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Die Erfindung bezieht sich auf eine Positionierungshilfe für ein von einem Tunnel durchdrungenes Gehäuse einer medizinischen Bildgebungseinrichtung. Die Positionierungshilfe dient zur Unterstützung des medizinischen Personals der Bildgebungseinrichtung bei der Positionierung eines Patienten, medizinischen Geräts oder einer Patientenliege bezüglich der Bildgebungseinrichtung zur Vorbereitung für eine bildgebende Untersuchung.
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Medizinische Bildgebungseinrichtungen (auch als „Modalität“ bezeichnet) wie Computertomographen (CT), Positronen-Emissions-Tomographen (PET) oder Magnetresonanztomographen (MRT) umfassen üblicherweise ein von einem Tunnel durchzogenes und somit etwa ringförmiges Gehäuse, das zusammen mit den darin aufgenommenen Bauteilen nachfolgend ohne Beschränkung auf einen speziellen Modalitätstyp als „Gantry“ bezeichnet ist. Bei einem Computertomographen ist im Inneren des Gehäuses beispielsweise eine wiederum im Wesentlichen ringförmige Halterung (auch als Drehkranz bezeichnet) aufgenommen, an welcher in Gegenüberstellung zueinander eine Röntgenstrahlquelle sowie ein Röntgen-Detektor angebracht sind. Diese Halterung rotiert in an sich bekannter Weise zur Aufzeichnung von Projektionsbildern eines abzubildenden Objekts, insbesondere des Patienten, um den Tunnel.
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Für die Bildgebung wird bei den oben genannten Bildgebungseinrichtungen regelmäßig eine Patientenliege, auf der das abzubildende Objekt (also meist der Patient) gelagert ist, in den Tunnel verfahren. In Umkehrung dieses Prinzips wird bei einer sogenannten „sliding Gantry“ die gesamte Gantry über die Patientenliege (in diesem Fall meist ein Operationstisch) verfahren.
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Beim Einfahren des Patienten in den Tunnel muss eine Kollision des Patienten oder der Patientenliege mit dem Gantrygehäuse vermieden werden. Mitunter ist der Patient während der Bildgebung zudem mit weiterem medizinischem Gerät, wie beispielsweise einer Infusion, einem Retraktor, einer Kopfschale, einer Armstütze o.ä. umgeben, das ebenfalls nicht mit dem Gantrygehäuse kollidieren darf. Für die richtige kollisionsvermeidende Positionierung des Patienten, der Patientenliege und des ggf. vorhandenen weiteren Geräts wird dabei üblicherweise auf das Augenmaß des behandelnden medizinischen Personals vertraut.
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Die Positionierung nach Augenmaß ist allerdings zeitaufwändig und fehleranfällig. Positionierungsfehler können zu Verletzungen des Patienten und/oder Beschädigung von medizinischem Gerät führen oder zumindest – wenn sie rechtzeitig bemerkt werden – eine zeitaufwändige Neupositionierung erforderlich machen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache, schnelle und kollisionssichere Positionierung des Patienten, der Patientenliege und des ggf. vorhandenen weiteren Geräts zu ermöglichen.
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Bezüglich einer Positionierungshilfe für eine medizinische Bildgebungseinrichtung mit einem von einem Tunnel durchdrungenen Gehäuse wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bezüglich einer medizinischen Bildgebungseinrichtung mit einer solchen Positionierungshilfe wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 13. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Positionierungshilfe umfasst mindestens einen Strahlerzeuger zur Emission eines Messstrahls, der die berührungslose Detektion eines sich im Strahlengang des Messstrahls befindlichen Hindernisses (insbesondere des Patienten oder eines medizinischen Geräts) ermöglicht. Der Strahlerzeuger ist dabei derart ausgerichtet, dass ein Messabschnitt des Messstrahls den Tunnel parallel zu seiner Tunnelachse durchdringt und dabei die Tunnelwand tangiert oder in dichtem Abstand flankiert.
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In einer alternativen Ausführung der erfindungsgemäßen Positionierungshilfe ist der Strahlerzeuger derart positioniert, dass der Messstrahl den Tunnel nicht durchdringt, sondern nur außerhalb des Tunnels verläuft. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Strahlerzeuger an dem Gantrygehäuse selbst befestigt ist. In diesem Fall ist der Strahlerzeuger derart angeordnet, dass eine geradlinige Extrapolation des Messabschnitts des Messstrahls (d.h. die geradlinige Verlängerung des Messabschnitts außerhalb des Strahlengangs) parallel zu der Tunnelachse ausgerichtet ist und die Mantelfläche des Tunnels tangiert oder in dichtem Abstand flankiert. In dieser Ausführung kann die Extrapolation des Messabschnitts ohne Abweichung von dem Erfindungsgedanken das Gehäuse auch geringfügig außerhalb des Tunnels schneiden.
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Als „dichter Abstand“ wird in beiden Fällen ein Abstand des Messstrahls oder dessen Extrapolation zur Tunnelwand bezeichnet, der klein gegenüber dem Tunnelradius (insbesondere um mindestens einen Faktor 10 kleiner als der Tunnelradius) ist. Vorzugsweise liegt der Abstand des Messstrahls oder der Extrapolation von der Tunnelwand auf der Größenordnung weniger Millimeter.
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Der Messabschnitt des Messstrahls liegt dabei insbesondere innerhalb der Mantelfläche eines gedachten (d.h. virtuellen) Zylinders, der nach Maßgabe des Tunnels der Gantry dimensioniert ist. Insbesondere unterschreitet der Durchmesser dieses gedachten Zylinders geringfügig den Tunneldurchmesser.
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Durch den Messabschnitt des mindestens einen Messstrahls wird die engste Stelle der Tunnelwand quasi über die Axialausdehnung des Tunnels hinaus verlängert. Körperteile des Patienten, Teile der Patientenliege oder anderer medizinische Geräte, die infolge fehlerhafter Positionierung am Ort des Messstrahls mit dem Gantrygehäuse kollidieren würden, ragen in Strahlengang des Messstrahls und können somit an der Unterbrechung des Messstrahls einfach und fehlersicher als Hindernis erkannt werden, bevor der Patiententisch und der Tunnel relativ zueinander verfahren werden. Somit ist es für das medizinische Personal der Bildgebungseinrichtung frühzeitig und einfach möglich, den Patienten, das medizinische Gerät oder die Patientenliege bei Bedarf derart umzulagern oder umzupositionieren, dass die Bildgebung kollisionsfrei erfolgen kann.
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Besonders vorteilhaft zeigt sich die erfindungsgemäße Positionierungshilfe bei einer verfahrbaren Gantry („Sliding Gantry“). Eine Sliding Gantry wird meist mit einem „externen“ Patiententisch, insbesondere einem Operationstisch in einem Operationssaal, verwendet. Ein solcher von der Bildgebungseinrichtung entkoppelter Patiententisch liefert üblicherweise keinerlei Positionsinformationen an die Sliding Gantry, wodurch eine bestehende Kollisionsgefahr – auch mit der Patientenliege selbst – nicht automatisch durch die Gantrysteuerung erkennbar ist.
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In bevorzugter Ausgestaltung ist die Positionierungshilfe dazu eingerichtet, die gesamte Mantelfläche des Tunnels durch einen oder mehrere Messstrahlen kontinuierlich oder diskontinuierlich abzutasten. Es ist jedoch erfindungsgemäß auch denkbar, nur einen (z.B. besondere kollisionsgefährdeten) Teilbereich der Mantelfläche abzutasten, z. B. den höchsten Punkt (Dach) des Tunnels. Umgekehrt kann z. B. im Falle einer Bildgebungseinrichtung mit steuerungstechnisch angeschlossener Patientenliege ein Teilbereich des Tunnelumfangs, welcher bestimmungsgemäß auf Seiten der Patientenliege angeordnet ist, von der Abtastung ausgeschlossen sein, da in diesem Fall die Relativposition der Patientenliege zu dem Tunnel in der Regel bekannt ist.
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In bevorzugter Ausführungsform der Positionierungshilfe erzeugt der mindestens eine Strahlerzeuger den Messstrahl in Form eines Lichtstrahls. Hier emittiert der Strahlerzeuger zweckmäßigerweise (aber nicht notwendigerweise) Licht einer sichtbaren Wellenlänge, d.h. in einem Wellenlängenbereich von etwa 400 nm bis 800 nm. Vorteilhafterweise ist der Messstrahl dabei als – die Kollisionsgefahr anzeigender – Lichtpunkt oder als Lichtlinie auf einem etwaigen Hindernis für das medizinische Personal unmittelbar erkennbar.
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Grundsätzlich kann der Strahlerzeuger im Rahmen der Erfindung aber auch einen Messstrahl erzeugen, der für das menschliche Auge unsichtbar ist, beispielsweise einen Infrarot-, Ultraviolett- oder Ultraschallstrahl. Der Einsatz unsichtbarer Messstrahlung hat insbesondere den Vorteil, dass er von dem Patienten nicht bemerkbar ist und somit die psychische Belastung (beispielsweise einen klaustrophobischen Angstzustand) des in der Untersuchungssituation bisweilen ohnehin angespannten Patienten nicht negativ beeinflusst.
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Bei Einsatz unsichtbarer Messstrahlung umfasst die Positionierungshilfe zweckmäßigerweise eine Empfänger- oder Detektoreinrichtung, die die Unterbrechung des Messstrahls detektiert und bei Unterbrechung des Messstrahls eine – z. B. optische oder akustische – Warnmeldung auslöst. Optional ist vorsehen, dass im Rahmen der Warnmeldung die Lage des Hindernisses ortsaufgelöst anzeigt und/oder dass bei Erkennung eines Hindernisses das Einfahren der Patientenliege in den Tunnel (oder die Gantrybewegung in Richtung der Patientenliege) automatisch blockiert wird. Die Detektoreinrichtung, die als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme im Rahmen der Erfindung auch bei Verwendung sichtbarer Messstrahlung vorgesehen sein kann, detektiert vorzugsweise den Messstrahl, nachdem er den Messabschnitt durchlaufen hat, und löst die Warnmeldung aus, sobald die gemessene Strahlungsintensität infolge einer Unterbrechung des Messstrahls einbricht. Alternativ kann die Detektoreinrichtung aber auch dazu eingerichtet sein, die gegebenenfalls von einem Hindernis reflektierte oder gestreute Messstrahlung zu detektieren, und in diesem Fall die Warnmeldung auszulösen.
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Zur Aussendung eines diskreten (d.h. räumlich abgegrenzten) Messstrahls ist der Strahlerzeuger vorzugsweise durch einen Laser („Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation“), insbesondere eine Laserdiode gebildet. Zweckmäßigerweise liegt die Leistung des Lasers unterhalb einer für das Personal oder den Patienten gefährdenden Leistungsgrenze. Insbesondere wird ein Laser der Laserschutzklasse 1 verwendet.
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Vorzugsweise werden durch den mindestens einen Strahlerzeuger mehrere Messstrahlen emittiert, wobei die jeweiligen Messabschnitte dieser Messstrahlen oder deren geradlinige Extrapolationen die Tunnelwand an unterschiedlichen, um den Umfang des Tunnels verteilten Stellen tangieren oder in dichtem Abstand flankieren. Dabei ist zweckmäßigerweise für jeden der Messstrahlen ein separater Strahlerzeuger vorgesehen. Alternativ hierzu kann im Rahmen der Erfindung die von einem Strahlerzeuger erzeugte Messstrahlung auch in mehrere (Teil-)Messstrahlen aufgesplittet werden.
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In einer vorteilhafterweise vergleichsweise einfach zu realisierenden Ausführungsform umfasst die Positionierungshilfe eine Mehrzahl von Strahlerzeugern, welche in einer dem Tunnelquerschnitt entsprechenden Form (insbesondere auf einer Kreisbahn) angeordnet sind, wobei die von diesen Strahlerzeugern emittierten Messstrahlen jeweils geradlinig und zueinander parallel verlaufen. Der Verlauf eines jeden Messstrahls ist dabei insbesondere statisch, also zeitlich unverändert.
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Im Gegensatz hierzu wird der Strahlengang eines oder mehrerer Messstrahlen in einer weiteren Ausführungsform der Positionierungshilfe bewegt, so dass der oder jeder Messstrahl in einem Querschnitt quer zur Tunnelachse rotierend auf einer geschlossenen Bahnkurve geführt ist, im Verlauf welcher der Messabschnitt des oder jeden Messstrahls oder dessen geradlinige Extrapolation die Tunnelwand stets (d.h. an jeder Stelle der Bahnkurve) tangiert oder in dichtem Abstand flankiert. Der Messstrahl wird also mit anderen Worten rotierend um den Umfang der Tunnelwand herumgeführt.
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Der rotierende Strahlengang des Messstrahls wird in einer vorteilhaften Variante der Positionierungshilfe dadurch erzeugt, dass der (oder jeder) Strahlerzeuger rotierbar ist. Insbesondere ist der Strahlerzeuger exzentrisch um eine mit der Tunnelachse fluchtende Drehachse rotierbar und derart ausgerichtet, dass er den Messstrahl parallel zu dieser Drehachse emittiert. Vorteilhafterweise kann hierbei mittels nur eines einzigen Strahlerzeugers der gesamte Umfang der Tunnelwand kontinuierlich abgetastet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Positionierungshilfe mindestens ein (erstes) Umlenkmittel zur Umlenkung des Messstrahls in den Messabschnitt seines Strahlengangs. Dieses Umlenkmittel, das beispielsweise durch eine Reflexionsfläche wie einen Spiegel oder ein totalreflektierendes Prisma oder durch ein gebogenes Glasfaserkabel gebildet sein kann, ist zur Rotierung des Messstrahls vorzugsweise ebenfalls rotierbar.
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Alternativ ist als (erstes) Umlenkmittel eine Reflexionsfläche vorgesehen, die eine der Bahnkurve des zu rotierenden Messstrahls entsprechende Ringform (insbesondere Kreisringform) bildet. Zur Erzeugung des rotierenden Messstrahls umfasst die Positionierungshilfe in diesem Fall einen rotierenden Strahlerzeuger, der derart auf die ringfömige Reflexionsfläche ausgerichtet ist, dass der auf die Reflexionsfläche auftreffende Messstrahl entlang des ringförmigen Verlauf der Reflexionsfläche umläuft, und der daran reflektierte Messstrahl um die vorstehend beschriebene Bahnkurve rotiert.
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In bevorzugter Ausführung emittiert der Strahlerzeuger den Messstrahl dabei radial bezüglich der Tunnelachse, wobei der Messstrahl durch die ringförmige Reflexionsfläche in den parallel zur Tunnelachse ausgerichteten Messabschnitt seines Strahlengangs reflektiert wird.
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In einer weiteren Variante ist zusätzlich zu dem ersten Umlenkmittel ein zweites Umlenkmittel vorgesehen, das beispielsweise wiederum durch eine Reflexionsfläche wie einen Spiegel oder ein totalreflektierendes Prisma oder durch ein gebogenes Glasfaserkabel gebildet sein kann. Dieses weitere Umlenkmittel ist dabei dazu eingerichtet, den Strahlengang des Messstrahls ausgehend von dem Strahlerzeuger auf das erste Umlenkmittel umzulenken, und ist hierbei insbesondere selbst rotierbar. Der Strahlerzeuger selbst ist in dieser Variante der Positionierungshilfe vorzugsweise ortsfest, d.h. unbeweglich angeordnet.
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Der medizinischen Bildgebungseinrichtung ist die erfindungsgemäße Positionierungshilfe vorzugsweise als eigenständige Baugruppe zugeordnet, die separat von der Gantry zu montieren ist. Dies hat den Vorteil, dass jede herkömmliche Gantry besonders leicht mit der Positionierungshilfe nachgerüstet werden kann.
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Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Positionierungshilfe derart an einer Haltevorrichtung (beispielsweise an einer Wandhalterung) angebracht ist, dass der oder jeder Messstrahl den Tunnel durchdringt.
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Es ist jedoch auch denkbar, dass die Positionierungshilfe in die Gantry der Bildgebungseinrichtung integriert ist. In diesem Fall ist insbesondere vorgesehen, dass der oder die Strahlerzeuger in oder auf dem Gantrygehäuse montiert ist bzw. sind. In einer Variante der Positionierunghilfe, die insbesondere bei einer als Computertomograph ausgebildeten Bildgebungseinrichtung vorteilhaft einsetzbar ist, ist ein (insbesondere einziger) Strahlerzeuger auf einer im Inneren des Gehäuses rotierbaren bzw. rotierenden Halterung für den Bilddetektor der Bildgebungseinrichtung montiert, wobei dieser Strahlerzeuger mit der Halterung rotiert wird und den zugehörigen Messstrahl unmittelbar oder über ein Umlenkmittel parallel zur Tunnelachse emittiert.
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Die Bildgebungseinrichtung umfasst insbesondere eine sogenannte Sliding Gantry und ist demnach, insbesondere auf im Boden eingelassenen Schienen, parallel zu der Tunnelachse verfahrbar.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 in einer schematischen Darstellung eine medizinische Bildgebungseinrichtung mit einer einen Tunnel umfassenden verfahrbaren Gantry, mit einem Patiententisch, sowie mit einer erfindungsgemäßen Positionierungshilfe,
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2 in einer vergrößerten Einzeldarstellung die Positionierungshilfe gemäß 1,
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3 bis 6 jeweils in Darstellung gemäß 2 weitere Ausführungsformen der Positionierungshilfe, und
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7 in Darstellung gemäß 1 die medizinische Bildgebungseinrichtung in einer Ausführungsform, in welcher die Positionierungshilfe in die Gantry integriert ist.
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Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer Seitenansicht eine medizinische Bildgebungseinrichtung 1, welche hier im Wesentlichen durch ein Computertomographie-System gegeben ist. Die Bildgebungseinrichtung 1 umfasst eine verfahrbare (engl.: „sliding“) Gantry 2, einen Patiententisch 3, sowie eine Positionierungshilfe 4.
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Der Patiententisch 3 umfasst einen (wie durch einen Doppelpfeil 5 angedeutet) höhenverstellbaren Fuß 6, sowie eine Patientenliege 7 zur Lagerung eines abzubildenden Patienten 8. Bei dem Patiententisch 3 handelt es sich hier um einen Operationstisch in einem Operationssaal, der steuerungs- und signaltechnisch von der Gantry 2 losgelöst ist. Somit ist die Höhenverstellung des Patiententischs 3 von einer Ansteuerung der Gantry 2 entkoppelt. Insbesondere steht der Gantrysteuerung keine Information über die Tischhöhe zur Verfügung.
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Wie in der Darstellung durch einen Retraktor an dem Patienten 8 angedeutet ist, können – insbesondere im Rahmen einer Operation des Patienten 8 – vielfältige medizinische Geräte 9 im Umfeld des Patienten 8 angeordnet sein, welche auch während einer im Operationsverlauf notwendigen Bildaufnahme nicht entfernt werden können oder sollen.
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Die Gantry 2 umfasst einen Gantryfuß 10 sowie ein (Gantry-)Gehäuse 11. Im Inneren des Gantrygehäuses 11 sind Komponenten für die Bilderzeugung enthalten, auf die im Zusammenhang mit 7 näher eingegangen wird. Das Gantrygehäuse 11 ist von einem im Querschnitt kreisförmigen Tunnel 12 durchdrungen, so dass das Gantrygehäuse 11 selbst etwa die Form eines Ringes aufweist. An seiner schmalsten Stelle hat der Tunnel 12 einen Tunneldurchmesser d.
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Wie durch Pfeile 13 bzw. 14 angedeutet, ist die Gantry 2 auf (hier nicht explizit dargestellten) Schienen, die beispielsweise im Boden des Operationssaales eingelassen sind, in Richtung der Tunnelachse 15 verfahrbar. Hierdurch ist sie reversibel aus einer von dem Patiententisch 3 zurückgezogenen Parkposition in eine – gestrichelt dargestellte – Bildaufnahmeposition bringbar, in welcher die Patientenliege 7 in den Tunnel 12 hineinragt.
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Die Positionierungshilfe 4 dient hierbei dazu, das medizinische Personal bei der Lagerung des Patienten 8, des medizinischen Geräts 9, sowie bei der Höhenverstellung der Patientenliege 7 dahingehend zu unterstützen, dass beim Verfahren der Gantry 2 eine Kollision derselben mit der Patientenliege 7, dem medizinischen Gerät 9 oder gar dem Patienten 8 verhindert wird.
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In 2 ist die Positionierungshilfe 4 in einer Querschnittsdarstellung gezeigt. Dieser ist zu entnehmen, dass die Positionierungshilfe 4 eine kreisförmige Grundplatte 20 umfasst, auf deren Vorderseite 21 im Bereich ihres Außenumfangs 22 ein Ringreflektor 23 aufgesetzt ist. Eine in Draufsicht auf die Vorderseite 21 im Wesentlichen ringförmige Reflexionsfläche 24 (Spiegelfläche) des Ringreflektors 23 ist (entlang des gesamten Umfangs) im Querschnitt in einem Winkel α von 45° gegenüber der Vorderseite 21 der Grundplatte 20 angestellt.
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Im Mittelpunkt der Grundplatte 20 ist ein zweiter Reflektor 25 angeordnet, welcher durch einen elektromotorischen Antrieb 26 um eine Mittelachse 27 rotierbar ist (angedeutet durch Pfeil 28). Eine in Draufsicht auf die Vorderseite 21 im Wesentlichen quadratische Reflexionsfläche 29 (Spiegelfläche) des Reflektors 25 ist in einem Winkel β von ebenfalls 45° gegenüber der Grundplatte 20 angestellt. Die Reflexionsfläche 29 ist dabei in jeder Rotationsstellung des Reflektors 25 jeweils der Reflexionsfläche 24 des Ringreflektors 23 zugewandt.
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Eine als Strahlerzeuger eines Messstrahls dienende Laserdiode (nachfolgend Laserpointer 30) ist mit Hilfe eines Haltewinkels 34 an der Grundplatte 20 befestigt. Der Laserpointer 30 ist hierbei im Wesentlichen auf der Mittelachse 27 angeordnet. Im Betrieb der Positionierungshilfe 4 emittiert der Laserpointer 30 einen Laserstrahl 31 im sichtbaren Wellenlängenbereich – hier beispielsweise rotes Licht mit einer Wellenlänge von 680nm – in Richtung der Grundplatte 20.
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Ein Strahlengang 32 des von dem Laserpointer 30 ausgehenden Laserstrahls 31 verläuft dabei ausgehend von dem Laserpointer 30 im Wesentlichen entlang der Mittelachse 27 mittig auf die Reflexionsfläche 29 des Reflektors 25 zu. Davon ausgehend verläuft der Strahlengang 32 parallel zur Grundplatte 20 im Querschnitt gesehen wiederum in etwa mittig auf die Reflexionsfläche 24 des Ringreflektors 23 zu. Schließlich verläuft der Strahlengang 32 in einem Messabschnitt 33 ausgehend von der Reflexionsfläche 24 senkrecht zu der Grundplatte 20 bzw. parallel zur Mittelachse 27 frontseitig von dieser weg.
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Mit anderen Worten läuft der Laserstrahl 31 im Betrieb der Positionierungshilfe 4 zunächst mittig auf die Grundplatte 20 zu, wird sowohl an dem mittigen Reflektor 25 als auch an dem Ringreflektor 23 jeweils um 90° abgelenkt, so dass er schließlich je nach Rotationsstellung des Reflektors 25 jeweils an einem Umfangspunkt der Grundplatte 20 senkrecht von dieser wegläuft. Der Reflektor 25 sowie der Ringreflektor 23 dienen hierbei jeweils als Umlenkmittel für den Strahlengang 32 des Laserpointers 30.
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Da der Reflektor 25 um die Mittelachse 27 rotiert, läuft der Laserstrahl 31 je nach Rotationsstellung des Reflektors 25 jeweils in einem anderen Umfangspunkt von dem Ringreflektor 23 weg. Bei einer Rotation des Reflektors 25 rotiert der Messabschnitt 33 im Querschnitt quer zu der Mittelachse 27 entlang einer geschlossenen, kreisförmigen Bahnkurve. Bei – gegenüber dem zeitlichen Auflösungsvermögen des menschlichen Sehsinns – schneller Rotation des Reflektors 25 „verschmiert“ der wandernde Laserpunkt zu einer Lichtlinie, die die Bahnkurve des rotierenden Messabschnitts 33 abzeichnet.
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2 zeigt beispielhaft zusätzlich zu dem Strahlengang 32 einen alternativen Strahlengang 32´ mit zugehörigem Messabschnitt 33´, welcher einer um 180° verdrehten Rotationsstellung des Reflektors 25 entspricht. Aus dieser Darstellung wird deutlich, dass der Messabschnitt 33, 33‘ während der Rotation des Reflektors 25 einen (Licht-)Zylinder 35 bildet, dessen Zylinderachse 36 koaxial zur Mittelachse 27 ausgerichtet ist. Der Laserstrahl 31 läuft dabei eine Mantelfläche 37 des Zylinders 35 ab. Der Zylinder 35 hat einen (Zylinder-)Durchmesser D, welcher etwa dem Durchmesser des Ringreflektors 23 entspricht. Dieser Durchmesser D ist dabei um wenige Millimeter kleiner gewählt als der Tunneldurchmesser d der Gantry 2.
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In einem in 1 dargestellten Montagezustand ist die Positionierungshilfe 4 mit einer Rückseite 38 an einer Haltevorrichtung 40 (hier einer Wand des Operationssaals) angebracht. Dabei ist die Haltevorrichtung 40 derart ausgerichtet, dass sich die Mittelachse 27 und die Zylinderachse 36 der Positionierungshilfe 4 mit der Tunnelachse 15 decken. Dabei kann die Haltevorrichtung 40 – wie hier dargestellt – auf der von dem Patiententisch 3 abgewandten Seite der Gantry 2 angeordnet sein. Es ist jedoch auch denkbar, die Haltevorrichtung 40 auf der Seite des Patiententischs 3 zu positionieren.
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Bestimmungsgemäß ragt der (Licht-)Zylinder 35 parallel zur Tunnelachse 15 durch den Tunnel 12 hindurch. Somit ist anhand des Lichtzylinders 35 für das medizinische Personal erkenntlich, auf welcher Bahn sich der Tunnel 12 bzw. dessen Tunnelwand 41 beim Verfahren der Gantry 2 bewegt.
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Durch die Verwendung von sichtbarem Laserlicht wird dabei ein Objekt, das der Tunnelwand 41 als Hindernis entgegenstehen würde, sichtbar angestrahlt, so dass für das Personal leicht erkennbar ist, welches Objekt Gefahr läuft, mit der Gantry 2 zu kollidieren.
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3 zeigt die Positionierungshilfe 4 in einer zweiten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform entspricht in wesentlichen Teilen der ersten Ausführungsform. Im Unterschied dazu ist jedoch der Laserpointer 30 im Wesentlichen im Bereich der Mittelachse 27 in die Grundplatte 20 eingelassen, wobei der Strahlengang 32 des Laserpointers 30 hier nach vorn (d.h. zur Gantry 2 hin) zeigt. Die Reflexionsfläche 29 des Reflektors 25 ist entsprechend in einem Anstellwinkel β von 135° gegenüber der Grundplatte 20 angestellt. Der Reflektor 25 ist dabei mit einem Haltewinkel 50 mit Hilfe eines Antriebs 51 rotatorisch an der Grundplatte 20 befestigt, wodurch im Ergebnis der gleiche Lichtzylinder 35 wie bei der ersten Ausführungsform erzeugt wird.
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In 4 ist eine dritte Ausführungsform der Positionierungshilfe 4 dargestellt. Die vierte Ausführungsform entspricht wiederum in weiten Teilen der ersten Ausführungsform, jedoch ist hier der Laserpointer 30 selbst mit Hilfe eines elektromotorischen Antriebs 60 rotatorisch im Bereich der Mittelachse 27 an der Grundplatte 20 aufgehängt (angedeutet durch Pfeil 61). Der Strahlengang 32 des Laserpointers 30 verläuft dabei parallel zur Grundplatte 20 radial nach außen, wiederum im Querschnitt mittig auf die Reflexionsfläche 24 des Ringreflektors 23. Ausgehend davon verläuft der Strahlengang 32 im Messabschnitt 33 analog zu den beiden anderen Ausführungsformen unter Bildung der Mantelfläche 37 nach vorn von der Grundplatte 20 weg.
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Gemäß einer in 5 dargestellten vierten Ausführungsform umfasst die Positionierungshilfe 4 eine wiederum mit Hilfe eines elektromotorischen Antriebs 70 an der Grundplatte 20 rotierbar aufgehängte Kreisscheibe 71 (angedeutet durch Pfeil 72), welche der Vorderseite 21 der Grundplatte 20 planparallel vorgelagert ist. Auf der Vorderseite 73 der Kreisscheibe 71 ist am Außenumfang 74 der Laserpointer 30 derart angebracht, dass sein Strahlengang 32 unmittelbar im Messabschnitt 33 von der Grundplatte 20 rechtwinklig wegläuft. In Blickrichtung auf die Vorderseite 73 rotiert der Laserpointer 30 im Betrieb der Positionierungshilfe 4 auf einer Kreisbahn. Wiederum entsteht hierbei im Betrieb der Positionierungshilfe 4 der Eindruck des Lichtzylinders 35.
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In der in 6 dargestellten fünften Ausführungsform der Positionierungshilfe 4 umfasst diese im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsformen eine Vielzahl von Laserpointern 30. Dabei sind die einzelnen Laserpointer 30 entlang des Außenumfangs 22 der Grundplatte 20 gleichmäßig auf der Vorderseite 21 derselben befestigt. Die einzelnen Laserpointer 30 befinden sich in Draufsicht auf die Vorderseite 21 somit auf einer Kreisbahn. Der Messabschnitt 33 des jeweiligen Strahlengangs 32 jeden Laserpointers 30 steht dabei jeweils rechtwinklig auf der Vorderseite 21 der Grundplatte 20. Somit liegen die Laserstrahlen 31 wiederum auf der Mantelfläche 37 des Lichtzylinders 35. Die Laserpointer 30 und die von diesen emittierten Laserstrahlen 31 werden in der Ausführung gemäß 6 nicht bewegt.
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In 7 ist schließlich in einer grob schematischen Darstellung eine sechste Ausführungsform der Positionierungshilfe 4 dargestellt. Die sechste Ausführungsform entspricht – soweit nicht abweichend beschrieben – im Wesentlichen der vierten Ausführungsform. Allerdings ist die Positionierungshilfe 4 hier nicht als von der Gantry 2 separates Bauteil ausgebildet, sondern in die Gantry 2 integriert. Entsprechend fehlt bei der Ausführung gemäß 7 die Grundplatte 20. Weiterhin tritt an die Stelle der Kreisscheibe 71 eine ringförmige Halterung 80 im Inneren der Gantry 2, die in an sich bekannter Weise zur Aufnahme einer Röntgenstrahlquelle 81 sowie eines radial gegenüberliegenden Röntgendetektors 82 des Computertomographiesystems dient. An dieser auch als Drehkranz bezeichneten Halterung 80 ist der Laserpointer 30 derart angebracht, dass er den Laserstrahl 31 parallel zur Tunnelachse 15 emittiert.
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Das Gehäuse 11 weist bei dieser Ausführung einzelne Schlitze 83, einen Ringspalt oder entsprechende Fenster auf, durch welche der Laserstrahl 31 zur Bildung der Lichtzylinders 35 aus dem Gantrygehäuse 11 austreten kann. Der Durchmesser D des Lichtzylinders x ist in 7 aus darstellungstechnischen Gründen gegenüber dem Tunneldurchmesser d deutlich größer dargestellt. In der praktischen Realisierung ist der Laserpointer 30 derart nah an der Wand des Gantrygehäuses 11 angeordnet, dass die Mantelfläche 37 des Lichtzylinders 35 die Tunnelwand 41 zumindest näherungsweise tangiert. Alternativ kann der Laserstrahl 31 durch optische Umlenkmittel zu der engsten Stelle des Tunnels 15 geleitet und dort parallel zur Tunnelachse 15 aus der Tunnelwand 41 geleitet werden. Wiederum alternativ können ein oder mehrere Laserpointer 30 statisch in die Tunnelwand 41 eingelassen sein.
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Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden. Insbesondere können die anhand der verschiedenen Ausführungsbeispiele beschriebenen Einzelmerkmale der Erfindung und deren Ausgestaltungsvarianten auch in anderer Weise miteinander kombiniert werden.
