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Die
Erfindung betrifft eine Patientenlagerungsvorrichtung für ein Computer-Tomographie-Gerät.
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Ein
Computer-Tomographie-Gerät,
kürzer auch
als CT bezeichnet, dient der Erzeugung von dreidimensionalen oder
Schnittbildern des Körpers eines
zu untersuchenden Patienten. Es weist eine sogenannte Gantry auf,
innerhalb derer eine Röntgenstrahlenquelle
auf einer Kreisbahn rotiert. Auf der gleichen Kreisbahn rotiert
diametral gegenüberliegend
ein Röntgenbilddetektor,
der die von der Röntgenstrahlenquelle
ausgehende Röntgenstrahlung detektieren
kann. Der zu untersuchende Patient wird im Zentrum der Rotationsbewegung
von Röntgenstrahlenquelle
und Röntgenbilddetektor
positioniert und von der Röntgenstrahlung
durchlaufen.
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Das
CT detektiert als Rohbilddaten zweidimensionale Projektionen des
in der Gantry platzierten Körpers
als Röntgenaufnahmen.
Die Projektionsrichtung entspricht dem jeweiligen Rotationswinkel von
Röntgenstrahlenquelle
und Röntgenbilddetektor.
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Ein
Computer errechnet aus den zweidimensionalen Rohbilddaten Schnittbilder
oder dreidimensionale Bilddaten. Die Qualität der Bilddaten hängt von
der Positionierung und stabilen Lage des Patienten in der Gantry
ab. Bewegungen des Patienten beeinträchtigen die Bildqualität und müssen durch
eine stabile Patientenlagerung vermieden werden. Es ist üblich, die
Gantry je nach Untersuchungszweck für die Aufnahme der Rohbilddaten
um eine horizontale Achse zu kippen. Durch die Kippung wird die
Lage der Rotationsachse von Röntgenstrahlquelle
und Röntgenbilddetektor
gegenüber
der Längsachse
des zu untersuchenden Patienten gekippt. Die Patientenlagerungsvorrichtung
muss die Längsachse
des auf ihr lagernden Patienten zu diesem Zweck unabhängig von
der Kippbewegung der Gantry stabil halten.
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Außerdem kann
es je nach Untersuchungszweck auch gewünscht sein, die Lage des Patienten so
zu verändern,
dass er entweder mit erhöht
liegendem Kopf oder mit erhöht
liegenden Beinen untersucht werden kann. Dazu kippt die Patientenlagerungsvorrichtung
den Patienten so, dass seine Längsachse
gegenüber
der Rotationsachse von Röntgenstrahlenquelle
und Bilddetektor nach oben oder unten gekippt wird.
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Darüber hinaus
ist es wünschenswert,
dass die Patientenlagerungsvorrichtung eine gute Zugänglichkeit
gewährleistet,
damit ein auf ihr lagernder Patient gut betreut werden kann und
damit das Umlagern eines Patienten auf oder von der Patientenlagerungsvorrichtung
weg problemlos vonstatten gehen kann. Für die Umlagerung ist es zusätzlich hilfreich,
wenn die Höhe
der Patientenlagerungsvorrichtung verstellbar ist.
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Aus
der
US 6,070,281 ist
ein Patientenlagerungstisch bekannt, dessen Tischplatte an einem
beweglich gelagerten C-Bogen ihrerseits beweglich angeordnet ist.
Die Lagerung des C-Bogens befindet sich zentral unterhalb der Tischplatte.
Die Höhe
der Tischplatte wird dadurch verstellt, dass der C-Bogen in seiner
Lagerung hin- oder hergefahren wird. Die Anordnung der Lagerung
des C-Bogens unterhalb der Tischplatte schränkt deren Zugänglichkeit
ein. Eine Möglichkeit
zum Kippen der Tischplatte ist nicht offenbart.
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Aus
der
DE 196 31 896 ist
eine Patientenlagerungsvorrichtung bekannt, bei der der Patiententisch
auf einem Sockel ruht. Der Sockel ist zentral unterhalb des Patiententischs
angeordnet. Der Tisch ist auf dem Sockel so gelagert, dass er um
zwei zueinander parallele, horizontale Achsen kippbar ist. Die Anordnung
des Sockels unterhalb der Tischplatte schränkt die Zugänglichkeit des Tischs ein.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Patientenlagerungsvorrichtung
für ein
CT anzugeben, die eine stabile und von einem Kippwinkel der CT-Gantry
unabhängige
Lage des auf ihr liegenden Patienten gewährleistet und gleichzeitig
möglichst uneingeschränkt zugänglich ist.
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Die
Aufgabe wird durch eine Patientenlagerungsvorrichtung mit den Merkmalen
des unabhängigen
Patentanspruchs gelöst.
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Ein
Grundgedanke der Erfindung besteht darin, eine Patientenlagerungsvorrichtung
für ein
Computer-Tomographie-Gerät,
welches eine Gantry umfasst, die um eine horizontale Achse kippbar
ist, anzugeben, wobei die Patientenlagerungsvorrichtung dazu ausgebildet
ist, eine Patientenliege zu tragen. Sie weist ein C-förmiges Teleskop
auf, das dazu ausgebildet ist, die Patientenliege zu tragen, und
das mit der Gantry derart verbindbar ist, dass die Patientenliege
durch eine Aus- oder Einfahrbewegung des Teleskops relativ zu der
Gantry in einer senkrecht zu der horizontalen Achse liegenden Ebene
bewegt wird.
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Durch
die Anordnung der Patientenlagerungsvorrichtung an der Gantry statt
auf einem unter der Patientenliege angeordneten Sockel oder Fuß wird eine
optimale Zugänglichkeit
der Patientenliege bzw. des auf ihr liegenden Patienten erreicht.
Um eine gleichbleibende Positionierung des Patienten zu erreichen,
kann die Patientenliege durch Aus- oder Einfahren des Teleskops
stabil gehalten werden. Eine Kippbewegung der Gantry kann durch
Bewegen des Teleskops so kompensiert werden, dass die Patientenliege
relativ zu der Gantry, aber gegenläufig zu deren Bewegung bewegt
wird. Da der Verbindungspunkt zwischen Gantry und Patientenlagerungsvorrichtung
bei Kippbewegungen der Gantry eine Kreisbahn beschreibt, wird das
Stabilhalten der Patientenlage durch die C-Form des Teleskops unterstützt, indem
die Patientenliege durch das Teleskop ebenfalls auf einer Kreisbahn
bewegt werden kann.
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Die
Anbringung der Patientenlagerungsvorrichtung an der Gantry und damit
in größtmöglicher Nähe von dieser
bewirkt darüber
hinaus eine stabile Abstützung
der Patientenliege und verringert deren Durchbiegung aufgrund des
Patientengewichts im Bereich der Gantry.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Patientenlagerungsvorrichtung
eine Steuerungsvorrichtung auf, die mit der Gantry derart verbunden
ist, dass sie ein von dem Kippwinkel der Gantry abhängiges Signal
als Eingangssignal empfängt,
und die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von diesem Signal
ein Steuersignal zu erzeugen und an das Teleskop abzugeben, welches
in Abhängigkeit
von einem Empfangen dieses Steuersignals aus- oder einfahrbar ist.
Die Steuerungsvorrichtung kann damit dazu verwendet werden, die
gewählte
Patientenlage unabhängig
von Kippbewegungen der Gantry stabil zu halten. Bei geeigneter mechanischer
Auslegung der Patientenlagerungsvorrichtung genügt es dazu, dass die Steuerungsvorrichtung
das Teleskop derart ansteuert, dass die Patientenliege genau gegenläufig zur
Kippbewegung der Gantry bewegt wird.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die
Patientenlagerungsvorrichtung eine Höhenverstelleinrichtung auf,
die mit dem Teleskop derart verbunden ist, dass sie dessen Höhe verstellen
kann. Dadurch ergeben sich flexiblere Möglichkeiten, den Patienten
zu positionieren. Außerdem
kann durch Verstellen der Patientenliege in eine geeignete Höhe des Umlagern
des Patienten auf oder von der Liege erleichtert werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die
Patientenlagerungsvorrichtung so ausgebildet, dass der Radius der
C-förmigen Krümmung des
Teleskops dem Radius der Bahn entspricht, auf der das Teleskop durch
eine Kippbewegung der Gantry bewegt wird. Dabei hängt der
Radius der Teleskop-Bewegung vom Anbringungspunkt der Patientenlagerungs vorrichtung
an der Gantry ab. Durch die Übereinstimmung
der Radien wird gewährleistet,
dass die Lage des Patienten allein durch Aus- oder Einfahren des
Teleskops von Kippbewegungen der Gantry unabhängig gehalten werden kann.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich anhand der
Figurenbeschreibung.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand von Figuren näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
CT-Gantry mit Patientenlagerungsvorrichtung in perspektivischer
Ansicht,
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2 CT-Gantry
mit Patientenlagerungsvorrichtung in Seitenansicht und
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3 CT-Gantry
und Patientenlagerungsvorrichtung mit Steuerungsvorrichtung.
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In 1 ist
ein CT-Gerät 1 mit
Patientenlagerungsvorrichtung dargestellt. Von dem CT 1 sind lediglich
die Gantry 3 sowie der die Gantry 3 tragende Fuß 5 dargestellt,
auf weitere Einzelheiten wurde der Übersichtlichkeit halber verzichtet.
Innerhalb der Gantry 3 rotieren eine nicht dargestellte
Röntgenstrahlenquelle
und ein ebenfalls nicht dargestellter Röntgenbilddetektor einander
diametral gegenüberliegend
auf einer Kreisbahn. Das Zentrum der Kreisbahn befindet sich in
der mittigen Öffnung
der Gantry 3, in die ein zu untersuchender Patient hineingeschoben
wird. Die Gantry 3 ist in der Darstellung nicht gekippt,
sondern vertikal orientiert.
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Die
Patientenlagerungsvorrichtung umfasst eine Patientenliege 7,
die in die Öffnung
der Gantry 3 hineingeschoben werden kann, so dass ein auf
ihr liegender Patient für
die Aufnahme von CT-Rohbilddaten geeignet positioniert werden kann.
Die Patientenliege 7 wird durch eine Liegenführung 9 gehalten, in der
sie in Längsrichtung
verschoben werden kann. Sie kann mit der Liegenführung 9 fest verbunden oder
nur auf diese aufgelegt sein.
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Die
Liegenführung 9 ist
mit einem C-förmigen
Teleskop 11 verbunden. Durch Aus- oder Einfahren des Teleskops 11 wird
die Liegenführung 9 relativ zur
Gantry 3 bewegt. Aufgrund der C-Form des Teleskops 11 beschreibt
sie dabei eine kreisbogenförmige
Bahn. Das Teleskop 11 ist am längsseitigen Ende der Liegenführung 9 angeordnet,
wodurch der Raum unterhalb der Liegenführung frei bleibt. Dies erhöht die Zugänglichkeit
der Patientenlagerungsvorrichtung für medizinisches Personal beim
Betreuen oder Umlagern eines Patienten auf der Patientenliege 7.
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Das
Teleskop 11 ist mit der Gantry 3 verbunden, so
dass es beim Kippen der Gantry 3 mit dieser zusammen bewegt
wird. Seine Bewegung beschreibt beim Kippen der Gantry 3 eine
Kreisbahn, deren Radius vom Anbringungspunkt des Teleskops 11 an
der Gantry 3 sowie von deren horizontaler Kippachse abhängt. In
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Radius des C-Bogens
des Teleskops 11 gleich dem Radius der Kreisbahn des Teleskops 11 bei
Kippbewegungen der Gantry 3 gewählt.
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Das
Teleskop 11 ist an der Gantry 3 über eine
Höhenverstelleinrichtung 13 angebracht,
die ein Verstellen der Höhe
des Teleskops 11 und damit der Patientenliege 7 ermöglicht.
Dadurch werden die Möglichkeiten
der Positionierung des Patienten sowohl für die Aufnahme von CT-Rohbilddaten
als auch für
das Umlagern oder sonstige Behandeln des Patienten erweitert. Durch
ein Verstellen der Höhe
des Teleskops 11 mittels der Höhenverstelleinrichtung 13 ändert sich
der Radius der Kreisbahn, die die Bewegung des Teleskops 11 aufgrund
von Kippbewegungen der Gantry 3 beschreibt.
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Wird
die Höhe
des Teleskops 11 durch die Höhenverstelleinrichtung 13 so
gewählt,
dass die Radien von dessen Bewegug aufgrund von Kippbewegungen der
Gantry 3 und von dessen C-förmiger Krümmung übereinstimmen,
ist das Stabilhalten der Patientenlage unabhängig von einem Kippen der Gantry 3 besonders
einfach bewerkstelligbar. In diesem Fall genügt es nämlich, das Teleskop gegenläufig zur
Kippbewegung aus- oder einzufahren, wodurch die Patientenliege 7 gegenläufig zur
Kippbewegung bewegt wird. Unabhängig
von Kippbewegungen der Gantry 3 kann das Teleskop 11 auch dazu
genutzt werden, die Lage eines auf der Patientenliege 7 liegenden
Patienten so zu verändern,
dass er zum Beispiel mit erhöht
liegendem Kopf oder erhöht
liegenden Beinen in die Gantry 3 hineingeschoben werden
kann.
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In 2 ist
die gleiche Anordnung von CT 1 und Patientenlagerungsvorrichtung
wie in der vorangehenden Figur in Seitenansicht dargestellt. Die Gantry 3 ruht
vertikal orientiert auf dem Fuß 5.
Das Teleskop 11 ist soweit ausgefahren, dass die Liegenführung 9 horizontal
orientiert und damit senkrecht zur Gantry 3 ausgerichtet
ist. Eine eventuelle Kippbewegung der Gantry 3 würde in der
gewählten
Darstellung um eine horizontale Achse erfolgen, die senkrecht zur
Ebene der Zeichnung orientiert ist.
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In 3 ist
eine Gantry 3 samt Patientenlagerungsvorrichtung und zugehöriger Steuerungsvorrichtung 21 schematisch
in Seitenansicht dargestellt. Die Gantry 3 ist mit einem
Kippwinkel-Motor 15 verbunden, der durch eine Kippwinkel-Steuerung 19 angesteuert
wird. In der gewählten
Darstellung ist sie durch den Kippwinkel-Motor 15 im Uhrzeigersinn
gekippt worden.
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Die
Kippwinkel-Steuerung 19 ist mit der Steuerungseinrichtung 21 verbunden.
Sie erzeugt ein Ausgangssignal, das den gegenwärtigen Kippwinkel der Gantry 3 repräsentiert
und das von der Steuerungseinrichtung 21 als Eingangssignal
empfangen wird. Zusätzlich
ist ein Kippwinkel-Aufnehmer 17 im Bereich der Gantry 3 angeordnet,
der deren Kippwinkel detektiert. Die Detektion kann zum Beispiel
optisch durch Überwachung
einer visuellen Winkelteilung oder elektrisch durch potentiometrische
Winkelaufnehmer erfolgen.
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Die
Steuerungsvorrichtung 21 erzeugt als Ausgangssignale Steuersignale
zur Ansteuerung des Teleskops 11 sowie der Höhenverstelleinrichtung 13. Durch
die Steuersignale steuert sie somit Lage und Orientierung der Patientenliege 7.
Sie kann dazu eingesetzt werden, eine durch medizinisches Personal vorgebbare
Position der Patientenliege 7 anzufahren.
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Außerdem kann
die Steuerungsvorrichtung 21 auch dazu eingesetzt werden,
die Position der Patientenliege 7 unabhängig von Bewegungen der Gantry 3 stabil
zu halten. Dazu steuert sie zunächst die
Höhenverstelleinrichtung 13 derart
an, dass der Verbindungspunkt zwischen Teleskop 11 und
Gantry 3 in einer solchen Höhe ist, dass der Radius des C-Bogens
des Teleskops 11 mit dem Radius von dessen kreisbahnförmiger Bewegung
aufgrund von Kippbewegungen der Gantry übereinstimmt. Die nun erreichte
Position der Patientenliege 7 und damit eines auf ihr liegenden
Patienten kann stabil gehalten werden, indem das Teleskop 11 gegenläufig zu
einer Kippbewegung der Gantry 3 aus- oder eingefahren wird.
Die Information über
eine Kippbewegung erhält die
Steuerungsvorrichtung 21 durch Empfangen der Ausgangssignale
entweder der Kippwinkel-Steuerung 19 oder des Kippwinkel-Aufnehmers 17.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung verfügt die Steuerungsvorrichtung 21 über ein
Programm, das das Stabilhalten der Lage der Patientenliege unabhängig von
der durch die Höhenverstelleinrichtung 13 eingestellten
Höhe gestattet.
Das Programm verwendet zu diesem Zweck Kennlinien für jede Ausgangsposition
der Patientenliege 7, anhand derer aufgrund von Kippwinkeländerungen
entsprechende Steuersignale für
die Höhenverstelleinrichtung 13 und
das Teleskop 11 erzeugt werden.
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Die
Kennlinien hängen
von der Geometrie der Gantry 3 sowie des Teleskops 11 und
der Höhenverstelleinrichtung 13 ab
und können
entweder vom Hersteller der Patientenlagerungsvorrichtung geliefert
oder bei Inbetriebnahme durch ein Kalibrierverfahren aufgezeichnet
werden.