DE102012213875A1

DE102012213875A1 - Versorgungseinheit für eine verfahrbare Gantry

Info

Publication number: DE102012213875A1
Application number: DE102012213875.7A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Förner; Christof Knöß; Markus Körber; Michael Loser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2012-08-06
Filing date: 2012-08-06
Publication date: 2014-02-06
Anticipated expiration: 2032-08-07
Also published as: CN103565456B; US9161731B2; CN103565456A; US20140037071A1; DE102012213875B4

Abstract

Eine Bildgebungseinrichtung (1) mit einer entlang eines Bodens (5) verfahrbaren Gantry (2) wird angegeben, welche zudem eine Versorgungseinheit (20) umfasst. Die Versorgungseinheit (20) umfasst Mittel zur Übertragung von Energie und/oder Daten und/oder Kühlmittel zwischen einer ortsfesten Versorgungsquelle (21) und der verfahrbaren Gantry (2). Erfindungsgemäß ist die Versorgungseinheit (20) im Bereich des Bodens (5) angeordnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Versorgungseinheit für eine verfahrbare Gantry einer, insbesondere medizinischen, Bildaufnahmeeinrichtung. Die Versorgungseinheit dient dabei zum Energietransport und/oder Datentransport und/oder Kühlmitteltransport zwischen der verfahrbaren Gantry und einem ortsfesten Anschlusspunkt (im Folgenden allgemein als Versorgungsquelle bezeichnet).
Als verfahrbare Gantry (engl. „Sliding Gantry“) wird im Folgenden eine Baueinheit verstanden, welche zumindest ein insbesondere von einem Tunnel durchdrungenes, etwa ringförmiges (Gantry-)Gehäuse, sowie im Gehäuse aufgenommene Bauteile umfasst, die eine Bildaufnahme ermöglichen. Dabei ist das gesamte Gantrygehäuse, insbesondere auf im Boden eingelassenen Schienen, verfahrbar. Zu Bildaufnahmezwecken wird die Gantry derart über eine der Gantry zugeordnete Patientenliege verfahren, dass diese in den Tunnel hineinragt.
Solche verfahrbaren Gantries werden derzeit hauptsächlich bei (Röntgen-)Computertomographiesystemen (CT-Systemen) eingesetzt. Dabei ist im Innern des Gehäuses eine wiederum im Wesentlichen ringförmige Halterung (auch als Drehkranz bezeichnet) gelagert, an welcher eine Röntgenstrahlenquelle, sowie radial gegenüberliegend ein Röntgendetektor angebracht sind. Diese Halterung rotiert in an sich bekannter Weise zur Aufzeichnung von Schichtbildern (Tomogrammen) eines auf der Patientenliege gelagerten Patienten um den Tunnel.
Dabei werden in einem typischen Bildaufnahmeverfahren unter sukzessivem Vorschub der Gantry entlang der Tunnelachse schichtweise Projektionsbilder eines abzubildenden Objekts, also des auf der Patientenliege gelagerten Patienten, aufgenommen und als Bilddaten elektronisch gespeichert. Durch numerische Rückprojektion der aufgezeichneten Projektionsbilder werden schließlich an einem der Gantry zugeordneten Steuer- und Auswerterechner Schichtbilder oder dreidimensionale Volumendatensätze des abzubildenden Objekts errechnet. Die Aufnahme einer Reihe von Projektionsbildern ist im Folgenden auch als „Scan“ bezeichnet.
Eine solche verfahrbare Gantry wird häufig im Zusammenhang mit einer Operation des Patienten eingesetzt, wenn im Zuge der Operation eine Bildaufnahme erfolgen soll, und ein dedizierter CT-Tisch nicht verwendet werden kann.
Zum Betrieb des CT-Systems ist es notwendig, die verfahrbare Gantry mit Energie zu versorgen, sowie Daten, insbesondere bei einem Scan aufgenommene Bilddaten, sowie Steuersignale, zwischen der Gantry und dem Steuer – und Auswerterechner zu übertragen. Bei einem flüssigkeits-gekühlten CT-System kommt hinzu, dass der Gantry ein fluides Kühlmittel zugeführt – und von dieser wieder abgeführt – werden muss.
In einer herkömmlichen Bauform ist dabei vorgesehen, dass alle Leitungen (für Strom, Daten und/oder Kühlmittel) von der Gantry über eine Kabelsäule in eine sogenannte Deckenbaugruppe geleitet werden. Bei der Deckenbaugruppe handelt es sich um ein in der Nähe einer Decke bspw. eines Operationssaals angeordnetes (längliches) Gehäuse, welches in etwa parallel zur Verfahrstrecke der Gantry angeordnet ist. Im Inneren des Gehäuses ist eine im Folgenden als „Energieführungskette“ bezeichnete Vorrichtung aufgenommen.
Bei einer solchen an sich bekannten Energieführungskette handelt es sich um ein flexibles Bauteil, welches eine darin aufgenommene Leitung führt und schützt, wobei die Energieführungskette eine Verbindung zwischen der ortsfesten Versorgungsquelle und einem Anschlusspunkt an der ortsveränderlichen Gantry herstellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bildgebungseinrichtung mit einer verfahrbaren Gantry bezüglich ihrer Daten- und Energie- bzw. Kühlmittelversorgung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße, insbesondere medizinische, Bildgebungseinrichtung umfasst eine entlang eines Bodens verfahrbare Gantry, sowie eine Versorgungseinheit. Die Versorgungseinheit umfasst Mittel zur Übertragung von Energie und/oder Daten und/oder Kühlmittel zwischen einer ortsfesten Versorgungsquelle und der verfahrbaren Gantry. Dabei ist die Versorgungseinheit erfindungsgemäß im Bereich des Bodens (in zweckmäßiger Ausführung insbesondere in der Nähe eines Fahrbereichs der Gantry) angeordnet.
„Im Bereich des Bodens“ bedeutet dabei, dass die Versorgungseinheit auf dem Boden, vorzugsweise jedoch – ganz oder zumindest teilweise – in den Boden integriert ist. Zur Vermeidung einer Stolperschwelle ist dabei die Versorgungseinheit besonders bevorzugt derart in dem Boden versenkt, dass sie ebenerdig mit dem Boden abschließt.
Durch die Anordnung der Versorgungseinheit im Boden bzw. zumindest in Bodennähe, entfällt im Vergleich zu herkömmlichen Bildgebungseinrichtungen vorteilhafterweise die eingangs beschriebene Kabelführung zur Deckenbaugruppe sowie die Deckenbaugruppe selbst. Die erfindungsgemäße Bildgebungseinrichtung zeichnet sich daher vorteilhafterweise durch eine besonders kompakte Bauform ihrer im Raum sichtbaren Komponenten aus. Zudem ähnelt die Gantry der Bildgebungseinrichtung aufgrund des Wegfalls der Kabelsäule vorteilhafterweise einer nicht verfahrbaren Gantry, was für einen Patienten ein Vertrauensvorteil sein kann. Da erfindungsgemäß auf die Deckenbaugruppe verzichtet werden kann, werden Kollisionsprobleme mit anderen gegebenenfalls im Bereich der Decke installierten Baugruppen, beispielsweise Lüftungssystemen, Lampen, Monitoren etc. vorteilhaft ausgeschlossen.
Erfindungsgemäß kann die Versorgungseinheit zumindest zur Energie- und/oder Datenversorgung Mittel zur kabellosen Übertragung umfassen. Vorzugsweise erfolgt die Versorgung jedoch leitungsgebunden, wobei als Leitung insbesondere ein Stromleiter und/oder ein Datenleiter und/oder eine Kühlmittel-Leitung vorgesehen ist.
Der Begriff „Leitung“ umfasst dabei sowohl eine elektrische Leitung bzw. ein elektrisches Kabel (einen elektrischen Leiter) als auch eine Fluid-Leitung (insbesondere in Form eines Schlauches).
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Versorgungseinheit zur leitungsgebundenen Versorgung der Gantry eine Energieführungskette, welche vorzugsweise aus stabilem Kunststoff gefertigt ist.
Die Energieführungskette ist im Wesentlichen durch einen flexiblen, länglichen Hohlkörper zur Aufnahme mindestens einer Leitung gebildet. Als Hohlkörper ist dabei ein einen Freiraum umschließender, im Wesentlichen schlauchartiger, Körper bezeichnet, dessen Wandung entweder geschlossen ausgebildet sein kann, dessen Wandung aber auch unterbrochen ausgebildet sein kann. Insbesondere kann optional die Wandung des Hohlkörpers an einer Längsseite – zum Einlegen der Leitung – geöffnet werden oder von Haus aus offen sein.
Im Montagezustand ist ein erstes Längsende der Energieführungskette der Versorgungsquelle zugeordnet, während ein zweites Längsende der Energieführungskette der Gantry zugeordnet ist. Mit anderen Worten ist eine von der Energieführungskette aufgenommene Leitung mit einem ersten Ende mit der Versorgungsquelle (elektrisch leitend bzw. fluidtechnisch) verbunden, während das zweite Ende mit einer Anschlussstelle der Gantry (elektrisch leitend bzw. fluidtechnisch) verbunden ist.
In bevorzugter Ausführungsform sind in der Energieführungskette mehrere Leitungen, insbesondere in etwa parallel zueinander oder miteinander verseilt, aufgenommen.
In einer wartungstechnisch bevorzugten Ausführungsform umfasst die Versorgungseinheit einen Führungskanal zur Aufnahme der Energieführungskette, welcher vorzugsweise mit einer abnehmbaren Abdeckplatte abgedeckt ist. Die Abdeckplatte schließt dabei insbesondere mit dem umgebenden Boden bündig ab. Zusätzlich oder alternativ ist der Führungskanal zumindest teilweise mit einer Abdeckung (an einer Oberseite des Führungskanals) verschlossen, welche gemäß einer Verfahrbewegung der Gantry in ihrer Flächenausdehnung variabel ist.
In einer besonders kompakten Ausführungsform ist die Versorgungseinheit in eine im Boden geführte Schiene integriert, welche zum Verfahren der Gantry dient.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die einzige Figur in einer grob schematischen Darstellung ein als medizinische Bildaufnahmeeinrichtung dienendes Computertomographie-System (CT-System) 1. Das CT-System 1 dient zur Aufnahme von Schichtbildern eines hier nicht dargestellten Patienten.
Das CT-System 1 umfasst einerseits einen Computertomographen, welcher im Wesentlichen durch eine Gantry 2 gebildet ist.
Die Gantry 2 umfasst in an sich bekannter Weise ein Gehäuse 3, das eine rotierende (bzw. rotierbare) Baugruppe umgibt, und das von einer Tunnelöffnung 4 durchdrungen ist.
Die im Innern der Gantry 2 angeordnete (hier nicht dargestellte) Baugruppe umfasst eine ringförmige Halterung (auch als Drehkranz bezeichnet), an welcher einerseits eine Röntgenstrahlenquelle und andererseits – dieser im Wesentlichen radial gegenüberliegend – ein Detektor zur Detektion eines von der Röntgenstrahlenquelle ausgehenden Fächerstrahls angebracht ist.
Bei der Gantry 2 handelt es sich um eine verfahrbare („sliding“) Gantry 2. Die Gantry 2 ist hierzu an ortsfest am Boden 5 befestigten Schienen 6 in einer Pfeilrichtung 7 reversibel verschiebbar geführt.
Zudem umfasst das CT-System 1 einen Patiententisch 10 zur Lagerung des Patienten. Der Patiententisch 10 umfasst einen ortsfest am Boden 5 befestigten Fuß 11, auf welchem eine Patientenliege 12 verschiebbar gelagert ist. Der Patiententisch 10 ist dabei derart bezüglich der Gantry 2 positioniert, dass die Patientenliege 12 zu Bildaufnahmezwecken in die Tunnelöffnung 4 hineinragt, wenn die Gantry 2 auf den Schienen 6 gemäß der Darstellung nach vorn, also in Richtung des Patiententischs 10, verfahren wird.
Das CT-System 1 umfasst weiterhin eine Versorgungseinheit 20, mit Hilfe derer die verfahrbare Gantry 2 leitungsgebunden mit einer ortsfesten (nur andeutungsweise dargestellten) Versorgungsquelle 21 verbunden ist.
Die Versorgungseinheit 20 umfasst einen länglichen Führungskanal 22, welcher in etwa parallel zur Verfahrrichtung der Gantry 2 in den Boden 5 eingelassen ist.
Der Führungskanal 22 ist mit Ausnahme eines Schlitzes 23 mit einer bündig mit dem umgebenden Boden 5 abschließenden Abdeckplatte 24 verschlossen. Durch den Schlitz 23 ragt ein Anschlussfinger 25 der Gantry 2 von oben in den Führungskanal 22 hinein. Der Schlitz 23 ist beidseitig des Anschlussfingers 25 mit einer sich der Verfahrbewegung der Gantry 2 anpassenden Teleskopabdeckung 26, z.B. aus Edelstahl, verschlossen.
In dem Führungskanal 22 ist eine an sich bekannte flexible Energieführungskette 30 geführt. Die Energieführungskette 30 ist im Wesentlichen aus einer Vielzahl von einzelnen gegeneinander beweglichen Gliedern 31 aus Kunststoff gefertigt, wobei jedes Glied 31 im Wesentlichen durch einen im Querschnitt etwa rechteckigen Rohrabschnitt gebildet ist. Exemplarisch ist hier ein Glied 31 dargestellt. Insgesamt umschließt die Energieführungskette 30 hierdurch einen Freiraum 32, in welchem mehrere Leitungen 33 parallel zueinander aufgenommen sind.
Bei den Leitungen 33 handelt es sich hier um eine Datenleitung, welche als Koaxialkabel, Ethernet-Kabel oder Glasfaserleitung ausgeführt ist, um eine Stromleitung, welche als isolierte Kupferleitung ausgeführt ist, sowie um eine Kühlmittel-Leitung, welche hier beispielhaft als Kunststoff-Schlauch zur Förderung eines hier flüssigen – optional auch gasförmigen Kühlmittels – ausgeführt ist.
Gemäß der Darstellung ist ein Festende 40 der Energieführungskette 30 der Versorgungsquelle 21 zugeordnet (d.h. an dieser Stelle sind die Leitungen 33 an eine jeweils zugehörige Anschlussstelle der Versorgungsquelle 21 angeschlossen), während ein Freiende 42 der Energieführungskette 30 dem Anschlussfinger 25 der Gantry 2 zugeordnet ist. Mit anderen Worten sind im Bereich des Freiendes 42 die Leitungen 33 mit einer jeweils zugehörigen Anschlussstelle des Anschlussfingers 25 verbunden.
Wie der Darstellung zu entnehmen ist, ist die Energieführungskette 30 dazu eingerichtet, die Leitungen 33 geschützt und unter Zugentlastung der Gantry 2 zuzuführen, und zwar sowohl in einer ersten Endposition der Gantry 2 (in der sich die Gantry 2 in etwa am hinteren Ende 45 der Schienen 6 befindet) als auch in einer zweiten Endposition der Gantry 2 (am vorderen Ende 46 der Schienen 6).
Die Erfindung ist allerdings nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.

Claims

Bildgebungseinrichtung (1), – mit einer entlang eines Bodens (5) verfahrbaren Gantry (2), sowie – mit einer Versorgungseinheit (20) umfassend Mittel zur Übertragung von Energie und/oder Daten und/oder Kühlmittel zwischen einer ortsfesten Versorgungsquelle (21) und der verfahrbaren Gantry (2), wobei die Versorgungseinheit (20) im Bereich des Bodens (5) angeordnet ist.
Bildgebungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Versorgungseinheit (20) zur leitungsgebundenen Versorgung der Gantry (2) eine Energieführungskette (30) umfasst, welche im Wesentlichen durch einen flexiblen, länglichen Hohlkörper zur Aufnahme mindestens einer Leitung (33) gebildet ist, wobei die Energieführungskette (30) mit einem ersten Längsende (40) der Versorgungsquelle (21) zugeordnet ist, und mit einem zweiten Längsende (42) der Gantry (2) zugeordnet ist.
Bildgebungseinrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei die Energieführungskette (30) mehrere Leitungen (33) führt.
Bildgebungseinrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Versorgungseinheit (20) einen, insbesondere in dem Boden (5) versenkten, Führungskanal (22) zur Aufnahme der Energieführungskette (30) umfasst.
Bildgebungseinrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei der Führungskanal (22) zumindest teilweise mit einer Abdeckung (26) abgedeckt ist, welche in ihrer Flächenausdehnung entsprechend einer Verfahrbewegung der Gantry (2) variabel ist.
Bildgebungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Versorgungseinheit (20) einen Stromleiter (33), einen Datenleiter (33) und/oder eine Kühlmittel-Leitung (33) umfasst.
Bildgebungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Versorgungseinheit (20) in eine im Boden (5) geführte Schiene (6) integriert ist, welche zur Führung der Gantry (2) beim Verfahren dient.