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Die Erfindung betrifft ein omnidirektionales Fahrwerk für eine Gantry eines Computertomographiegeräts. Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung mit einer Gantry eines Computertomographiegeräts und einem omnidirektionalen Fahrwerk. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Korrigieren einer Bewegung einer Gantry eines Computertomographiegeräts. Computertomographiegeräte sind üblicherweise stationär auf dem Boden montiert. Die Patientenliege führt eine Linearbewegung aus, mit der der Patient durch die Scanebene des rotierenden Röntgensystems bewegt wird, um beispielsweise einen Helix-Volumenscan durchzuführen.
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Für bestimmte Anwendungen, z. B. wenn das Röntgengerät in OP-Räumen eingesetzt wird oder in der Strahlentherapie, muss die Gantry des Computertomographiegeräts auf eine bewegliche Plattform montiert werden. Damit kann das Computertomographiegerät an eine Patientenliege oder einen OP-Tisch heranfahren um den Scan durchzuführen. Ggf. kann die mobile Plattform des Computertomographiegeräts die lineare Scanbewegung ausführen, während z. B. der OP-Tisch oder die Patientenliege, auf welcher der Patient für die Strahlentherapie gelagert ist, nicht bewegt wird.
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Bisher werden sogenannte Sliding Gantries auf feste Schienen montiert, die im Fußboden eingelassen sind. Solche Gantries sind typischerweise auf einen sehr begrenzten Fahrbereich, beispielsweise zwischen zwei Räumen, beschränkt. Außerdem sind umfangreiche und kostspielige bauliche Maßnahmen für die Installation erforderlich.
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US 2017 / 0 325 763 A1 offenbart eine Anordnung mit einer Gantry einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung und ein omnidirektionales Fahrwerk zum Bewegen der Anordnung relativ zu einer Unterlage.
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US 9 554 953 B2 offenbart ein medizinisches Gerät, welches ein Fahrwerk umfasst, wobei das medizinische Gerät mittels des Fahrwerks zu einer Bewegung in zumindest zwei Raumrichtungen auf einer Fahrebene und zu einer Drehbewegung um eine Drehachse, welche senkrecht auf der Fahrebene steht, ausgebildet ist.
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DE 10 2014 115 901 A1 offenbart eine Bodenplattform für einen Operationstisch mit einer omnidirektionalen elektrischen Antriebseinheit.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, ein verbessertes omnidirektionales Fahrwerk für eine Gantry eines Computertomographiegeräts bereitzustellen.
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Jeder Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs löst diese Aufgabe. In den abhängigen Ansprüchen sind weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung berücksichtigt.
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Die Erfindung betrifft ein omnidirektionales Fahrwerk für eine Gantry eines Computertomographiegeräts, aufweisend:
- - ein erstes Paar von omnidirektionalen Rädern,
- - eine erste Radaufhängung für das erste Paar von omnidirektionalen Rädern,
- - wobei die erste Radaufhängung die folgenden Komponenten aufweist:
- - eine Verbindungseinheit zur Verbindung der ersten Radaufhängung mit einem Gestell,
- - eine Schwenkeinheit, welche mittels eines ersten Schwenklagers mit der Verbindungseinheit verbunden ist und relativ zu der Verbindungseinheit um eine erste Schwenkachse schwenkbar gelagert ist,
- - eine Tandemeinheit, welche mittels eines zweiten Schwenklagers mit der Schwenkeinheit verbunden ist und relativ zu der Schwenkeinheit um eine zweite Schwenkachse, die im Wesentlichen parallel zu der ersten Schwenkachse ist, schwenkbar gelagert ist,
- - wobei das erste Paar von omnidirektionalen Rädern derart an die Tandemeinheit gekoppelt ist, dass sich bei einer Schwenkbewegung der Tandemeinheit um die zweite Schwenkachse ein omnidirektionales Rad des ersten Paares von omnidirektionalen Rädern hebt und das andere omnidirektionale Rad des ersten Paares von omnidirektionalen Rädern senkt.
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Eine Ausführungsform sieht vor,
- - dass ein erstes omnidirektionales Rad des ersten Paares von omnidirektionalen Rädern mittels eines ersten Drehlagers mit der Tandemeinheit verbunden ist und relativ zu der Tandemeinheit um eine erste Radachse drehbar gelagert ist,
- - dass ein zweites omnidirektionales Rad des ersten Paares von omnidirektionalen Rädern mittels eines zweiten Drehlagers mit der Tandemeinheit verbunden ist und relativ zu der Tandemeinheit um eine zweite Radachse drehbar gelagert ist, und
- - dass die zweite Schwenkachse im Bereich der Tandemeinheit in Bezug auf eine horizontale Richtung zwischen der ersten Radachse und der zweiten Radachse angeordnet ist.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die erste Schwenkachse, die zweite Schwenkachse, die erste Radachse und die zweite Radachse im Wesentlichen parallel zueinander sind.
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Insbesondere können die erste Schwenkachse, die zweite Schwenkachse, die erste Radachse und die zweite Radachse jeweils horizontal sein. Insbesondere können die erste Schwenkachse, die zweite Schwenkachse, die erste Radachse und die zweite Radachse zumindest in einem Betriebszustand der Gantry im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse des Rotors sein, an dem die Röntgenquelle und der Röntgendetektor zur Rotation um die Rotationsachse angeordnet sind.
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Eine Ausführungsform sieht vor,
- - dass die Verbindungseinheit, die Schwenkeinheit und die Tandemeinheit jeweils flächig ausgebildet sind,
- - dass die erste Schwenkachse senkrecht zu der Verbindungseinheit und der Schwenkeinheit ist, und
- - dass die zweite Schwenkachse senkrecht zu der Schwenkeinheit und der Tandemeinheit ist.
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Eine Ausführungsform sieht ein omnidirektionales Fahrwerk vor, ferner aufweisend:
- - ein zweites Paar von omnidirektionalen Rädern,
- - eine zweite Radaufhängung für das zweite Paar von omnidirektionalen Rädern,
- - wobei die zweite Radaufhängung die folgenden Komponenten aufweist:
- - eine Verbindungseinheit zur Verbindung der zweiten Radaufhängung mit dem Gestell,
- - eine Schwenkeinheit, welche mittels eines ersten Schwenklagers mit der Verbindungseinheit verbunden ist und relativ zu der Verbindungseinheit um eine erste Schwenkachse schwenkbar gelagert ist,
- - eine Tandemeinheit, welche mittels eines zweiten Schwenklagers mit der Schwenkeinheit verbunden ist und relativ zu der Schwenkeinheit um eine zweite Schwenkachse, die im Wesentlichen parallel zu der ersten Schwenkachse ist, schwenkbar gelagert ist,
- - wobei das zweite Paar von omnidirektionalen Rädern derart an die Tandemeinheit gekoppelt ist, dass sich bei einer Schwenkbewegung der Tandemeinheit um die zweite Schwenkachse ein omnidirektionales Rad des zweiten Paares von omnidirektionalen Rädern hebt und das andere omnidirektionale Rad des zweiten Paares von omnidirektionalen Rädern senkt.
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Insbesondere kann das omnidirektionale Fahrwerk das erste Schwenklager der ersten Radaufhängung und das zweite Schwenklager der ersten Radaufhängung aufweisen. Insbesondere kann das omnidirektionale Fahrwerk das erste Schwenklager der zweiten Radaufhängung und das zweite Schwenklager der zweiten Radaufhängung aufweisen. Insbesondere kann die erste Schwenkachse der ersten Radaufhängung und/oder die zweite Schwenkachse der ersten Radaufhängung horizontal sein. Insbesondere kann die erste Schwenkachse der zweiten Radaufhängung und/oder die zweite Schwenkachse der zweiten Radaufhängung horizontal sein.
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Eine Ausführungsform sieht ein omnidirektionales Fahrwerk vor, ferner aufweisend eine Pendelstange, die mittels eines ersten selbstausrichtenden Lagers mit der Schwenkeinheit der ersten Radaufhängung verbunden ist und mittels eines zweiten selbstausrichtenden Lagers mit der Schwenkeinheit der zweiten Radaufhängung verbunden ist.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die erste Schwenkachse der ersten Radaufhängung, die zweite Schwenkachse der ersten Radaufhängung, die erste Radachse der ersten Radaufhängung, die zweite Radachse der ersten Radaufhängung, die erste Schwenkachse der zweiten Radaufhängung, die zweite Schwenkachse der zweiten Radaufhängung, die erste Radachse der zweiten Radaufhängung, die zweite Radachse der zweiten Radaufhängung, eine Mittelachse des ersten selbstausrichtenden Lagers und eine Mittelachse des zweiten selbstausrichtenden Lagers im Wesentlichen parallel zueinander sind.
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Unter einer Mittelachse eines selbstausrichtenden Lagers kann insbesondere eine Rotationssymmetrieachse des selbstausrichtenden Lagers in einem Grundzustand des selbstausrichtenden Lagers verstanden werden.
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Eine Ausführungsform sieht ein omnidirektionales Fahrwerk vor, ferner aufweisend:
- - ein Verbindungselement zur Verbindung der Pendelstange mit dem Gestell,
- - wobei die Pendelstange mittels eines dritten selbstausrichtenden Lagers mit dem Verbindungselement verbunden ist,
- - wobei die Schwenkeinheit der ersten Radaufhängung und die Schwenkeinheit der zweiten Radaufhängung derart an die Pendelstange gekoppelt sind, dass sich bei einer Pendelbewegung der Pendelstange relativ zu dem Verbindungselement eine der beiden Schwenkeinheiten hebt und die andere der beiden Schwenkeinheiten senkt.
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Damit wird insbesondere bei Unebenheiten der Unterlage ein kontinuierlicher Kontakt aller omnidirektionalen Räder mit der Unterlage und eine gleichmäßige Verteilung der Traglast auf die omnidirektionalen Räder des omnidirektionalen Fahrwerks ermöglicht.
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Ein Schwenklager kann insbesondere ein Wälzlager, beispielsweise in Form eines Kugellagers oder eines Rollenlagers, sein. Ein selbstausrichtendes Lager kann insbesondere ein radiales Gelenklager oder ein winkelbewegliches Drehlager, beispielsweise in Form eines Pendelkugellagers oder eines Pendelrollenlagers, sein.
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Eine Mittelachse des dritten selbstausrichtenden Lagers kann beispielsweise im Wesentlichen senkrecht, insbesondere senkrecht, zu der Mittelachse des ersten selbstausrichtenden Lagers und zu der Mittelachse des zweiten selbstausrichtenden Lagers sein.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Verbindungseinheit der ersten Radaufhängung mit dem Gestell formschlüssig verbunden ist und/oder dass die Verbindungseinheit der zweiten Radaufhängung mit dem Gestell formschlüssig verbunden ist und/oder wobei das Verbindungselement formschlüssig mit dem Gestell verbunden ist.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass zumindest ein omnidirektionales Rad des ersten Paares von omnidirektionalen Rädern und/oder zumindest ein omnidirektionales Rad des zweiten Paares von omnidirektionalen Rädern einen Radnabenmotor, insbesondere einen elektrischen Radnabenmotor, aufweist. Insbesondere kann ein Drehlager in den Radnabenmotor integriert sein, das zur drehbaren Lagerung des jeweiligen omnidirektionalen Rads relativ zu der Tandemeinheit ausgebildet ist.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung, aufweisend eine Gantry eines Computertomographiegeräts und ein omnidirektionales Fahrwerk zum Bewegen der Anordnung relativ zu einer Unterlage, wobei das omnidirektionale Fahrwerk nach einem der offenbarten Aspekte ausgebildet ist. Eine Unterlage kann insbesondere ein Boden, beispielsweise ein Fußboden eines Untersuchungsraumes, oder eine Bodenplatte sein.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass das omnidirektionale Fahrwerk das Gestell aufweist und/oder eine fahrbare Plattform bildet. Insbesondere kann die Gantry auf der fahrbaren Plattform angeordnet sein. Insbesondere kann eine Gantry eines herkömmlichen Computertomographiegeräts von oben auf die fahrbare Plattform, insbesondere auf das Gestell des omnidirektionalen Fahrwerks, gestellt werden.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Gantry einen Tragrahmen aufweist, wobei der Tragrahmen der Gantry das Gestell des omnidirektionalen Fahrwerks bildet.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass das omnidirektionale Fahrwerk vier Paare von omnidirektionalen Rädern aufweist, dass die Gantry einen im Wesentlichen rechteckigen Grundriss aufweist und dass an jeder der vier Ecken des rechteckigen Grundrisses der Gantry jeweils eines der vier Paare von omnidirektionalen Rädern angeordnet ist.
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Eine Ausführungsform sieht eine Anordnung vor, ferner aufweisend:
- - eine Patientenlagerungsvorrichtung,
- - zumindest eine Markierung, welche im Bereich der Patientenlagerungsvorrichtung angeordnet ist, insbesondere relativ zu der Patientenlagerungsvorrichtung fest angeordnet ist,
- - ein Messsystem, welches zum Erfassen einer Lageinformation, welche eine Position des omnidirektionalen Fahrwerks und/oder eine Orientierung des omnidirektionalen Fahrwerks relativ zu der zumindest einen Markierung betrifft, ausgebildet ist, und
- - eine Antriebssteuerungseinheit, welche zum Steuern einer Bewegung des omnidirektionalen Fahrwerks basierend auf der Lageinformation ausgebildet ist.
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Eine Ausführungsform sieht eine Anordnung vor, ferner aufweisend eine Bildrekonstruktionseinheit, welche zum Durchführen einer Korrektur einer Bildrekonstruktion basierend auf der Lageinformation ausgebildet ist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Korrigieren einer Bewegung der Gantry des Computertomographiegeräts einer erfindungsgemäßen Anordnung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- - Bewegen der Gantry des Computertomographiegeräts mittels des omnidirektionalen Fahrwerks der Anordnung entlang eines abzubildenden Bereichs eines Untersuchungsobjekts, wobei die Gantry eine Röntgenquelle und einen Röntgendetektor aufweist,
- - Erfassen von Projektionsdaten von dem abzubildenden Bereich des Untersuchungsobjekts mittels der Röntgenquelle und des Röntgendetektors, während die Gantry des Computertomographiegeräts mittels des omnidirektionalen Fahrwerks bewegt wird,
- - Erfassen einer Lageinformation, welche eine Position der Gantry und/oder eine Orientierung der Gantry des Computertomographiegeräts (2), insbesondere relativ zu zumindest einer Markierung, betrifft, während die Projektionsdaten erfasst werden,
- - Ermitteln von Bewegungskorrekturdaten basierend auf der Lageinformation,
- - Korrigieren der Bewegung der Gantry des Computertomographiegeräts, indem eine Richtungsänderung und/oder eine Geschwindigkeitsänderung der Bewegung des omnidirektionalen Fahrwerks basierend auf den Bewegungskorrekturdaten durchgeführt wird, während die Projektionsdaten erfasst werden.
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Bei dem Untersuchungsobjekt kann es sich insbesondere um einen Patienten handeln. Der Patient kann sich insbesondere auf einer Patientenlagerungsplatte einer Patientenlagerungsvorrichtung befinden, während die Projektionsdaten erfasst werden.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass ein medizinisches Bild von dem abzubildenden Bereich des Untersuchungsobjekts mittels einer Bildrekonstruktion basierend auf den Projektionsdaten erzeugt wird, wobei die Bildrekonstruktion basierend auf der Lageinformation korrigiert wird. Damit können Artefakte im medizinischen Bild weitgehend vermieden werden, die beispielsweise durch Abweichungen von der idealen Bewegungstrajektorie verursacht werden, welche sich trotz der Korrektur der Bewegung der Gantry während des Erfassens der Projektionsdaten ergeben.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass jedes omnidirektionale Rad des ersten Paares von omnidirektionalen Rädern jeweils ein Mecanum-Rad ist und/oder dass jedes omnidirektionale Rad des zweiten Paares von omnidirektionalen Rädern jeweils ein Mecanum-Rad ist. Durch eine geeignete Wahl der Hebellängen bei der Schwenkeinheit und bei der Tandemeinheit kann eine gleichmäßige Verteilung der Traglast auf die omnidirektionalen Räder erreicht werden.
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Die Anzahl der omnidirektionalen Räder hängt insbesondere von deren Tragfähigkeit, dem zu tragenden Gewicht und von der Belastbarkeit der Unterlage, insbesondere des Fußbodens, ab. Eine bevorzugte Konfiguration besteht aus acht omnidirektionalen Rädern, die jeweils paarweise in Tandem-Konfiguration montiert sind. Mit vier Paaren von omnidirektionalen Rädern kann das relativ hohe Gewicht der Gantry besser auf der Unterlage verteilt werden und damit die Belastung der Unterlage reduziert werden.
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Es ist auch möglich, an zwei benachbarten Ecken des rechteckigen Grundrisses der Gantry jeweils ein Paar von omnidirektionalen Rädern anzuordnen und an den zwei übrigen Ecken des rechteckigen Grundrisses der Gantry jeweils ein einzelnes omnidirektionales Rad anzuordnen. Alternativ zu dem Radnabenmotor kann das zumindest eine omnidirektionale Rad mit einem Motor, insbesondere mit einem Elektromotor, zusammenwirken, der eine Drehung des zumindest einen omnidirektionalen Rads antreiben kann. Insbesondere können der Motor und das zumindest eine omnidirektionale Rad mittels eines Getriebes und/oder mittels einer Welle verbunden sein.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist bei jedem Paar von omnidirektionalen Rädern des omnidirektionalen Fahrwerks jedes der beiden omnidirektionalen Räder einen Radnabenmotor auf. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist bei jedem Paar von omnidirektionalen Rädern des omnidirektionalen Fahrwerks genau eines der beiden omnidirektionalen Räder einen Radnabenmotor auf, wobei das andere omnidirektionale Rad insbesondere ohne eigenen Antrieb ausgebildet ist. Beispielsweise kann das omnidirektionale Fahrwerk vier Paare von omnidirektionalen Rädern aufweisen, wobei jedes der vier Paare von omnidirektionalen Rädern genau ein omnidirektionales Rad aufweist, welches einen Radnabenmotor aufweist.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass zumindest ein omnidirektionales Rad des ersten Paares von omnidirektionalen Rädern und/oder zumindest ein omnidirektionales Rad des zweiten Paares von omnidirektionalen Rädern einen Winkelpositionssensor zur Erfassung von Winkelpositionsdaten des omnidirektionales Rads und/oder einen Winkelgeschwindigkeitssensor zur Erfassung von Winkelgeschwindigkeitsdaten des omnidirektionales Rads aufweist. Der Winkelpositionssensor und/oder der Winkelgeschwindigkeitssensor kann beispielsweise in den Radnabenmotor des zumindest einen omnidirektionales Rads integriert sein oder separat von dem Radnabenmotor des zumindest einen omnidirektionales Rads angeordnet sein.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass zumindest ein omnidirektionales Rad des ersten Paares von omnidirektionalen Rädern und/oder zumindest ein omnidirektionales Rad des zweiten Paares von omnidirektionalen Rädern eine Motorregelungseinheit aufweist und/oder mit einer Motorregelungseinheit zusammenwirkt, wobei die Motorregelungseinheit zur Regelung des Radnabenmotors des zumindest einen omnidirektionalen Rads basierend auf den Winkelpositionsdaten und/oder basierend auf den Winkelgeschwindigkeitsdaten ausgebildet ist.
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Die Motorregelungseinheiten der omnidirektionalen Räder wirken mit einer Antriebssteuerungseinheit derart zusammen, dass jedes der omnidirektionalen Räder durch den jeweiligen Radnabenmotor individuell angetrieben wird, um eine gewünschte resultierende Bewegungstrajektorie des omnidirektionalen Fahrwerks auszuführen.
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Das omnidirektionale Fahrwerk kann beispielsweise eine Energiespeichereinheit, insbesondere mit Akkumulatoren, und/oder eine Energieversorgungsschnittstelle zur Versorgung mit elektrischer Energie aufweisen. Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Energieversorgungsschnittstelle des omnidirektionalen Fahrwerks mittels eines Kabels mit einer stationären Energieversorgungseinheit verbunden werden kann. Die Motoren, insbesondere die Radnabenmotoren, die Sensoren und die Motorregelungseinheiten können beispielsweise mit elektrischer Energie aus der Energiespeichereinheit und/oder aus der stationären Energieversorgungseinheit betrieben werden.
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Durch die bewegliche Aufhängung der omnidirektionalen Räder mit Lastausgleich und durch die Anordnung in Tandem-Konfiguration kann sichergestellt werden, dass jedes omnidirektionale Rad des omnidirektionalen Fahrwerks auch bei Unebenheiten des Bodens in Kontakt mit dem Boden bleiben und jeweils den ihm zugeordneten Anteil an der gesamten Traglast übernehmen kann. Damit wird eine temporäre Überlastung einzelner omnidirektionaler Räder und eine zu hohe örtliche Belastung des Fußbodens vermieden.
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Es sind weitere Lösungen denkbar, um auch bei Unebenheiten des Bodens den Kontakt der omnidirektionalen Räder mit dem Boden herzustellen und eine gleichmäßige Verteilung der Traglast auf die omnidirektionalen Räder zu ermöglichen.
Hiermit ist insbesondere ein omnidirektionales Fahrwerk mit einer Mehrzahl von omnidirektionalen Rädern offenbart, wobei jedes omnidirektionale Rad der Mehrzahl von omnidirektionalen Rädern an einer Einzelradaufhängung aufgehängt ist. Insbesondere können die Einzelradaufhängungen der omnidirektionalen Räder des omnidirektionalen Fahrwerks derart zusammenwirken, dass jedes omnidirektionale Rad der Mehrzahl von omnidirektionalen Rädern ständig und mit gleichmäßiger Belastung auf dem Boden gehalten wird.
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Hiermit ist insbesondere ein omnidirektionales Fahrwerk mit einer Mehrzahl von omnidirektionalen Rädern offenbart, wobei jedes omnidirektionale Rad der Mehrzahl von omnidirektionalen Rädern mittels eines Feder-Dämpfer-Systems mit dem Gestell verbunden ist. Insbesondere kann jedes omnidirektionale Rad der Mehrzahl von omnidirektionalen Rädern jeweils einzeln an einer Feder und/oder an einem Hydraulikzylinder angeordnet sein. Die Kennlinien der Federn und/oder der Hydraulikzylinder können insbesondere derart angepasst sein, dass jedes omnidirektionale Rad der Mehrzahl von omnidirektionalen Rädern ständig und mit gleichmäßiger Belastung auf dem Boden gehalten wird.
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Für die präzise Spurführung während des Scans besitzt das omnidirektionale Fahrwerk ein Messsystem, das sich an raumfesten Markierungen oder Merkmalen orientieren kann und insbesondere kontinuierlich Messwerte für die Antriebssteuerungseinheit des omnidirektionalen Fahrwerks liefern kann. Das Messsystem kann insbesondere als berührungsloses Messsystem ausgebildet sein. Das Messsystem kann beispielsweise optische und/oder induktive und/oder kapazitive Sensoren aufweisen. Insbesondere kann das Messsystem zumindest einen Laserscanner und/oder zumindest eine Kamera aufweisen.
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Das Messsystem kann insbesondere dazu ausgebildet sein, eine Pose des omnidirektionalen Fahrwerks, welche eine Position und/oder eine Orientierung des omnidirektionalen Fahrwerks relativ zu zumindest einer raumfesten Markierung betrifft. Basierend auf der Pose des omnidirektionalen Fahrwerks können die omnidirektionalen Räder des omnidirektionalen Fahrwerks derart mittels der Antriebssteuerungseinheit und/oder mittels der Motorregelungseinheiten angetrieben werden, dass sich das omnidirektionale Fahrwerk entlang einer vorgegebenen Bewegungstrajektorie bewegt und/oder dass das omnidirektionale Fahrwerk eine vorgegebene Ziel-Pose erreicht. Dafür kann insbesondere eine Closed-Loop-Regelung verwendet werden. Damit kann insbesondere eine kollisionsfreie Bewegung und eine präzise Positionierung des omnidirektionalen Fahrwerks im Raum ermöglicht werden.
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Eine Markierung kann beispielsweise eine Führungslinie sein. Insbesondere kann eine Führungslinie vorgesehen sein, welche parallel zu einer Längsrichtung eines Patienten ist, der auf einer Patientenlagerungsvorrichtung gelagert ist, und/oder welche zumindest teilweise unterhalb der Patientenlagerungsvorrichtung angeordnet ist. Insbesondere kann ein spezielles Sensorsystem vorgesehen sein, um die Bewegung des omnidirektionalen Fahrwerks während des Scanvorgangs präzise in Richtung der Führungslinie und/oder in Längsrichtung des Patienten zu verfahren.
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Während der Scanbewegung können Abweichungen von der vorgegebenen Scanrichtung und Winkelorientierung des Computertomographiegeräts kompensiert werden, indem mittels der Antriebssteuerungseinheit und/oder mittels der Motorregelungseinheiten die Winkelgeschwindigkeiten der omnidirektionalen Räder jeweils individuell angepasst werden.
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Das Messsystem kann ferner dazu ausgebildet sein, während einer Scanbewegung insbesondere kontinuierlich eine Lageinformation zu erfassen, welche die Position und/oder die Orientierung der Gantry relativ zu einer vorgegebenen Scanrichtung betrifft. Dafür kann das Messsystem beispielsweise einen Encoder und/oder ein Laserinterferometer aufweisen. Diese Lageinformation kann beispielsweise mit den Projektionsdaten verknüpft werden, die zu einem Zeitpunkt erfasst werden, an dem sich das omnidirektionale Fahrwerk in der entsprechenden Position und/oder Orientierung befindet. Basierend auf der Lageinformation kann beispielsweise bei der Bildrekonstruktion eine Korrektur in Bezug auf eine Abweichung von der vorgegebenen Scanrichtung durchgeführt werden.
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Mit dem omnidirektionalen Fahrwerk ist es möglich, die Gantry des Computertomographiegeräts zwischen verschiedenen Räumen innerhalb eines Krankenhauses zu transportieren und eine Scanbewegung der Gantry des Computertomographiegeräts relativ zu einem Patienten auszuführen. Bei der Scanbewegung kann es sich insbesondere um eine geradlinige Scanbewegung für einen Helix-Scan handeln. Insbesondere kann damit auf ein Schienensystem verzichtet werden. Ferner können Untersuchungen mittels eines Computertomographiegeräts, dessen Gantry mittels des omnidirektionalen Fahrwerks bewegbar ist, nicht nur an Patientenliegen mit einer verfahrbaren Patientenlagerungsplatte ausgeführt werden, sondern auch an feststehenden Patientenliegen, wie z. B. an Operationsliegen oder an Patientenliegen einer Strahlentherapievorrichtung.
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Das omnidirektionale Fahrwerk kann insbesondere zum autonomen Fahren ausgebildet sein. Das omnidirektionale Fahrwerk kann insbesondere eine Benutzerschnittstelle aufweisen, wobei ein Benutzer mittels der Benutzerschnittstelle eine Bewegung des omnidirektionalen Fahrwerks steuern kann. Die Benutzerschnittstelle kann beispielsweise eine Software-Applikation aufweisen. Insbesondere kann eine graphische Benutzeroberfläche der Software-Applikation auf einem berührungsempfindlichen Bildschirm, beispielsweise einem berührungsempfindlichen Bildschirm eines Tabletcomputers, angezeigt werden.
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Mittels der Benutzeroberfläche kann eine Benutzereingabe des Benutzers erfasst werden. Basierend auf der Benutzereingabe kann eine Bewegung des omnidirektionalen Fahrwerks gesteuert werden. Gemäß einer Ausführungsform kann mittels des berührungsempfindlichen Bildschirms eine Kraft, mit welcher der Benutzer auf den berührungsempfindlichen Bildschirm drückt, erfasst werden (Force Touch) und die Bewegung des omnidirektionalen Fahrwerks basierend auf der Kraft gesteuert werden.
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Hiermit ist insbesondere ein omnidirektionales Fahrwerk für eine Gantry einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung offenbart, aufweisend:
- - ein erstes Paar von omnidirektionalen Rädern,
- - eine erste Radaufhängung für das erste Paar von omnidirektionalen Rädern,
- - wobei die erste Radaufhängung die folgenden Komponenten aufweist:
- - eine Verbindungseinheit zur Verbindung der ersten Radaufhängung mit einem Gestell,
- - eine Schwenkeinheit, welche mittels eines ersten Schwenklagers mit der Verbindungseinheit verbunden ist und relativ zu der Verbindungseinheit um eine erste Schwenkachse schwenkbar gelagert ist,
- - eine Tandemeinheit, welche mittels eines zweiten Schwenklagers mit der Schwenkeinheit verbunden ist und relativ zu der Schwenkeinheit um eine zweite Schwenkachse, die im Wesentlichen parallel zu der ersten Schwenkachse ist, schwenkbar gelagert ist,
- - wobei das erste Paar von omnidirektionalen Rädern derart an die Tandemeinheit gekoppelt ist, dass sich bei einer Schwenkbewegung der Tandemeinheit um die zweite Schwenkachse ein omnidirektionales Rad des ersten Paares von omnidirektionalen Rädern hebt und das andere omnidirektionale Rad des ersten Paares von omnidirektionalen Rädern senkt.
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Das omnidirektionale Fahrwerk für die Gantry der medizinischen Bildgebungsvorrichtung kann insbesondere nach einem der Aspekte, die im Zusammenhang mit einem Computertomographiegerät offenbart sind, ausgebildet sein.
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Hiermit ist insbesondere eine Anordnung offenbart, aufweisend eine Gantry einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung und ein omnidirektionales Fahrwerk zum Bewegen der Anordnung relativ zu einer Unterlage, wobei das omnidirektionale Fahrwerk nach einem der offenbarten Aspekte ausgebildet ist. Diese Anordnung kann insbesondere nach einem der Aspekte einer Anordnung, die im Zusammenhang mit einem Computertomographiegerät offenbart sind, ausgebildet sein.
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Hiermit ist insbesondere eine Anordnung offenbart, aufweisend eine Gantry einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung und ein omnidirektionales Fahrwerk zum Bewegen der Anordnung relativ zu einer Unterlage, wobei das omnidirektionale Fahrwerk vier Paare von omnidirektionalen Rädern aufweist, wobei die Gantry einen im Wesentlichen rechteckigen Grundriss aufweist, wobei an jeder der vier Ecken des rechteckigen Grundrisses der Gantry jeweils eines der vier Paare von omnidirektionalen Rädern angeordnet ist.
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Hiermit ist insbesondere ein Verfahren zum Korrigieren einer Bewegung einer Gantry einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung offenbart, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- - Bewegen der Gantry der medizinischen Bildgebungsvorrichtung mittels eines omnidirektionalen Fahrwerks entlang eines abzubildenden Bereichs eines Untersuchungsobjekts, wobei die Gantry eine Akquisitionseinheit aufweist,
- - Erfassen von Akquisitionsdaten von dem abzubildenden Bereich des Untersuchungsobjekts mittels der Akquisitionseinheit, während die Gantry der medizinischen Bildgebungsvorrichtung mittels des omnidirektionalen Fahrwerks bewegt wird,
- - Erfassen einer Lageinformation, welche eine Position der Gantry und/oder eine Orientierung der Gantry der medizinischen Bildgebungsvorrichtung, insbesondere relativ zu zumindest einer Markierung, betrifft, während die Akquisitionsdaten erfasst werden,
- - Ermitteln von Bewegungskorrekturdaten basierend auf der Lageinformation,
- - Korrigieren der Bewegung der Gantry der medizinischen Bildgebungsvorrichtung, indem eine Richtungsänderung und/oder eine Geschwindigkeitsänderung der Bewegung des omnidirektionalen Fahrwerks basierend auf den Bewegungskorrekturdaten durchgeführt wird, während die Akquisitionsdaten erfasst werden.
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Das Verfahren zum Korrigieren der Bewegung der Gantry der medizinischen Bildgebungsvorrichtung kann insbesondere nach einem der Aspekte, die im Zusammenhang mit einem Computertomographiegerät offenbart sind, ausgebildet sein.
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Die medizinische Bildgebungsvorrichtung kann beispielsweise aus der Bildgebungsmodalitäten-Gruppe gewählt sein, welche aus einem Röntgengerät, einem C-Bogen-Röntgengerät, einem Computertomographiegerät (CT-Gerät), einem Molekularbildgebungsgerät (MI-Gerät), einem Einzelphotonen-Emissions-Computertomographiegerät (SPECT-Gerät), einem Positronen-Emissions-Tomographiegerät (PET-Gerät), einem Magnetresonanztomographiegerät (MR-Gerät) und Kombinationen daraus, insbesondere einem PET-CT-Gerät und einem PET-MR-Gerät, besteht. Die medizinische Bildgebungsvorrichtung kann ferner eine Kombination einer Bildgebungsmodalität, die beispielsweise aus der Bildgebungsmodalitäten-Gruppe gewählt ist, und einer Bestrahlungsmodalität aufweisen. Dabei kann die Bestrahlungsmodalität beispielsweise eine Bestrahlungseinheit zur therapeutischen Bestrahlung aufweisen.
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Ohne Einschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens wird bei einigen der Ausführungsformen ein Computertomographiegerät beispielhaft für eine medizinische Bildgebungsvorrichtung genannt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die medizinische Bildgebungsvorrichtung eine Akquisitionseinheit, welche zur Akquisition der Akquisitionsdaten ausgebildet ist, auf. Insbesondere kann die Akquisitionseinheit eine Strahlungsquelle und einen Strahlungsdetektor aufweisen.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Strahlungsquelle zur Emission und/oder zur Anregung einer Strahlung, insbesondere einer elektromagnetischen Strahlung, ausgebildet ist und/oder dass der Strahlungsdetektor zur Detektion der Strahlung, insbesondere der elektromagnetischen Strahlung, ausgebildet ist. Die Strahlung kann beispielsweise von der Strahlungsquelle zu einem abzubildenden Bereich gelangen und/oder nach einer Wechselwirkung mit dem abzubildenden Bereich zu dem Strahlungsdetektor gelangen.
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Bei der Wechselwirkung mit dem abzubildenden Bereich wird die Strahlung modifiziert und damit zum Träger von Informationen, die den abzubildenden Bereich betreffen. Bei der Wechselwirkung der Strahlung mit dem Detektor werden diese Informationen in Form von Akquisitionsdaten erfasst.
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Insbesondere bei einem Computertomographiegerät und bei einem C-Bogen-Röntgengerät können die Akquisitionsdaten Projektionsdaten, die Akquisitionseinheit eine Projektionsdaten-Akquisitionseinheit, die Strahlungsquelle eine Röntgenquelle, der Strahlungsdetektor ein Röntgendetektor sein. Der Röntgendetektor kann insbesondere ein quantenzählender und/oder energieauflösender Röntgendetektor sein.
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Insbesondere bei einem Magnetresonanztomographiegerät können die Akquisitionsdaten ein Magnetresonanzdatensatz, die Akquisitionseinheit eine Magnetresonanzdaten-Akquisitionseinheit, die Strahlungsquelle eine erste Hochfrequenzantenneneinheit, der Strahlungsdetektor die erste Hochfrequenzantenneneinheit und/oder eine zweite Hochfrequenzantenneneinheit sein.
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Die Gantry einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung weist typischerweise eine Tragkonstruktion auf, an der insbesondere Komponenten der Akquisitionseinheit, insbesondere die Strahlungsquelle und/oder der Strahlungsdetektor, angeordnet sind. Die Tragkonstruktion der Gantry weist typischerweise eine derart hohe Steifigkeit und Festigkeit auf, dass die Komponenten der Akquisitionseinheit sowohl relativ zueinander als auch relativ zu einem abzubildenden Bereich in einer für die Bildgebung hinreichend definierten Geometrie anordenbar sind.
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Bei einem Computertomographiegerät weist die Gantry typischerweise einen Tragrahmen und einen relativ zu dem Tragrahmen drehbar gelagerten Rotor auf, wobei die Strahlungsquelle und der Strahlungsdetektor an dem Rotor angeordnet sind. Optional kann die Gantry einen relativ zu dem Tragrahmen kippbar gelagerten Kipprahmen aufweisen, wobei der Rotor an dem Kipprahmen angeordnet ist.
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Bei einem C-Bogen-Röntgengerät weist die Gantry typischerweise einen Tragrahmen und einen relativ zu dem Tragrahmen schwenkbar gelagerten C-Bogen auf, wobei die Strahlungsquelle und der Strahlungsdetektor an dem C-Bogen angeordnet sind.
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Bei einem Magnetresonanztomographiegerät weist die Gantry typischerweise einen Tragrahmen auf, an dem der Hauptmagnet und eine erste Hochfrequenzantenneneinheit angeordnet sind, wobei die erste Hochfrequenzantenneneinheit in Form einer Körperspule, die dem Fachmann auch unter dem Begriff „Body Coil“ bekannt ist, ausgebildet ist.
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Im Rahmen der Erfindung können Merkmale, welche in Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung und/oder unterschiedliche Anspruchskategorien (Verfahren, Verwendung, Vorrichtung, System, Anordnung usw.) beschrieben sind, zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden. Beispielsweise kann ein Anspruch, der eine Vorrichtung betrifft, auch mit Merkmalen, die im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben oder beansprucht sind, weitergebildet werden und umgekehrt. Funktionale Merkmale eines Verfahrens können dabei durch entsprechend ausgebildete gegenständliche Komponenten ausgeführt werden. Neben den in dieser Anmeldung ausdrücklich beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind vielfältige weitere Ausführungsformen der Erfindung denkbar, zu denen der Fachmann gelangen kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist.
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Die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ schließt nicht aus, dass das betroffene Merkmal auch mehrfach vorhanden sein kann. Die Verwendung des Ausdrucks „aufweisen“ schließt nicht aus, dass die mittels des Ausdrucks „aufweisen“ verknüpften Begriffe identisch sein können. Beispielsweise weist das Computertomographiegerät das Computertomographiegerät auf. Die Verwendung des Ausdrucks „Einheit“ schließt nicht aus, dass der Gegenstand, auf den sich der Ausdruck „Einheit“ bezieht, mehrere Komponenten aufweisen kann, die räumlich voneinander separiert sind.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Figuren erläutert. Die Darstellung in den Figuren ist schematisch, stark vereinfacht und nicht zwingend maßstabsgetreu.
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Es zeigen:
- die 1 ein omnidirektionales Fahrwerk,
- die 2 eine Radaufhängung des omnidirektionalen Fahrwerks in einem ersten Betriebszustand,
- die 3 eine Radaufhängung des omnidirektionalen Fahrwerks in einem zweiten Betriebszustand,
- die 4 eine Anordnung mit einer Gantry eines Computertomographiegeräts und einem omnidirektionalen Fahrwerk,
- die 5 ein omnidirektionales Fahrwerk, das eine fahrbare Plattform bildet,
- die 6 ein omnidirektionales Fahrwerk mit einer Zugstange für den Lastausgleich zwischen den omnidirektionalen Rädern,
- die 7 eine Anordnung mit einem Computertomographiegerät, welches eine Gantry aufweist, die auf einer fahrbaren Plattform angeordnet ist, und
- die 8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Korrigieren einer Bewegung einer Gantry eines Computertomographiegeräts.
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Ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens ist in einigen der Figuren beispielhaft eine medizinische Bildgebungsvorrichtung in Form eines Computertomographiegeräts gezeigt.
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Die 1 zeigt ein omnidirektionales Fahrwerk OF für eine Gantry 20 eines Computertomographiegeräts 1, aufweisend ein erstes Paar von omnidirektionalen Rädern W11, W12, in Form von Mecanum-Rädern, eine erste Radaufhängung R1 für das erste Paar von omnidirektionalen Rädern W11, W12, ein zweites Paar von omnidirektionalen Rädern W21, W22 in Form von Mecanum-Rädern und eine zweite Radaufhängung R2 für das zweite Paar von omnidirektionalen Rädern W21, W22.
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Die erste Radaufhängung R1 weist die folgenden Komponenten auf:
- - eine Verbindungseinheit V1 zur Verbindung der ersten Radaufhängung R1 mit einem Gestell G,
- - eine Schwenkeinheit S1, welche mittels eines ersten Schwenklagers L11 mit der Verbindungseinheit V1 verbunden ist und relativ zu der Verbindungseinheit V1 um eine erste Schwenkachse A11 schwenkbar gelagert ist, und
- - eine Tandemeinheit T1, welche mittels eines zweiten Schwenklagers L12 mit der Schwenkeinheit S1 verbunden ist und relativ zu der Schwenkeinheit S1 um eine zweite Schwenkachse A12, die im Wesentlichen parallel zu der ersten Schwenkachse A11 ist, schwenkbar gelagert ist.
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Die zweite Radaufhängung R2 weist die folgenden Komponenten auf:
- - eine Verbindungseinheit V2 zur Verbindung der zweiten Radaufhängung R2 mit dem Gestell G,
- - eine Schwenkeinheit S2, welche mittels eines ersten Schwenklagers L21 mit der Verbindungseinheit V2 verbunden ist und relativ zu der Verbindungseinheit V2 um eine erste Schwenkachse A21 schwenkbar gelagert ist,
- - eine Tandemeinheit T2, welche mittels eines zweiten Schwenklagers L22 mit der Schwenkeinheit S2 verbunden ist und relativ zu der Schwenkeinheit S2 um eine zweite Schwenkachse A22, die im Wesentlichen parallel zu der ersten Schwenkachse A21 ist, schwenkbar gelagert ist.
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Die erste Schwenkachse A11 der ersten Radaufhängung R1, die zweite Schwenkachse A12 der ersten Radaufhängung R1, die erste Radachse der ersten Radaufhängung R1 und die zweite Radachse der ersten Radaufhängung R1, die erste Schwenkachse A21 der zweiten Radaufhängung R2, die zweite Schwenkachse A22 der zweiten Radaufhängung R2, die erste Radachse der zweiten Radaufhängung R2, die zweite Radachse der zweiten Radaufhängung R2, eine Mittelachse des ersten selbstausrichtenden Lagers B1 und eine Mittelachse des zweiten selbstausrichtenden Lagers B2 sind parallel zueinander und horizontal.
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Die Verbindungseinheit V1, die Schwenkeinheit S1 und die Tandemeinheit T1 sind jeweils flächig ausgebildet. Die erste Schwenkachse A11 ist senkrecht zu der Verbindungseinheit V1 und der Schwenkeinheit S1. Die zweite Schwenkachse A12 senkrecht zu der Schwenkeinheit S1 und der Tandemeinheit T1. Das omnidirektionale Fahrwerk OF weist eine Pendelstange P auf, die mittels des ersten selbstausrichtenden Lagers B1 mit der Schwenkeinheit S1 der ersten Radaufhängung R1 verbunden ist und mittels des zweiten selbstausrichtenden Lagers B2 mit der Schwenkeinheit S2 der zweiten Radaufhängung R2 verbunden ist.
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Das omnidirektionale Fahrwerk OF weist ein Verbindungselement VP zur Verbindung der Pendelstange P mit dem Gestell G auf. Die Pendelstange P ist mittels des dritten selbstausrichtenden Lagers B3 mit dem Verbindungselement VP verbunden. Die Schwenkeinheit S1 der ersten Radaufhängung R1 und die Schwenkeinheit S2 der zweiten Radaufhängung R2 sind derart an die Pendelstange P gekoppelt, dass sich bei einer Pendelbewegung der Pendelstange relativ zu dem Verbindungselement VP eine der beiden Schwenkeinheiten hebt und die andere der beiden Schwenkeinheiten senkt.
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Die 2 zeigt die Radaufhängung R1 des omnidirektionalen Fahrwerks OF in einem ersten Betriebszustand, in dem das omnidirektionale Fahrwerk OF auf einem ebenen Bereich der Unterlage 8 steht.
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Die 3 zeigt die Radaufhängung R1 des omnidirektionalen Fahrwerks OF in einem zweiten Betriebszustand, in dem das omnidirektionale Fahrwerk OF eine Unebenheit der Unterlage 8 ausgleicht. Das erste Paar von omnidirektionalen Rädern W11, W12 ist derart an die Tandemeinheit T1 gekoppelt, dass sich bei einer Schwenkbewegung der Tandemeinheit T1 um die zweite Schwenkachse A12 ein omnidirektionales Rad des ersten Paares von omnidirektionalen Rädern W11, W12 hebt und das andere omnidirektionale Rad des ersten Paares von omnidirektionalen Rädern W11, W12 senkt.
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Das zweite Paar von omnidirektionalen Rädern W21, W22 ist derart an die Tandemeinheit T2 gekoppelt, dass sich bei einer Schwenkbewegung der Tandemeinheit T2 um die zweite Schwenkachse A22 ein omnidirektionales Rad des zweiten Paares von omnidirektionalen Rädern W21, W22 hebt und das andere omnidirektionale Rad des zweiten Paares von omnidirektionalen Rädern W21, W22 senkt. Die zweite Schwenkachse A12 ist im Bereich der Tandemeinheit T1 in Bezug auf eine horizontale Richtung zwischen der ersten Radachse, um die das erste omnidirektionale Rad W11 drehbar gelagert ist, und der zweiten Radachse, um die das zweite omnidirektionale Rad W12 drehbar gelagert ist, angeordnet.
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Die erste Radaufhängung R1 weist eine erste Blockiereinheit K1 auf, die dazu ausgebildet ist, die Schwenkbewegung der Schwenkeinheit S1 der ersten Radaufhängung R1 nach oben hin zu begrenzen. Die zweite Radaufhängung R2 weist eine erste Blockiereinheit K2 auf, die dazu ausgebildet ist, die Schwenkbewegung der Schwenkeinheit S2 der zweiten Radaufhängung R2 nach oben hin zu begrenzen.
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Die 4 zeigt eine Anordnung 1 mit einer Gantry 20 eines Computertomographiegeräts 2 und dem omnidirektionalen Fahrwerk OF zum Bewegen der Anordnung 1. In dem in der 4 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das omnidirektionale Fahrwerk OF vier Paare von Mecanum-Rädern auf. Die Gantry 20 weist einen im Wesentlichen rechteckigen Grundriss auf, wobei an jeder der vier Ecken des rechteckigen Grundrisses der Gantry 20 jeweils eines der vier Paare von Mecanum-Rädern angeordnet ist. Die Gantry 20 weist einen Tragrahmen 21 auf. In dem in der 4 gezeigten Ausführungsbeispiel bildet der Tragrahmen 21 der Gantry 20 das Gestell G des omnidirektionalen Fahrwerks OF. Dabei sind vier Radaufhängungen jeweils direkt mittels der jeweiligen Verbindungseinheiten mit dem Tragrahmen 21 verbunden.
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Jedes der acht Mecanum-Räder weist jeweils einen elektrischen Radnabenmotor auf. Es ist aber auch möglich, dass bei jedem Paar von Mecanum-Rädern jeweils lediglich ein Mecanum-Rad einen elektrischen Radnabenmotor aufweist. Dann würden vier von den insgesamt acht Mecanum-Rädern jeweils einen elektrischen Radnabenmotor aufweisen. Die anderen vier von den insgesamt acht Mecanum-Rädern würden keinen Antrieb aufweisen und der Bewegung des omnidirektionalen Fahrwerks passiv folgen.
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Die 5 zeigt ein omnidirektionales Fahrwerk OF, das eine fahrbare Plattform bildet, auf der die Gantry 20 angeordnet und befestigt werden kann. In der fahrbaren Plattform kann beispielsweise die Energiespeichereinheit in Form von Akkumulatoren und/oder eine Verkabelung für die Mecanum-Räder angeordnet sein. Die Verbindungseinheiten der vier Radaufhängungen sind jeweils zu einer formschlüssigen Verbindung mit dem Tragrahmen 21 der Gantry 20 ausgebildet.
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Die 6 zeigt ein omnidirektionales Fahrwerk OF1 mit einer Zugstange Z für den Lastausgleich zwischen den omnidirektionalen Rädern. Die omnidirektionalen Räder des omnidirektionalen Fahrwerks OF1 sind an beweglichen Schwingen angeordnet, die mittels der Zugstange Z verbunden sind. Auf diese Weise kann ebenfalls ein kontinuierlichen Bodenkontakt der omnidirektionalen Räder bei Unebenheiten des Bodens ermöglicht werden.
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Die 7 zeigt eine Anordnung 1 mit einem Computertomographiegerät 2, welches eine Gantry 20 aufweist, die auf einer fahrbaren Plattform gemäß dem in der in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel angeordnet ist.
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Das Computertomographiegerät 2 weist die Gantry 20, die tunnelförmige Öffnung 9, die Patientenlagerungsvorrichtung 10 und die Steuerungsvorrichtung 30 auf. Die Gantry 20 weist den stationären Tragrahmen 21, den Kipprahmen 22 und den Rotor 24 auf. Der Kipprahmen 22 ist mittels einer Kipplagerungsvorrichtung an dem stationären Tragrahmen 21 um eine Kippachse relativ zu dem stationären Tragrahmen 21 kippbar angeordnet. Der Rotor 24 ist mittels einer Drehlagerungsvorrichtung an dem Kipprahmen 22 um die Rotationsachse AR relativ zu dem Kipprahmen 22 drehbar angeordnet. Die Kippachse ist senkrecht zu der Rotationsachse AR und horizontal.
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In die tunnelförmige Öffnung 9 ist der Patient 13 einführbar. In der tunnelförmigen Öffnung 9 befindet sich der Akquisitionsbereich 4. In dem Akquisitionsbereich 4 ist ein abzubildender Bereich des Patienten 13 derart positionierbar, dass die Strahlung 27 von der Strahlungsquelle 26 zu dem abzubildenden Bereich gelangen kann und nach einer Wechselwirkung mit dem abzubildenden Bereich zu dem Strahlungsdetektor 28 gelangen kann. Die Patientenlagerungsvorrichtung 10 weist den Lagerungssockel 11 und die Lagerungsplatte 12 zur Lagerung des Patienten 13 auf. Die Gantry 20 kann mittels des omnidirektionalen Fahrwerks 20 derart relativ zu der Lagerungsplatte 12 positioniert werden, dass die Lagerungsplatte 12 sich in die tunnelförmige Öffnung 9 hinein erstreckt.
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Die Transportfahrten zwischen den Räumen des Krankenhauses und innerhalb eines Raumes können insbesondere derart ausgeführt werden, dass sich das omnidirektionale Fahrwerk OF senkrecht zu den Radachsen der Mecanum-Räder bewegt. Bei der Akquisition von Projektionsdaten kann sich das omnidirektionale Fahrwerk OF beispielsweise parallel zu den Radachsen der Mecanum-Räder bewegen.
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In dem in der 7 gezeigten Betriebszustand der Gantry ist die Rotationsachse AR, um welche die Röntgenquelle 26 und der Röntgendetektor 28 rotieren, horizontal und parallel zu den Radachsen der Mecanum-Räder. Die Anordnung 1 weist eine Patientenlagerungsvorrichtung 10 auf. Im Bereich der Patientenlagerungsvorrichtung 10 ist zumindest eine Markierung in Form der Führungslinie PRG angeordnet. Die Führungslinie PRG ist unterhalb der Patientenlagerungsplatte 12 auf den Boden aufgetragen und erstreckt sich in einer Längsrichtung des Patienten 13, der auf der Patientenlagerungsplatte gelagert ist.
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Die Führungslinie PRG kann beispielsweise eine geeignete Struktur aufweisen, so dass eine Positionsänderung entlang der Führungslinie PRG mit Hilfe der Struktur gemessen werden kann.
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Die Anordnung 1 weist ferner ein Messsystem MS auf und die Antriebssteuerungseinheit ASE auf. Das Messsystem MS ist zum Erfassen einer Lageinformation, welche eine Position des omnidirektionalen Fahrwerks OF und/oder eine Orientierung des omnidirektionalen Fahrwerks OF relativ zu der zumindest einen Markierung betrifft, ausgebildet. Das Messsystem MS weist insbesondere die Sensoren NB, NT und NR auf. Die Antriebssteuerungseinheit ASE ist zum Steuern einer Bewegung des omnidirektionalen Fahrwerks OF basierend auf der Lageinformation ausgebildet.
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Die Anordnung 2 weist ferner eine Bildrekonstruktionseinheit 34 auf, welche zum Durchführen einer Korrektur einer Bildrekonstruktion basierend auf der Lageinformation ausgebildet ist. Auf der Patientenlagerungsplatte 12 ist eine weitere Markierung in Form der linearen Struktur PRT angeordnet. Eine Lageinformation, welche eine Position des omnidirektionalen Fahrwerks OF relativ zu der linearen Struktur PRT betrifft, kann beispielsweise von dem Messsystem MS mittels eines optischen Sensors und/oder mittels der Projektionsdaten-Akquisitionseinheit des Computertomographiegeräts 2 erfasst werden. Diese Lageinformation kann zum Steuern einer Bewegung des omnidirektionalen Fahrwerks und/oder für die Korrektur einer Bildrekonstruktion verwendet werden.
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In die Gantry 20 ist eine Datenübertragungsschnittstelle 31 integriert, um Daten von dem Tabletcomputer TC und/oder an den Tabletcomputer TC übertragen zu können, insbesondere mittels eines Drahtlos-Netzwerks übertragen zu können. Auf einem berührungsempfindlichen Bildschirm des Tabletcomputers TC kann beispielsweise eine graphische Benutzeroberfläche zur Steuerung des omnidirektionalen Fahrwerks OF und/oder zum Durchführen einer Untersuchung mittels des Computertomographiegeräts 2 angezeigt werden. Der Tabletcomputer TC ist zum Eingeben von Steuerungs-Informationen, z. B. in Form von Bildrekonstruktionsparametern und/oder Untersuchungsparametern und/oder Bewegungstrajektorien, und zum Ausgeben von Steuerungs-Informationen, z. B. in Form von Bildern und/oder akustischen Signalen, ausgebildet.
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Das Computertomographiegerät 2 ist zur Akquisition von Akquisitionsdaten basierend auf einer elektromagnetischen Strahlung 27 ausgebildet. Das Computertomographiegerät 2 weist eine Akquisitionseinheit auf. Die Akquisitionseinheit ist eine Projektionsdaten-Akquisitionseinheit mit der Strahlungsquelle 26, z. B. einer Röntgenquelle, und dem Detektor 28, z. B. einem Röntgendetektor, insbesondere einem energieauflösenden Röntgendetektor. Die Strahlungsquelle 26 ist an dem Rotor 24 angeordnet und zur Emission einer Strahlung 27, z. B. einer Röntgenstrahlung, mit Strahlungsquanten 27 ausgebildet. Der Detektor 28 ist an dem Rotor 24 angeordnet und zur Detektion der Strahlungsquanten 27 ausgebildet. Die Strahlungsquanten 27 können von der Strahlungsquelle 26 zu dem abzubildenden Bereich des Patienten 13 gelangen und nach einer Wechselwirkung mit dem abzubildenden Bereich auf den Detektor 28 auftreffen. Auf diese Weise können mittels der Akquisitionseinheit Akquisitionsdaten des abzubildenden Bereichs in Form von Projektionsdaten erfasst werden.
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Die Steuerungsvorrichtung 30 ist zum Empfangen der von der Akquisitionseinheit akquirierten Akquisitionsdaten ausgebildet. Die Steuerungsvorrichtung 30 ist zum Steuern des Computertomographiegeräts 2 ausgebildet. Die Steuerungsvorrichtung 30 ist insbesondere dazu ausgebildet, basierend auf der Lageinformation die Bewegungskorrekturdaten zu ermitteln. Die Steuerungsvorrichtung 30 weist die Datenübertragungsschnittstelle 31, das computerlesbare Medium 32, das Prozessorsystem 36 und die Antriebssteuerungseinheit ASE auf. Die Steuerungsvorrichtung 30, insbesondere die Antriebssteuerungseinheit ASE, wird von einem Datenverarbeitungssystem, welches einen Computer aufweist, gebildet. Die Antriebssteuerungseinheit ASE ist insbesondere dazu ausgebildet, basierend auf den Bewegungskorrekturdaten eine Richtungsänderung und/oder eine Geschwindigkeitsänderung der Bewegung des omnidirektionalen Fahrwerks OF durchzuführen.
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Die Steuerungsvorrichtung 30 weist ferner die Bildrekonstruktionseinrichtung 34 auf. Mittels der Bildrekonstruktionseinrichtung 34 kann basierend auf den Akquisitionsdaten ein medizinischer Bilddatensatz rekonstruiert werden. Die Bildrekonstruktionseinrichtung 34 ist insbesondere dazu ausgebildet, die Bildrekonstruktion basierend auf der Lageinformation zu korrigieren.
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Die 8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Korrigieren einer Bewegung der Gantry 20 des Computertomographiegeräts 2, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- - Bewegen MG der Gantry 20 des Computertomographiegeräts 2 mittels eines omnidirektionalen Fahrwerks OF entlang eines abzubildenden Bereichs eines Untersuchungsobjekts 13, wobei die Gantry 20 eine Röntgenquelle 26 und einen Röntgendetektor 28 aufweist,
- - Erfassen RP von Projektionsdaten von dem abzubildenden Bereich des Untersuchungsobjekts 13 mittels der Röntgenquelle 26 und des Röntgendetektors 28, während die Gantry 20 des Computertomographiegeräts 2 mittels des omnidirektionalen Fahrwerks OF bewegt wird,
- - Erfassen RI einer Lageinformation, welche eine Position der Gantry 20 und/oder eine Orientierung der Gantry 20 betrifft, während die Projektionsdaten erfasst werden,
- - Ermitteln DD von Bewegungskorrekturdaten basierend auf der Lageinformation,
- - Korrigieren CM der Bewegung der Gantry 20 des Computertomographiegeräts 2, indem eine Richtungsänderung und/oder eine Geschwindigkeitsänderung der Bewegung des omnidirektionalen Fahrwerks OF basierend auf den Bewegungskorrekturdaten durchgeführt wird, während die Projektionsdaten erfasst werden.
