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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 Projektionsbilder 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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DE 10 2004 017 478 A1 betrifft eine Vorrichtung für die Gewinnung von Strukturdaten eines sich bewegenden Objekts. Während sich ein C-Arm um einen Patienten bewegt, werden Bilder aufgenommen, die unter Verwendung von Daten eines Elektrokardiographen, der über Elektroden mit dem Patienten verbunden ist, ausgewertet werden.
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DE 10 2005 036 963 B3 betrifft ein medizinisches Bildaufnahmeverfahren und eine zugehörige Vorrichtung, bei der ebenso eine EKG-Einheit verwendet wird.
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US 5,450,466 betrifft eine radiographische Vorrichtung mit einem C-Bogen zum Halten einer Röntgenröhre und einer Bildempfangseinheit. Nachdem der C-Bogen gleitend gelagert ist, ist eine unterschiedliche Kabellänge bis zu der Röntgenröhre und der Bildempfangseinheit nötig. Um das Heraushängen überschüssiger Kabellänge zu vermeiden, ist eine Kabeltrommel zentral am C-Bogen vorgesehen.
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DE 10 2005 053 030 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Führung eines Kabels. Um mobile Geräte beliebig in einem Raum platzieren zu können, ist insbesondere vorgesehen, Führungsmittel an Raumbegrenzungen vorzusehen, über die eine Vorrichtung zur Anpassung der Kabelmodalität geführt und somit mit dem mobilen Gerät mitbewegt werden kann.
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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 durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Es sind Führungselemente vorgesehen, die die Anschlussleitungen außerhalb eines Gefahrenbereichs mit großer Bewegung der sich während der Aufnahme der medizinischen Bilder bewegenden Teile der Anlage halten. Dies erfolgt entlang der Drehachse des C-Bogens in einem Bereich, in dem der Bewegungsvektor sehr klein oder Null ist.
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Erfindungsgemäß werden die Verbindungen (Anschlussleitungen) derart positioniert, dass sie möglichst nahe an der Drehachse, dem Isozentrum, des C-Bogens liegen.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Führungselemente ein erstes Führungselement aufweisen, das zur Führung der Verbindungen 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 Verbindungen freigeben, um eine Verletzung des Patienten oder eine Beschädigung der Geräte zu vermeiden, wobei das Freigeben der Verbindungen des zweiten Führungselements durch Abschalten des Zugmechanismus erfolgen kann. Alternativ kann das Freigeben der Verbindungen des zweiten Führungselements durch Trennung an einer Kupplung erfolgen.
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Erfindungsgemäß können die Verbindungen 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 Verbindungen 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, und
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3 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäß im Isozentrum an dem Bodenstativ 1 angebrachten Haltevorrichtung.
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Nachfolgend ist eine Ausführungsform einer Diagnostikeinrichtung mit einer Vorrichtung zur Positionierung von Versorgungsleitungen, Schläuchen und Signalkabeln dargestellt.
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In der 3 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung beschrieben. Von einem Medizingerät 17, beispielsweise einer Beatmungsvorrichtung 10, einem Injektor 12 und/oder einer EKG-Vorrichtung 14, gehen Verbindungen (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 weist folgenden Aufbau auf:
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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Die erfindungsgemäße Vorrichtung erfüllt folgende Bedingungen:
- • Die Kabel 15, Zuleitungen 13 und Schläuche 11 werden so positioniert, dass sie möglichst nahe an der Drehachse (Isozentrum 9) des C-Bogens 2 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 dient zu Führung der Kabel 15, Zuleitungen 13 und Schläuche 11 entlang der Drehachse 9 des C-Bogens 2. Dieses Führungselement 19 realisiert erfindungsgemäß die optimale Leitung bzw. Verbesserung der Signale.
- – Das zweite Führungselement 20 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.
