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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionsausgleich einer Patientenliege
und Patientenliege mit einem über einen Liegentisch verfahrbaren Liegenbrett
einer bildgebenden oder strahlentherapeutischen Funktionseinheit,
wobei ein auf dem Liegenbrett befindlicher Patient entlang einer
Längsachse des Liegenbrettes durch einen Mess- oder Therapiebereich
geschoben werden kann, wobei die Patientenliege aufgrund ihres Biegeverhaltens
je nach Auskraglänge des Liegenbrettes und mechanischer Belastung
einen unterschiedlichen Höhenversatz relativ zum Mess-
oder Therapiefeld erfährt, und dieser variable Höhenversatz
im bildgebenden und/oder strahlentherapeutischen Verfahren berücksichtigt wird.
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Des
Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Patientenliege mit einem über
einen Liegentisch in ein Mess- oder Therapiefeld einer bildgebenden
oder strahlentherapeutischen Funktionseinheit verfahrbaren Liegenbrett,
welches über den Liegentisch auskragen kann.
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Ein
solches Verfahren zur Positionskorrektur eines Liegenbrettes beziehungsweise
einer solchen Patientenliege ist beispielsweise aus der Patentschrift
DE 10 2004 061 591
B3 bekannt. Diese Druckschrift zeigt eine Patientenliege
mit einem Liegentisch und einem darauf verfahrbaren Liegenbrett,
wobei entsprechend der dort beschriebenen Erfindung diese Patientenliege
in Verbindung mit einer bildgebenden Funktionseinheit verwendet
wird und ein Positionsausgleich bezüglich des durch eine
Verbiegung des Liegenbrettes vorkommenden Höhenversatzes
vorgenommen wird, indem die Position des Liegenbrettes im Messfeld
aus den Bilddaten, zum Beispiel eines CT's oder eines Magnetresonanzsystems,
ermittelt und diese mit einer Sollposition des Liegenbrettes ohne
Belastung ver glichen und eine entsprechende Korrektur in den Bilddaten
vorgenommen wird.
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Ein
Nachteil dieses Verfahrens besteht zum Beispiel darin, dass eine
Positionskorrektur nur durchgeführt werden kann, wenn eine
bildgebende Funktionseinheit vorliegt, das heißt die Position
der Liege durch eine Auswertung von Schnittbildern bestimmt werden
kann. Damit besteht keine Anwendungsmöglichkeit bei rein
strahlentherapeutisch ausgelegten Funktionseinheiten. Außerdem
erfordert das im Stand der Technik beschriebene Verfahren den relativ
hohen Rechenaufwand einer Bildverarbeitung mit entsprechenden Erkennungsalgorithmen
für das Liegenbrett oder darin befindliche Marker.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Verfahren zum Positionsausgleich
einer Patientenliege für eine bildgebende oder strahlentherapeutische
Funktionseinheit zu finden, die auf die Notwendigkeit der Erzeugung
von Schnittbildern zur Bestimmung der Liegenposition verzichtet.
Entsprechend soll auch eine hierfür geeignete Patientenliege vorgestellt
werden.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind
Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
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Der
Erfinder hat erkannt, dass es möglich ist, den Versatz
einer Patientenliege einschließlich des darauf befindlichen
Patienten in einem Messfeld auf der Basis einer zuvor gemessenen
Last auf der Patientenliege und der Position des Liegenbrettes der Patientenliege
auf dem Liegentisch zu bestimmen. Hierzu wird allgemein die Last
auf dem Liegenbrett durch Kraftsensoren an der Patientenliege bestimmt und
aufgrund bekannter Biegeeigenschaften der Patientenliege, also des
Liegentisches und des Liegenbrettes, die Biegung von Liegenbrett
und Liegentisch bestimmt, woraus sich der Höhenversatz
des Patienten in einem Messfeld oder einem Therapiefeld ergibt.
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Beispielsweise
kann eine DMS-Wägeeinheit (DMS = Dehnmessstreifen) zur
Durchbiegunskorrektur und Gewichtsbestimmung bei Patiententischen für
medizinische Funktionseinheiten wir Computertomographie-Systeme,
Magnetresonanztomographie-Systeme oder Strahlentherapie-Systeme
verwendet werden. Grundsätzlich eignen sich jedoch auch
andere Kraftsensoren, die auftretenden Kräfte am Patiententisch
zu detektieren.
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Ergänzend
kann der Anwender am Steuerrechner der Funktionseinheit die Positionierung
des Patienten angeben: Kopf zuerst, oder Füße
zuerst. Hieraus kann die Lage des idealisierten Schwerpunktes des
Patienten abgeschätzt werden, so dass nur noch dessen Gewicht
zu bestimmen ist. Dann kann entsprechend der Auskragung der Patientenliege
der Höhenversatz im Mess- oder Therapiefeld im Betrieb oder
vorher errechnet werden.
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Beispielhaft
kann wie folgt vorgegangen werden:
Sobald die Patientenliege
zu verfahren beginnt und der Scanmode am Scanner geladen ist, bestimmt
ein Rechner die Durchbiegung des Patiententisches. Hierfür
kann beispielsweise eine zuvor mit den Daten des Patiententisches
die Durchbiegung errechnet worden sein, die nun in einer „look
up"-Tabelle hinterlegt sind und nur ausgelesen werden müssen,
oder es kann aktuell abhängig von der Position der Patiententisches
die Durchbiegung errechnet werden. Ist zum Beispiel die Biegelinie
des Tischfußes mathematisch erfasst, so geschieht die aufwendige
Bestimmung der Krümmung κ mit Hilfe des Flächenträgheitsmomentes
zweiter Ordnung I.
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Die
Biegesteifigkeit ist das Produkt aus Elastizitätsmodul
und Flächenmoment zweiten Grades I des Querschnitts. Das
Flächenmoment zweiten Grades hängt wesentlich
von der Form des Querschnitts des verwendeten Liegentisches ab.
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Wie
stark die Durchbiegung und damit der Höhenversatz des Patienten
im Mess- oder Therapiefeld ist, hängt neben dessen Biegesteifigkeit
auch von dessen Länge L und den Lagerungsbe dingungen ab.
Die Krümmung κT des Tisches
ist dem angreifenden Biegemoment MB, zum Beispiel repräsentiert
durch ein am Fuß des Liegentisches detektiertes Kräftepaar
aus der Zugkraft FZ an einer Seite des Liegentisches
und Druckkraft FD an der anderen Seite des
Liegentisches, sowie der Biegesteifigkeit proportional.
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Wenn
das Flächenträgheitmoment IT für
den Tisch bekannt ist, kann mit Hilfe bekannter Hebelarme, die sich
aus der Lage des Patienten bestimmen, die Masse des Patienten errechnet
werden.
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Zusätzlich
zur Biegung des Liegentisches ist auch die meistens sogar überwiegende
Biegung des Liegenbrettes zu berücksichtigen. Mathematisch folgt
die Bestimmung der Liegenbrettdurchbiegung κL demselben
Weg wie die der Liegentischdurchbiegung. Das Liegenbrett hat sein
eigenes Flächenträgheitsmoment zweiter Ordnung
ILund seine Position, die den Hebelarm der
Liege LL definiert, ist fortwährend
bekannt.
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So
kann ein Rechner, unter Zuhilfenahme der beiden Biegelinien κT des Liegentisches und κL des Liegenbrettes, zu jeder beliebigen
Tischposition die Durchbiegung im Messfeld oder im Therapiefeld ermitteln.
Aus der Biegelinie, welches eine mathematische Beschreibung der
Durchbiegung in Abhängigkeit von der Auslenkung des Liegenbrettes
und Masse des Patienten inklusive des auf dem Liegenbrett befindlichen
variablen Zubehörs ist, kann nun zu jeder Auslenkung die
zugehörige senkrechte Abweichung von der Horizontalen ermittelt
werden.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung ermittelt
zusätzlich die Streckenlast, die durch den Patienten auf
der Liege wirkt. Diese Ermittlung macht eine noch genauere Ermittlung
der Durchbiegung möglich. Hierzu muss man wissen, dass
die Patientenliege am vorderen Ende des Liegentisches mit einer
Stützrolle abgestützt wird. Sie bildet das – bezogen
auf die Unterstützung – endständige Lager.
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Bringt
man in dieser Rolle eine Kraftmessdose an, welche die senkrechte
Kraftkomponente ermittelt, so kann man hiermit die Belastung an
diesem Punkt bestimmen. Fährt das Liegenbrett nun kontinuierlich über
diese äußere Stützrolle kann das Biegemoment
kontinuierlich ermittelt werden und als Streckenlast auf dem Tisch
mathematisch abgebildet werden. Hierzu muss der Tisch einmal komplett
heraus gefahren werden, um sicher zu stellen, dass der ganze Patient
einmal über die Rolle bewegt wurde.
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Danach
ist mit der Korrektur weiter zu verfahren, wie oben bereits beschrieben.
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Grundsätzlich
besteht die Möglichkeit, die Belastung der Patientenliege
in einer vereinfachten Annahme als Punktbelastung im Schwerpunkt
des Patienten zu definieren und entsprechend die Durchbiegung zu
bestimmen. Alternativ kann auch vereinfacht eine mittlere Flächenbelastung über
die Länge der Liege oder genauer über die Länge
des darauf liegenden Patienten bestimmt und entsprechend die Durchbiegung
der Liege berechnet werden. In einer genaueren Variante kann die
tatsächliche – differentielle – Flächenbelastung
der Liege mit Hilfe der Messsensoren ermittelt und daraus die genaue Durchbiegung
der Liege je nach aktuellem Überstand über die
Unterstützung an einer bestimmten Position berechnet werden.
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Erfindungsgemäß können
also unterschiedliche genaue Varianten der Bestimmung der Biegung einer
Patientenliege auf der Basis unterschiedlicher Bestimmung der Belastung
der Patientenliege jeweils abhängig von deren Auskragung
angewendet werden.
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Im
einfachsten Fall wird eine Punktbelastung der Patientenliege am
Ort des Schwerpunktes des Patienten angenommen. Eine verbesserte
Variante stellt die Betrachtung einer gleichmäßigen
Strecken- oder Flächenbelastung der Liege dar. Diese Variante kann
verbessert werden, indem die Strecken- oder Flächenbelastung
aufgrund von allgemein ermittelten Mittelwerten beziehungsweise
Erfahrungswerten, gegebenenfalls auch in Ab hängigkeit von
Gewicht, Größe und Orientierung des Patienten
auf dem Liegenbrett, angenommen wird. Schließlich kann
die tatsächliche Schwerpunktbelastung und Lage des Schwerpunktes
oder auch die Strecken- oder Flächenbelastung explizit
durch Verschieben des Liegenbrettes bei gleichzeitiger Kraftmessung
an der Patientenliege bestimmt werden.
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Bezüglich
der einschlägigen Berechnungsformeln wird auf Lehrbücher,
wie beispielsweise Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau,
verwiesen.
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Entsprechend
diesen zuvor beschriebenen Berechnungsvarianten schlägt
der Erfinder ein Verfahren zum Positionsausgleich einer Patientenliege mit
Liegentisch und darauf verschiebbarem Liegenbrett einer bildgebenden
oder strahlentherapeutischen Funktionseinheit vor, wobei ein auf
dem Liegenbrett befindlicher Patient entlang einer Längsachse
des Liegenbrettes durch einen Mess- oder Therapiebereich geschoben
werden kann, wobei die Patientenliege aufgrund ihres Biegeverhaltens
je nach Auskraglänge des Liegenbrettes und mechanischer Belastung
einen unterschiedlichen Höhenversatz relativ zum Mess-
oder Therapiefeld erfährt, und dieser variable Höhenversatz
im bildgebenden und therapeutischen Verfahren berücksichtigt
wird. Erfindungsgemäß wird hierbei vorgeschlagen,
dass die Gewichtsbelastung des Liegenbrettes bei einer Untersuchung
oder Therapie durch Kraftsensoren am Liegentisch bestimmt wird,
der Höhenversatz im Mess- und Therapiefeld aufgrund der
individuellen Biegeeigenschaften von Liegentisch und Liegenbrett abhängig
von der Auskraglänge des Liegenbrettes und Gewichtsbelastung
berechnet wird, und anschließend der aktuelle Höhenversatz
bei der jeweiligen Anwendung berücksichtigt wird.
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Besonders
wichtig ist ein solches Verfahren, wenn durch ein bildgebendes Verfahren,
wie beispielsweise die Computertomographie oder Magnetresonanztomographie,
die Position von zu behandelnden Bereichen, zum Beispiel eines Tumors,
bestimmt wird und anschließend in einer strahlentherapeutischen
Funk tionseinheit, entsprechend einer zuvor durchgeführten
Therapieplanung, eine Bestrahlung dieses Bereiches ausgeführt
wird. Hierbei kann es zu großen Problemen führen,
wenn der zu bestrahlende Bereich aufgrund einer Durchbiegung des Liegenbrettes
einen Höhenversatz erfährt und sich dadurch nicht
mit hoher Sicherheit am angenommenen Ort befindet. Dadurch ist es
entweder notwendig, den zu bestrahlenden Bereich etwas großzügiger auszulegen
beziehungsweise es besteht die Möglichkeit, dass malignes
Gewebe nicht ausreichend bestrahlt wird, während gesundes
Gewebe einer unnötig starken Strahlenbelastung unterzogen
wird. Mit dem zuvor beschriebenen Verfahren lässt sich
die tatsächliche Position des Patienten im Untersuchungs-
beziehungsweise Therapiefeld bestimmen, wobei hier auch unterschiedliche
Patientenliegen und deren Biegungseigenschaften berücksichtigt werden
können. Die tatsächliche Positionierung des Patienten
verbessert sich hierbei wesentlich. Ein zusätzlicher Vorteil
dieses Verfahrens besteht auch, wenn beispielsweise Untersuchungen
mit zwei unterschiedlichen bildgebenden Verfahren durchgeführt werden
und Bildvergleiche zwischen diesen unterschiedlichen Verfahren vorgenommen
werden.
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In
einer besonderen Ausführung der Erfindung wird zum Beispiel
vorgesehen, dass mindestens ein Dehnmessstreifen als Kraftsensor
verwendet wird. Alternativ beziehungsweise zusätzlich kann auch
eine Wiegezelle als Kraftsensor genutzt werden.
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Die
mindestens zwei Kraftsensoren können vorteilhaft an einer
Tragkonstruktion des Liegentisches angebracht sein und zur Bestimmung
von Zug- und Druckkräften verwendet werden. Weiterhin kann mindestens
ein Kraftsensor an mindestens einer peripher in Bewegungsrichtung
des Liegenbrettes angeordneten Rolle zur Abstützung des
Liegenbrettes verwendet werden.
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Zur
Bestimmung von Schwerpunkt und Gewichtsverteilung kann beispielsweise
das auf dem Liegenbrett lastende Gewicht entsprechend einer zuvor
durchgeführten Wiegung manuell bestimmt und in eine entsprechend
Berechnung eingegeben werden. Alternativ kann in einer komfortableren
Version das auf dem Liegenbrett lastende Gewicht durch Kraftsensoren
in der Patientenliege direkt gemessen werden. Beispielsweise kann
auch das Gewicht des Patienten aus einem in einer Klinik vorliegenden
Informationssystem entnommen werden. Diese Daten des Patienten werden
in der Regel bei der Anamnese erhoben und in der allgemeinen elektronischen
Akte des Patienten oder in einem speziellen radiologischen Informationssystem
gespeichert.
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Des
Weiteren kann die Position des Schwerpunktes des Patienten auf dem
Liegenbrett aufgrund von Erfahrungswerten, also empirisch ermittelten
Daten, und der Ausrichtung des Patienten auf dem Liegentisch geschätzt
werden. Eine genauere Vorgehensweise liegt jedoch darin, dass die
Position des Schwerpunktes des Patienten auf dem Liegenbrett durch
Vor- und Zurückfahren des Liegenbrettes bei gleichzeitiger
Messung der Belastung der Kraftsensoren und damit der Patientenliege
bestimmt wird. Eine noch genauere Bestimmung der Durchbiegung des
Liegenbrettes beziehungsweise der Patientenliege lässt
sich dadurch erreichen, dass die Gewichtsverteilung auf der Patientenliege
durch Verfahren des belasteten Liegenbrettes und gleichzeitige Aufzeichnung
der Kräfte an den Kraftsensoren bestimmt wird. Es wird
also hierbei nicht mehr von einer idealisierten Punktbelastung der
Patientenliege, sondern von einer tatsächlich gemessenen
Flächenbelastung der Patientenliege ausgegangen und die
Biegekurve des Liegenbrettes und der gesamten Patientenliege entsprechend
berechnet. Auch hierbei kann in einer vereinfachten Annahme von
einer mittleren Flächenbelastung ausgegangen werden oder
besteht die Möglichkeit, die tatsächliche differenzielle
Flächenbelastung durch das gleiche Verfahren entsprechend
genau zu bestimmen.
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Grundsätzlich
bestehen zwei Möglichkeiten zur Positionskorrektur entsprechend
des zuvor berechneten Höhenversatzes der Patientenliege
im Bereich des Mess- oder Therapiefeldes. Einerseits kann die errechnete
Positionskorrektur aufgrund der Durchbiegung der Patientenliege
mechanisch durch automatische Höhenverstellung der Patientenliege ausgeglichen
werden. Dies betrifft einerseits eine einfache Anhebung des Liegenbrettes
oder auch einer Verkippung der Patientenliege, die zu einem Höhenausgleich
im Bereich des Mess- oder Therapiefeldes führt.
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Im
Rahmen der Erfindung liegt es auch, wenn beide zuvor genannten mechanischen
Korrekturmöglichkeiten miteinander kombiniert werden.
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Eine
weitere Möglichkeit der Positionskorrektur besteht darin,
dass eine virtuelle Positionskorrektur vorgenommen wird. Das heißt
die gemessene Bildposition wird aufgrund der bekannten Durchbiegung
der Patientenliege durch eine rechnerische Positionskorrektur in
den Bilddaten ausgeglichen. Im Effekt bedeutet dies, dass zum Beispiel
bei einer strahlentherapeutischen Funktionseinheit erkannt wird, dass
die tatsächliche Position des Patienten sich entsprechend
der Durchbiegung der Patientenliege an einem anderen als dem ideal
vorausgesetzten Ort ohne Durchbiegung der Patientenliege befindet
und bei der Therapieplanung eine entsprechende Berücksichtigung
findet.
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Neben
dem erfindungsgemäßen Verfahren schlägt
der Erfinder auch eine Patientenliege mit einem über einen
Liegentisch in ein Mess- oder Therapiefeld einer bildgebenden oder
strahlentherapeutischen Funktionseinheit verfahrbaren Liegenbrett, welches über
den Liegentisch auskragen kann, vor, wobei der Liegentisch eine
Tragkonstruktion aufweist, die den Liegentisch stützt,
mindestens zwei Kraftsensoren, die an der Tragkonstruktion in Verfahrrichtung
des Liegenbrettes horizontal beabstandet angeordnet sind, wodurch
die Druck- und Zug-Belastung der Tragkonstruktion bestimmbar ist. Weiterhin
weist die Patientenliege Positionssensoren auf, welche die variable
Auskraglänge der Liegenbrettes bestimmen können
und ein Computerprogramm in einer Recheneinheit, welches im Betrieb
einen Höhenversatz der Patientenliege im Mess- und Therapiefeld
aufgrund vorbekannter Biegeeigenschaften von Liegentisch und Liegenbrett
zu jeder Auskraglänge des Liegenbrettes berechnen kann und
den aktuellen Höhenversatz bei der jeweiligen Anwendung
berücksichtigt.
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Als
Messsensoren können beispielsweise Dehnmessstreifen oder
Wiegezellen eingesetzt werden und es kann auch mindestens ein Kraftsensor
an mindestens einer Rollenabstützung einer endständig in
Bewegungsrichtung des Liegenbrettes angeordneten Rolle zur Abstützung
des Liegenbrettes angebracht sein.
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Soll
eine mechanisch Positionskorrektur durchgeführt werden,
so wird vorgeschlagen, dass eine mit der Recheneinheit gekoppelte
Höhenverstellvorrichtung der Patientenliege vorgesehen
ist, durch welche die errechnete Positionskorrektur aufgrund der
Durchbiegung der Patientenliege jeweils mechanisch durch von der
Recheneinheit gesteuerte Positionsverstellung durchgeführt
wird.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele
mit Hilfe der Figuren näher beschrieben, wobei nur die
zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind.
Hierbei werden die folgenden Bezugszeichen und Kurzbezeichnungen
verwendet: 1: Patientenliege; 2: Liegenbrett; 3:
Liegentisch; 4: Patient; 5: Recheneinheit; 6:
Mess- beziehungsweise Therapiefeld; 7: Kraftsensoren; 8:
Mittellinie des gebogenen Liegenbretts; 9: Funktionseinheit; 10:
Kraftsensor an einer Stützrolle; 11: Mittellinie
des nicht gebogenen Liegenbretts; 12: Kippachse der Patientenliege; α: Abstand
von Schwerpunkt zu Liegentisch; Δh: Höhenversatz;
FG: Gewichtskraft; FD: Druckkraft; FZ: Zugkraft; Prg1–Prgn: Computerprogramme zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens; S: Patientenschwerpunkt;
S1–S5:
Schnittbilder.
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Es
zeigen im Einzelnen:
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1 Auskragende
Patientenliege im idealisierten Zustand ohne Durchbiegung,
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2 schematische
Darstellung des Höhenversatzes des Patienten aufgrund der
Liegendurchbiegung,
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3 Darstellung
einer Patientenliege mit Patient in durchgebogener Situation ohne
Positionskorrektur,
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4 Patientenliege
aus 3 mit mechanischer Positionskorrektur durch Höhenverstellung des
Patiententisches, und
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5 Patientenliege
aus 4 mit mechanischer Höhenkorrektur durch
Verkippung.
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Die 1 zeigt
eine Patientenliege 1, bestehend aus einem Liegentisch 3 mit
einem in Längsrichtung verschiebbar angeordneten Liegenbrett 2, auf
der ein Patient 4 gelagert ist. Das Liegenbrett 2 ist soweit
auskragend verschoben, dass der Patient 4 mit seinem Kopf/Thoraxbereich
das Therapie- beziehungsweise Messfeld 6 schneidet. Das
Liegenbrett 2 ist hier in einer idealisierten, nicht gekrümmten
Situation dargestellt, wobei die gestrichelte Linie 8,
die gekrümmte Mittellinie des Liegenbrettes darstellt,
wenn eine entsprechende Belastung auftritt. Beispielhaft ist in
dieser Darstellung angenommen, dass der Patient 4 idealisiert
ausschließlich im Schwerpunkt S mit einer Kraft FG auf
das Liegenbrett in einem Abstand a von der äußersten
Abstützung des Liegentisches 3 einwirkt. An der
Tragkonstruktion des Liegentisches 3 sind zwei Kraftsensoren 7 angeordnet,
die die auftretenden Kräfte FZ (=
Zugkraft) und FD (= Druckkraft) in der Tragkonstruktion
messen können. Auf diese Weise sind sowohl das Gewicht
des Patienten detektierbar, als auch Kraftänderungen, die
durch eine Verschiebung der Patientenliege entstehen. Die Steuerung
der Patientenliege 1 kann beispielsweise durch ein separates
Rechensystem 5, jedoch auch durch ein Rechensystem der
hier nicht näher dargestellten Funktionseinheit ausgeführt
werden. Die entsprechenden Computerprogramme, die zur Steuerung der
Patientenliege und zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
dienen, sind schematisch durch die Angaben Prg1 bis
Prgn dargestellt.
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Aufgrund
der Gewichtskraft FG, die auf das Liegenbrett 2 und auch
auf den Liegentisch 3 einwirken, entsteht je nach Position
des Liegenbrettes 2 und Steifigkeit der Patientenliege 1 eine
unterschiedliche Durchbiegung, so dass ein Patient 4, der
durch ein Mess- beziehungsweise Therapiefeld 6 geschoben
wird, je nach Auskragung des Liegenbrettes einen unterschiedlichen
Höhenversatz Δh erfährt, der ohne besondere
Maßnahmen nicht durch die Funktionseinheit registriert
wird.
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Dieser
Effekt wird beispielhaft in der 2 dargestellt.
Die linke Seite der 2 zeigt sechs Schnittbilder
S1 bis S6, die zum
Beispiel durch Aufnahme eines Computertomographiesystems eines Patienten
entstehen können, wobei von einer idealen sich nicht verbiegenden
Patientenliege ausgegangen wird. Auf der rechten Seite ist die Realität
dargestellt, die zeigt, dass ein Patient, der durch ein Messfeld
geschoben wird, mit zunehmendem Auskragen des Liegenbrettes einen
Versatz nach unten erfährt, so dass in den aufeinander
folgenden Schnittbildstapeln der Patient sukzessive die Schnittbilder
S1 bis S5 in immer
tieferer Position, also mit immer stärkerem Höhenversatz,
dargestellt wird. Wird dieser Höhenversatz nicht durch
mechanische Maßnahmen oder virtuelle Berechnungen ausgeglichen,
so ergeben sich falsche Positionsberechnungen bei tomographischen Aufnahmen
beziehungsweise falsche Positionierungen bei einer strahlentherapeutischen
Behandlung.
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In
der 3 ist die Patientenliege 1 aus 1 dargestellt,
wobei hier das Liegenbrett 2 – entsprechend dem
darauf gelagerten Patienten 4, in – übertrieben – dargestellter
Biegung gezeigt ist. Die ungebogene Mittellinie des Liegenbrettes 11 ist ebenfalls
dargestellt. Zusätzlich zeigt die 3 noch auf
der rechten peripheren Seite eine Stützrolle mit einem
Kräftesensor 10, die die Belastung des Liegenbrettes
an dieser Position detektieren kann.
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Grundsätzlich
bestehen verschiedene Möglichkeiten die Durchbiegung dieses
Liegenbrettes 2 beziehungsweise auch die zusätzlich
wesentlich geringer ausfallende Biegung des Patiententisches zu bestimmen.
Einerseits kann in einem einfachen Ansatz das Gewicht des Patienten 4,
gegebenenfalls mit zusätzlichen Ausrüstungsgegenständen,
die zur Untersuchung des Patienten notwendig sind, bestimmt werden,
wobei in erster Näherung von einer Punktbelastung des Patienten
im Schwerpunkt auf dem Liegenbrett ausgegangen werden kann. Hierzu kann
die Orientierung des Patienten 4 – Kopf rechts oder
Kopf links – angegeben werden, da hierdurch der Schwerpunkt
besser lokalisierbar ist. Zusätzlich besteht auch die Möglichkeit,
die Größe des Patienten in diese Berechnung einfließen
zu lassen, da auch hierdurch eine Verschiebung des Schwerpunktes
des Patienten bewirkt wird. Aufgrund von theoretischen Überlegungen
oder von Erfahrungswerten kann die ungefähre Position des
Schwerpunktes des Patienten daraufhin bestimmt werden und die Durchbiegung
der Liege und des Liegentisches auf der Basis dieser Annahmen und
auf der Basis bekannter Biegeeigenschaften der Patientenliege berechnet werden.
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Eine
andere Möglichkeit besteht darin, eine mittlere Gewichtsverteilung
des gemessenen Patientengewichts über die Länge
des Patienten anzunehmen beziehungsweise eine typische Gewichtsverteilung
eines Patienten über die tatsächlich gemessene Länge
anzunehmen und entsprechend dieser Gewichtsverteilung ebenfalls
die Durchbiegung der Patientenliege, abhängig von der Auskragung
des Liegenbrettes 2, zu berechnen und auf diese Weise den tatsächlichen
Höhenversatz des Patienten 4 im Bereich des Messfeldes
zu errechnen.
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Ergänzend
besteht auch die Möglichkeit, aufgrund vorhandener Kraftsensoren
am Liegentisch 3 und Messung der auftretenden Kräfte
beim Verfahren des Liegenbrettes 2, entweder den Schwerpunkt auf
diese Weise zu bestimmen oder die mittlere Gewichtsverteilung beziehungsweise
eine tatsächliche Gewichtsverteilung des Patienten über
das Liegenbrett zu ermitteln und anhand der ermittelten Schwerpunktlage
beziehungs weise Gewichtsverteilung den Höhenversatz des
Patienten im Mess- oder Therapiefeld zu errechnen.
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Zum
Ausgleich des ermittelten Höhenversatzes besteht einerseits
die Möglichkeit, diesen Höhenversatz rein rechnerisch
bei der Bildermittlung oder im Rahmen der Strahlentherapie zu berücksichtigen. Andererseits
kann auch auf einfache Weise eine mechanische Höhenkorrektur
durchgeführt werden, wodurch sich aufwendige Berechnungen
zur Berücksichtigung des Höhenversatzes erübrigen.
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Zwei
Varianten des mechanischen Ausgleiches sind in den 4 und 5 dargestellt.
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Die 4 zeigt
eine Höhenkorrektur im Messfeld 6 durch ein einfaches
Anheben des Liegentisches 3, um eine Höhe Δh.
Hierdurch wird zwar das Gefälle des Liegenbrettes 2 im
Bereich des Messfeldes nicht kompensiert, jedoch lässt
sich sehr einfach der Höhenversatz im Messfeld 6 ausgleichen.
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Eine
andere Möglichkeit ist in der 5 dargestellt.
Hier wird durch Verkippen des Liegentisches 3 um eine Kippachse 12 eine
Verkippung des Liegenbrettes 2 herbeigeführt,
so dass der Patient 4 im Bereich des Messfeldes 6 unabhängig
von der Länge des Auskragens des Liegenbrettes 2 immer
an gleicher vertikaler Position liegt. Vorteil dieses Verfahrens
liegt darin, dass das Liegenbrett 2 im Bereich des Messfeldes 6 weniger
geneigt ist, als bei der Variante aus 4. Allerdings
lässt sich dieses Verfahren durch eine Kombination beider
Möglichkeiten, nämlich Verkippung und Höhenkorrektur,
weiter verbessern, so dass der Patient 4 im Bereich des
Messfeldes 6 praktisch immer horizontal gelagert ist und auf
diese Weise eine optimale Bildqualität und auch eine optimale
Positionierung der Strahlentherapie möglich ist.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen
der Erfindung zu verlassen. Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung, eine
mechanische Umkehr der Funktionen der einzelnen mechanischen Elemente
zu bewirken.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004061591
B3 [0003]