СТОЛ ПАЦИЕНТА Российский патент 1997 года по МПК A61B6/04 

Изобретение относится к диагностическим устройствам медицины, которые предназначены, как для перемещения пациента в зону исследования, так и для получения диагностической томоргаммы с помощью магнитного томографа.

Известен стол пациента компьютерного томографа, содержащий механизм горизонтальной подачи ложа с помощью привода, механизм вертикальной подачи с помощью рычажного механизма и стопорное устройство, фиксирующее вертикальный подъем стола.

Недостатками указанного устройства являются отсутствие фиксации стола пациента с томографом и низкая точность установки стола пациента при вертикальном и горизонтальном перемещениях.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является устройство, содержащее механизм горизонтальной подачи ложа с помощью привода, механизм вертикальной подачи стола с помощью привода, механизм фиксации стола (стопорное устройство) пациента с помощью привода.

Недостатками известного устройства с томографом является низкая надежность механизма и низкая безопасность пациента, большая степень искажения томоргаммы на экране, так как по завершению подъема стола пациента идет электрический сигнал на электропривод для включения механизма фиксации стола пациента, а детали, расположенные вблизи томографа и проникающие непосредственно в томограф, отрицательно влияют на томограмму.

Целью изобретения является повышение надежности механизма и повышение безопасности пациента, а также уменьшение искажения томограммы.

Это достигается тем, что стол пациента, содержащий ложе, расположенное на раме, установленное с возможностью продольного перемещения относительно рамы с помощью механизма привода ложа, установленной с возможностью перемещения в вертикальной плоскости с помощью механизма вертикального перемещения, установленного в корпусе, качающемся относительно основания, фиксирующий штырь для стыковки с томоргафом, расположенный на торце рамы с возможностью продольного перемещения относительно рамы с помощью механизмами привода фиксирующего штыря и блок управления механизмами привода ложа и вертикального перемещения, механизм вертикального перемещения кинематически сочленен с механизмом привода фиксирующего штыря посредством поводка, ведущая часть которого выполнена в виде зубчатого колеса с пальцем на торце, установленного на втулке на валу с возможностью перемещения, ведомая часть поводка выполнена в виде диска с вырезом, установленного на валу, и подпружиненного планкой, частично перекрывающей вырез, при этом неперекрываемая часть выреза равна по величине диаметру пальца, а фиксирующий штырь снабжен жестко связанной с ним рейкой как минимум с одним неподвижным зубцом и двумя подвижными зубцами, расположенными в разных плоскостях зацепления, и реечным колесом, расположенным на валу и снабженным как минимум двумя зубчатыми, находящимися в зацеплении с неподвижным зубцом рейки, и двумя кулачками, расположенными на валу, каждый из которых взаимодействует с одним из подвижных зубов рейки; механизм вертикального перемещения выполнен в виде винтовой пары, как минимум имеющей два захода, причем, винтовые ленты винта выполнены с заборным клином; ложе и механизм привода выполнены из намагниченных материалов в виде рейки, закрепленной на ложе, и двух зубчатых колес, установленных на поворотном вертикально расположенном валу, одно из которых взаимодействует с рейкой, другое, через промежуточную пару зубчатых колес, с зубчатым колесом, расположенным на горизонтальном валу, поворотного кулачка, установленного на раме на валу и жестко соединенного с поворотным вертикально-расположенным валом, червячной передачей, соединяющей горизонтальный вал с электродвигателем, и рычага ручного отключения, взаимодействующего с поворотным кулачком посредством ползуна, установленного на раме.

Использование в устройстве механизма вертикального перемещения кинематически связанного с механизмом привода фиксирующего штыря посредством поводка зубчатого колеса и пальцем на торце контактирующего с диском, имеющим вырез, который жестко связан через вал как с реечным зубчатым колесом, снабженным как минимум двумя зубцами, находящимися в зацеплении с неподвижным зубцом рейки, так и двумя кулачками, каждый из которых взаимодействует с одним из двух подвижных зубьев рейки жестко связанной с фиксирующим штырем, причем механизм вертикального перемещения выполнен в виде винтовой пары, имеющей как минимум два захода, а винтовые ленты винта с заборным клином, а ложе и его механизм привода, а также рычаг ручного отключения выполнены из немагнитных материалов, а электродвигатель максимально удален от томографа.

на фиг. 1 представлен стол пациента; на фиг. 2 механизм вертикального перемещения III и механизм привода фиксирующего штыря IV; на фиг. 3 механизм горизонтальной подачи ложе I и механизм ручного отключения ложе 2 от механизма горизонтальной подачи ложе I; на фиг. 4 механизм сочленения рейки 16 с реечным зубчатым колесом 20 и кулачками 22 и 23.

Устройство содержит.

механизм горизонтальной подачи ложа I (см. на фиг. 3);
механизм ручного отключения ложа II от механизма горизонтальной подачи ложа 1 (см. на фиг. 3);
механизм вертикальной подачи стола (см. на фиг. 2);
механизм привода фиксирующего штыря (см. на фиг. 2);
блок управления механизмами (см. на фиг. 1), раму 1, ложе 2, корпус 3, основание 4, фиксирующий штырь 5, каркас магнитного томографа 6, винтовую пару 7, элементы винтовой пары винт 8, гайку 9, поводка 10 зубчатого колеса с пальцем на торце, втулку 11, вал 12, диск с вырезом 13, подпружиненную планку 14, с зубцом 15 (пружина не показана), рейку 16, неподвижный зуб 17, подвижные зубья 18 и 19, реечное зубчатое колесо 20, вал 21, кулачки 22 и 23, рейку 24, зубчатые колеса 25 и 26, поворотный вал 27, промежуточную парк зубчатых колес 28, зубчатое колесо 29, горизонтальный вал 30, поворотный кулачок 31, вал 32, червячную передачу 33, электродвигатели 34 и 35, рычаг ручного отклонения 36, ползун 37, редуктор 38, толкатель 39, зубчатое колесо 40, шпонку 41, шпоночный паз 42, зубчатые колеса 43, вал 44, шток 45, отсечное устройство 46, пружину 47, зуб 48 реечного зубчатого колеса 26, зуб 49 реечного колеса 20, зуб 50 кулачка 22, зуб 51 кулачка 23, фиксирующий карман 52, край 53 выреза диска 13, кулачок 54, вал 55, толкатель 56, пружина 57, О₂O₃ ось вращения вала 32.

Работает стол пациента следующим образом.

Механизм горизонтальной подачи ложа 1 и механизм привода фиксирующего штыря IV находятся в нижнем исходном положении.

Редуктор 38 (см. на фиг. 2) с помощью электродвигателя 34 (электродвигатель вращается по часовой стрелке) приводит в движение зубчатое колесо 40, которое содержит одну часть винтовой пары 7 гайку 9. Вторая часть винтовой пары 7 винт 8, один конец которого имеет шпонку 41, а другой конец винта 8 имеет толкатель 39. При вращении одной из частей винтовой пары 7 гайки 9 винт 8 будет перемещаться поступательно вдоль собственной оси, так как принадлежащая ему шпонка 41 находится в корпусе 3, что и заставляет шпонку 41 (а значит и винт 8) перемещаться вдоль оси винта 8.

Таким образом, толкатель 39, перемещаясь вверх, поднимает раму 1 с ложем 2, механизмом привода фиксирующего штыря IV и механизм горизонтальной подачи ложи 1.

Подъем рамы 1 с механизмом привода фиксирующего штыря IV, ложа 2 и механизма горизонтальной подачи ложа 1 происходит до тех пор, пока винтовая пара 7 (винт 8 и гайка 9) не расцепится, а торцы их резьбовых ниток не начнут работать совместно. Причем винт 8 займет неподвижное положение, а гайка 9 провернется на определенный угол, который необходим для входа фиксирующего штыря 5 в фиксирующее отверстие каркаса магнитного томографа 6.

Толкатель 39, поднимая механизм привода фиксирующего штыря IV, сообщает поступательное движение диску с вырезом 11, поднимая его вверх, а поводок 10 с зубчатым колесом и пальцем на торце, продолжая вращаться от двигателя 34 (III) через зубчатое колесо 40, зацепляется с краем выреза 53 диска 13 и вращает последний.

Диск с вырезом 13 передает вращение через вал 12, зубчатые колеса 43, вал 21 реечному зубчатому колесу 20 и кулачками 22 и 23, которые в свою очередь двигают горизонтальную рейку 16. Рейка 16 через шток 45 перемещает фиксирующий штырь 5, который входит за пределы механизма привода фиксирующего штыря IV и входит в фиксирующее отверстие каркаса магнитного томографа 6. При выходе фиксирующего штыря 5 на определенную величину электродвигатель 34 выключается.

Работа кулачков 22 и 23 и реечного зубчатого колеса 20 с рейкой 16 происходит следующим образом (см. на фиг. 2 и 4). Реечное зубчатое колесо 20 смещено на некоторый угол против часовой стрелки (фиг. 4), причем кулачки 22 и 23 и реечное зубчатое колесо 20 жестко сидят на валу 21, а зуб 50 кулачка 22 занимает в этот момент положение зуба 49. таким образом, когда вал 21 вращает кулачки 22 и 23 и реечное зубчатое колесо 20 по часовой стрелке (см. на фиг. 4), то зуб 50 первым входит в зацепление с зубом 18, перемещает рейку 16 влево по стрелке (фиг. 4 сплошная стрелка) и эта пара зубьев обеспечивает совпадение остальных пар зубьев по шагу таких, как 48, 49 и 51 с одной стороны и 17 и 19 с другой. Таким образом, зубья 47 и 49 входят в зацепление с зубом 17 и продолжает перемещать рейку 16 влево по стрелке (фиг. 4), а зуб 19 в этот момент пока еще утоплен в рейку 16 профилем зуба 51 кулачка 23. после перемещения зуба 51 к оси OO₁ зуб 19 займет положение около оси OO₁, а перемещение рейки 16 прекратится, зуб 19, освобождаясь от профиля кулачка 23 за счет пружины 47, поднимается над поверхностью P рейки 16.

При обратном вращении кулачков 22 и 23 и реечного зубчатого колеса 20 зуб 19 находится в исходном положении и готов принять на себя силовой контакт от зуба 51, после чего рейка 16 будет двигаться вправо до оси O^'O^" зуба 18 с осью OO₁.

Для проведения в движение ложа 2 (с пациентом) (фиг. 3) необходимо включить электродвигатель 35 по часовой стрелке, который через червячную передачу 33, горизонтальный вал 30, зубчатые колеса 29, 28 и 26, вал 27 передает вращательное движение зубчатому колесу 25. Зубчатое колесо 25 вращается против часовой стрелки и работает в паре в рейке 24 и сообщает ложу 2 горизонтальное движение (по стрелке <-- ).

При ходе ложи 2 в зону исследования каркаса магнитного томографа 6 до определенного положения электродвигатель 35 автоматически выключается и ложе 2 занимает строго неподвижное положение.

После обследования пациента включается электродвигатель 35 в направлении против часовой стрелки и механизм горизонтальной подачи ложа 1 передает вращательное движение зубчатому колесу 25 по часовой стрелке. Зубчатое колесо 25 через рейку 24 выдвигает ложе 2 (с пациентом) из томографа в первоначальное положение и электродвигатель 35 выключается.

Затем редуктор 38 (фиг. 2) с помощью электродвигателя 34 (эл.двигатель 34 вращается против часовой стрелки) приводит в движение колесо 40 (против часовой стрелки) и одну из частей винтовой пары 7, гайку 9. Вторая же часть винтовой пары 7, винт 8, находится в неподвижном положении, осуществляя при этом удержание механизма привода фиксирующего штыря IV и далее на гайку 9 сверху вниз, так как винт 8 соприкасается торцом с гайкой 9, а степень свободы вращения винта 8 ограничена шпонкой 41. В результате этого винт 8 находится в неподвижном положении, удерживания, таким образом, через толкатель 39 раму 1 с ложем 2 также в неподвижном вертикальном положении, до тех пор, пака элементы винтовой пары 7, винт 8 и гайка 9, не войдут в зацепление между собой с помощью ниток и резьбовых канавок, а винт 8 не начнет втягиваться в гайку 9.

Но пока винт 8 и гайка 9 работают своими торцами, зубчатое колесо 40 вращает поводок 8 с зубчатым колесом и пальцем на торце, который в свою очередь вращает против часовой стрелки зуб 15 (зуб 15 жестко закреплен на подпружиненной планке 14), а планка 14 в этот момент проходит по дуге горизонтальную часть фиксирующего кармана 52 и вместе с планкой 14 вращается диск с вырезом 13, вал 12, зубчатые колеса 43, вал 21, реечное зубчатое колесо 20 и кулачки 22 и 23. Кулачек 23 и реечное зубчатое колесо 20 перемещают рейку 16, шток 45 и фиксирующий штырь 5, выводя последний из фиксирующего отверстия каркаса магнитного томографа 6.

Винт 8 должен втягиваться в гайку 9 только после выхода фиксирующего штыря 5 из фиксирующего отверстия каркаса магнитного томографа 6.

Когда кулачки 22 и 23 и реечное зубчатое колесо 20 расцепляется с рейкой (т. е. фиксирующий штырь 5 войдя в габарит механизма привода фиксирующего штыря IV), подпружиненная планка 14, находясь на диске с вырезом 13, благодаря кулачку 54 этого фиксирующего кармана 52 и пружине (которая находится на планке 14) опустится вниз, т.е. зуб 15 выйдет из зацепления с поводком 10 зубчатого колеса и пальцем на торце. В результате этого прекращается передача вращательного движения диску с вырезом 13, реечному зубчатому колесу 20 с кулачком 22 и 23, т.е. происходит механическое отключение диска с вырезом 13, реечного зубчатого колеса 20, кулачков 22 и 23 от электродвигателя 34.

После расцепления подпружиненной планки 14 с зубцом 15, с поводком 10 зубчатого колеса и пальцем на торце, резьбовые канавки гайки 9 входят в зацепление в резьбовыми нитками винта 8, и винт 8 начнет перемещение по вертикали вниз, опуская за собой, как толкатель 39, так и механизм привода фиксирующего штыря IV, до их первоначального положения, после чего электродвигатель 34 отключается.

Электромагнитное поле, которое создается томографом и работает при обследовании пациента, в идеальных условиях соответствует расчетным данным, как по форме распределения линий напряженности электромагнитного поля, и по абсолютным величинам сил напряженности в каждой точке только в том случае, если нет отрицательно действующих факторов.

Как только в электромагнитное поле вносятся магнитные материалы, то электромагнитные линии напряженности этого поля примут другой вид, т.е. они будут сгущаться в магнитных материалах и ослабляются в местах, где нет магнитных материалов, т.е. первоначальная расчетная форма их нарушается, а силы напряженности такого электромагнитного поля перераспределяется согласно искаженной форме, что повлечет за собой искажения томограммы.

В рабочей зоне электромагнитного поля томограф находится ложе 2 и механизм горизонтальной подачи ложа 1 (фиг. 3). Поэтому и ложе 2 и элементы механизма горизонтальной подачи ложа 1 выполнены из немагнитных материалов.

Стол пациента имеет ложе 2, на котором находится пациент (фиг. 3).

Движение ложа 2 осуществляет механизм горизонтальной подачи ложа 1. При включении электродвигателя 35, (например по часовой стрелке) его вращение передается валу 44, червячной передаче 33, валу 30, зубчатое колесо 29, 28, 26 и 25. Вращаясь, зубчатое колесо 25 сообщает рейке 24 горизонтальное поступательное движение. Но так как рейка 24 жестко закреплена на ложе 2, то и ложа 2 получает горизонтальное поступательное движение, перемещая пациента в зону исследования каркаса магнитного томографа 6. С валом 30 также связано и отсчетное устройство 46.

При включении электродвигателя 35 против часовой стрелки зубчатое колесо 25 вращается по часовой стрелке, а ложа 2 с пациентом выходит из зоны исследования каркаса магнитного томографа 6.

С целью повышения безопасности пациента предусмотрен механизм ручного отключения ложа 2 от механизма горизонтальной подачи ложа 1 (фиг. 3).

Это отключение заключается в механическом расцеплении зубчатого колеса 25 от рейки 24 посредством поворота рычага ручного отключения 36 по часовой стрелке, который через вал 55 поворачивает толкатель 56 и перемещает ползун 37 (по стрелке).

Ползун 37, воздействуя на поворотный кулачок 31, перемещает его по углу (см. по стрелке). А так как поворотный кулачок 31 жестко связан с поворотным валом 27, несущим зубчатое колесо 25, то и они тоже переместятся на некоторый угол (по стрелке), а зубчатое колесо 25 расцепится с рейкой 24, натянув при этом пружину 57.

После этого ложе 2 с пациентом можно выкатить из каркаса магнитного томографа 6 вручную. Для этого, чтобы вновь соединить зубчатое колесо 25 с рейкой 24, надо с помощью рычага ручного отключения 36 вернуть в прежнее положение вал 55, толкатель 56, ползун 37. Тогда пружина 57, сжимаясь, возвратит поворотный вал 27, зубчатое колесо 25 в прежнее положение и обеспечивает механическое зацепление зубчатого колеса 25 с рейкой 24.

Описанное выше устройство можно использовать для транспортирования в зону исследования различных материалов и устройств.

Использование: в медицинской технике для установки диагноза пациента в процессе исследования. Сущность изобретения: стол пациента, содержащий ложе, расположенное на раме, установленное с возможностью продольного перемещения относительно рамы с помощью механизма привода ложа, установленной с возможностью перемещения в вертикальной плоскости с помощью механизма вертикального перемещения, установленного в корпусе, качающемся относительно основания, фиксирующий штырь для стыковки с томографом, расположенный на торце рамы с возможностью продольного перемещения относительно рамы с помощью механизма привода фиксирующего штыря и блок управления механизмами привода ложа и вертикального перемещения, механизм вертикального перемещения кинематически сочленен с механизмом привода фиксирующего штыря посредством поводка, ведущая часть которого выполнена в виде зубчатого колеса с пальцем на торце, установленного на втулке на валу с возможностью перемещения, ведомая часть поводка выполнена в виде диска с вырезом, установленного на валу, и подпружиненного планкой, частично перекрывающей вырез, при этом неперекрываемая часть выреза равна по величине диаметра пальца, а фиксирующий штырь снабжен жестко связанной с ним рейкой как минимум с одним неподвижным зубцом и двумя подвижными зубцами, расположенными в разным плоскостях зацепления, и реечным зубчатым колесом, расположенным на валу и снабженным как минимум двумя зубцами, находящимися в зацеплении с неподвижным зубцом рейки, и двумя кулачками, расположенными на валу, каждый из которых взаимодействует с одним из подвижных зубцов рейки, а механизм вертикального перемещения выполнен в виде винтовой пары, как минимум имеющей два захода, причем, винтовые ленты винта выполнены с заборным клином, а ложа и механизм привода выполнены из немагнитных материалов в виде рейки, закрепленной на ложе, и двух зубчатых полос, установленных на поворотном вертикально-расположенном валу, одно из которых взаимодействует с рейкой, другое, через промежуточную пару зубчатых колес, с зубчатым колесом, расположенным на горизонтальном валу, поворотного кулачка, установленного на раме на валу и жестко соединенного с поворотным вертикально-расположенным валом, червячной передачи, соединяющей горизонтальный вал с электродвигателем, и рычага ручного отключения, взаимодействующего с поворотным кулачком посредством ползуна, установленного на раме. Технический результат повышение удобства обслуживания, уменьшение искажений томограмм. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. Стол пациента, содержащий ложе, расположенное на раме, установленное с возможностью продольного перемещения относительно рамы с помощью механизма привода ложа, установленной с возможностью перемещения в вертикальной плоскости с помощью механизма вертикального перемещения, установленного в корпусе, качающемся относительно основания, фиксирующий штырь для стыковки с томографом, расположенный на торце рамы с возможностью продольного перемещения относительно рамы с помощью механизма привода фиксирующего штыря, и блок управления механизмами привода ложа и вертикального перемещения, отличающийся тем, что механизм вертикального перемещения кинематически сочленен с механизмом привода фиксирующего штыря посредством поводка, ведущая часть которого выполнена в виде зубчатого колеса с пальцем на торце, установленного на втулке на валу с возможностью перемещения, ведомая часть поводка выполнена в виде диска с вырезом, установленного на валу и подпружиненного планкой, частично перекрывающей вырез, при этом неперекрываемая часть выреза равна по величине диаметру пальца, а фиксирующий штырь снабжен жестко связанной с ним рейкой как минимум с одним неподвижным зубом и двумя подвижными зубами, расположенными в разных плоскостях зацепления, и реечным зубчатым колесом, расположенным на валу и снабженным как минимум двумя зубами, находящимися в зацеплении с неподвижным зубом рейки, и двумя кулачками, расположенными на валу с возможностью взаимодействия каждого из них с одним из подвижных зубов рейки. 2. Стол по п.1, отличающийся тем, что механизм вертикального перемещения выполнен в виде винтовой пары, как минимум имеющей два захода, причем винтовые ленты винта выполнены с заборным клином. 3. Стол по п.1, отличающийся тем, что ложе и механизм привода выполнены из немагнитных материалов в виде рейки, закрепленной на ложе, и двух зубчатых колес, установленных на поворотном вертикально расположенном валу, одно из которых взаимодействует с рейкой, другое через промежуточную пару зубчатых колес с зубчатым колесом, расположенным на горизонтальном валу, поворотного кулачка, установленного на раме на валу и жестко соединенного с поворотным вертикально расположенным валом червячной передачи, соединяющей горизонтальный вал с электродвигателем, и рычага ручного отключения, взаимодействующего с поворотным кулачком посредством ползуна, установленного на раме.