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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, aufweisend eine entlang wenigstens einer Linearführung linear verstellbare Gantry eines Computertomographiegerätes und eine der Gantry zugeordnete, mit der Gantry verstellbare, wenigstens ein elektrisches Verbindungskabel aufweisende Kabelsäule zur elektrischen Kontaktierung der Gantry.
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Computertomographiegeräte, insbesondere zur medizinischen Untersuchung von Patienten vorgesehene Computertomographiegräte umfassen zumeist eine eine Röntgenmesseinheit aufweisende, räumlich feststehende Gantry und einen in der Regel ebenfalls räumlich feststehenden, relativ zu der Gantry ausgerichteten Patientenlagerungstisch mit einer längsverstellbaren Tischplatte. Ein auf der Tischplatte gelagerter Patient kann durch Längsverstellung der Tischplatte in gewünschter Weise relativ zu der Gantry bzw. in der Messöffnung der Gantry zur radiologischen Untersuchung positioniert werden.
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In speziellen medizinischen Umfeldern, beispielsweise in einem Operationssaal, können derartig konventionell aufgebaute Computertomographiegeräte jedoch nicht verwendet werden. Um in einem Operationssaal einen auf einem Operationstisch gelagerten Patienten mittels Computertomographie untersuchen zu können, kommt eine sogenannte „Sliding Gantry” zum Einsatz, worunter verstanden wird, dass sich die Gantry beim Scan bzw. bei der Untersuchung des Patienten relativ zu dem Operationstisch bzw. relativ dem Patienten bewegt.
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1 zeigt einen Aufbau mit einer „Sliding Gantry”. Ein mittels Computertomographie zu untersuchender Patient P ist auf einem Operationstisch 1 in einem Operationssaal gelagert. Die Gantry 2 eines Computertomographiegerätes, welche in nicht gezeigter Weise eine Röntgenmesseinheit, beispielsweise eine Röntgenstrahlenquelle und einen der Röntgenstrahlenquelle gegenüberliegend angeordneten Röntgenstrahlendetektor, aufweist, wird mit Hilfe eines in den Boden des Operationssaals integrierten Linearführungssystem 3 linear relativ zu dem Patienten P verstellt. Durch die Verstellung der Gantry 2 relativ zu dem Operationstisch 1 bzw. dem Patienten P kann dieser in die Messöffnung 4 bzw. das Messfeld der Gantry 2 zur radiologischen Untersuchung des Patienten P gebracht werden. Der Gantry 2 ist zum elektrischen Anschluss und zur Verbindung mit einer Steuerung des die Gantry 2 aufweisenden Computertomographiegerätes eine Kabelsäule 5 mit elektrischen Verbindungskabeln zugeordnet, die mit einer Schleppkette 6 mit Kabeln verbunden ist.
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Das in den Boden des Operationssaals integrierte Linearführungssystem 3 umfasst einen Antriebsriemen 7, der von einem Elektromotor 8 über ein Antriebsriemenrad angetrieben wird. Der Elektromotor 8 ist mit einer in einem Schaltschrank 9 angeordneten Motorsteuerung 10 verbunden, die wiederum mit einer Steuerung 11 des Computertomographiegerätes verbunden ist. Des Weiteren ist in dem Schaltschrank 9 eine Sicherheitsteuerung 12 vorhanden. Das Linearführungssystem 3 umfasst parallel zu dem Antriebsriemen 7 verlaufende, in 1 nicht erkennbare Schienen, die mit einem Abdeckband abgedeckt sind, um eine Verschmutzung zu vermeiden.
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Die Gantry 2 weist einen Schlitten 13 auf, in dem in 1 nicht gezeigte Laufrollen angeordnet sind, die bei Verstellung der Gantry 2 relativ zu dem Operationstisch 1 auf den Schienen des Linearführungssystems 3 abrollen. Der Antriebsriemen 7 ist am Schlitten 13 der Gantry 2 befestigt, so dass in Abhängigkeit vom Antrieb des Antriebsriemenrads der Schlitten 13 samt Gantry 2 verstellt wird.
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Die in 1 gezeigte Computertomographievorrichtung weist den Nachteil auf, dass der Schaltschrank in dem den Operationstisch, das Linearführungssystem und die Gantry aufnehmenden Operationssaal angeordnet werden muss, in dem die Platzverhältnisse zumeist ohnehin beengt sind. Gegebenenfalls muss in unerwünschter Weise ein separater, den Schaltschrank aufnehmender Technikraum zur Verfügung gestellt werden.
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Die
DE 693 22 303 T2 offenbart einen CT-Scanner mit einer ringförmigen Röhre und zugehöriger Energieversorgung.
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Die
DE 695 18 870 T2 offenbart Röntgenröhren für rechnergestützte Tomographie-Geräte, die einen in einem Elektroniktrakt angeordnete Hochspannungsenergieversorgung für die Röntgenröhre umfassen.
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Die
DE 693 29 842 T2 offenbart Bildverfahren und Geräte, die Bilddaten aus Kegelstrahlprojektionsdaten erzeugen und hierzu Detektorköpfe, die auf einer Montagevorrichtung angeordnet sind, umfassen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart anzugeben, dass die separate Ausführung eines Schaltschrankes vermieden werden kann.
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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung aufweisend eine entlang wenigstens einer Linearführung linear verstellbare Gantry eines Computertomographiegerätes und eine der Gantry zugeordnete, mit der Gantry verstellbare, wenigstens ein elektrisches Verbindungskabel aufweisende Kabelsäule zur elektrischen Kontaktierung der Gantry, wobei wenigstens eine elektrische Steuerungskomponente und/oder ein Schaltschrank des Computertomographiegerätes in der Kabelsäule angeordnet ist.
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Die Erfinder schlagen also vor, auf die separate Ausführung eines Schaltschrankes zu verzichten und stattdessen die ohnehin vorhandene Kabelsäule derart zu nutzen bzw. derart zu modifizieren, dass der Schaltschrank und/oder wenigstens eine elektrische Steuerungskomponente bzw. Steuerung des Computertomographiegerätes in die Kabelsäule integriert ist. Die Kabelsäule wird dabei in Bezug auf ihre Abmessungen zwar größer, in der Regel breiter und länger, dies wirkt sich jedoch sogar dahingehend positiv aus, dass sich die Steifigkeit der Kabelsäule erhöht, wodurch sich die Bedingungen für die Kraftübertragung von der Kabelsäule auf die mit der Kabelsäule verbundene Schleppkette zum Verschieben der Schleppkette verbessern.
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Nach einer Variante der Erfindung ist die wenigstens eine elektrische Steuerungskomponente wenigstens eine Sicherheitssteuerung, welche beispielsweise bei Betätigung einer Schaltleiste die lineare Verfahrbewegung der Gantry sicher stoppt, um Gefahrensituationen, z. B. das Einklemmen von Personen oder Gegenständen durch die Gantry, zu vermeiden.
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Nach einer weiteren Variante der Erfindung ist die wenigstens eine elektrische Steuerungskomponente wenigstens eine Motorsteuerung für wenigstens einen die lineare Verstellung der Gantry bewirkenden Elektromotor. Durch die Anordnung der wenigstens einen Motorsteuerung in die Kabelsäule kann das Steuerungskabel zwischen der Motorsteuerung und dem Elektromotor verhältnismäßig kurz gehalten werden, was sich vorteilhaft auf die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) der den Elektromotor, die Motorsteuerung und das Steuerungskabel aufweisenden Antriebsanordnung in dem die Vorrichtung aufweisenden Raum auswirkt.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Gantry wenigstens einen Schlitten zur Verstellung der Gantry entlang der Linearführung, wobei die Kabelsäule auf oder an dem Schlitten angeordnet ist. Durch die gemeinsame Anordnung der Gantry und der Kabelsäule an bzw. auf dem Schlitten, sind diese stets definiert und fest zueinander ausgerichtet. Darüber hinaus wird die Kabelsäule in vorteilhafter Weise auf dem Schlitten abgestützt.
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Nach einer weiteren Variante der Erfindung weist der wenigstens eine Schlitten den wenigstens einen Elektromotor auf. Insbesondere bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann das bereits zuvor erwähnte Steuerungskabel zwischen der Motorsteuerung und dem Elektromotor zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit kurz gehalten werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung treibt der wenigstens eine Elektromotor wenigstens ein Zahnrad des wenigstens einen Schlittens an, welches zur linearen Verstellung der Gantry entlang der wenigstens einen Linearführung mit wenigstens einer Zahnstange der Linearführung zusammenwirkt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
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1 eine Computertomographievorrichtung nach dem Stand der Technik,
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2 eine Computertomographievorrichtung nach der Erfindung,
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3 eine Draufsicht auf die Linearführungen der Computertomographievorrichtung aus 2,
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4 einen Querschnitt durch eine Linearführung der Computertomographievorrichtung aus 2,
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5 eine Draufsicht auf den Schlitten der Gantry der Computertomographievorrichtung aus 2 und
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6 eine Ansicht des Inneren der Kabelsäule der Computertomographievorrichtung aus 2.
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In 2 ist eine erfindungsgemäße Computertomographievorrichtung gezeigt, die eine entlang von Linearführungen linear verstellbare Gantry 20 eines Computertomographiegerätes aufweist.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung handelt es bei den Linearführungen um zwei im Wesentlichen gleich ausgeführte Linearführungen 21, 22. 3 zeigt eine Draufsicht auf die beiden Linearführungen 21, 22 und 4 einen Querschnitt der Linearführung 21.
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Die Linearführungen 21, 22 umfassen im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung jeweils eine Schiene 23, 24 aus Aluminium, die beispielsweise durch Strangpressen hergestellt wurde. Die Schienen 23, 24 weisen jeweils eine erste Nut 25 und eine zweite Nut 26 auf. In der ersten Nut 25 ist jeweils eine Zahnstange 27 angeordnet, die im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung aus Stahl ausgebildet ist. In der zweiten Nut 26 ist jeweils eine Laufachse 28 angeordnet, die im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung ebenfalls aus Stahl ausgebildet ist.
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Wie aus 4 zu erkennen ist, sind eine Zahnstange 27 und eine Laufachse 28 jeweils derart in der ersten Nut 25 bzw. der zweiten Nut 26 angeordnet, dass diese oberseitig nicht über die jeweilige Nut 25, 26 hinausragen. Die Schienen 23 und 24 sind jeweils mit einem flachen Band abgedeckt, welches vorzugsweise aus Edelstahl ausgebildet ist. In 4 ist ein derartiges Abdeckband 29 gezeigt. Das Abdeckband 29 liegt über seinen Querschnitt betrachtet an den beiden Außenseiten 30, 31 der Schiene 23 und auf dem Steg 32 zwischen der ersten Nut 25 und der zweiten Nut 26 auf, wodurch sich eine verhältnismäßig hohe Belastbarkeit des Abdeckbandes 29 ergibt, so dass dieses betreten und überfahren werden darf. In 3 sind die Abdeckbänder aus Gründen der Veranschaulichung des Aufbaus und der Anordnung der Schienen 23 und 24 nicht gezeigt. Die beiden Abdeckbänder der Schienen 23, 24 sind im Übrigen anhebbar.
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Die Linearführungen 21, 22 sind zur Anordnung im Boden eines die Computertomographievorrichtung aufnehmenden Raumes vorgesehen. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung sind die Linearführungen 21, 22 im Boden eines Operationssaals derart angeordnet, dass diese eben mit dem Boden des Operationssaals zur Vermeidung von Hindernissen und Stolperstellen abschließen. Die Schienen 23, 24 sind dabei in nutförmigen Vertiefungen des Bodens des Operationssaals parallel zueinander angeordnet. Beidseits einer jeden Schiene 23, 24 sind zum ebenen Anschluss an den Boden Abdeckbleche 33 vorhanden. Der Boden, die Abdeckbleche 33 sowie die Abdeckbänder 29, 46 bilden dabei eine ebene Fläche.
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3 zeigt den parallelen, linearen Verlauf der samt Komponenten definiert zueinander angeordneten Linearführungen 21, 22, sprich der Schienen 23, 24 bzw. der Zahnstangen 27 und Laufachsen 28, welcher lineare Verlauf auch in 2 anhand der veranschaulichten Zahnstange 27 zu erkennen ist.
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Auf die Linearführungen 21, 22 ist die Gantry 20 mit einem Schlitten 40 aufgesetzt. 5 zeigt in stark schematischer Ansicht eine Draufsicht auf den Schlitten 40. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung weist der Schlitten zwei Zahnräder oder Ritzel 41 auf, die miteinander und mit einem Elektromotor 42 verbunden sind.
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Des Weiteren weist der Schlitten 40 im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung vier, drehbar im Schlitten 40 gelagerte Laufräder 44 auf, wobei jeweils zwei hintereinander angeordnete Laufräder 44 auf einer Laufachse 28 abrollen. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung haben die Laufflächen der Laufräder 44 ein U-förmiges Profil zum Abrollen auf den runden Profilen der Laufachsen 28.
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Die Zahnräder 41 greifen definiert in die Zahnstangen 27 ein, so dass durch den Antrieb der Zahnräder 41 durch den Elektromotor 42 die Gantry 20 definiert linear verstellt werden kann, wobei die Laufräder 44 auf den Laufachsen 28 abrollen.
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Der Schlitten weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung des Weiteren vier, schematisch dargestellte keilförmige Anhebevorrichtungen 45 auf, mit denen bei Verstellungen des mit der Gantry 20 versehenen Schlittens 40 längs der Linearführungen 21, 22 die Abdeckbänder 29, 46 der Linearführungen 21, 22 angehoben, über die Zahnräder 41 und Laufräder 44 hinweggehoben und nach Durchgang durch den Schlitten 40 wieder auf die Schienen 23, 24 abgesenkt werden.
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2 zeigt die Gantry 20 in zwei verschiedenen Positionen relativ zu einem Operationstisch 1 bzw. einen Patienten P, wobei der Operationstisch 1 selbst nicht zu der Computertomographievorrichtung gehört. Die Gantry 20 weist in der Regel einen relativ zu dem Gehäuse der Gantry 20 rotierbaren Teil auf, an dem einander gegenüberliegend wenigstens eine Röntgenstrahlenquelle und ein Röntgenstrahlendetektor angeordnet sind. Wird die Gantry 20 derart relativ zu dem Patienten P verstellt, dass sich dieser in dem durch die Röntgenstrahlenquelle und den Röntgenstrahlendetektor definierten Messfeld 59 der Gantry 20 befindet, kann der Patient P radiologisch untersucht werden. Dabei werden von dem Patienten P aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen Röntgenprojektionen aufgenommen, die in Form von Rohmessdaten des Röntgenstrahlendetektors vorliegen.
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Die elektrische Kontaktierung der Gantry 20, sei es zur Energieversorgung, beispielsweise der Röntgenröhre oder des Röntgenstrahlendetektors, und/oder zum Datentransfer, z. B. der Rohmessdaten, erfolgt über in einer Kabelsäule 51 und einer Schleppkette 52 geführte Kabel.
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Die Kabelsäule 51 ist, wie anhand von 2 und 5 zu erkennen ist, im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung auf dem Schlitten 40 angeordnet. Wie in der in 6 schematisch dargestellten Ansicht des Inneren der Kabelsäule 51 zu erkennen ist, umfasst die Kabelsäule 51 im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung nicht nur Energieversorgungs- 53 und Datenkabel 54, sondern auch einen Schaltschrank 55. Der Schaltschrank 55 kann dabei in an sich bekannter Weise Verdrahtungen und Verschaltungen verschiedener Kabel enthalten. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung sind in die Kabelsäule 51 außerdem eine Sicherheitssteuerung 56 und die Motorsteuerung 57 für den Elektromotor 42 integriert, der mit der Motorsteuerung 57 über ein Steuerkabel verbunden ist, das auf diese Weise verhältnismäßig kurz gehalten werden kann. Die Sicherheitssteuerung 56 und die Motorsteuerung 57 können dabei separat in der Kabelsäule 51 oder aber, wie in 6 gezeigt, in dem Schaltschrank 55 der Kabelsäule 51 angeordnet sein.
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Über das oder die Energieversorgungskabel 53 ist die Gantry 20 mit wenigstens einer nicht explizit gezeigten elektrischen Energieversorgungsquelle verbunden. Das oder die Datenkabel 54 dienen vorzugsweise zum bidirektionalen und/oder unidirektionalen Datentransfer beispielsweise zwischen der Gantry 20 und einem nicht dargestellten Rechner zur Rekonstruktion von Bilddaten aus mit dem Röntgenssystem der Gantry aufgenommenen Rohmessdaten.
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Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Übrigen nur exemplarisch zu verstehen. So kann die Kabelsäule auch nur einen Schaltschrank oder nur eine elektrische Steuerungskomponente enthalten. Die Kabelsäule kann aber auch noch weitere Kabel und/oder weitere Steuerungskomponenten bzw. Steuerungen als die im beschriebenen Ausführungsbeispiel erwähnten aufweisen.
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Die Kabelsäule muss nicht notwendigerweise am Schlitten, sondern kann auch an dem Gehäuse der Gantry angeordnet sein.
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Des Weiteren kann auch nur eine Linearführung mit nur einer Zahnstange vorhanden sein. Ebenso muss nicht notwendigerweise eine die Zahnstange aufweisende Schiene vorhanden sein. Darüber hinaus kann die Anzahl der Laufachsen, der Zahnräder des Schlittens, der Laufräder des Schlittens etc. variieren ohne die Erfindung zu verlassen.
