DE102014210093A1

DE102014210093A1 - Verfahrbare Patientenliege zur Lagerung eines Patienten, medizinisches Gerät und Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines Liegenbrettes der Patientenliege

Info

Publication number: DE102014210093A1
Application number: DE102014210093.3A
Authority: DE
Inventors: Johann Stark
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2014-05-27
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2015-12-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine verfahrbare Patientenliege (C8) zur Lagerung eines Patienten (C7), zumindest aufweisend ein entlang mindestens einer Achse bewegbares Liegenbrett (1), mindestens einen Antrieb zum Bewegen des Liegenbrettes (1), und eine Bedienvorrichtung (10) zum Steuern der Bewegung des Liegenbrettes (1), wobei die Bedienvorrichtung (10) unmittelbar an der Patientenliege (C8) angebracht ist. Weiter betrifft die Erfindung ein medizinisches Gerät, zumindest aufweisend eine erfindungsgemäße, verfahrbare Patientenliege (C8) zur Lagerung eines Patienten. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines Liegenbrettes (1) einer erfindungsgemäßen Patientenliege (C8), zumindest aufweisend die Schritte Aktivieren der Bedienvorrichtung (10), Steuern einer Bewegung des Liegenbrettes in eine gewünschte Richtung und Position, und Deaktivieren der Bedienvorrichtung (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine verfahrbare Patientenliege zur Lagerung eines Patienten, zumindest aufweisend ein entlang mindestens einer Achse bewegbares Liegenbrett, mindestens einen Antrieb zum Bewegen des Liegenbrettes, und eine Bedienvorrichtung zum Steuern der Bewegung des Liegenbrettes, ein medizinisches Gerät, zumindest aufweisend eine verfahrbare Patientenliege zur Lagerung eines Patienten, sowie ein Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines Liegenbrettes der Patientenliege.
Für verschiedene Untersuchungen oder Therapien, zum Beispiel während einer CT- und/oder MRT-Untersuchung oder einer Strahlentherapiebehandlung, werden die Patienten auf einem bewegbaren Liegenbrett einer Patientenliege gelagert. Es sind hierzu geeignete Vorrichtungen zum Bewegen von Patientenliegen beziehungsweise von Liegenbrettern bekannt. Die Bewegungssteuerung mittels dieser Vorrichtungen erfolgt über elektrische Hilfsantriebe per Knopfdruck und/oder fernbedient. Um Bewegungen in unterschiedliche Achsen zu veranlassen, benötigt man entsprechend viele Tasten an der Bedienvorrichtung, also zumindest zwei für jede Achsrichtung, das heißt vor/zurück, auf/ab und links/rechts etc. Sollen auch noch Geschwindigkeit und Beschleunigung der Bewegung variiert werden, wird die Bedienung unübersichtlich und unkomfortabel und erfordert zudem eine Einschulung des Bedieners. Bekannte Bedienvorrichtungen verwenden zum Beispiel klassische Tipptasten, Joystickpotentiometer oder Dehnmessstreifen.
Weiterhin sind die Bedienelemente der Bedienvorrichtung nicht an dem zu bewegenden Teil der Patientenliege angebracht, sondern sind von diesem entfernt angeordnet. Die Steuerung ist dann beispielsweise per Kabel- und/oder Funkfernbedienung umgesetzt. Der Bediener ist folglich in einer gewissen Entfernung zur Patientenliege positioniert, sodass ihm eine direkte Rückmeldung zum bewegten Liegenbrett fehlt.
Nachteilig bei den bekannten Bedienvorrichtungen ist auch die geringe Dynamik. Der Bediener kann oftmals nur schwer eine rasche Grobeinstellung der Liegenposition mit einer anschließenden genauen Feinjustierung der Position durchführen. Ist eine möglichst schnelle Positionierung des Patienten, also eine rasche Grobeinstellung mit anschließender Feinjustierung der Position, erforderlich, ist die schnelle und sukzessive Annäherung an die gewünschte Endposition mit einer herkömmlichen Bedienung, beispielsweise der Tastensteuerung, nur schwer durchzuführen.
Weiterhin verwenden bekannte Bedienvorrichtungen komplizierte Verfahren, um beispielsweise den Kraftaufwand des Bedieners zu messen und in eine Bewegung umzusetzen, und sind dadurch kostenintensiv und aufwendig herzustellen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Bedienvorrichtung zur Bewegungssteuerung von Patientenliegen, sowie eine Patientenliege mit dieser verbesserten Bedienvorrichtung zu schaffen. Weiterhin ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Steuern der Bewegung einer Patientenliege bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
Der Erfinder hat erkannt, dass der Bediener eines medizinischen Gerätes, wie zum Beispiel ein CT-, MRT- oder Strahlentherapiegerät, beispielsweise eine medizinisch-technische Assistentin, mittels einer verbesserten Bedienvorrichtung in die Lage versetzt wird, einen ein- oder mehrachsigen Antrieb einer Patientenliege des Gerätes intuitiv und ohne nennenswerte körperliche Anstrengung zu steuern und ohne eine vorherige Schulung zu absolvieren. Der Bediener erhält durch eine unmittelbare Anordnung der Bedienvorrichtung an der Liege eine direkte Rückmeldung über die ausgeführte Bewegung der Liege, insbesondere über Weg, Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Kraft. Der Bediener fungiert dabei als Regler der Bedienvorrichtung.
Die Bedienvorrichtung kann über mehrere Sensoren verfügen, mit denen sowohl Richtung als auch Geschwindigkeit einfach gesteuert werden können. Hierzu eignen sich besonders druckempfindliche Sensoren, welche einen ausgeübten Druck in eine bestimmte Bewegung umsetzen.
Im Folgenden werden die Aufgabenstellung und die Problemlösung gemäß der Erfindung beispielhaft anhand einer Patientenliege eines CT- oder MRT-Systems beschrieben. Der Einfachheit halber wird die Erfindung lediglich für eine entlang einer Achse bewegbaren Patientenliege mit nur einem einachsigen Antrieb beschrieben. Selbstverständlich kann die Erfindung auch auf mehrachsige Antriebe angewandt werden.
Bei CT- oder MRT-Systemen wird es angestrebt, den zu untersuchenden Patient auf der Liege möglichst rasch in die Ausgangsposition des nachfolgenden Röntgen- oder Magnet-Scans zu bringen. Derzeit erfolgt dies durch den Bediener per Tastendruck in die entsprechenden Bewegungsachsen, insbesondere hoch/runter und vor/zurück, sowie in zwei festen Geschwindigkeitsstufen. Die Bedientasten sind dabei am Detektor des Gerätes und nicht an der Patientenliege angebracht, sodass die Bewegung ferngesteuert wird und der Bediener etwas entfernt, teilweise sogar vom Patienten abgewandt, steht.
Mittels der Erfindung soll mit einem leistungsstarken Antrieb des Gerätes die Positionierzeit reduziert werden und dem Bediener die Möglichkeit geschaffen werden, sich direkt am Patienten zu positionieren, sodass die Positioniergeschwindigkeit, beispielsweise entsprechend der Verfassung und dem Gewicht des Patienten, angepasst werden kann. Diese Flexibilität in der Steuerung ist wünschenswert, da der Bediener einen alten und gebrechlichen, möglicherweise verängstigten, Patienten sowie Patienten mit einem hohen Körpergewicht anders verfahren wird, als einen jugendlichen Patienten. Da die Bedienvorrichtung fest mit der Patientenliege verbunden ist, erhält der Bediener eine unmittelbare Rückmeldung über die Bewegung der Liege und kann durch Erhöhen oder Reduzieren des Fingerdruckes auf den Sensor die Bewegung beeinflussen. Besonders wichtig wird dies, wenn die zu untersuchende Region des Patienten in die Nähe des Scanzentrums rückt und hier folglich eine sehr genaue Positionierung notwendig wird.
Bei der Justierung der Position treten die konträren Anforderungen an das Sensorelement beziehungsweise den gesamten Antrieb zutage: einerseits ein sehr rasches Ansprechen der Steuerung und das Erfordernis nach einer sehr schnellen Grobeinstellung und andererseits eine sehr präzise Feinjustierung, wenn die gewünschte Scanposition des Patienten erreicht wird. Besonders gut eignen sich hierfür Sensorelemente mit doppeltlogarithmischer Kennlinie, da diese die erforderliche Dynamik abbilden können und auch dem physiologischen Empfinden des Menschen entsprechen. Bereits ein geringer Druck wird in ein Vielfaches einer Bewegung umgesetzt. Solche Sensorelemente sind beispielsweise als druckempfindliche Sensorfolien bekannt. Dabei kann jeder Bewegungsrichtung entlang den möglichen Bewegungsachsen der Liege eine Sensorfolie zugeordnet werden. Bevorzugte Eigenschaften druckempfindlicher Sensorfolien sind deren hohe Empfindlichkeit, Robustheit und Langlebigkeit. Sie sind kostengünstig herzustellen und verfügen über eine weitgehend freie Geometrie, sodass auch komplexe Formen realisiert werden können. Zudem sind sie leicht zu applizieren, können mit Gummi- und Einmalhandschuhen bedient werden und können als mechanischer und chemischer Schutz, zum Beispiel vor Desinfektionsmitteln, beispielsweise einlaminiert werden. Weiterhin ist ihre glatte Oberfläche leicht zu reinigen.
In der hier beschriebenen Ausführungsform werden die einer Bewegungsachse und den gegenläufigen Bewegungsrichtungen zugeordneten Sensorfolien beispielsweise auf einer Trägerplatte angeordnet. Zur einfachen Bedienung können die Sensorfolien jeweils gegenüberliegend an der Trägerplatte angeordnet werden. Die Sensorfolien können dann mit einem Festwiderstand zu zwei Halbbrückenschaltungen verbunden werden, sodass bei mäßigem Druck auf beide Sensorfolien die Diagonalspannung der Brückenschaltung annähernd zu Null wird. Dies bringt den Antrieb zum Stillstand. Eine leichte Entlastung einer Sensorfolie versetzt den Antrieb in geringe Geschwindigkeit in die Bewegungsrichtung der stärker beaufschlagten, das heißt gedrückten, Sensorfolie, sodass hiermit eine langsame Feinjustierung möglich ist. Durch Wahl der Festwiderstände kann das Ansprechverhalten der Steuerung variiert werden.
Mit dieser Verschaltung der Sensorfolien können folgende Nachteile vermieden werden: Bei unbetätigten Sensorfolien ist keine aktive Sperrung der Bedienvorrichtung notwendig. Durch ein unbeabsichtigtes Berühren einer Sensorfolie, zum Beispiel durch den Patienten, wird keine Bewegung ausgeführt.
Werden die Signale der Sensorfolien einer intelligenten Steuerung zugeführt, kann man diese weiterverarbeiten und den Antrieb wie folgt steuern:
Zur Aktivierung der Bewegung des Antriebes durch den Bediener können kurzzeitig beide Sensorfolien berührt werden. Es können keine ungewollten Bewegungen durch den Patienten ausgelöst werden. Diese Sicherungsfunktion wird ermöglicht durch eine logische Verknüpfung der beiden Freigabesignale mit einem Lösen einer Bremse des Antriebes.
Es kann ein bestimmtes Zeitintervall vorgesehen werden, beispielsweise mehrere Millisekunden, innerhalb dem entweder zur Grobverstellung zumindest eine Sensorfolie oder zum Feinjustieren beziehungsweise zum Stoppen beide Sensorfolien betätigt werden können.
Weiterhin kann eine automatische Deaktivierung der Steuerung erfolgen, wenn in dem vorbestimmten Zeitintervall keine Sensorfolie betätigt wird. Nach dem Deaktivieren der Steuerung kann die Position der Liege mittels einer Bremse fixiert werden.
Zudem können bei dem Erreichen der gewünschten Endposition beide Sensorfolien kurz fest gedrückt werden, sodass die aktuelle Position der Liege durch die Bremse fixiert wird und keine ungewollte Bewegung mehr möglich ist.
Weiterhin ist eine Bewegung in Intervallen, das heißt in vordefinierten Strecken, ausführbar. Beispielsweise bewirkt ein kurzes Antippen einer Sensorfolie nach Aktivierung der Steuerung eine Bewegung um beispielsweise zehn Inkremente weiter. Ebenso kann ein zweimaliges kurz aufeinanderfolgendes Antippen einer Sensorfolie eine Bewegung um beispielsweise nur zwei Inkremente bewirken.
Die Stärke des ausgeübten Druckes auf die Sensorfolien, also das Amplitudensignal, steuert das Ansprechverhalten und/oder die Geschwindigkeit beziehungsweise Beschleunigung der Bewegung.
Die Erkenntnisse des Erfinders lassen sich wie folgt zusammenfassen: Ein intuitiv bedienbares druckempfindliches Sensorelement kann fest mit der zu bewegenden Patientenliege verbunden und Teil eines ein- oder mehrachsigen Antriebes der Patientenliege sein, wobei der Bediener die Rolle des Reglers übernimmt und ohne körperliche Anstrengung erhebliche Lasten hochdynamisch bewegen kann. Eine Sensoreinrichtung kann je Bewegungsachse zwei druckempfindliche Sensorelemente umfassen, die so angeordnet werden können, dass diese an beiden Seitenflächen einer starren Trägerplatte Rücken an Rücken liegen. Um die erfindungsgemäße Steuerung realisieren zu können, kann das druckempfindliche Sensorelement ein nichtlineares, insbesondere ein annähernd doppellogarithmisches, Verhalten aufweisen. Beispielsweise ist das druckempfindliche Sensorelement als Sensorfolie ausgeführt. Die Sensoreinrichtung und deren Sensorelemente sind derart verschaltet, dass die Sensoreinrichtung ein Ausgangssignal liefert, welches der aktuellen gewünschten Bewegung des Bedieners entspricht. Dabei kann mittels dieser Ausgangssignale auch ein Aktivieren und Deaktivieren der Antriebe gesteuert werden. Die Ausgangssignale können in einer Steuerelektronik weiterverarbeitet werden und verschiedene Betriebsmodi des Antriebes ermöglichen.
Demgemäß schlägt der Erfinder vor, eine verfahrbare Patientenliege zur Lagerung eines Patienten, insbesondere während einer CT- und/oder MRT-Untersuchung oder einer Strahlentherapiebehandlung, zumindest aufweisend ein entlang mindestens einer Achse bewegbares Liegenbrett mindestens einen Antrieb zum Bewegen des Liegenbrettes, und eine Bedienvorrichtung zum Steuern der Bewegung des Liegenbrettes, dahingehend zu verbessern, dass die Bedienvorrichtung unmittelbar an der Patientenliege angebracht ist.
Das Liegenbrett der Patientenliege ist in mindestens einer Achse bewegbar. Vorteilhafterweise ist das Liegenbrett dabei entlang jeder Achse in zwei Richtungen bewegbar. Die Bewegungsachsen beziehungsweise -richtungen sind beispielsweise vor/zurück, links/rechts, hoch/runter etc. Weiterhin vorteilhaft ist pro Achse ein Antrieb ausgebildet, welcher das Liegenbrett bewegt. Der Antrieb ist bevorzugt als elektrischer Antrieb mit einem Elektromotor ausgebildet. Die Antriebe weisen vorteilhafterweise jeweils eine Bremse auf, welche ein Feststellen einer aktuellen Position der Liege ermöglicht und somit eine unbeabsichtigte Bewegung verhindert. Erfindungsgemäß wird der Antrieb durch die Bedienvorrichtung angesteuert. Die Bewegung des Liegenbrettes ist vorteilhafterweise sowohl in der Richtung als auch in der Geschwindigkeit und dem zurückgelegten Weg steuerbar.
Erfindungsgemäß ist die Bedienvorrichtung unmittelbar an der bewegbaren Patientenliege angeordnet. Vorteilhafterweise ist die Bedienvorrichtung in einem Kopfbereich der Liege angeordnet. Hierdurch erhält der Bediener eine direkte Rückmeldung über die ausgeführte Bewegung der Patientenliege und kann den direkten Kontakt zum Patienten während des Verfahrens der Patientenliege beibehalten.
Die Bedienvorrichtung umfasst bevorzugterweise mindestens eine Sensoreinrichtung. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist für jede Achse, entlang der eine Bewegung der Liege möglich ist, eine Sensoreinrichtung vorgesehen. Jede Sensoreinrichtung kann dann die Bewegung entlang der ihr zugeordneten Achse in beide entgegengesetzte Richtungen steuern.
Weiterhin bevorzugt sind je Sensoreinrichtung zwei Sensorelemente ausgebildet. Dabei ist jedes Sensorelement vorteilhafterweise einer Bewegungsrichtung entlang der zugeordneten Achse zugeordnet. Eine Ausführungsform der Sensoreinrichtung sieht vor, dass diese eine Trägerplatte aufweist, zum Beispiel aus Metall, an welcher die Sensorelemente gegenüberliegend angeordnet sind. Gegenüberliegend bezieht sich hierbei auf die Seitenflächen der Sensorelemente. In einer einfachen Ausführungsform umfasst die Bedienvorrichtung eine gemeinsame Trägerplatte für alle Sensorelemente der Sensoreinrichtungen. Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass die Trägerplatten entsprechend der der Sensoreinrichtung zugeordneten Achse angeordnet und ausgerichtet sind. Entsprechend ist vorteilhafterweise die Trägerplatte der Sensoreinrichtung, welche eine Bewegung entlang einer vertikalen Achse steuert, horizontal ausgerichtet, sodass das Drücken der Sensoren für die hoch/runter-Bewegung der Liege in vertikaler Richtung erfolgt. Analog kann die Trägerplatte der Sensoreinrichtung, welche eine Bewegung entlang einer horizontalen Achse steuert, vertikal ausgerichtet sein, sodass das Drücken der Sensoren für die links/rechts-Bewegung in horizontaler Richtung erfolgt. Die Trägerplatten sind erfindungsgemäß mechanisch fest mit der Patientenliege verbunden, beispielsweise angeschraubt.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Sensorelemente als druckempfindliche Sensoren ausgebildet sind, welche die Stärke eines auf die Sensorelemente ausgeübten Druckes aufnehmen und an eine Steuerelektronik weitergeben. Folglich kann über den ausgeübten Druck beziehungsweise die auf die Sensorelemente ausgeübte Kraft die Stärke der Bewegung, also insbesondere deren Geschwindigkeit, reguliert werden. Die druckempfindlichen Sensoren sind zum Beispiel als handelsübliche Sensorfolien ausgebildet. Vorteilhafterweise weisen die Sensorelemente eine doppellogarithmische Kennlinie zwischen Widerstand und Kraft auf. In der Realität sind selbstverständlich geringfügige Abweichungen von der doppellogarithmischen Charakteristik der Kennlinie der Sensorelemente möglich, ohne die Erfindung zu verlassen. Aufgrund dieser Charakteristik der Sensorelemente wird bereits bei einem geringen auf das Sensorelement ausgeübten Druck ein rasches Ansprechen der Steuerung und Ausführen der Bewegung realisiert. Der auf die Sensorelemente ausgeübte Druck steuert vorteilhafterweise die Geschwindigkeit der Bewegung des Liegenbrettes. Hierzu kann der Bediener einfach einen Finger verwenden und auf ein Sensorelement Druck ausüben. Vorteilhafterweise steigt die Geschwindigkeit der Bewegung der Liege um ein Vielfaches mit dem ausgeübten Druck. Umgekehrt sinkt die Bewegungsgeschwindigkeit vorteilhafterweise bei sinkendem Druck.
Eine weitere Ausführungsform der Patientenliege sieht vor, dass in jeder möglichen Bewegungsrichtung des Liegenbrettes ein Anschlag ausgebildet ist, welcher eine über diesen Anschlag hinausgehende Bewegung des Liegenbrettes verhindert. Mittels der Anschläge kann verhindert werden, dass gewisse vordefinierte maximale Positionen des Liegenbrettes nicht überschritten werden. Die Anschläge entsprechen einer mechanischen Sicherung des Liegenbrettes. Vorteilhafterweise erfolgt kurz vor dem Erreichen einer maximalen Position des Liegenbrettes, also eines Anschlages, eine Deaktivierung des Antriebes.
Der Erfinder schlägt noch ein medizinisches Gerät, insbesondere ein CT-, MRT- oder Strahlentherapiegerät, zumindest aufweisend eine verfahrbare Patientenliege zur Lagerung eines Patienten, vor, wobei die Patientenliege als vorstehend beschriebene, erfindungsgemäße Patientenliege ausgebildet ist. Selbstverständlich liegt es im Rahmen der Erfindung, die erfindungsgemäße verfahrbare Patientenliege auch bei anderen als den genannten medizinischen Geräten zu verwenden.
Weiter schlägt der Erfinder ein Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines Liegenbrettes einer erfindungsgemäßen Patientenliege, zumindest aufweisend die Schritte Aktivieren der Bedienvorrichtung, Steuern einer Bewegung des Liegenbrettes in eine gewünschte Richtung und Position und Deaktivieren der Bedienvorrichtung, vor. Das Verfahren ist einfach von einem Bediener auszuführen. Die Steuerung der Bewegung mittels der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung ist vorteilhafterweise intuitiv und ohne körperliche Anstrengung bedienbar. Weiterhin vorteilhaft hält der Bediener stets den direkten Kontakt zum Patienten auf der Liege und erhält eine unmittelbare Rückmeldung über die ausgeführte Bewegung und aktuelle Position der Liege.
In einem ersten Schritt wird die Bedienvorrichtung vorteilhafterweise aktiviert. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Bedienvorrichtung durch gleichzeitiges Berühren der Sensorelemente einer Sensoreinrichtung aktiviert. Dies ist vom Bediener einfach mit den Fingern einer Hand ausführbar. Zusätzlich wird vorteilhafterweise gleichzeitig mit der Aktivierung der Bedienvorrichtung eine Bremse des elektrischen Antriebes der Liege gelöst.
In weiteren Schritten wird die Bewegung des Liegenbrettes in eine gewünschte Richtung gesteuert. Grundsätzlich kann die Liege entlang einer oder mehrerer Achsen, jeweils in beide Richtungen, bewegt werden. Dabei erfolgt die Bewegung der Liege in Abhängigkeit des auf das Sensorelement ausgeübten Druckes mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. Vorteilhafterweise ist jede Sensoreinrichtung einer Bewegungsachse zugeordnet, wobei weiterhin vorteilhafterweise jeder Bewegungsrichtung eines der beiden Sensorelemente der Sensoreinrichtung zugeordnet ist. Bei einer Grobjustierung der Liegenposition mit einer schnellen Bewegung bewegt sich die Liege in die Richtung entlang einer bestimmten Achse, die dem gedrückten Sensorelementes zugeordnet ist. Im Umkehrschluss bedeutet dies einen Stopp der Bewegung, sobald der Bediener aufhört, das Sensorelement zu drücken. Bevorzugt erfolgt die Bewegung in diese Richtung so lange, wie das Sensorelement gedrückt wird. Der Bediener kann so bei der Grobjustierung die Liege nacheinander auch in mehrere Richtungen bewegen.
Nach einer groben Positionierung der Liege beziehungsweise des Patienten kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Feinjustierung des zu untersuchenden Bereiches des Patienten mit einer langsameren Bewegung erfolgen. Hierzu kann der Bediener in einer bevorzugten Ausführungsform die beiden Sensorelemente einer Sensoreinrichtung gleichzeitig gedrückt halten, wobei die Bewegung der Liege bevorzugt in die dem stärker gedrückten Sensorelement zugeordnete Richtung ausgeführt wird.
Eine weitere Möglichkeit besteht in der Ausführung einer vordefinierten Bewegung durch Antippen eines Sensorelementes. Diese Art der Bewegung eignet sich ebenfalls besonders für eine langsame und genaue Feinjustierung der Liegenposition. Eine derartige Intervallsteuerung sieht zum Beispiel eine Bewegung über eine vordefinierte Strecke mit einer vordefinierten Geschwindigkeit vor. In einer Ausführungsform bewirkt ein einmaliges Antippen eine Bewegung entlang eines Inkrementes.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird beim Erreichen einer vordefinierten, maximal möglichen Position des Liegenbrettes in einer Bewegungsrichtung die Bewegung des Liegenbrettes kontinuierlich abgebremst. Dies erfolgt unabhängig von der durchgeführten Art der Bewegungssteuerung, also kontinuierliche oder Intervallsteuerung. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht beim Erreichen eines Anschlages ein kontinuierliches Abbremsen der Bewegung ohne einen plötzlichen Stopp. Vorteilhaferweise erkennt die Bewegungssteuerung die Annäherung an einen Anschlag. Ein Signal zum Abbremsen der Bewegung aufgrund der Annäherung an einen Anschlag des Liegenbrettes wird bevorzugt vor einem Signal zum weiteren Bewegen des Liegenbrettes umgesetzt.
In einem letzten Schritt wird die Bedienvorrichtung vorteilhafterweise deaktiviert. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Bedienvorrichtung durch gleichzeitiges Berühren der Sensorelemente einer Sensoreinrichtung deaktiviert. Alternativ oder zusätzlich kann die Bedienvorrichtung automatisch deaktiviert werden. Bevorzugt wird die Bedienvorrichtung nach dem Verstreichen eines vordefinierten Zeitintervalls ohne Berührung der Sensorelemente automatisch deaktiviert. Durch die Deaktivierung der Bedienvorrichtung wird das unbeabsichtigte Auslösen einer Bewegung verhindert, beispielsweise falls der Patient versehentlich ein Sensorelement berührt. Vorteilhafterweise kann zusätzlich zum Deaktivieren der Bedienvorrichtung mittels einer Bremse der Antrieb der Liege blockiert werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele mit Hilfe der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind. Es werden folgende Bezugszeichen verwendet: 1: Liegenbrett; 2: linearer Antrieb; 10: Bedienvorrichtung; 11: Sensoreinrichtung; 12.1, 12.2: Sensorelemente; 13: Trägerplatte: 13.1 erster Schenkel; 13.2: zweiter Schenkel; 14: Befestigungslöcher; 15: Bremse; 16: Steuerelektronik; 17: Elektromotor; 18: elektrische Anschlüsse; C1: CT-System; C2: erste Röntgenröhre; C3: erster Detektor; C4: zweite Röntgenröhre (optional); C5: zweiter Detektor (optional); C6: Gantrygehäuse; C7: Patient; C8: Patientenliege; C9: Systemachse; C10: Rechen- und Steuereinheit; F: Kraft; R: Widerstand; Prg₁ bis Prg_n: Computerprogramme.
Es zeigen im Einzelnen:
1: eine schematische Darstellung eines CT-Systems mit Steuer- und Recheneinheit,
2: eine schematische Darstellung einer verfahrbaren Patientenliege mit einer erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung,
3: eine schematische Querschnittsansicht einer Sensoreinrichtung,
4: eine schematische Draufsicht einer Sensoreinrichtung gemäß der 3,
5: eine schematische Seitenansicht zweier Sensoreinrichtungen 11 einer Bedienvorrichtung für eine Bewegungssteuerung entlang zwei Achsen,
6: eine Darstellung einer doppellogarithmischen Kennlinie eines erfindungsgemäßen Sensorelementes und
7: eine schematische Schaltungsanordnung.
Die 1 zeigt ein beispielhaftes CT-System C1. Das CT-System C1 umfasst ein Gantrygehäuse C6, in dem sich eine hier nicht näher dargestellte Gantry befindet, an der eine erste Röntgenröhre C2 mit einem gegenüberliegenden ersten Detektor C3 befestigt ist. Optional ist eine zweite Röntgenröhre C4 mit einem zweiten gegenüberliegenden Detektor C5 vorgesehen. Ein Patient C7 befindet sich auf einem unter anderem in Richtung der Systemachse C9 bewegbaren Liegenbrett 1 einer verfahrbaren Patientenliege C8, mit der er während der Abtastung mit der Röntgenstrahlung kontinuierlich oder sequentiell entlang der Systemachse C9 durch ein Messfeld zwischen den Röntgenröhren C2 und C4 und den jeweils zugeordneten Detektoren C3 und C5 geschoben werden kann. Dieser Vorgang wird durch eine Rechen- und Steuereinheit C10 mit Hilfe von Computerprogrammen Prg₁ bis Prg_n gesteuert.
Die verfahrbare Patientenliege C8 weist einen Antrieb zum Bewegen des Liegenbrettes 1 auf, sowie eine Bedienvorrichtung 10 zum Steuern der Bewegung des Liegenbrettes 1 auf. Die Bedienvorrichtung 10 ist erfindungsgemäß unmittelbar an der Patientenliege C8 angebracht.
Die 2 zeigt eine schematische Darstellung einer verfahrbaren Patientenliege C8 mit einer erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung 10. Die Patientenliege C8 umfasst ein Liegenbrett 1, auf dem der Patient C7 angeordnet ist. Gemäß der hier beispielhaft gezeigten Ausführungsform ist die Patientenliege C8 lediglich entlang einer Bewegungsachse bewegbar, nämlich auf und ab. Entsprechend handelt es sich bei dem gezeigten Antrieb der Patientenliege C8 um einen einachsigen Antrieb. Der Antrieb in dieser Ausführungsform umfasst eine Bremse 15, einen linearen Spindelantrieb 2 und einen Elektromotor 17.
Erfindungsgemäß ist unmittelbar an der Patientenliege C8 die Bedienvorrichtung 10 angeordnet. Mittels der Bedienvorrichtung 10 kann der Bediener die Bewegung des Liegenbrettes 1 steuern. So erhält der Bediener stets eine direkte Rückmeldung über die Bewegung beziehungsweise die aktuelle Position des Liegenbrettes 1. Die Bedienvorrichtung 10 ist am Kopfende des Liegenbrettes 1 angebracht, sodass der Bediener während der Bewegung den Kontakt zum Patienten C7 beibehält.
Die Bedienvorrichtung 10 ist mit einer Steuerelektronik 16 verbunden, welche wiederum den linearen Spindelantrieb 2 ansteuert, der von dem Elektromotor 17 angetrieben wird.
Die Bedienvorrichtung 10 umfasst grundsätzlich eine oder mehrere Sensoreinrichtungen 11, wobei jeder Sensoreinrichtung 11 eine Bewegungsachse zugeordnet ist. Da die Patientenliege C8 der 2 lediglich entlang einer vertikalen Achse bewegbar ist, umfasst die Steuerelektronik 10 gemäß der 2 folglich genau eine Sensoreinrichtung 11, siehe 3.
Die 3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht der Sensoreinrichtung 11. Die Sensoreinrichtung 11 umfasst eine rechtwinkelige Trägerplatte 13. Ein erster Schenkel 13.1 der Trägerplatte 13 weist zwei Befestigungslöcher 14, mit denen die Trägerplatte 13 an dem Liegenbrett 1 befestigt wird, beispielsweise angeschraubt.
Weiterhin weist die Sensoreinrichtung 11 zwei Sensorelemente 12.1 und 12.2 auf. Diese sind an einem zweiten Schenkel 13.2 der Trägerplatte 13 angeordnet. Das obere Sensorelement 12.1 ist an einer Oberseite des zweiten Schenkels 13.2 angeordnet und das untere Sensorelement 12.2 an einer Unterseite. Folglich liegen die Sensorelemente 12.1 und 12.2 mit ihren Seitenflächen gegenüberliegend an dem zweiten Schenkel 13.2 der Trägerplatte 13 an. In dieser Ausführungsform sind die Sensorelemente 12.1 und 12.2 als druckempfindliche Sensorfolien ausgebildet, siehe auch 4, wobei diese die Stärke eines ausgeübten Druckes aufnehmen und an die Steuerelektronik weitergeben. Die Sensorfolien eignen sich besonders gut zur Bewegungssteuerung, da diese eine doppellogarithmische Kennlinie zwischen Widerstand und Kraft aufweisen, siehe 6. Beide Sensorelemente 12.1 und 12.2 weisen elektrische Anschlüsse 18 zur elektrischen Verbindung mit der Steuerelektronik auf.
Jedes der Sensorelemente 12.1 und 12.2 ist einer Bewegungsrichtung entlang der der Sensoreinrichtung 11 zugeordneten Bewegungsachse zugeordnet. In dieser Ausführungsform ist die Sensoreinrichtung 11 einer vertikalen Bewegungsachse zugeordnet. Dabei ist das obere Sensorelement 12.1 der nach unten gerichteten Bewegungsrichtung zugeordnet und das untere Sensorelement 12.2 der entgegen gesetzten Bewegungsrichtung nach oben. Diese Zuordnung ist für einen Bediener logisch und wird intuitiv zugeordnet, da beim Ausüben eines Druckes von oben nach unten auf das obere Sensorelement 12.1 das Liegenbrett 1 von oben nach unten, also abwärts, bewegt, im übertragenen Sinne herunter gedrückt, wird. Entsprechend wird eine Aufwärtsbewegung des Liegenbrettes 1 aufgrund eines Druckes auf das untere Sensorelement 12.1 von unten nach oben ebenfalls intuitiv vom Bediener gesteuert.
In der 4 ist die Sensoreinrichtung 11 noch in einer Draufsicht gezeigt. Hier ist vor allem die Struktur des oberen Sensorelementes 12.1 zu erkennen. Die als Sensorfolien ausgebildeten Sensorelemente 12.1 und 12.2 umfassen eine Grundfolie, welche jeweils mit dem zweiten Schenkel 13.2 der Trägerplatte 13 verbunden ist. Auf der Grundfolie ist eine kohlenstoffhaltige Paste aufgetragen, welche die in der 4 erkennbare mäanderartige Struktur der Sensorfolie ausbildet. Auf dieser Struktur ist wiederum eine Deckfolie aufgebracht, auf welcher der Bediener den Druck ausübt.
Die 5 zeigt eine schematische Seitenansicht zweier Sensoreinrichtungen 11 einer Bedienvorrichtung für eine Bewegungssteuerung entlang zwei Achsen. Die Sensoreinrichtungen 11 sind gemäß der in den 3 und 4 gezeigten Sensoreinrichtung 11 ausgebildet. Die Bedienvorrichtung eignet sich zur Steuerung eines entlang zwei Achsen bewegbaren Liegenbrettes ausgebildet, hier auf/ab und links/rechts. Jede der Sensoreinrichtungen 11 ist einer Bewegungsachse zugeordnet und jedes der Sensorelemente einer Bewegungsrichtung entlang der zugeordneten Bewegungsachse. Die hier horizontal angeordnete Sensoreinrichtung 11 ist der auf/ab-Bewegung zugeordnet, wobei ein Druck auf das obere Sensorelement eine Abwärtsbewegung und ein Druck auf das untere Sensorelement eine Aufwärtsbewegung steuert. Die vertikal angeordnete Sensoreinrichtung 11 ist entsprechend der links/rechts-Bewegung zugeordnet, wobei ein Druck auf das rechte Sensorelement eine Bewegung nach links und ein Druck auf das linke Sensorelement eine Bewegung nach rechts steuert.
Die 6 zeigt eine Darstellung einer doppellogarithmischen Kennlinie eines erfindungsgemäßen, als Sensorfolie ausgebildeten Sensorelementes. Auf der Abszisse ist die Kraft F in Newton [N] aufgetragen und auf der Ordinate der Widerstand R in kOhm [kΩ]. Derartige Sensorfolien ermöglichen ein rasches Ansprechen der Steuerung und lösen ohne großen Kraftaufwand vom Bediener die gewünschten Bewegungen aus. Bereits durch das Ausüben eines sehr leichten Druckes sind schon schnelle und weite Bewegungen steuerbar. Es sind folglich keine Verstärkungen notwendig, wie zum Beispiel bei einer herkömmlichen Bewegungssteuerung mittels Dehnmessstreifen.
In der 7 ist eine schematische Schaltungsanordnung gezeigt, welche das Zusammenspiel der Bedienvorrichtung 10, der Steuerelektronik 16 sowie des Antriebes, umfassend die Bremse 15, den Elektromotor 17 und den linearen Spindelantrieb 2, darstellt. Die Bedieneinrichtung 10 liefert Signale über die Betätigung einzelner Sensorelemente und die Höhe des ausgeübten Fingerdruckes an die Steuerelektronik 16. Die Steuerelektronik 16 übernimmt die logische Verknüpfung einzelner Signale sowie die Umsetzung verschiedener Betriebsmodi, Intervallsteuerung etc., und liest Positionssignale des linearen Spindelantriebs 2 ein. Weiterhin stellt die Steuerelektronik 16 Signale für das Lösen der Bremse 15 sowie Steuersignale für den Betrieb des Elektromotors 17 zur Verfügung.
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.

Claims

Verfahrbare Patientenliege (C8) zur Lagerung eines Patienten (C7), insbesondere während einer CT- und/oder MRT-Untersuchung oder einer Strahlentherapiebehandlung, zumindest aufweisend: 1.1. ein entlang mindestens einer Achse bewegbares Liegenbrett (1), 1.2. mindestens einen Antrieb zum Bewegen des Liegenbrettes (1), und 1.3. eine Bedienvorrichtung (10) zum Steuern der Bewegung des Liegenbrettes (1), dadurch gekennzeichnet, dass 1.4. die Bedienvorrichtung (10) unmittelbar an der Patientenliege (C8) angebracht ist.
Patientenliege (C8) gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Bedienvorrichtung (10) mindestens eine Sensoreinrichtung (11) umfasst.
Patientenliege (C8) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass je Sensoreinrichtung (11) zwei Sensorelemente (12) ausgebildet sind.
Patientenliege (C8) gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente (12) als druckempfindliche Sensoren ausgebildet sind, welche die Stärke eines auf die Sensorelemente (12) ausgeübten Druckes aufnehmen und an eine Steuerelektronik (16) weitergeben.
Patientenliege (C8) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente (12) eine doppellogarithmische Kennlinie zwischen Widerstand (R) und Kraft (F) aufweisen.
Patientenliege (C8) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der auf die Sensorelemente (12) ausgeübte Druck die Geschwindigkeit der Bewegung des Liegenbrettes (1) steuert.
Patientenliege (C8) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder möglichen Bewegungsrichtung des Liegenbrettes (1) ein Anschlag ausgebildet ist, welcher eine über diesen Anschlag hinausgehende Bewegung des Liegenbrettes (1) verhindert.
Medizinisches Gerät, insbesondere ein CT-, MRT- oder Strahlentherapiegerät, zumindest aufweisend eine verfahrbare Patientenliege (C8) zur Lagerung eines Patienten, dadurch gekennzeichnet, dass die Patientenliege (C8) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.
Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines Liegenbrettes (1) einer Patientenliege (C8) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 7, zumindest aufweisend die Schritte: 9.1. Aktivieren der Bedienvorrichtung (10), 9.2. Steuern einer Bewegung des Liegenbrettes (1) in eine gewünschte Richtung und Position, und 9.3. Deaktivieren der Bedienvorrichtung (10).
Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienvorrichtung (10) durch gleichzeitiges Berühren der Sensorelemente (12) einer Sensoreinrichtung (11) aktiviert wird.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung in Abhängigkeit des auf das Sensorelement (12) ausgeübten Druckes mit unterschiedlicher Geschwindigkeit ausgeführt wird.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung in die dem stärker gedrückten Sensorelement (12) zugeordnete Richtung ausgeführt wird.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine vordefinierte Bewegung durch Antippen eines Sensorelementes (12) ausgeführt wird.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erreichen einer vordefinierten, maximal möglichen Position des Liegenbrettes (1) in einer Bewegungsrichtung die Bewegung des Liegenbrettes kontinuierlich abgebremst wird.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienvorrichtung (10) durch gleichzeitiges Berühren der Sensorelemente (12) einer Sensoreinrichtung (11) deaktiviert wird.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienvorrichtung (10) nach dem Verstreichen eines vordefinierten Zeitintervalls ohne Berührung der Sensorelemente (12) automatisch deaktiviert wird.