DE102009038785B4 - Longitudinal-Antrieb für Patientenlagerungssysteme - Google Patents

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Abstract

Beschrieben wird ein optimiertes Patiententischanordnung (22),für ein medizinisches Untersuchungsgerät (101),-mit einem Patientenlagerungstisch (104),-mit einer Trägeranordnung (27), auf welcher der Patientenlagerungstisch (104) verschiebbar (z) angeordnet ist,-mit einer Verschiebeeinrichtung (200), durch welche der Patientenlagerungstisch relativ (z) zum medizinischen Untersuchungsgerät (101) verschiebbar ist,-mit einer Antriebseinrichtung durch welche die Verschiebeeinrichtung (200) antreibbar ist-wobei die Verschiebeeinrichtung (200) zwei Bänder (31, 32, 5) umfasst, die reißverschlussartig miteinander verzahnbar sind,und längs einer im wesentlichen geraden Strecke parallel zueinander verschiebbar sind,wobei die Bänderelemente jeweils auf einer Seite Bänderantriebseingriffseinrichtungen (51) aufweisen in die Antriebs-Eingriffseinrichtungen (52) eines Antriebs eingreifen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Patiententischanordnung für ein medizinisches Untersuchungsgerät.
  • Bei der Untersuchung eines Patienten in einem bildgebenden System wie z.B. einem Computer- Tomographen, Magnetresonanz-Tomographen oder PET-System muss aufgrund des beschränkten abbildbaren Volumens (FOV =„field of view“) des bildgebenden Systems ein Untersuchungsobjekt oder Patient je nach zu untersuchender Körperregion unterschiedlich in dem bildgebenden System positioniert werden.
    In der Regel wird dabei ein auf einer Lagerungsplatte liegender Patient oder ein Untersuchungsobjekt unterschiedlich weit in das bildgebende System eingefahren. Der notwendige Verfahrweg wir dann maximal, wenn der Patient in seiner gesamten Körperlänge im FOV positioniert werden muss (Ganzkörperabbildung). Dann muss nämlich der den Patienten oder das Untersuchungsobjekt tragende Patiententisch aus der Anfangsposition soweit in das bildgebende Systems eingebracht werden, dass zunächst der Kopf abgebildet werden kann, worauf dann sukzessive danach weitere Körperregionen bis zu den Füßen abgebildet werden.
  • Bei den üblichen Abmessungen von FOV und Länge eines bildgebenden Systems ergibt sich für diese Untersuchung (Ganzkörperabbildung) ein großer notwendiger Verschiebeweg der Lagerungsplatte aus der Anfangsposition heraus (Bild 1).
    Häufig ist dabei der notwendige Verschiebeweg größer als die Länge des Patiententischs selbst, die im Wesentlichen durch die Körpergröße des Patienten vorgegeben ist.
  • In diesen Fällen kann die Übertragung der zur Verschiebung des Patienten notwendigen Antriebskraft nicht direkt an der Lagerungsplatte erfolgen. Es ist ein Mechanismus zu verwenden, der Kraft zwischen einem Antriebsmotor und dem Patiententisch überträgt. Dieser Mechanismus soll während der Untersuchung keinen oder nur einen sehr geringen Einfluss auf die Qualität des Untersuchungsergebnisses haben.
    Besondere technische Schwierigkeiten ergeben sich im Falle der Magnetresonanztomographie aus der Tatsache, dass der Antriebsmotor entweder magnetkompatibel sein muss oder ausreichend weit vom Untersuchungsbereich entfernt angebracht sein muss. Die Lagerungsplatte und der Übertragungsmechanismus sollen dabei magnetfeldkompatibel (d.h. möglichst völlig unmagnetisch und in der Regel nichtleitend) und auch nicht bildgebend ausgeführt werden. Im Falle einer Bildgebung mit ionisierender Strahlung sollten alle Teile der Platte und des Getriebes, die in den Strahlengang eintreten, möglichst diese Strahlung (z.B. Röntgen- oder Gamma-Strahlung) nur minimal beeinflussen.
  • Gemäß DE 10 2004 052 265 A1 wurde dieses Problem bisher durch ein Getriebesystem gelöst, das einen MR kompatiblen Motor in ausreichender Entfernung vom Aufnahmebereich eines Magnetresonanz- Tomographen an eine Patientenlagerungsplatte ankoppelt. Nachteil dieser Lösung ist, dass eine vergleichsweise hohe Lose (oder Spiel) zwischen einer Tischposition (bzw. einem Antriebsrad an der Patientenlagerungsplatte) und der Motorachse die Antriebsregelung erschwert und aufwendig kompensiert werden muss. Sofern die Position an der Antriebsachse bestimmt wird, ist auch eine Positionierung des Patienten nur mit beschränkter Genauigkeit möglich. Wegen der hohen Anforderungen an die mechanische Genauigkeit des Getriebes und der notwendigen Magnetkompatibilität ist diese Lösung sehr kostspielig.
  • WO 03/037182 A1 bietet eine Lösung in Form eines Förderbandes für einen Patientenlagerungstisch.
    WO 98/46903 A1 beschreibt ohne Bezug zu medizinischen Untersuchungssystemen ein allgemeines Prinzip eines Förderbandes.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine optimierte Verschiebung eines Patientenlagerungstischs zu ermöglichen. Die Aufgabe wird jeweils durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Oberfläche des Patientenlagerungstischs, auf welcher Oberfläche ein Untersuchungsobjekt oder Patient positionierbar ist, kann sich erfindungsgemäß parallel (und nicht senkrecht) zu einer Richtung erstrecken, in welcher die Bänder bzw. Ketten verschiebbar sind.
  • Eine erfindungsgemäßes Patiententischanordnung oder Medizin-Untersuchungsgerät-Patiententischanordnung ist insbesondere in einem medizinischen Untersuchungsgerät in Form eines MRT oder eines Computertomographiegerats oder eines Positronen-Emissions-Tomographie-Geräts einsetzbar.
  • Ein Zug- oder Schubband ist auch aus FR1136948A von 1955 ohne Bezug zu medizinischen Untersuchungsgeräten, aber zum Heben von Chargen bekannt, wobei die Oberfläche des Lagerungstischs, auf welcher Oberfläche ein Untersuchungsobjekt positionierbar ist, sich senkrecht zu der Richtung erstreckt, in welcher die Bänder bzw. Ketten verschiebbar sind.
  • Weitere mögliche Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Ausgestaltung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei zeigt:
    • 1 schematisch das Einbringen eines Patienten oder Untersuchungsobjektes in den Aufnahmebereich eines bildgebenden Systems mit einem Patientenlagerungstisch mit einer Lagerungsplatte,
    • 2 eine Draufsicht auf einen Patientenlagerungstisch und eine Verschiebeeinrichtung in Form eines Zug-Schub- Bandsystems,
    • 3 ein Detaildarstellung der Verschiebeeinrichtung in Form eines Zug-Schub-Band-Systems mit Antriebrädern und Umlenkungen und
    • 4 eine Verzahnung der Verschiebeeinrichtung in Form eines Zug-Schub-Band-Systems mit Antriebsrädern und Umlenkungen.
  • 1 zeigt schematisch eine Patiententischanordnung 22 mit einem Patientenlagerungstisch 104 eines Magnetresonanztomographiegeräts 101 oder anderen Untersuchungsgeräts der auf einer Trägeranordnung 27, verschiebbar in und entgegen der Richtung des Pfeils z angeordnet ist.
  • Die Trägeranordnung enthält dabei ein Führungssystem für die Lagerungsplatte 104
    sowie eine Verschiebeinrichtung die hier nicht näher dargestellt ist.
    Die Trägeranordnung mit der Lagerungsplatte lässt sich durch ein weiteres Antriebssystem (das nicht Gegenstand dieser Anmeldung ist) in vertikaler Richtung bewegen, wenn die Tischplatte vollständig aus dem Magneten des Magnetresonanztomographiegerats 101 herausgefahren ist.
  • 2 zeigt eine Trägeranordnung 27 mit einer integrierten Verschiebeeinrichtung 200, die zwei Bänder 31, 32 in Form jeweils einer Kette umfasst, deren Zähne im linken Bereich in 2 (links der gestrichelten Linie L) in der Mitte der Lagerungsplatte reißverschlussartig miteinander verzahnt sind, während die Zähne der zwei Bänder 31, 32 im rechten Bereich in 2 (rechts der gestrichelten Linie L) bzw. an der Außenseite der Lagerungsplatte reißverschlussartig nicht miteinander verzahnt (also voneinander getrennt oder außer Eingriff sind) sind.
    In 3 ist eine Verschiebeeinrichtung 200 mit dem Zippbereich dargestellt, in dem die Zähne (je nach Bewegungsrichtung der Bänder in oder entgegen der Richtung z) der zwei Bänder 31, 32 in bzw. außer Eingriff kommen.
  • Die zwei Bänder oder Ketten 31, 32 sind längs einer im Wesentlichen geraden Strecke (links der Linie L) parallel zueinander verschiebbar.
  • 4 zeigt, dass Bänder 31, 32 (oder im Falle von Bändern in Form einer Kette Kettenelemente) jeweils auf einer den (hier zahnradförmigen) Antriebsrädern 3 der Antriebseinrichtung 28, 29, 30 zugewandten Seite Bänderantriebseingriffseinrichtungen 51 (hier in Form einer Vielzahl von Zähnen) aufweisen, die in die Antriebs-Eingriffseinrichtungen 52 (hier in Form einer Vielzahl von Zähnen) eines Antriebrades 3 des Antriebs eingreifen. Ferner sind Umlenkräder 4 zum Umlenken der Bänder 5 (dort wo sie um 180 Grad umgelenkt werden) und Förderräder 1 zur Förderung oder Stabilisierung vorgesehen.
  • Das Zug- und Schub-Bandsystem der Verschiebeeinrichtung 200 besteht aus zwei flexiblen Teilen (den Bändern, insbesondere Ketten) und ist durch eine reißverschlussahnliche Verzahnung zu einer zug- und druckfesten Stangen-artigen Anordnung zusammensetzbar, die die Antriebskraft aus einem an einer äußeren Verzahnung angreifenden Getriebe an eine Patientenlagerungsplatte übertragen kann.
    Der maximal mögliche Verschiebungsweg ergibt sich aus der Gesamtlänge des Zug-Schub-Bandsystems.
  • Dabei ist auch vorteilhaft, wenn bei aus der Gantry (dem Inneren der Ganzkorperspule) ausgefahrener Patientenlagerungsplatte die beiden Teile des Bandes flexibel sind und beispielsweise aufgerollt in einem schematisch angedeuteten Speicher 53 sehr kompakt untergebracht werden können.
  • Das Zug- und Schub-Bandsystem besteht hier aus (im Wesentlichen) völlig unmagnetischen bzw. nicht metallischen Kunststoffkomponenten. Dadurch ist es sehr gut in einem MRT-Magnetfeld und auch im bildgebenden Volumen (FOV) von Magnetresonanz-Tomographen einsetzbar und bietet wegen der geringen Interaktion mit
    ionisierender Strahlung auch große Vorteile bei der Konstruktion bildgebender Systeme, die mit ionisierender Strahlung arbeiten.
    In Anbetracht der zu übertragenden Kräfte ist die vorgestellte Lösung auch leicht und kostengünstig herstellbar. Durch die Möglichkeit leicht zu bauen und die Bestandteile der Kette gut speichern zu können, ist dieser Antrieb für den Einsatz in mobilen Patientenlagerungssystemen besonders geeignet, für welche besondere Anforderungen an das geringe zu manövrierende Gewicht gestellt werden.
  • Die Positionierung kann sehr spiel- bzw. losearm erfolgen, weil die beiden Bestandteile der Kette spielfrei einrasten. Das Zug- und Schub-Bandsystem ist hier aus Kunstoffen ausgeführt ist, die eine schmierstofffreie und wartungsfreie Funktion über die gesamte Lebensdauer ermöglichen.
    Eine spezielle Anordnung von Antriebsrädern und Zuführungen bzw. Umlenkrollen vermeidet Unregelmäßigkeiten, die bei der Verzahnung der Einzelgurte während der Vorwärtsbewegung der Tischplatte entstehen können, bzw. die auch bei der Auftrennung der Einzelgurte während der Rückwärtsbewegung der Lagerungs-Tisch- Platte 104 entstehen können.
    Wenn die gesamte Antriebseinheit geometrisch präzise auf die Gurtführungen abgestimmt wird, sind auch hohe Transportgeschwindigkeiten möglich.
    Die Antriebseinheit kann eine zusätzliche Anordnung enthalten, die es erlaubt, die Tischplatte bzw. das Zug- und Schub-Bandsystem vom Antrieb bzw. dem Motor mechanisch zu trennen. Dadurch ist im Fehlerfall ein leichteres manuelles Verschieben der Tischplatte möglich, indem das verbleibende Bremsmoment des Motors abgekoppelt wird. Diese Funktion kann vorgesehen werden, wenn beim Ausfall der Spannungsversorgung der Patient händisch aus dem bildgebenden System geborgen werden soll.
    Anschläge, die die maximale Bewegung der Patiententisch-Platte beschränken, können durch einfache aufsteckbare Teile realisiert werden, die ein weiteres Verzahnen der des Bandsystems verhindern. Durch Verschieben bzw. Einklinken dieser Teile an andere Stellen des Reißverschlusses ist eine flexible Möglichkeit gegeben, die mögliche Verfahrlänge der Tischplatte einzustellen.
  • Das sehr einfache und kostengünstige Zug-Schub-Gurtsystem lässt nahezu beliebige Verschiebelängen zu und ist vollständig Magnetfeld-kompatibel und weist auch sehr gute Kompatibilität zu anderen bildgebenden Verfahren wie Computer-Tomografie und Positronen -Emissions-Tomographie (insbesondere ein gutes Dämpfungs- und Streuverhalten für Röntgen- und Gamma-Strahlung) auf.
  • Ein besonderer Vorteil bei der Integration in ein Antriebssystem kann sich auch daraus ergeben, dass
    • - das verzahnte System sehr biegesteif ist und eine nahezu ideale Druckstange darstellt und
    • - dass der die aufgetrennten Einzelgurte oder Bänder sehr flexibel sind und deshalb die notwendigen Stauräume sehr variabel gestaltet werden können.
  • Die Bezugszeichen in den Patentansprüchen dienen nur als Beispiele und sind keinesfalls als Einschränkungen des Schutzbereichs gedacht.

Claims (35)

  1. Patiententischanordnung (22), für ein medizinisches Untersuchungsgerät (101), -mit einem Patientenlagerungstisch (104), -mit einer Trägeranordnung (27), auf welcher der Patientenlagerungstisch (104) verschiebbar (z) angeordnet ist, -mit einer Verschiebeeinrichtung (200), durch welche der Patientenlagerungstisch (104) relativ (z) zum medizinischen Untersuchungsgerät (101) verschiebbar ist, -wobei die Verschiebeeinrichtung (200) zwei Bänder (31, 32, 5) umfasst, die reißverschlussartig durch Bändereingriffseinrichtungen (56) an den Bändern (31, 32, 5) miteinander verzahnbar (6) sind, und die (31, 32, 5) längs einer im wesentlichen geraden Strecke (L - R) parallel zueinander verschiebbar (z) sind, wobei die Bänder (31, 32, 5) jeweils auf einer Seite Bänderantriebseingriffseinrichtungen (51) für einen Eingriff in Antriebs-Eingriffseinrichtungen (52) eines Antriebsrads (3) aufweisen.
  2. Patiententischanordnung (22) nach Anspruch 1, wobei sich die Oberfläche (A) des Patientenlagerungstisches, auf welcher ein Untersuchungsobjekt oder Patient positionierbar ist, parallel zu der Richtung (z) erstreckt, in welcher die Bänder (31, 32, 5) verschiebbar sind.
  3. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bänder (31, 32, 5) jeweils eine Kette sind und Bänderelemente in Form von Kettengliedern aufweisen.
  4. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bänderantriebseingriffseinrichtungen (51) und die Antriebs-Eingriffseinrichtungen (52) jeweils Zähne sind.
  5. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bändereingriffseinrichtungen (56) jeweils auf einem Band montiert sind.
  6. Patiententischanordnung (22) nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die Bändereingriffseinrichtungen (56) jeweils von einem Band separat hergestellte Elemente sind.
  7. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Bändereingriffseinrichtungen (56) in ihrem von ihrer Verbindungsstelle mit einem Band fernen Bereich einen etwa trapezförmigen Querschnitt aufweisen.
  8. Patiententischanordnung (22) nach einem der Ansprüche 1-7, wobei Bändereingriffseinrichtungen (56) in ihrem Eingriffsbereich (E) einen kreisabschnittsförmigen oder bogenabschnittsförmigen Querschnitt aufweisen.
  9. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinrichtung Förderrollen (1) aufweist, die einen störungsfreien Transport der entzippten Bänder in einen geeigneten Speicher ermöglichen.
  10. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Patientenlagerungstisch (104) horizontal verschiebbar ist, insbesondere in Richtung (z) des medizinischen Untersuchungsgeräts (101) verschiebbar ist.
  11. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Patientenlagerungstisch (104) in das medizinische Untersuchungsgerät (101) hinein verschiebbar ist.
  12. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verschiebeeinrichtung (200) so ausgebildet ist, dass sie Zug und /oder Schub auf den Patientenlagerungstisch zulässt.
  13. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das medizinische Untersuchungsgerät (101) ein MRT ist.
  14. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das medizinische Untersuchungsgerät (101) ein Computertomographiegerät ist.
  15. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das medizinische Untersuchungsgerät (101) ein Positronen-Emissions-Tomographie-Gerät ist.
  16. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trägeranordnung ein Tragegestell ist.
  17. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die gesamte Anordnung ein mobiles System ist, das auf einem Fahrgestell (23, 24) angeordnet ist, so dass die Anordnung von dem Medizinischen Untersuchungssystem entfernt werden und aus dem Untersuchungsraum herausgeschoben werden kann.
  18. Patiententischanordnung (22) nach einem der Ansprüche 1-17, wobei die Anordnung eine stationäre Einheit ist.
  19. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trägereinrichtung mit der Lagerungsplatte durch eine weitere hier nicht näher beschriebenes Antriebseinrichtung vertikal in der Höhe verfahren werden kann.
  20. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinrichtung ein Fördergetriebe (29) aufweist, das über eine Not- Entriegelung verfügt, mit der ein Motor von dem Fördergetriebe im Kraftfluss getrennt werden kann.
  21. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwei Speicher (53) vorgesehen sind, und wobei die Bänder (31, 32, 5) einzeln in jeweils einen Speicher (53) förderbar sind.
  22. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Bänder (31, 32, 5) durch Förderrollen (1) innerhalb des Förder- Getriebes (29) in den Speicher (53) gefördert werden.
  23. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Band oder beide Bänder (31, 32, 5) an dem Patientenlagerungstisch oder einem damit verbundenen Element befestigt sind.
  24. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein mit einem Motor des Antriebs verbundenes Getriebe und ein Speicher (53) für Bänder (31, 32, 5) sich im Bereich einer Tragstruktur des Patiententischs oder einem anderen Bereich des Patiententischs befinden.
  25. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Speicher (53) für ein Band (31, 32, 5) sich parallel zu der Richtung (z), in der der Patiententisch auf der Trägeranordnung (23, 24) verschiebbar ist, erstreckt.
  26. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Speicher (53) für ein Band (31, 32, 5) eine Umkehrung enthält, die entgegen der Richtung eines anderen Teils des Speichers (53) verläuft, um bei einer Verfahrung des Patiententischs um eine größere Strecke als diesen anderen Teil das Band auch teilweise in der Umkehrung unterzubringen.
  27. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Speicher (53) zur Speicherung eines Bandes (31, 32, 5) spiralförmig ausgebildet ist.
  28. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Speicher (53) zur Speicherung eines Bandes (31, 32, 5) zylindrisch ausgebildet ist.
  29. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bänder (31, 32, 5) aus nicht - ferromagnetischen Komponenten bestehen.
  30. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Verschiebeeinrichtung oder Getriebe oder Führungen der Bänder sowie der Speicher aus nicht ferromagnetischen Komponenten bestehen.
  31. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Verschiebeeinrichtung oder Getriebe oder Führungen der Bänder sowie der Speicher weitgehend aus Komponenten bestehen, die in Kunststoff ausgeführt sind.
  32. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bänder (31, 32, 5) aus verschiedenen Kunststoffarten bestehen.
  33. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen dem Antriebsmotor und einem Band kein Getriebe vorgesehen ist.
  34. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elemente der Bänder (31, 32, 5) im miteinander Reisverschluss- artig verzahnten Bereich (L-R) im Wesentlichen spielfrei und/ oder aneinander anliegend zueinander verzahnt sind.
  35. Patiententischanordnung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Antriebseinrichtung (28,29,30) durch welche die Verschiebeeinrichtung (200) antreibbar ist.
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