остановки (E-stop) или отключения электропитания системы, - начальная скорость движения стола. Из уравнения 2 дистанция торможения линейно пропорциональна начальной скорости движения, пропорциональна силе инерции движения и сопротивлению схемы и обратно пропорциональна противо-ЭДС и коэффициенту крутящего момента двигателя. Начальное пиковое замедление при динамическом торможении может быть определено по уравнению 3.

УРАВНЕНИЕ 3:

,

где - величина начального пикового замедления, - начальная пиковая скорость.

Из приведенных выше уравнений следует, что более высокие начальная скорость и противо-ЭДС двигателя и постоянная крутящего момента будут создавать более высокое начальное пиковое замедление, что резко скажется на ощущении комфортности пациентом, а более высокие сила инерции и сопротивление обеспечат меньшее начальное замедление. Из приведенных выше уравнений также следует, что уровень замедления линейно уменьшается до нуля, когда скорость приближается к нулю. Если уровень начального пикового замедления при динамическом торможении слишком высок для того, чтобы достижение заданной дистанции торможения при заданной начальной скорости движения стола было комфортным для пациента, может быть использован внешний вспомогательный тормоз, чтобы сделать замедление более плавным, что приведет в результате к более плавному замедлению в течение всего процесса торможения.

Пороговая частота системы динамического торможения определяется как , а ее обратная величина, умноженная на 2π, или , представляет собой постоянную времени системы динамического торможения, которая может быть использована, чтобы помочь при выборе параметров схемы зарядки и схемы разрядки конденсатора для внешнего тормоза и замыкания обмотки двигателя.

На фиг.3 схематично представлен пример блока 136 предотвращения горизонтального столкновения в соединении с системой 126 горизонтального привода и подставкой 112. В общем случае горизонтальный привод 128 запрограммирован на приведение в действие двигателя 130 горизонтального движения с соответствующим электрическим током или крутящим моментом, чтобы достичь запланированного перемещения стола 116 при сканировании, включая сюда ускорение и замедление для преодоления силы трения приводной цепи и нагрузки, создаваемой пациентом.

Рассматриваемый блок 136 предотвращения горизонтального столкновения включает в себя датчик 302, выполненный с возможностью считывания положения двигателя. Подходящий датчик включает в себя, не ограничиваясь этим, угловой кодер, который может быть прикреплен к валу двигателя и преобразует вращательное движение вала двигателя в линейное положение стола 116. Детектор 304 горизонтального столкновения сравнивает считанное положение стола 116 с ожидаемым положением 306 стола из памяти 308 (например, локального или удаленного запоминающего устройства) и генерирует разностный сигнал, определяющий разность между ожидаемым положением 308 и считанным положением. Блок 136 предотвращения горизонтального столкновения сравнивает разностный сигнал с диапазоном 310 ошибок отслеживания горизонтального положения стола из памяти 308. Блок 136 предотвращения горизонтального столкновения, в ответ на разностный сигнал, выходящий за пределы диапазона 310, посылает сигнал управления в систему 126 горизонтального привода, которая отключает или останавливает горизонтальный привод 128 от приведения в действие двигателя 130 горизонтального движения, останавливая тем самым активное перемещение стола 116.

В одном случае диапазон 310 ошибок отслеживания горизонтального положения стола является заданной фиксированной величиной, которая не зависит от скорости движения стола. В другом случае диапазон 310 ошибок отслеживания горизонтального положения стола является переменным в том отношении, что ширина диапазона ошибок положения зависит от скорости движения стола. В этом случае переменный диапазон 310 ошибок отслеживания горизонтального положения стола может быть представлен как математическая функция или алгоритм, в котором детектор 304 горизонтального столкновения динамически вычисляет диапазон 310 ошибок отслеживания горизонтального положения стола в ответ на прием сигнала (например, от пульта оператора или от другого источника), указывающего скорость стола 116 при сканировании, которая может быть определена на основе протокола формирования изображений, выбранного для сканирования, или другим образом. В другом примере переменный диапазон 310 ошибок отслеживания горизонтального положения стола введен в просмотровую таблицу (LUT), в которой совместно рассматриваются или отображаются значения диапазона ошибок отслеживания и скорость движения стола. Ожидаемое положение 306 стола может быть определено исходя из выбранного протокола сканирования или другим образом.

Типовой сценарий, который может привести в результате к разностному сигналу, выходящему за пределы диапазона 310, происходит тогда, когда внешняя сила 312 прикладывается к столу 116 и сдерживает или замедляет движение стола. Такая ситуация может возникать, когда внешний объект, такой как участок тела человека, оборудования и т.п., встает на пути движения стола и препятствует движению. В такой ситуации этот объект прикладывает силу к движущемуся столу 116, стол 116 замедляет движение или останавливается, датчик 302 обнаруживает ошибку положения, которая накапливается с течением времени, и, когда разностный сигнал выходит за пределы диапазона 310 ошибок отслеживания, детектор 304 горизонтального столкновения посылает сигнал, который отключает или останавливает горизонтальный привод 128 от приведения в действие двигателя 130 горизонтального движения. Если никакой такой объект не преграждает путь или если объект удален с пути до того, как положение достигнет диапазона 310 ошибок положения, детектор 304 горизонтальных столкновений не будет препятствовать горизонтальному приводу 128 приводить в действие двигатель 130 горизонтального движения.

На фиг.4 схематично представлен пример блока 136 предотвращения вертикального столкновения в соединении с системой 118 вертикального привода и подставкой 112. В общем случае вертикальный привод запрограммирован на приведение в действие двигателя 122 вертикального движения, чтобы опускать и поднимать основание 114 и, следовательно, стол 116 для укладывания и выгрузки пациента.

Блок 136 предотвращения вертикального столкновения включает в себя по меньшей мере один выключатель 402, прикрепленный к столу 116 и/или основанию 114 между столом 116 и/или основанием 114 и полом, к которому прикреплена подставка 112, например, на внешних крышках подставки 112. Подходящие выключатели включают в себя нормально разомкнутые или нормально замкнутые выключатели, которые изменяют состояние или переходят в замкнутое или разомкнутое состояние в ответ на приложение внешней силы. Такое обнаружение может быть достигнуто через физический контакт, например, когда один или более выключателей включают в себя выключатели с контактной лентой или фиксирующей пружиной или через другой механизм, например, оптическим, магнитным способом и т.п.

Детектор 404 вертикальных столкновений обнаруживает, когда один или более выключателей 404 срабатывают и изменяют состояние от нормального рабочего состояния к переключенному состоянию, и генерирует и передает сигнал управления, который заставляет вертикальный привод 120 отключить или остановить приведение в действие двигателя 122 вертикального движения и, следовательно, перемещение основания 114 и стола 116 в вертикальном направлении. Детектор 404 вертикального столкновения не генерирует этот сигнал или не генерирует сигнал, который заставляет вертикальный привод 120 прекращать приведение в действие двигателя 122 вертикального движения в том случае, если выключатель остается в нормальном рабочем состоянии.

Типовой сценарий может включать в себя электронно-управляемое опускание основания 114 и, следовательно, стола 116, когда внешний объект, такой как стул или другой объект, расположен между столом и полом, и один или более выключателей 142, прикрепленных к столу 116, физически контактируют со стулом, что вызывает внешнюю противодействующую силу 406. В этом случае детектор 404 вертикального столкновения обнаруживает изменение состояния одного или более выключателей 402 и генерирует и посылает сигнал управления в вертикальный привод 120, чтобы остановить вертикальный привод, управляющий двигателем 122 вертикального движения, и, следовательно, предотвратить столкновение ст