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Die Erfindung betrifft einen Computertomografen für Tiere mit einer angetriebenen, bewegbaren Tischplatte eines Patiententisches und einer in eine Längsachsenrichtung bewegbar gelagerten Gantry nach Anspruch 1.
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Die Durchführung einer computertomografischen Untersuchung von Tieren, insbesondere des Kopfbereiches, erfolgt üblicherweise derart, dass die Tiere, bspw. Pferde, narkotisiert und im narkotisierten Zustand auf den Patiententisch eines Computertomografen aufgelegt werden. Neben dem praktischen Problem, ein betäubtes Tier zu handhaben, wird gerade die Narkotisierung von bspw. Großtieren ungern durchgeführt, da neben dem Verletzungsrisiko bei der Handhabung des Tieres auch die Narkose selbst ein hohes Risiko für das Tier mit sich bringt. Einen Computertomographen, der für eine solche Untersuchung ausgebildet ist, zeigt die US 2012 / 0 330 087 A1.
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Aus der
DE 199 08 494 A1 ist ein Computertomograph mit einer eine Messöffnung aufweisenden Gantry bekannt, mit einem um die Messöffnung bewegbaren Röntgenstrahler zum Durchstrahlen eines Untersuchungsbereiches unter verschiedenen Richtungen, mit einem Detektor zum Aufnehmen entsprechender Projektionen, und mit mindestens einem eine Lagerungsplatte aufweisenden Lagerungstisch, wobei die Gantry in eine Nutzungsposition verfahrbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Gantry unabhängig von dem Lagerungstisch derart verfahrbar ist und der Lagerungstisch so ausgebildet ist, dass sich die Lagerungsplatte durch die Messöffnung erstreckt, wenn die Gantry eine Nutzungsposition einnimmt.
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Die US 2010 / 0 205 740 A1 lehrt einen Träger zum Halten der Anatomie eines Patienten während des Scannens mittels eines Computertomographen, umfassend: einen Halter zum Halten der Anatomie eines Patienten während des Scannens, wobei mindestens ein Teil des Halters röntgentransparent ist. Hierbei wird als Beispiel ein Träger für Großtiere gezeigt.
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Gemäß der WO 2017 / 180 566 A2 werden neue und verbesserte CT-Bildgebungssysteme vorgestellt, die die Fähigkeit verbessern, CT-Bildgebung in einer mobilen Umgebung einzusetzen, wie z. B. in einer ambulanten Umgebung oder als Teil einer mobilen Krankenhauseinheit. Zu den offengelegten Verbesserungen gehören die Implementierung eines internen Antriebssystems zum Bewegen einer Scannerkomponente relativ zu einer festen oder statischen Plattform/Basis, eine verbesserte Modularität der Komponenten für eine schnelle Wartung/Reparatur und die Einbeziehung eines integrierten Patientenausrichtungsmechanismus, der direkt mit dem CT-System verbunden ist.
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Für eine schonende Untersuchung sind spezielle Computertomografen bekannt, die entsprechend einstellbar und verfahrbar sind und bei denen es ausreichend ist, die Tiere zu sedieren, sodass die Tiere bei der Untersuchung ruhiggestellt sind. Nachteilig hieran ist, dass derartige Spezialgeräte teuer und in ihrer Einsatzfähigkeit auf wenige spezielle Zwecke beschränkt sind.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen allgemein verwendbaren Computertomografen bereitzustellen, mit dem auch sedierte Tiere schonend untersucht werden können.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch einen Computertomografen mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Dabei sind alle beschriebenen Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Der Computertomograf für Tiere weist einen Patiententisch mit angetriebener und bewegbarer Tischplatte und eine in eine Längsachsenrichtung bewegbar gelagerte Gantry auf, wobei eine Stützvorrichtung für ein Tier, die mindestens zur Auflage eines Körperteils des Tieres ausgebildet ist, und eine die Tischplatte des Patiententisches und die Gantry verbindende Kopplungseinheit angeordnet sind, wobei mittels der Kopplungseinheit die Gantry beim Bewegen der Tischplatte gemeinsam mit der Tischplatte bewegt wird.
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Der erfinderische Computertomograf ist dabei als ein, beispielsweise in einem Untersuchungsraum, fest montierter, nicht mobiler Computertomograf ausgebildet.
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Bei einer computertomografischen Untersuchung wird das zu scannende Körperteil durch die Gantry, d. h. durch den Tunnel der Gantry bewegt. Um bei dem Computertomografen exakte Aufnahmen von dem zu scannenden Körperteil zu erhalten, ist die Kenntnis über die genaue Position des Körperteils in der Gantry notwendig. Bei üblichen Computertomografen ist hierfür die Gantry in einer festen, unbeweglichen Position, während der Patiententisch in die Gantry (in den Tunnel) hinein oder, sofern er sich bereits in der Gantry befindet, heraus bewegt wird. Die Bestimmung der exakten Position erfolgt somit unter anderem über die Bewegung des Patiententisches.
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Die bewegliche Lagerung der Gantry in Kombination mit der Kopplung der Tischplatte ermöglicht eine zur Tischplattenbewegung gleichzeitige und identische Bewegung der Gantry, wodurch es möglich ist, die Gantry über das zu scannende Körperteil zu bewegen und dabei die Positionsbestimmung wie üblich mittels der Bewegung des Patiententisches durchzuführen.
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Durch die bewegliche Lagerung der Gantry in Kombination mit der Kopplung der Tischplatte können Standardcomputertomografen, die bspw. auch für Menschen und Tiere benutzt werden, die auf einem üblichen Patiententisch mit Tischplatte ablegbar sind, zum Scannen von sedierten Großtieren eingesetzt werden. Der erfinderische Computertomograf ermöglicht es, die Gantry über das zu scannende Objekt anstatt das zu scannende Objekt in die Gantry zu bewegen und dabei die übliche Vorrichtung zur Positionsbestimmung des zu scannenden Objektes zu nutzen.
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Der Computertomograf kann letztlich für alle Tiere verwendet werden. Insbesondere ist seine Verwendung jedoch bei Großtieren wie Ponys, Pferden, Rindern und körperlich größeren Tieren von Interesse, da deren Handhabbarkeit im narkotisierten Zustand schwierig ist. Aufgrund ihres zum Teil besonders hohen Wertes ist der Computertomograf insbesondere für das Scannen von Pferden ausgebildet.
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Patiententische mit verfahrbarer Tischplatte sind bekannt. Dabei steht der Patiententisch mit einem Sockel üblicherweise auf dem Boden des Untersuchungsraums auf und ein Bauteil, wie bspw. die Tischplatte, ist über eine erfindungsgemäße Antriebseinheit bewegbar. Die Bewegung erfolgt dabei auf die Gantry zu bzw. von dieser weg. Die Tischplatte (bzw. das verfahrbare Bauteil) führt eine lineare Bewegung durch, die üblicherweise parallel zum Boden und in Längsachsenrichtung erfolgt. Unter der Längsachsenrichtung kann dabei die Bewegungsrichtung senkrecht zur Tunnelöffnung der Gantry verstanden werden. Die Längsachsenrichtung entspricht zudem üblicherweise der längsachsigen Erstreckungsrichtung der Tischplatte. Dabei kann beispielsweise eine Steuereinheit zum Steuern der Antriebseinheit angeordnet sein, die ebenfalls als Teil des Patiententisches oder als separate Steuereinheit ausgebildet ist.
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Die Gantry ist ebenfalls linear und in die gleiche Richtung bewegbar wie der Patiententisch. Auch sie ist parallel zum Boden bewegbar. Zudem erfolgt auch ihre Bewegung in Längsachsenrichtung, d.h. senkrecht zur Tunnelöffnung in der Gantry. Die Gantry weist keinen eigenen Antrieb für die Bewegung in Längsachsenrichtung auf, sondern wird ausschließlich indirekt über den Antrieb der Tischplatte in Längsachsenrichtung bewegt.
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Unter einer Stützvorrichtung ist eine Vorrichtung zu verstehen, die es ermöglicht, ein sediertes und nicht narkotisiertes Tier, insbesondere ein Großtier, in einer stehenden Position zu behandeln. Die Stützvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, dass zumindest der Kopf des Tieres, insbesondere eines Großtieres, auf ihr abgelegt wird, während das Tier auf seinen Beinen vor der Stützvorrichtung steht.
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Die Stützvorrichtung ist insbesondere auf einer dem Patiententisch gegenüberliegenden Seite der Gantry angeordnet.
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Die Kopplungsvorrichtung erzeugt eine Verbindung (insbesondere eine mechanische Verbindung) zwischen der angetriebenen und bewegbaren Tischplatte und bspw. der bewegbar gelagerten Gantry. Die Kopplungsvorrichtung ist derart ausgebildet, dass eine von einer Antriebseinheit der Tischplatte erzeugte Bewegung der Tischplatte von der Tischplatte auf die Gantry übertragen wird. D. h., die Bewegungen der Tischplatte und die Bewegung der mit ihr gekoppelten Gantry sind sowohl zeitlich, in ihrer Bewegungsrichtung und bei der zurückgelegten Strecke/Zeiteinheit identisch. Die Tischplatte fährt somit beim Scannen des Körperteils auch nicht in den Tunnel der Gantry rein, sondern verbleibt während der Fahrbewegung in einem festen Abstand zur Gantry, der durch die Kopplungseinheit festgelegt wird.
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Die Ausbildung der Kopplungsvorrichtung erfolgt besonders bevorzugt mittels mindestens eines Tragarmes, der mit einem ersten Abschnitt an der beweglichen Tischplatte und mit einem zweiten Abschnitt an der Gantry verbunden ist. Unter „an der Gantry“ wird verstanden, dass der zweite Abschnitt entweder direkt an der Gantry angeordnet ist oder an einem weiteren Bauteil, das die Bewegung der Gantry mitmacht. So kann der zweite Abschnitt der Kopplungsvorrichtung bspw. an einem Traggestell, einer Führungseinheit oder einer Hubvorrichtung angeordnet und befestigt sein.
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Der erste und zweite Abschnitt können jeweils die äußeren Enden des Tragarms sein. Dabei ist der Tragarm insbesondere als Stange oder Bügel ausgebildet. Auch kann die Kopplungsvorrichtung mehrere Tragarme, die beispielsweise parallel nebeneinander angeordnet sind, umfassen.
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Die Verbindung zwischen dem Tragarm und der Tischplatte und/oder zwischen dem Tragarm und der Gantry erfolgt vorzugsweise mittels einfach zu montierender und demontierender Schnellkopplungen. Jede Schnellkopplung kann bspw. als Steckvorrichtung ausgebildet sein. So können die Schnellkopplungen bspw. einen Zapfen und eine Zapfenaufnahme und/oder einen Rastkörper und eine Rastkörperaufnahme umfassen. Vorzugsweise wird dabei ein Zapfen und/oder Rastkörper am Tragarm und eine Zapfenaufnahme und/oder Rastkörperaufnahme am Patiententisch bzw. der Gantry angeordnet.
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Der Patiententisch weist neben einem auf dem Boden fest gelagerten, unbeweglichen Bauteil (Sockel) die beweglich gelagerte und angetriebene Tischplatte auf, die bei üblicher Verwendung des Computertomografen zum Auflegen des Patienten bzw. eines Tieres ausgebildet ist. Die Kopplungseinheit ist mit der beweglich gelagerten und angetriebenen Tischplatte, bspw. über die Schnellkopplung, verbunden.
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Der Antrieb der Tischplatte erfolgt mittels einer Antriebseinheit, die bspw. als Elektromotor ausgebildet sein kann. Zudem ist eine entsprechende Steuereinheit vorgesehen. Die Antriebseinheit kann bspw. Teil des Patiententisches sein. Die Steuereinheit kann ebenfalls Teil des Patiententisches sein, ist vorzugsweise jedoch separat vom Patiententisch ausgebildet und angeordnet.
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Für die Lagerung der Gantry ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Gantry auf einer Führungseinheit beweglich gelagert ist. Die Führungseinheit gewährleistet eine exakt lineare Bewegungsrichtung der Gantry und ist insofern vorzugsweise als Linearführung ausgebildet.
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Die Führungseinheit umfasst besonders bevorzugt Führungsschienen, insbesondere mindestens zwei Führungsschienen, die beispielsweise im Boden des Untersuchungsraums fest verankert sind und auf denen mindestens ein Führungsschlitten beweglich gelagert ist, der zur Aufnahme der Gantry ausgebildet ist. Die auf dem/den Führungsschlitten angeordnete Gantry bewegt sich mit den Führungsschlitten auf den Führungsschienen. Insofern kann die Führungseinheit bspw. als Rollenlager, Schienenführung, Wälzlager o.ä. ausgebildet sein.
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Besonders bevorzugt umfasst die Führungseinheit mindestens ein hydrostatisches Gleitlager, wodurch eine besonders leichte und präzise Bewegung der Gantry möglich ist. Ein hydrostatisches Gleitlager kann bspw. durch eine Führungsschiene und einen auf/an der Führungsschiene geführten und entsprechend gelagerten Führungsschlitten ausgebildet werden. Das hydrostatische Gleitlager kann bspw. dabei helfen, dass die Gantry mittels der üblichen vorhandenen Antriebseinheit der Tischplatte und ohne Zusatzantrieb bewegbar ist.
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Unabhängig davon, ob die Führungseinheit ein oder mehrere hydrostatische Lager, Wälzlager, Rollenlager, Schienenführung, o.ä. aufweist, kann die Führungseinheit auch mehrere Führungsschlitten, bspw. für jede Führungsschiene einen, umfassen, wobei jeweils ein Führungsschlitten an einer Führungsschiene beweglich gelagert werden kann.
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Die Gantry ist unbeweglich auf dem oder den Führungsschlitten angeordnet, während der Führungsschlitten beweglich auf den Führungsschienen gelagert ist. Zwischen den Führungsschlitten und der Gantry kann zudem bspw. eine Vorrichtung zur Lastverteilung, wie bspw. eine Tragplatte, die alle Führungsschlitten verbindet und auf der Gantry aufsteht, angeordnet sein.
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Bei der Ausbildung der beweglichen Gantry mit einer Vorrichtung zur Lastverteilung kann die Kopplungseinheit, bspw. der Tragarm, anstatt mit der Gantry direkt auch mit der Vorrichtung zur Lastverteilung verbunden sein. Auch dies erfolgt vorzugsweise mittels der Schnellkopplung. Selbstverständlich kann der Tragarm auch mit einem oder mehreren Führungsschlitten gekoppelt werden, so dass die auf dem Führungsschlitten stehende Gantry mit der Kopplungseinheit nicht direkt, sondern indirekt verbunden ist.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Computertomograf eine Führungseinheit mit mindestens einem aerostatischen Gleitlager auf. Dabei umfasst das aerostatische Gleitlager, d.h. die Luftlagerung insbesondere zwei Führungsschienen, auf denen Luftlager angeordnet sind, die im Betrieb ein bspw. wenige Mikrometer starkes Luftpolster erzeugen. Die Luftlager sind dementsprechend unterhalb der Gantry angeordnet, so dass zumindest die Gantry auf dem Luftpolster entlang der Führungsschienenlängsrichtung besonders einfach bewegt werden kann. Die Bewegung erfolgt dabei über die Kopplung der Tischplatte des Patiententisches bspw. mit der Gantry, sodass die sich in Führungsschienenlängsrichtung (insbesondere Horizontalrichtung) bewegende Tischplatte die Gantry synchron entlang der Führungsschienenlängsrichtung bewegt. Aufgrund des weitestgehend reibungslosen Luftpolsters reicht eine die Tischplatte bewegende Antriebseinrichtung dazu aus, die Gantry synchron mit zu bewegen.
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Die aerostatische Führungseinheit kann bspw. drei Luftlager umfassen, wobei zwei Luftlager beabstandet zueinander auf einer ersten Führungsschiene angeordnet sind, und ein drittes Luftlager auf der zweiten Führungsschiene aufliegt. Hierdurch wird eine Dreipunktlagerung der Gantry erzeugt, wodurch ggf. vorhandene Unebenheiten ausgeglichen werden können. Vorzugsweise ist das dritte Luftlager dabei als Doppeldüse ausgebildet, das heißt anstatt eines einzelnen dritten Luftlagers sind zwei Luftlager direkt nebeneinander und bspw. aneinander angrenzend angeordnet. Der Abstand des ersten und zweiten Luftlagers entspricht bspw. weitestgehend der Tiefe der Gantry.
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Die Führungsschienen können eine metallische Gleitfläche für die Luftlager aufweisen. Vorzugsweise umfassen sie jedoch Gleitflächen aus Stein oder Granit. Die Luftlager können bspw. als Luftlagerpads ausgebildet sein.
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Die Stützvorrichtung kann insbesondere dafür ausgebildet sein, dass ein Tier, insbesondere ein Pferd, beispielsweise auf vier Beinen vor der Stützvorrichtung steht und zumindest der Kopf, insbesondere auch der Kopf und ein Halsbereich, auf der Stützvorrichtung aufliegt. Um die Untersuchung für das jeweilige Tier besonders schonend zu gestalten, ist zudem vorgesehen, dass die Stützvorrichtung in Vertikalrichtung verstellbar ist. Unter der Vertikalrichtung wird dabei die Bewegungsrichtung ausgehend vom Boden, auf dem das Tier steht, senkrecht nach oben verstanden.
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Die Beweglichkeit der Stützvorrichtung in Vertikalrichtung ermöglicht es, die Stützvorrichtung an unterschiedlich große Tiere anzupassen, sodass auch Tiere unterschiedlicher Höhe eine besonders schonende Kopfhaltung bei der Untersuchung einnehmen.
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Alternativ oder ergänzend kann die Stützvorrichtung zudem in eine Horizontalrichtung (in Längsachsenrichtung L oder quer hierzu) bewegbar ausgebildet sein. D.h., die Stützvorrichtung ist entweder als Ganzes in eine Horizontalrichtung verstellbar und/oder einzelne Teile von der Stützvorrichtung können eine Bewegung parallel zur Bodenfläche, auf dem das Großtier aufsteht, durchführen. Mit der Verstellung der Stützvorrichtung als Ganzes kann insbesondere eine präzisere Positionierung des Tieres vor der Gantry durchgeführt werden. Mit der Verstellbarkeit einzelner Teile der Stützvorrichtung, insbesondere beispielsweise einer Verlängerung oder Verkürzung einer Auflage für einen Tierkopf, kann abhängig von dem jeweils zu behandelnden Tier eine besonders bequeme und beispielsweise auch verletzungsverhindernde Auflageposition für das Tier geschaffen werden.
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Die Untersuchungshöhe des Tieres wird von der Höhe des Tunnels in der Gantry beschränkt. Üblicherweise ist hierfür der Patiententisch auf die richtige Höhe eingestellt. Da bei dem erfinderischen Computertomografen das Tier jedoch nicht auf dem Patiententisch platziert wird, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass eine Hubvorrichtung zum Anpassen der vertikalen Untersuchungshöhe des Tieres angeordnet ist. Die Hubvorrichtung kann entsprechend bekannten Hubvorrichtungen, bspw. mittels Kolben-Zylinder-Einheiten, Scheren-Hubvorrichtungen usw. ausgeführt sein.
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Die Hubvorrichtung ist besonders bevorzugt zum Bewegen der Tiere in Vertikalrichtung ausgebildet. So kann die Hubvorrichtung beispielsweise im Bereich der Stellfläche des Tieres auf dem Boden angeordnet sein, wodurch das Tier entsprechend angehoben oder abgesenkt werden kann. Gerade zum Absenken des Tieres kann es jedoch notwendig sein, dass die Hubvorrichtung in den Boden versenkbar ist, wodurch erhebliche bauliche Anpassungen am Untersuchungsraum notwendig sind.
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Alternativ ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Hubvorrichtung zum Bewegen der Gantry in Vertikalrichtung ausgebildet ist. Diese Hubvorrichtung kann selbstverständlich auch ergänzend zu einer Hubvorrichtung zum Bewegen der Tiere in Vertikalrichtung angeordnet und entsprechend der obigen Beschreibung ausgebildet sein. In diesem Fall wären somit zwei Hubvorrichtungen vorgesehen.
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Die Hubvorrichtung zum Bewegen der Gantry in Vertikalrichtung ist bspw. unterhalb der Gantry angeordnet. Dabei kann die Hubvorrichtung auf der Führungseinheit angeordnet und mit der Gantry in Längsachsenrichtung mittels der Führungseinheit bewegbar gelagert sein. Vorteilhaft ist dabei ein Traggestell mit einer Tragfläche zum Aufstellen der Gantry vorgesehen. Das Traggestell mit der Hubvorrichtung bildet letztlich eine der o.g. Vorrichtungen zur Lastverteilung aus, die über die aerostatischen Gleitlager, alternativ auch über die hydrostatischen Gleitlager auf den Führungsschienen beweglich gelagert ist.
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Die Tragfläche ist mittels der Hubvorrichtung gemeinsam mit der Gantry in Vertikalrichtung bewegbar. Auch ist das Traggestell, die Hubvorrichtung und die Gantry auf den Führungsschienen der Führungseinheit in Führungsschienenlängsrichtung, d.h. insbesondere in Horizontalrichtung, bspw. parallel zum Boden, bewegbar gelagert. Dabei kann die bewegliche Tischplatte des Patiententisches insbesondere mit dem Traggestell gekoppelt sein, sodass über die Bewegung der Tischplatte (und deren Antrieb) das Traggestell mit Hubvorrichtung und Gantry entlang der Führungsschienen bewegbar ist. Vorzugsweise ist auch bei der Ausführung mit Traggestell ein - wie oben beschriebenes - aerostatisches Gleitlager, bspw. eine aerostatische Führungseinheit, angeordnet.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Hubvorrichtung auf dem Boden aufsteht und die Führungseinheit auf einer Oberseite der Hubvorrichtung angeordnet ist, so dass die Gantry auf der Oberseite der Hubvorrichtung die Bewegung in Längsachsenrichtung durchführt. Sowohl bei einer Anordnung der Führungseinheit unterhalb der Hubvorrichtung als auch auf der Oberseite der Hubvorrichtung kann die Führungseinheit entsprechend der obigen Ausführungen ausgebildet sein, wobei sie auch hier vorzugsweise hydrostatische und/oder aerostatische Lager umfasst.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind der Patiententisch mit der Tischplatte und die Gantry auf der Hubvorrichtung, bspw. auf der Oberseite der Hubvorrichtung zum gemeinsamen Bewegen in Vertikalrichtung mittels der Hubvorrichtung angeordnet.
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D.h., sowohl der Patiententisch als auch die Gantry stehen auf der Hubvorrichtung auf und können von der Hubvorrichtung gemeinsam angehoben oder abgesenkt werden. Die Hubvorrichtung bildet dabei bspw. ein Podest aus, auf dem der Patiententisch und die Gantry gemeinsam stehen. Hierdurch ist die Kopplungsvorrichtung besonders einfach ausbildbar und es wird weiterhin eine exakte Erfassung des Tierkörperteils durch den Computertomografen gewährleistet.
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Auch bei dieser Ausführung kann die Führungseinheit auf der Hubvorrichtung angeordnet sein. So können die Führungsschienen auf der Oberseite der Hubvorrichtung angeordnet/befestigt sein und die auf den Führungsschlitten aufstehende Gantry ist auf der Hubvorrichtung in Längsachsenrichtung beweglich.
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Die Führungsschienen mit Führungsschlitten sind auch hier vorteilhafterweise als hydrostatische Gleitlager ausgebildet.
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Der Computertomograf kann zur Anwendung eines Verfahrens zur computertomografischen Untersuchung eines Körperteils eines Tieres, insbesondere eines Kopfes eines Großtieres genutzt werden, das die Schritte aufweist: Sedieren eines Tieres, Positionieren des Körperteils des Tieres auf einer Stützvorrichtung, Kopplung einer Tischplatte eines Patiententisches mit einer Gantry mittels einer Kopplungseinheit, Scannen mindestens des Körperteils des Tieres, wobei beim Scanvorgang die Gantry gemeinsam mit der Tischplatte und mittels eines Antriebes zum Bewegen der Tischplatte bewegt wird.
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Das erfindungsgemäße Koppeln der beweglich gelagerten Gantry mit der angetriebenen und beweglich gelagerten Tischplatte ermöglicht es, den Antrieb der Tischplatte für die Durchführung des Scanvorganges zu benutzen. So kann bei dem erfinderischen Verfahren die Gantry über das zu scannende Objekt bewegt werden, anstatt das zu scannende Objekt in die Gantry hinein zu bewegen, und dabei die notwendige Positionsbestimmung der Tischplatte ausnutzen. Hierdurch können Standardcomputertomografen auch bei Tieren, insbesondere Großtieren, die nur sediert sind, zum Einsatz kommen. Insbesondere kann die Standardsoftware des Computertomografen genutzt werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt:
- 1 schematisch in einer perspektivischen Darstellung eine erste Ausführungsform eines Computertomografen für Tiere mit einer Kopplungseinheit zwischen einem Patiententisch und einer Gantry und einer Stützvorrichtung für einen Tierkopf;
- 2 schematisch in einer perspektivischen Darstellung eine weitere Ausführungsform des Computertomografen für Tiere mit einer Hubvorrichtung;
- 3 schematisch in einer perspektivischen Darstellung einen ersten Ausschnitt einer alternativen Ausführungsform der Hubvorrichtung und Führungseinheit für den Computertomografen für Tiere;
- 4 schematisch in einer weiteren perspektivischen Darstellung einen zweiten Ausschnitt der Ausführungsform aus 4.
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1 zeigt schematisch in einer perspektivischen Darstellung einen Computertomografen 1 für Tiere (hier nicht dargestellt), in diesem Fall für Großtiere, wie bspw. Pferde. Der Computertomograf 1 weist eine Gantry 2 mit einem Tunnel 3 zum Einführen des zu scannenden Körperteils des Patienten (hier nicht dargestellt) bzw. des Tieres auf. Der Computertomograf 1 ist fest im Untersuchungsraum installiert und nicht mobil.
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Die Gantry 2 steht auf einer Platte 4 (Vorrichtung zur Lastverteilung) auf und ist mit dieser fest verbunden. Die Platte 4 steht auf zwei Führungseinheiten 19 auf, die jeweils eine Führungsschiene 6 und einen Führungsschlitten (hier nicht dargestellt) umfassen, wobei die Platte 4 direkt auf dem Führungsschlitten angeordnet ist. Die Führungsschienen sind auf dem Boden 5 des Untersuchungsraums angeordnet. Die Führungsschlitten sind beweglich an den Führungsschienen 6 gelagert. Die Führungsschlitten sind gemeinsam mit der Platte 4 und der Gantry 2 in Längsachsenrichtung (L, durch Pfeile dargestellt) bewegbar.
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Jeder Führungsschlitten bildet mit jeweils einer Führungsschiene 6 ein hydrostatisches Gleitlager aus, wodurch der notwendige Kraftaufwand zum Bewegen der Gantry 2 gering ist.
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Weiter ist in 1 ein Patiententisch 7 dargestellt. Der Patiententisch 7 ist zur Aufnahme eines Patienten, beispielsweise eines Menschen oder eines Kleintieres ausgebildet. Der Patiententisch 7 weist einen Sockel 8 und eine beweglich auf dem Sockel 8 gelagerte Tischplatte 9 auf. Die Tischplatte 9 wird von einer Antriebseinheit (hier nicht dargestellt) angetrieben.
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Die Tischplatte 9 ist in Längsachsenrichtung (L) bewegbar und kann, sofern keine Kopplungseinheit 13 angeordnet ist, mittels der Antriebseinheit bis in den Tunnel 3 der Gantry 2 hineingeschoben werden. Der Patiententisch 7 ist im Bereich einer Vorderseite 10 der Gantry 2 angeordnet. Die Gantry 2 und der Patiententisch 7 gehören zu einem Standardcomputertomografen.
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Auf der der Vorderseite 10 gegenüberliegenden Rückseite 11 der Gantry 2 ist eine Stützvorrichtung 12 angeordnet. Die Stützvorrichtung 12 ist zum Auflegen eines Großtierkopfes (hier nicht dargestellt) ausgebildet. Die hier dargestellte Stützvorrichtung eignet sich insbesondere, um einen Pferdekopf und teilweise den Hals des Pferdes abzulegen. Dabei ist das Pferd in einem sedierten Zustand und steht vor der Stützvorrichtung 12 und mit seinen Beinen auf dem Boden 5 auf. Aufgrund des sedierten Zustandes fällt das Pferd nicht um und der Kopf ist bei der Untersuchung in der Gantry 2 bewegungslos.
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Um die Stützvorrichtung 12 auf unterschiedlich hohe Tiere einstellen zu können, ist diese in Vertikalrichtung V (durch Pfeile dargestellt) höhenverstellbar ausgebildet.
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Weiter zeigt 1 die Kopplungseinheit 13, die den Patiententisch 7 mit der Gantry 2 mechanisch verbindet. Die Kopplungseinheit 13 weist einen Tragarm 14 auf, der hier L-förmig ausgebildet ist. An einem ersten Abschnitt 14a ist der Tragarm 14 mit dem Patiententisch 7, hier mit der Tischplatte 9 des Patiententisches 7 verbunden. Die Verbindung ist über eine Schnellkopplung 17 hergestellt, die eine besonders einfache und schnelle Montage wie auch Demontage des Tragarms 14 ermöglicht.
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Hierfür weist der Tragarm 14 an einem ersten Abschnitt 14a einen Zapfen 15 auf, der in einer entsprechend ausgebildeten, in der Tischplatte 9 angeordneten Zapfenaufnahme 16 eingesteckt und über eine Rastvorrichtung (hier nicht dargestellt) mit der Tischplatte 9 verrastet ist.
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An einem zweiten Abschnitt 14b, der hier an einem dem ersten Abschnitt 14a gegenüberliegenden Ende des Tragarms 14 angeordnet ist, befindet sich ebenfalls ein Teil einer Schnellkopplung (hier nicht dargestellt) zum Verbinden mit der Gantry 2. Ein mit dem ersten Teil der Schnellkopplung verbindbares zweites Teil der Schnellkopplung ist an der Platte 4 angeordnet, d.h., die Gantry 2 ist indirekt mit der Kopplungseinheit 13 verbunden. Die Schnellkopplung ist entsprechend der Schnellkopplung im Bereich des ersten Abschnitts 14a des Tragarms 14 ausgebildet. Dabei greift der zweite Abschnitt 14b an der Platte 4 der Gantry 2 an. D. h., die Schnellkopplung 14a ist zwischen der Platte 4 und dem zweiten Abschnitt 14b ausgebildet. Alternativ kann die Kopplungseinheit 13 auch direkt an der Gantry 2 angreifen.
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Die Kopplungseinheit 13 verbindet somit die Tischplatte 9 des Patiententisches 7 mit der Gantry 2, in diesem Fall mit der Platte 4, auf der die Gantry 2 angeordnet ist. Selbstverständlich kann die Kopplungseinheit auch direkt an der Gantry 2 angreifen, bspw. sofern keine Platte 4 zur Lastverteilung angeordnet ist und die Gantry 2 direkt auf dem Führungsschlitten aufsteht.
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Für die Untersuchung eines Tierkopfes, in diesem Fall eines Pferdekopfes, wird bspw. zuerst die Kopplungseinheit 13 zwischen der Tischplatte 9 und der Platte 4 montiert. Anschließend wird die Stützvorrichtung 12 auf die notwendige, an die Körperhöhe des Tieres, bspw. eines Pferdes angepasste Untersuchungshöhe eingestellt. Das sedierte Tier wird an die Stützvorrichtung 12 herangeführt und der Kopf des Tieres wird auf der Stützvorrichtung 12 abgelegt. Anschließend wird mittels der Antriebsvorrichtung der Tischplatte 9 die Tischplatte 9 und die mit der Tischplatte 9 über die Kopplungseinheit 13 verbundene Gantry 2 in Richtung auf den Tierkopf zu bewegt. Die Bewegung der Tischplatte 9, der Kopplungseinheit 13 und der Gantry 2 mit Führungsschlitten ist dabei identisch, d. h., alle Teile bewegen sich jeweils in der gleichen Zeit um den gleichen Weg in die gleiche Richtung. Die Bewegung ist linear und erfolgt in Längsachsenrichtung (L) der Tischplatte 9, d.h. hier horizontal bzw. parallel zum Boden.
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Mit Untersuchungsbeginn (Scanvorgang) wird die Gantry 2 über die Antriebsvorrichtung der Tischplatte 9 bewegt, sodass sich die Gantry 2 über den Tierkopf schiebt, d. h., der Tierkopf wird in den Tunnel 3 hinein bzw. abhängig von der Ausgangsposition aus dem Tunnel 3 heraus bewegt.
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Nach Abschluss des Scanvorgangs wird die Tischplatte 9 mit der Gantry 2 und der Platte 4 wieder in ihre Ausgangsposition bewegt und die Kopplungseinheit 13 kann demontiert werden.
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2 zeigt eine alternative Ausführungsform des Computertomografen 1. Der Computertomograf 1 weist entsprechend der Ausführungsform aus 1 eine Gantry 2 mit einem Tunnel 3, einen an der Vorderseite 10 der Gantry 2 angeordneten Patiententisch 7 mit einer Tischplatte 9 und eine an der Rückseite 11 der Gantry 2 angeordnete Stützvorrichtung 12 auf. Die Tischplatte 9 ist ebenfalls mit einer als Tragarm 14 ausgebildeten Kopplungseinheit 13 verbunden.
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Die Gantry 2 steht direkt auf einer Führungseinheit 19 auf. Die Führungseinheit 19 umfasst zwei Führungsschienen 6 und an jeder Führungsschiene 6 ist ein Führungsschlitten (hier nicht dargestellt angeordnet). Die Führungsschlitten sind separat ausgebildet, könnten zur Synchronisierung der Bewegung aber bspw. auch miteinander gekoppelt sein.
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Die Gantry 2 steht auf den Führungsschlitten auf. Die Führungsschienen 6 mit den Führungsschlitten sind als hydrostatische Gleitlager ausgebildet. Alternativ können sie jedoch beispielsweise auch als Wälzlager, Rollenlager oder ähnlichem ausgebildet sein. Entgegen der Ausführungsform aus 1 ist hier eine Hubvorrichtung 18 angeordnet. Die Platte 4 zur Lastverteilung wurde weggelassen, könnte aber selbstverständlich auch bei dieser Ausführungsform zwischen den Führungsschlitten und der Gantry 2 angeordnet sein.
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Die Hubvorrichtung 18 ist als Plattform ausgebildet und kann in Vertikalrichtung (V) hoch und runter bewegt werden. Hierfür sind entsprechend steuer- und antreibbare Kolbenzylindereinheiten (hier nicht dargestellt) angeordnet.
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Die Hubvorrichtung 18 ist sowohl zum Anheben und Senken der Gantry 2 als auch des Patiententisches 7 ausgebildet. Daher sind sowohl der Patiententisch 7 als auch die Gantry 2 mit der Führungseinheit 19 auf der Oberseite 18a der Hubvorrichtung 18 angeordnet. Die Führungsschienen 6 sind mit der Hubvorrichtung 18 fest verbunden. D. h., die Gantry 2 führt die Bewegung in Längsachsenrichtung (L) auf der Hubvorrichtung 18 durch.
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Alternativ kann die Hubvorrichtung 18 beispielsweise auch nur unterhalb der Gantry 2 angeordnet sein. Dabei kann die Führungseinheit 19 entweder wie in 2 dargestellt auf der Oberseite 18a und unterhalb der Gantry 2 oder unterhalb der Hubvorrichtung 18 angeordnet sein, sodass mittels der Führungseinheit 19 die Hubvorrichtung 18 gemeinsam mit der Gantry 2 auch in Längsachsenrichtung (L) bewegbar ist.
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Bei einer Ausbildung der Hubvorrichtung 18, bei der nur die Gantry 2 (und nicht der Patiententisch 7) in Vertikalrichtung (V) bewegbar ist, wird zudem die Kopplungseinheit 13 dementsprechend angepasst. So kann die Kopplungseinheit 13 sowohl beweglich ausgebildet sein und die Vertikalbewegung (V) der Gantry 2 mit durchführen oder aber sowohl bei dieser Ausführung aber natürlich auch bei allen weiteren Ausführungen an verschiedenen Positionen an der Gantry 2 befestigbar sein.
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Die in 2 dargestellte Kopplungseinheit 13 ist entsprechend der Kopplungseinheit 13 in 1 ausgebildet, jedoch direkt mit der Gantry 2 über die Schnellkopplung 17 verbunden.
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Eine alternative und besonders bevorzugte Ausführungsform der Kopplungseinheit 13 sieht vor, dass ein sich in senkrechter Richtung erstreckender Tragarm 14 direkt mit der Gantry 2 bzw. einer Platte 4 oder ähnlichem gekoppelt ist und ein zweiter Tragarm (oder Platte) der sich horizontal (bspw. in Längsachsenrichtung (L)) erstreckt, an der Tischplatte 9 befestigt und mit dem senkrechten Tragarm 4 gekoppelt ist.
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3 und 4 zeigen schematisch in perspektivischen Darstellungen einen ersten und zweiten Ausschnitt aus einer alternativen Ausführungsform der Hubvorrichtung 18 und Führungseinheit 19 für den Computertomografen 1 für Tiere. In 3 wird dabei ausgehend von dem Patiententisch die linke Seite und in 4, ausgehend vom Patiententisch, die rechte Seite eines Traggestells 20, der Hubvorrichtung 18 und der Führungseinheit 19 dargestellt. Der besseren Übersicht halber wurde die Gantry 2, der Patiententisch 7 und die Stützvorrichtung 12 in den 3 und 4 nicht mit dargestellt.
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Die dargestellte Ausführungsform weist eine aerostatische Führungseinheit 19 auf, die zwei parallele Führungsschienen 6 (siehe 4) und auf den Führungsschienen 6 aufsetzende Luftlager 21 zum Erzeugen eines Luftpolsters (hier nicht dargestellt) auf. Die Luftlager 21 sind als Luftlagerpads ausgebildet und erzeugen ein wenige Mikrometer starkes Luftpolster.
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Die Luftlager 21 sind mit einem Traggestell 20 verbunden. Das Traggestell 20 ragt über beide Führungsschienen 6 und wird auf der in 3 dargestellten Führungsschiene 6 durch zwei Luftlager 21 getragen, deren Abstand zueinander ca. der Tiefe des Traggestells 20 entspricht. Dabei sind die Luftlager 21 jeweils an einem äußeren Querträger 22a, 22b des Traggestells 20 angeordnet. Die Querträger 22a, 22b erstrecken sich quer zur Längsachsenrichtung L.
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Auf der in 4 dargestellten Führungsschiene 6 sind zwei Luftlager 21 direkt nebeneinander angeordnet und weitestgehend mittig an einem sich in Längsachsenrichtung erstreckenden Längsträger 23 mittleren Tragarm 23 befestigt, so dass eine wackelfreie Dreipunktlagerung des Traggestells 20 vorliegt. Anstelle der beiden direkt nebeneinander angeordneten Luftlager 21 kann auch ein bspw. im Querschnitt angepasstes (insbesondere größeres) Luftlager 21 angeordnet sein.
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Neben den Luftlagern 21 weist die Führungseinheit 19 seitlich an den Führungsschienen 6 angeordnete Führungslager 29 auf. Diese liegen an einer Seitenfläche 30 der Führungsschienen 6 an und verhindern eine Bewegung des Traggestells 20 quer zur Längsachsenrichtung L der Führungsschienen 6. Die Führungslager 29 könnten bspw. als Gleitlager ausgebildet sein, sind hier zur weiteren Minimierung des Reibungswiderstandes jedoch ebenfalls als Luftlager ausgebildet und bilden somit im Betrieb ebenfalls einen minimalen Luftspalt zwischen dem Führungslager 29 und der Seitenfläche 30 der Führungsschiene 6 aus. Die Führungslager 29 sind mit dem Traggestell 20 verbunden. An jeder Traggestellseite 26a, 26b sind jeweils zwei Führungslager 29 angeordnet.
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Am Traggestell 20 ist die Hubvorrichtung 18 für eine vertikale Bewegung der Gantry 2 angeordnet. Die Hubvorrichtung 18 umfasst eine Plattform 24 zum Aufstellen der Gantry 2. Während die Führungseinheit 19 eine Bewegung des Traggestells 20 mit der Hubvorrichtung 18 und einer aufgestellten Gantry 2 in Längsachsenrichtung L der Führungsschienen 6 ermöglicht, kann mittels der Hubvorrichtung 18 die Plattform 24 mit der aufgestellten Gantry 2 in Vertikalrichtung V bewegt werden.
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Die Hubvorrichtung 18 weist eine Antriebseinheit 25 auf. Die Antriebseinheit 25 ist hier als elektrische Antriebseinheit ausgebildet und umfasst einen zwischen den Traggestellseiten 26a, 26b angeordneten Antriebsmotor (hier nicht dargestellt), von dem aus sich zu jeder Traggestellseite 26a, 26b eine Antriebswelle 28 erstreckt. Die Antriebswelle 28 bzw. die Antriebswellen 28 sind jeweils mit einem Getriebe 31 verbunden. Mit den Getrieben 31 ist jeweils ein Hebemittel 27a, 27b (siehe 4), hier eine Spindel, zum Anheben der Plattform 24 mit der Gantry 2 gekoppelt. Die Antriebswellen 28 verteilen die Antriebskräfte des Antriebsmotors gleichmäßig auf beide Hebemittel 27a, 27b. Auch können mehrere synchron auf die Hebelmittel 27a, 27b wirkende Antriebsmotoren angeordnet sein. Anstelle oder ergänzend zu der mechanischen Kopplung über die Antriebswellen 28 können bspw. auch mehrere direkt auf die Hebemittel 27a, 27b wirkende Antriebsmotoren angeordnet sein, die mittels einer elektronischen Regelung synchron angetrieben werden. Zudem wird die Tragfläche 24 im Traggestell 20 in Vertikalrichtung V geführt.
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Die beiden in 3 und 4 dargestellten Traggestellseiten 26a, 26b sind weitestgehend identisch ausgebildet, wobei ein wesentlicher Unterschied zwischen den beiden Seiten des Traggestells 26a, 26b die Anordnung eines Doppelluftlagers 21 auf der rechten Traggestellseite 26b gegenüber zwei beabstandeten Luftlagern 21 auf der linken Traggestellseite 26a ist, um eine Dreipunktlagerung des Traggestells 20 auf den Führungsschienen 6 zu erhalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Computertomograf
- 2
- Gantry
- 3
- Tunnel
- 4
- Platte
- 5
- Boden
- 6
- Führungsschienen
- 7
- Patiententisch
- 8
- Sockel
- 9
- Tischplatte
- 10
- Vorderseite
- 11
- Rückseite
- 12
- Stützvorrichtung
- 13
- Kopplungseinheit
- 14
- Tragarm
- 14a
- erster Abschnitt
- 14b
- zweiter Abschnitt
- 15
- Zapfen
- 16
- Zapfenaufnahme
- 17
- Schnellkopplung
- 18
- Hubvorrichtung
- 18a
- Oberseite Hubvorrichtung
- 19
- Führungseinheit
- 20
- Traggestell
- 21
- Luftlager
- 22a, 22b
- Querträger
- 23
- Längsträger
- 24
- Plattform
- 25
- Antriebseinheit
- 26a, 26b
- Traggestellseite
- 27a, 27b
- Hebemittel
- 28
- Kopplungsmittels
- 29
- Führungslager
- 30
- Seitenfläche
- 31
- Getriebe
- V
- Vertikalrichtung
- H
- Horizontalrichtung
- L
- Längsachsenrichtung
