專利名稱：醫療設備的太陽能驅動的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有儲能器的醫療設備，該儲能器用于通過太陽能供電，以及一 種方法。
背景技術：
在許多發展中國家(如非洲、印度、中國西部)特別是在農村地區通過供電網的供 電是不充足的，甚至是沒有。可能有的供電網對于需求來說常常是配備不足且對于故障的情況保險不足的，因 此在供電過程中會出現電網波動和中斷。由此通常采用利用化石燃料驅動的發電機組，以便可靠提供電流。另一個在許多所提及的地區可使用的能源是太陽能。可以利用所謂的太陽能電池將太陽能直接轉換為電能。該技術在德國也稱為光伏 技術(R)t0V0ltaik)并可回溯到上個世紀五十年代。最先的使用是在宇航領域。之后光伏 技術擴展到一系列其它應用領域，其中，近年來較受關注的領域包括移動電話部件。這種進展是通過在太陽能電池領域中的改進(例如參見EP 1160879 A2)以及能 量儲存(例如參見US 2003/0035261A1)實現的，后者還帶來在有效距離內的其它應用領 域。因此，例如在US 2006/0274890A1描述了一種便攜式的、用于牙科醫學應用的、太陽能 驅動的診斷設備。但是，恰好是在醫療領域內光伏的應用提出了目前的太陽能驅動的設備尚不能滿 足的要求。這樣的要求例如涉及安全性要求以及關于醫療領域中典型流程的要求。

發明內容
本發明要解決的技術問題是，改進醫療設備的太陽能供電的應用可能性。本發明的技術問題通過一種醫療設備和一種方法來解決。以下將結合X射線設備 描述本發明的實施方式和優點。本發明設備的優點也適合于本發明的方法，反之亦然。首先從具有儲能器的醫療設備(如放射成像設備、乳腺成像設備、計算機斷層造 影設備、(移動或固定)C型成像設備、超聲波設備、核自旋斷層造影設備，等等)開始，該儲 能器用于通過太陽能供電。按照本發明，該設備用于按照醫學工作流程或醫學工作流對儲 能器的充電狀態進行評價，以及用于輸出與該評價的結果相關的信息或與該評價相關的信 號(如控制信號)。在此，也可以既輸出信息也產生信號。該信息優選涉及醫學工作流程 的可實施性，并例如在顯示器上為操作人員可視地再現(還可以考慮聲學地輸出該信息)。 輸出的信號例如可以是控制信號。例如，由此可以釋放工作流程，即對工作流程進行封鎖， 直至能夠確保儲能器的充電狀態允許正常的運行或正常的執行。醫學工作流程例如可以涉及實施一個或多個患者檢查或患者治療。也就是說，涉 及單獨的檢查(如一次X光拍攝或在診斷過程中實施的、例如綜合為三維圖像的多次X光拍攝)。但也可以涉及組合的流程，其例如包括一個或多個診斷步驟以及一個或多個治療步 驟。在這種情況下，該醫療設備可以是包含多個醫療設備的醫療系統的一部分，所有這些設 備都使用該儲能器。這樣，檢驗的設置可以用于確保在儲能器中有足夠的能量用于所有在 工作流程中所涉及的設備的正常運行。本發明的優點在于，能夠在工作流程期間保證能量供應。防止了由于不足地存儲 的能量而必須中斷或提前結束工作流程或工作流。避免了對設備、人員及能量等資源的不 必要的消耗，防止了由于提前終止而發生不帶來任何結果并由此造成患者的不必要的輻射 負擔的輻射。在此，由于涉及工作流程的不安全性或存在的、導致不精確性的容差，而在儲能器 中提供能量儲備，在按計劃的工作流程中不低于該能量儲備。按照另一種實施方式，該設備用于通過電網連接的附加供電。這使得當有這樣的 資源可供使用時，可以動用通過電網(如電流網)提供的資源。例如，儲能器可以實施為通 過太陽能以及通過電網能量充電。該實施方式首先對于在能量供應不同的情況中(存在電 網供電并且是足夠且可靠的，或者沒有)采用的移動設備是有意義的。本發明還涉及一種用于按照醫學工作流程對儲能器的充電狀態進行評價的方法， 其中，該儲能器用于通過太陽能供電。在該方法的過程中，確定該儲能器的充電狀態。此外， 還確定根據該充電狀態能夠提供的能量。在此能量指的是與儲能器的能量相關的量，如存 儲的總能量、可供使用的功率、可以為一個時間段產生的電壓，等等。在此有意義的是將這 些量選擇成能夠使與工作流程的可實施性的關系盡可能地簡單。針對工作流程確定相應的 量或能量。然后，將用于能量的兩個值(用于儲能器中現有的能量的值和用于在工作流程 中所需的能量的值)進行比較并進行評價對于醫學工作流程是否有足夠的能量存儲在儲 能器中。最后，根據該評價的結果產生信息或信號。根據一種實施方式，在評價的結果為正面的情況下(即當儲能器中現有的能量大 于，或大于等于工作流程所需的能量時)，釋放或接通醫學工作流程。該設備可以在評價的結果為負面的情況下，改變醫學工作流程，以降低所需的能 量。該為降低所需的能量而對醫學工作流程進行的改變可以通過設備的控制裝置來建議。在作為對于負面結果的反應實施了對醫學工作流程的改變之后，可以重新(可能 的話自動地)實施評價。根據一種實施方式，在評價的結果為負面的情況下，估計一個時間段，在該時間段 之后儲能器的充電狀態允許醫學工作流程的執行。在該時間段過后可以重新實施評價。
以下結合附圖和實施例詳細解釋本發明。其中，

圖1示意性示出利用太陽能為醫療設備的供電；圖2示意性示出按照本發明使用的設備部件；圖3示出本發明方法的流程。
具體實施例方式圖1示意性示出利用太陽能為X射線管1的供電或饋電。X射線設備通常使用25到150kV范圍內的高壓。該高壓通過發生器3產生。對該發生器3的供能或供電通過儲能 器2實現。在此，對發生器3的電壓供應可以低于50V電壓。儲能器2通過通常由太陽能電 池構成的太陽能板或陽光收集器5來充電。太陽能板5通過導線6與X射線設備的電子電 路4連接。電子電路4是負責儲能器2充電的功能(如過壓保護以及可能的轉換任務)的 電路。在該系統中，太陽能板5可以與X射線設備分開位于不同的地方。例如可以考慮將 太陽能板5設置在房頂上或車頂上，在此，房屋或車輛具有接口，對于充電過程可以通過該 接口連接X射線設備。作為儲能器例如可以使用基于(鉛)電池或所謂的高容量電容器 (Superkondensatoren)、即電化學的雙層電容器的儲能器系統。對于X射線拍攝來說，部分地需要可觀的功率，如在脈沖式運行中。在此，要避免 由于能量供應的問題造成檢查的中斷。檢查的中斷不僅有徒勞地使用設備、人員等資源的 缺點，而且還有在患者身上無用地使用放射劑量的缺點(因為檢查未進行到底并由此也沒 有結果)。在此，使用本發明。按照本發明，通過將醫學工作流程或醫學工作流與儲能器的 充電狀態相關聯可以保證在檢查期間成功的能量供應。在此根據要進行的工作流程或要進 行的檢查或治療來評價充電狀態。這一點現在借助圖2來詳細描述。儲能器2與采集充 電狀態的測量部件21連接。該測量部件21為評價部件22提供關于充電狀態的信息，評 價部件22包括進行評價所需的邏輯電路。該評價部件22與X射線設備的控制裝置23連 接。在該控制裝置23中存在用于要實施的工作流程或工作流的信息，該工作流程或工作流 可以借助輸入部件(例如控制臺)M通過參數來調整或預先給定。例如，給定如下設置以 脈沖式運行的拍攝要以預先給定的電流值和電壓值來進行。這些信息提供給評價部件22。 評價部件22確定為此而需要的能量的量。基于所測量的充電狀態和所要求的能量來評價 安排的檢查是否能成功地進行到底。在此，為了保證測量的準確性以及不可預見的結果，在 檢查之后要使儲能器2中仍有剩余能量，即儲能器2總是具有可調的最小儲存能量。評價 的結果使得關于檢查可實施性的信息輸出到顯示器25上。此外，還可以向控制裝置23發 送信號，借助該信號可以釋放安排的檢查并且可能的話還可以啟動該檢查。對儲能器2的能量含量的估計或采集的一種可能的方式如下所述。在此假設使用基于高容量電容器的儲能器。儲能器2例如以固定的直流電壓 UDC(例如對于釋放拍攝最小為450V)為逆變器供電，該電壓從拍攝的開始就須始終達到。 此外，還假設用于高容量電容器或由此給出的電容量庫的線性充電電流。由線性關系Q = OU = I*t⑴電容器充電，C:電容量，U:電壓，I 電流，t:時間) 可以計算出或測得給定電容量充電到特定電壓值U的充電時間。在此，電容量值C在壽命期中是可變的(老化)。通常，電容量值C下降。這種變 化可以基于已知的充電電流和要恒定達到的電壓而得知。可以計算出或測出這種變化的范 圍(在電容量值C降低的情況下充電時間t變短)。由此可以計算出存儲能力的降低并在 評價充電狀態時加以考慮。對于原始電容量存在電壓的放電曲線，該放電曲線描述在消耗(Entzug)特定的 能量含量時與此相關的電壓降AU。隨時間降低的電容量導致放電曲線的變化。可以如上所述地確定該改變的電容量。這樣，就可以為該電容量確定相應的放電曲線。對于就能量供應所允許的拍攝的估計首先要引入以下三個量1.考慮由于在整個放電電路中的電阻氏而造成的內部電壓降；2.考慮對于拍攝所需要的電荷量(通常是以mAs給出的參數)；從中得出出現的 電壓降(作為附加的準則有意義的是，要求該參數保持電壓降與最小允許的值有一定的距 離，即要檢驗該電壓降是否大于最小允許值與該距離的和)；3.檢驗最小所需直流Udc的存在，在選定的拍攝參數(管電流和管電壓)下不允 許大幅低于該直流UDC。這可以借助存儲了 kV參數的表來實現(存在最小直流電壓UDC， 利用其也可以達到所選的kV值。這通常取決于變換器的轉換特性)。該條件獨立于消耗 (entzogenen)的電荷量。圖3更詳細地示出本發明的過程。在步驟31，在儲能器中存儲太陽能。在此，可以 是連續運行的過程。在另一步驟32，查詢或測量儲能器的充電狀態并采集可供使用的能量 &。該可供使用的能量&可以小于當前存儲在儲能器中的總能量以有一定的余量。也 就是說，出于安全的原因定義剩余能量&，該剩余能量出于安全的原因總是保留在儲能器2 中(El = E 總-Ek)。然后借助設置的檢查或輸入的拍攝數據來確定該檢查所需的能量的量Ea(步驟 33)。在步驟34，將該兩個量進行比較。如果所需的能量E^j、于等于可供使用的能 量&，則在步驟35中釋放治療或拍攝并在步驟36中進行觸發。然后，查詢的過程結束(步 驟37)。而如果可供使用的能量&太小，則輸出信號拍攝不能進行(步驟38)。在下一步 驟39中，可以對拍攝參數進行匹配或改變，使拍攝可以利用現有的能量&進行。如果采取 該選項，則在步驟40中改變拍攝數據；這例如可以利用自動產生的對于改變的建議半自動 地進行。該改變可以在步驟41中確認或簽收(quittiert)，隨后再次檢驗所需的能量EA是 否足夠。如果不應改變拍攝參數，則在步驟42中估計等待時間tw，該等待時間是儲能器的 充電狀態達到允許實施治療的程度所需的。當該等待時間結束時，即tw = 0，將重新進行評 價或比較，看是否能實施檢查(步驟43)。本發明不限于實施例所示出的情況。本發明特別是可以用于任意醫療設備。
權利要求
1.一種醫療設備(1)，具有儲能器0)，該儲能器( 用于通過太陽能供電，其特征在 于，該設備(1)用于按照醫學工作流程對所述儲能器(2)的充電狀態進行評價，以及用于輸 出與該評價的結果相關的信息或與該評價相關的信號。
2.根據權利要求1所述的設備(1)，其特征在于，所述醫學工作流程涉及實施一個或多 個患者檢查和/或患者治療。
3.根據權利要求1或2所述的設備(1)，其特征在于，該設備(1)設置用于，提供儲備 能量，在按計劃的工作流程中不低于該儲備能量。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的設備(1)，其特征在于，該設備(1)用于通過電 網連接的附加供電。
5.根據權利要求4所述的設備(1)，其特征在于，所述儲能器( 能夠通過太陽能以及 通過電網充電。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的設備(1)，其特征在于，所述對充電狀態的評價 利用該設備的放電回路的內部電壓降、所需要的用于工作流程的電荷量以及需要的最小直 流電中的至少一個參數來進行。
7.一種用于按照醫學工作流程對儲能器O)的充電狀態進行評價的方法，其中，該儲 能器( 用于通過太陽能供電，包括步驟確定該儲能器O)的充電狀態；確定根據該充電狀態能夠提供的能量；確定醫學工作流程所需的能量；將該兩種能量進行比較并評價，對于該醫學工作流程是否有足夠的能量存儲在該儲能 器⑵中；以及根據該評價的結果產生信息或信號。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，在評價的結果為正面的情況下，釋放或接 通所述醫學工作流程。
9.根據權利要求7或8所述的方法，其特征在于，在評價的結果為負面的情況下，改變 所述醫學工作流程，以降低所需的能量。
10.根據權利要求7至9中任一項所述的方法，其特征在于，通過設備的控制裝置來建 議為降低所需能量而對所述醫學工作流程所做的改變。
11.根據權利要求9或10所述的方法，其特征在于，在作為對于負面結果的反應實施了 對醫學工作流程的改變之后，根據權利要求6重新實施評價。
12.根據權利要求7至11中任一項所述的方法，其特征在于，在評價的結果為負面的情 況下，估計一個時間段，在該時間段之后所述儲能器的充電狀態允許所述醫學工作流程的 執行。
13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，在所述時間段過后根據權利要求7至 12中任一項重新實施評價。
全文摘要
本發明涉及一種醫療設備(1)，其具有儲能器(2)，該儲能器(2)用于通過太陽能供電。該設備(1)用于按照醫學工作流程對所述儲能器(2)的充電狀態進行評價，以及用于輸出與該評價的結果相關的信息或與該評價相關的信號。由此可以保障工作流程期間的能量供應。
文檔編號A61B19/00GK102125461SQ201110007378
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月14日 優先權日2010年1月15日
發明者彼得.蒂奇, 拉爾夫.希曼 申請人:西門子公司