-
Querverweis
zu verwandten Anmeldungen
-
Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen einer
Priorität
unter 35 USC 119(a)–(d)
der am 29. Juli 2002 eingereichten französischen Patentschrift Nr. 02
09634, deren gesamter Inhalt hiermit unter Bezugnahme eingegliedert
werden soll.
-
Hintergrund
der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung ist auf
einen Mechanismus zum Zusammendrücken
einer Brust in einem Mammographiegerät gerichtet. Insbesondere ist sie
auf einen Mechanismus und ein Gerät gerichtet, die ein Zusammendrücken ermöglichen
und gleichzeitig einer Vorschrift genügen, welche Grenzwerte der
auf die Brüste
aufgebrachten Zusammendrückkräfte festlegt.
-
Ein Mammographiegerät wird verwendet,
um Bilder einer Patientenbrust anzufertigen. In der Praxis hat das
Gerät eine
vertikale Stütze,
die einen Brustauflagetisch trägt,
auf dem der Patient seine Brust so in Lage bringt, dass ein Bild
davon angefertigt werden kann. Unterhalb des Brustauflagetischs befindet
sich ein Detektor, für
gewöhnlich
eine lichtempfindliche Filmkartusche, ebenso wie verschiedene Vorrichtungen
zum Begrenzen unerwünschter
Effekte in dem Bild. Die Spitze der Stütze trägt Einrichtungen zum Emittieren
von Strahlung, wie zum Beispiel eine Röntgenröhre, deren Strahlen in Richtung der
Kartusche gerichtet sind.
-
Das Mammographiebild soll das Vorhandensein
von Mikroverkalkungen aufdecken, die einen beginnenden Krebs andeuten
können.
Diese Bilderzeugung kann nur unter bestimmten Bedingungen wirkungsvoll
sein. Eine dieser Bedingungen ist die Härte der Röntgenstrahlen. Die Röntgenstrahlen müssen hart
sein, so dass das erhaltene Bild die zu erfassenden Strukturen mit
ausreichendem Kontrast aufdeckt. Über dies muss sowohl aus Gründen der Stabilität als auch
der Bildqualität
die Patientenbrust zusammengedrückt
werden. Verschiedene Druckkräfte
können
aufgebracht werden. In der Praxis benötigen Druckkräfte dieser
Art das Eingreifen von Bedienungspersonal, das das Aufbringen dieser
Kräfte steuert.
Die erforderlichen Kräfte,
insbesondere Druckkräfte
bis zu 300 Newton, benötigen
wiederholte körperliche
Anstrengung auf Seiten des meist weiblichen Bedienungspersonals.
Schließlich
ist diese Anstrengung für
das Bedienungspersonal ermüdend
(und für
den Patienten unbequem).
-
Um das Problem der Ermüdung des
Bedienungspersonals zu lösen,
kann der Zusammendrückmechanismus
motorisiert sein. In einem Beispiel weist der Zusammendrückmechanismus
ein Druckstück
auf, das für
Röntgenstrahlen
transparent ist und auf die Brust draufgelegt werden soll. Ein motorangetriebener
Wagen transportiert das Druckstück.
-
Es gibt jedoch Vorschriften, die
fordern, dass die motorangetriebene Druckkraft auf 200 Newton begrenzt
sein muss. Der Wagen oder das Druckstück ist mit einer Kraftmessvorrichtung,
insbesondere mit einem Dehnmessstreifen versehen. Diese Vorrichtung
empfängt
ein Signal, wenn die Druckkraft größer als oder gleich wie ein
erster Grenzwert, beispielsweise 200 Newton, wird. Dieses Signal
wird in einem logischen System verwendet, um den Motor zu stoppen
oder um die Übertragung
der Kräfte
von dem Motor zu stoppen. Wenn zum Zweck der Untersuchung größerer Druck
erforderlich ist, dann fordert die Vorschrift, dass der zusätzliche
Druck durch manuelle Betätigung
zur Verfügung
gestellt werden muss. Die bekannten Vorrichtungen haben dafür ein zusätzliches
mechanisches System, das dazu verwendet wird, das Druckstück manuell
von dem Wagen wegzubewegen, wobei beispielsweise ein Getriebesystem
verwendet wird. Das Bedienungspersonal kontrolliert visuell die
Größe der Bewegung
oder der Druckkraft mittels einer anderen Messvorrichtung, wenn
dies nötig
ist.
-
Dieser Lösungsansatz birgt zwei Probleme. Erstens
sind zum Steuern des Drucks zusätzliche Messeinrichtungen
zum Messen der durch das manuelle Zusammendrücken geschaffenen zusätzlichen
Kräfte
erforderlich. Zweitens, und vor allem, ist der zusätzliche
Mechanismus kompliziert. Insbesondere benötigt er viel Platz und ist
in der Herstellung kostenintensiv.
-
Kurzbeschreibung
der Erfindung
-
Die Erfindung und deren Ausführungsbeispiele
schaffen eine zusätzliche
mechanische Vorrichtung für
die vorzusehenden zusätzlichen
Kräfte sowie
für das
Messen der auf die beiden Mechanismen, nämlich den motorangetriebenen
Mechanismus und den manuell betätigten
Mechanismus aufgebrachten Kräfte.
-
Die Erfindung und deren Ausführungsbeispiele
ist ein Zusammendrückmechanismus
insbesondere für
ein Mammographiegerät,
das folgendes aufweist eine Stütze,
die einen Brustauflagetisch und ein Druckstück zum Zusammendrücken einer
Brust gegen den Tisch trägt;
einen Wagen, der das Druckstück
trägt;
eine parallel zu der Stütze
verlaufende Endlosgewindestange, die in eine Mutternplatte des Wagens
geschraubt ist und einen Motor, der die Endlosgewindestange in der
Mutternplatte drehen läßt, wobei
die Mutternplatte die Form eines Rads hat und einen Mechanismus
aufweist, um das Mutternplattenrad an der Endlosgewindestange drehen
zu lassen, wenn die Endlosgewindestange drehblockiert ist.
-
Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
-
Die Erfindung und deren Ausführungsbeispiele
können
aus der folgenden Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen
verstanden werden, in denen:
-
1 eine
perspektivische Teilansicht eines Zusammendrückmechanismus für ein Mammographiegerät ist;
-
2 eine
perspektivische Teilansicht eines Wagenantriebsmechanismus in einem
Mammographiegerät
ist; und
-
3 eine
Schnittansicht einer Endlosgewindestange und eines manuellen Antriebsmechanismus
ist.
-
Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
-
In den Ausführungsbeispielen der Erfindung wird
eine an dem Wagen befestigte Mutternplatte durch eine bewegliche
Mutternplatte ersetzt. Ein Rad, das an sich gedreht werden kann,
ersetzt die feste Mutternplatte. Zu einer anfänglichen Zusammendrückstufe
ist das Mutternrad fest gehalten und kann nicht selbst gedreht werden.
Wenn der Motor eine Endlosgewindestange antreibt, wird das Mutternrad
entlang der Endlosgewindestange abgesenkt und zur selben Zeit wird
das Zusammendrücken durch
den Wagen und das auf dem Wagen montierte Druckstück ausgeführt. Wenn
der Grenzwert für
das motorangetriebene Zusammendrücken
erreicht ist, oder bevor er in Abhängigkeit von einer Bedienungspersonalanforderung
erreicht ist, wird der Motor angehalten und das Bedienungspersonal
betätigt
das Mutternrad an sich. Die Drehung des Mutternrads an sich verursacht,
dass sich das Mutternrad entlang der Endlosgewindestange bewegt.
-
Wenn die Bewegung motorangetrieben
ist, dreht sich die Endlosgewindestange an sich, während sich
das Mutternrad nicht dreht. Wenn die Zusammendrückbewegung des Wagens manuell
erhalten wird, dreht sich nicht mehr die Endlosgewindestange an
sich, sondern die Mutternplatte wird durch Drehung angetrieben.
-
Die Mutternraddrehung wird durch
den Wagen an sich in so einer Weise ausgeführt, dass sie sich mit dem
Wagen bewegt. In Ausführungsbeispielen
der Erfindung liefert der Dehnmessstreifen ein Signal der selben
Art, ungeachtet der Position, an der ein Dehnungsmessstreifen an
dem Wagen oder dem Druckstück
montiert ist.
-
1 ist
eine Teilansicht eines Mammographiegeräts. Das Mammographiegerät hat eine
Stütze 1,
die einen (nicht gezeigten) Brustauflagetisch trägt. Z. B. befindet sich der
Brustauflagetisch, der mittels eines Höheneinstellmechanismus verschoben
werden kann, an einer ausgewählten
Höhe in
einem unteren Teil 2 der Stütze 1. Ein Druckstück zum Zusammendrücken (nicht
gezeigt) wird durch einen Wagen 3 getragen und kann sich
vertikal zu dem Brustauflagetisch bewegen, um die Brust zusammenzudrücken. Eine
Röntenstrahlen
emittierende Vorrichtung (nicht gezeigt) wird durch den Wagen 3 getragen
und kann sich vertikal zu dem Brustauflagetisch bewegen, um die
Brust zusammenzudrücken.
Eine Röntenstrahlen
emittierende Vorrichtung ist in einem Gehäuse 4 in Lage gebracht,
das sich um die Stütze 1 herum
befindet. Bei gewissen Mechanismen kann die Stütze 1 selbst in die
Horizontalrichtung gedreht werden, so dass sie mit sich zusammen
alle die Vorrichtungen mitnimmt, die sie trägt.
-
Der Wagen 3 bewegt sich
in einer durch einen Motor 5 unterstützten Art und Weise, der eine Endlosgewindestange 6 drehbar
antreibt. Eine Mutternplatte 7 ist einerseits fest mit
dem Wagen 3 verbunden und andererseits mit der Endlosgewindestange 6 in
Eingriff. Wenn der Motor 5 läuft, dreht sich die Endlosgewindestange 6 ansich.
Zu diesem Zweck wird die Endlosgewindestange 6 beispielsweise
durch Kugelgelenklager 8 und 9 gehalten, die durch
die Stütze 1 mittels
Bügeln 10 bzw.
11 gestützt sind.
Der Wagen 3 bewegt sich parallel zu der Stütze 1,
weil er zudem durch ein Führungssystem,
das zwei Führungsstangen 12 und 13 aufweist,
geführt
wird.
-
Wie in 2 gezeigt
ist, hat die Mutternplatte 7 die Form eines Rads und das
Mammographiegerät hat
einen Mechanismus 14, um das Mutternplattenrad 7 an
der Endlosgewindestange 6 drehen zu lassen, wenn diese
blockiert ist. In einem Beispiel blockiert ein einfaches Stoppen
der Drehung des Elektromotors 5 die Endlosgewindestange.
In einem Ausführungsbeispiel,
treibt der Motor die Drehung der Endlosgewindestange 6 mittels
eines Motoruntersetzungsgetriebes an, dessen Untersetzungsverhältnis so
ist, dass es die Umkehrbewegung vollständig unmöglich macht. Als ein alternatives
Ausführungsbeispiel
oder insbesondere als eine Ergänzung,
kann mit der Betätigung
des Motors 5 das Lösen
einer an der Endlosgewindestange 6 angebrachten Bremse kombiniert
werden, um das Stoppen des Motors mit dem Drücken dieser Bremse an die Stange 6 gleichzustellen,
damit verhindert wird, dass diese sich dreht.
-
Da das Mutternplattenrad 7 so
montiert ist, dass es sich an dem Wagen 3 frei dreht, kann
seine Drehung die Vertikalbewegung des Wagens 3 entlang
der Führungsstangen 12 und 13 antreiben. Wenn
sich die Stange 6 unter der Wirkung des Motors 5 dreht,
sollte gesehen werden, wie ein Motoruntersetzungsgetriebe der selben
Bauart die Drehung des Mutternrads 7 verhindert, zumindest
dann, wenn die durch den Motor 5 verursachte Druckkraft
geringer als ein Grenzwert ist, beispielsweise als ein Grenzwert
von 200 Newton.
-
3 zeigt
eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels
des Mutternplattenrads 7. Das Mutternplattenrad 7 hat
eine Mutter 15, die beispielsweise aus Kunststoff gefertigt
ist und auf das Gewinde 16 der Stange 6 geschraubt
ist. Die Mutter 15 ist außerdem fest mit einem Rad 18,
beispielsweise durch Verbindungsschrauben 17, verbunden.
Das Rad 18, das beispielsweise aus Kupfer oder Bronze gefertigt
ist, kann sich mit Bezug auf den Aufbau des Wagens 3 selbst
um eine Achse 19 drehen, die kolinear mit der Achse der
Endlosgewindestange 6 ist. An einer seiner Flächen, hat
das Rad 18 eine Hülse 20,
die fest damit verbunden ist. Die Hülse 20 ist kreisförmig und
hohl und hat einen Vorsprung der Mutter 15 innerhalb ihres
Mittelabschnitts. Die Hülse 20 ist
mit einer kreisförmigen
Abstufung 21 versehen. Die Hülse 20 ist mit der
Abstufung 21 auf einem Kugellager 22 gelagert.
Das Kugellager 22 ist bevorzugter Weise ein Schrägkugellager.
Das Kugellager 22 ist an einer Seite flach gegen die Abstufung 21,
durch das Vorhandensein eines als einen Klipp 23 bekannten
Klemmrings an seiner anderen Seite, in Lage gebracht. Der Klipp 23 ist
an dem unteren Ende der Hülse 20 montiert.
Durch die Abstufung 21 und den Ring 23 sind die
Hülse 20 und
daher das Rad 18 an dem Innenring 24 des Kugellagers 22 gestützt.
-
Ein Außenring 25 des Kugellagers 22 ist
für seinen
Teil in einem ringförmigen
Hohlraum 26 des Wagens 3 gehalten, der kolinear
zu der Achse 19 ist. Der Hohlraum 26 hat einen
Anschlag 27, gegen den sich eine Kante des Außenrings 25 lehnt.
Die andere Kante des Außenrings 25 lagert
an einem zweiten Klipp 28. Mit der in 3 gezeigten Anordnung kann gesehen werden,
dass die Bewegung der Mutter 15 entlang der Stange 6 die
Bewegung des Rads 18 antreibt und mit deren Bewegung den
Wagen 3 antreibt. Die Positionen der Abstufungen 21 und
der Anschläge 27 kann
umgekehrt sein. Diese beiden Merkmale können durch Anordnungen unter
Verwendung von Klipps ersetzt werden.
-
In einem Ausführungsbeispiel hat das Mutternplattenrad 18 Zähne an seinem
Umfang und die Zähne 29 erstrecken
sich radial zu der Achse 19 und verlaufen parallel zu dieser
Achse 19. In diesem Ausführungsbeispiel kann das Rad 7 mittels
einer zweiten Endlosgewindestange 30, die in 2 gezeigt ist und die sich
selbst um eine Achse 31 drehen kann, in Bewegung gebracht
werden. Die Achse 31 steht im Wesentlichen senkrecht zu
der Achse 19. Die zweite Endlosgewindestange 30 hat
einen Gewindeabschnitt. Der Gewindeabschnitt der Stange 30 kann auf
eine Zone begrenzt sein, die dafür
ausgelegt ist, mit den Zähnen 29 des
Rads 18 in Kontakt zu kommen. Diese Gewinde der Stange 30 greifen
mit den Zähnen 29 in
einander ein. Die Stange 30 hat zudem Lager 32 und 33 die
mittels Kugellagern an dem Wagen 3 montiert sind. An einem
Ende hat die zweite Endlosgewindestange 30 ein kleines Getrieberad 34, das
mit einem großen
Getrieberad 35 kämmt.
Das große
Getrieberad 35 ist fest mit einem kleinen Getrieberad verbunden,
das mittels eines Riemens 36 durch eine gezahnte Scheibe
angetrieben wird (in 2 nicht
gezeigt). Die Scheibe ist durch ihre Drehwelle an dem Wagen 3 entlang
einer Achse 37 parallel zu der Achse 31 in Eingriff. 1 zeigt die Scheibe 38 die
den Riemen 36 antreibt. Eine Spannvorrichtung, die in Form
eines Lagers 39 gezeigt ist, das sich in einem Loch 40 bewegen
kann, schafft die Reibungskraft auf dem Riemen 36 an einem
Umfang der Scheibe 38 und den unterschiedlichen Getrieberädern, die
der Riemen antreibt.
-
Der Mechanismus 14 funktioniert
folgendermaßen.
In einer ersten Stufe wird der Motor 5 eingeschaltet und
der Wagen 3 übt
auf die Patientenbrust mittels des Druckstücks und des Brustauflagetisches einen
Druck aus. Ruf eine bekannte Weise hat der Wagen 3 oder
das Druckstück
einen Dehnmessstreifen an einer geeigneten Stelle seines Aufbaus.
Der Dehnmessstreifen gibt ein Signal aus, wenn die Belastung, die
sich aus der Druckkraft ergibt, einer Druckkraft von 200 Newton
entspricht. Zu diesem Zeitpunkt wird der Motor 5 angehalten
und bevorzugter Weise blockiert eine Bremsvorrichtung die Endlosgewindestange 6.
Das Bedienungspersonal greift dann die Scheibe 8 und dreht
sie selbst, wodurch die Drehung der zweiten Endlosgewindestange 30 verursacht
wird und daher wird die Drehung des Mutternplattenrads 7 an
sich um die unbewegliche Endlosgewindeschraube 6 bewirkt.
-
In einem Ausführungsbeispiel verursacht eine
Drehung der Scheibe 38 eine halbe Drehung oder eine drittel
Drehung der Drehung der zweite Endlosgewindestange 30.
Durch Drehung um eine Umdrehung, übt die Endlosgewindestange 30 eine einem
der Zähne 29 seines
Rads 7 entsprechende Bewegung des Rads 7 aus.
Somit wird ein beträchtliches
Untersetzen erzielt. Dieses Untersetzen ist insbesondere groß, da das
Rad 18 gezahnt ist. Somit erfordert die von dem Bedienungspersonal
benötigte Kraft
zum Erreichen der durch die Vorschriften dargelegten Druckkraft
300 Newton keine Anstrengung für das
Bedienungspersonal.
-
Wenn die durch das Bedienungspersonal aufgebrachte
Kraft größer als
300 Newton wird, wird der Antriebsmechanismus der Scheibe 38 entkoppelt,
so dass das Bedienungspersonal die Patientenbrust keiner Druckkraft
unterziehen kann, die größer als
die der Vorschrift ist. Dieser Entkopplungsmechanismus kann ein
Reibungsmechanismus sein. Bevorzugter Weise wird der Kraftübertragungsmechanismus
das Lösen
eines elastischen Eingriffsmechanismus aufweisen, beispielsweise
eines konischen Eingriffsmechanismus. Die Bewegung des Reibungskonus
kann motorangetrieben sein. Wenn die Scheibe 38 entkoppelt
ist, wird sie nicht mehr durch den Riemen 36 angetrieben.
Der Entkopplungsmechanismus kann an anderen Stellen an dem Mechanismus 14 montiert
sein. Der Entkopplungsmechanismus kann auch durch ein System zum
Blockieren der Bewegung des Mechanismus 14 in einer Richtung
ersetzt werden.
-
Es gibt mehrere mögliche Mechanismen, die zum
Lösen des
Drucks auf die Brust verwendet werden können. Zunächst ist es soweit, wie es
möglich ist,
die Bewegung des Motors 5 in Richtung eines stärkeren Zusammendrückens über 200
Newton zu verhindern, möglich,
der Bewegung zum Lösen
des Drucks zu ermöglichen, über 200
Newton zu gehen. Daher ist es, wenn das Bedienungspersonal die Brust über den
Grenzdruck zusammengedrückt
hat und wenn über
dies das Eingriffssystems ins Spiel gekommen ist, ausreichend, den
Motor 5 umgekehrt zu drehen, um den Wagen wieder nach oben
bewegen zu lassen und damit den Druck von der Brust zu lösen. Wenn,
mit anderen Worten, das Bedienungspersonal über den durch manuelles Einstellen
erlaubten maximalen Druck gegangen ist, kann der Druck durch manuelle
Einstellung gelöst
werden, nachdem die Bilder angefertigt wurden.
-
Überdies
kann zum Ermöglichen
der manuellen Einstellung, egal welcher Wert für den Druck gewählt wurde,
selbst wenn dieser unterhalb von 200 Newton liegt, die Endlosgewindestange 6 blockiert werden,
sobald der Motor gestoppt ist, selbst wenn der Grenzwert nicht erreicht
wurde.
-
Der Fachmann kann verschiedene Modifikationen
im Aufbau und/oder der Funktion und/oder der Art und/oder der Weise
oder Gleichstellungen davon zu den offenbarten Ausführungsbeispielen
machen oder vorschlagen, ohne dabei vom Bereich und Ausmaß des Schutzes
abzuweichen.
-
Ein Zusammendrückmechanismus, der in einem
Mammographiegerät
verwendet werden kann, hat einen Motor, der mittels einer Endlosgewindestange
(6) eine an einem Wagen (3) des Mechanismus befestigte
Mutternplatte (7) antreibt. Der Wagen des Mammographiegeräts trägt ein Druckstück, das die
Brust auf einen Brustauflagetisch drückt. Die Drehung des Rads (19)
an sich mit einem manuellen Antriebssystem (14, 35 bis 37)
vereinfacht den Mechanismus während
zur selben Zeit die Vorschriften hinsichtlich des Zusammendrückens eingehalten
werden.