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Die
Erfindung betrifft eine Lagerungsvorrichtung für ein medizinisches Untersuchungs-
und Therapiegerät
und ein Magnetresonanzgerät
mit einer derartigen Lagerungsvorrichtung.
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Bei
einem Bild gebenden medizinischen Diagnosegerät, beispielsweise einem Magnetresonanzgerät, dient
eine verfahrbare Lagerungsvorrichtung des Geräts für ein Untersuchungsobjekt,
beispielsweise für
einen Patienten, dazu, den Patienten darauf zu lagern und ihn in
ein Abbildungsvolumen des Geräts
einzubringen. Dabei sind komfortable Ausführungsformen der Lagerungsvorrichtung
höhenverstellbar
ausgebildet, die dem Patienten ein Aufsteigen auf die Lagerungsvorrichtung
in niedriger Höhe ermöglichen,
was insbesondere bei einer Umlagerung des Patienten aus einem Rollstuhl
von Vorteil ist. Nach dem Aufsteigen und Lagern des Patienten wird
die Lagerungsvorrichtung motorisch in eine vertikale Endposition
angehoben, aus der dann ein Liegenbrett der Lagerungsvorrichtung,
auf dem der Patient liegt, durch eine horizontale Bewegung in das Gerät hinein
verfahren wird. Dabei gleitet in einer Ausführungsform das Liegenbrett
in einem Führungsrahmen
der Lagerungsvorrichtung und stützt sich
auf eine im Untersuchungsraum des Geräts angebrachte Führungsvorrichtung,
beispielsweise auf Schienen einer Innenverkleidung des Magnetresonanzgeräts ab. Der
Vorschub der horizontalen Bewegung geschieht dabei über einen
Antrieb, der innerhalb des Führungsrahmens
direkt auf das Liegenbrett wirkt. Dabei lässt sich das Liegenbrett bei
vorausgehend beschriebener Anordnung so weit aus dem Führungsrahmen
herausfahren, wie ein sicherer Kraftschluss der Antriebseinheit
mit dem Liegenbrett gewährleistet
werden kann.
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Unter
der Voraussetzung, dass das Liegenbrett über eine hinreichend große Eigenstabilität verfügt, kann
das Liegenbrett an einer Öffnung
des Untersuchungsraums, die derjenigen, von der aus das Liegenbrett
eingefahren wird, gegenüberliegt,
so weit austreten, dass ein Kippmoment des Lagerungsbretts im Führungsrahmen
noch sicher abgefangen wird.
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Bisher
stellt eine Auslegung eines im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Magnetresonanzgeräts hinsichtlich
seiner Längsausdehnung
und einer abbildbaren Länge
eines einmal auf der Lagerungsvorrichtung gelagerten Patienten einen
Kompromiss zwischen einer möglichst
guten Zugänglichkeit
zum Untersuchungsraum, einer möglichst
geringen Längsausdehnung
des Geräts,
einem möglichst
großen
Abbildungsvolumen und den damit einhergehenden Kosten dar. Typischerweise
haben vorgenannte Geräte
Längen
bis zu 1,6 m bei einem Durchmesser eines kugelförmigen Abbildungsvolumens von
etwa 0,4 m. Soll unter diesen Voraussetzungen ein einmal auf der
Lagerungsvorrichtung gelagerter Patient mit seiner vollen Länge von
etwa 2 m abgebildet werden, resultiert eine Mindestlänge des
Liegenbretts von 2,7 m, wobei angenommen ist, dass ein Ende des
Liegenbretts noch 0,1 m im Führungsrahmen
der Lagerungsvorrichtung verbleiben muss.
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Dahingegen
liegt die durch die Anatomie des Patienten bedingte Länge des
Liegenbretts lediglich in einem Bereich von etwa 2,2 m. Bei Einsatz
eines 2,7 m langen Liegenbretts gegenüber einem Liegenbrett mit 2,2
m Länge
ergibt sich ein vergrößerter Aufstellungsraum
für das
Magnetresonanzgerät,
der bauseitig vorzuhalten ist und insbesondere durch die vergrößerte HF-Schirmkabine
einen erheblichen Kostenfaktor darstellt.
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Darüber hinaus
würde ein
2,7 m langes Liegenbrett in einer Ausführung, in der das Liegenbrett von
der Lagerungsvorrichtung abnehmbar und beispielsweise auf einen
Trolley, der an die Lagerungsvorrichtung ankoppelbar gestaltet ist, übernehmbar ist,
eine Manövrierbarkeit
des abgekoppelten Trolleys und auch den Transport des Patienten
im Krankenhaus erheblich beeinträchtigen.
Aus vorgenannten Gründen
werden deshalb bisher lediglich Liegenbretter mit ca. 2,2 m Länge eingesetzt
und der Nachteil, dass ein einmal darauf gelagerter Patient nicht
in seiner gesamten Körperlänge abbildbar
ist, in Kauf genommen.
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Aus
der
DE 203 04 630
U1 ist eine Liege mit ausfahrbarem Liegenbrett bekannt.
Die Liege ist höhenverstellbar
und in ein Untersuchungsgerät
einfahrbar. Das Liegenbrett ist deutlich länger ausgebildet als ein normaler
Mensch groß ist.
Hier ergeben sich die bereits erläuterten Nachteile eines vergrößerten Aufstellraums
des Untersuchungsgeräts.
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Lagerungsvorrichtung
eines Magnetresonanzgeräts
zu schaffen, so dass mit einem kurzen Liegenbrett ein einmal darauf
gelagerter Patient in seiner gesamten Länge abbildbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Gegenstände
der Ansprüche
1 und 10 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Gemäß Anspruch
1 umfasst eine Baugruppe einer Lagerungsvorrichtung beispielsweise
eines Magnetresonanzgeräts
folgende Merkmale:
- – Eine Grundeinheit und eine
Lagerungseinheit für
ein Untersuchungsobjekt, die gegenüber der Grundeinheit in horizontaler
Richtung verfahrbar ist, und
- – eine
zwischen der Grundeinheit und der Lagerungseinheit wirkende Auslegereinheit,
die gegen die Grundeinheit und die Lagerungseinheit bewegbar ist
und mit der die Lagerungseinheit über die Grundeinheit hinaus
verfahrbar ist.
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Das
Verfahren über
die Grundeinheit hinaus bedeutet, dass z.B. die Lagerungseinheit
eine horizontale Ausdehnung einer Führungseinrichtung in der Grundeinheit
verlässt.
Der Antrieb und eine eingeschränkte
Führung
erfolgt mit der Auslegereinheit. Durch eine erfindungsgemäße Baugruppe
ist bei vorteilhaft kurzer Lagerungseinheit ein einmal auf der Lagerungseinheit
gelagerter Patient in seiner gesamten Körperlänge in ein Aufnahmebereich
des Bild gebenden Untersuchungsgeräts einbringbar und entsprechend
abbildbar. Dabei überbrückt die
Auslegereinheit die Entfernung zwischen dem Ende der Lagerungseinheit
und der Führungseinrichtung
der Grundeinheit. Medizinische Untersuchungs- und Therapiegeräte, die
eine erfindungsgemäße Lagerungsvorrichtung
aufweisen können,
sind, neben dem erwähnten
Bild gebenden Untersuchungsgerät zur
Magnetresonanztomographie, Computertomographie- und Ultraschallgeräte, sowie
Strahlentherapiegeräte.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aufgrund
der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der 1 bis 8. Dabei
zeigen:
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1 in
perspektivischer Ansicht ein Magnetresonanzgerät mit einem tunnelartigen Patientenaufnahmeraum
und mit einer Lagerungsvorrichtung, beinhaltend eine in vertikaler
Richtung verfahrbare Baugruppe mit einer in horizontaler Richtung
verfahrbaren Lagerungseinheit und einer Grundeinheit,
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2 als
Ausschnitt der 1 in perspektivischer Ansicht
die Baugruppe, wobei gegenüber
der 1 die Lagerungseinheit vollständig aus dem Patientenaufnahmeraum
ausgefahren dargestellt ist,
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3 ebenfalls
als Ausschnitt der 1 in perspektivischer Ansicht
die Baugruppe, wobei gegenüber
der 1 die Lagerungseinheit vollständig aus dem Patientenaufnahmeraum
ausgefahren dargestellt ist, auf der Lagerungseinheit ein Patient
gelagert ist und auf der Lagerungseinheit eine lokale Hochfrequenzantenne
montiert ist,
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4 und 5 in
perspektivischer Ansicht im Wesentlichen eine in horizontaler Richtung
verfahrbare Auslegereinheit der Baugruppe, mittels derer die Lagerungseinheit über eine
horizontale Ausdehnung der Grundeinheit hinaus verfahrbar ist,
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6 als
Ausschnitt der 4 und 5 schematisch
vereinfacht einen Schlitten der Auslegereinheit sowie eine Antriebseinheit
für die
Auslegereinheit,
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7 als
prinzipielles Schnittbild des Magnetresonanzgeräts eine Stellung der Auslegereinheit bei
maximal aus dem Patientenaufnahmeraum ausgefahrener Lagerungseinheit
und
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8 als
prinzipielles Schnittbild des Magnetresonanzgeräts eine Stellung der Auslegereinheit bei
maximal in den Patientenaufnahmeraum eingefahrener Lagerungseinheit.
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Zusammenfassend
können
die eingangserwähnten
Nachteile, die mit einem längeren
Liegenbrett verbunden sind, vermieden werden, wenn eine erfindungsgemäße Lagerungsvorrichtung
zur Abbildung der gesamten Körperlänge verwendet
wird. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Liegenbrett eine Grundeinheit
im Wesentlichen verlässt.
Eine erfindungsgemäße Lagerungsvorrichtung
weist beispielhaft folgenden Aufbau auf.
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Die
Grundeinheit umfasst:
- – einen Motor zum Antreiben
der transversalen Verschiebung des Liegenbrettes in den und aus dem
vom Untersuchungs- oder
Therapiegerät
definierten Zielbereich,
- – Führungsschienen,
die ein verkippungsfreies Haltern und Verschieben des Liegenbrettes
ermöglichen,
solange das Liegenbrett zumindest noch teilweise durch die Grundeinheit
gehalten werden kann und
- – gegebenenfalls
eine vertikale Hubvorrichtung, zum Anheben und Absenken des Liegenbretts.
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Die
Lagerungseinheit umfasst:
- –das Liegenbrett,
- – eine
an der Unterseite des Liegenbretts angeordnete Zahnstange und
- – eine
Anpressvorrichtung zum Kontakthalten der Zahnstange mit einem Auslegerzahnriemen
einer Auslegereinheit.
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Die
Auslegereinheit mit einem antriebsseitigen und einem abtriebsseitigen
Ende umfasst:
- – einen Teleskopausleger, der
das antriebsseitige und das abtriebsseitige Ende miteinander verbindet
und ein Verschieben des Liegenbretts über die Grundeinheit hinaus
erlaubt,
- – einen
antriebsseitig angeordneten Schlitten, der über vom Motor angetriebene
Antriebsriemen in Bezug zur Grundeinheit verschiebbar ist und
- – ein
in den Schlitten integriertes Differentialgetriebe, das die Bewegung
des Antriebsriemens einerseits in eine erste Translationsbewegung
des Schlittens und damit der Lagerungseinheit umsetzt und andererseits
den Auslegerzahnriemen antreibt, der beidseitig bezahnt ist, abtriebsseitig in
die Zahnstange eingreift und eine zweite Translationsbewegung der
Lagerungseinheit bewirkt.
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Im
Folgenden wird dieser beispielhafte Aufbau anhand der Figuren verdeutlicht.
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Die 1 zeigt
in perspektivischer Ansicht ein Magnetresonanzgerät mit einem
tunnelartigen Patientenaufnahmeraum 10. Um einen abzubildenden
Bereich eines Patienten 1 in ein Abbildungsvolumen 15 des
Magnetresonanzgeräts
innerhalb des Patientenaufnahmeraums 10 einzubringen, umfasst das
Magnetresonanzgerät
eine Lagerungsvorrichtung 5, deren in der Höhe verfahrbare
Baugruppe durch Schraffur gekennzeichnet ist. Die Baugruppe umfasst
dabei eine in horizontaler Richtung verfahrbare Lagerungseinheit 54 und
unter anderem für
ein Antreiben und Führen
der Lagerungseinheit 54 eine entsprechende Grundeinheit 52.
In der 1 ist dabei die Lagerungsein heit 54 teilweise
in den Patientenaufnahmeraum 10 eingefahren dargestellt.
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Die 2 zeigt
als Ausschnitt der 1 ebenfalls in perspektivischer
Ansicht die Baugruppe, wobei in der 2 die Lagerungseinheit 54 gegenüber der 1 vollständig aus
dem Patientenaufnahmeraum 10 ausgefahren dargestellt ist.
In diesem vollständig
ausgefahrenen Zustand der Lagerungseinheit 54 kann die
Baugruppe abgesenkt werden, um dem Patienten 1 beispielsweise
ein leichtes Aufsteigen auf die Lagerungseinheit 54 zu
ermöglichen.
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Die 3 zeigt
ebenfalls als Ausschnitt der 1 in perspektivischer
Ansicht die Baugruppe, wobei gegenüber der 1 die Lagerungseinheit 54 vollständig aus
dem Patientenaufnahmeraum 10 ausgefahren ist, auf der Lagerungseinheit 54 der
Patient 1 gelagert ist und auf der Lagerungseinheit 54 zur
Untersuchung des Kopfes des Patienten 1 eine lokale Hochfrequenzantenne 20 für Kopfaufnahmen montiert
ist. Wie aus der 3 ersichtlich, ist für ein Führen und
Stützen
der Lagerungseinheit 54 innerhalb des Patientenaufnahmeraums 10 im
Patientenaufnahmeraum 10 eine schienenartige Führungsvorrichtung 12 ausgebildet.
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Um
ein Kippen der Lagerungseinheit 54 im ausgefahrenen Zustand
zu verhindern, können
beispielsweise oberhalb der Führungsvorrichtung 12 auf der
der Grundeinheit 52 zugewandten Seite Führungsrollen angeordnet werden.
Dadurch wird die Lagerungseinheit 54 z.B. auch nach dem
Verlassen von in der Grundeinheit 52 angeordneten klammernden Führungsschienen
bei Belastung des von der Grundeinheit 52 entfernten Endes
der Lagerungseinheit 54 kippsicher gehaltert.
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Die 4 und 5 zeigen
als ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung in perspektivischer Ansicht eine in horizontaler Richtung
verfahrbare Auslegereinheit, mittels derer die Lagerungseinheit 54 über eine
horizontale Ausdehnung der Grund einheit 52 hinaus verfahrbar
ist. Dabei ist die 4 als klassische Konstruktionszeichnung
gehalten, wohingegen in der 5 zum besseren
Verständnis
der Funktionsweise ein Ausleger 76 der Auslegereinheit nur
durch eine Seitenwand 76A dargestellt ist.
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In
der Grundeinheit 52 ist ein Antrieb für die Verschiebung der Lagerungseinheit 54 enthalten. Dieser
bewirkt einerseits eine Verschiebung der Auslegereinheit 70,
welche mit einer Verschiebung der mit ihr verbundenen Lagerungseinheit 54 korreliert, und
andererseits treibt er eine Antriebseinheit der Auslegereinheit 70 an,
welche ihrerseits eine weiter Verschiebung der Lagerungseinheit 54 bezüglich der Auslegereinheit 70 bewirkt.
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Diese
beiden Verschiebmechanismen lassen sich mit einem einzigen innerhalb
der Grundeinheit 52 angeordneten und mit ihr fest verbundenen Motor 62 antreiben.
Der Motor 62 weist eine Motorwelle 64 auf, auf
der ein erstes Antriebszahnrad 104 für einen ersten Zahnriemen 102 und
ein zweites Antriebszahnrad 204 für einen zweiten Zahnriemen 202 befestigt
sind. In dieser Ausführungsform
bewirkt somit ein einziger Motor 62 vorteilhaft ein gleichzeitiges Verschieben
der Auslegereinheit 70 bezüglich der Grundeinheit 52 und
der Lagerungseinheit 54 bezüglich der Auslegereinheit 70.
In Hinblick auf seine Wirkung auf beispielsweise ein Magnetfeld
des Magnetresonanzgeräts
ist somit vorteilhaft auch nur der eine Motor 62 zu kompensieren.
Des Weiteren sind zwei bezüglich
der Grundeinheit 52 drehbar gelagerte Umlenkzahnräder 68 und 69 dem
Antrieb zugehörig
zum Führen
der Zahnriemen 102 und 202 vorgesehen.
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Im
Folgenden wird zuerst auf das Verschieben der Auslegereinheit 70 bezüglich der
Grundeinheit 52 und dann auf das Verschieben der Lagerungseinheit 54 bezüglich der
Auslegereinheit 70 eingegangen.
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Die
Auslegereinheit 70 umfasst einen innerhalb der Grundeinheit 52 horizontal
verfahrbaren Schlitten 72, an dem der Ausleger 76 befestigt
ist. Ein Verfahren des Schlittens 72 erfolgt durch die
beiden Zahnriemen 102 und 202. Dazu ist in dem
Schlitten 72 eine Schlittenwelle 74 gelagert,
auf der ein erstes Umsetzzahnrad 106 befestigt ist, auf
das der erste Zahnriemen 102 einwirkt und auf der ein zweites
Umsetzzahnrad 206 befestigt ist, auf das der zweite Zahnriemen 202 einwirkt.
Des Weiteren umfasst die Auslegereinheit zum Führen der Zahnriemen 102 und 202 mehrere
drehbar gelagerte Andruckzahnräder 78.
Wirken die beiden Zahnriemen 102 und 202 in gegenläufiger Drehrichtung
auf die Schlittenwelle 74 ein und bewirkten auf welche
Art auch immer (unterschiedlich große Zahnräder, unterschiedliche Bezahnung)
unterschiedlich starke Rotationen, so bewegt sich der Schlitten
transversal, um die verschiedenen Rotationsgeschwindigkeiten auszugleichen.
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Die 6 zeigt
dazu als Ausschnitt der 4 und 5 schematisch
vereinfacht den Schlitten 72 mit den Zahnrädern 106, 206 und 78 sowie Teile
des Antriebs mit den Zahnrädern 104, 204, 68 und 69 und
den Zahnriemen 102 und 202.
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In
dem Falle, dass die beiden Umsetzzahnräder 106 und 206 gleich
wären und
die beiden Zahnriemen 102 und 202 eine gleiche
Geschwindigkeit aufweisen würden,
würde sich
der Schlitten 72 nicht bewegen. Ein Verfahren des Schlittens 72 wird
durch eine oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Maßnahmen
erreicht:
- – Die
beiden Antriebszahnräder 104 und 204 sind insbesondere
durch ihre Größe derart
gestaltet, dass sie eine unterschiedliche Geschwindigkeit der Zahnriemen 102 und 202 bewirken.
- – Die
beiden Umsetzzahnräder 106 und 206 sind insbesondere
hinsichtlich ihrer Größe unterschiedlich
gestaltet.
- – Die
beiden Zahnriemen 102 und 202 weisen eine unterschiedliche
Zahnteilung auf.
- – Wenigstens
einer der Zahnriemen 102 und 202 weist auf Vorder-
und Rückseite
eine unterschiedliche Zahnteilung auf.
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Bei
gleichen Umsetzzahnrädern 106 und 206 ergibt
sich die Geschwindigkeit des Schlittens 72 als die Hälfte einer
Differenzgeschwindigkeit der beiden Zahnriemen 102 und 202.
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Eine
Verschiebung der Lagerungseinheit 54 bezüglich der
Auslegereinheit 70 wird folgendermaßen erreicht. Auf der Schlittenwelle 74 ist
ein weiteres Antriebszahnrad 84 befestigt, das über einen
weiteren Zahnriemen 82 die Drehbewegung der Schlittenwelle 74 an
ein dem Schlitten 72 gegenüberliegendes Ende des Auslegers 76 überträgt. Eine
Umlenkung des Zahnriemens 82 erfolgt im Ausleger 76 mittels der
Umlenkzahnräder 88.
Der Zahnriemen 82 besitzt auf beiden Seiten eine Zahnteilung.
Am Ende des Auslegers 76 wird mithilfe des Zahnriemens 82 die Drehbewegung
in eine Verfahrbewegung der Lagerungseinheit 54 umgesetzt.
Dazu greift der Zahnriemen 82 mit der auf seiner Außenseite
liegenden Zahnteilung in eine Zahnstange, die beispielsweise an
einer Unterseite der Lagerungseinheit 54 angeordnet ist.
Eine Andruckvorrichtung hält
beispielsweise Zahnstange und Zahnriemen 82 zusammen.
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Die
vorausgehend beschriebene Ausbildung ermöglicht dabei ein Verfahren
der Lagerungseinheit 54 über eine horizontale Ausdehnung
der Grundeinheit 52 hinaus, wobei die Auslegereinheit die
Entfernung zwischen dem Ende der Lagerungseinheit 54 und
eines Führungsrahmens
der Grundeinheit 52 überbrückt und
die notwendige Energie zum Verfahren der Lagerungseinheit 54 vom
Motor 62 abnimmt und den beiden Verschiebmechanismen zuführt. Dadurch
werden unter anderem mit einer vergleichsweise kurzen Lagerungseinheit 54 Ganzkörperaufnahmen
von dem einmal auf der Lagerungseinheit 54 gelagerten Patienten 1 ermöglicht.
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Das
weitere Antriebszahnrad 84 und/oder der weitere Zahnriemen 82 sind
dabei derart gestaltet, dass die Auslegereinheit bei maximal in
den Patientenaufnahmeraum 10 eingefahrener Lagerungseinheit 54 in
ausreichender Weise nachgeführt
ist und andererseits bei aus dem Patientenaufnahmeraum 10 vollständig ausgefahrener
Lagerungseinheit 54 die Auslegereinheit vollständig in
der Grundeinheit 52 eingezogen ist, damit ein Absenken
der Baugruppe möglich
ist. Die 7 zeigt dazu als prinzipielles
Schnittbild die Stellung der Auslegereinheit 70 bei maximal
aus dem Patientenaufnahmeraum 10 ausgefahrener Lagerungseinheit 54 und
die 8 die Stellung der Auslegereinheit 70 bei
maximal in den Patientenaufnahmeraum 10 eingefahrener Lagerungseinheit 54.
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In
einer Ausführungsform
ist dabei die schienenartige Führungsvorrichtung 12 innerhalb
des Patientenaufnahmeraums 10 in Verbindung mit der Lagerungseinheit 54,
beispielsweise durch den schon erwähnten Einsatz von oberhalb
der Führungsvorrichtung 12 angeordneten
Rollen, derart gestaltet, dass die Lagerungseinheit 54 gegen
ein Kippen um eine, zur Verfahrrichtung senkrechte, horizontale Achse
gesichert ist. Dadurch muss die Auslegereinheit 70 im Wesentlichen
nur die Antriebsenergie für ein
Verfahren der Lagerungseinheit 54 übertragen und keine Haltekräfte gegen
besagtes Kippen der Lagerungseinheit 54 aufnehmen, so dass
die Auslegereinheit 70, insbesondere deren in den Patientenaufnahmeraum 10 hinein
verfahrbaren Teile, leicht durch gut magnetresonanzkompatible Komponenten
in Kunststofftechnik realisierbar sind.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist zum Verhindern besagten Kippens die schienenartige Führungsvorrichtung 12 einfach über den
Patientenaufnahmeraum 10 hinaus verlängert. In wiederum einer anderen
Ausführungsform
werden besagte Haltekräfte
gegen besagtes Kippen durch die Auslegereinheit erbracht, wobei
sie unter Beibehaltung der Magnetresonanzkompatibilität entsprechend
tragfähig
ausgebildet ist.