DE19929654C1 - Koppeleinrichtung für eine Antriebseinrichtung und eine verstellbare Lagerungsplatte einer medizinischen Einrichtung - Google Patents

Abstract

Die Lagerungsplatte (1) ist zumindest in Richtung ihrer Längsachse (2) sowohl über die Antriebseinrichtung (4) als auch von Hand manuell verstellbar. Über die Koppeleinrichtung ist eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Antriebseinrichtung (4) und der Lagerungsplatte (1) herstellbar und aufhebbar, derart, daß bei einer kraftschlüssigen Verbindung die Lagerungsplatte (1) über die Antriebseinrichtung (4) und bei aufgehobener kraftschlüssiger Verbindung die Lagerungsplatte (1) manuell zumindest in Richtung ihrer Längsachse (2) verstellbar ist. Gemäß der Erfindung wirkt die Koppeleinrichtung unmittelbar zwischen der Antriebseinrichtung (4) und der Lagerungsplatte (1).

Description

Patientenlagerungstische werden bei medizinischen Einrichtun­ gen dazu eingesetzt, um Untersuchungsobjekte, insbesondere Patienten, für bestimmte medizinische Untersuchungen und/oder Behandlungen zu lagern. Bei röntgenologischen, insbesondere Computertomographie- aber auch Magnetresonanz-Untersuchungen sowie der Strahlenbehandlung aber auch zu sonstigen Behand­ lungen, bei denen ein Objekt in Bezug zu einem Behandlungsin­ strument oder Gerät genau, insbesondere reproduzierbar, posi­ tioniert werden muß, ist es erforderlich, eine exakte Ver­ stellung und Positionierung der Lagerungsplatte eines solchen Patientenlagerungstisches zu gewährleisten. Es ist zur Ver­ stellung der Lagerungsplatte bekannt, hierzu eine Antriebs­ einrichtung vorzusehen, die einen um Räder geführten Zahnrie­ men aufweist, an dem die Lagerungsplatte zu deren Verstellung angreift. Mit zumindest einem dieser Räder ist ein Antrieb über eine steuerbare Koppeleinrichtung verbunden. Es ist im eingekoppelten Zustand somit möglich, die Lagerungsplatte über den Antrieb zumindest entlang ihrer Längsachse zu ver­ stellen. Eine präzise Positionierung des Patienten zum Dia­ gnose- oder Therapiesystem ist somit möglich. Zudem erleich­ tert es das Arbeiten des medizinischen Personals, da hierzu kein Kraftaufwand erforderlich ist. Um eine schnelle Verstel­ lung der Lagerungsplatte bei Stromausfall oder bei einer eventuellen medizinischen Behandlung des Patienten zu ermög­ lichen, kann der Antrieb von dem zumindest einen Rad abgekop­ pelt werden, so daß die Lagerungsplatte von Hand zumindest entlang ihrer Längsachse verstellbar ist. Dies ist insbeson­ dere dann von Vorteil, wenn der Patient in eine Röhre oder einen Tunnel zur Behandlung eingeführt wird, wie dies bei Computertomographie- oder Magnetresonanzuntersuchungen erfor­ derlich ist. Soll der Patient beispielsweise nach der medizi­ nischen Behandlung weiter untersucht oder behandelt werden, so muß er mit der Lagerungsplatte möglichst exakt an der ur­ sprünglichen Untersuchungs-Behandlungsstelle positioniert werden. Zur Positionserfassung der Lagerungsplatte ist die Verwendung von Encodern und Referenzschaltern am Antrieb in Verbindung mit der Antriebseinrichtung und/oder der Lagerungsplatte vorbekannt.

Die Verstellung der Lagerungsplatte in die Untersuchungsposi­ tion erfolgt aufgrund der Signale der Encoder über den An­ trieb und softwaregesteuert.

Aus der DE 31 26 643 A1 ist ein Strahlendiagnosegerät mit einer Einrichtung zum Verstellen einer Lagerungsvorrichtung für ein Untersuchungsobjekt mittels eines Schrittmotors in Verbindung mit einer Spindel bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Koppeleinrichtung der ein­ gangs genannten Art so auszuführen, daß die Lagerungsplatte auf einfache Weise von der Antriebseinrichtung abkoppelbar ist und daß nach dem Abkoppeln und dem Verstellen der Lage­ rungsplatte wieder eine präzise Ankopplung an die Antriebs­ einrichtung sowie eine exakte Positionierung der Lagerungs­ platte ermöglicht wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Pa­ tentanspruches 1 gelöst.

Vorteil der Erfindung ist, daß, wie aus dem Stand der Technik bekannt, die Lagerungsplatte zumindest in Richtung ihrer Längsachse sowohl über eine Antriebseinrichtung als auch von Hand manuell verstellbar ist. Mittels einer Koppeleinrichtung zum Aufheben einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Antriebseinrichtung und der Lagerungsplatte ist bei einer kraftschlüssigen Verbindung die Lagerungsplatte über die An­ triebseinrichtung und bei aufgehobener kraftschlüssiger Ver­ bindung die Lagerungsplatte von Hand manuell zumindest ent­ lang ihrer Längsachse verstellbar. Erfindungsgemäß wirkt die Koppeleinrichtung unmittelbar zwischen der Antriebseinrich­ tung und der Lagerungsplatte, wodurch insbesondere Toleran­ zen, die beim Stand der Technik durch die Elastizität des Zahnriemens oder aufgrund der Stufung der Encoder hervorgeru­ fen werden, nicht mehr in Erscheinung treten.

Es ist vorteilhaft, die Koppeleinrichtung als Magneteinrich­ tung auszuführen, insbesondere dann, wenn die Magneteinrich­ tung zumindest einen Dauermagneten aufweist. Solche Dauerma­ gnete sind kostengünstig, zudem benötigen sie keine Energie zum Erzeugen oder Aufheben der Magnetfelder.

Weist die Koppeleinrichtung zumindest eine magnetische Platte und einen Dauermagneten auf, wobei die Platte und der Dauer­ magnet relativ zueinander um eine Schwenkachse schwenkbar sind, und wobei die Verschwenkung über einen Hebel erfolgt, so ist auf einfache Weise eine Kopplung zwischen der Platte und dem Dauermagneten und damit zwischen der Lagerungsplatte und der Antriebseinrichtung auf einfache und präzise Weise möglich.

Alternativ zu einer magnetischen Koppeleinrichtung kann auch eine mechanische Koppeleinrichtung mit geringem Verbindungs­ spiel Anwendung finden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Antriebseinrichtung ein Antriebsmittel aufweist, das an einer Spindel zu deren Rotierbarkeit und deren Längsachse angreift, und wenn die Spindel über eine Spindelmutter und die Koppeleinrichtung mit der Lagerungsplatte in Verbindung steht. Über die Spindel in Verbindung mit der Spindelmutter ist eine sehr präzise Posi­ tionierung der Lagerungsplatte möglich.

Gemäß einer ersten Variante eines Ausführungsbeispieles der Erfindung ist eine an der Spindelmutter angreifende, sich zu­ mindest annähernd senkrecht zur Längsachse der Spindel er­ streckende Trageinrichtung mit zumindest einem Bereich mit magnetischem Material vorgesehen und an der Lagerungsplatte zumindest eine dem Bereich zugeordnete Magneteinrichtung an­ geordnet, wobei die Magneteinrichtung mit einem Hebel in Ver­ bindung steht, über den sie um die Schwenkachse schwenkbar ist, und wobei beim Verschwenken der Hebelanordnung die Ma­ gnetverbindung aufhebbar ist. Gemäß einer alternativen Vari­ ante eines Ausführungsbeispieles der Erfindung ist zumindest eine an der Spindelmutter sich zumindest annähernd senkrecht zur Längsachse der Spindel erstreckende Trageinrichtung für zumindest eine Magneteinrichtung vorgesehen und an der Lage­ rungsplatte zumindest ein der Magneteinrichtung zugeordneter magnetischer Bereich vorgesehen, wobei der magnetische Be­ reich mit einem Hebel in Verbindung steht, über den er um die Schwenkachse schwenkbar ist und wobei beim Verschwenken der Hebelanordnung die Magnetverbindung aufhebbar ist. Es ist so­ mit eine präzise Kopplung und Endkopplung zwischen der An­ triebseinrichtung und der Lagerungsplatte auf einfache Weise sichergestellt.

Um eine symmetrische Beanspruchung sicherzustellen und hier­ durch ein Verkanten der Lagerungsplatte, der Spindel und der Spindelmutter zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn beider­ seits der Mittelachse der Lagerungsplatte eine Koppeleinrich­ tung vorgesehen ist, die über den Hebel miteinander verbunden sind.

Um Toleranzen auszugleichen ist es vorteilhaft, wenn die Ma­ gneteinrichtungen bzw. die magnetischen Bereiche in einer Richtung entlang der Schwenkachse verstellbar gelagert sind.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispie­ les anhand der Zeichnungen in Verbindung mit den Unteransprü­ chen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispieles der Koppeleinrichtung nach der Erfindung in prinzipieller Darstellung,

Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht auf die Koppeleinrichtung nach der Fig. 1,

Fig. 3 ein mit einer Spindelmutter in Verbindung stehende Trageinrichtung eines ersten Teiles der Koppelein­ richtung nach den Fig. 1 und 2,

Fig. 4 ein zweites Teil der Koppeleinrichtung nach den Fig. 1 und 2 und

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer mechanischen Koppelein­ richtung nach der Erfindung.

In den Figuren sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugs­ zeichen gekennzeichnet. In der Fig. 1 ist in prinzipieller Weise eine Lagerungsplatte 1 einer medizinischen Einrichtung, beispielsweise eines Diagnose- und/oder Therapiegerätes und/oder Behandlungsgerätes dargestellt, die zumindest ent­ lang ihrer Längsachse 2 an zumindest einer Führungsschiene 3 verstellbar ist. Eine Antriebseinrichtung ist mit dem Bezugs­ zeichen 4 gekennzeichnet und weist im Ausführungsbeispiel ei­ nen motorischen Antrieb 5 auf, der bevorzugt mit einer Spin­ del 6 in Verbindung steht. Es ist aber auch möglich, die An­ triebseinrichtung 4 so auszuführen, daß sie einen motorischen Antrieb aufweist, der an einem sich längs des Verstellweges der Lagerungsplatte 1 erstreckenden Riemen zu dessen Verstel­ lung angreift. Bei der bevorzugten Ausgestaltung ist eine Spindelmutter 7 vorgesehen, die über den motorischen Antrieb 5 entlang der Spindel 6 verstellbar ist. Es ist selbstver­ ständlich, daß hierbei eine Kopplung zwischen dem motorischen Antrieb 5 und der um ihre Längsachse drehbar gelagerten Spin­ del 6 besteht. Mit der Spindelmutter 7 steht eine sich zumin­ dest annähernd senkrecht zur Längsachse der Spindel 6 er­ streckende Trageinrichtung 8 in Verbindung, die gemäß einer ersten Variante der Erfindung zumindest einen Bereich 9 (Fig. 3) mit magnetischem Material oder gemäß einer zweiten Variante einen Magneten 10 aufweist, der vorzugsweise als Dauermagnet ausgeführt ist. Diese Trageinrichtung 8 ist ein erstes Teil der erfindungsgemäßen Koppeleinrichtung. Ein zweites Teil (Fig. 4) der erfindungsgemäßen Koppeleinrichtung weist gemäß der ersten Variante einen Magneten 10 auf, der über ein Lagerelement 11 mit der Lagerungsplatte 1 in Ver­ bindung steht. Der Magnet 10 ist am Lagerelement 11 um eine Schwenkachse 12, vorzugsweise über einen Hebel 13, ver­ schwenkbar. Über das Lagerelement 11 und dessen Verbindungs­ mitteln an der Lagerungsplatte ist eine Justierung des Magneten 10 in Bezug zum magnetischen Bereich 9, durch bei­ spielsweise an dem Lagerelement 11 vorgesehene Langlöcher, möglich. Gemäß der zweiten Variante ist an dem Lagerelement 11 beispielsweise eine Platte 14 aus magnetischem Material über den Hebel 13 um die Schwenkachse 12 verschwenkbar.

Aus der Fig. 1 geht hervor, daß die Antriebseinrichtung 4 über die erfindungsgemäße Koppeleinrichtung mit der Lage­ rungsplatte 1 in Verbindung steht. Durch Ansteuerung des mo­ torischen Antriebes 5 und die dadurch bewirkte Rotation der Spindel 6 um deren Längsachse wird die Spindelmutter 7 und damit über die Koppeleinrichtung die Lagerungsplatte 1 ent­ lang ihrer Längsachse 2 verstellt. Eine Entkopplung erfolgt durch das Verschwenken des Magneten 10 bzw. der Platte 14 um die Schwenkachse 12 über den Hebel 13, wobei beim Verschwen­ ken die magnetische Kraft zwischen dem Magneten 10 und dem magnetischen Bereich 9 aufgrund des sich hierbei vergrößern­ den Luftspaltes reduziert wird und dadurch die Kopplung auf­ gehoben werden kann. Die Lagerungsplatte 1 ist bei einer Ab­ kopplung somit von Hand entlang ihrer Längsachse 2 und von der Spindelmutter 7 weg verstellbar. Um die Resthaltekraft zwischen dem Magneten 10 und dem magnetischen Bereich 9 zu reduzieren, kann ein verstellbares Element, beispielsweise eine Schraube 15 (Fig. 3) vorgesehen sein, an der sich der Magnet 10 bzw. die Platte 14 beim Verschwenken um die Schwenkachse 12 abstützt. Eine Schraube 15 ist deshalb geeig­ net, da hierüber eine Justierung auf einfache Weise erfolgen kann.

Aus der Fig. 4 geht hervor, daß der Magnet 10 bzw. die Platte 14 entlang der Schwenkachse 12 elastisch verstellbar gelagert ist, wozu beispielsweise Federelemente beiderseits des Magne­ ten 10 oder der Platte 14 vorgesehen sein können. Hierdurch kann eine Positionierungenauigkeit zwischen dem Magneten 10 und der Platte 14 ausgeglichen werden.

Aus den Fig. 3 und 4 geht ferner hervor, daß jeweils zu bei­ den Seiten der Spindel 6, die vorzugsweise entlang der Mitte der Lagerungsplatte 1 angeordnet ist, um somit Verkantungen beim Verstellen der Lagerungsplatte 1 zu vermeiden, erfin­ dungsgemäße Koppeleinrichtungen vorgesehen sind. Auch hier­ durch wird vermieden, daß bei der Ankopplung bzw. beim Abkop­ peln Verkantungen und damit Kraftmomente an der Spindelmutter 7 und damit an der Spindel 6 entstehen. Im Ausführungsbei­ spiel wird zur Entkopplung der Hebel 13, der L-förmig ausge­ staltet ist, gemäß der Fig. 1 nach oben angehoben. Zur An­ kopplung wird der Hebel 13 in die in der Fig. 1 dargestellte Position gebracht, wo er z. B. auf einem Lager 16 aufliegt. Hiernach wird die Lagerungsplatte 1 in Richtung zur Spindel­ mutter 7 verstellt, bis eine magnetische Ankopplung erfolgt ist. Auf diese Weise sind eine sehr große Positioniergenauig­ keit und Reproduzierbarkeit der Position der Lagerungsplatte 1 ermöglicht.

Aus der Fig. 5 geht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Koppeleinrichtung hervor, die als mechanische Koppeleinrich­ tung mit geringem Verbindungsspiel ausgeführt ist. Hiernach ist an der Spindelmutter 7 ein erstes L-förmiges Koppelele­ ment 17 angeordnet. Ein zweites, beispielsweise L-förmiges Koppelelement 18 steht mit der Lagerungsplatte 1 in Verbin­ dung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist an einem ersten Schenkel 19 des ersten L-förmigen Koppelelementes 17 eine Ausnehmung 20 vorgesehen, in die ein an einem ersten Schenkel 21 des zweiten L-förmigen Koppelelementes 18 angeordneter Zapfen 22 greifen kann. Der Zapfen 22 ist hierzu in Richtung der Ausnehmung 20 elastisch verstellbar gelagert und über ei­ nen Hebel 23 aus der Ausnehmung 20 verstellbar. Um ein leich­ tes Eingreifen des Zapfens 22 in die Ausnehmung 20 zu ermög­ lichen, ist dessen der Ausnehmung 20 zugeordneter Bereich mit einander zulaufenden Flächen versehen. Im angekoppelten Zu­ stand trifft beispielsweise die Stirnseite 24 des ersten Schenkels 19 des ersten L-förmigen Koppelelementes 17 an den zweiten Schenkel des zweiten L-förmigen Koppelelementes 18, um somit eine Position der Lagerungsplatte 1 zur Spindelmut­ ter 7 zu definieren. Um diese Position mit geringem mechani­ schem Spiel zu fixieren, greift der Zapfen 22, wie gezeigt, in die Ausnehmung 20. Die Lagerungsplatte 1 ist somit über die Spindelmutter 7 mit der Antriebseinrichtung verbunden und hierüber verstellbar. Zur Auflösung dieser Kopplung kann der Zapfen 22 über den Hebel 23 aus der Ausnehmung 20 verstellt werden, wodurch eine Abkopplung erfolgt und die Lagerungs­ platte 1 entlang ihrer Längsachse 2 von der Spindelmutter 7 weg verstellbar ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, beiderseits der Spindelmutter 7, d. h., also sym­ metrisch zur Mittellinie der Lagerungsplatte 2 eine entspre­ chende mechanische Koppeleinrichtung vorzusehen, um die er­ wähnten Verkantungen zu vermeiden.

Im Rahmen der Erfindung kann selbstverständlich auch nur eine Koppeleinrichtung vorgesehen sein, die dann bevorzugt im Bereich der Spindelachse 6 vorgesehen ist, um beim An- und Abkoppeln Verkantungen zu vermeiden. Es ergibt sich somit eine etwas kostengünstigere Konstruktion.

Claims (10)

1. Koppeleinrichtung für eine Antriebseinrichtung und eine verstellbare Lagerungsplatte (1) einer medizinischen Einrich­ tung,
wobei die Lagerungsplatte (1) zumindest in Richtung ihrer Längsachse (2) sowohl über die Antriebseinrichtung (4) als auch von Hand manuell verstellbar ist,
wobei über die Koppeleinrichtung eine kraftschlüssige Verbin­ dung zwischen der Antriebseinrichtung (4) und der Lagerungs­ platte (1) herstellbar und aufhebbar ist, derart, daß bei ei­ ner kraftschlüssigen Verbindung die Lagerungsplatte (1) über die Antriebseinrichtung (4) und bei aufgehobener kraftschlüs­ siger Verbindung die Lagerungsplatte (1) von Hand manuell zu­ mindest in Richtung ihrer Längsachse (2) verstellbar ist,
wobei die Koppeleinrichtung unmittelbar zwischen der An­ triebseinrichtung (4) und der Lagerungsplatte (1) wirkt.

2. Koppeleinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Koppeleinrichtung als Magneteinrichtung (10) ausge­ führt ist.

3. Koppeleinrichtung nach Anspruch 2, wobei die Magneteinrichtung (10) zumindest einen Dauermagne­ ten aufweist.

4. Koppeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei die Koppeleinrichtung zumindest einen magnetischen Be­ reich (9) und einen Dauermagneten aufweist,
wobei der magnetische Bereich (9) und der Dauermagnet relativ zueinander um eine Schwenkachse (12) schwenkbar sind und
wobei die Verschwenkung über einen Hebel (13) erfolgt.

5. Patientenlagerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Koppeleinrichtung als mechanische Koppeleinrichtung mit geringem Verbindungsspiel ausgeführt ist.

6. Koppeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei die Antriebseinrichtung (4) ein Antriebsmittel auf­ weist, das an einer Spindel (6) zu deren Rotierbarkeit um de­ ren Längsachse angreift,
wobei die Spindel (6) über eine Spindelmutter (7) und die Koppeleinrichtung mit der Lagerungsplatte (1) in Verbindung bringbar ist.

7. Koppeleinrichtung nach Anspruch 6,
wobei eine an der Spindelmutter (7) angreifende, sich zumin­ dest annähernd senkrecht zur Längsachse der Spindel (6) er­ streckende Trageinrichtung (8) mit zumindest einem magneti­ schen Bereich (9) vorgesehen ist und
an der Lagerungsplatte (1) zumindest die dem magnetischen Be­ reich (9) zugeordnete Magneteinrichtung (10) angeordnet ist, wobei die Magneteinrichtung (10) mit einem Hebel (13) in Ver­ bindung steht, über den sie um die Schwenkachse (12) schwenk­ bar ist, und
wobei beim Verschwenken des Hebels (13) die Magnetverbindung aufhebbar ist.

8. Koppeleinrichtung nach Anspruch 6,
wobei zumindest eine an der Spindelmutter (7) angreifende, sich zumindest annähernd senkrecht zur Längsachse der Spindel (6) erstreckende Trageinrichtung (8) für zumindest eine Ma­ gneteinrichtung (10) vorgesehen ist und
an der Lagerungsplatte (1) zumindest ein der Magneteinrich­ tung (10) zugeordneter magnetischer Bereich (9) vorgesehen ist,
wobei der magnetische Bereich (9) mit einem Hebel (13) in Verbindung steht, über den er um eine Schwenkachse (12) schwenkbar ist, und
wobei beim Verschwenken des Hebels (13) die Magnetverbindung aufhebbar ist.

9. Koppeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei beiderseits der Mittelachse der Lagerungsplatte (1) eine Koppeleinrichtung vorgesehen ist, die über den Hebel (13) miteinander verbunden sind.

10. Koppeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4 oder 6-9, wobei die Magneteinrichtungen (10) bzw. die magnetischen Be­ reiche (9) in einer Richtung entlang der Schwenkachse (12) verstellbar gelagert sind.