-
Die Erfindung betrifft ein Medizinisches Bildgebungssystem zur kombinierten Magnetresonanz- und Röntgenbildgebung, aufweisend eine Einheit zur Magnetresonanzbildgebung und eine Einheit zur Röntgenbildgebung, welche mechanisch miteinander derart verbunden sind, dass die Einheit zur Röntgenbildgebung in die Einheit zur Magnetresonanzbildgebung baulich integriert ist und beide eine Patientenöffnung umgeben, gemäß dem Patentanspruch 1.
-
Die Magnetresonanztomographie ist eine bewährte Methode der Untersuchung von Patienten in der medizinischen Bildgebung. Ein großer Vorteil der Magnetresonanzbildgebung ist der hervorragende Weichteilkontrast in der Darstellung des Untersuchungsobjektes. Andererseits weist die Magnetresonanzbildgebung noch immer Einschränkungen auf, die teilweise inhärent sind, teilweise jedoch auch durch für die Aufnahme eines Magnetresonanzbilddatensatzes spezifische Umstände bedingt sind. Diese Einschränkungen gehen zu Lasten der Bildqualität des Magnetresonanzbilddatensatzes. So benötigen Aufnahmen mit hoher Ortsauflösung meist viel Zeit, so dass Bewegungen im Aufnahmegebiet stören können. Ansätze zur Verkürzung der Messzeiten für Magnetresonanzbilddatensätze sind beispielsweise eine Unterabtastung von Bereichen des k-Raums, was wiederum zu Einschränkungen der Bildqualität führen kann. Eine weitere Herausforderung ist die Homogenität der eingesetzten Magnetresonanzfelder, wobei sich hier bereits kleine Abweichungen der Homogenität deutlich in Einschränkungen der Bildqualität manifestieren können.
-
Zur Kompensation dieser Einschränkungen sind medizinische Bildgebungssysteme bekannt, welche eine Kombination aus einer Einheit zur Magnetresonanzbildgebung und einer weiteren Bildgebungsmodalität, beispielsweise einer Röntgenbildgebungseinheit, darstellen. Beispielsweise wurden medizinische Bildgebungssysteme zur kombinierten Magnetresonanz- und Röntgenbildgebung vorgeschlagen, bei denen eine Einheit zur Röntgenbildgebung mit Röntgenquelle und Röntgendetektor vollständig mechanisch in eine Einheit zur Magnetresonanzbildgebung integriert wurde. So ist es möglich, gleichzeitig Magnetresonanzbilddatensätze und Röntgenbilddatensätze aufzunehmen. Typischerweise wird hierzu das Röntgenröhren-Detektor-System auf einem geschlossenen Ring montiert. Dieser Ring ist wiederum in die MR-Gantry eingebettet (bspw. zentriert in der Mitte der MR- Gantry, zwischen den Gradientenspulen). Jedoch bringt diese vollständige mechanische Integration des Röntgenröhren-Detektor-Systems auch weitere Herausforderungen mit sich. Der erforderliche Zugang zu spezifischen technischen Komponenten (z.B. Röntgenröhre) ist stark eingeschränkt. Notwendige Servicearbeiten, Montagetätigkeiten oder der einfache Austausch von defekten Komponenten (z.B. Austausch einer defekten Röntgenröhre) sind nicht möglich. Andererseits soll eine uneingeschränkte medizinische Anwendbarkeit des Angio-MR-Systems möglich sein.
-
Aus der
DE 10 2006 042 572 A1 ist eine Anlage zur kombinierten Tomographie- und PET-Bildgebung bekannt, bei welchem das PET-System als nicht geschlossener Ring ausgebildet ist, welcher eine Aussparung aufweist. Die Aussparung kann zur Aufnahme einer Patientenliege ausgebildet sein. Aus der
DE 10 2008 034 578 A1 ist eine Kombinations-Magnetresonanzanlage bekannt, welche eine Magneteinheit und eine nuklearmedizinische Detektoreinheit PET oder SPECT) an einem Roboterarm aufweist. Aus der
US 2010/0 033 186 A1 ist ein Magnetresonanz- und PET-Hybridsystem mit einem großen zylindrischen Spulensystem bekannt. Dabei ist eine ringförmige PET-Detektoranordnung innerhalb einer zentralen Aussparung des zylindrischen Spulensystems angeordnet.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein medizinisches Bildgebungssystem zur kombinierten Magnetresonanz- und Röntgenbildgebung bereitzustellen, welches die Nachteile des Standes der Technik reduziert.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Medizinisches Bildgebungssystem zur kombinierten Magnetresonanz- und Röntgenbildgebung, aufweisend eine Einheit zur Magnetresonanzbildgebung und eine Einheit zur Röntgenbildgebung, welche mechanisch miteinander derart verbunden sind, dass die Einheit zur Röntgenbildgebung in die Einheit zur Magnetresonanzbildgebung baulich integriert ist und beide eine Patientenöffnung umgeben, gemäß dem Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.
-
Das erfindungsgemäße medizinische Bildgebungssystem zur kombinierten Magnetresonanz- und Röntgenbildgebung, aufweisend eine Einheit zur Magnetresonanzbildgebung und eine Einheit zur Röntgenbildgebung, welche mechanisch miteinander derart verbunden sind, dass die Einheit zur Röntgenbildgebung in die Einheit zur Magnetresonanzbildgebung baulich integriert ist und beide eine Patientenöffnung umgeben, ist derart ausgebildet, dass die Einheit zur Röntgenbildgebung ein um die Patientenöffnung rotierbaren Ring mit einer Röntgenröhre und einem Röntgendetektor aufweist, dass der Ring aus zumindest vier Ringsektoren zusammengesetzt ist, von denen zwei Ringsektoren aus dem Ring lösbar sind und zumindest zwei Ringsektoren fest angeordnet sind, und dass auf einem der lösbaren Ringsektoren ein Röntgendetektor und auf dem anderen lösbaren Ringsektor eine Röntgenquelle angeordnet sind.
-
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Einheit zur Röntgenbildgebung innerhalb des medizinischen Bildgebungssystems zur kombinierten Magnetresonanz- und Röntgenbildgebung ist ein einfacher und aufwandsarmer Zugang zu spezifischen technischen Komponenten des Röntgenröhren-Detektor-Systems bei gleichzeitig hoher Funktionalität des Systems möglich. Die Verwendung von mindestens vier Ringsektoren und Lösbarkeit der Ringsektoren, auf denen die Röntgenquelle und der Röntgendetektor angeordnet sind, ermöglicht die Durchführung von notwendigen Servicearbeiten, Montagetätigkeiten und der Austausch von defekten Komponenten in kurzer Zeit ohne den klinischen Betrieb nachhaltig zu stören. Durch die Anordnung der Einheit zur Röntgenbildgebung in der Einheit zur Magnetresonanzbildgebung ist gewährleistet, dass störungsfrei und zeitnah sowohl Magnetresonanzbildgebungsdatensätze als auch Röntgenbildgebungsdatensätze desselben Untersuchungsobjektes aufgenommen werden können.
-
Zweckmäßigerweise weist die Einheit zur Magnetresonanzbildgebung eine Zylinderspule auf, welche die Einheit zur Röntgenbildgebung umgibt.
-
Nach einer Ausbildung der Erfindung sind die lösbaren Ringsektoren derart geformt, dass sie in Richtung der Patientenöffnung aus dem Ring lösbar sind. Hierdurch wird der Aufwand für die Entfernung der entsprechenden Komponenten minimiert, da die Patientenöffnung außerhalb einer Untersuchung im Allgemeinen leer ist und somit die Komponenten schnell und einfach abtransportiert werden können.
-
In vorteilhafter Weise für einen schnellen Ausbau sind die lösbaren Ringsektoren über lösbare Verbindungselemente mit den festen Ringsektoren verbunden. Die lösbaren Verbindungselemente können dabei beispielsweise Schrauben und/oder Bolzen und/oder Führungshülsen und/oder Klappverschlüsse aufweisen.
-
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung weisen die lösbaren Ringsektoren an den Verbindungsstellen mit den festen Ringsektoren Führungselemente mit komplementären Führungsprofilen auf. Durch diese komplementären Führungsprofile sind die Ringsektoren einfach und fehlerfrei miteinander verbindbar. Es kann lediglich der passende Ringsektor eingebaut werden. Die Führungsprofile erlauben andererseits eine einfache Lösbarkeit durch Verschieben in die entsprechende Richtung.
-
In vorteilhafter Weise für eine zuverlässige Röntgenbildgebung weist der Ring einen elektrischen Antrieb mit jeweils mindestens zwei Antriebselementen und einer Vielzahl von Zahnkranz-Elementen auf, welche zusammenwirken und eine Rotation des Rings bewirken.
-
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist das Bildgebungssystem ein Hubsystem zum selbsttätigen Entfernen der Ringsektoren aus dem System auf.
-
In vorteilhafter Weise ist das Hubsystem an die lösbaren Ringsektoren andockbar ausgebildet ist.
-
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:
- 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen medizinischen Bildgebungssystems zur kombinierten Magnetresonanz- und Röntgenbildgebung;
- 2 eine Draufsicht auf eine Verbindungsstelle zwischen einem festen und einem lösbaren Ringsektor eines erfindungsgemäßen medizinischen Bildgebungssystems;
- 3 eine Seitenansicht einer Verbindungsstelle zwischen einem festen und einem lösbaren Ringsektor eines erfindungsgemäßen medizinischen Bildgebungssystems mit geschlossenem Bolzen;
- 4 eine Seitenansicht wie in 3 mit geöffnetem Bolzen;
- 5 eine Seitenansicht einer Verbindungsstelle zwischen einem festen und einem lösbaren Ringsektor eines erfindungsgemäßen medizinischen Bildgebungssystems mit geschlossenem Klappverschluß;
- 6 eine Seitenansicht wie in 5 mit geöffnetem Klappverschluß; und
- 7 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen medizinischen Bildgebungssystems mit einem Hubsystem.
-
In der
1 ist ein medizinisches Bildgebungssytem 1 zur kombinierten Magnetresonanz- und Röntgenbildgebung mit einer Einheit zur Magnetresonanzbildgebung 2 und einer Einheit zur Röntgenbildgebung 3 gezeigt. Generell sind derartige kombinierte Bildgebungssysteme bekannt, zum Beispiel aus der
WO 2014/044314 A1 . Die Einheit zur Röntgenbildgebung 3 ist dabei in die Einheit zur Magnetresonanzbildgebung 2 baulich integriert und beide umgeben eine Patientenöffnung 9, in welcher bei einer Untersuchung ein Patient gelagert wird. Die Einheit zur Magnetresonanzbildgebung 2, z.B. aufweisend eine Gantry, kann dabei z.B. eine Zylinderspule oder Permanentmagnete aufweisen, welche die Einheit zur Röntgenbildgebung 3 umgibt bzw. umgeben.
-
Die Einheit zur Röntgenbildgebung 3 weist einen Ring 10 auf, welcher mindestens vier Ringsektoren 6; 7 aufweist. Der Ring 10 ist derart ausgebildet, dass er um ein Rotationszentrum, welches im Bereich der Patientenöffnung angeordnet ist, rotieren kann. Der Ring 10 weist außerdem an in Bezug auf das Rotationszentrum gegenüberliegenden Seiten je eine Röntgenröhre 4 und einen Röntgendetektor 5 auf. Mittels dieser Komponenten ist eine Rotation um die Patientenöffnung und eine LAO/RAO Angulation zur Röntgenbildgebung möglich. Die vier Ringsektoren 6; 7 sind derart ausgebildet, dass zwei feste Ringsektoren 6 fest montiert sind und zwei lösbare Ringsektoren 7 aus dem Ring 10 gelöst und entfernt werden können. Die lösbaren Ringsektoren 7 können dabei in Richtung der Patientenöffnung bewegt und entfernt werden, in 1 gezeigt durch den Bewegungspfeil 11.
-
Außerdem verfügt der Ring 10 über lösbare Verbindungen zwischen den lösbaren Ringsektoren 7 und den festen Ringsektoren 6. Hierdurch können die lösbaren Ringsektoren 7, an denen die Röntgenröhre 4 und der Röntgendetektor 5 befestigt sind, aus dem geschlossenen Ring gelöst und aus der Gantry des medizinischen Bildgebungssytems 1 entfernt werden.
-
Ein Beispiel für derartige lösbare Verbindungen ist in der 2 in Draufsicht gezeigt. Auf der linken Seite ist ein lösbarer Ringsektor 7 und auf der rechten Seite ein fester Ringsektor 6 gezeigt. Beide sind über ein Führungselement 12 verbunden, welches hier als Teil des festen Ringsektors 6 dargestellt ist. Das Führungselement 12 ist mittels eines Schraubensystems mit Schrauben 14 mit dem Rest des festen Ringsektors 6 fest verschraubt. Das Führungselement 12 ist über ein Führungsprofil 13 mit dem lösbaren Ringsektor 7 derart mechanisch verzahnt, dass eine Entfernung des lösbaren Ringsektors nur in Richtung der Patientenöffnung, angedeutet durch Bewegungspfeil 11, möglich ist. Das Führungsprofil 13 kann also z.B. in die entsprechende Richtung (radiale Richtung bezüglich des Rings 10) gezackt sein, so dass eine Bewegung in eine axiale Richtung des Rings 10 blockiert ist. Zur Entfernung des lösbaren Ringsektors 7 gleitet dieser mittels des Führungsprofils 13 am Führungselement 12 in die gewünschte Richtung (Richtung zur Patientenöffnung / Rotationszentrum hin) und kann am Ende entnommen werden. Es kann dann auch wieder entsprechend eingefügt werden, wobei dann zur Nachjustierung über das Schraubensystem das Führungselement 12 verspannt werden kann, so dass ein stabiler Ring sichergestellt ist. Das Schraubensystem kann rein manuell oder unter Verwendung eines elektrischen Motors nachgezogen werden.
-
Um eine LAO/RAO Angulation zur Röntgenbildgebung sicherzustellen, weist der Ring 10 einen elektrischen Antrieb auf. Dieser erfolgt über mindestens zwei einzelne Antriebselemente 8 (siehe 1), z.B. Motoren, die über Zahnkranz-Elemente 15 den gesamten Ring 10 antreiben. Der anguläre Versatz der Antriebselemente ist entsprechend den Stoßstellen (d.h. die Stoßstellen der lösbaren Ringsektoren zu den festen Ringsektoren) so gewählt, dass eine Bewegung unabhängig einer LAO/RAO Angulation sichergestellt ist. Dies bedeutet im Allgemeinen, dass mindestens ein Antriebselement 8 immer aktiv ist.
-
In den 3 und 4 ist als eine weitere Ausgestaltung der Erfindung eine Seitenansicht einer Stoßstelle zwischen einem lösbaren Ringsektor 7 und einem festen Ringsektor 6 gezeigt, wobei die beiden Ringsektoren 6; 7 über Bolzen 16 miteinander verbunden sind. Hierzu fahren die Bolzen 16 in entsprechende Führungshülsen 17, um eine mechanische Stabilität hinsichtlich z.B. der Lösbarkeit des lösbaren Ringsektors 7 und durch Fertigungstoleranzen induziertes Spiel zu gewährleisten. In der 3 sind dabei die Bolzen 16 in die Führungshülsen 17 eingefahren, so dass eine Bewegung nicht möglich ist. In der 4 sind die Bolzen 16 aus den Führungshülsen 17 herausgefahren, so dass der lösbare Ringsektor 7 durch eine entsprechende Lift-Bewegung in Richtung Patientenöffnung bzw. Rotationszentrum entfernt werden kann. Das Ein- und Ausfahren der Bolzen 16 kann manuell oder unter Verwendung eines elektrischen Motors durchgeführt werden.
-
Alternativ oder zusätzlich kann die Verbindung zwischen dem lösbaren Ringsektor 7 und dem festen Ringsektor 6 durch einen (oder mehrere) Klappverschlüsse 18 gesichert sein, wie in den 5 und 6 in einer Seitenansicht gezeigt ist. Ein derartiger Klappverschluss 18 stellt vor allem die mechanische Stabilität hinsichtlich des Spiels sicher, welches durch Fertigungstoleranzen induziert wird. In der 5 ist dabei sowohl der Bolzen 16 in der Führungshülse 17 als auch der Klappverschluß 18 geschlossen. In der 6 ist der Bolzen 16 außer der Führungshülse 17 herausgefahren und der Klappverschluß 18 geöffnet. Auf diese Weise kann wiederum der lösbare Ringsektor eine Lift-Bewegung in Richtung Patientenöffnung / Rotationszentrum ausführen und entfernt werden. Das Öffnen des Klappverschlusses kann manuell oder unter Verwendung eines elektrischen Motors durchgeführt werden.
-
In der 7 ist ein Hubsystem gezeigt, welches zur Entfernung des lösbaren Ringsektors 7 aus dem Ring verwendet werden kann. Das Hubsystem kann dabei fest in das medizinische Bildgebungssystem integriert sein oder bei Bedarf hinzugenommen werden. Sind alle vorhandenen Verbindungselemente geöffnet, so kann ein Scheren-Hubtisch 19, welcher in dem medizinischen Bildgebungssystem 1 eingebaut ist, an den lösbaren Ringsektor 7 angedockt werden und diesen in Richtung der Patientenöffnung/ des Rotationszentrums aus dem Ring herausheben. Anschließend kann der lösbare Ringsektor bei Bedarf aus dem Bildgebungssystem vollständig entfernt werden oder es erfolgt eine Montage oder eine Wartung oder ein Austausch, während der lösbare Ringsektor sich in der Patientenöffnung befindet. Ein inverser Arbeitsablauf kann folgende Schritte umfassen:
- • der lösbare Ringsektor wird unter Verwendung des Hubsystems in den Ring eingebracht,
- • die Verbindungselemente fixieren den lösbaren Ringsektor im Ring,
- • die mechanische Kopplung des Hubsystems an den lösbaren Ringsektor wird gelöst (bspw. eine Bolzenverbindung) und
- • das Hubsystem wird vom lösbaren Ringsektor entfernt (bspw. in eine Parkposition gefahren).
-
Das medizinische Bildgebungssystem kann auch mehr als vier Ringsektoren aufweisen, wobei aber ebenfalls mindesten zwei lösbare Ringsektoren vorhanden sind. Die lösbaren Ringsektoren tragen dabei die Röntgenröhre und den Röntgendetektor. Sind zwei oder mehr Röntgenröhren und Röntgendetektoren vorhanden, so können auch mehr lösbare Ringsektoren vorhanden sein. Das Hubsystem kann auch z.B. von einem Spindel-HubSystem gebildet werden.
-
Durch das erfindungsgemäße medizinische Bildgebungssystem ist es aufwandsarm und schnell möglich, einen adäquaten Zugang zu spezifischen technischen Komponenten der Einheit zur Röntgenbildgebung innerhalb der Einheit zur Magnetresonanzbildgebung sicherzustellen. So können z.B. die Röntgenröhre und der Röntgendetektor auf einfache Weise ausgetauscht oder repariert werden. Nachdem der lösbare Ringsektor aus dem Ring in Richtung der Patientenöffnung/ des Rotationszentrums entfernt ist, kann der lösbare Ringsektor bspw. mit einem Hubwaagen aufgenommen und vollständig aus dem medizinischen Bildgebungssystem entfernt werden. Damit können Servicearbeiten und Montagetätigkeiten in gewohnter Art und Weise durchgeführt werden. Dies erleichtert Wartungen und Reparaturen aller Art. Die Erfindung gewährleistet einen zuverlässigen und einschränkungsfreien Betrieb des medizinischen Bildgebungssystems mit voller Zugänglichkeit sowohl der Einheit zur Magnetresonanzbildgebung als auch der Einheit zur Röntgenbildgebung. Die kombinierte Magnetresonanz- und Röntgenbildgebung leistet somit einen großen Beitrag zur umfassenden Diagnostik von Krankheiten und Verletzungen aller Art.
-
Die Erfindung lässt sich in folgender Weise kurz zusammenfassen: Für eine besonders zuverlässige und umfassende Patientenversorgung ist ein medizinisches Bildgebungssystem zur kombinierten Magnetresonanz- und Röntgenbildgebung, aufweisend eine Einheit zur Magnetresonanzbildgebung und eine Einheit zur Röntgenbildgebung, welche mechanisch miteinander derart verbunden sind, dass die Einheit zur Röntgenbildgebung in die Einheit zur Magnetresonanzbildgebung baulich integriert ist und beide eine Patientenöffnung umgeben, vorgesehen, wobei die Einheit zur Röntgenbildgebung ein um die Patientenöffnung rotierbarer Ring mit einer Röntgenröhre und einem Röntgendetektor aufweist, der Ring aus zumindest vier Ringsektoren zusammengesetzt ist, von denen zwei Ringsektoren aus dem Ring lösbar sind und zumindest zwei Ringsektoren fest angeordnet sind, und auf einem der lösbaren Ringsektoren ein Röntgendetektor und auf dem anderen lösbaren Ringsektor eine Röntgenquelle angeordnet sind.
