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Die
Erfindung betrifft eine Diagnostikeinrichtung mit einer Anlage zur
Erzeugung von medizinischen Bildern, die sich während der
Aufnahme der medizinischen Bilder bewegende Teile aufweist, mit einem
Medizingerät zur Steuerung der Anlage sowie zur Erfassung
der Bildsignale, mit einem Patientenlagerungstisch und mit Anschlussleitungen.
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Koronare
Herzkrankheiten (KHK) sind die häufigste Form von Herzerkrankungen
in Europa. Männer sowie Frauen nach dem Klimakterium unterliegen
dem gleichen Risiko dieser Erkrankungen, die Auswirkungen auf Gesundheit,
Lebensqualität und Lebenserwartung haben.
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Heutzutage
sind mehr Europäer von koronaren Herzkrankheiten betroffen
als je zuvor. Allein in Deutschland leben ca. 1,5 Millionen Männer
und 1,2 Millionen Frauen mit diesen Krankheiten. Die KHK ist mit
ihren akuten Manifestationen die häufigste Todesursache
in den Industrienationen.
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Die
KHK ist eine chronische Erkrankung, die im Verlauf von Jahren bis
Jahrzehnten fortschreitet. Eine Heilung ist nicht möglich;
jedoch kann eine Verschlechterung durch Behandlung der Risikofaktoren häufig
eingedämmt werden. Des Weiteren kann die koronare Herzkrankheit
medikamentös, durch therapeutische Eingriffe mittels Herzkatheter
und operativ behandelt werden.
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Die
im Herzkatheterlabor genutzten aktuellen Angiographiesysteme verfügen über
eine Aufnahmetechnik, bei der der C-Bogen, die Halterung für Röntgenröhre
und Detektor oder Bildverstärker, innerhalb einer definierten
Zeit, beispielsweise 5 Sekunden, über einen definierten
Winkel, z. B. 200°, um das Isozentrum rotiert. Dabei werden über
100 Projektions bilder aufgenommen, aus denen dann 3-D-Daten rekonstruiert
werden. Die 3-D-Visualisierung geschieht vorwiegend mittels Volume-Rendering-Technik.
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Ein
derartiges Rotationsangiographiegerät für die
Angiokardiographie ist aus der
DE 10 2004 017 478 A1 bekannt und weist neben
einer an einem C-Bogen angebrachten Strahlungsquelle und neben einem
Detektor eine Auswerteeinheit auf, die aus den vom Detektor gelieferten
Projektionsbildern Modelle geringer Auflösung für
das zu untersuchende, sich bewegende Objekt erstellt und die auf
der Grundlage der Modelle Bewegungsfehler für die vom Detektor erzeugten
Projektionsbilder erzeugt, so dass aus den Projektionsbildern bewegungskorrigierte
Projektionsbilder berechnet werden können, die sich zum
Erstellen eines dreidimensionalen Modells mit hoher Auflösung
des zu untersuchenden Objekts verwenden lassen.
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Eine
Weiterentwicklung der 3-D-Rotationsangiographie ist das sogenannte
DynaCT-Verfahren, welches in der Lage ist, CT-ähnliche
Schnittbilder zu berechnen. Dieses Verfahren kann auf periphere, kardiale,
pelvine und renale vaskuläre Indikationen angewandt werden. Ähnlich
wie bei der 3-D-Rotationsangiographie rotiert hier der C-Bogen um
das Isozentrum.
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Ein
derartiges Verfahren ist beispielsweise aus dem Prospekt
"AXIOM
Artis FD Systems/DynaCT – A Breakthrough in Interventional
3D Imaging" von Patrick Kurp, ein "Reprint from
Medical Solutions, January 2005, Page 46–51",
Bestellnr. A91100-M1400-D105-1-7600, Druckzeichen CC 66105 SD 12043,
bekannt, bei dem auch 3-D-Weichteilgewebe von nicht bewegten Organen
mit Röntgentechnik dargestellt werden können.
Dieses Verfahren zur 3-D-Soft-Tissue Erzeugung ist weiterhin in der
DE 10 2004 057 308
A1 beschrieben.
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In
der 1 ist eine derartige Röntgendiagnostikeinrichtung
dargestellt, die einen an einem Ständer in Form eines Bodenstativs 1 drehbar
gelagerten C-Bogen 2 aufweist, an dessen Enden eine Röntgenstrahlungsquelle,
beispielsweise ein Röntgenstrahler 3 und ein Röntgenbilddetektor 4 angebracht
sind.
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Der
Röntgenbilddetektor 4 kann ein rechteckiger oder
quadratischer, flacher Halbleiterdetektor sein, der vorzugsweise
aus amorphem Silizium (a-Si) erstellt ist.
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Im
Strahlengang des Röntgenstrahlers 3 befindet sich
auf einem Patientenlagerungstisch 5 zur Aufnahme beispielsweise
eines Herzens ein zu untersuchender Patient 6. An der Röntgendiagnostikeinrichtung
ist ein Bildsystem 7 angeschlossen, das die Bildsignale
des Röntgenbilddetektors 4 empfängt und
verarbeitet. Die Röntgenbilder können dann auf einem
Monitor 8 betrachtet werden.
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Der
C-Bogen
2 kann auch an einem beispielsweise aus der
DE 10 2005 012 700
A1 bekannten Industrieroboter drehbar gelagert sein, welcher bevorzugt
sechs Drehachsen und damit sechs Freiheitsgrade aufweist. Dadurch
kann der C-Bogen
2 beliebig räumlich verstellt
werden, zum Beispiel indem er um ein Drehzentrum (Isozentrum) zwischen dem
Röntgenstrahler
3 und dem Röntgendetektor
4 gedreht
wird. Das erfindungsgemäße Röntgensystem
1 bis
4 ist
insbesondere um Drehzentren und Drehachsen in der Ebene des Röntgenbilddetektors
4 drehbar,
bevorzugt um den Mittelpunkt des Röntgenbilddetektors
4 und
um den Mittelpunkt des Röntgenbilddetektors
4 schneidende
Drehachsen.
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Mit
raschem Fortschreiten der Hardware- und Softwareentwicklung ist
die konsekutive Fortsetzung der 3-D-Rotationsangiographie die 4-D-Angiographie
mit dynamischer Flussanalyse durch eine additive zeitliche Auflösung
zur bestehenden räumlichen Auflösung der 3-D-Rotationsangiographie.
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Bei
diesen aktuell im klinischen Betrieb eingesetzten und sich in Entwicklung
befindlichen Verfahren ist die Bewegung der Röntgenröhre
und des Detektors für die Röntgenstrahlen ein
erforderlicher Arbeitsschritt.
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Dieser
Arbeitsschritt verursacht auch das Problem, dass bei der Rotation
sich der C-Bogen 2 in einem Bereich unter dem Patientenlagerungstisch 5 bewegt,
in dem sich üblicherweise auch Versorgungsleitungen, wie
Medienzuleitungen 13 und Signalkabel 15 sowie
bei Vollnarkose auch der Respirationsschlauch 11, befinden.
Diese Kabel 15, Zuleitungen 13 und Schläuche 11,
im Weiteren Anschlussleitungen genannt, sind Verbindungen zwischen
dem Patienten 6 und den medizinischen Geräten,
wie beispielsweise Beatmungsvorrichtung 10, Injektor 12 und
EKG-Vorrichtung 14.
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Bei
der schnellen Rotationsbewegung des C-Bogens 2 können
diese Anschlussleitungen 11, 13, 15 mitgeschleift
werden und ggf. dabei aus den Anschlüssen an den Geräten 10, 12, 14 oder
aus dem Patienten 6 gerissen werden. Aus diesem Grunde
besteht eine potentielle Gefährdung für die Gesundheit
des Patienten 6 und die Unversehrtheit der medizintechnischen
Geräte 10, 12, 14.
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In
der 2 sind nun die Komponenten dargestellt, die bei
den Rotationen wesentlich sind. Durch die Drehung des C-Bogens 2 mit
Röntgenstrahler 3 und Röntgenbilddetektor 4 entsteht
ein Gefahrenbereich 16, in dem es zu Kollisionen mit Personen
oder den Versorgungsleitungen kommen kann.
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In
der klinischen Routine wurde bisher vom Fachpersonal im Katheterlabor
versucht, die Kabel während der Rotation so zu halten,
dass sie sich außerhalb des Schwenkbereiches des C-Bogens 2 befanden.
Dies erforderte zum Teil, dass bis zu zwei Fachkräfte,
einer auf jeder Seite des Patientenlagerungstisches 5,
die Anschlussleitungen 11, 13, 15 außerhalb
des Gefahrenbereichs 16 halten mussten.
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Die
Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Diagnostikeinrichtung der
eingangs genannten Art derart auszubilden, dass kein Konflikt zwischen den
drehenden Teilen der Diagnostikeinrichtung und den statischen Teilen
entsteht.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass Führungselemente vorgesehen sind, die die Anschlussleitungen
außerhalb eines Gefahrenbereichs mit großer Bewegung
der sich während der Aufnahme der medizinischen Bilder
bewegenden Teile der Anlage halten. Dies kann entlang der Drehachse
des C-Bogens oder außerhalb des Gefahrenbereiches erfolgen,
in denen der Bewegungsvektor sehr klein oder Null ist.
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Erfindungsgemäß können
die Anschlussleitungen derart positioniert werden, dass sie möglichst nahe
an der Drehachse, dem Isozentrum, des C-Bogens liegen oder außerhalb
des Gefahrenbereiches geführt werden.
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Es
hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Führungselemente
ein erstes Führungselement aufweisen, das zur Führung
der Anschlussleitungen dient. Dieses erste Führungselement
kann die optimale Leitung bzw. Verbesserung der Signale ermöglichen.
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In
vorteilhafter Weise können die Führungselemente
ein zweites Führungselement aufweisen, das einen konstanten
Zug aufrecht erhält. Erfindungsgemäß kann
das zweite Führungselement bei abrupt auftretender Belastung
die Anschlussleitungen freigeben, um eine Verletzung des Patienten oder
eine Beschädigung der Geräte zu vermeiden, wobei
das Freigeben der Anschlussleitungen des zweiten Führungselements
durch Abschalten des Zugmechanismus erfolgen kann. Alternativ kann
das Freigeben der Anschlussleitungen des zweiten Führungselements
durch Trennung an einer Kupplung erfolgen.
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Erfindungsgemäß können
die Anschlussleitungen Signalkabel, Medienzuleitungen und/oder Schläuche,
insbesondere der Respirationsschlauch, sein.
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Es
hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Führungselemente
außerhalb des Strahlenganges des Röntgenstrahlers
angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß können
die Führungselemente derart ausgebildet sein, dass sie
negative Beeinflussungen (z. B. Interferenzen) der in den Anschlussleitungen
geleiteten Signale oder Medien reduzieren und/oder eine Verbesserung
der elektrischen Signale durch Verstärkung oder Umwandlung und Übertragung
als Lichtsignale erreichen.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
bekanntes Röntgen-C-Bogen-System,
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2 Darstellung
des Gefahrenbereichs bei dem Röntgen-C-Bogen-System gemäß 1,
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3 eine
erste Ausführungsform einer erfindungsgemäß im
Isozentrum an dem Bodenstativ 1 angebrachten Haltevorrichtung,
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4 eine
zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäß unterhalb
des C-Bogens 2 geführten Haltevorrichtung,
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5 eine
dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäß oberhalb
des C-Bogens 2 geführten Haltevorrichtung und
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6 eine
vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäß im
Isozentrum an dem Patientenlagerungstisch angebrachten Haltevorrichtung.
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Nachfolgend
sind vier verschiedene Varianten einer Diagnostikeinrichtung mit
einer Vorrichtung zur Positionierung von Versorgungsleitungen, Schläuchen
und Signalkabeln dargestellt.
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In
der 3 ist eine erste Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Haltevorrichtung beschrieben.
Von einem Medizingerät 17, beispielsweise einer
Beatmungsvorrichtung 10, einem Injektor 12 und/oder
einer EKG-Vorrichtung 14, gehen Anschlussleitungen aus,
beispielsweise ein Respirationsschlauch 11, eine Medienzuleitung 13 und/oder ein
Signalkabel 15. Eine erste Anschlussleitung 18 ist mit
einem ersten Führungselement 19 angeschlossen
und verbindet das Medizingerät 17 mit dem ersten
Führungselement 19. Dieses erste Führungselement 19 steht
mit einem zweiten Führungselement 20 derart in
Verbindung, dass sie die Medien oder Signale sicher übertragen,
wobei die Übertragung auch bei Drehungen zwischen den Führungselementen 19 und 20 erfolgen
kann. Dieses zweite Führungselement 20 ist an
der Befestigung des C-Bogens 2 mit diesem drehbar angebracht.
Von dem zweiten Führungselement 20 führt
eine zweite Anschlussleitung 21 zu dem Patienten 6 auf
dem Patientenlagerungstisch 5.
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Die
erste Ausführungsform kann dabei beispielsweise folgenden
Aufbau aufweisen:
In der Nähe der Drehachse im Isozentrum 9 des C-Bogens 2 ist
als erstes Führungselement 19 ein kurzes, beispielsweise
10 cm langes, aufdehnbares Leerrohr angebracht, welches die Kabel 15,
Zuleitungen 13 und Schläuche 11 aufnehmen
kann und diese während der Rotation des C-Bogens 2 in
unveränderter Position hält. Die Kabel 15,
Zuleitungen 13 und Schläuche 11 sollten
vorzugsweise in dem Leerrohr bzgl. axialer Rotation und bzgl. Vorschubs ”gleitend” untergebracht
sein. Dies kann dadurch erreicht werden, dass beispielsweise viele
kleine Kugellager im Inneren des Leerrohrs vorgesehen sind oder
das Leerrohr mit einer sehr glatten, gleitfähigen Innenfläche
versehen ist.
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Als
Alternative kann ein in Nähe der Drehachse im Isozentrum 9 des
C-Bogens 2 aufdehnbarer oder spiralförmig konstruierter
Ring als erstes Führungselement 19 am C-Bogen 2 zur
Aufnahme der Kabel 15, Zuleitungen 13 und Schläuche 11 angebracht,
der diese erste Anschlussleitung 18 während der
der Rotation des C-Bogens 2 in unveränderter Position
hält. Die Kabel 15, Zuleitungen 13 und Schläuche 11 sollten
vorzugsweise in dem Ring bzgl. axialer Rotation und bzgl. Vorschubs ”gleitend” untergebracht
sein, wobei beispielsweise das Innere des Rings mit vielen kleinen
Kugellagern oder sehr glatter, abgerundeter, gleitfähiger
Innenfläche versehen ist.
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In
der 4 ist eine zweite Ausführungsform der
Haltevorrichtung dargestellt. In diesem Falle wird die Zuführung
der Anschlussleitungen 18 und 21 nicht über
das Isozentrum 9, sondern unterhalb des Gefahrenbereiches 16 durchgeführt.
Das erste Führungselement 22 leitet die erste
Anschlussleitung 18 unterhalb des Gefahrenbereiches 16 zu
dem zweiten Führungselement 23, von dem aus die
zweite Anschlussleitung 21 zum Patientenlagerungstisch 5 und dem
Patienten 6 nach oben geführt ist.
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In
der 5 ist eine weitere Ausführungsform der
Haltevorrichtung wiedergegeben, die den nach oben gespiegelten Verlauf
der Führungselemente 22 und 23 und Anschlussleitungen 18 und 21 gemäß 4 zeigt.
Das heißt, dass das erste Führungselement 22 die
erste Anschlussleitung 18 oberhalb des Gefahrenbereiches 16 leitet.
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In
einer weiteren Ausführungsform der Haltevorrichtung ist
das Medizingerät 17 mit dem Patientenlagerungstisch 5 über
die erste Anschlussleitung 18 verbunden. An der Platte
des Patientenlagerungstisches 5 ist ein erstes Führungselement 24 angebracht,
das die erste Anschlussleitung 18 mit einem zweiten Führungselement 25 verbindet.
Von dem zweiten Führungselement 25 ist die zweite
Anschlussleitung 21 an den Patienten 6 geführt.
Dies ist wiederum eine Zuführung der wesentlichen Anschlussleitungen über
das Isozentrum 9, diesmal vom Patientenlagerungstisch 5 aus,
indem nur geringe Bewegungen zu verzeichnen sind. Außerdem
ist der Bereich um den Patienten 6 durch übliche
Kollisionsschutzvorrichtungen von Bewegungen freigehalten.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung erfüllt
folgende Bedingungen:
- • Die Kabel 15,
Zuleitungen 13 und Schläuche 11 werden
so positioniert, dass sie möglicht nahe an der Drehachse
(Isozentrum 9) des C-Bogens 2 oder außerhalb
des Gefahrenbereiches 16 geführt werden.
- • Die Kabel 15, Zuleitungen 13 und
Schläuche 11 können einfach – idealerweise
mit einer Hand, rechts oder links – von der Vorrichtung
aufgenommen und wieder aus ihr entfernt werden.
- • Die Vorrichtung sichert die aufgenommenen Kabel 15,
Zuleitungen 13 und Schläuche 11 gegen Herausrutschen.
- • Die Vorrichtung ist so ausgelegt, dass sie eine unterschiedliche
Anzahl von Kabeln 15, Zuleitungen 13 und Schläuche 11 aufnehmen
kann.
- • Die Vorrichtung ist so ausgelegt, dass sie auch bei
unterschiedlichem Gesamtgewicht der Kabel 15, Zuleitungen 13 und
Schläuche 11 einen konstanten Zug auf diese aufrechterhält
und so die Führung entlang einer Ideallinie ermöglicht.
- • Auf abrupten Zug – entsprechend der Erfassung der
Kabel 15, Zuleitungen 13 und Schläuche 11 durch
den C-Bogen oder der plötzlichen Bewegung des Patienten 6 (mit
oder ohne Patientenlagerungstisch 5) – gibt die
Vorrichtung nach, um eine Verletzung des Patienten 6 oder
eine Beschädigung der Geräte zu vermeiden.
- • Die zur Vorrichtung gehörenden Elemente
behindern nicht den Strahlengang von dem Röntgenstrahler 3 zum
Detektor 4, weil sie sich entweder außerhalb des
Strahlenganges befinden oder strahlendurchlässig sind.
- • Die Vorrichtung führt die aufgenommenen
Kabel 15, Zuleitungen 13 und Schläuche 11 in
einer Art und Weise, dass die negativen Beeinflussungen (z. B. Interferenzen)
der darin geleiteten Signale oder Medien verhindert oder mindestens
auf ein gesetzlich vertretbares Minimum reduziert wird. Im Falle
von elektrischen Signalen wird idealerweise eine Verbesserung z.
B. durch Verstärkung oder Umwandlung/Übertragung
als Lichtsignale erreicht.
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Die
Vorrichtung besteht idealerweise aus zwei Elementen:
- – Das erste Führungselement 19, 22, 24 dient
zu Führung der Kabel 15, Zuleitungen 13 und Schläuche 11 entlang
der Drehachse 9 des C-Bogens 2 oder außerhalb
des Gefahrenbereiches 16. Dieses Führungselement 19, 22, 24 realisiert erfindungsgemäß die
optimale Leitung bzw. Verbesserung der Signale.
- – Das zweite Führungselement 20, 23, 25 erhält einen
konstanten Zug aufrecht und gibt bei abrupter Belastung die Kabel 15,
Zuleitungen 13 und Schläuche 11 frei.
Das Freigeben kann durch Abschalten des Zugmechanismus oder durch
die Trennung an einer nicht dargestellten Kupplung erfolgen.
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Die
Kombination von konstruktiven mechanischen, elektrischen und optischen
Elementen zur Führung, Aufnahme, Sicherung und belastungshängigen
Freigabe von Kabeln 15, Zuleitungen 13 und Schläuchen 11 außerhalb
eines Gefahrenbereiches 16 durch bewegte Teile von Angiographiesystemen löst
erfindungsgemäß die beanstandeten Probleme.
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Dabei
sind die Führungselemente derart gestaltet, dass sie für
die übertragenen Signale und Medien mindestens neutral
oder verbessernd wirken.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht
die für periphere, kardiale, pelvine und renale vaskuläre
Indikationen vorteilhafte Verfahren der Rotationsangiographie, DynaCT
und andere Aufnahmetechniken, bei denen sich der C-Bogen 2 um
den Patienten 6 dreht, unter Vermeidung des bisher bestehenden
Gefährdungspotential für Patienten 6,
Personal und Gerätetechnik und ohne dass Personen die Kabel 15,
Zuleitungen 13 und Schläuche 11 während der
Bewegung des C-Bogens in Position halten müssen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004017478
A1 [0006]
- - DE 102004057308 A1 [0008]
- - DE 102005012700 A1 [0012]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - ”AXIOM
Artis FD Systems/DynaCT – A Breakthrough in Interventional
3D Imaging” von Patrick Kurp, ein ”Reprint from
Medical Solutions, January 2005, Page 46–51”,
Bestellnr. A91100-M1400-D105-1-7600, Druckzeichen CC 66105 SD 12043 [0008]