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Die Erfindung betrifft ein medizinisches Röntgensystem mit einer geschlossenen ringförmigen Gantry gemäß dem Patentanspruch 1.
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Bei Röntgenuntersuchungen z.B. in der Radiographie insbesondere im Rahmen von interventionellen Eingriffen ist der Zugang zu einem auf einem Patiententisch gelagerten Patienten aufgrund des großen Platzbedarfs von Röntgengeräten ein kritischer Faktor. Viele Röntgensysteme für den Einsatz in der interventionellen Radiologie weisen einen C-Bogen mit einem daran angeordnetem Röntgendetektor und einer Röntgenquelle auf, wobei der C-Bogen beweglich angeordnet ist, so dass er verschiedene Positionen bzw. Angulationen bezüglich des Patienten einnehmen kann. Aus der
US 5,475,730 A1 ist ein Röntgengerät bekannt, welches einen an einem Teleskoparm angeordneten C-Bogen aufweist, welcher drehbar und höhenverstellbar angeordnet ist. Aus der
US 6,325,537 B1 ist ein Röntgengerät mit einem C-Bogen bekannt, bei welchem der Röntgendetektor an einem zusätzlichen Arm mit einem Gelenk angeordnet ist und so auch ohne Bewegung des C-Bogens verstellt werden kann. Die zugehörige Röntgenquelle ist entsprechend rotierbar an dem C-Bogen befestigt, um passend auf den Röntgendetektor ausgerichtet werden zu können. Aus der
US 7,300,205 B2 ist ein Röntgengerät bekannt, welches einen auf einem verfahrbaren Gerätewagen angeordneten C-Bogen aufweist. Der C-Bogen ist derart angeordnet, dass er entlang eines bogenförmigen Gehäuses gleiten kann und zusätzlich eine Drehachse aufweist, so dass unterschiedliche Angulationen bezüglich eines Patienten möglich sind.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein medizinisches Röntgensystem bereitzustellen, welches im Rahmen von Röntgenuntersuchungen einen verbesserten Zugang zu einem Untersuchungsobjekt bzw. Patienten ermöglicht.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein medizinisches Röntgensystem mit einer geschlossenen ringförmigen Gantry gemäß dem Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.
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Mit dem erfindungsgemäßen medizinischen Röntgensystem mit einer geschlossenen ringförmigen Gantry, welche ein erstes (geschlossenes) Ringelement und ein relativ zu dem ersten Ringelement um den Mittelpunkt der Gantry rotierbares zweites (geschlossenes) Ringelement aufweist, wobei an dem rotierbaren zweiten Ringelement ein C-Bogen angeordnet ist, welcher C-Bogen an seinem ersten Ende eine Röntgenquelle und an seinem zweiten Ende einen Röntgendetektor aufweist, welche mit dem C-Bogen eine Aufnahmeebene bilden, wobei der C-Bogen derart drehbar an dem rotierbaren zweiten Ringelement angeordnet ist, dass die Aufnahmeebene des C-Bogens aus einer zu der Ebene der Gantry parallelen Position in eine Vielzahl von zu der Gantryebene nicht-parallelen Positionen drehbar ist, ist es möglich, 360°-Röntgenaufnahmen eines Untersuchungsobjektes durchzuführen und dabei gleichzeitig einen einfachen und praktischen Zugang z.B. von Untersuchungspersonen (wie z.B. Ärzten) zu dem Untersuchungsobjekt (z.B. Patient) zu gewährleisten. Durch die verschiedenen Verstellmöglichkeiten des C-Bogens sind zudem sehr flexible Angulationen und Aufnahmepositionen möglich, welche für viele verschiedene Applikationen geeignet sind. Durch das erfindungsgemäße Röntgensystem wird der Workflow für das Klinikpersonal erleichtert und Untersuchungen können deshalb schneller und sicherer durchgeführt werden.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der C-Bogen mittels eines Drehgelenks an dem rotierbaren zweiten Ringelement angeordnet und um eine in der Aufnahmeebene liegende Drehachse, insbesondere in Form einer Orbitaldrehung, drehbar.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist an der Gantry, insbesondere an dem ersten Ringelement, ein Patiententisch zur Lagerung eines Patienten befestigt. Insbesondere ist der Patiententisch höhenverstellbar ausgebildet. Durch die kombinierte Einheit aus Gantry und Patiententisch ist es besonders einfach und flexibel möglich, das Untersuchungsobjekt je nach Bedarf isozentrisch oder exzentrisch zu positionieren und umzupositionieren. Das erleichtert den Arbeitsablauf für das Klinikpersonal und macht die Untersuchung weniger anstrengend und angenehmer für den Patienten. Auch eine Umlagerung des Patienten z.B. von einem Transport-Trolley auf den Patiententisch ist leicht möglich, da der Patiententisch nah an den Trolley herangeführt werden kann. In vorteilhafter Weise für eine weitere Verbesserung der Flexibilität ist der Patiententisch longitudinal und/oder transversal verstellbar ausgebildet.
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Zweckmäßigerweise ist das rotierbare zweite Ringelement innerhalb des ersten Ringelements angeordnet. In dieser Anordnung ist der Durchmesser des ersten Ringelements größer als der des zweiten Ringelements. Durch eine derartige Anordnung ist ein gemeinsamer Mittelpunkt gewährleistet und eine Drehung des C-Bogens ohne Einschränkung möglich.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Gantry, insbesondere das erste Ringelement, bewegbar an einer Halterung befestigt. Die Halterung kann z.B. von zwei Säulen gebildet werden oder von einem oder zwei Wandelementen. Insbesondere ist die Gantry bezüglich einer in der Gantryebene liegenden Kippachse kippbar an der Halterung befestigt. Es können hier z.B. Drehgelenke zwischen der Halterung und der Gantry angeordnet sein, mittels derer eine Kippung der Gantry bewirkt wird. Beispielsweise kann die Gantry bzw. das erste Ringelement auf zwei Seiten Drehgelenke aufweisen, welche an den Säulen drehbar befestigt sind. Eine Kippung der beiden Drehgelenke kann z.B. um eine gemeinsame Kippachse, welche z.B. durch den Mittelpunkt der Gantry verläuft, erfolgen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Gantry entlang einer außerhalb der Gantryebene liegenden dritten Achse verschiebbar angeordnet. Diese dritte Achse kann z.B. orthogonal zu der Gantryebene (im ungekippten Zustand) sein; die Gantry kann in diesem Fall also axial verschoben werden. Eine solche Bewegung der Gantry ist besonders vorteilhaft für Röntgenaufnahmen und Untersuchungen entlang eines Untersuchungsobjekts, z.B. des Magen-Darm-Trakts, sofern der Patiententisch nicht mitbewegt wird. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung dieser Verschiebung weist das medizinische Röntgensystem zwei Wandelemente mit Bahnführungen und an der Gantry angeordnete Führungselemente auf, welche in den Bahnführungen verschiebbar sind, so dass die Gantry zwischen den zwei Wandelementen entlang der dritten Achse verschiebbar ist.
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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 Ansicht eines erfindungsgemäßen medizinischen Röntgensystems mit einer Gantry, zwei Ringelementen, einem C-Bogen und einer Patientenliege,
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2 eine Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen medizinischen Röntgensystems mit einer Gantry, zwei Ringelementen, einem C-Bogen und einer Patientenliege und
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3 eine Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen medizinischen Röntgensystems mit einer Bahnführung zur Verschiebung der Gantry.
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In den 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßes Röntgensystem 1 mit einer Gantry 2, 3 gezeigt, welches ein erstes geschlossen ausgebildetes Ringelement 2, ein zweites, geschlossen ausgebildetes rotierbares Ringelement 3 und einen C-Bogen 4 aufweist. Das erste Ringelement 2 ist dabei im Wesentlichen statisch, während das zweite Ringelement um seinen Mittelpunkt bzw. den Mittelpunkt der Gantry relativ zu dem ersten Ringelement 2 rotierbar gelagert ist. Unter im Wesentlichen statisch ist hier zu verstehen, dass keine Rotation um den Mittelpunkt der Gantry (wie bei dem zweiten Ringelement) stattfindet; später beschriebene Kippbewegungen und Translationen sind jedoch durchaus möglich. Das zweite Ringelement 3 ist z.B. konzentrisch innerhalb des ersten Ringelements angeordnet; sein Durchmesser ist also im Allgemeinen kleiner als der Durchmesser des ersten Ringelements und beide Ringelemente haben einen gemeinsamen Mittelpunkt. Möglich ist jedoch auch eine parallele Anordnung des ersten und des zweiten Ringelements. Im Inneren des zweiten, rotierbaren Ringelements 3 ist an einem Drehgelenk 14 der C-Bogen 4 angeordnet, welcher ebenfalls konzentrisch zu dem ersten und dem zweiten Ringelement sein kann. An einem Ende des C-Bogen ist eine Röntgenquelle 5 und an seinem anderen Ende ein Röntgendetektor 6 angeordnet. Die Röntgenquelle 5 und der Röntgendetektor 6 sind derart an dem C-Bogen befestigt, dass die von der Röntgenquelle 5 ausgesendete Röntgenstrahlung auf den Röntgendetektor 6 auftrifft und dort in Bilddaten umgewandelt werden kann. Der C-Bogen 4 bzw. die Röntgenquelle 5 und der Röntgendetektor bilden zusammen eine Aufnahmeebene.
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Der C-Bogen kann so positioniert werden, dass die Aufnahmeebene mit der Gantryebene, also der von der Gantry aufgespannten Ebene, übereinstimmt bzw. parallel dazu ist. Der C-Bogen kann durch eine Rotation des zweiten Ringelements einfach mitbewegt werden, wenn z.B. das Drehgelenk 14 starr gehalten wird. Der C-Bogen rotiert dann ebenfalls um z.B. den Mittelpunkt der Gantry, die Aufnahmeebene ändert sich jedoch nicht. Zusätzlich kann die Aufnahmeebene mittels des Drehgelenks 14 auch aus der Gantryebene bzw. aus einer Position parallel zur Gantryebene bewegt werden, z.B. indem das Drehgelenk wie in 2 gezeigt in Pfeilrichtung 10 in einer Orbitalbewegung gedreht wird. Auf diese Weise kann die Aufnahmeebene viele verschiedene Winkelpositionen zu der Gantryebene einnehmen und der C-Bogen und damit die Röntgenquelle und der Röntgendetektor können beliebig um ein Untersuchungsobjekt bewegt werden, um z.B. Projektionen mit verschiedenen Angulationen aufzunehmen. Die verschiedenen Bewegungen des zweiten Ringelements und des C-Bogens können auch gleichzeitig oder nacheinander ausgeführt werden, so dass eine Vielzahl von Aufnahmepositionen bezüglich des Untersuchungsobjekts eingenommen werden können. Das Drehgelenk 14 kann z.B. zylinderförmig ausgebildet und um seine Zylinderachse (z.B. Drehachse D) rotierbar sein oder es kann als mehrachsiges Gelenk ausgebildet sein.
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Das Röntgensystem 1 weist außerdem einen Patiententisch 7 auf, welcher an dem ersten Ringelement 2 angeordnet ist. Durch die Befestigung an dem Ringelement ist eine noch höhere Flexibilität bei der Positionierung eines Untersuchungsobjekts (im Allgemeinen ein Patient) möglich. Der Patiententisch 7 ist höhenverstellbar ausgebildet und kann z.B. mittels teleskopartigen Halterungen oder Stelzen befestigt sein. Zusätzlich kann die Tischplatte des Patiententisches noch translatorisch verschiebbar angeordnet sein, z.B. longitudinal und/oder transversal. Die Bewegung des Patiententisches kann von einem Antrieb bewirkt und von einer Steuerung gesteuert und koordiniert werden. Die Bewegung kann gemeinsam mit den Bewegungen des zweiten Ringelements und des C-Bogens gesteuert und koordiniert werden, so dass besonders schnelle und reibungslose Untersuchungsabläufe möglich sind und Kollisionen ausgeschlossen werden können. Hierfür können Kollisionssensorsysteme z.B. an den Ringelementen und dem Patiententisch vorgesehen sein.
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Die Höhenverstellbarkeit des Patiententisches kann z.B. durch Ein- und Ausfahren der teleskopartigen Halterungen realisiert sein. Durch die kombinierte Einheit aus Gantry und Patiententisch und die Anordnung des Patiententischs an den Gantry ist es besonders einfach und flexibel möglich, das Untersuchungsobjekt je nach Bedarf isozentrisch oder exzentrisch zu positionieren und umzupositionieren.
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Die Gantry 1 kann zusätzlich in ihrer Gesamtheit bewegbar angeordnet sein. So kann sie z.B. an Halterungen 8 angeordnet und mittels dieser Halterungen 8 (z.B. Säulen) um eine Kippachse K kippbar sein. Es können hier z.B. Drehgelenke zwischen der Halterung 8 und der Gantry angeordnet sein, mittels derer eine Kippung der Gantry bewirkt wird. Beispielsweise kann die Gantry bzw. das erste Ringelement auf zwei Seiten Drehgelenke aufweisen, welche an den Säulen drehbar befestigt sind. Eine Kippung der beiden Drehgelenke kann z.B. um eine gemeinsame Kippachse, welche z.B. durch den Mittelpunkt der Gantry verläuft, erfolgen. Die Gantry 1 kann auch auf und ab bewegbar angeordnet sein. Hierzu können die Halterungen 8 z.B. als Teleskopstangen ausgebildet sein.
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Die Gantry 1 kann auch translatorisch verschiebbar angeordnet sein. Dies ist z.B. in der 3 gezeigt. Hier weist die Gantry 1 Führungselemente 13 auf, welche seitlich der Gantry 1 in Bahnführungen 11, die wiederum in Wandelementen 12 angeordnet sind, verschoben oder verfahren werden können. Die Gantry 1 ist hierbei zwischen den beiden Wandelementen 12 derart aufgehängt, dass sie translatorisch vorwärts und/oder rückwärts in axialer Richtung verfahren werden kann. Hierbei kann der Patiententisch entweder ebenfalls in der Gantry angeordnet sein. Alternativ kann der Patiententisch außerhalb der Gantry z.B. am Boden angebracht sein, so dass die Gantry longitudinal entlang des Patiententischs und damit des Patienten verschoben werden kann. Dies ist z.B. für gastrointestinale Untersuchungen eines Patienten vorteilhaft. Gleichzeitig zu der Verschiebung der Gantry entlang der Wandelemente kann auch eine Verkippung (wie zuvor beschrieben) vorgesehen sein.
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Der an dem C-Bogen angeordnete Röntgendetektor kann zusätzlich verstellbar befestigt sein, z.B. derart, dass er um seinen Detektormittelpunkt in seiner Detektorebene rotiert werden kann. Auch die Röntgenquelle kann mittels einer verkippbaren oder drehbaren Halterung befestigt sein. Der Röntgendetektor und die Röntgenquelle können fest zueinander eingestellt sein und synchron zueinander bewegt werden. Sie können auch für eine Stromversorgung miteinander verknüpft sein.
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Das medizinische Röntgensystem gemäß der Erfindung bzw. ihrer Ausgestaltungen weist eine hohe Flexibilität in Bezug auf seine Positionierungsmöglichkeiten auf. Es können bei Bedarf alle möglichen notwendigen Angulationen zu einem Patienten bzw. Untersuchungsobjekt eingenommen werden und durch die flexible Gantry sind 360°-Untersuchungen einfach möglich. Der C-Bogen kann relativ zu dem Patienten in orbitale Richtungen und in cranial-caudale Positionen gebracht werden. Sowohl isozentrische als auch exzentrische Positionierungen des Untersuchungsobjekts sind möglich. Der Patiententisch kann gleichzeitig mit dem C-Bogen verstellt, z.B. höhenverstellt, oder longitudinal oder transversal verschoben werden. Untersuchungen und Eingriffe an einem Patienten können wegen der guten Zugänglichkeit von allen Seiten durchgeführt werden.
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Die Erfindung lässt sich in folgender Weise kurz zusammenfassen: Für eine besonders flexible Positionierung bei interventionellen Eingriffen mit Röntgenüberwachung ist ein medizinisches Röntgensystem mit einer geschlossenen ringförmigen Gantry, welche ein erstes Ringelement und ein relativ zu dem ersten Ringelement um den Mittelpunkt der Gantry rotierbares zweites Ringelement aufweist, wobei an dem rotierbaren zweiten Ringelement ein C-Bogen angeordnet ist, welcher C-Bogen an seinem ersten Ende eine Röntgenquelle und an seinem zweiten Ende einen Röntgendetektor aufweist, welche mit dem C-Bogen eine Aufnahmeebene bilden, wobei der C-Bogen derart drehbar an dem rotierbaren zweiten Ringelement angeordnet ist, dass die Aufnahmeebene des C-Bogens aus einer zu der Ebene der Gantry parallelen Position in eine Vielzahl von nicht-parallelen Positionen drehbar ist, vorgesehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5475730 A1 [0002]
- US 6325537 B1 [0002]
- US 7300205 B2 [0002]
