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Die Erfindung betrifft ein Mammographiesystem zur Erstellung einer digitalen mammographischen zwei- oder dreidimensionalen Darstellung einer weiblichen Brust, mit einer Röntgenröhre in einem Schwenkarm zur Erzeugung eines Strahlenbündels zur Abtastung der weiblichen Brust, einem Flachdetektor zur Bestimmung der Schwächung des das Brustgewebe durchdringenden Strahlenbündels, und einer Kompressionseinheit mit mindestens einer oberen Kompressionsplatte für die weibliche Brust und einer Antriebseinheit zur Bewegung der oberen Kompressionsplatte.
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Derartige digitale Mammographiesysteme sind allgemein bekannt und herstellerübergreifend sehr ähnlich ausgestaltet. Typischerweise gibt es ein Gehäuse, das als statischer Träger fungiert und an dem sich ein nach oben ragender statischer Ausleger befindet. An diesem Ausleger ist ein schwenkbar gelagerter Schwenkarm befestigt, der zumindest den Röntgenstrahler aufnimmt. Der statische Teil des Systems beinhaltet zumindest die Kompressionseinheit, welche zur Kompression der Brust eine obere bewegliche und eine untere feststehende Kompressionsplatte beinhaltet. Die obere Kompressionsplatte wird durch eine Antriebseinheit bewegt. Die untere statische Kompressionsplatte wird dabei häufig mit einem Flachdetektor kombiniert, so dass die Oberseite des Detektors gleichzeitig die untere Kompressionsplatte darstellt. Es gibt allerdings auch Ausführungsvarianten, in denen Detektor und die untere Kompressionsplatte separiert sind. Meist wird eine solche Separierung verwendet, wenn der Detektor relativ zur unteren Kompressionsplatte beweglich ausgestaltet ist. Allen Systemen ist dabei eigen, dass die Antriebseinheit für die obere Kompressionseinheit hinter und oberhalb des Detektors angeordnet ist, wobei der Schwenkarm mit dem Strahler um diese Antriebseinheit herumgebaut ist beziehungsweise diese umfasst und sich um diese herum bewegt.
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Von der Anmelderin wird beispielsweise ein solches digitales Mammographiesystem mit der Bezeichnung „MAMMOMAT Inspiration“ vertrieben, welches einen feststehenden Flachdetektor aufweist, dessen obere Abdeckung gleichzeitig die untere Kompressionsplatte darstellt. Auch hier befindet sich die Antriebseinheit auf der Höhe zwischen Detektor und Strahler, so dass der Schwenkarm sich in einem Bogen um diese Antriebseinheit erstrecken muss, wobei die Antriebseinheit den Platz oberhalb des Detektors einschränkt.
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Ein Problem dieser heute üblichen Ausführungen der digitalen Mammographiesysteme besteht also darin, dass durch die Anordnung des Antriebs für die Kompressionseinheit direkt hinter und über dem Detektor viel Platz benötigt wird. Die beweglichen Komponenten müssen um diese Einheit „herumgebaut“ werden, was das System größer und mechanisch aufwendiger macht. Der Schwenkarm des Röntgenstrahlers wird dabei relativ lang ausladend, so dass die Gefahr von Schwingungen entsteht beziehungsweise konstruktiv aufwendig diese beseitigt werden müssen.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Mammographiesystem zur Erstellung einer digitalen mammographischen zwei- oder dreidimensionalen Darstellung einer weiblichen Brust zu finden, welches aufgrund seiner Konstruktion weniger bezüglich möglicher Schwingungen das Strahlers im Schwenkarm gefährdet ist, und außerdem mehr Freiraum oberhalb des Detektors ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
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Der Erfinder hat erkannt, dass die oben beschriebenen Probleme gelöst werden können, wenn der vom Schwenkarm umschriebene Bereich oberhalb des Flachdetektors im Wesentlichen frei bleibt, also dort lediglich die obere Kompressionsplatte, jedoch keine Antriebsvorrichtung für diese, platziert wird. Da jedoch ein Antrieb für die obere Kompressionseinheit notwendig ist, soll diese so kompakt als möglich ausgestaltet und vorzugsweise in das Gehäuse des Detektors integriert werden. Besonders günstig ist es, wenn sich keine statischen Teile der gesamten Kompressionseinheit über der unteren Kompressionsplatte befinden, die meist gleichzeitig die Detektorabdeckung darstellt. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, eine Kraftumlenkung für den Aktuator zu verwenden. Hierdurch kann der Aktuator, beispielsweise in Form eines Linearantriebs oder eines linear wirkenden Spindelantriebs, horizontal antreibend neben oder unmittelbar unter dem Flachdetektor angeordnet werden, wobei eine Umlenkvorrichtung vorgesehen ist, welche die linear-horizontale Bewegung des Aktuators in eine linear-vertikale Bewegung umlenkt.
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Durch diese erfindungsgemäße Ausführung wird erreicht, dass die Ausladung des Schwenkarmes reduziert werden kann, also der Strahler bezüglich seines horizontalen Abstandes näher an die Lagerung des Schwenkarmes heranrückt und damit aufgrund des geringeren Hebelarmes weniger schwingungsanfällig ist. Weiterhin kann durch den größeren Freiraum im oberen Bereich des Schwenkarms nun der Strahler, also die Röntgenröhre mit ihrer rotierenden Telleranode gegenüber der bekannten Anordnung mit einer waagrechten Rotationsebene, gekippt werden. Hierdurch verschiebt sich der Schwerpunkt der Röntgenröhre nach unten und hinten. Aufgrund der damit geringer werdenden Hebelkräfte am Schwenkarm kann ein, gegenüber dem Stand der Technik, weniger starker Antriebsmotor zum Schwenken des Schwenkarms eingesetzt werden. Schließlich ermöglicht nun der frei zugängliche und von vorne für das Bedienpersonal und die Patientin einsichtbare Bereich, dass dort ein Monitor angebracht wird, der beispielsweise Informationen zur Vorbereitung des Scans, zum Ablauf des Scans oder auch eine Darstellung der untersuchten Brust anzeigt.
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Vorteilhaft ist es weiterhin bei einer solchen Ausgestaltung eines Mammographiesystems mit einer kompakten Kompressionseinheit, dass die Kompressionseinheit als Komponente für Patient und Personal nicht mehr wahrnehmbar ist und damit der Platz hierfür entfällt und anderweitig genutzt werden kann. Durch den Wegfall des Antriebs der Kompressionseinheit im Schwenkbereich des Schwenkarmes für den Strahler wird dort freier Raum geschaffen, so dass die Patientin beim Scan weniger beengt wird. Außerdem kann der Schwenkarm kürzer werden und in seiner Breite signifikant reduziert werden. Insgesamt verringert sich die Neigung zu Schwingungen bei den Scans und der mechanische Aufwand bezüglich des Schwenkarms kann insgesamt reduziert werden.
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Optional ermöglicht die erfindungsgemäße Ausgestaltung auch eine weitere Kippung des Strahlers in den freigewordenen Raumbereich, der typischerweise in der klassischen Anordnung durch die Kompressionseinheit belegt wurde.
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Weiterhin wird die Neigung zur Verschmutzung der Kompressionseinheit und deren Öffnungen, insbesondere durch Flüssigkeiten, stark verringert, da beides sich im Wesentlichen unterhalb der Brustauflage beziehungsweise dem Detektor befinden. Diese Anordnung ermöglicht schließlich einen sehr einfachen Austausch der Kompressionseinheit. So kann diese nun durch Lösen von lediglich zwei Schrauben nach unten in Richtung Boden rausgezogen werden, ohne dass weitere Bauteile oder Abdeckungen zunächst entfernt werden müssen.
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Entsprechend schlägt der Erfinder ein Mammographiesystem zur Erstellung einer digitalen mammographischen zwei- oder dreidimensionalen Darstellung einer weiblichen Brust mit einer Röntgenröhre in einem Schwenkarm zur Erzeugung eines Strahlenbündels zur Abtastung der weiblichen Brust, einem Flachdetektor, zur Bestimmung der Schwächung des das Brustgewebe durchdringenden Strahlenbündels, und einer Kompressionseinheit mit mindestens einer oberen Kompressionsplatte für die weibliche Brust und einer Antriebseinheit zur Bewegung der oberen Kompressionsplatte vor, wobei erfindungsgemäß die Antriebseinheit zur Bewegung der oberen Kompressionsplatte einen Aktuator mit einer Umlenkvorrichtung aufweist, durch welche eine Bewegung des Aktuators mit einer horizontalen Bewegungskomponente in eine Bewegung mit ausschließlich senkrechter Bewegungskomponente umgelenkt wird.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung sollte bei diesem Mammographiesystem die Antriebseinheit zumindest zum überwiegenden Anteil unterhalb oder seitlich des Flachdetektors angeordnet sein. Günstig ist es auch, wenn die Antriebseinheit im Gehäuse des Flachdetektors angeordnet ist.
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Weiterhin kann die obere Kompressionsplatte mit der Antriebseinheit über zwei seitlich der Kompressionsplatte angeordnete Gestänge verbunden sein. Alternativ ist jedoch auch eine Ausführung möglich, bei der ein zentrales, also näher an der senkrechten Mittellinie der Antriebseinheit, geführtes Gestänge die Kompressionsplatte von hinten umgreift und dann von oben anlenkt.
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Insgesamt ist das Mammographiesystem dabei so ausgestaltet, dass ein Höhenbereich zwischen Röntgenröhre und oberer Kompressionsplatte frei von der Antriebseinheit der oberen Kompressionsplatte ist.
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Bezüglich der konkreten Ausgestaltung der Antriebseinheit für die obere Kompressionsplatte wird in einer Ausführung vorgeschlagen, dass die Antriebseinheit ein Rollosystem mit seitlicher Führung aufweist, wobei die seitliche Führung außerhalb des Gehäuses des Flachdetektors ausschließlich senkrecht verläuft. Dabei kann eine Aufrollvorrichtung für das Rollo vorliegen, oder es kann alternativ zum Antrieb des Rollos ein Linearantrieb vorgesehen werden, so dass sich das Rollo mit Ausnahme der Umlenkung ausschließlich linear bewegt.
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In einer weiteren Alternative des Mammographiesystems kann die Antriebseinheit mindestens einen Kettenantrieb mit einer Gelenkkette aufweisen. Dabei weist die Gelenkkette Kettenglieder auf, die in einer einzigen Ebene gegeneinander schwenkbar ausgeführt sind. Zumindest in dieser Ebene kann die Gelenkkette dabei so geführt werden, dass über die Kette auch eine Schubkraft übertragen werden kann.
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Alternativ kann auch mindestens eine Feder angebracht werden, welche die obere Kompressionsplatte durch Federkraft nach oben drückt. Entsprechend genügt es dann, wenn das Antriebssystem der Federkraft entgegenwirkend ausgelegt ist, so dass ein Heben der oberen Kompressionsplatte durch nachgeben der Antriebseinheit bewirkt wird, während das Absenken durch Übersteuerung der Federkraft geschieht.
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Weiterhin kann bei dem erfindungsgemäßen Mammographiesystem, welches im Schwenkarm eine Röntgenröhre mit einer rotierenden Telleranode mit einer Rotationsachse aufweist, zur günstigeren Verlagerung des Schwerpunktes der Röntgenröhre die Rotationsachse der Röntgenröhre schräg zur Senkrechten gestellt werden. Damit kippt die Röntgenröhre hinten etwas nach unten und der Schwerpunkt senkt sich bei gleichbleibender Position des Fokus. Zusätzlich kann allerdings auch noch aufgrund des besseren Freiraums unter der Röntgenröhre, der Fokus und damit die Röntgenröhre nach unten verlagert werden, so dass der Hebelarm zwischen Schwerpunkt und Lagerung des Schwenkarms reduziert wird.
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Außerdem kann der durch die Verlagerung der Antriebsvorrichtung frei gewordene Raum zum Teil dazu genutzt werden, einen Monitor zwischen Detektor und Röntgenröhre anzuordnen. Dieser Monitor kann sowohl vom Bedienpersonal als auch von der Patientin bei der Untersuchung betrachtet werden und gewünschte Informationen wiedergeben. Das Mammographiesystem kann dabei derart ausgelegt sein, dass mit dem Monitor vor dem Schwenkarm der Fortschritt eines Scans und/oder mindestens eine mammographische Darstellung angezeigt wird/werden. Außerdem können mit dem Monitor vor dem Schwenkarm auch Informationen bezüglich Patienteninformationen, wie zum Beispiel den nächsten Termin, Bildaufnahmeparameter oder auch Unterhaltung in Form eines Videos angezeigt werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles mit Hilfe der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind. Es werden figurenübergreifend die folgenden Bezugszeichen verwendet: 1: Mammographiesystem; 2: Gehäuse/Ständer; 3: Schwenkachse; 4: Schwenkarm; 5: Röntgenröhre; 6: Schwerpunkt; 7: Detektor; 8: obere Kompressionsplatte; 9: Abdeckung; 10: Antriebseinheit; 10.1: Umlenkvorrichtung; 10.2: Teleskopsystem; 10.3: Gelenkkette; 10.4: Rollo; 10.5: Rolle; 11: Aktuator; 12: Gestänge; 13: Strahlenbündel; 14: Monitor; 15: Rotationsachse; 16: Feder.
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Es zeigen im Einzelnen:
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1: Bekanntes Mammographiesystem in Seitenansicht;
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2: Mammographiesystem mit unter den Detektor versetzter Antriebseineinheit mit Gelenkkette und Linearantrieb mit Umlenkung einschließlich gekippter Röntgenröhre;
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3: Mammographiesystem aus 2, allerdings mit zusätzlicher Federunterstützung der Antriebseineinheit;
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4: Mammographiesystem mit aufwickelbarem Rollo und nach unten versetzter Antriebseineinheit mit Umlenkung und gekippter Röntgenröhre;
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5: Mammographiesystem aus 2 oder 3 in Frontansicht;
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6: Mammographiesystem aus 2 oder 3, jedoch mit nur einem einzigen Aktuator in der Antriebseinheit in Frontansicht.
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Die 1 zeigt in einer Seitenansicht ein Mammographiesystem 1 zur Erstellung einer digitalen mammographischen zwei- oder dreidimensionalen Darstellung einer weiblichen Brust in einer an sich bekannten Ausführung. Hier befindet sich an einem nicht vollständig dargestellten Gehäuse oder Ständer 2, schwenkbar um eine Achse 3 gelagert, ein Schwenkarm 4, in dem oben im Kopf eine Röntgenröhre 5 mit einem als Kreis eingezeichneten Schwerpunkt 6 angeordnet ist.
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Unterhalb der Röntgenröhre 5 ist eine Flachdetektor 7 angeordnet, dessen Abdeckung 9 gleichzeitig als untere Kompressionsplatte ausgebildet ist. Über der unteren Kompressionsplatte befindet sich die obere Kompressionsplatte 8, welche durch eine Antriebseinheit 10 höhenverstellbar ausgeführt ist. Die hier gezeigte Antriebseinheit 10 verfügt hierzu über zwei seitlich angeordnete Aktuatoren 11, welche über ein Gestänge 12 mit der oberen Kompressionsplatte 8 verbunden sind.
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Von der Röntgenröhre 5, genauer gesagt von dem dort erzeugten Fokus, erstreckt sich ein Strahlenbündel 13 zum Flachdetektor 7. Während des Scans wird der Schwenkarm 4 um die Schwenkachse 3 bewegt, so dass die zwischen den Kompressionsplatten befindliche Brust aus einer Vielzahl von Projektionswinkeln durchleuchtet wird und daraus tomographische beziehungsweise tomosynthetische Darstellungen erzeugt werden können.
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Wie zu erkennen ist, benötigt die Antriebseinheit 10, die sich im Schwenkbereich des Schwenkarmes 4 befindet und von diesem Schwenkarm umgriffen werden muss, einen relativ großen Raum, der letztendlich auch die Ausladung des Schwenkarmes 4 bedingt.
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Der Erfinder schlägt demgegenüber ein ähnliches Mammographiesystem gleicher Funktion vor, wie es beispielhaft in den 2 bis 5 gezeigt ist. Die 2 zeigt das erfindungsgemäße Mammographiesystem 1 in einer Seitenansicht, ähnlich der 1, wobei auch hier das Gehäuse 2 nur unvollständig dargestellt ist. An dem Gehäuse oder Ständer 2 befindet sich wiederum, schwenkbar um eine Achse 3 gelagert, ein Schwenkarm 4, in dem oben im Kopf die Röntgenröhre 5 angeordnet ist. Unterhalb der Röntgenröhre ist der Flachdetektor 7 angeordnet, dessen Abdeckung 9 auch hier gleichzeitig als untere Kompressionsplatte ausgebildet ist. Über der unteren Kompressionsplatte befindet sich wieder die obere Kompressionsplatte 8.
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Im Gegensatz zur 1 ist allerdings hier die Antriebseinheit 10 unter den Flachdetektor verschoben ausgeführt, wobei mit Hilfe einer Umlenkvorrichtung 10.1 eine Umlenkung der Bewegungsrichtung des Aktuators 11 und der daran angeschlossenen Gelenkkette 10.3 erfolgt. Die Umlenkvorrichtung 10.1 dient dabei gleichzeitig als Führung, so dass die Gelenkkette 10.3 zumindest in ihrer schwenkbaren Ebene geführt wird und so über das daran angeschlossene Gestänge 12 die obere Kompressionsplatte 8 gehoben und gesenkt werden kann.
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Wie zu erkennen ist, wurde die Röntgenröhre 5 mit ihrer Rotationsachse 15 nach hinten – also nach links in der Darstellung – gekippt. Hierdurch kann die Röntgenröhre 5 mit ihrem Schwerpunkt 6 ebenfalls etwas nach hinten und auch nach unten wandern. Dadurch werden die am Schwenkarm 4 auftretenden Hebelkräfte geringer und dieser kann bei gleicher Schwingungsdämpfung konstruktiv einfacher ausgelegt werden beziehungsweise kann durch gleiche konstruktive Auslegung eine bessere Schwingungsdämpfung beim Scan erreicht werden.
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Eine alternative Ausführung ist in der 3 gezeigt, die grundsätzlich den gleichen Aufbau wie 2 aufweist, allerdings ist zusätzlich eine Feder 16 angeordnet, welche für eine ständige Federspannung von unten auf das Gestänge 12 sorgt, so dass der Aktuator 11 über die Gelenkkette 10.3 lediglich nach unten Zug aufbringen muss, während ein Nachlassen des Zuges dazu führt, dass die obere Kompressionsplatte 8 durch die Feder 16 angehoben wird.
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Die 4 zeigt nochmals ein ähnliches Mammographiesystem 1, wobei allerdings hier als Antriebseinheit 10 ein System mit einem Rollo 10.4 eingesetzt wird, das über eine Rolle 10.5 auf- und abgerollt wird. Die Führung des Rollos 10.4 erfolgt über ein Teleskopsystem 10.2.
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Aufgrund des nun geschaffenen freien Raumes unterhalb und vor dem Schwenkarm 4 kann nun in diesem Bereich optional ein Display oder ein Monitor 14 angeordnet werden, welche es ermöglichen, unterschiedliche Informationen auszugeben, die für das Bedienpersonal bei der Bedienung oder für die Patientin von Interesse sind. So kann an diesem Monitor 14 beispielsweise der Fortschritt eines laufenden Scans angezeigt werden, so dass die Patientin besser über den Verlauf des Scans informiert ist. Ebenso kann an einem solchen Monitor 14 auch das Scanergebnis in Form einer projektiven oder tomographischen Darstellung der Brust gezeigt werden.
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Die Ausführung des Mammographiesystems 1 aus der 2 ist in einer Frontalansicht nochmals in der 5 gezeigt. Besonders gut ist hier nochmals zu erkennen, wie die nun sehr tief und seitlich angeordneten Aktuatoren 11 über das seitlich der Kompressionsplatte 8 angreifende Gestänge 12 geführt werden. Außerdem ist nochmals die Anordnung des Monitors 14 in einer Frontalsicht deutlich zu sehen.
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Eine andere Variante der Führung der oberen Kompressionsplatte 8 durch einen einzigen Aktuator 11 ist in der 6 gezeigt. Hier ist ebenfalls eine Frontalsicht auf das erfindungsgemäße Mammographiesystem 1 gezeigt, wobei jedoch die Antriebseinheit 10 – im Vergleich zu der 3 – wesentlich schmaler ausgebildet ist, da nur ein einziger mittig angeordneter Aktuator 11 verwendet wird, der über das nach außen greifende Gestänge 12 die Kompressionsplatte 8 bewegt.
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Eine weitere raumsparende Alternative für den Antrieb der oberen Kompressionsplatte mit einer Umlenkung der Kraftwirkung kann beispielsweise durch ein hydraulisches oder besser ein hydropneumatisches Antriebssystem verwirklicht werden. Insbesondere bei dem hydropneumatischen System ergäbe sich zusätzlich der Vorteil, dass durch das „weichere“ Kompressionsverhalten der Luft ein physiologisch angenehmer empfundener Druck ausgeübt wird als bei einer „hart“ arbeitenden Mechanik.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mammographiesystem
- 2
- Gehäuse/Ständer
- 3
- Schwenkachse
- 4
- Schwenkarm
- 5
- Röntgenröhre
- 6
- Schwerpunkt
- 7
- Detektor
- 8
- obere Kompressionsplatte
- 9
- Abdeckung
- 10
- Antriebseinheit
- 10.1
- Umlenkvorrichtung
- 10.2
- Teleskopsystem
- 10.3
- Gelenkkette
- 10.4
- Rollo
- 10.5
- Rolle
- 11
- Aktuator
- 12
- Gestänge
- 13
- Strahlenbündel
- 14
- Monitor
- 15
- Rotationsachse
- 16
- Feder
