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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Steuereinrichtung zum
Steuern des Positionierens eines Untersuchungsobjekts in einer medizintechnischen
Anlage.
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Bildgebende
Systeme wie Computertomographen, Magnetresonanzsysteme etc. nehmen
heute im medizinischen Bereich eine bedeutende Rolle ein. Die von
den bildgebenden Systemen erzeugten Darstellungen der inneren Organe
und Strukturen des Patienten werden zur Diagnose von Krankheitsursachen,
zur Planung und Durchführung
von Operationen oder auch zur Vorbereitung von therapeutischen Maßnahmen
angewandt.
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Ein
bekanntes Computertomographie-System (CT-System) verfügt neben
anderen Komponenten über
eine Vorrichtung zum Positionieren von Patienten, die auch unter
den Begriffen Patiententisch, Patientenliege oder kurz Liege bekannt
ist, und einen Scanner, mit dem gezielt Körperteile eines Patienten bildgebend
untersucht werden können.
Mit Hilfe der Liege lässt
sich ein Patient außerhalb
eines Scannerbereichs aufnehmen und danach in den Scannerbereich
transportieren. In dem Scannerbereich wird der Patient computergesteuert
mit Hilfe der Liege positioniert, so dass die zu untersuchenden
Körperteile oder
Körperschichten
dem Scanner zugänglich
gemacht werden. Eine solche Liege umfasst einen Tisch, auf dem der
Patient platzierbar ist, und Positionierungsmittel, die zum Positionieren
sowohl hinsichtlich der vertikalen als auch der horizontalen Lage
des Tisches ausgebildet sind. Die Positionierungsmittel weisen elektrische
und/oder mechanische Komponenten sowie eine mit solchen Komponenten
zusammenwirkende Steuereinrichtung auf, mit deren Hilfe das Positionieren
des Tisches gesteuert wird. Zum Aufnehmen des Patienten wird der Tisch
vollständig
durch ein Zurückfahren
aus dem Scannerbereich entfernt und in eine Ausgangshöhe abgesenkt,
so dass ein möglichst
einfaches Platzieren des Patienten auf dem Tisch ermöglicht ist.
Danach wird der Tisch in eine Scannhöhe angehoben und durch ein
Vorwärtsfahren
in den Scannbereich hinein bewegt. Der Höhenunterschied zwischen Scannhöhe und Ausgangshöhe wird
dabei als Tischhubbereich bezeichnet. Die Geschwindigkeit, mit welcher
der Tisch in der Höhe
verstellbar ist, wird als Tischhubgeschwindigkeit bezeichnet. Die
Geschwindigkeit, mit welcher der Tisch vorwärts bzw. rückwärts bewegt wird, wird als Tischvorschub
bezeichnet.
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Gegenwärtig muss
jedoch bereits bei der Neuplanung eines CT-Systems zwischen einer so genannten
Schwerlastliege oder einer Standardliege gewählt werden. Die Schwerlastliege
ermöglicht
den Betrieb der Anlage mit Patienten, deren Gewicht höher als
ein Schwellwert von z. B. 200 kg ist. Dies erfolgt nicht etwa durch
eine Veränderung
von elektrischen oder mechanischen Komponenten der Liege, sondern
durch eine auf den jeweiligen Gewichtsbereich abgestimmte Klasse
von Werten von Betriebsparametern, die in den Steuermitteln unveränderbar gespeichert
sind. Die Klassen unterscheiden sich dadurch, dass bei der Schwerlastliege
im Verhältnis
zur Standardliege ein kleinerer maximaler Tischvorschub und ein
größerer minimaler
Tischvorschub, eine höhere
Tischbelastung und ein kleinerer Hubbereich sowie eine kleinere
maximale Tischhubgeschwindigkeit vorgesehen sind. Typische Werte
der Betriebsparameter dieser beiden Klassen sind in 2 abgebildet.
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Diese
Unterscheidung von Betriebsparameterklassen ist insbesondere deshalb
notwendig, weil es sich bei Standardliegen in Verbindung mit schwergewichtigen
Patienten als problematisch erwiesen hat einen zuverlässiger Tischvorschub
zu gewährleisten,
obwohl die Traglast des Tisches oder präziser des Tischbretts es erlauben
würde einen
schwergewichtigen Patient zu tragen.
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So
kann es beispielsweise vorkommen, dass bei einer zu langsamen Bewegung
(sehr niedriger Tischvorschub) die Bewegung aufgrund des Gewichts
abbricht. Ebenso kann es vorkommen, dass das Anheben des Tisches,
der in der Ausgangshöhe der Standardliege
positioniert ist, also unterhalb der Ausgangshöhe der Schwerlastliege, die
einen kleineren Hubbereich aufweist, nicht möglich ist und ein Patient den
Tisch verlassen muss, damit dieser unbelastet in eine höhere Lage
gefahren werden kann, wo dieses Problem nicht mehr auftritt. Dieser
Korrekturvorgang kann einem Patienten, der beispielsweise verletzt
oder schwer erkrankt ist, nicht zugemutet werden. Dieser Vorgang
ist auch für
den Betrieb des CT-Systems nachteilig, weil sich die Standzeit erhöht.
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Die
Vor- und Nachteile beider Varianten von Liegen schließen einander
aus, sodass bereits bei der Neuplanung des CT-Systems durch die
Auswahl der Patientenliege (Standard oder Schwerlast) der Patientenkreis
festgelegt wird. Wird nämlich
die Standardliege gewählt,
so können
schwergewichtige Patienten nicht untersucht werden, weil der zuverlässige Betrieb
im gesamten Betriebsparameterbereich der Standardliege nicht gewährleistet
ist. Wird hingegen die Schwerlastliege gewählt, so können zwar auch normalgewichtige
Patienten untersucht werden, dies jedoch nur in einem im Verhältnis zu
der Standardliege relativ eingeschränkten Betriebsparameterbereich.
Diese Situation verursacht jedoch auf Seiten des Radiologen erhebliche
Probleme, da die Mehrheit der Radiologen als Generalist tätig ist
oder sein möchte
und eine reine Spezialisierung auf schwergewichtige oder leichtgewichtige
(normalgewichtige) Patienten nicht gewollt ist. Zur Lösung dieses
planungstechnischen Dilemmas werden jedoch auch Liegen mit leistungsfähigeren
elektrischen und/oder mechanischen Komponenten angeboten, was jedoch
zu einer erheblichen Verteuerung führt. Bei den Radiologen ist
vielmehr gewollt, dass der als Generalist tätige Radiologe jede Gewichtsklasse
von Patienten mit einer relativ kostengünstigen Lösung untersuchen kann.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives, komfortableres
Verfahren und eine entsprechende Steuereinrichtung zum Positionieren
von Patienten in einer medizintechnischen Anlage anzugeben, mit
dem die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 sowie durch
eine Steuereinrichtung gemäß Patentanspruch
8 gelöst.
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Bei
einem erfindungsgemäßen Verfahren zum
Steuern des Positionierens eines Untersuchungsobjekts in einer medizintechnischen
Anlage, bei dem das Steuern auf Grundlage eines Werts eines Betriebsparameters
einer Steuereinrichtung erfolgt, wird zunächst ein Gewichtsindikator,
der das Gewicht oder eine Gewichtsklasse des zu untersuchenden Objekts
repräsentiert,
erfasst. Damit ist von vorneherein sichergestellt, dass die gewichtsbedingten
Probleme von herkömmlichen
Liegen zuverlässig vermieden
werden können,
da diese Probleme grundsätzlich
durch die fehlende Gewichtsinformation verursacht sind. In einem
weiteren Verfahrensschritt wird auf automatische Weise in Abhängigkeit von
dem erfassten Gewichtsindikator entweder der Betriebsparameterwert
einer ersten Klasse, welche einem Normalgewicht zugeordnet ist,
oder der Betriebsparameterwert einer zweiten Klasse, welche einem über das
Normalgewicht hinaus erhöhten
Gewicht zugeordnet ist, gewählt.
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Damit
ist sichergestellt, dass die erfasste Gewichtsinformation auch tatsächlich zur
Anwendung kommt und eine manuelle Fehlbedienung beim Steuern des
Positionierens von vorneherein ausgeschlossen ist. Darüber hinaus
ist sichergestellt, dass ein der jeweiligen Gewichtsklasse entsprechender
Betriebsparameterwert zum Einsatz kommt, so dass bei bekannten Verfahren
auftretende Probleme zuverlässig beseitigt
sind und der Betrieb der medizintechnischen Anlage ohne ungewollte,
zum Beispiel einen Patienten störende
oder den Betrieb der Anlage negativ beeinflussende Umstände vonstatten
gehen kann. Insbesondere ist erstmals gewährleistet, dass selbst mit
einer auf Normalgewicht ausgelegten steuerbaren Liege (einer so
genannten Standardliege) gearbeitet werden kann, weil ein genau
auf den Spezialfall des erhöhten
Gewichtsbereichs abgestimmter Betriebsparameterwert zum Einsatz
kommt, der gewährleistet, dass
das Steuern des Positionierens zuverlässig auch im erhöhten Gewichtsbereich
durchführbar
ist. Voraussetzung dafür
ist selbstverständlich,
dass die mechanische Struktur einer solchen Standardliege der Belastung
durch das die Liege belastende Untersuchungsobjekt, wie z. B. durch
den „hochgewichtigen” Patienten,
gewachsen ist. Der aus der zweiten Klasse gewählte Betriebsparameterwert wird üblicherweise
nicht den für
Standardliegen üblichen
Wertbereich abdecken, was jedoch keinen Nachteil mit sich bringt,
weil die ökonomischen
Vorteile bei Ausnutzung des elektromechanischen Designs der Standardliege
für den
erhöhten
Gewichtsbereich bei weitem die Einschränkungen hinsichtlich des Wertebereichs überwiegen.
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Eine
erfindungsgemäße Steuereinrichtung, die
gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
arbeitet, kann Bestandteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Positionieren
des Untersuchungsobjekts oder sogar Bestandteil einer erfindungemäßen medizintechnischen
Anlage sein, die beispielsweise auch über eine solche Vorrichtung
verfügen
kann. Die Steuereinrichtung weist eine Schnittstelle auf, mit der
ein Gewichtsindikator erfasst wird, der das Gewicht oder die Gewichtsklasse
des zu untersuchenden Objekts repräsentiert. Sie weist weiterhin
Wahlmittel auf, mit denen in Abhängigkeit
von dem erfassten Gewichtsindikator der Betriebsparameter aus der ersten
Klasse oder aus der zweiten Klasse gewählt wird. Die Vorrichtung,
die beispielsweise eine steuerbare Patientenliege realisiert, weist
zusätzlich
eine Objektablageeinrichtung wie beispielsweise einen Tisch bzw.
die eigentliche Liege auf, auf dem das Untersuchungsobjekt, beispielsweise
ein Patient, Proband oder ein beliebiger z. B. im Rahmen einer Materialprüfung zu
untersuchender Gegenstand, platziert wird. Da ein häufiges Einsatzgebiet
aber die Untersuchung von auf einer Liege gelagerten Probanden oder
Patienten ist, werden im Folgenden – sofern nicht explizit anders
erwähnt
ohne Beschränkung
der Allgemeinheit – statt
des Begriffs „Untersuchungsobjekts” stellvertretend
auch die Begriffe „Patient” oder „Proband” verwendet
und die steuerbare Positionsvorrichtung auch kurz als „Liege” oder „Patientenliege” bezeichnet.
Zusätzlich
weist die Vorrichtung eine Antriebseinrichtung auf, die beispielsweise
aus elektromechanischen Komponenten besteht, die mit dem Tisch zusammenwirkt
und die zum Empfangen von Steuersignalen der Steuereinrichtung und
gemäß den empfangenen
Steuersignalen zum Positionieren bzw. Bewegen des Tisches in vertikaler
und horizontaler Richtung ausgebildet ist.
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Bei
der medizintechnischen Anlage handelt es sich vorzugsweise um eine
bildgebende Anlage, beispielsweise um ein Computertomographie-System
(CT-System) oder um ein Magnetresonanztomographie-System (MR-System),
bei dem das präzise gesteuerte
Positionieren des Patienten ein entscheidender Arbeitsschritt ist,
bei dem die erfindungsgemäße Steuereinrichtung
zum Einsatz kommt.
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Ein
Großteil
der zuvor genannten Komponenten der Steuereinrichtung, insbesondere
die Wahleinrichtung, können
ganz oder teilweise in Form von Softwaremodulen in einem Prozessor
einer entsprechend ausgelegten Steuereinrichtung realisiert werden.
Dies ist insoweit vorteilhaft, da durch eine Softwareinstallation
auch bereits vorhandene Steuereinrichtungen zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
nachgerüstet
werden können.
Die Erfindung umfasst daher auch ein Computerprogrammprodukt mit
Programmcodeabschnitten, welches direkt in einem Prozessor einer
programmierbaren Steuereinrichtung einer medizintechnischen Anlage
ladbar ist, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn
das Programm in der Steuereinrichtung ausgeführt wird.
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Weitere,
besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den abhängigen
Ansprüchen
sowie der nachfolgenden Beschreibung. Dabei können die erfindungsgemäße Steuereinrichtung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
oder die medizintechnischen Anlage auch analog zu den abhängigen Verfahrensansprüchen weitergebildet
sein.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird das Erfassen des Gewichtsindikators durch ein Zugreifen auf
eine elektronische Datei erfolgen, in der das Gewicht gespeichert
ist. Bei einer Untersuchung von Patienten oder Probanden kann insbesondere
auf bekannte und standardisierte Applikationen zurückgegriffen
werden, wie beispielsweise HIS/RIS (Radiologieinformationssystem).
Dadurch ist auf vorteilhafte Weise erreicht, dass standardisierte
Software und Softwareschnittstellen zum Einsatz kommen können und
die Gewichtsdaten direkt aus einem Workflowsystem für medizintechnische
Anwendungen entnommen werden können
und nicht neuerlich bestimmt werden müssen. Dies ist insbesondere
dann vorteilhaft, wenn der Patient noch nicht auf der Patientenliege platziert
ist, also die Liege noch unbelastet gesteuert werden kann.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verfahrens
erfolgt das Erfassen des Gewichtsindikators durch ein Einlesen eines Messwerts,
der das Gewicht des Objekts repräsentiert.
Dadurch ist erreicht, dass immer das momentan gültige tatsächliche Gewicht zur Verfügung steht
und beispielsweise Probleme mit veralteten und ungenauen Daten in
einer Patientendatei vermieden sind. Dabei kann eine elektronisch
auslesbare Waage zum Einsatz kommen, die beispielsweise der Patient
oder Proband betritt, bevor er auf einer steuerbar positionierbaren
Liege Platz nimmt.
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In
einem weiteren Aspekt des erfindungemäßen Verfahrens hat es sich
als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Messwert von einer
Waage eingelesen wird, die in eine solche Patientenliege integriert
ist. Dadurch ist ein erheblich ökonomischerer Verfahrensablauf
erhalten, weil der Patient oder Proband nicht separat gewogen werden
muss und somit ein zusätzlicher
Arbeitsschritt vermieden wird. Zu bemerken ist an dieser Stelle,
dass eine integrierte Waage nicht nur das Gewicht des Patienten
sondern auch das Gewicht weiterer Objekte die sich direkt am Patienten
befinden und zur Patientenstabili sierung (z. B. Sauerstoffflaschen,
...) benötigt
werden bestimmt.
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Bei
einem bevorzugten Verfahrensablauf wird das Wählen des Betriebsparameterwerts
aus einer der zwei Klassen einen oder eine Mehrzahl der nachfolgend
angeführten
Betriebsparameter betreffen, nämlich:
- – Tischhubbereich,
- – Tischhubgeschwindigkeitsbereich
und
- – Tischvorschubgeschwindigkeitsbereich.
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Dadurch
ist sichergestellt, dass immer der richtige Betriebsparameter angepasst
an die jeweilige Parameterklasse bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Anwendung kommt, so dass einerseits das Verfahren ungestört abgearbeitet
werden kann und andererseits auch andere Abläufe bei der medizintechnischen
Anlage, die von dem Steuern des Positionierens des Patienten abhängig sind,
ungestört und
zuverlässig
durchgeführt
werden können.
So kann es beispielsweise bei einem CT-System wichtig sein, dass
der Tischvorschub zuverlässig
und wohl kontrolliert vonstatten geht, weil sonst die Schichtbilder
nicht die geplanten bzw. erwarteten Schichten des Körpers des
zu untersuchenden Objekts abdecken. Zu diesem Zweck wird beispielsweise
der Betriebsparameterwert aus der zu dem jeweiligen Patientengewicht
passenden Klasse gewählt,
sodass beim Tischvorschub keine Probleme auftreten.
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Das
erfindungemäße Verfahren
wird insbesondere dann vorteilhafte Aspekte mit sich bringen, wenn
vor dem vom Gewicht des Patienten abhängigen Wählen des Betriebsparameterwerts
ein Vorwählen
erfolgt, sodass selbst im Fall eines Untersuchungsobjekts mit einem
zur zweiten Klasse korrespondierenden Gewicht ein sicherer Start
des gesteuerten Positionierens erfolgen kann. Dazu wird bei dem
Vorwählen,
und zwar bevor das Gewicht des Untersuchungsobjekts zur Geltung
kommt, also beispielsweise bevor eine Patientenliege mit einem Patienten
belastet wird, der Betriebsparameterwert der zweiten Klasse gewählt. Dies
betrifft insbesondere den Betriebsparameter Tischhubbereich, sodass
bereits bevor der Patient auf einem in der Höhe verstellbaren Tisch einer
Patientenliege platziert wird, der Tisch in eine Ausgangshöhe positioniert
werden kann, aus der ein Anheben des Tisches zusammen mit dem Patienten
in eine Scannhöhe
mit Sicherheit auch bei einem schwergewichtigen Patienten erfolgen
kann.
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Ein
weiterer Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens betrifft das
Regeln des Betriebsparameters hinsichtlich seines Werts während des
Positionssteuerns. Dabei wird in Abhängigkeit von der durch das
Gewicht des Untersuchungsobjekts erzeugten Belastung während des
Betriebs der Wert an die tatsächlichen
Gewichtsverhältnisse
angepasst. Durch diese Maßnahme
ist beispielsweise sichergestellt, dass immer den jeweiligen durch
das Objektgewicht verursachten Belastungsbedingungen Rechnung getragen
wird und davon abhängig
der Wert des Betriebsparameters während des Betriebs dynamisch bzw.
kontinuierlich verändert
wird. Dies kann beispielsweise dann von Vorteil sein, wenn mit einem Extremwert
des Betriebsparmeters aus der zweiten Klasse gestartet wird und
während
des Betriebs der Wert des Betriebsparameters den tatsächlichen
Gewichtsverhältnissen
angepasst wird. Im Umgang mit Patienten oder Probanden sind die
damit erhaltenen Vorteile jedenfalls sowohl auf Seiten des Betreibers der
medizintechnischen Anlage als auch auf Seiten des Patienten oder
des Probanden vorhanden, weil meist kürzere Behandlungszeiten zu
erwarten sind. Dies ist beispielsweise dadurch zu begründen, dass nicht
jeder Patient oder Proband, der in die zweite Gewichtsklasse fällt, ein
Gewicht von 280 kg aufweisen wird, für welches Extremgewicht die
Betriebsparameter in der zweiten Klasse ausgelegt sind. Somit lassen
sich beispielsweise die Wertebereiche der Betriebsparameter Tischvorschub
oder auch Tischhubgeschwindigkeit während des Betriebs erweitern, wenn
es sich herausstellt, dass das Objekt weniger als das Extremgewicht
von 280 kg hat. Auch wird dem Patienten bzw. dem Probanden das Absteigen von
dem Tisch erleichtert, wenn beispielsweise der Tischhubbereich – insbesondere
gegen Ende der Behandlung – gewichtsbedingt
entsprechend erweitert wird, also der Tisch weiter abgesenkt werden
kann. In diesem Zusammenhang sei jedoch erwähnt, dass vorteilhafterweise
das Bildaufnahmesystem eine dynamische Regelung des Tischvorschubs
berücksichtigen
sollte, da andernfalls fehlerhafte Rekonstruktion der Bilddaten
zustande kommen können.
Der Scanvorgang wird dabei von einem einem ”Scanmanager” überwacht,
der prüft,
ob alle Betriebsparameter aller Komponenten innerhalb vorgegebener
toleranzen liegen. Der Scanmanager würde bei Auftreten von Abweichungen
den Scanvorgang unterbrechen. Daher sollte vorzugsweise das eingestellte
oder dynamisch geregelte Steuersignal neben der Antriebseinrichtung
auch auf das Bildaufnahmesystem bzw. den ”Scanmanager” wirken,
d. h. es sollten die betreffend der Tischsteuerung hinterlegte Toleranzwerte
gegebenenfalls auch dynamisch angepasst werden.
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Die
Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren
anhand von Ausführungsbeispielen
noch einmal näher
erläutert.
Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten und
Verfahrensschritte mit identischen Bezugsziffern versehen. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer medizintechnischen Anlage mit einer
Patientenliege, die eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung aufweist,
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2 zwei
Klassen von Werten von Betriebsparametern für die Steuereinrichtung gemäß 1,
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3 Details
der Steuereinrichtung gemäß 1,
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4 eine
Patientenliege, bei der sich der Tisch gewichtsbedingt in einer
von zwei möglichen Ausgangshöhen befindet,
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5 die
Patientenliege gemäß 4,
bei der sich der Tisch gewichtsbedingt in einer anderen der zwei
möglichen
Ausgangshöhen
befindet,
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6 ein
Flussdiagram gemäß einem
ersten Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens
und
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7 ein
Flussdiagram gemäß einem
zweiten Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Bei
den folgenden Erläuterungen
wird davon ausgegangen, dass es sich bei der medizintechnischen
Anlage um ein Computertomographie-System handelt. Grundsätzlich ist
das Verfahren aber auch an anderen medizintechnischen Anlagen, wie
beispielsweise bei einer Anlage zum automatischen Operieren von
Patenten, einsetzbar. Da nachfolgend die Erfindung im Zusammenhang
mit einem Patienten erörtert
wird, sei an dieser Stelle noch einmal festgehalten, dass die Erfindung
auch im Zusammenhang mit jedem beliebigen anderen Gegenstand anwendbar
ist, und zwar unabhängig
davon, ob es sich um ein Objekt lebender oder toter Materie handelt.
Daher ist der nachfolgend verwendete Ausdruck „Patient” nur beispielhaft zu verstehen.
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1 zeigt
grob schematisch ein Computertomographie-System 1 (CT-System).
Das Computertomographie-System 1, nachfolgend kurz als
System 1 oder CT oder Anlage 1 bezeichnet, weist
in üblicher Weise
einen Scanner 2 mit einer Gantry auf, in der eine Röntgenquelle 3 rotiert,
die jeweils einen Patienten durchstrahlt, welcher mittels einer
Vorrichtung zum Positionieren eines Patienten, kurz Liege 5,
in einen Messraum oder Scannerbereich der Gantry hinein geschoben
wird, so dass die Strahlung auf einen der Röntgenquelle 3 jeweils
gegenüberlie
genden Detektor 4 trifft. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen,
dass es sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 nur
um ein Beispiel eines CTs handelt und die Erfindung auch an beliebigen
CT-Konstruktionen, beispielsweise mit ringförmigem feststehendem Röntgendetektor
und/oder mehreren Röntgenquellen
genutzt werden kann. Das System 1 weist auch eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung 6 zum
Durchführen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
auf. Die Steuereinrichtung 6 ermöglicht es, eine vertikale Höhenverstellung
einer Objektab lageeinrichtung – im
vorliegenden Fall ein Tisch 9, auf dem der Patient platziert
ist – durchzuführen, was
durch den Doppelpfeil 7 angedeutet ist, oder eine horizontale
Lageverstellung durchzuführen,
was durch einen Doppelpfeil 8 angedeutet ist.
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In
der 3 ist die Steuereinrichtung 6 im Detail
dargestellt. Die Steuereinrichtung 6, die auf Grundlage
von Betriebsparametern BP zum Steuern des Positionierens eines Patienten
ausgebildet ist, weist eine erste Schnittstelle 10, eine
zweite Schnittstelle 11, eine Speichereinheit 12 und
einen Prozessor 13 auf. Es sei an dieser Stelle bereits
erwähnt, dass
die beiden Schnittstellen 10 und 11 auch in den Prozessor
integriert sein können.
Genauso kann die Steuereinrichtung 6 strukturell auch durch
eine fix verdrahtete elektronische Schaltung oder beispielsweise
durch einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis oder ähnliche
dem Fachmann bekannte Mittel realisiert sein kann.
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Die
erste Schnittstelle 10 dient zum Empfangen von einen Gewichtsindikator
bildenden Gewichtsdaten GD, welche das Gewicht des Patienten repräsentieren.
Solche Gewichtsdaten DG werden im vorliegenden Fall mit Hilfe einer
elektronisch auslesbaren Waage gewonnen, die beispielsweise neben
dem Tisch 5 positioniert sein kann. Es kann jedoch auch
vorgesehen sein, dass in den Tisch 5 integrierte Dehnungsmessstreifen
eingesetzt werden oder dass eine in den Tisch 5 integrierte
Waage oder andere geeignete Mittel zum Einsatz kommen. Da das Erzeugen
der Gewichtsdaten GD den Fachmann hinlänglich bekannt ist, wird nicht
weiter darauf eingegangen. Der Vollständigkeit wegen sei jedoch erwähnt, dass
die Gewichtsdaten GD auch aus digital gespeicherten Patientendateien
stammen können, auf
die z. B. über
einen geeigneten Computer der Anlage 1 zugegriffen werden
kann, so dass diese Gewichtsdaten GD von der z. B. mit dem Computer
gekoppelten Steuereinrichtung 6 erfassbar werden.
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Die
zweite Schnittstelle 11 dient zum Abgeben von Steuersignalen
SS, mit deren Hilfe in den 4 und 5 näher dargestellte
elektromechanische Komponenten der Liege 5 gesteuert werden können, worauf
nachfolgend noch im Detail eingegangen ist.
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In
der Speichereinheit 12 ist eine erste Klasse K1 von Werten
der Betriebsparameter BP, nämlich die
einer Standardliege, welche einem Normalgewicht zugeordnet sind,
und eine zweite Klasse K2 von Werten der Betriebsparameter BP, nämlich die einer
Schwerenlastliege, welche einem über
das Normalgewicht hinaus erhöhten
Gewicht zugeordnet sind, gespeichert. Jede Klasse K1 und K2 umfasst vier
in der 2 aufgelistete Betriebsparameter BP, nämlich
- – die
maximale Last;
- – den
Tischvorschubgeschwindigkeitsbereich, also jenen Geschwindigkeitsbereich,
mit welchem der Tisch in einer von zum Heben des Tisches unterschiedlichen
Richtung bewegt werden kann;
- – den
Tischhubbereich, also jenen zum Heben des Tisches vorgesehenen Hubbereich
und
- – den
Tischhubgeschwindigkeitsbereich, also jenen Geschwindigkeitsbereich,
mit welchem der Tischhubbereich durchfahren werden kann.
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Diese
Betriebsparameter BP beeinflussen das Steuern des Positionierens
je nach Gewichtssituation.
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Um
dieses Beeinflussen zu realisieren, weist die Steuereinrichtung 6 eine
Wahleinheit 14 auf, welche dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit
von dem erfassten Gewichtsindikator, also von den Gewichtsdaten
GD, die Werte der Betriebsparameter BP aus der ersten Klasse K1
oder aus der zweiten Klasse K2 zu wählen. Beispielhaft werden also
bei Patienten mit bis zu 200 kg Gewicht die Betriebsparameterwerte der
ersten Klasse K1 gewählt
und bei Patienten mit einem höheren
Gewicht von bis zu 280 kg die Betriebsparameterwerte der zweiten
Klasse K2 gewählt.
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Es
kann jedoch auch vorkommen, dass bei einer Anwendung der Erfindung
vorab keine Gewichtsdaten GD zur Verfügung stehen, obwohl sich ein
Patient bereits auf dem Tisch befindet. Um diesem Fall Rechnung
zu tragen, also um ein Versagen oder Steckenbleiben der Liege 5 zu
vermeiden und folglich einen zuverlässigen Start des Positionierens des
Patienten zu gewährleisten,
ist die Wahleinheit 14 zum Vorwählen der Betriebsparameterwerte
aus der zweiten Klasse K2 ausgebildet. Dadurch ist sichergestellt,
dass der Tisch 9 gemäß den beispielhaft vorliegenden
Betriebsparameterwerten auf einer Höhe von 65 cm positioniert ist
und der Tischvorschub sowie die Tischhubgeschwindigkeit gemäß den in
der zweiten Klasse K2 angegebenen Werten – oder genauer gesagt, Bereichsgrenzen – eingestellt werden
kann.
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Da
es in dem vorangehend erläuterten
Fall nun auch vorkommen kann, dass der Patient anstatt des Maximalgewichts
von 280 kg, für
den die Betriebsparameterwerte der zweiten Klasse K2 definiert bzw.
optimiert sind, ein tatsächliches
Gewicht von 210 kg aufweist, ist vorteilhafterweise eine Regeleinrichtung 15 realisiert.
Die Regeleinrichtung 15 ist im vorliegenden Fall zum Regeln
eines Werts der ersten vier Betriebsparameterwerte der zweiten Klasse
K2 in Abhängigkeit
von der durch das Patientengewicht erzeugten Belastung während des
Steuerns des Positionierens ausgebildet, also während des bereits z. B. mit
den in der 2 abgebildeten Ausgangswerten
der Betriebsparameterwerte der zweiten Klasse K2 gestarteten Positionierens.
Dadurch ist sichergestellt, dass die Liege 5 nach dem Starten
mit Extremwerten der Betriebsparameter BP möglichst rasch mit optimalen
Werten der Betriebsparameter BP betrieben wird. Die für dieses
Szenario nötigen
Gewichtsdaten DG können
beispielsweise durch eine geeignete Lastsensorik, wie beispielsweise
eine Drehmomenterfassung mit Hilfe von elektromechanischen Komponenten
der Liege 5 oder durch ein direktes Erfassen des Patientengewichts
mit Hilfe einer in den Tisch 9 integrierten Waage erhalten
werden. Das Regeln der Werte der Betriebsparameter BP kann dabei
stufenlos oder in Stufen erfolgen, wobei die Werte bzw. die Bereiche
entsprechend angepasst bzw. erweitert werden, um einen im Vergleich
zu statischen Werten oder Bereichen effizienteren Betrieb zu erlauben.
Da der Patient im vorliegenden Fall 210 kg wiegt werden sich graduell
Werte der Betriebsparameter BP einstellen, die denen der ersten
Klasse ähneln.
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In
den 4 und 5 ist eine Integration der Steuereinrichtung 6 mit
einer Antriebseinrichtung 22 dargestellt, die mit dem Tisch 9 zusammenwirken und
zum Empfangen der Steuersignale SS der Steuereinrichtung 6 und
gemäß den empfangenen
Steuersignalen SS zum Bewegen des Tisches 9 ausgebildet
ist. Die Antriebseinrichtung 22 ist im Wesentlichen durch
elektromechanische Komponenten der Liege 5 realisiert,
die in den 4 und 5 nicht abschließend dargestellt
sind. Mit ihrer Hilfe kann der Tisch 9, so wie in der 4 dargestellt,
in der Scannhöhe
SH von beispielsweise 102 cm oder so wie in 5 in der
von dem jeweiligen Patientengewicht determinierten ersten Ausgangshöhe AH1 von
beispielsweise 53 cm bzw. zweiten Ausgangshöhe AH2 von beispielsweise 65
cm positioniert werden. Dies wird durch das Wählen des Betriebsparameters
BP Tischhubbereich aus der ersten Klasse K1 bzw. der zweiten Klasse
K2 bewerkstelligt. Wie vorangehend erörtert, kann es vorteilhaft
sein, wenn der Tisch 9 zunächst in der zweiten Ausgangshöhe AH2 positioniert
wird, so dass ein sicheres Starten des Positionierens unter jeder
beliebigen Gewichtsbelastung bis hinauf auf 280 kg zuverlässig erreicht
wird.
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Grob
schematisch und nur beispielhaft dargestellt, weisen die elektromechanischen
Komponenten einen ersten Motor 16 und einem zweiten Motor 17 auf.
Der erste Motor 16 ist mit einer Trägerplatte 18 verbunden
und treibt eine Gewindestange 19 an. Die Gewindestange 19 ist
mit einer dem Fachmann bekannten Hubschere 20 an ihrem
unteren beweglichen Ende verbunden, so dass dieses Ende entlang
der Gewindestange 19 bewegt werden kann, wodurch der Tisch 9 die
Höhenverstellung 7 erfährt. Das
untere bewegliche Ende der Hubschere 20 sowie ihr oberes
be wegliches Ende gleiten auf nur schematisch angedeuteten Gleitschienen 21.
Der zweite Motor 17 ist, wie angedeutet, im Bereich der oberen
Gleitschienen 21 fixiert und erlaubt beispielsweise mit
Hilfe von nicht weiter dargestellten Zahnstangen und Zahnrädern eine
Lageverstellung 8 des Tisches 9. Die beiden Motoren 16 und 17 werden
mit Hilfe der Steuersignale SS gesteuert, sodass der Patient in
der medizintechnischen Anlage 1 positioniert werden kann.
Der Vollständigkeit
halber sei an dieser Stelle noch erwähnt, dass die Steuersignale
SS individuelle Signalanteile für
jeden der beiden Motoren 16 bzw. 17 aufweisen,
so dass die beiden Motoren 16 bzw. 17 unabhängig voneinander
betrieben werden können.
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Ergänzend sei
an dieser Stelle festgehalten, dass gemäß dem Aufbau der beispielhaften
Patientenliegen der Vorschub mechanisch über zwei bewegliche Ebenen
geschehen kann, wobei je Ebene ein Motor und eine Laufschiene benötigt wird,
was jedoch nicht im Detail in den Figuren dargestellt ist. Ein bewegliches
Platzierungsmittel umfasst typischerweise eine Tischplatte, auch
fachspezifisch „tabletop” genannt
und einen beweglichen Unterbau (tablesupport). Die bewegliche Tischplatte
ist auf dem beweglichen Unterbau montiert. Diese Konstruktion befindet
sich auf einer höhenverstellbaren
Einrichtung. Eine Vorwärtsbewegung
aus der hintersten Position (Tischplatte in Unterbau eingefahren
und Unterbau komplett zurückgefahren)
erfolgt im ersten Schritt erst durch den Unterbau und nach dessen
kompletten Verfahrweg erfolgt die weitere Vorwärtsbewegung in einem weiteren
Schritt durch die Tischplatte. Ein beweglicher Unterbau ist vorteilhaft
um eine Position näher
am Scanner bzw. weiter vom Scanner entfernt (Intervention, ...)
zu erreichen. Die Bildaufnahme ist nur in Verbindung mit einer Bewegung
der Tischplatte möglich,
da nur diese die erforderliche Bewegungsgenauigkeit zur Bildaufnahme
erfüllt.
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Im
Kontext des vorangehenden Absatzes sei an dieser Stelle noch bemerkt,
dass die Steuereinrichtung 6 auch den Antrieb (Motor 3)
in der zuvor erwähnten
zusätzlichen
Ebene berück sichtigt.
Die Umsetzung der Mechanik zur Höhenverstellung
kann neben der beschriebenen Lösung
mittels Übertragung
der Motorbewegung über
einer Gewindestange auf die Hubschere auch direkt mittels Hubzylinders
in Verbindung mit einer Hubschere realisiert sein.
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Die
vorangehend beschriebenen Funktionen der Steuereinrichtung 6 sind
im vorliegenden Fall durch ein Computerprogrammprodukt realisiert,
das Programmcodeabschnitte aufweist, die in den Prozessor 13 geladen
sind, sodass beim Abarbeiten oder Ausführen der Programmcodeabschnitte
ein erfindungsgemäßes Verfahren
ausgeführt
wird, worauf nachfolgend eingegangen ist.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird gemäß 6 im vorliegenden
Fall davon ausgegangen, dass der Patient noch nicht auf der Liege 5 platziert
ist. Das erfindungsgemäße Verfahren
beginnt in einem Schritt I. In einem Schritt II wird
eine Scanner-Applikation, also eine Software, mit der unter anderem
auch Patientendaten in einer elektronischen (digitalen) Datei verwaltet
werden, verwendet und der zu scannende Patient registriert beziehungsweise
Patientendaten angelegt. Für
den Fall, dass bereits vorher Patientendaten angelegt wurden, werden
diese – ggf.
per HIS/RIS – geöffnet. In
einem weiteren Schritt III wird daraufhin geprüft, ob eine
Information über
das Patientengewicht vorliegt. Sollte das Patientengewicht nicht
zugänglich
sein, ist es daher notwendig, dass auch die Information über das
Patientengewicht manuell beschafft wird. Man wird in diesem Fall
z. B. den Patienten auf herkömmliche
Weise wiegen und das Gewicht von der Waage ablesen. Daraufhin erfolgt
in einem Schritt IV beispielsweise basierend auf dem von
der Waage abgelesenen Gewicht ein manuelles Einstellen des Gewichtsindikators,
der im vorliegenden Fall die Gewichtsklasse (schwergewichtiger oder
normalgewichtiger Patient) des zu untersuchenden Patienten repräsentiert,
wobei der eingestellte Gewichtsindikator von der Anlage 1 durch
ein geeignetes Interface erfasst wird. Das Benutzerinterface kann
hierzu auch so eingestellt sein, dass es automatisch die Eingabe
des Gewichtsindikators und somit die Auswahl der Gewichtsklasse
abfragt. Sobald der Gewichtsindikator erfasst ist, wird in einem
Schritt VI auf automatische Weise von der Steuereinrichtung 6 in
Abhängigkeit
von dem erfassten Gewichtsindikator zwischen der Konfiguration als
Standardliege oder Schwerlastliege gewählt.
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Sollte
hingegen das Patientengewicht in den elektronisch verfügbaren Patientendaten
enthalten sein, dann wird vorzugsweise in einem Schritt V der Gewichtsindikator
in Form des Patientengewichts automatisch erfasst, also die Gewichtsdaten
GD aus den Patientendaten entnommen und die jeweils benötigte Konfiguration
der Liege 5 als Schwerlastliege oder Standardliege an einem
Display angezeigt. Dieser Konfigurationsvorschlag muss aus Sicherheitsgründen bevorzugt
von dem Bedienungspersonal der Anlage 1 akzeptiert werden.
Sobald das Bedienungspersonal den Vorschlag akzeptiert hat, wird
Schritt VI abgearbeitet, wobei, wie vorstehend erörtert wurde, auf
automatische Weise von der Steuereinrichtung 6 in Abhängigkeit
von dem erfassten Patientengewicht zwischen der Konfiguration als
Standardliege oder Schwerlastliege gewählt wird.
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Demgemäß werden
entweder in einem Block VII die Betriebsparameterwerte
der ersten Klasse K1 oder in einem Block VIII die Betriebsparameterwerte BP
der zweiten Klasse K2 gewählt.
Operativ erfolgt dies in der Steuereinrichtung 6 durch
ein Zugreifen des Prozessors 13 auf die Speichereinheit 12 und
ein Auslesen der Betriebsparameterwerte der jeweils gewählten Klasse
K1 oder K2.
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Im
Fall der Konfiguration als Schwerlastliege wird darüber hinaus
in einem Schritt IX sichergestellt, dass die gegenwärtig vorliegende
Höhe des
Tisches 9 nicht unterhalb der für die Konfiguration als Schwerenlastliege
definierten zweiten Ausgangshöhe
AH2 von 65 cm ist und gegebenenfalls die Höhe automatisch mit Hilfe der
Steuereinrichtung 6 auf diesen Wert korrigiert.
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In
einem Schritt X wird der Patient auf der Liege 5 platziert
und in einem Schritt XI die Untersuchung des Patienten
gestartet, wobei der Tisch 9 auf der Grundlage der jeweils
gewählten
Klasse K1 oder K2 von Betriebsparameterwerten auf gesteuerte Weise
positioniert wird. Dabei erhält
die Steuereinrichtung 6 Befehle, Daten oder Signale von
einer Scannersteuerung, was jedoch nicht weiter dargestellt ist, weil
es den Kern der Erfindung nicht weiter betrifft. Essentiell ist
vielmehr, dass dieser Input für
die Steuereinrichtung 6 gemäß der gewählten Klasse K1 oder K2 von
Betriebparameterwerten umgesetzt wird. Das Verfahren endet in einem
Schritt XII.
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Eine
weitere Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der 7 beschrieben.
Das Verfahren startet wieder in dem Schritt I. Im Unterschied
zu dem in der 6 beschriebenen Verfahren wird
in einem Schritt XIII vor dem vom Gewicht des Patienten
abhängigen
Wählen
der Betriebsparameterwerte aus einer der beiden Klassen K1 oder
K2 ein Vorwählen
durchgeführt,
bei dem, bevor das Gewicht des Patienten zur Geltung kommt, die
Betriebsparameterwerte der zweiten Klasse K2 gewählt werden. Danach wird – soweit
notwendig – in
dem nunmehr vorgezogenen Schritt IX die Höhe des Tisches auf
die zu der Konfiguration als Schwerlastliege korrespondierende zweite
Ausgangshöhe
AH2 konfiguriert. Somit ist sichergestellt, dass das Starten des Positionierens
auch bei Belastung des Tisches mit einem schwergewichtigen Patienten
zuverlässig durchgeführt werden
kann.
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Danach
wird ebenfalls im Unterschied zu dem in der 6 beschriebenen
Verfahren der Schritt X vorgezogen und der Patient bereits
in dieser Verfahrensphase, also praktisch von Beginn an, auf der
Liege 5 platziert.
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Im
vorliegenden Fall wird in einem Schritt XIV das Patientengewicht
ohne manuelles Zutun auf automatische Weise durch eine in die Liege 5 integrierte,
jedoch nicht dargestellte Waage ermittelt. Die integrierte Waage
liefert einen Messwert in Form der Gewichtsdaten GD, der das Gewicht
des Patienten repräsentiert.
Der Messwert wird von der Steuereinrichtung 6 eingelesen.
Es sei an dieser Stelle jedoch auch bemerkt, dass eine Lastsensorik
vorgesehen sein kann, die beispielsweise auf Grundlage einer Drehmomenterfassung
oder anderer erfassbare Parameter wie beispielsweise Dehnung oder
Torsinn oder Stromaufnahme auf das Patientengewicht schließen lässt.
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Danach
verläuft
das Verfahren in Analogie zu dem in der 6 dargestellten
Verfahren gemäß den Schritten VI (automatisches
Wählen
der Konfiguration als Standardliege oder Schwerlastliege) und je nach
Sachlage gemäß Schritt VII (Wahl
der Betriebsparameterwerte der ersten Klasse K1) oder Schritt VIII (Wahl
der Betriebsparameterwerte der zweiten Klasse K2). Der in der 5 auf
den Schritt VIII folgende Schritt IX ist nicht
vorgesehen, da die entsprechenden Vorkehrungen gemäß der 6 bereits
in einer früheren
Verfahrensphase getroffen werden.
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Schließlich wird
ebenfalls in dem Schritt XI die Untersuchung des Patienten
gestartet, wobei der Tisch 9 auf der Grundlage der Betriebsparameterwerte
der jeweils gewählten
Klasse K1 oder K2 positioniert wird. Im vorliegenden Falle erfolgt
jedoch in einem weiteren Schritt XV ein dynamisches Anpassen
der Betriebsparameterwerte, so dass der jeweils zur Anwendung kommende
Wert oder Bereich möglichst
optimal ist. Dabei wird der Wert oder Bereich in Abhängigkeit
von der durch das Patientengewicht erzeugten Belastung auf den Tisch 9 während des Steuerns
des Positionierens geregelt. Auch in diesem Fall hat sich das Vorsehen
einer Lastsensorik, welche in die Liege 5 integriert ist,
als äußerst vorteilhaft
erwiesen, weil mit ihrer Hilfe möglichst
direkt und ohne gröbere
Zeitverzögerung
die Werte der Betriebsparametern BP an die tatsächliche Belastungssituation
anpassbar sind.
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Das
Verfahren endet wiederum in einem Schritt XII.
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Es
wird abschließend
noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend
detailliert beschriebenen Verfahren sowie bei dem dargestellten
Computertomographiesystem 1 lediglich um Ausführungsbeispiele
handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert
werden können,
ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
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So
kann, auch wenn in den vorangehend angeführten Erläuterungen immer eine bestimmte
Anzahl und ganz bestimmte Typen von Betriebsparametern BP offenbart
wurden, sich der grundlegende Gedanke der Erfindung auf jede beliebige
Anzahl und jeden beliebigen Typ von Betriebsparametern BP erstrecken,
und zwar so, wie es dem jeweiligen Anwendungsbereich der Anlage 1 gerecht
wird. In einer weiteren Variante der Erfindung können auch mehr als zwei Klassen
der Betriebsparameter (BP) vorgesehen sein, wenn es die Umstände erfordern
und das Wählen
der Betriebsparameterwerte aus mehr als zwei Klassen die gewünschten
Effekte beschert. In den gegenständlichen
Ausführungsbeispielen
wurde immer (siehe 2) auf Parameterbereiche eingegangen,
welche automatisch gewählt
werden. Es kann jedoch auch sein, dass punktuelle Werte oder Wertgruppen
zur Anwendung kommen. Weiterhin sei erwähnt, dass die Vorrichtung zum
Positionieren des Patienten nicht unbedingt den Tisch 9 als
Objektablageeinrichtung aufweisen muss, sondern dass vielmehr auch
ein Sessel, ein Bett oder ähnliches
vorgesehen sein können.
Es sei auch erwähnt,
dass die Antriebseinrichtung 22 auch durch pneumatische oder
hydraulische Elemente oder durch eine Kombination solcher Elemente
mit den erwähnten
elektronischen und/oder mechanischen Komponenten gebildet sein kann.
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Zusammenfassend
sein an dieser Stelle festgehalten, dass ein besonderer Nutzen der
Erfindung darin liegt, dass ein sicherer Tischvorschub gewährleistet
ist. Während
der Bildaufnahme wird der Tisch nur vor-, zurückbewegt und nicht in der Höhe verändert. Ein
Abbruch des Tischvorschubs während der
Bildaufnahme hat zur Folge, dass der Scan wiederholt werden muss.
Eine Wiederholung des Scans hat in der CT eine sehr negative Auswirkung
der erhöhten
weil unnötigen
Strahlenexposition. Dies ist nun zuverlässig vermieden. Die sichere
Hubbewegung ist nötig
um den Patienten in die Ausgangslage für den Scan zu befördern. Die
maximale unterste Position ist mehr als Komfortmerkmal einer Liege
zu verstehen da sie den Aufstieg und Abstieg des Patienten erleichtert.
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Es
wird der Vollständigkeit
halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten
Artikel „ein” bzw. „eine” nicht
ausschließt, dass
die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso
schließt
der Begriff „Einheit” nicht
aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls
auch räumlich verteilt
sein können.