DE102019103657B3

DE102019103657B3 - Vorrichtung und System zum Trainieren der Bedienung eines medizinischen Strahlentherapiegerätes

Info

Publication number: DE102019103657B3
Application number: DE102019103657.7A
Authority: DE
Inventors: Frank Weigand
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2019-02-13
Filing date: 2019-02-13
Publication date: 2020-06-10
Anticipated expiration: 2039-02-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 12 und ein System 1 zum Trainieren der Bedienung eines medizinischen Strahlentherapiegerätes, insbesondere zum Trainieren des Einführens eines auf das Strahlentherapiegerät gesetzten Applikators 3 in ein Applikator-Gegenstück 5. Das System 1 umfasst die Vorrichtung 12, einen Applikator 3 und einen Gegenstand 7, welcher das medizinische Strahlentherapiegerät repräsentiert oder ist. Die Vorrichtung 12 umfasst ein Applikator-Gegenstück 5, um den Applikator 3 in dem Applikator-Gegenstück 5 wenigstens teilweise aufzunehmen, eine Messvorrichtung 15 zum Messen von Messwerten, welche eine auf das ApplikatorGegenstück 5 ausgeübte Kraft 33 repräsentieren, eine Steuerung 17 zum Erzeugen einer auf dem wenigstens einen Messwert basierenden Information und eine Wiedergabevorrichtung 21 zum Wiedergeben der Information.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein System zum Trainieren der Bedienung eines medizinischen Strahlentherapiegerätes, insbesondere zum Trainieren des Einführens eines Applikators des Strahlentherapiegerätes in ein App lika tor-Gegenstück.
Im Bereich der Therapie unter Verwendung von Röntgenstrahlung existieren Therapien, bei denen Röntgenstrahlung im Inneren eines menschlichen oder tierischen Körpers in der Nähe von zu therapierendem Gewebe erzeugt werden soll. Zu diesem Zweck existieren medizinische Strahlentherapiegeräte. Ein beispielhaftes Strahlentherapiegerät umfasst ein Partikelstrahlsystem, welches einen hochenergetischen Partikelstrahl erzeugen kann. Der Partikelstrahlen wird durch ein einige Zentimeter langes Rohr des Strahlentherapiegerätes auf ein Röntgen-Material gerichtet, welches am Ende des Rohres angeordnet ist. Durch Wechselwirkung des Partikelstrahls mit dem Röntgen-Material erzeugt dieses Röntgenstrahlung, welche zur Therapierung von Gewebe vorgesehen ist.
Damit die von dem Röntgen-Material an der Spitze des Rohres erzeugte Röntgenstrahlung im Inneren eines Körpers angewendet werden kann, wird das Rohr in den Körper eingeführt. Hierzu ist das Rohr von einem Applikator umgeben, welcher einerseits eine sterile Barriere darstellt und andererseits das Rohr schützt. Vor dem Einführen des Rohres in den Körper wird in den Körper ein Applikator-Gegenstück eingeführt. Das Applikator-Gegenstück ist beispielsweise ein hohler Zylinder. Das Rohr wird in den Körper eingeführt, indem das von dem Applikator umgebene Rohr in das Applikator-Gegenstück eingeführt wird.
Trotz des Applikators können beim Einführen des Rohres in den Körper auf das Rohr und den Applikator Kräfte wirken, welche das Rohr bzw. den Applikator elastisch und/oder plastisch verformen. Eine Folge der Verformung kann sein, dass der Partikelstrahl nicht mehr oder zumindest nicht an der hierzu vorgesehenen Stelle auf das Röntgen-Material an der Spitze des Rohres trifft. In diesem Fall ändert sich die Stärke der erzeugten Röntgenstrahlung. Daher sollte das Rohr beim Einführen in den Körper möglichst nicht verformt werden.
US 2011 / 0 052 036 A1 offenbart ein Simulations- und Planungssystem für die intraoperative Strahlentherapie.
US 2013 / 0 137 075 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Trainieren des Einbringens eines Brachytherapie-Applikators in die Prostata.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hilfsmittel bereitzustellen, mit welchem die Bedienung eines entsprechenden medizinischen Strahlentherapiegerätes trainiert werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Trainieren der Bedienung eines medizinischen Strahlentherapiegerätes gelöst, mit welchem insbesondere das Einführen eines Applikators in ein Applikator-Gegenstück trainiert werden kann. Die Vorrichtung umfasst ein Applikator-Gegenstück, eine Messvorrichtung, eine Steuerung und eine Wiedergabevorrich tung.
Das Applikator-Gegenstück ist dazu konfiguriert, den Applikator wenigstens teilweise aufzunehmen. Hierzu weist das Applikator-Gegenstück eine Kontaktfläche auf, welche mit dem Applikator in Kontakt kommt, wenn das Applikator-Gegenstück den Applikator wenigstens teilweise aufgenommen hat.
Die Messvorrichtung ist dazu konfiguriert, wenigstens einen Messwert zu messen, wobei der wenigstens eine Messwert eine auf das Applikator-Gegenstück ausgeübte Kraft und/oder ein auf das Applikator-Gegenstück ausgeübtes Drehmoment repräsentiert. Während das Applikator-Gegenstück den Applikator aufnimmt, werden auf den Applikator wirkende Kräfte und/oder Drehmomente über die Kontaktfläche auf das Applikator-Gegenstück übertragen. Diese auf das Applikator-Gegenstück ausgeübten Kräfte und/oder Drehmomente können von der Messvorrichtung gemessen werden. Der wenigstens eine Messwert kann beispielsweise die Richtung und/oder der Betrag der auf das Applikator-Gegenstück ausgeübten Kraft oder Komponenten davon repräsentieren. Der wenigstens eine Messwert kann beispielsweise die Richtung und/oder der Betrag des auf das Applikator-Gegenstück ausgeübten Drehmoments oder Komponenten davon repräsentieren.
Die Steuerung ist dazu konfiguriert, eine auf dem wenigstens einen Messwert basierende Information zu erzeugen. Die Steuerung erhält den von der Messvorrichtung gemessenen wenigstens einen Messwert und erzeugt hieraus eine Information. Die Information kann den wenigstens einen Messwert selbst repräsentieren oder eine aus dem wenigstens einen Messwert abgeleitete Information sein. Beispielsweise repräsentiert der Messwert die Richtung einer auf das Applikator-Gegenstück ausgeübten Kraft. In diesem Fall kann die Information die Richtung dieser Kraft sein (d. h. der Messwert selbst). Alternativ kann die Information eine Gegenrichtung zu der Richtung der Kraft sein (d. h. eine aus dem Messwert abgeleitete Information).
Die Wiedergabevorrichtung ist dazu konfiguriert, die von der Steuerung erzeugte Information wiederzugeben.
Durch die Vorrichtung wird bewirkt, dass die Kräfte und/oder die Drehmomente, die von dem Applikator auf das Applikator-Gegenstück übertragen werden, von der Messvorrichtung gemessen werden und über die Steuerung und die Wiedergabevorrichtung einer Person oder einer Einführungsvorrichtung eine Information bereitgestellt wird, welche die auf den Applikator bzw. das Applikator-Gegenstück wirkenden Kräfte und/oder Drehmomente betreffen. Auf diese Weise kann beurteilt werden, ob der Applikator beim Einführen in das Applikator-Gegenstück verformt wird und wie stark die Verformung ausgeprägt ist. Im Weiteren kann somit beurteilt werden, ob die Ausrichtung eines durch das medizinische Strahlentherapiegerät erzeugten Partikelstrahls auf ein Röntgen-Material beim Einführen des Applikators in das Applikator-Gegenstück beeinflusst wurde. Des Weiteren kann hierdurch das Einführen des Applikators in das Applikator-Gegenstück durch die Person oder die Vorrichtung, die das Einführen durchführt, angepasst werden, um so die auf den Applikator wirkende Kraft bzw. das auf den Applikator wirkende Drehmoment zu minimieren. Dieser Trainingserfolg kann dazu führen, dass bei weiteren Einführvorgängen geringere Kräfte und Drehmomente durch die Person oder die Vorrichtung auf den Applikator ausgeübt werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Applikator-Gegenstück eine Öffnung zum Einführen des Applikators in einen durch die Kontaktfläche begrenzten Hohlraum auf. In dieser Ausführungsform weist das Applikator-Gegenstück einen Hohlraum auf, in welchen der Applikator durch die Öffnung eingeführt werden kann. Die Öffnung und der Hohlraum sind an den Applikator angepasst, so dass der Applikator beim Einführen in das Applikator-Gegenstück mit der Kontaktfläche in Kontakt kommt. Somit werden auf den Applikator ausgeübte Kräfte und/oder Drehmomente während des Einführens über die Kontaktfläche auf das Applikator-Gegenstück übertragen.
Der Hohlraum ist beispielsweise zylinderförmig oder kegelförmig. Ein kegelförmiger Hohlraum verjüngt sich mit zunehmendem Abstand von der Öffnung. Der Hohlraum weist beispielsweise eine Länge von mindestens 5 cm oder mindestens 8 cm auf. Diese Länge entspricht näherungsweise der Tiefe, in welche der Applikator bei therapeutischer Anwendung unter die Oberfläche des Körpers eingeführt werden muss. Die Öffnung kann einen Durchmesser von mindestens 3 mm und/oder höchstens 8 mm aufweisen. Dies entspricht der üblichen Dicke des Applikators.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Orientierung des Applikator-Gegenstücks bezogen auf ein Gehäuse der Vorrichtung variabel einstellbar. Hierdurch kann das Einführen des Applikators in das Applikator-Gegenstück aus verschiedenen Richtungen trainiert werden. Beispielsweise ist zwischen dem Gehäuse und dem Applikator-Gegenstück ein Gelenk angeordnet, welches auf verschiedene Gelenksstellungen einstellbar ist, so dass die Orientierung des Applikator-Gegenstücks bezüglich des Gehäuses eingestellt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Applikator-Gegenstück dazu konfiguriert, den Applikator entlang einer Längsrichtung aufzunehmen. Beispielsweise weist das Applikator-Gegenstück einen zylinderförmigen Hohlraum auf, wobei die Längsrichtung parallel zur Symmetrieachse des zylinderförmigen Hohlraums orientiert ist. Von besonderem Interesse sind Kräfte und/oder Drehmomente, deren Richtung quer zu der Längsrichtung orientiert ist. Um solche Kräfte messen zu können, ist die Messvorrichtung dazu konfiguriert, eine Richtung und/oder einen Betrag einer auf das Applikator-Gegenstück ausgeübten Kraft zu messen, deren Richtung quer zu der Längsrichtung orientiert ist. Um solche Drehmomente messen zu können, ist die Messvorrichtung dazu konfiguriert, eine Richtung und/oder einen Betrag eines auf das Applikator-Gegenstück ausgeübten Drehmoments zu messen, dessen Richtung quer zu der Längsrichtung orientiert ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Messvorrichtung dazu konfiguriert, den wenigstens einen Messwert fortlaufend zu messen.
Gemäß einer Ausführungsform repräsentiert die Information, die von der Steuerung basierend auf dem wenigstens einen Messwert erzeugt wird, eine Richtung, eine Gegenrichtung und/oder einen Betrag einer von der Messvorrichtung gemessenen Kraft. Als Gegenrichtung einer Kraft wird die Richtung bezeichnet, die der Richtung der Kraft entgegengesetzt ist. Gemäß einer Ausführungsform repräsentiert die Information, die von der Steuerung basierend auf dem wenigstens einen Messwert erzeugt wird, eine Richtung, eine Gegenrichtung und/oder einen Betrag eines von der Messvorrichtung gemessenen Drehmoments. Als Gegenrichtung eines Drehmoments wird die Richtung bezeichnet, die der Richtung des Drehmoments entgegengesetzt ist.
Der von der Messvorrichtung gemessene wenigstens eine Messwert und die von der Steuerung erzeugte Information können von der Wiedergabevorrichtung auf verschiedene Weisen wiedergegeben werden. Beispielsweise umfasst die Wiedergabevorrichtung eine Anzeigevorrichtung, welche dazu konfiguriert ist, die Information anzuzeigen. Ferner oder alternativ umfasst die Wiedergabevorrichtung eine Akustikvorrichtung, welche dazu konfiguriert ist, Töne in Abhängigkeit der Information zu erzeugen. Ferner oder alternativ umfasst die Wiedergabevorrichtung eine Rückkopplungsvorrichtung, welche dazu konfiguriert ist eine Gegenkraft und/oder ein Gegendrehmoment auf das Applikator-Gegenstück in Abhängigkeit der Information zu bewirken.
Die Anzeigevorrichtung zeigt die Information so an, dass sie mit dem menschlichen Auge wahrgenommen werden kann. Die Akustikvorrichtung erzeugt Töne, die mit dem menschlichen Ohr wahrgenommen werden können. Die Rückkopplungsvorrichtung bewirkt Gegenkräfte und/oder Gegendrehmomente, die über das Applikator-Gegenstück auf den Applikator übertragen werden und von dem Applikator auf eine Hand einer Person übertragen werden, die den Applikator in das Applikator-Gegenstück einführt. Somit können die Gegenkräfte und/oder die Gegendrehmomente von der Person taktil wahrgenommen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Wiedergabevorrichtung eine Anzeigevorrichtung, welche von dem Applikator-Gegenstück nicht weiter als 50 cm, insbesondere nicht weiter als 30 cm oder nicht weiter als 15 cm, entfernt ist. Dementsprechend befindet sich die Anzeigevorrichtung im Sichtfeld der Person, die den Applikator in das Applikator-Gegenstück einführt. Hierdurch kann die von der Anzeigevorrichtung angezeigte Information während des Einführens wahrgenommen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Wiedergabevorrichtung mehrere um das Applikator-Gegenstück verteilt angeordnete Lichtquellen und die Steuerung ist dazu konfiguriert, die Lichtquellen in Abhängigkeit des wenigstens einen Messwerts zur Erzeugung von Licht anzusteuern. Beispielsweise ist die Steuerung dazu konfiguriert, die Lichtquellen in Abhängigkeit einer Richtung einer von der Messvorrichtung gemessenen Kraft und/oder in Abhängigkeit einer Richtung eines von der Messvorrichtung gemessenen Drehmoments zur Erzeugung von Licht anzusteuern. Beispielsweise leuchtet diejenige Lichtquelle auf, welche ausgehend von dem Applikator-Gegenstück entlang einer Richtung angeordnet ist, die der Richtung oder Gegenrichtung der von der Messvorrichtung gemessenen Kraft entspricht. Beispielsweise leuchtet diejenige Lichtquelle auf, welche ausgehend von dem Applikator-Gegenstück entlang einer Richtung angeordnet ist, die der Richtung oder Gegenrichtung des von der Messvorrichtung gemessenen Drehmoments entspricht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Wiedergabevorrichtung dazu konfiguriert, die Information auf eine erste Weise wiederzugeben, wenn der wenigstens eine Messwert innerhalb eines ersten Wertebereichs liegt, und die Information auf eine zweite Art wiederzugeben, wenn der wenigstens eine Messwert innerhalb eines zweiten Wertebereichs liegt, wobei sich der erste und zweite Wertebereich nicht überschneiden.
Beispielsweise wird eine erste Farbe (beispielsweise Grün oder Orange) dazu verwendet, die Information wiederzugeben, wenn der Betrag der auf das Applikator-Gegenstück wirkenden Kraft in dem ersten Wertebereich liegt. Wenn der Betrag der auf das Applikator-Gegenstück wirkenden Kraft innerhalb des zweiten Wertebereichs liegt, kann die Information mit einer zweiten Farbe (beispielsweise Rot) wiedergegeben werden. Auf diese Weise wird der Betrag der Kraft in Form verschiedener Farben codiert wiedergegeben. Eine analoge Anwendung für Drehmomente ist möglich.
Der erste Wertebereich ist beispielsweise so gewählt, dass der Applikator im Wesentlichen ausschließlich elastisch verformt wird, wenn der wenigstens eine Messwert innerhalb des ersten Wertebereichs liegt; und der zweite Wertebereich ist so gewählt, dass der Applikator im Wesentlichen plastisch verformt wird, wenn der wenigstens eine Messwert innerhalb des zweiten Wertebereichs liegt. Bei einer im Wesentlichen ausschließlich elastischen Verformung des Applikators kehrt der Applikator in seine ursprüngliche Form zurück, wenn auf den Applikator keine Kraft bzw. kein Drehmoment mehr wirkt. Bei einer im Wesentlichen plastischen Verformung des Applikators kehrt dieser nicht mehr in seine ursprüngliche Form zurück, wenn auf den Applikator keine Kraft bzw. kein Drehmoment mehr wirkt. Während eine elastische Verformung tolerierbar sein kann, kann eine plastische Verformung nicht mehr akzeptabel sein. Bei einer solchen Wahl des ersten und zweiten Wertebereichs kann die von der Wiedergabevorrichtung wiedergegebene Information daher auf einfache Weise dahingehend beurteilt werden, ob der Applikator ausreichend präzise in das Applikator-Gegenstück eingeführt wurde oder nicht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Wiedergabevorrichtung dazu konfiguriert, die Information unmittelbar nach der Messung wiederzugeben. Auf diese Weise erhält die Person oder Vorrichtung, die den Applikator in das Applikator-Gegenstück einführt, unmittelbar eine Rückmeldung über den Fortschritt des Einführens.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ferner eine Aufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen des wenigstens einen Messwerts. Ferner oder alternativ kann die Vorrichtung eine Datenschnittstelle zum Ausgeben des wenigstens einen Messwerts umfassen. Hierdurch können die aufgezeichneten Messwerte im Nachhinein analysiert oder von einer weiteren Vorrichtung weiterverarbeitet werden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein System zum Trainieren der Bedienung eines medizinischen Strahlentherapiegerätes. Das System umfasst eine der hierin beschriebenen Vorrichtungen zum Trainieren der Bedienung eines medizinischen Strahlentherapiegerätes. Das System umfasst ferner einen Applikator und einen Gegenstand, auf welchen der Applikator aufsetzbar ist. Der Gegenstand kann das medizinische Strahlentherapiegerät selbst sein. Alternativ kann der Gegenstand eine Attrappe des medizinischen Strahlentherapiegeräts sein, wobei die Attrappe in Form und Gewicht dem medizinischen Strahlentherapiegerät ähnlich ist, sodass die Bedienung des medizinischen Strahlentherapiegerätes unter ähnlichen Bedingungen trainiert werden kann, wie wenn der Gegenstand das medizinische Strahlentherapiegerät selbst wäre.
Der Gegenstand kann von einem Stativ getragen werden, was die Handhabung des Gegenstands erleichtert. Das Stativ kann mehrere Glieder umfassen, welche durch Gelenke miteinander verbunden sind. Die Gelenke können translatorische und/oder rotatorische Bewegungen der Glieder zueinander ermöglichen.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Hierbei zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Systems zum Trainieren der Bedienung eines medizinischen Strahlentherapiegerätes vor dem Einführen eines Applikators in ein Applikator-Gegenstück;
2 eine schematische Darstellung des in 1 gezeigten Systems während des Einführens des Applikators in das Applikator-Gegenstück;
3 eine schematische Darstellung der Form eines beispielhaften Applikator-Gegenstücks und eines Applikators;
4 eine schematische Darstellung eines Teils einer Vorrichtung zum Trainieren der Bedienung eines medizinischen Strahlentherapiegerätes mit einstellbarer Orientierung des Applikator-Gegenstücks;
5 eine schematische Darstellung eines Teils einer weiteren Vorrichtung zum Trainieren der Bedienung eines medizinischen Strahlentherapiegerätes mit einer Rückkopplungsvorrichtung und Lichtquellen; und
6 eine schematische Darstellung einer Regel zur Art der Wiedergabe einer Information.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 1 zum Trainieren der Bedienung eines medizinischen Strahlentherapiegerätes. Mit dem System 1 kann das Einführen eines Applikators 3, welcher auf das medizinische Strahlentherapiegerät aufsetzbar ist, in ein Applikator-Gegenstück 5 trainiert werden. 1 zeigt die Situation vor dem Einführen des Applikators 3 in das Applikator-Gegenstück 5.
Das System 1 umfasst einen Gegenstand 7 mit einem Rohr 8. Das Rohr 8 ist mit gepunkteten Linien dargestellt. Der Gegenstand 7 kann ein medizinisches Strahlentherapiegerät sein, welches an der Spitze des Rohres 8 ein Röntgen-Material aufweist. Das medizinische Strahlentherapiegerät kann dazu konfiguriert sein, Röntgenstrahlung mittels des Röntgen-Materials zu erzeugen. Hierzu kann das Strahlentherapiegerät ein in den Figuren nicht gezeigtes Partikelstrahlsystem umfassen, welches einen Partikelstrahl im Inneren des Rohres 8 auf das Röntgen-Material richtet, welches unter Wechselwirkung mit dem Partikelstrahl Röntgenstrahlung erzeugt.
Alternativ kann der Gegenstand 7 eine Attrappe des medizinischen Strahlentherapiegerätes sein. Die Attrappe kann in Form und Gewicht dem medizinischen Strahlentherapiegerät ähnlich sein, sodass die Handhabung der Attrappe der Handhabung des medizinischen Strahlentherapiegerätes sehr ähnlich ist.
Der Gegenstand kann, wie in 1 gezeigt, von einem Stativ 9 getragen werden. Das Stativ 9 weist Gelenke 10 und Glieder 11 auf. Die Gelenke 10 verbinden die Glieder 11 miteinander und stellen einen oder mehrere Freiheitsgrade der Bewegung zwischen zwei Gliedern 11 bereit. Das Stativ trägt das Gewicht des Gegenstands 7, wodurch die Handhabung des Gegenstands 7 für einen Therapeuten erleichtert wird.
Das System 1 umfasst ferner eine Vorrichtung 12 zum Trainieren der Bedienung eines medizinischen Strahlentherapiegerätes. Die Vorrichtung 12 umfasst das Applikator-Gegenstück 5, welches den Applikator 3 wenigstens teilweise aufnehmen kann. Das Applikator-Gegenstück 5 weist eine Kontaktfläche 13 auf, welche mit einer Oberfläche des Applikators 3 in Kontakt kommt, wenn das Applikator-Gegenstück 5 den Applikator 3 wenigstens teilweise aufgenommen hat.
Die Vorrichtung 12 umfasst ferner eine Messvorrichtung 15, welche dazu konfiguriert ist, auf das Applikator-Gegenstück 5 ausgeübte Kräfte und/oder Drehmomente zu messen und wenigstens einen entsprechenden Messwert auszugeben.
Die Vorrichtung 12 umfasst ferner eine Steuerung 17, welche dazu konfiguriert ist, basierend auf den von der Messvorrichtung 15 gemessenen Messwerten Informationen zu erzeugen. Hierzu ist die Steuerung 17 mit der Messvorrichtung 15 verbunden, was durch eine Signalleitung 19 dargestellt ist.
Die Vorrichtung 12 umfasst ferner eine Wiedergabevorrichtung 21, welche dazu konfiguriert ist, die von der Steuerung 17 erzeugten Informationen wiederzugeben. Hierzu ist die Wiedergabevorrichtung 21 mit der Steuerung 17 verbunden, was durch eine Signalleitung 23 dargestellt ist.
Die Steuerung 17 kann eine Aufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen der Messwerte und/oder eine Datenschnittstelle 25 zum Ausgeben der Messwerte umfassen.
In dem in 1 gezeigten Beispiel weist das Applikator-Gegenstück 5 eine Öffnung 27 auf, durch welche der Applikator 3 in einen Hohlraum 29 in dem Applikator-Gegenstück 5 eingeführt werden kann, welcher durch die Kontaktfläche 13 begrenzt ist. Die Öffnung 27 begrenzt den Hohlraum 29 ebenfalls.
2 zeigt eine schematische Darstellung des in 1 gezeigten Systems 1 während des Einführens des Applikators 3 in das Applikator-Gegenstück 5. In dem in 2 gezeigten Zustand ist der Applikator 3 teilweise in den Hohlraum 29 des Applikator-Gegenstücks 5 eingeführt worden. Hierdurch kommen die Oberfläche des eingeführten Teils des Applikators 3 und die Kontaktfläche 13 des Applikator-Gegenstücks 5 miteinander in Kontakt. Über diesen Kontakt werden auf den Applikator 3 wirkende Kräfte und Drehmomente 31 auf das Applikator-Gegenstück 5 wenigstens teilweise übertragen. Hierdurch wird auf das Applikator-Gegenstück 5 eine Kraft bzw. ein Drehmoment 33 ausgeübt. Die Kräfte/Drehmomente 31, 33 sind durch Pfeile dargestellt, welche eine Richtung und einen Betrag der Kraft bzw. des Drehmoments repräsentieren.
Die auf das Applikator-Gegenstück 5 ausgeübte Kraft und das auf das Applikator-Gegenstück 5 ausgeübte Drehmoment 33 können von der Messvorrichtung 15 durch geeignete, nicht dargestellte Sensoren gemessen werden. Diese Messwerte werden von der Steuerung 17 zu einer Information verarbeitet, welche wiederum von der Wiedergabevorrichtungen 21 wiedergegeben werden kann.
3 zeigt eine schematische Darstellung der Form eines beispielhaften Applikator-Gegenstücks 5 und eines Applikators 3. In dem in 3 gezeigten Beispiel des Applikator-Gegenstücks 5 ist dessen Hohlraum 29 kegelförmig. In den 1 und 2 ist der Hohlraum 29 des Applikator-Gegenstücks 5 zylinderförmig. Andere Formen sind möglich.
Eine Längsrichtung 35 des Applikator-Gegenstücks 5 kann definiert sein als diejenige Richtung, entlang welcher der Applikator 3 in das Applikator-Gegenstück 5 einzuführen ist. Entlang dieser Längsrichtung 35 kann der Hohlraum 29 eine Länge 37 von mindestens 5 cm aufweisen. Die Öffnung 27 kann einen Durchmesser 39 von mindestens 3 mm und höchstens 8 mm aufweisen.
Ein Pfeil repräsentiert eine quer zu der Längsrichtung 35 orientierte Richtung 41. Die Messvorrichtung 15 ist insbesondere dazu konfiguriert, Kräfte entlang der Richtung 41 und Drehmomente um die Richtung 41 zu messen. Diese Kräfte und Drehmomente sind hinsichtlich der Verformung des Applikators 3 beim Einführen in das Applikator-Gegenstück 5 von besonderer Bedeutung.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils einer weiteren Vorrichtung 12A zum der Bedienung eines medizinischen Strahlentherapiegerätes. Die Vorrichtung 12A kann dieselben Komponenten aufweisen wie die Vorrichtung 12. Zur Vereinfachung der Darstellung wurde jedoch auf einige Merkmale der Vorrichtung 12 verzichtet.
Die Vorrichtung 12A ist so konfiguriert, dass die Orientierung des Applikator-Gegenstücks 5 bezogen auf ein Gehäuse 43 der Vorrichtung 12A variabel einstellbar ist. Hierzu umfasst die Vorrichtung 12A ein Gelenk 45, welches das Applikator-Gegenstück 5 und die Messvorrichtung 15 variabel einstellbar miteinander verbindet. In dem in 4 gezeigten Beispiel ist das Gelenk 45 dazu konfiguriert, das Applikator-Gegenstück 5 bezogen auf die Messvorrichtung 15 bzw. bezogen auf das Gehäuse 43 um eine Drehachse 47 variabel verdrehbar zu halten.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils einer weiteren Vorrichtung 12B zum Trainieren der Bedienung eines medizinischen Strahlentherapiegerätes. Die Vorrichtung 12B kann dieselben Komponenten aufweisen wie die Vorrichtung 12. Zur Vereinfachung der Darstellung wurde jedoch auf einige Merkmale der Vorrichtung 12 verzichtet.
In dem in 5 gezeigten Beispiel umfasst die Wiedergabevorrichtung 21 eine Rückkopplungsvorrichtung 49, welche dazu konfiguriert ist, eine Gegenkraft und/oder ein Gegendrehmoment auf das Applikator-Gegenstück 5 in Abhängigkeit der von der Messvorrichtung 15 gemessenen Messwerte und/oder in Abhängigkeit der von der Steuerung 17 erzeugten Information zu bewirken. Hierdurch übt die Rückkopplungsvorrichtung 49 über das Applikator-Gegenstück 5 und den Applikator 3 eine Kraft auf die Hand einer Person aus, die den Applikator 3 in das Applikator-Gegenstück 5 einführt. Hierdurch kann diese Person die von ihr auf den Applikator 3 ausgeübte Kraft als Gegenkraft wahrnehmen, die von der Rückkopplungsvorrichtung 49 erzeugt wird.
In dem in 5 gezeigten Beispiel umfasst die Wiedergabevorrichtung 21 mehrere um das Applikator-Gegenstück 5 verteilt angeordnete Lichtquellen 51. Die Steuerung 17 ist mit den Lichtquellen 51 verbunden (nicht gezeigt) und kann die Lichtquellen 51 zur Erzeugung von Licht ansteuern. Beispielsweise steuert die Steuerung 17 die Lichtquellen 51 derart, dass von den Lichtquellen 51 diejenige zur Erzeugung von Licht angesteuert wird, welche ausgehend von dem Applikator-Gegenstück 5 entlang der Gegenrichtung der auf das Applikator-Gegenstück 5 ausgeübten Kraft angeordnet ist.
In dem in 5 gezeigten Beispiel wirkt eine Kraft 53 auf das Applikator-Gegenstück 5. Die Lichtquelle 55 ist ausgehend von dem Applikator-Gegenstück 5 in der Gegenrichtung zur Kraft 53 angeordnet und wird daher von der Steuerung 17 zur Erzeugung von Licht angesteuert. Hierdurch wird der Person, die den Applikator 3 in das Applikator-Gegenstück 5 einführt, angezeigt, in welche Richtung der Applikator 3 zu bewegen ist, um die auf den Applikator 3 wirkende Kraft zu reduzieren.
6 zeigt eine schematische Darstellung einer Regel zur Art der Wiedergabe einer Information. Die Wiedergabevorrichtung 21 kann dazu konfiguriert sein, die von der Steuerung 17 erzeugte Information auf verschiedene Arten wiederzugeben. Beispielsweise gibt die Wiedergabevorrichtung 21 die Information auf eine erste Art wieder, wenn der wenigstens eine Messwert innerhalb eines ersten Wertebereichs 57 liegt, und gibt die Information auf eine zweite Art wieder, wenn der wenigstens eine Messwert innerhalb eines zweiten Wertebereichs 59 liegt. In dem in 6 gezeigten Beispiel repräsentiert der Messwert den Betrag einer auf das Applikator-Gegenstück 5 ausgeübten Kraft. Wenn der Betrag der Kraft so klein ist, dass der Betrag innerhalb des ersten Wertebereichs 57 liegt, gibt die Wiedergabevorrichtung 21 die Information auf eine erste Art wieder. Beispielsweise leuchten die in 5 dargestellten Lichtquellen 51 Grün oder Orange. Wenn jedoch der Betrag der Kraft so groß ist, dass der Betrag innerhalb des zweiten Wertebereichs 59 liegt, gibt die Wiedergabevorrichtung 21 die Information auf eine zweite Art wieder. Beispielsweise leuchten die in 5 dargestellten Lichtquellen 51 Rot.

Claims

Vorrichtung (12; 12A; 12B) zum Trainieren der Bedienung eines medizinischen Strahlentherapiegerätes, umfassend: ein Applikator-Gegenstück (5) mit einer Kontaktfläche (13), wobei das Applikator-Gegenstück (5) dazu konfiguriert ist, einen auf das Strahlentherapiegerät aufsetzbaren Applikator (3) wenigstens teilweise aufzunehmen; eine Messvorrichtung (15), welche dazu konfiguriert ist, wenigstens einen Messwert zu messen, wobei der wenigstens eine Messwert eine auf das Applikator-Gegenstück (5) ausgeübte Kraft (33) und/oder ein auf das Applikator-Gegenstück (5) ausgeübtes Drehmoment (33) repräsentiert; eine Steuerung (17), welche dazu konfiguriert ist, eine auf dem wenigstens einen Messwert basierende Information zu erzeugen; und eine Wiedergabevorrichtung (21), welche dazu konfiguriert ist, die Information wiederzugeben.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Applikator-Gegenstück (5) eine Öffnung (27) zum Einführen des Applikators (3) in einen durch die Kontaktfläche (13) begrenzten Hohlraum (29) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Hohlraum (29) zylinderförmig oder kegelförmig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Hohlraum (29) eine Länge (37) von mindestens 5 cm, insbesondere mindestens 8 cm, aufweist; und/oder wobei die Öffnung (27) einen Durchmesser (39) von mindestens 3 mm und höchstens 8 mm aufweist.
Vorrichtung (12A) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Orientierung des Applikator-Gegenstücks (5) bezogen auf ein Gehäuse (43) der Vorrichtung (12A) variabel einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Applikator-Gegenstück (5) dazu konfiguriert ist, den Applikator (3) entlang einer Längsrichtung (35) aufzunehmen; wobei die Messvorrichtung (15) dazu konfiguriert ist, als den wenigstens einen Messwert eine Richtung und/oder einen Betrag einer auf das Applikator-Gegenstück (5) ausgeübten Kraft (33) zu messen, deren Richtung (41) quer zu der Längsrichtung (35) orientiert ist; und/oder wobei die Messvorrichtung (15) dazu konfiguriert ist, als den wenigstens einen Messwert eine Richtung und/oder einen Betrag eines auf das Applikator-Gegenstück (5) ausgeübten Drehmoments (33) zu messen, dessen Richtung (41) quer zu der Längsrichtung (35) orientiert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Messvorrichtung (15) dazu konfiguriert ist, den wenigstens einen Messwert fortlaufend zu messen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Information eine Richtung, eine Gegenrichtung und/oder einen Betrag einer von der Messvorrichtung (15) gemessenen Kraft umfasst; und/oder wobei die Information eine Richtung, eine Gegenrichtung und/oder einen Betrag eines von der Messvorrichtung (15) gemessenen Drehmoments umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Wiedergabevorrichtung (21) eine Anzeigevorrichtung umfasst, welche dazu konfiguriert ist, die Information anzuzeigen; und/oder wobei die Wiedergabevorrichtung (21) einen Akustikvorrichtung umfasst, welche dazu konfiguriert ist, Töne in Abhängigkeit der Information zu erzeugen; und/oder wobei die Wiedergabevorrichtung (21) eine Rückkopplungsvorrichtung (49) umfasst, welche dazu konfiguriert ist, eine Gegenkraft und/oder ein Gegendrehmoment auf das Applikator-Gegenstück (5) in Abhängigkeit der Information zu bewirken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Wiedergabevorrichtung (21) eine Anzeigevorrichtung umfasst, welche von dem Applikator-Gegenstück (5) nicht weiter als 50 cm, insbesondere nicht weiter als 30 cm oder nicht weiter als 15 cm, entfernt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Wiedergabevorrichtung (21) mehrere um das Applikator-Gegenstück (5) verteilt angeordnete Lichtquellen (51) umfasst und wobei die Steuerung (17) dazu konfiguriert ist, die Lichtquellen (51) in Abhängigkeit des wenigstens einen Messwerts zur Erzeugung von Licht anzusteuern.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Steuerung (17) dazu konfiguriert ist, die Lichtquellen (51) in Abhängigkeit einer Richtung einer von der Messvorrichtung (15) gemessenen Kraft (53) und/oder in Abhängigkeit einer Richtung eines von der Messvorrichtung (15) gemessenen Drehmoments (53) zur Erzeugung von Licht anzusteuern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Wiedergabevorrichtung (21) dazu konfiguriert ist, die Information auf eine erste Art wiederzugeben, wenn der wenigstens eine Messwert innerhalb eines ersten Wertebereichs (57) liegt, und die Information auf eine zweite Art wiederzugeben, wenn der wenigstens eine Messwert innerhalb eines zweiten Wertebereichs (59) liegt, wobei sich der erste Wertebereich (57) und der zweite Wertebereich (59) nicht überschneiden.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der erste Wertebereich (57) so gewählt ist, dass der Applikator (3) im Wesentlichen ausschließlich elastisch verformt wird, wenn der wenigstens eine Messwert innerhalb des ersten Wertebereichs (57) liegt; und wobei der zweite Wertebereich (59) so gewählt ist, dass der Applikator (3) im Wesentlichen plastisch verformt wird, wenn der wenigstens eine Messwert innerhalb des zweiten Wertebereichs (59) liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Wiedergabevorrichtung (21) dazu konfiguriert ist, die Information unmittelbar nach der Messung wiederzugeben.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, ferner umfassend: eine Aufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen des wenigstens einen Messwerts; und/oder eine Datenschnittstelle (25) zum Ausgeben des wenigstens einen Messwerts.
System (1) zum Trainieren der Bedienung eines medizinischen Strahlentherapiegerätes, umfassend: eine Vorrichtung (12; 12A; 12B) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, ein Applikator (3) und ein Gegenstand (7), auf welchen der Applikator (3) aufsetzbar ist.
System nach Anspruch 17, wobei das Applikator-Gegenstück (5) so ausgebildet ist, dass eine Oberfläche des Applikators (3) mit der Kontaktfläche (13) des Applikator-Gegenstücks (5) in Kontakt ist, wenn das Applikator-Gegenstück (5) den Applikator (3) wenigstens teilweise aufgenommen hat.
System nach Anspruch 17 oder 18, wobei der Gegenstand (7) das medizinische Strahlentherapiegerät ist oder eine Attrappe ist, deren Form und Gewicht denen des medizinischen Strahlentherapiegeräts annähernd gleich ist.
System nach einem der Ansprüche 17 bis 19, ferner umfassend: ein den Gegenstand (7) tragendes Stativ (9), welches mehrere Glieder (11) und Gelenke (10) umfasst, wobei die Gelenke (10) die Glieder (11) des Stativs (9) relativ zueinander bewegbar miteinander verbinden.