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Die Erfindung betrifft eine Patientenliege für eine Strahlentherapieanlage mit einem Isozentrum aufweisend eine entlang einer Mittellängsachse ausgedehnte Tischplatte für Patienten sowie eine Positioniervorrichtung zur Positionierung der Tischplatte. Desweiteren betrifft die Erfindung eine Patientenversorgungseinrichtung mit einer entsprechenden Patientenliege.
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Zur Lagerung von Patienten während einer medizinischen Untersuchung und/oder einer medizinischen Behandlung werden sogenannte Patientenliegen, auch medizinische Tische oder Patiententische genannt, genutzt. Diese weisen häufig nicht nur eine Tischplatte oder Liege für Patienten auf, sondern darüber hinaus auch eine Positioniervorrichtung oder einen Verstellmechanismus, mittels derer bzw. mittels dessen die Tischplatte oder die Liege und damit auch ein darauf aufliegender Patient positionierbar und/oder ausrichtbar sind.
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Je nach Verwendungszweck muss die Positioniervorrichtung bzw. der Verstellmechanismus dabei speziellen Anforderungen genügen. So müssen sich die Tischplatten von Patientenliegen für die Strahlentherapie typischerweise sehr präzise und reproduzierbar positionieren und/oder ausrichten lassen. Zudem ist in der Regel eine große Bewegungsfreiheit gewünscht oder gefordert.
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Diese Forderungen lassen sich beispielsweise erfüllen, wenn die Positioniervorrichtung als mehrachsiger Roboterarm und wie in der
DE 10 2008 019 114 A1 beschrieben ausgebildet ist.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhaft ausgebildete Patientenliege oder eine vorteilhaft ausgebildete Patientenversorgungseinrichtung mit einer Patientenliege anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Patientenliege mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Patientenversorgungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den rückbezogenen Ansprüchen enthalten. Die im Hinblick auf Patientenliege angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf die Patientenversorgungseinrichtung übertragbar und umgekehrt.
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Eine entsprechende Patientenliege ist dabei für eine Strahlentherapieanlage ausgebildet und wird dementsprechend typischerweise zusammen mit einer Strahlentherapieanlage genutzt. Hierfür wird die Patientenliege vorzugsweise in einer festen Relativposition zur Strahlentherapieanlage angeordnet, wobei die Patientenliege insbesondere relativ zum Isozentrum der Strahlentherapieanlage positioniert und ausgerichtet wird. Jene relative Ausrichtung und Positionierung wird dabei typischerweise fixiert und ist nachfolgend fest vorgegeben. Dies erlaubt eine relativ genaue und gut reproduzierbare Positionierung und Ausrichtung eines Patienten mittels der Patientenliege relativ zur Strahlentherapieanlage, was für die Behandlung eines Patienten mittels der Strahlentherapieanlage in der Regel nicht nur gewünscht, sondern zwingend erforderlich ist.
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Die Patientenliege weist hierbei eine Tischplatte zur Lagerung, Auflage oder Aufnahme von Patienten auf sowie eine Positioniervorrichtung zur Positionierung und Ausrichtung der Tischplatte. Teil der Positioniervorrichtung ist dabei ein sich in vertikaler Richtung erstreckender Hubarm als Lineareinheit für eine Hubbewegung (Achse 4) der Tischplatte in vertikaler Richtung, wobei die Tischplatte über eine Kippvorrichtung für ein Kippen der Tischplatte (Achse 5 und/oder Achse 5) an jenem Hubarm gelagert ist. Bodenseitig am Hubarm ist weiter ein sich in horizontaler Richtung erstreckender Basisarm angebracht, wobei dieser um eine vertikal ausgerichtete und insbesondere durch das Isozentrum verlaufende oder nahe am Isozentrum vorbeilaufende Basis-Drehachse (Achse 1) drehbar gelagert ist.
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Als vertikale Richtung wird hierbei im Sinne dieser Anmeldung eine Richtung angesehen, die in guter Näherung parallel zur Richtung der Erdbeschleunigung oder zur wirkenden Gravitationskraft ist und dementsprechend ist dann als horizontale Richtung eine Richtung anzusehen, die in guter Näherung senkrecht zur Richtung der Erdbeschleunigung bzw. zur Richtung der Gravitationskraft ausgerichtet ist.
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Mit einer derart ausgestalteten Patientenliege lässt sich dann ein Patient und damit ein zu bestrahlendes Volumen präzise relativ zur Strahlentherapieanlage und insbesondere zum Isozentrum der Strahlentherapieanlage ausrichten und bei Bedarf während der Bestrahlung des Volumens durch die Strahlentherapieanlage relativ dazu verfahren, wodurch sich wiederum eine sehr präzise räumliche Dosisverteilung im Volumen realisieren lässt.
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Bevorzugt ist hierbei die Basis-Drehachse als feststehende oder raumfeste Drehachse realisiert, also als Drehachse, die in einem Untersuchungs- und/oder Behandlungsraum quasi unverrückbar angeordnet ist. Ergänzend hierzu ist dann typischerweise auch die Strahlentherapieanlage und mit ihr das Isozentrum der Strahlentherapieanlage an einer festen Position im Untersuchungs- und/oder Behandlungsraum positioniert, was beispielsweise allein durch das Eigengewicht der Strahlentherapieanlage bewerkstelligt ist oder durch eine entsprechende Fixierung.
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Damit der Basisarm um die Basis-Drehachse drehbar gelagert ist, ist der Basisarm gemäß einer Ausführungsvariante Teil eines Drehgelenks oder an einem entsprechenden Drehgelenk befestigt, das beispielsweise am Boden des Untersuchungs- und/oder Behandlungsraums befestigt und/oder teilweise in diesen eingelassen ist. Jenes Drehgelenk ist dabei beispielsweise als flacher Drehteller realisiert, wie dies bei herkömmlichen Patientenliegen oder Strahlentherapie-Liegen üblich ist. Damit ist eine besonders einfache und schnelle Umrüstung in vorhandenen Untersuchungs- und/oder Behandlungsräumen möglich, indem die vorhandene Patientenliege durch eine hier beschriebene ersetzt wird.
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Alternativ hierzu ist der Basisarm mittels einer bogenförmigen Führung geführt, also insbesondere mittels einer kreisbogenförmigen Führung, die konzentrisch zur Basis-Drehachse positioniert ist, und auf diese Weise um die Basis-Drehachse drehbar. Eine entsprechend ausgebildete Führung ist dann wiederum bevorzugt am Boden des Untersuchungs- und/oder Behandlungsraumes angeordnet, fixiert und/oder in den entsprechenden Boden eingelassen und beispielsweise als Schiene oder Schienensystem ausgestaltet.
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In beiden Fällen wird dabei erreicht, so dass der Raum unterhalb des Isozentrums beispielsweise für eine Rotation einer Linearbeschleuniger-Gantry der Strahlentherapieanlage frei bleibt.
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Weiter dient die zuvor genannte Kippvorrichtung zum Verkippen der Tischplatte aus einer horizontalen Ausrichtung heraus, wobei die Kippvorrichtung hierfür bevorzugt derart ausgebildet ist, dass die Tischplatte um ihre Mittellängsachse (Achse 6) oder eine dazu parallele Achse drehbar gelagert ist. Eine hierdurch hervorgerufene Verkippung wird hierbei häufig als „roll“-Bewegung bezeichnet.
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Alternativ oder ergänzend hierzu erlaubt die Kippvorrichtung ein Verdrehen der Tischplatte um eine Kippachse (Achse 5), welche senkrecht zur Mittellängsachse der Tischplatte ausgerichtet ist. Eine derartige Verkippung wird typischerweise als „pitch“-Bewegung bezeichnet.
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Von Vorteil ist in diesem Zusammenhang auch eine Ausgestaltung, bei der die Kippvorrichtung als zweiachsiges Gelenk ausgebildet ist, so dass die Tischplatte um die Mittellängsachse oder eine dazu parallele Achse einerseits und um die Kippachse andererseits drehbar ist.
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Unabhängig von der Ausgestaltung der Kippvorrichtung ist es außerdem günstig, wenn die Kippvorrichtung seitlich am Hubarm positioniert und die Tischplatte somit am Hubarm angebracht ist.
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Der Basisarm selbst ist gemäß einer Ausführungsvariante als Teleskoparm mit einem der Basis-Drehachse zugewandten inneren Teilarm und mit einem von der Basis-Drehachse abgewandten äusseren Teilarm ausgebildet. In diesem Fall lässt sich dann der äußere Teilarm in Richtung der Mittellängsachse (Achse 2*) des Basisarms relativ zum inneren Teilarm verfahren.
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Alternativ hierzu ist der Basisarm als Gelenkarm oder Knickarm ausgebildet, wobei in diesem Fall ein der Basis-Drehachse zugewandter innerer Teilarm des Basisarms über ein Drehgelenk mit einem von der Basis-Drehachse abgewandten äusseren Teilarm des Basisarms verbunden ist. Hierbei ist das entsprechende Drehgelenk bevorzugt derart ausgestaltet, dass die dazugehörige Drehachse (Achse 2) in vertikaler Richtung ausgerichtet ist, so dass sich die beiden Teilarme des Basisarms im Wesentlichen ausschließlich in einer horizontalen Ebene bewegen.
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Vorteilhaft ist Desweiteren eine Ausführung der Patientenliege, bei der der Hubarm über ein Drehgelenk mit dem Basisarm verbunden ist, und zwar insbesondere derart, dass der Hubarm um seine Hubarmlängsachse (Achse 3) drehbar gelagert ist.
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Die zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten der Patientenliege werden vorteilhafterweise nicht nur zusammen mit einer Strahlentherapieanlage genutzt, sondern darüber hinaus auch zusammen mit einer Bildgebungsanlage oder Bildgebungseinheit, beispielsweise einem Computertomographen, wobei die entsprechende Strahlentherapieanlage, die Bildgebungsanlage und die Patientenliege typischerweise zusammen eine Patientenversorgungseinrichtung ausbilden, die üblicherweise in einem Untersuchungs- und/oder Behandlungsraum angeordnet ist.
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Hierbei sind üblicherweise feste Relativpositionen für die Strahlentherapieanlage, die Bildgebungsanlage und die Patientenliege vorgegeben und zwar derart, dass die Tischplatte der Patientenliege von der Strahlentherapieanlage zur Bildgebungsanlage und von der Bildgebungsanlage zur Strahlentherapieanlage bewegbar ist. Häufig weist dabei die Strahlentherapieanlage und/oder die Bildgebungsanlage eine Art Gantry, Tor oder Bucht auf, innerhalb derer die Tischplatte für eine Nutzung der Strahlentherapieanlage bzw. der Bildgebungsanlage zumindest teilweise einliegend zu positionieren ist. In einem solchen Fall sind die Bewegungsabläufe dann etwas komplizierter, da die Tischplatte beispielsweise aus der Gantry, dem Tor oder der Bucht der Strahlentherapieanlage heraus und in die Gantry, das Tor oder die Bucht Bildgebungsanlage hinein verfahren werden muss und umgekehrt. Gerade dies wird aber durch eine hier vorgestellte Patientenliege ermöglicht.
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Außerdem ist die Patientenliege bevorzugt für die Verwendung in der Strahlentherapie mit hochenergetischer Photonenstrahlung ausgebildet, die beispielsweise aus einer Linearbeschleuniger-Gantry austritt, welche um ein Isozentrum rotiert. Hieran ist dann die Kinematik der Positioniervorrichtung vorzugsweise angepasst.
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Die Kinematik ist dabei bevorzugt am Boden befestigt und besitzt eine erste horizontale Rotationsachse, die Basis-Drehachse, die senkrecht unterhalb des Isozentrums oder in dessen Nähe angeordnet ist. Es folgt in der Bewegungsrichtung radial zur Basis-Drehachse eine teleskopische Linearachse, die den Basisarm ausbildet. Alternativ kommt anstelle der Linearachse ein horizontaler Gelenkarm als Basisarm für die radiale Verstellung zum Einsatz. Am Ende der radialen Bewegungsachse folgt eine Drehachse in der horizontalen Ebene mit einer darauf angeordneten vertikalen Linearachse, dem Hubarm.
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Diese Linearachse trägt beispielsweise ein zweiachsiges Gelenk mit dem die dran befestigte Tischplatte in Längsrichtung (pitch) und Querrichtung (roll) gekippt werden kann.
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Die hier vorgestellte Positioniervorrichtung hat gegenüber bekannten Robotern oder Roboterarmen für die Patientenlagerung signifikante Vorteile. Die zentrale Anordnung zum Isozentrum der Strahlentherapieanlage, beispielsweise der Linearbeschleuniger-Gantry, ermöglicht einen symmetrischen Arbeitsbereich, insbesondere links und rechts von der Linearbeschleuniger-Gantry. Somit sind alle notwendigen Stellungen für die Bestrahlung eines Patienten gut erreichbar. Neben der Standardposition in co-planarer Stellung der Tischplatte oder des Liegenbretts parallel zur Gantry-Rotationsachse ist auch ein großer Winkelbereich in nicht coplanaren Stellungen möglich. Je nach der Anordnung im Untersuchungs- und/oder Behandlungsraum können ein CT-Scanner zur Bildgebung in paralleler oder 90 Grad gedrehter Orientierung sehr gut mit der Tischplatte erreicht werden. Die Bewegungsachsen der Kinematik korrelieren mit den notwendigen Freiheitsgraden der Bewegung für die Positionierung der Tischplatte (Rotation, Radialbewegung, Vertikalbewegung). Deshalb ist der Bewegungsablauf für Bedienpersonal sehr viel besser vorhersehbar als bei üblichen Industrierobotern mit serieller Gelenkkinematik.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 in einer perspektivischen Ansicht eine erste Ausführung einer Patientenliege mit einem ausgefahrenen Teleskoparm,
- 2 in einer perspektivischen Ansicht die erste Ausführung der Patientenliege mit teilweise eingefahrenem Teleskoparm,
- 3 in einer perspektivischen Ansicht eine zweite Ausführung der Patientenliege mit einem gestreckten Knickarm,
- 4 in einer perspektivischen Ansicht die zweite Ausführung der Patientenliege mit angewinkeltem Knickarm,
- 5 in einer Aufsicht eine Patientenversorgungseinrichtung mit einer Strahlentherapieanlage, einer Bildgebungsanlage und einer Patientenliege in einer ersten Anordnung und
- 6 in einer Aufsicht die Patientenversorgungseinrichtung mit der Strahlentherapieanlage, der Bildgebungsanlage und der Patientenliege in einer zweiten Anordnung.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Eine nachfolgend exemplarisch beschriebene und in 1 und 2 abgebildete Patientenliege 2 ist für eine Strahlentherapieanlage 4 ausgebildet und wird dementsprechend typischerweise zusammen mit einer Strahlentherapieanlage 4 genutzt. Hierbei ist eine entsprechende Strahlentherapieanlage 4 typischerweise an einer festen Position in einem Untersuchungs- und/oder Behandlungsraum 6 angeordnet und hierfür beispielsweise am Boden des Untersuchungs- und/oder Behandlungsraums 6 fixiert. Ergänzend hierzu ist auch die Patientenliege 2 an einer festen Position im Untersuchungs- und/oder Behandlungsraum 6 angeordnet und dabei in vorgegebener Art und Weise zum Isozentrum 8 der Strahlentherapieanlage 4 positioniert und ausgerichtet.
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Hierdurch lässt sich dann ein Patient mittels der Patientenliege 2 relativ zum Isozentrum 8 positionieren sowie ausrichten und im Bedarfsfall auch während der Bestrahlung durch die Strahlentherapieanlage 4 relativ zum Isozentrum verfahren, so dass ein zu bestrahlendes Volumen im Patienten mit einer vorgesehenen räumlichen Dosisverteilung bestrahlt werden kann.
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Hierfür wird der Patient 10 auf einer Tischplatte 12 der Patientenliege 2 positioniert und im Bedarfsfall fixiert, so dass dieser durch eine Relativbewegung der Tischplatte 12 relativ zum Isozentrum 8 bewegbar ist. Die Tischplatte 12 ist dabei über eine Kippvorrichtung 14 mit einem sich in vertikaler Richtung 16 erstreckenden Hubarm 18 verbunden, an dem seinerseits bodenseitig ein sich in horizontaler Richtung 20 erstreckender Basisarm 22 befestigt ist.
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Jene Kippvorrichtung 14 ist hierbei derart ausgestaltet, dass die Tischplatte 12 einerseits um die Mittellängsachse 24 der Tischplatte 12 drehbar gelagert ist und andererseits um eine Kippachse 26 drehbar gelagert ist, die senkrecht zur Mittellängsachse 24 ausgerichtet und am Basisarm 22 positioniert ist. Weiter ist die Kippvorrichtung 14 und mit ihr auch die Tischplatte 12 in vertikaler Richtung 16 entlang des Basisarms 22 und somit parallel zur Hubarmlängsachse 28 verfahrbar und hierfür seitlich am Hubarm 18 angebracht.
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Der Hubarm 18 selbst ist wiederum um die Hubarmlängsachse 28 drehbar gelagert und hierfür über ein Drehgelenk mit dem Basisarm 22 verbunden.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 ist der Basisarm 22 weiter als Teleskoparm ausgebildet und weist einen inneren, dem Isozentrum 8 zugewandten Teilarm 30 sowie einen äußeren, vom Isozentrum 8 abgewandten Teilarm 32 auf. An jenem äußeren Teilarm 32 ist dann der Hubarm 18 angebracht, wodurch dieser in Längsrichtung 34 des Basisarms 22 verfahrbar ist. Dies ist mittels der Darstellung gemäß 2 angedeutet, in der die Patientenliege 2 aus 1 wiedergegeben ist, allerdings in einer Situation, in der der als Teleskoparm ausgebildete Basisarm 22 nur teilweise ausgefahren ist, in der also der äußere Teilarm 32 etwa zur Hälfte im inneren Teilarm 30 des Basisarms 22 einliegt.
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Eine alternative Ausführung der Patientenliege 2 ist in 3 und 4 wiedergegeben. Hier ist der Basisarm 22 als Knickarm ausgebildet und dementsprechend ist der äußere, vom Isozentrum 8 abgewandte Teilarm 32 über ein Drehgelenk 36 mit dem inneren, dem Isozentrum 8 zugewandten Teilarm verbunden. Hierbei ist die Drehachse 38 dieses Drehgelenks 36 in vertikaler Richtung 16 ausgerichtet, so dass die beiden Teilarme 30, 32 des Basisarms 22 stets in einer horizontal ausgerichteten Ebene liegen und sich ausschließlich in dieser Ebene bewegen.
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Unabhängig davon, ob der Basisarm 22 als Teleskoparm oder als Knickarm ausgebildet ist, ist der Basisarm 22 um eine Basis-Drehachse 40 drehbar gelagert, die sich in vertikaler Richtung 16 erstreckt und durch das Isozentrum 8 verläuft. Hierfür ist der Basisarm 2 im Ausführungsbeispiel entlang einer Schiene 42 verfahrbar geführt. Jene Schiene 32 ist dabei in den Boden des Untersuchungs- und/oder Behandlungsraums 6 eingelassen und weist eine Kreisbogenform auf, die konzentrisch zur Basis-Drehachse 40 positioniert ist. Für eine Drehung des Basisarms 22 um die Basis-Drehachse 40 wird dann der Basisarm 22, dessen innerer, dem Isozentrum 8 zugewandter Teilarm 30 mit seiner Mittellängsachse radial von der Kreisbogenform der Schiene 42 absteht, entlang der Schiene 42 verfahren.
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Zusätzlich zur Strahlentherapieanlage 4 und zur Patientenliege 2 ist im Ausführungsbeispiel noch eine Bildgebungsanlage 44 im Untersuchungs- und/oder Behandlungsraum 6 angeordnet, und zwar ebenfalls mit einer festen Relativposition zur Strahlentherapieanlage 4 und zur Patientenliege 2.
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Hierbei weisen sowohl die Strahlentherapieanlage 4 als auch die Bildgebungsanlage 44 eine Art Gantry oder Bucht auf, in welche die Tischplatte 12 der Patientenliege 2 zumindest teilweise hineingefahren werden muss, um das entsprechende Gerät nutzen zu können. Durch die spezielle Ausgestaltung der Patientenliege 2 ist es jedoch möglich, die Tischplatte 12 quasi aus der Gantry oder der Bucht der Strahlentherapieanlage 4 herauszufahren und in die Gantry oder die Bucht der Bildgebungsanlage 44 hineinzuverfahren und umgekehrt, so dass sich beide Anlagen, die Strahlentherapieanlage 4 und die Bildgebungsanlage 44, nutzen lassen, ohne dass ein Patient 10 relativ zur Tischplatte 12 bewegt werden muss.
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Dabei ist eine relativ große Freiheit ermöglicht, was die relative Positionierung und die Ausrichtung der Bildgebungsanlage 44 relativ zur Strahlentherapieanlage 4 angeht. Dies ist durch die Ausführungsbeispiele gemäß 5 und 6 angedeutet, in denen die Bildgebungsanlage 44 einmal quasi seitlich neben der Strahlentherapieanlage 4 positioniert ist und einmal quasi in einer rechtwinkligen Anordnung.
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Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Patientenliege
- 4
- Strahlentherapieanlage
- 6
- Untersuchungs- und/oder Behandlungsraum
- 8
- Isozentrum
- 10
- Patient
- 12
- Tischplatte
- 14
- Kippvorrichtung
- 16
- vertikale Richtung
- 18
- Hubarm
- 20
- horizontale Richtung
- 22
- Basisarm
- 24
- Mittellängsachse
- 26
- Kippachse
- 28
- Hubarm Längsachse
- 30
- innerer Teilarm
- 32
- äußerer Teilarm
- 34
- Längsrichtung
- 36
- Drehgelenk Basisarm
- 38
- Drehachse
- 40
- Basis-Drehachse
- 42
- Schiene
- 44
- Bildgebungsanlage
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008019114 A1 [0004]
