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Die Erfindung betrifft ein medizinisches Gerät, insbesondere einen Computertomographen, mit einer Gantry gemäß dem Patentanspruch 1.
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Bei einem Computertomographen werden eine Röntgenquelle und ein Röntgendetektor in einer Gantry auf einer Kreisbahn um das zu untersuchende Objekt, welches in einem Tunnel der Gantry angeordnet ist, herumbewegt. Während das Aufnahmevolumen in radialer Richtung durch die Systemgeometrie, also insbesondere den Abstand zwischen Strahlungsquelle und Röntgendetektor, sowie durch die Winkelabdeckung des Röntgendetektors, fest gegeben ist, wird das Aufnahmevolumen in axialer Richtung durch eine Relativbewegung zwischen dem Röntgenquelle−Detektor−System und dem Objekt bestimmt.
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Bei einem medizinischen Computertomographen (CT) wird der Patient im Allgemeinen liegend untersucht. Daraus ergibt sich das Problem, den Patienten mit einem Patiententisch zu unterstützen. Da sich dieser Patiententisch zwangsläufig auch im Scan−Feld des Computertomographen wiederfindet, sollen hierdurch möglichst wenige Bildartefakte verursacht werden. Bildartefakte können vor allem durch eine zu starke Abschwächung der Röntgenstrahlung durch den Patiententisch verursacht werden, insbesondere durch die Verwendung von Metallen als Bestandteil der Teile des Patiententisches, die im Laufe des CT−Scans durchstrahlt werden. Andererseits soll der Patiententisch aber auch möglichst steif sein, um sich unter der Belastung durch den Patienten möglichst wenig durchzubiegen. Aufgrund dieser Anforderung kann ein herkömmliches Patientenbett nicht als Patiententisch für einen Computertomographen verwendet werden, sondern es muss eine Spezialkonstruktion eingesetzt werden.
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Es ist also notwendig, den Patienten vom Patientenbett auf einen Patiententisch des Computertomographen zu transferieren. Dieser Vorgang ist aufwändig, erfordert bei bettlägerigen Patienten oft die Hilfe mehrerer Personen und kann für schwer verletzte Patienten ein Risiko darstellen.
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Bei einem bekannten medizinischen Computertomographen wird im Allgemeinen der Patient auf einem Patiententisch positioniert und zur Durchführung des CT-Scans auf dem Patiententisch durch den Gantrytunnel des CTs bewegt. Dabei ist der Patiententisch im Bereich des Gantrytunnels freischwebend und wird von der Stirnseite her gehaltert. Ebenfalls bekannt ist, den Patiententisch stationär zu lassen und die Gantry über den freischwebenden Patiententisch hinweg zu bewegen.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein medizinisches Gerät, insbesondere einen Computertomographen, bereitzustellen, welcher eine sichere und schonende Untersuchung eines Patienten auf einem Patiententisch in einer Gantry ermöglicht.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein medizinisches Gerät, insbesondere einen Computertomographen, mit einer Gantry gemäß dem Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.
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Das erfindungsgemäße medizinische Gerät, insbesondere ein Computertomograph, mit einer Gantry, weist eine zumindest teilweise oder vollständig im Inneren des Gantrytunnels und bevorzugt außerhalb der Scan-Ebene angeordnete Halterungsvorrichtung zur lösbaren Halterung eines Patiententisches auf, welche Halterungsvorrichtung derart ausgebildet ist, dass ein automatischer horizontaler Vorschub des Patiententisches in Richtung der Tunnelachse durch den Gantrytunnel bewirkt werden kann. Für den Vorschub weist die Halterungsvorrichtung insbesondere zumindest einen motorischen Antrieb auf; außerdem kann eine Steuerungsvorrichtung zur Ansteuerung der Halterungsvorrichtung vorgesehen sein. Durch die Lösbarkeit der Halterungsvorrichtung bezüglich des Patiententisches kann ein bereits auf einem Patiententisch gelagerter Patient auf einfache Weise in die Gantry eingeschoben werden, ohne dass eine zusätzliche Umlagerung auf einen weiteren Patiententisch notwendig ist. Durch die Anordnung der Halterungsvorrichtung im Inneren des Gantrytunnels wird die Zugänglichkeit eines auf dem Patiententisch gelagerten Patienten erhöht. Gegenüber den bekannten Konstruktionen, bei denen der Patiententisch im Bereich der Gantry freischwebend durch den Gantrytunnel bewegt wird, sinken außerdem die Anforderungen an die Steifigkeit des Patiententisches, es können also leichtere, dünnere und damit kostengünstigere Patiententische verwendet werden.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Halterungsvorrichtung derart ausgebildet, dass zusätzlich eine vertikale Verschiebung des Patiententisches innerhalb des Gantrytunnels bewirkbar ist; der Patiententisch also hoch und runter bewegt werden kann.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Halterungsvorrichtung zumindest zwei Halteelemente auf, welche innerhalb des Gantrytunnels entlang der Tunnelachse hintereinander angeordnet sind. Auf diese Weise kann der Patiententisch besonders gut an mindestens zwei Punkten gestützt werden, so dass eine besonders präzise horizontale Ausrichtung möglich ist. Insbesondere kann eines der Halteelemente im Bereich des Tunneleingangs und ein Halteelement im Bereich des Tunnelausgangs angeordnet sein. So sinken die Anforderungen an die Steifigkeit des Patiententisches zusätzlich.
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Um Kippungen der Gantry auszugleichen ist es besonders vorteilhaft, die Halteelemente derartig auszubilden, dass sie vertikale Bewegungen des Patiententisches unabhängig voneinander ausführen können.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Halteelemente jeweils zumindest ein Führungselement zur Führung eines Patiententisches auf. So kann auf einfache Weise ein geeigneter Patiententisch lösbar in den Gantrytunnel eingeschoben und durch den Gantrytunnel durchbewegt werden. Insbesondere ist dies vorteilhaft im Zusammenhang mit einem dem medizinischen Gerät zugeordneten, lösbar anbringbaren Patiententisch, welcher derart ausgeformt ist, dass er mittels der Führungselemente durch den Gantrytunnel verschiebbar ist. Ein solcher Patiententisch kann zum Beispiel Führungsempfangselemente aufweisen, in die die Führungselemente eingeschoben werden können. Die Führungselemente können z.B. derart angeordnet sein, dass sie den Patiententisch auf der Oberseite an seinen Außenkanten oder an seiner Unterseite führen. Der Patiententisch hat entsprechend entweder oberhalb, seitlich oder unterhalb angeordnete Führungsempfangselemente.
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In einer besonders vorteilhaften Ausbildung hiervon weisen die Halteelemente jeweils zumindest eine Führungsrolle und eine Antriebsrolle auf und ist der Patiententisch mittels der Führungsrolle und der Antriebsrolle durch den Gantrytunnel verschiebbar. Der Patiententisch ist in seiner Form an die Aufnahme der Führungs- und der Antriebsrollen angepasst, also zum Beispiel mittels an die Rollen angepasster Einkerbungen oder Schienenelemente. Eine derartige Konstruktion ist besonders einfach und gleichzeitig sicher.
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Insbesondere können die Führungsrollen und die Antriebsrollen derart bewegbar ausgebildet werden, dass eine Fixierung des Patiententisches in einer ausgewählten Position bewirkt werden kann. Dies kann durch eine motorische Anhebung und Senkung der Führungsrollen bewirkt werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Halteelemente jeweils zumindest einen Positionsdetektor zur Bestimmung der Position des Patiententisches auf. Die Positionsdetektoren können mit der Steuerungsvorrichtung in Verbindung stehen, um eine Regelung der Position und des Vorschubs des Patiententisches zu realisieren. Auf diese Weise kann der Patiententisch besonders präzise ausgerichtet und positioniert werden und dadurch eine besonders hochqualitative Bildgebung erzeugt werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Positionsdetektoren optische Sensoren auf und ist an dem Patiententisch ein optisches Muster derart angeordnet, dass bei Positionierung des Patiententisches mittels der Haltevorrichtung das optische Muster mittels der Sensoren messbar ist. Optische Sensoren sind besonders präzise und können auf einfache Weise angeordnet und verwendet werden.
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In vorteilhafter Weise für eine (Röntgen)Bildgebung ohne störende Artefakte ist die Halterungsvorrichtung teilweise oder vollständig röntgentransparent ausgebildet. Insbesondere sind die Halterungsvorrichtungen zumindestens teileweise röntgentransparent, wenn sie teilweise im Strahlengang der Röntgenquelle angeordnet sind.
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Zweckmäßigerweise für eine besonders leichte Bauweise ist der Patiententisch aus Kohlefaser und/oder Schaumstoff und/oder Kunststoff ausgebildet.
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Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im Folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert, ohne dass dadurch eine Beschränkung der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele erfolgt. Es zeigen:
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1 eine Schnittansicht einer Gantry mit einer Halterungsvorrichtung eines erfindungsgemäßen medizinischen Geräts,
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2 eine vergrößerte Schnittansicht der Halterungsvorrichtung eines erfindungsgemäßen medizinischen Geräts gemäß 1,
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3 bis 5 eine Ansicht eines Vorschubs eines Patiententisches mittels einer Halterungsvorrichtung,
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6 eine Ansicht einer Gantry mit einer Halterungsvorrichtung bei Verkippung der Gantry,
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7 eine Draufsicht auf einen zum Einschub in das erfindungsgemäße medizinische Gerät geeigneten Patiententisch,
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8 einen Schnitt durch einen Patiententisch gemäß 7,
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9 einen Schnitt durch einen weiteren geeigneten Patiententisch und
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10 eine Vorderansicht einer Gantry mit einem Halterungselement und einem eingeschobenem Patiententisch.
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In der 1 ist ein Schnitt durch eine Gantry 10 eines erfindungsgemäßen Computertomographie-Geräts (CT) gezeigt, welches eine Halterungsvorrichtung 11 zum Einschub und Vorschub eines Patiententisches 12 aufweist. Die Halterungsvorrichtung ist direkt mit der Gantry 10 verbunden bzw. an dieser angeordnet. Die Halterungsvorrichtung 11 weist zwei Halterungselemente 23 auf, welche im Inneren des Gantrytunnels 13 der Gantry angeordnet sind. Der Patiententisch 12 kann mittels der Halterungselemente 23 bei Bedarf horizontal durch den Gantrytunnel 13 z.B. mit Hilfe eines nicht gezeigten Antriebs motorisch vorgeschoben werden (durch den Richtungspfeil angedeutet).
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Die mindestens zwei Halterungselemente 23 sind dabei entlang der Tunnelachse 22 hintereinander angeordnet. Bevorzugt ist ein Halterungselement 23 im Bereich des Tunneleingangs und ein Halterungselement 23 im Bereich des Tunnelausgangs angeordnet. Auf diese Weise wird der Patiententisch besonders gut gestützt. Es können auch weitere Halterungselemente innerhalb des Tunnels angeordnet sein, bevorzugt außerhalb der Scan-Ebene. Der Patiententisch kann vollständig aus der Halterungsvorrichtung gelöst und unabhängig von dem CT verwendet werden. In der 10 ist eine Vorderansicht der Gantry 10 mit einem Halterungselement 23 gezeigt. Das Halterungselement 23 stützt dabei den Patiententisch 12 derartig, dass er nicht seitlich kippen kann. Es kann dabei z.B. wie gezeigt den Patiententisch seitlich und/oder seitlich von oben und/oder seitlich von unten stützen oder den Patiententisch nur von unten stützen.
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In der 2 ist eine vergrößerte Darstellung der Halterungselemente 23 in der Sicht der 1 gezeigt. Jedes Halterungselement 23 weist jeweils mindestens eine Führungsrolle 14 und eine Antriebsrolle 15 auf. Der Patiententisch 12 wird beim horizontalen Einschieben in den Gantrytunnel 13 dabei zunächst in das erste Halterungselement 23 und anschließend weiter in das zweite Halterungselement 23 eingeschoben. Anschließend ist ein automatischer Vorschub über die Antriebsrollen 15 mittels motorischer Antriebe möglich, wobei eine Steuerungsvorrichtung zur Ansteuerung des Vorschubs vorgesehen sein kann. Es können z.B. pro Halterungselement 23 je zwei Führungsrollen 14 und zwei Antriebsrollen 15 vorgesehen sein, wobei die Anordnung derart ist, dass je eine Führungsrolle und eine Antriebsrolle an der linken Seite und je eine Führungsrolle und eine Antriebsrolle an der rechten Seite der Patientenliege angeordnet sind. Die Halterungsvorrichtungen weisen außerdem jeweils einen Positionsdetektor 16 auf, wobei jeder Positionsdetektor 16 z.B. jeweils mindestens einen optischen Sensor aufweisen kann. Die Positionsdetektoren sind dazu ausgebildet, die Position des Patiententisches 12 zu bestimmen. Die Steuerungsvorrichtung kann mit den Positionsdetektoren 16 Daten austauschen, um eine Positionsregelung für den Patiententisch 12 zu realisieren. Die optische Positionsbestimmung kann z.B. mittels eines an dem Patiententisch angeordneten speziellen optischen Musters durchgeführt werden.
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Die Halterungselemente 23 können außerdem derart ausgebildet sein, dass zusätzlich eine vertikale Bewegung (Hub) des Patiententisches 12 möglich ist. Dies kann z.B. mittels eines Hydraulikantriebes realisiert sein. Die Halterungselemente 23 können dabei entweder gemeinsam oder unabhängig voneinander vertikal bewegt werden. Letzteres ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Gantry – wie in 6 gezeigt – gekippt wird. Hier können z.B. mittels eines Sensors die Kippung bestimmt und ein Ausgleich durch eine unabhängige Vertikalverstellung der Halterungselemente 23 geschaffen werden.
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In den 3 bis 5 ist gezeigt, wie ein Patiententisch 12 mittels Führungsrolle 14 und Antriebsrolle 15 in ein Halterungselement 23 eingeführt und fixiert wird. Die Führungsrollen 14 sind motorisch verschiebbar ausgeführt. Um den Patiententisch 12 einzuführen, werden die Führungsrollen 14 motorisch angehoben (3) und der Patiententisch horizontal in die Vorrichtung eingeschoben (4). Sobald der Positionsdetektor 16 eine ausreichende Einschiebung des Patiententisches 12 feststellt, wird die Führungsrolle 14 auf der entsprechenden Seite automatisch abgesenkt und der Patiententisch ist fixiert (5). Ebenso wird dies bei dem zweiten Halterungselement 23 durchgeführt. Sobald der Patiententisch weit genug eingeschoben ist, kann auch die andere Führungsrolle 14 abgesenkt werden.
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Um den Patienten nicht zu gefährden, ist – wie in den 3 bis 5 gezeigt – z.B. das Ende des Patiententisches so ausgeführt (z.B. durch eine Verdickung), dass ein Herausfallen bei abgesenkter Führungsrolle 14 ausgeschlossen ist. Um den Patiententisch horizontal durch den Gantrytunnel 13 zu bewegen, wird er über die Antriebsrollen 15 bewegt. Ein eventuell auftretender Schlupf kann z.B. über die Positionsdetektoren bestimmt und ausgeregelt werden.
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In der 7 ist in Draufsicht und in der 8 in einem Schnitt ein Beispiel für einen geeigneten Patiententisch 12 gezeigt, welcher an den Seiten und den beiden Enden einen Rahmen aus Kohlefaserrohren 17 aufweist. An der Oberseite und der Unterseite weist er jeweils eine Kohlefaserplatte 18 auf und ist mit einem Schaumstoffkern 19 gefüllt. Statt Kohlefaserplatten können auch einfache Kunststoffplatten verwendet werden. Der Patiententisch kann auch aus anderen Materialien gebildet sein; vorteilhaft ist die Ausführung aus röntgentransparenten Materialien wie z.B. beschrieben. Der Patiententisch kann wesentlich leichter als bekannte Patiententische für Computertomographen ausgebildet sein, da an die Steifigkeit wegen der stützenden Halterungsvorrichtung geringere Anforderungen gestellt werden. Je nach Anforderungen kann auch auf die Verwendung von Kohlefaser komplett verzichtet werden und der gesamte Patiententisch in Kunststoff sehr kostengünstig ausgeführt sein.
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Ein optisches Muster 20 zur Positionsbestimmung und evtl. zur Kommunikation weiterer Informationen ist auf die Kohlefaserrohre 17 aufgebracht, z.B. seitlich unterhalb, damit es nicht von einem Patiententuch etc. verdeckt wird. Das optische Muster 20 ist z.B. an beiden Seiten angebracht, damit der Patiententisch in beiden Richtungen eingebracht werden kann. Der Positionsdetektor ermittelt die Position des Patiententisches anhand des optischen Musters 20, z.B. durch einen optischen Sensor. Durch das optische Muster lassen sich auch weitere Informationen, wie z.B. die Seriennummer des Patiententisches oder verschiedene Ausführungsarten des Patiententisches, kodieren und ebenfalls auswerten.
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In der 9 ist als weiteres Ausführungsbeispiel ein Schnitt durch einen weiteren Patiententisch 12 gezeigt, welcher auf seiner Unterseite eine T−förmige Schiene 24 mit seitlichen Führungsnuten 21 aufweist. Die Haltevorrichtung ist hierfür derart ausgebildet, dass sie in die seitlichen Führungsnuten 21 der Schiene 24 eingreift. Das optische Muster 20 kann z.B. an der Unterseite der Schiene 24 angebracht sein. Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, dass die Halterungsvorrichtung komplett unter dem Patiententisch verschwindet und damit keine Gefahr besteht, dass der Patient oder Teile der Ausrüstung (Kabel, Tücher, etc.) in die Halterungsvorrichtung geraten.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Halterungsvorrichtung so ausgeführt sein, dass ein handelsübliches Spineboard oder alternativ auch eine Schaufeltrage direkt in die Haltevorrichtung eingeführt werden können. Da diese handelsüblichen Patiententische keine optischen Muster aufweisen, um den Vorschub zu bestimmen, kann der Positionsdetektor auch in Form einer Kamera mit Bilderkennung ausgeführt sein. Die Kamera kann z.B. von unten auf das Spineboard schauen. Durch die typische Struktur eines Spineboard mit vielen Handgriffen ist sichergestellt, dass für die Bilderkennung genügend unterscheidbare Strukturen im Bildfeld vorliegen. Alternativ kann die Kamera auch von oben auf den Patiententisch und den Patienten schauen. Die Bestimmung des Vorschubs geschieht jeweils durch Korrelation aufeinanderfolgender Bilder der Kamera und Bestimmung der Verschiebung des Patiententisches zwischen den Aufnahmen.
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Die Erfindung beschreibt ein medizinisches Gerät, insbesondere einen Computertomographen, mit einer im Inneren eines Gantrytunnels einer Gantry angeordneten Halterungsvorrichtung zur lösbaren Halterung und zum Vorschub eines Patiententisches. Bevorzugt weist die Halterungsvorrichtung Halterungselemente auf, welche den Patiententisch beiderseits außerhalb der Scan−Ebene (also außerhalb eines von einer Röntgenquelle auf einen Röntgendetektor abgestrahlten Röntgenstrahls) führt und in die ein baulich nicht fest mit dem medizinischen Gerät verbundener Patiententisch eingeführt wird. Die Erfindung hat mehrere Vorteile gegenüber bekannten medizinischen Geräten. Dadurch, dass eine übliche Halterung eines Patiententisches an der Stirnseite außerhalb der Gantry entfällt, werden die Zugänglichkeit zum Patienten verbessert und der Raumbedarf verringert. Weiter werden durch die erfindungsgemäße Halterungsvorrichtung in der Nähe der Scan−Ebene die Anforderungen an die Steifigkeit des Patiententisches deutlich verringert, da statt einer freischwebenden Länge von bis zu 2 m jetzt nur eine Entfernung von ca. 20 cm bis 50 cm zu überbrücken ist und der Patiententisch beidseitig gehalten werden kann. Dies ermöglich es, den Patiententisch wesentlich leichter, dünner und auch kostengünstiger auszuführen. Zusammen mit der Möglichkeit, den Patiententisch auf eine einfache Weise abzunehmen, ergeben sich damit neue Möglichkeiten im klinischen Workflow. So könnte eine Vielzahl an geeigneten Patiententischen vorgehalten und der Patient bereits auf einem abgenommenen Patiententisch in einem Nebenraum auf die Untersuchung vorbereitet werden. Durch geeignete Gestaltung eines Fahrgestells für den Patiententisch lässt sich dieser schnell an den Computertomographen ankoppeln und nach der Untersuchung auch wieder abkoppeln. Durch die Vorbereitung des Patienten außerhalb des Raumes, in dem das medizinische Gerät, insbesondere das CT, angeordnet ist, kann der Patientendurchsatz gesteigert werden. Die Verwendung eines optischen Positionsdetektors zur Bestimmung der Position des Patiententisches hat den Vorteil, dass sich ein optisches Muster kostengünstig auf jedem Patiententisch aufbringen lässt und nicht wie z.B. magnetische Systeme einen Metall−Anteil im Patiententisch voraussetzt, der bei z.B. einer CT−Aufnahme Artefakte erzeugen würde. Die Verwendung eines Spineboards/einer Schaufeltrage hat den Vorteil, dass eine Umlagerung eines Trauma− Patienten entfallen kann.
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Die Erfindung lässt sich in folgender Weise kurz zusammenfassen: Für eine sichere und schonende Untersuchung eines Patienten auf einem Patiententisch in einer Gantry ist ein medizinisches Gerät, insbesondere ein Computertomograph, mit einer Gantry, aufweisend eine zumindest teilweise oder vollständig im Inneren des Gantrytunnels angeordnete Halterungsvorrichtung zur lösbaren Halterung eines Patiententisches, welche Halterungsvorrichtung derart ausgebildet ist, dass ein automatischer horizontaler Vorschub des Patiententisches in Richtung der Tunnelachse durch den Gantrytunnel bewirkbar ist, vorgesehen.
