DE19708707C2 - Vorrichtung zur Kompression und Dekompression der Wirbelsäule und tomographisches Bildaufnahmeverfahren - Google Patents
Vorrichtung zur Kompression und Dekompression der Wirbelsäule und tomographisches BildaufnahmeverfahrenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kompression
und Dekompression der Wirbelsäule und ein
tomographisches Bildaufnahmeverfahren und ist anwendbar
in der Magnetresonanztomographie und der
Röntgencomputertomographie.
Bildgebende Verfahren sind eine eigene technische
Entwicklungsrichtung und haben u. a. die medizinische
Diagnostik und Therapie bereichert. Trotz der
beachtlichen Erfolge bei der Entwicklung diagnostischer
Verfahren sind die aktuellen Möglichkeiten noch
unzureichend. So ist z. B. die Aussagefähigkeit über die
Kinetik physiologischer Funktionen beschränkt.
Ausnahmen bilden hiervon die Verfahren der
nuklearmedizinischen Diagnostik, z. B. die
Tracermethoden sowie die beim Röntgen genutzten
Kontrastmittel.
Ohne den Einsatz von Tracer bzw. Kontrastmittel liefern
bildgebende Verfahren meist nur Hinweise auf die
Morphologie der untersuchten Strukturen. Auf deren
Funktionsbreite können allenfalls indirekte
Rückschlüsse gezogen werden.
So lassen beispielsweise gehaltene Aufnahmen der
Wirbelsäule und insbesondere der Bandscheiben keine
exakten Aussagen über das Verhalten derselben bei
Kompression bzw. Dekompression zu, da die im Stand
und/oder Sitzen auftretenden Beschwerden nach Einnahme
der Rückenlage durch die damit verbundene
Druckentlastung oft reduziert werden. Im Resultat wird
somit die Auswertung und Beurteilung des objektiven
Befundes bei tomographischen Aufnahmen erschwert.
Obgleich morphologische Veränderungen erkannt werden
können, bleiben belastungsabhängige, so auch
alltagsbezogene Auswirkungen, auf die Funktion
unbetrachtet.
Gerade diese funktionellen Betrachtungen sind für die
zielgerichtete Entwicklung eines optimalen
Behandlungskonzeptes aber von entscheidender Bedeutung.
Wenn es in Bezug auf das o. g. Beispiel gelingt, den
Einfluß von Kompression sowie Dekompression, also der
Be- und Entlastungsphase, auf Wirbelsäule und
Bandscheiben mittels bildgebender Verfahren
darzustellen, dann könnten die nachfolgenden und darauf
aufbauenden medizinischen, diagnostischen und
therapeutischen Maßnahmen individueller festgelegt
werden.
Aus der DD 296 203 A5 ist ein Extensionsgerät zur
gezielten Entlastung der Wirbelsäule bekannt, welches
geneigt auf einer Turnbank angeordnet ist und ein
Kopfteil sowie zwei Rollschlitten aufweist.
Der Nutzer positioniert die Rollschlitten zur
Entspannung der Wirbelsäule individuell.
Nachteilig an dieser Lösung ist, daß nur eine
Entspannung der Wirbelsäule möglich und ein Einsatz des
Gerätes in Tomographen weder vorgesehen noch
realisierbar ist.
In der US 4 131 802 wird eine Vorrichtung beschrieben,
die ein mehrteiliges Halterungssystem für den Einsatz
bei der Computertomographie vorstellt. Jedoch liegt
hier die Intension des Gerätes darin, den stark
unterschiedlichen Anforderungen von Untersuchungen des
Kopfes einerseits und des Unterleibes andererseits zu
genügen und durch die spezielle Konstruktion, die ein
Austauschen der einzelnen Teile ermöglicht, eine
möglichst störungsfreie Untersuchung zu gewährleisten.
Dieses Halterungssystem nimmt die einteilige
Patientenliege auf und führt sie dem Tomographen zu.
Durch diese Konstruktion werden jedoch die oben
beschriebenen Nachteile nicht behoben, da eine
Verschiebung der Teile der Patientenliege gegeneinander
nicht vorgesehen ist, und somit auch eine Kompression
bzw. Dekompression der Wirbelsäule nicht bewirkt werden
kann.
Schlittensysteme werden im Bereich der bildgebenden
Verfahren zum Transport des Patienten in den
Tomographen genutzt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung sowohl zur Kompression als auch zur
Dekompression zu schaffen, welche einfach und preiswert
herstellbar ist, eine dynamische Bildaufnahme im
Tomographen ermöglicht und für unterschiedliche
Tomographiegeräte einsetzbar ist.
Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein tomographi
sches Bildaufnahmeverfahren anzugeben, welches sich
durch hohe Genauigkeit auszeichnet, ohne Kontrastmittel
arbeitet und exakte anthropometrische Messungen ermög
licht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die
Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 und
14.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen beschrieben.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß
gezielt gesteuerte dynamische Bildaufnahmeverfahren der
Wirbelsäule ermöglicht werden, indem eine ganz oder
teilweise in den Tomographen einfahrbare Liege aus min
destens zwei Schlitten besteht, wobei der untere
Schlitten der Aufnahme für Beine und Beckenregion und
der obere Schlitten der Aufnahme der Abschnitte
zwischen Lendenwirbelsäule und Kopf dient und die
Schlitten gegeneinander beweglich ausgebildet sind oder
der obere Schlitten unterteilt ist in einen separaten
Kopfschlitten und einem Zentralschlitten, wobei die
Schlitten gegeneinander beweglich ausgebildet sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu
aussagekräftigen funktionellen Bildaufnahmen sowie
Zeit- und Kostenersparnis, indem während der
Bildaufnahmen die Wirbelsäule entlang ihrer Längsachse
durch Stauchen komprimiert und/oder durch Strecken
dekomprimiert wird.
Infolge von Be- und Entlastungen der Wirbelsäule kommt
es durch physiologische Prozesse
(Flüssigkeitsverschiebungen) zu Veränderungen der Band
scheibenstärke. Diese Lumenänderungen werden als Indi
katoren für den aktuellen Belastungszustand des Faser
knorpels angesehen. Da Flüssigkeitsverschiebungen mit
tels Magnetresonanztomographie sehr genau bestimmt wer
den können, bietet sich das Verfahren zur Messung der
selben an. Durch das erfindungsgemäße spezielle Schlit
tensystem können alle Bereiche der Wirbelsäule be- und
entlastet werden. Die während der Kompression
(Druckkräfte) bzw. Dekompression (Zugkräfte) auftreten
den morphologischen Veränderungen lassen nachfolgend
exakte Diagnosen des Grades von Schädigung/Erkrankung
bzw. auch der optimalen Funktion der erfaßten Struktu
ren bei Gesunden zu.
Das Auftreten von Symptomen bei bandscheibenbedingten
Schädigungen erfolgt oftmals erst unter Kompression.
Mit einer (dynamischen) Erfassung von Veränderungen der
Bandscheiben unter dem Einfluß von
Kompressionen/Traktion können nachfolgend Aussagen über
den Funktionszustand derselben abgeleitet werden.
Durch die Einbeziehung von Funktionskomponenten der
Bandscheiben in die Magnetresonanztomographie-
Diagnostik kann eine Entscheidung hinsichtlich der
weiteren medizinischen Vorgehensweise, z. B. klassische
Stufenbettlagerung nach Bandscheibenvorfall oder
operatives Verfahren objektiviert werden.
Ein weiterer Einsatzbereich ist der Sektor
Leistungsdiagnostik im Sport. So können aus präventiver
Sicht frühzeitig Funktionsveränderungen erfaßt werden.
Mit der gleichen Methodik sind auch Untersuchungen bei
Berufsgruppen mit hoher Wirbelsäulenbelastung möglich.
Mittels der funktionellen Betrachtung ist eine
Evalution verschiedener medizinischer Verfahren und
Geräte in Bezug auf deren Wirkung möglich, z. B.
Extensionsgeräte, Schlingentisch u. a..
Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung besteht darin,
daß die erfindungsgemäße Liege ohne bzw. ohne
wesentliche apparative Veränderungen der
Grundkonfiguration von Tomographie-Geräten anwendbar
ist und eine wesentliche Bereicherung der medizinischen
Technik darstellt. Die Konstruktion ist derart
gestaltet, daß eine modulare Ergänzung der
verschiedenen Tomographen unterschiedlicher Hersteller
möglich wird. So kann jedes bestehende Gerät mit der
speziellen Schlittenkonstruktion nachgerüstet werden.
Für die Realisierung der Erfindung sind folgende
Merkmale wesentlich:
- - Bei der Herstellung des Schlittensystems werden Werkstoffe genutzt, die nicht auf Magnetfelder reagieren (z. B. Plastwerkstoffe, Harzverbindungen o. ä.).
- - Es sind zwei oder mehrere Schlitten (Teilsegmente) möglich.
- - Es können auf den Schlitten das Becken und der Brustkorb mittels Gurten, beispielsweise mit Klettverschlußmanchetten fixiert werden.
- - Zur Kompression der Wirbelsäule werden Steckmodule installiert, welche mit abgepolsterten Flächen auf die Schultern und/oder den Schädel Druck ausüben.
- - Der Zug wird durch Plasteseile, die sich unter dem Schlitten befinden, bzw. andere Möglichkeiten der Führung wie Plastezahnräder bzw. Kunststoffzahnstangen, die auch in den Tomographen (intern) eingebaut werden können, ermöglicht.
- - Durch ein Zusatzteil kann auch die Halswirbelsäule komprimiert bzw. dekomprimiert werden.
- - Die Kräfte für Druck (Kompression) und Zug (Dekompression) werden mittels Umlenkrolle und unterschiedlichen Plastgewichten bzw. computergesteuertem Motor realisiert.
- - Die Rollschlitten weisen einen möglichst geringen Rollreibungswiderstand auf.
- - Die Rollschlitten können unabhängig voneinander fixiert werden.
- - Die oberen Schlitten können noch in Segmente aufgegliedert werden, wodurch eine Unterteilung und Betrachtung ausgewählter Wirbelsäulenabschnitte hinsichtlich der belastungsabhängigen Phänomene ermöglicht wird.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von zumindest
teilweise in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Es zeigen
Fig. 1 Eine Prinzipdarstellung einer teilweise im
Tomographen befindlichen zweiteiligen Liege
Fig. 2 Eine Explosionsdarstellung einer
dreiteiligen Liege mit Modulen für Kopf und
Schultern
Fig. 3A bis 3D Draufsicht, Seitenansicht und Unteransicht
einer dreiteiligen Liege mit Detail
Seilbefestigung
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, befindet sich eine
Person in Rückenlage auf einer Liege L, welche
teilweise in einen Magnetresonanztomographen T
eingefahren ist. Die Liege L ist in dieser
Prinzipdarstellung zweiteilig ausgebildet und besteht
aus dem unteren Schlitten 1 und dem oberen Schlitten 2.
Die Schlittenkonstruktion ist ähnlich wie das
ursprüngliche Auflagesystem des Tomographen realisiert,
d. h. die zu untersuchende Person wird in den
Tomographen reingefahren. Zur Bildaufnahme des
Funktionszustandes der Bandscheiben während Kompression
sowie Dekompression wird auf den Schlitten 1 und 2 ein
Hüftgurt und ein Brustgurt angebracht, der die Person
fixiert. Die Schlitten 1 und 2 können fahrbar auf
spezielle Rollen gezogen oder zusammengeführt werden,
wobei ein Schlitten 1 oder 2 stets fixiert wird. Die
Kompressions- und Dekompressionskräfte können über
Zugseile 8 durch Gewichte bzw. einen steuerbaren
Elektromotor mit einer an den Schlitten 1 oder 2
gekoppelten Winde erzeugt werden, der die Person
fixiert.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsvariante der Liege L
dargestellt, bei welcher der obere Schlitten 2
unterteilt ist in einen separaten Kopfschlitten 3 und
einem Zentralschlitten 4, wobei die Schlitten 3, 4
gegeneinander beweglich ausgebildet sind.
Der untere Schlitten 1 kann, muß jedoch nicht beweglich
gelagert sein.
Der mittlere Zentralschlitten 4 kann noch in drei
zusammensteckbare Einzelschlitten unterteilt sein.
Dadurch können differenziert unterschiedliche Bereiche
der Brustwirbelsäule hinsichtlich Funktion bei
Kompression und Dekompression erfaßt werden.
Die Steckmodule 6a, 6b für Kopf und Schultern lassen
eine größenabhängige Vorstellung auf dem Liegesystem
zu, sie werden zur Kompression der Wirbelsäule (über
Kopf und Schultern) genutzt. Die Module 6a, 6b werden
in Öffnungen 7 eingesteckt.
Ösen für Befestigungsgurte lassen eine Anbringung von
Klettverschlußmanchetten zu, diese wiederum dienen zur
Dekompression der Wirbelsäule, indem z. B. auf dem
unteren Schlitten 1 das Becken fixiert wird und der
mittlere zentrale Schlitten 4 gezogen wird.
In einer Nut unter den Schlitten werden Zugseile 8
(nichtmetallisch) eingehängt bzw. über
Befestigungsmittel 11 befestigt.
Die Schlitten 1, 4, 3 sind fahrbar gelagert, z. B. auf
Rollen durch Nutführung, Gleitschienen o. ä..
Die Fig. 3A bis 3D zeigen verschiedene Ansichten zu der
Explosionsdarstellung in Fig. 2 sowie in einer
Detaildarstellung einer Befestigungsvariante für die
Zugseile 8.
Nachfolgend sollen noch einige Beispiele dafür
aufgezeigt werden, wie - aufbauend auf dynamische
Bildaufnahmen - medizinische Folgeauswertungen
vorgenommen werden können.
Ein Patient kommt mit Beschwerden zum Arzt, der ein
Wurzelreizsyndrom vermutet. Durch eine
Röntgenuntersuchung kann dieser Verdacht nicht erhärtet
werden. Eine tomographische Aufnahme mit dem
erfindungsgemäßen Schlittensystem könnte jedoch die
vorläufige Diagnose in folgender Weise bestätigen:
Der Patient nimmt die Rückenlage ein und mit dem
Bauchgurt wird das Becken fixiert. Dann erfolgt eine
erste Aufnahme. Im Anschluß daran wird über die als
Schulterstützen ausgebildeten Module 6b ein Druck bis
maximal zur Schmerzgrenze auf die Wirbelsäule ausgeübt
(z. B. über Gewichte oder definierte Motorzugbelastung
. . .) und eine weitere Aufnahme angefertigt. Dabei kann
im Lendenwirbelbereich, z. B. Bandscheibe zwischen 4.
und 5. Lendenwirbelkörper eine Protusion (eine
Vorwölbung von Bandscheibenmaterial, die zu Einengungen
der Nervenaustrittsöffnungen führt), sichtbar werden,
die ohne Druckbelastung nicht erkennbar war.
Mit Hilfe einer Aufnahmetechnik in Dekompression kann
bei Patienten mit Protusionen oder Prolaps (Austritt
von Bandscheibenmaterial aus der Bandscheibe, wodurch
die Nervenwurzel gereizt wird) geprüft werden, ob mit
Hilfe der Traktion (definierte Zugbelastung) eine
Repositionierung des ausgetretenen Materials erfolgt.
Dazu werden der Hüft- und der Brustgurt angelegt und
der dazwischenliegende Wirbelsäulenabschnitt des
Patienten wird mit einer (individuell festgelegten)
Zugkraft extendiert.
Mit der gleichen Vorgehensweise können auch
Untersuchungen an der Brust- und Halswirbelsäule
erfolgen, wobei leichte technische Modifikationen (z. B.
Nutzung einer Glissonschlinge zur Traktion der
Halswirbelsäule) durchgeführt werden müssen.
1
unterer Schlitten
2
oberer Schlitten
3
Kopfschlitten
4
Zentralschlitten
5
Befestigungsmittel
6
a Modul für Kopf
6
b Modul für Schultern
7
Öffnungen
8
Zugseile
9
Befestigungselement
L Liege
T Magnetresonanztomographen
L Liege
T Magnetresonanztomographen
Claims (14)
1. Vorrichtung zur Kompression und Dekompression der
Wirbelsäule im Verlauf von tomographischen
Bildaufnahmen, bestehend aus einer ganz oder teilweise
in den Tomographen einfahrbaren Liege (L) aus mindestens
zwei Schlitten (1, 2), wobei der untere Schlitten (1)
der Aufnahme für Beine und Beckenregion und der obere
Schlitten (2) der Aufnahme der Abschnitte zwischen
Lendenwirbelsäule und Kopf dient und die Schlitten (1,
2) gegeneinander beweglich ausgebildet sind und einen
Hüftgurt sowie einen Brustgurt aufweisen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der obere Schlitten (2) unterteilt ist in einen
separaten Kopfschlitten (3) und einen Zentralschlitten
(4), wobei die Schlitten (3, 4) gegeneinander beweglich
ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zentralschlitten (4) aus mehreren
Einzelschlittenteilen zusammengesetzt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der obere Schlitten (2) mindestens ein Modul (6a)
zur Einwirkung auf den Kopf und/oder ein Modul (6b) zur
Einwirkung auf die Schultern aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kopfschlitten (3) mindestens ein Modul (6a) zur
Einwirkung auf den Kopf und/oder der Zentralschlitten
(4) ein Modul (6b) zur Einwirkung auf die Schultern
aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Module (6a, 6b) in Öffnungen (7) zur
größenabhängigen Verstellung einsteckbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schlitten (1) und/oder (2) und/oder (4) und/oder
(3) Mittel (5) zur Befestigung der Haltegurte aufweisen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegung der Schlitten (1, 2, 4, 3)
gegeneinander durch Zugseile (8) und/oder Zahnstangen
und/oder Zahnräder realisiert wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zugseile (8) unter den Schlitten (1, 2, 4, 3)
angeordnet und über Befestigungselemente (9) mit den
Schlitten (1, 2, 4, 3) verbunden sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß alle Bestandteile der von den Schlitten (1, 2, 4, 3)
gebildeten Liege (L) sowie die Zugseile (8) und/oder
Zahnstangen und/oder Zahnräder aus Werkstoffen bestehen,
welche nicht auf Magnetfelder reagieren.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Werkstoffe Kunststoff und/oder Harze und/oder
Holz und/oder nichtmagnetische Metalle bzw.
Metallegierungen sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schlitten (1, 2, 4, 3) und somit die daraus
gebildete Liege (L) fahrbar gelagert sind (ist).
13. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tomographen Magnetresonanztomographen oder
Röntgencomputertomographen sind.
14. Verfahren zur Herstellung von Tomographiebildaufnahmen
der Wirbelsäule, wobei während der Bildaufnahmen die
Wirbelsäule entlang ihrer Längsachse durch Stauchen
komprimiert und/oder durch Strecken dekomprimiert wird.
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- 1998-02-24 WO PCT/DE1998/000582 patent/WO1998037810A1/de active Application Filing
Patent Citations (2)
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