具体实施方式

某些实施方案可见于用于使用单个驱动器促进患者床在水平方向和竖直方向上移动的方法和系统中。

当结合附图阅读时，将更好地理解前述发明内容以及某些实施方案的以下具体实施方式。就附图示出各种实施方案的功能框的图的范围而言，该功能框不一定表示机械零件和/或硬件电路之间的划分。电气和/或机械零件(诸如提供用于水平和/或竖直移动患者床的动力的驱动器)可以是例如电动马达驱动机械装置、流体泵驱动机械装置等。流体泵可使用液压流体或气体。

另外，功能块中的一者或多者(例如，处理器或存储器)可以在单件硬件(例如，通用信号处理器或随机存取存储器块、硬盘等)或多件硬件中实现。类似地，程序可以是独立程序，可以作为子例程包含在操作系统中，可以是安装的软件包中的功能等。

应当理解，各种实施方案不限于附图中所示的布置和工具。还应当理解，可以组合实施方案，或者可以利用其他实施方案，并且可以在不脱离各种实施方案的范围的情况下做出结构的、逻辑的和电气的改变。因此，以下详述不应视为限制性意义，并且本公开的范围由所附权利要求书及其等同物限定。

如本文所用，以单数形式列举并且以单词“一”或“一个”开头的元件或步骤应当被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确说明此类排除。此外，对“示例性实施方案”、“各种实施方案”、“某些实施方案”、“代表性的实施方案”等的引用不旨在被解释为排除存在也结合了叙述的特征的附加实施方案。此外，除非明确地相反说明，否则“包含”、“包括”或“具有”具有特定性质的一个元件或多个元件的实施方案可以包括不具有该性质的附加元件。

同样如本文所用，术语“成像仪”广义地指CAT扫描仪、MRI扫描仪、以及能够扫描患者的至少一部分的任何其他医疗成像仪。

此外，如本文所用，术语处理器或处理单元是指可执行各种实施方案需要的所需计算的任何类型的处理单元，诸如单核或多核：CPU、加速处理单元(APU)、图形板、DSP、FPGA、ASIC或它们的组合。

图1为根据各种实施方案的可操作为使用双轴移动系统移动患者床的患者床定位系统的框图。参见图1，示出了患者床定位系统100，其包括患者床(或平台)102、工作台基座104、控制模块120、线性轨道106a和106b以及剪刀臂108。患者床定位系统100还可包括马达122、蜗轮126、常开离合器128、常闭离合器130、驱动轴132、滚珠螺杆134、滚珠螺杆136和常开制动器138。

剪刀臂108可具有在线性轨道106a上的具有线性轴承103a的可旋转联接件处可旋转地联接到床102的第一上端，以及可旋转地联接到床102的固定联接点103b的第二上端。剪刀臂108还可具有在具有线性轴承103c的可旋转联接件处可旋转地联接到线性轨道106b的第一下端，以及在具有线性轴承103d的可旋转联接件处可旋转地联接到线性轨道106b的第二下端。具有线性轴承103c和103d的可旋转联接件具有相应的滚珠螺母103e和103f。当剪刀臂108切入或切出时，具有线性轴承103a、103c和/或103d的可旋转联接件可沿相应的线性轨道106a和106b滑动。因此，患者床102可水平地或竖直地移动。相对于图2和图3更详细底解释这一点。

虽然本公开的实施方案将剪刀臂108描述为联接到具有线性轴承103a、103c和103d的可旋转联接件，但是本公开的各种实施方案可使用允许线性运动的一个或多个其他可旋转联接件。

用于移动患者床102的动力由马达122提供，并且动力经由蜗轮126和驱动轴132传输到滚珠螺杆134和136。出于本公开的目的，蜗轮126和驱动轴132可被称为传动装置。

常开离合器128用于将动力传输到滚珠螺杆134，并且常闭离合器130用于将动力传输到滚珠螺杆136。处于其正常状态的常开离合器128不将动力从驱动轴132传输到滚珠螺杆134。其需要被启动以闭合(接合)，使得其可将动力从驱动轴132传输到滚珠螺杆134。处于其正常状态的常闭离合器130被配置成将动力从滚珠螺杆134传输到滚珠螺杆136。其需要被停用以打开(脱离)，使得其不将动力从滚珠螺杆134传输到滚珠螺杆136。

应当指出的是，本发明的实施方案使动力从马达122传输到蜗轮126再到常开离合器128，该常开离合器128被启动以将动力传输到滚珠螺杆134到常闭离合器130再到滚珠螺杆136。

当常开离合器128闭合时，滚珠螺杆134将根据马达122的旋转而转动。因此，这将迫使具有线性轴承103c的可旋转联接件在线性轨道106b上水平移动。

当常闭离合器130闭合时，滚珠螺杆136将沿滚珠螺杆134转动的方向转动。这将迫使具有线性轴承103d的可旋转联接件在线性轨道106b上水平移动。

处于正常位置的常开制动器138不在滚珠螺杆136上施加制动力以防止其转动。因此，常开制动器138需要被启动到闭合位置以施加制动力，从而将滚珠螺杆136保持在固定位置，以根据需要为患者床定位系统100提供稳定性。制动器138可以是例如在本公开时使用的电磁制动器或机械制动器，以及将来将公开的任何其他类型的制动器。

控制模块120可被配置成控制马达122以转动滚珠螺杆134和136。控制模块120可使用来自例如传感器124的位置反馈。传感器124可为例如位置编码器124，其中线材125a可联接到锚定件125。在一些实施方案中，位置编码器124可为例如绝对编码器。通过确定已放出或卷绕的线材的长度，位置编码器124可向控制模块120提供关于具有线性轴承103c的可旋转联接件的位置的信息。反馈也可由例如允许测量距离的其他传感器提供。

控制模块120还可被配置成经由有线线路121上发送的命令来控制常开离合器128、常闭离合器130和常开制动器138。

在本公开的各种实施方案中，从控制模块120到马达122、位置编码器124、离合器128、离合器130和制动器138中的任一个的通信也可使用各种无线技术中的任一种无线地执行，诸如例如蓝牙通信、WiFi、ZigBee、专有协议等。控制模块120可包括一个或多个处理器、存储器以及可由一个或多个处理器执行的代码以执行各种功能。控制模块120还可包括硬件电路，诸如胶合逻辑、状态机、逻辑电路等。

由于针对患者床定位系统100所述的各种装置为本领域的普通技术人员所熟知，因此将不进一步详细描述这些装置。然而，这并不排除将在将来开发的可用于执行如本公开所述的类似功能的装置的使用。

图2为根据各种实施方案的用于在竖直方向上移动患者床的图1的示例性系统的图示。参见图2，示出了图1的患者床定位系统100，该系统被配置成在竖直方向上移动床102。控制模块120可控制常开制动器138关闭，以便向滚珠螺杆136提供制动力以防止其转动。控制模块120可控制常闭离合器128打开，使得滚珠螺杆136不接收由马达122产生的任何动力。控制模块120可控制常开离合器128关闭，以允许动力从马达122传输到滚珠螺杆134。

因此，剪刀臂108的右上端不能移动，因为其固定地联接到固定联接点103b，并且剪刀臂108的右下端不能移动，因为滚珠螺杆136具有由常开制动器138施加到其上的制动力。因此，当滚珠螺杆134转动时，剪刀臂108的左下端被迫水平移动。由于剪刀臂108的右上端和左下端不能移动，因此剪刀臂108移动以升高或降低患者床102。

图3为根据各种实施方案的用于在水平方向上移动患者床的图1的示例性系统的图示。参见图3，示出了图1的患者床定位系统100，该系统被配置成在水平方向上移动床102。控制模块120可控制常开制动器138打开以允许滚珠螺杆136转动。控制模块120可控制常闭离合器130保持闭合，使得滚珠螺杆136与滚珠螺杆134一起转动。控制模块120可控制常开离合器128关闭，以允许动力从马达122传输到滚珠螺杆134。

因此，由于剪刀臂108的右下端与剪刀臂108的左下端一起移动，所以剪刀臂108保持其所在的形状(剪刀不能进一步打开或进一步闭合)。相反，剪刀臂108整体上被迫在线性导轨106b上水平移动。因此，患者床102也将与剪刀臂108一起水平移动。

图4为根据各种实施方案的用于将患者床置于待机模式的图1的示例性系统的图示。参见图4，图1的患者床定位系统100处于待机或默认构型。这可以是例如当患者床定位系统100断电时。因此，常开离合器128处于将滚珠螺杆134与马达122隔离的打开位置。常闭离合器130处于闭合位置，以允许滚珠螺杆136与滚珠螺杆134一起旋转。如果存在用于转动滚珠螺杆136的力，则常开制动器138处于打开位置以允许滚珠螺杆136转动。

因此，滚珠螺杆134和136可在没有强阻力的情况下旋转，因为滚珠螺杆134未联接到马达122，并且滚珠螺杆136不具有施加到其上的制动力。因此，如果患者在床102上，并且床102在断电时定位在成像仪中，则操作者可将床102拉出成像仪。

图5A为根据各种实施方案的用于将患者床保持在锁定位置的图1的示例性系统的图示。患者床定位系统100还可被配置成防止其由于外部扰动而移动。在这种情况下，离合器128和130可被设置到闭合位置以将马达122联接到滚珠螺杆134和136，并且制动器138可被配置成将制动力施加到滚珠螺杆136。

图5B为根据各种实施方案的用于将患者床保持在锁定位置的另一方法的图1的示例性系统的图示。患者床定位系统100也可以另一种方式配置，以防止其由于外部扰动而移动。在这种情况下，常开离合器128保持打开，并且常闭离合器130保持闭合以联接滚珠螺杆134和136，并且制动器138可被配置成将制动力施加到滚珠螺杆136。

图6为根据各种实施方案的包括用于移动患者床的系统的成像系统的框图。参见图6，示出了成像系统600，其包括可类似于患者床定位系统100的患者床定位系统610、成像硬件620、处理器模块630、用户输入装置640、显示系统650以及档案/存储器660。

如上文相对于患者床定位系统100所述，患者床定位系统610可沿竖直和/或水平方向移动，以将患者床移动到成像硬件620，使得成像硬件620可拍摄患者的图像。成像硬件620可以是例如CAT扫描仪、MRI扫描仪、PET扫描仪等，其中患者所在的床可需要移动到有利于图像扫描的位置。

患者床定位系统610的移动可由例如处理器模块630控制。在这方面，处理器模块630可类似于上述控制模块120。处理器模块630可包括一个或多个处理器、中央处理单元、微处理器、微控制器等。例如，处理器模块630可为集成部件，或者可分布在各种位置上。在示例性实施方案中，处理器模块630可能够从用户输入装置640和/或档案/存储器660接收输入信息，生成可由显示系统650显示的输出，并且响应于来自用户输入装置640的输入信息来操纵输出等。处理器模块630可能够执行例如根据各种实施方案的本文所讨论的一种或多种方法和/或一个或多个指令集的任一者。

因此，处理器模块630可包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，该逻辑、电路、接口和/或代码可操作以处理图像数据，从而生成用于在显示系统650上呈现的图像。本公开的各种实施方案可允许处理器模块630包括易失性和/或非易失性存储器。

处理器模块630可操作为根据所采集的图像扫描数据上的多个可选择成像模态来执行一个或多个处理操作。在示例性实施方案中，处理器模块630可操作以执行显示处理和/或控制处理等。

所采集的图像扫描数据可以在图像扫描数据被接收时在图像扫描会话期间实时处理，并且/或者图像扫描数据可以存储在档案/存储器660中以在稍后的时间进行处理。在各种实施方案中，处理的图像数据可呈现在显示系统650处并且/或者可存储在档案660/存储器处。档案/存储器138可包括本地档案、图片归档和通信系统(PACS)，或用于存储图像和相关信息的任何合适的装置。

档案/存储器660可以是与成像系统100集成和/或可通信地联接(例如，通过网络)到成像系统100的一个或多个计算机可读存储器，诸如图像归档和通信系统(PACS)、服务器、硬盘、软盘、CD、CD-ROM、DVD、紧凑存储器、闪存存储器、随机存取存储器、只读存储器、可电擦除和可编程只读存储器，和/或任何合适的存储器。档案/存储器660可包括例如由处理器模块630访问和/或与处理器模块630结合的数据库、库、信息集或其他存储装置。例如，档案/存储器660可能够暂时或永久地存储数据。档案/存储器660可能够存储医疗图像数据、由处理器模块630生成的数据和/或处理器模块630可读取的指令等。在各种实施方案中，档案/存储器660存储例如图像数据、标记图像、识别指令、分割指令、标记指令和跟踪指令等。档案/存储器660还可包括例如易失性存储器，诸如动态随机存取存储器(DRAM)和/或静态随机存取存储器(SRAM)。

用户输入装置640可用于输入患者数据、扫描参数、设置、选择协议和/或模板等。在示例性实施方案中，用户输入装置640可操作为配置、管理和/或控制成像系统100中的一个或多个部件和/或模块的操作。就这一点而言，用户输入装置640可操作以配置、管理和/或控制患者床定位系统610、成像硬件620、处理器模块630、用户输入装置640、显示系统650和/或档案/存储器660的操作。

用户输入装置640可包括例如一个或多个按钮、一个或多个旋转编码器、触摸屏、运动跟踪、语音识别、鼠标装置、键盘、相机和/或能够接收用户指令的任何其他装置。在某些实施方案中，例如，用户输入装置640中的一个或多个可以集成到其他部件(诸如显示系统650)中。例如，用户输入装置640可包括触摸屏显示器。又如，用户输入装置640可包括附接到患者床定位系统610和/或与患者床定位系统610集成在一起的加速度计、陀螺仪和/或磁力仪，以提供(例如)位置信息和/或移动信息。

显示系统650可以是能够将视觉信息传达给用户的任何装置。例如，显示系统650可包括液晶显示器、发光二极管显示器、和/或任何合适的一种或多种显示器。显示系统650可能够操作以呈现图像和/或任何合适的信息。例如，在显示系统650处呈现的图像可包括标记、跟踪标识符或任何合适的信息。

成像系统600的部件可使用各种技术在上文针对患者床定位系统100所述的机械系统、硬件、软件、固件等中实现。成像系统100的各种部件可以通信地连接。成像系统100的部件可单独实现和/或以各种形式集成。例如，显示系统650和用户输入装置640可集成为触摸屏显示器。

图7为根据各种实施方案的使用图1的示例性系统拍摄患者图像的流程图。参考图7，示出了具有框702至720的流程图700。在框702中，患者正在床102上，并且患者床定位系统100被配置成使床102升高。患者床定位系统100如上文图2相对于所述进行配置。在框704中，可通过转动马达122来升高床102，直到床102达到预定的所需高度。高度可存储在例如与处理器模块630和/或档案/存储器660相关联的存储器中。另选地，高度可由操作者经由用户输入装置640输入。

在框706中，患者床定位系统100被配置成将床102水平移动到适当位置，以允许患者被成像硬件620扫描。该构型可如上文相对于图3所述进行设置。在框708中，可通过转动马达122来水平地移动床102。基于来自位置编码器124的反馈，接通马达122以使床102移动适当的距离。可基于例如存储在与处理器模块630和/或档案/存储器660相关联的存储器中的距离来确定该适当距离。另选地，该距离可由操作者经由用户输入装置640输入。

在框710中，可通过如相对于图5A或图5B所述配置患者床定位系统100来将床102固定在适当位置。在框712中，处理器模块630可以控制成像硬件620以获得患者的所需图像。在成像完成之后，床102可恢复到其初始位置以允许患者离开床。

因此，在框714中，患者床定位系统100可被配置成水平移动床。如果未执行框710来固定床，则可不执行框714，因为患者床定位系统100仍处于水平移动床102的构型。在框716中，可适当地接通马达122以将床102移动到其中可降低床102的位置。

在框718中，患者床定位系统100被配置成降低床102，并且在框720中，接通马达122以降低床102。

本公开的各种实施方案可根据需要在各个框处自动配置患者床定位系统100。本公开的各种实施方案可提供操作者的超控以进一步升高/降低床102和/或水平移动床102。操作者的输入可经由例如用户输入装置640。

因此，虽然双轴移动系统被描述为用于在医疗扫描系统中移动患者床，但双轴移动系统可用于需要物体沿两个轴线移动的任何其他目的。双轴移动系统也可用作例如需要沿三个轴线运动的系统的一部分。

如图1至图5B所示，剪刀臂108示出了从患者床定位系统100的一侧观看的侧视图。一些实施方案可使用其他结构来使患者床定位系统100保持稳定。例如，在线性导轨106a和/或106b上可存在横杆以向患者床定位系统100提供侧向稳定性。

一些实施方案可具有例如当要移动的负载较重时彼此平行的两个剪刀臂108。在一些实施方案中，平行剪刀臂108的左下端可联接在一起，并且平行剪刀臂108的右下端可联接在一起。因此，仍然仅需要两个滚珠螺杆134和136、两个离合器128和130、单个制动器138、单个马达122、单个蜗轮126、单个驱动轴132等。

在一些实施方案中，两个剪刀臂108中的第二剪刀臂可不联接到驱动系统，而是仅存在以赋予患者床定位系统100稳定性。一般来讲，驱动系统可指动力源(例如，马达122)和将动力从动力源(蜗轮126、驱动轴132、滚珠螺杆134和136)传输到剪刀臂108的零件。

然而，本公开的各种实施方案可具有完全平行的零件组。一些实施方案可使两个剪刀臂108在顶部或底部朝向彼此倾斜。可以看出，存在用于使用单个驱动器以允许双轴运动的许多变型。使用单个驱动器(马达)可省钱，因为不需要第二驱动系统的零件。一般来讲，驱动系统可指动力源(例如，马达122)和将动力从动力源(蜗轮126、驱动轴132、滚珠螺杆134和136以及离合器128和130)传输到剪刀臂108的零件。

另外，虽然针对一些实施方案描述了反馈系统，但本公开的其他实施方案可使用马达122的开环控制。因此，可不需要传感器124、锚定件125和线材125a。

因此，可以看出，本公开提供了一种包括驱动系统的系统，该驱动系统包括单个马达、被配置成经由第一离合器将动力从单个马达传输到第一滚珠螺杆的传动装置、以及被配置成将动力从第一滚珠螺杆传输到第二滚珠螺杆的第二离合器。该系统还包括制动器，该制动器被配置成将制动力施加到驱动系统的至少一部分。将制动力施加到第二离合器。该系统还可包括控制模块，该控制模块被配置成控制单个马达、第一离合器、第二离合器和制动器中的一者或多者的操作，其中控制模块被配置成在第一构型中在水平方向上移动剪刀臂，并且在第二构型中调节剪刀臂的竖直高度。第一离合器可为例如常开离合器，并且第二离合器可为常闭离合器。

在第一构型中，第一离合器被配置成将传动装置接合到第一滚珠螺杆，第二离合器被配置成将第一滚珠螺杆接合到第二滚珠螺杆，并且制动器被配置成不向传动装置的至少一部分施加制动力。

在第二构型中，第一离合器被配置成将传动装置接合到第一滚珠螺杆，第二离合器被配置成不将第一滚珠螺杆接合到第二滚珠螺杆，并且制动器被配置成将制动力施加到传动装置的至少一部分，例如第二滚珠螺杆。制动器可以是例如电磁制动器。

剪刀臂包括第一顶端和第二顶端以及第一底端和第二底端。第一底端可以可旋转地联接到第一线性轴承，并且第二底端可以可旋转地联接到第二线性轴承。第一线性轴承和第二线性轴承可联接到线性轨道。系统可包括传感器，该传感器被配置成提供关于剪刀臂的一部分的位置的反馈信息。

本公开还可提供一种用于沿两个轴线调节装置的位置的方法，该方法包括由控制模块将驱动系统配置为第一构型，在驱动系统的第一构型中，由单个马达提供动力以沿水平轴线移动装置上的负载，由控制模块将驱动系统配置成第二构型，并且由单个马达在驱动系统的第二构型中提供动力以沿竖直轴线移动装置上的负载。

第一构型可包括配置驱动系统以使第一滚珠螺杆从单个马达接收动力，配置驱动系统以使第二滚珠螺杆从第一滚珠螺杆接收动力，以及控制制动器以不向第二滚珠螺杆施加制动力。

第二构型包括配置驱动系统以使第一滚珠螺杆从单个马达接收动力，配置驱动系统以使第二滚珠螺杆不从第一滚珠螺杆接收动力，以及控制制动器以向第二滚珠螺杆施加制动力。制动器可以是电磁制动器。该方法还可包括使用装置的位置反馈来控制装置上的负载沿水平轴线的移动。

本公开还可提供用于沿医疗成像装置的两个轴线调节床的位置的系统，该系统包括单个马达，被配置成经由第一离合器将动力从单个马达传输到第一滚珠螺杆的传动装置，被配置成将动力从第一滚珠螺杆传输到第二滚珠螺杆的第二离合器，被配置成向第二滚珠螺杆施加制动力的制动器，被配置成通过第一滚珠螺杆和第二滚珠螺杆中的一者或两者的旋转而移动的剪刀臂，联接到剪刀臂的顶端的床，以及被配置成控制单个马达、第一离合器、第二离合器和制动器的操作的控制模块。

控制模块可被配置成将系统设置为第一构型或第二构型。在第一构型中，单个马达被配置成在水平方向上移动床，并且在第二构型中，单个马达被配置成在竖直方向上移动床。

更具体地，在第一构型中，第一离合器被配置成将传动装置接合到第一滚珠螺杆，第二离合器被配置成将第一滚珠螺杆接合到第二滚珠螺杆，并且制动器被配置成不向第二滚珠螺杆施加制动力。

并且在第二构型中，第一离合器被配置成将传动装置接合到第一滚珠螺杆，第二离合器被配置成不将第一滚珠螺杆接合到第二滚珠螺杆，并且制动器被配置成将制动力施加到第二滚珠螺杆。

第一离合器为常脱离离合器，第二离合器为常接合离合器，并且制动器为在打开状态下不向第二滚珠螺杆施加制动力的常开制动器。

如本文所用，术语“电路”是指物理电子部件(即，硬件)以及可配置硬件、由硬件执行和/或以其他方式与硬件相关联的任何软件和/或固件(“代码”)。例如，如本文所用，当执行一条或多条第一代码时，特定处理器和存储器可包括第一“电路”，并且在执行一条或多条第二代码时，特定处理器和存储器可包括第二“电路”。如本文所用，“和/或”表示列表中的由“和/或”连结的项中的任一个或多个项。作为一个示例，“x和/或y”表示三元素集{(x),(y),(x,y)}中的任何元素。作为另一个示例，“x、y和/或z”表示七元素集{(x),(y),(z),(x,y),(x,z),(y,z),(x,y,z)}中的任何元素。如本文所用，术语“示例性”表示用作非限制性示例、实例或例证。如本文所用，术语“例如(e.g.)”和“例如(for example)”引出一个或多个非限制性示例、实例或例证的列表。如本文所用，电路“可操作为”和/或“被配置为”每当该电路包括执行功能的必需硬件和代码(如果需要的话)时就执行该功能，不管是否通过某些用户可配置的设置禁用或不启用该功能的执行。

其他实施方案可提供计算机可读装置和/或非暂态计算机可读介质，和/或机器可读装置和/或非暂态机器可读介质，该计算机可读装置和/或非暂态计算机可读介质和/或该机器可读装置和/或非暂态机器可读介质上存储有机器代码和/或具有可由机器和/或计算机执行的至少一个代码段的计算机程序，从而使机器和/或计算机执行如本文所述的用于有助于超声操作者与被配置成识别和跟踪超声图像中的生物和/或人工结构的人工智能分割模块的交互作用的步骤。

因此，本公开可在硬件、软件或硬件和软件的组合中实现。本公开可能以集中方式在至少一个计算机系统中实现，或以分布式方式实现，其中不同的元件分布在若干互连的计算机系统上。适于执行本文所述的方法的任何种类的计算机系统或其他设备都是合适的。

各种实施方案也可嵌入计算机程序产品中，该计算机程序产品包括能够实现本文所述的方法的所有特征，并且当加载到计算机系统中时能够执行这些方法。本文中的计算机程序是指以任何语言、代码或符号表示的一组指令的任何表达，这些指令旨在使具有信息处理能力的系统直接执行特定功能或在以下两项或其中一项之后执行特定功能：a)转换为另一种语言、代码或符号；b)以不同的物质形式进行复制。

虽然已经参考某些实施方案来描述了本公开，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行各种改变并可以替换等同物。另外，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应于本公开的教导。因此，本公开不旨在限于所公开的特定实施方案，而是本公开将包括落入所附权利要求书的范围内的所有实施方案。