DE202020104652U1

DE202020104652U1 - Patientenliege für eine medizinische Bildgebungsanlage

Info

Publication number: DE202020104652U1
Application number: DE202020104652.7U
Authority: DE
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2020-08-11
Filing date: 2020-08-11
Publication date: 2020-09-02
Anticipated expiration: 2030-08-12
Also published as: CN217310337U; US20220047218A1

Abstract

Patientenliege (1), umfassend
- eine Andockeinrichtung (31) zum mechanischen Andocken an eine Andockstelle (74) einer medizinischen Bildgebungsanlage (71),
- ein Fahrwerk (10) mit einer Vielzahl von Rädern (12; 24; 50; 52, 53) für eine Fahrbewegung der Patientenliege hin zu einer Andockposition (AP), in welcher die Andockeinrichtung die Andockstelle erreicht,
- eine Sensoreinheit, ausgebildet, Sensorsignale kennzeichnend eine Relativposition zwischen medizinischer Bildgebungsanlage und Patientenliege zu erfassen,
- eine Recheneinheit (2), die ausgebildet ist, basierend auf den erfassten Sensorsignalen eine Bewegungstrajektorie (B) mit dem Ziel der Andockposition für die Patientenliege zu berechnen, und
- eine Anzeigeeinrichtung (4), die ausgebildet ist, die berechnete Bewegungstrajektorie für einen Benutzer anzuzeigen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Patientenliege mit einer Andockeinrichtung, die ausgebildet ist, eine Bewegungstrajektorie hin zu einer Andockstelle einer medizinischen Bildgebungsanlage zu ermitteln.
Mobile Patientenliegen sind an sich bekannt. Diese können einerseits mit einer medizinischen Bildgebungsanlage während einer Bilddatenerfassung zusammenwirken oder auch losgelöst von der Bildgebungsanlage verfahren werden.
Um ein Verschieben bzw. Fahren der Patientenliege zu erleichtern, kann das Fahrwerk der mobilen Patientenliege bspw. vier frei drehbare Nachlaufrollen an jeweils einer Ecke der Patientenliege und ein zentral mittig zwischen den Nachlaufrollen angeordnetes gerade ausgerichtetes fünftes Rad umfassen. Dieses fünfte Rad wird über einen Federmechanismus gegen den Untergrund gedrückt und fungiert als Leitrad. Das fünfte Rad ermöglicht in einem manuellen Betriebsmodus der Patientenliege ein einfaches Schieben geradeaus oder um enge Kurven und im Stillstand ein Drehen der Patientenliege um das fünfte Rad. Das fünfte Rad kann alternativ für einen motorisch unterstützten bzw. autonomen Betriebsmodus der Patientenliege mit einen Antriebsmotor ausgestattet sein, der ein Verschieben der Patientenliege motorisch unterstützen oder eigenständig bewirken kann. Es ist bislang Aufgabe des Bedieners, die Richtung der Liegenbewegung durch Drehung der Patientenliege um das fünfte Rad vorzugeben. Die vier Nachlaufrollen richten sich dabei nach der vom Anwender vorgegebenen Richtung aus und folgen der manuellen Vorgabe. Eine derartige Patientenliege ist beispielsweise aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 202016007430 bekannt.
Derartige mobile Patientenliegen bieten so die Möglichkeit, einen Patienten außerhalb eines Untersuchungsraums, also losgelöst von der medizinischen Bildgebungsanlage, auf der Patientenliege zu platzieren und/oder bspw. für eine Magnetresonanz-Untersuchung die ggf. für die Bilddatenerfassung benötigten Spulen (z.B. Kopf-, Extremitäten- oder Körperspulen) anzubringen.
Anschließend muss die mobile Patientenliege zu der medizinischen Bildgebungsanlage verbracht werden. Dazu muss, wie eingangs erwähnt, ein Bediener die Patientenliege samt darauf befindlichem Patienten in den Untersuchungsraum und dann möglichst gut ausgerichtet an eine Andockstelle der medizinischen Bildgebungsanlage heran schieben oder die Patientenliege muss sich autonom an die Andockstelle heranfahren.
Die Patientenliege muss mit möglichst kleiner Geschwindigkeit an die Andockstelle gefahren werden, sodass ein ruckartiger Aufprall möglichst verhindert oder unterdrückt wird.
Die Patientenliege verfügt zum Betrieb an der medizinischen Bildgebungsanlage über eine Andockeinrichtung umfassend ein Dockschwert. Damit ein Andockvorgang überhaupt beginnen und ggf. mechanisch oder hydraulisch unterstützt werden kann, muss die Patientenliege und insbesondere das Andockschwert der Andockeinrichtung mit einer Ausrichtung innerhalb eines Akzeptanzwinkels von -7° bis +7° an die Andockstelle gebracht werden. Idealerweise sollte beim Heranfahren eine Ausrichtung innerhalb eines Winkels von -2° bis +2° erreicht werden, um einen seitlichen Ruck durch eine automatische weitere Ausrichtung der Patientenliege auf 0° beim Andock-Vorgang zu minimieren.
Ist die Andockstelle der medizinischen Bildgebungsanlage nur wenig oberhalb des Fußbodens des Untersuchungsraumes angeordnet, hat der Bediener oft keine direkte Sicht auf das Andockschwert der Andockeinrichtung bzw. die Andockststelle, da sein Blickfeld durch Patientenliege, Patient und/oder Zubehörteile wie Spulen verdeckt ist. Ein aktueller Abstand bzw. eine seitliche Ausrichtung bzw. Winkellage zwischen Patientenliege und Andockstelle muss vom Bediener daher geschätzt werden.
Durch den bewußt groß gewählten Akzeptanzwinkel von -7° bis +7° ist es für den Bediener in den meisten Fällen auch ohne ausreichende Sicht möglich, die Andockstelle so zu erreichen, dass der Andock-Vorgang durch Betätigung einer Taste am Liegenbedienfeld gestartet werden kann. Durch den Andock-Vorgang wird die Patientenliege mit Hilfe eines Antriebs in der Andockstelle weiter an die medizinische Bildgebungsanlage herangezogen.
Kann die Andockstelle nicht innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereichs angefahren werden, wird dem Bediener durch die medizinische Bildgebungsanlage eine entsprechende Rückmeldung (sinngemäß: „Andocken nicht möglich“) ausgegeben. Das Heranschieben der Patientenliege muss wiederholt werden.
Die Unannehmlichkeiten für den Patienten durch den zu erwartenden initialen Aufprall, seitliche ruckartige Bewegungen beim Andocken/Ausrichten und eventuell erforderliche Wiederholungen des Heranschiebens müssen jedoch bislang in Kauf genommen werden.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, alternative Mittel bereit zu stellen, die es erlauben, den Patientenkomfort beim Verstellen einer mobilen Patientenliege zu erhöhen und die Bedienbarkeit zu verbessern. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mittel bereit zu stellen, die eine zuverlässige und exakte Positionierung der Patientenliege an einer Andockstelle einer medizinischen Bildgebungsanlage ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Patientenliege, und ein medizinisches Bildgebungssystem umfassend die Patientenliege. Bevorzugte und/oder alternative, vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Nachstehend wird die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe in Bezug auf die beanspruchten Vorrichtungen beschrieben. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen sind jeweils auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände zu übertragen und umgekehrt. Insbesondere können gegenständliche Ansprüche (die beispielsweise auf ein Verfahren gerichtet sind) auch mit Merkmalen, die in Zusammenhang mit einer der Vorrichtungen beschrieben oder beansprucht sind, weitergebildet sein. Die entsprechenden funktionalen Merkmale des Verfahrens werden dabei durch entsprechende gegenständliche Module oder Einheiten ausgebildet.
Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt eine Patientenliege. Diese umfasst

- eine Andockeinrichtung zum mechanischen Andocken an eine Andockstelle einer medizinischen Bildgebungsanlage,
- ein Fahrwerk mit einer Vielzahl von Rädern für eine Fahrbewegung der Patientenliege hin zu einer Andockposition, in welcher die Andockeinrichtung die Andockstelle erreicht,
- eine Sensoreinheit, ausgebildet, Sensorsignale kennzeichnend eine Relativposition zwischen medizinischer Bildgebungsanlage und Patientenliege zu erfassen,
- eine Recheneinheit, die ausgebildet ist, basierend auf den erfassten Sensorsignalen eine Bewegungstrajektorie mit dem Ziel der Andockposition für die Patientenliege zu berechnen, und
- eine Anzeigeeinrichtung, die ausgebildet ist, die berechnete Bewegungstrajektorie für einen Benutzer anzuzeigen.

Im Folgenden wird ohne Beschränkung der Allgemeinheit von einem Patienten als Untersuchungsobjekt ausgegangen, wobei es sich meist um einen Menschen handelt. Grundsätzlich kann der Patient auch ein Tier sein. Im Folgenden werden daher die beiden Begriffe „Untersuchungsobjekt“ und „Patient“ synonym verwendet. Das Untersuchungsobjekt kann alternativ eine Pflanze oder ein nicht-lebender Gegenstand, z.B. ein historisches Artefakt oder dergleichen sein.
Die Andockeinrichtung der Patientenliege wirkt mit der Andockstelle der medizinischen Bildgebungsanlage zusammen. Gemeinsam bilden sie ein Andocksystem eines erfindungsgemäßen medizinischen Bildgebungssystems. Durch das Andocksystem wird die Patientenliege mechanisch, elektrisch und/oder datentechnisch mit der medizinischen Bildgebungsanlage verbunden und eine exakte Positionierung der Patientenliege erreicht, so dass ein Patient, der auf einem Liegenbrett der Patientenliege gelagert ist, millimetergenau im Untersuchungsvolumen der medizinischen Bildgebungsanlage positioniert werden kann. Steckplätze an der Patientenliege, beispielsweise bei einer Magnetresonanzanlage für Lokalspulen, sind über Kabel üblicherweise mit dem Andocksystem beziehungsweise der patientenliegenseitigen Andockeinrichtung verbunden, so dass gewonnene Messsignale und/oder Sendesignale zur medizinischen Bildgebungsanlage transportiert beziehungsweise von dieser erhalten werden können.
Das mechanische Andocken der Patientenliege an die medizinische Bildgebungsanlage kann gleichzeitig ein Herstellen von Signal- und/oder Energieverbindungen zur medizinischen Bildgebungsanlage umfassen. Andockstelle und Andockeinrichtung können jeweils Andockmechaniken umfassend eine Vielzahl von Einzelkomponenten umfassen. Insbesondere umfasst die Andockeinrichtung ein Dockschwert und die Andockstelle eine Kulissenführung. Für das Andocken selbst wird wenigstens eine Komponente der andockeinrichtungsseitigen Andockmechanik, bspw. das Dockschwert mit wenigstens einer Komponente der andockstellenseitigen Andockmechanik, bspw. der Kulissenführung, in mechanischen Eingriff gebracht. Das Andocksystem kann zudem eine Antriebseinheit, insbesondere eine motorische Antriebseinheit umfassen, um den Eingriff der wenigstens zwei Komponenten zu erzeugen und/oder zu fixieren. Das Andocksystem kann andockeinrichtungsseitig und andockstellenseitig beliebige Ausgestaltungsformen annehmen. Eine mögliche Ausgestaltungsvariante für das Andocksystem kann bspw. der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 202016007430 entnommen werden.
Das Fahrwerk der erfindungsgemäßen Patientenliege umfasst eine Vielzahl, also mindestens zwei, bevorzugt mindestens vier Räder, besonders bevorzugt mehr als vier Räder. Die Räder sind ausgebildet, eine Fahrbewegung zunächst einmal unabhängig von einem Betriebsmodus der Patientenliege zu ermöglichen, insbesondere hin zu einer Andockposition, in welcher die Andockeinrichtung die Andockstelle erreicht.
Die Andockposition entspricht folglich einer Patientenliegenposition, in welcher die Andockeinrichtung so nahe und mit einer Ausrichtung zu der Andockstelle angeordnet ist, dass ein automatischer Andockvorgang mittels Andocksystem erfolgen kann. Bspw. kann die Andockposition dann erreicht sein, wenn sich Andockschwert und Kulissenführung berühren und innerhalb eines zulässigen Toleranzbereichs von -7° bis +7° zu einander ausgerichtet sind.
Mindestens vier Räder sind bevorzugt als frei drehbare Nachlaufrollen ausgebildet. Diese mindestens vier Räder sind bodenseitig und starr an einer Trägereinrichtung des Fahrwerks der Patientenliege angeordnet. Die Trägereinrichtung ist ausgebildet, ein Vertikalmodul der Patientenliege zu tragen, auf welchem das Horizontalmodul umfassend ein Liegenbrett für den Patienten angeordnet ist. Das Vertikalmodul kann eine Hubmechanik umfassen, um die Höhe des Horizontalmoduls anzupassen, bspw. einen Scheren-Hub. Das Horizontalmodul kann eine Vorschubmechanik umfassen, um bspw. das Liegenbrett ggü. einem Tragrahmen des Horizontalmoduls bzw. ggü. der restlichen Patientenliege horizontal entlang der Längsachse der Patientenliege zu verstellen.
Bevorzugt sind die vier Räder eckständig an, also an den Ecken der Trägereinrichtung angeordnet, um bestmögliche Stabilität der Patientenliege zu erzielen. Wird die Patientenliege bspw. bei einer durch einen Benutzer manuell bewirkten Fahrbewegung bspw. über einen quer zur Liegenlängsachse angeordneten Liegengriff manuell verschoben, richten sich die Nachlaufrollen vorteilhaft entsprechend der manuellen Richtungsvorgabe aus und die Patientenliege verfährt in der gewünschten Richtung.
Besonders bevorzugt umfasst das Fahrwerk der erfindungsgemäßen Patientenliege weitere Räder, wie weiter unten noch erläutert wird.
Die Sensoreinheit der erfindungsgemäßen Patientenliege dient dazu, wenigstens ein, bevorzugt eine Vielzahl von Sensorsignalen zu erfassen. Die Sensoreinheit umfasst dazu wenigstens einen Sensor. Bevorzugt kann die Sensoreinheit eine Vielzahl von insbesondere verschiedenartig ausgebildeten Sensoren umfassen. Das wenigstens eine erfasste Sensorsignal kennzeichnet eine Relativposition zwischen medizinischer Bildgebungsanlage und Patientenliege. Insbesondere repräsentiert das wenigstens eine Sensorsignal eine Relativposition zwischen jeweils an der Patientenliege und der medizinischen Bildgebungsanlage angeordneten Referenz-Marken. Besonders bevorzugt kennzeichnet das Sensorsignal eine Relativposition zwischen den durch die Andockeinrichtung und Andockstelle gebildeten Referenz-Marken. Insbesondere an der medizinischen Bildgebungsanlage können mehrere Referenz-Marken, bspw. an der Gantry der Bildgebungsanlage, vorgesehen sein. Das Sensorsignal kann Informationen in Form eines Abstandes und/oder einer (Winkel-)Lage bzw. Ausrichtung zwischen Patientenliege und medizinischer Bildgebungsanlage, insbesondere ihrer Referenz-Marken umfassen. Die (Winkel-)Lage bzw. die Ausrichtung kann dabei insbesondere als ein Winkelmaß zwischen Längsachse der Patientenliege und Zentrumsachse der Bildgebungsanlage, bspw. in Form der Längsachse einer Gantry der Bildgebungsanlage, gebildet sein.
Die Patientenliege umfasst ferner eine Recheneinheit. Diese verarbeitet die erfassten Sensorsignale und ermittelt daraus eine Bewegungstrajektorie für die Patientenliege. Die Bewegungstrajektorie kennzeichnet eine Wegstrecke für die Patientenliege und umfasst als Endpunkt bzw. als Ziel der Trajektorie die Andockposition, in welcher, bspw. mittels Knopfdruck oder Fußpedal, der Andockvorgang gestartet werden kann. Mit anderen Worten beschreibt die Bewegungstrajektorie einen Bewegungspfad, um die Andockposition zu erreichen. Die Bewegungstrajektorie beschreibt folglich den Weg, den die Patientenliege ausgehend von ihrer aktuellen Position bis zur Andockposition zurücklegen muss.
Die Recheneinheit umfasst vorteilhaft eine Schnittstelle eingerichtet zum Erfassen bzw. Empfangen des wenigstens einen Sensorsignals und eine Berechnungseinheit zum Berechnen der Bewegungstrajektorie bzw. des Bewegungspfades. Insbesondere ist die Recheneinheit ausgebildet, basierend auf der errechneten Bewegungstrajektorie visuelle Anzeigedaten für die Anzeigeeinrichtung zu erzeugen. Die Recheneinheit umfasst bevorzugt eine Schnittstelle eingerichtet zum Ausgeben der Bewegungstrajektorie bzw. der dieser entsprechenden visuellen Anzeigedaten an eine Anzeigeeinrichtung. Die Empfangsschnittstelle kann losgelöst als separate Baueinheit von der Ausgabeschnittstelle ausgebildet sein. Beide Schnittstellen können aber auch in einer Schnittstellen-Baueinheit vereint sein.
Besonders bevorzugt sind die Schnittstellen der Recheneinheit für eine optische Datenkommunikation ausgebildet. Handelt es sich bei der medizinischen Bildgebungsanlage um eine Magnetresonanz-Anlage, können derart Störeinflüsse durch den Datenaustausch verhindert werden.
Vorteilhaft ist die Recheneinheit in die Patientenliege integriert. Die Recheneinheit kann alternativ als bzw. als Teil der Recheneinheit der medizinischen Bildgebungsanlage ausgebildet sein. Die Recheneinheit kann alternativ entfernt bzw. abgelegen von der Patientenliege bzw. der medizinischen Bildgebungsanlage angeordnet sein, bspw. als Teil einer zentralen Rechen- und Steuereinheit einer medizinischen Einrichtung wie einem Krankenhaus. Ein Datenaustausch erfolgt dann vorteilhaft kabellos.
Die erfindungsgemäße Patientenliege umfasst auch eine Anzeigeeinrichtung. Die Anzeigeeinrichtung ist ausgebildet, die berechnete Bewegungstrajektorie visuell für einen Benutzer auszugeben. Der adressierte Benutzer ist der Bediener der Patientenliege, der diese in einem manuellen Betriebsmodus zu der Andockposition verschieben bzw. den Bewegungsvorgang entsprechend eines (teil-)autonomen Betriebsmodus überwacht und/oder ggf. autorisiert. Die Anzeigeeinrichtung ist bevorzugt als an der Patientenliege angeordnetes Display, bspw. LCD-Display ausgebildet. Da es dem Benutzer während des gesamten Fahrvorgangs möglich sein muss, die Bewegungstrajektorie nachzuverfolgen, ist die Anzeigeeinrichtung vorteilhaft nahe dem bzw. oberhalb des Liegengriffes angeordnet, den der Benutzer während des Fahrvorgangs berührt bzw. festhält. Die Anzeigeeinrichtung kann auch als Teil einer Bedien- und Steuerschnittstelle der Patientenliege ausgebildet sein. Sie kann insbesondere als interaktives Touch-Display ausgebildet sein, welches auch dem Empfangen von benutzerseitigen Steuersignalen durch Berührung dient. In alternativen Ausführungen kann die Anzeigeeinrichtung auch als ein im Untersuchungsraum zentral angeordnetes, von der Patientenliege losgelöstes, aber jederzeit gut für den Benutzer einsehbares Display ausgebildet sein.
Die Erfinder haben also erkannt, dass durch die automatische Ermittlung und kontinuierliche Anzeige der Bewegungstrajektorie für den Benutzer das Fahren der Patientenliege hin zu der Andockposition deutlich vereinfacht werden kann. Das Ermitteln bzw. Abschätzen des zur Andockposition führenden Bewegungspfades durch den Benutzer kann so vorteilhaft entfallen. Der Benutzer braucht erfindungsgemäß in Ausführungen gemäß einem manuellen Betriebsmodus lediglich die Richtung entsprechend der Bewegungstrajektorie mittels Krafteinwirkung über den Liegengriff einstellen und die Bewegungsgeschwindigkeit vorgeben, um die Andockposition zu erreichen. In anderen Ausführungen gemäß einem (teil-)autonomen Betriebsmodus erfolgt das Einstellen von Bewegungsrichtung und/oder - Geschwindigkeit basierend auf der errechneten Bewegungstrajektorie automatisch, ggf. nach Autorisierung und/oder unter Überwachung des Benutzers.
Zur Kontrolle der Bewegung reicht ein Blick des Benutzers auf die Anzeigeeinrichtung. Eine darüber hinaus gehende visuelle Kontrolle der Patientenliege oder von Referenz-Marken während der Bewegung kann vorteilhaft entfallen. Mehrfache Wiederholungen zum Erreichen der Andockposition können entfallen, der Workflow der Bildgebung kann gestrafft werden. Der Patientenkomfort steigt.
In einer weiteren Ausführung Patientenliege gemäß der Erfindung ist die Sensoreinheit ausgebildet, während einer Bewegung der Patientenliege mit dem Ziel der Andockposition weitere Sensorsignale kennzeichnend eine aktuelle Relativposition zwischen medizinischer Bildgebungsanlage und Patientenliege zu erfassen. Die Recheneinheit ist zudem vorteilhaft ausgebildet, eine Abweichung der aktuellen Relativposition von der Bewegungstrajektorie und/oder einen Abstand der aktuellen Relativposition zu der Andockposition zu ermitteln. In dieser Ausführung ist die Anzeigeeinrichtung weiter ausgebildet, dem Benutzer die Abweichung und/oder den Abstand anzuzeigen.
Mit anderen Worten ist die Sensoreinheit ausgebildet, wiederholt, während die Patientenliege in Richtung Andockposition fährt, wenigstens ein weiteres, bevorzugt viele weitere Sensorsignale zu erfassen und über die Schnittstelle an die Recheneinheit zu übertragen. Die Recheneinheit ist ausgebildet, diese weiteren Sensorsignale in Bezug zu der berechneten Bewegungstrajektorie zu setzen. Insbesondere ist die Recheneinheit ausgebildet, sie in Bezug zu der Andockposition zu setzen. Mit anderen Worten errechnet die Recheneinheit eine Abweichung zwischen der aktuellen Relativposition und der Bewegungstrajektorie und/oder einen Abstand der aktuellen Relativposition zu der Andockposition. Besonders vorteilhaft ist in dieser Ausführung die Anzeigeeinrichtung weiter ausgebildet, die aktuelle Relativposition und/oder die Abweichung derselben zur errechneten Bewegungstrajektorie und/oder den Abstand zur Andockposition ebenfalls dem Benutzer anzuzeigen. Entsprechend ist die Recheneinheit ausgebildet, auch diese errechneten Größen in visuelle Anzeigedaten zu überführen und per Schnittstelle an die Anzeigeeinrichtung zu übertragen bzw. die Anzeigeeinrichtung entsprechend zu steuern.
Bspw. können die Sensoreinheit, Recheneinheit und Anzeigeeinrichtung ausgebildet sein, alle 300msec, alle 500msec oder jede Sekunde einmal die aktuelle Relativposition der Patientenliege zu erfassen, auszuwerten und anzuzeigen, sprich zu aktualisieren.
Derart wird dem Benutzer kontinuierlich während der Fahrbewegung das Einhalten bzw. das Abweichen zwischen Soll-Pfad/Bewegungstrajektorie und Ist-Pfad angezeigt, was eine sofortige Anpassung insbesondere einer manuellen Liegenbewegung in Richtung bzw. Vorschub ermöglicht. Insbesondere hat der Benutzer dadurch die Möglichkeit, manuell die Schubgeschwindigkeit zu verringern, wenn sich die Patientenliege der Andockposition nähert. Die Anzeige der ermittelten Abweichung bzw. des ermittelten Abstandes kann in die Anzeige der Bewegungstrajektorie integriert sein, bspw. kann die aktuelle Relativposition durch eine sich bewegende visuelle, bspw. gegenüber anderen Darstellungsbestandteilen farbige Markierung entlang der Bewegungstrajektorie dargestellt werden. Zusätzlich kann die errechnete Abweichung zur Bewegungstrajektorie als auf der Bewegungstrajektorie stehende kürzeste Verbindungslinie zwischen der farbigen Markierung und der Bewegungstrajektorie kenntlich gemacht werden oder dergleichen. Alternativ können Abstände bzw. Abweichungen in weiteren Anzeigebereichen der Anzeigeeinrichtung in absoluten Zahlwerten ausgegeben werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Patientenliege ist die Recheneinheit ausgebildet, die Bewegungstrajektorie derart zu berechnen, dass die Längsachse der Patientenliege und die Längsachse der medizinischen Bildgebungsanlage maximal einen Winkel von 2° zueinander einschließen, wenn die Patientenliege die Andockposition erreicht. Besonders vorteilhaft schließen beide Längsachsen einen Winkel von 0° ein. Mit anderen Worten errechnet die Recheneinheit eine Bewegungstrajektorie unter der Vorgabe bzw. Randbedingung, dass sich die Patientenliege der Andockposition derart nähert, dass ihre Längsachsen im Wesentlichen bzw. vollständig parallel verlaufen. Die beiden Längsachsen schließen in dieser Ausführung maximal einen Winkel von +/-2° ein. Trifft die Patientenliege innerhalb dieses Toleranzbereichs auf die medizinische Bildgebungsanlage, ist eine weitere Winkelausrichtung während des Andockvorgangs für den Patienten kaum mehr spürbar bzw. kann komplett entfallen. Der Patientenkomfort steigt. Die Längsachse der medizinischen Bildgebungsanlage entspricht hierbei bspw. der Zentrumsachse der Gantry der Bildgebungsanlage.
In einer weiteren Ausführung der Patientenliege gemäß der Erfindung ist ein Rad des Fahrwerks mit einem einstellbaren Winkel zwischen Radachse und Längsachse der Patientenliege ausgebildet und die Recheneinheit ist ausgebildet, ein Steuersignal für das Fahrwerk zum Einstellen eines der Bewegungstrajektorie entsprechenden Winkels an dem Rad zu erzeugen.
Um dem Benutzer das Einhalten der Bewegungstrajektorie zu erleichtern, ist in dieser Ausführung ein Rad des Fahrwerkes mit einer einstellbaren Radachse ausgebildet. Die Radachse ist die Rotationsachse des Rades. Bevorzugt umfasst das Fahrwerk neben den vier Nachlaufrollen ein Zusatzrad, welches an einer zentralen Position der Trägereinheit des Fahrwerks bodenseitig angeordnet ist. Dieses zusätzliche Rad ist bevorzugt über eine drehbare Halteeinheit an der Trägereinheit angebunden. Das Rad umfasst vorteilhaft auch eine Einstellaktorik, bspw. in Form eines Motors, insbesondere in Form eines batteriebetriebenen Elektromotors, die zum Einstellen eines vorgegebenen Stellwinkels auf die Halteeinheit wirkt und dadurch die Radachse in die gewünschte Ausrichtung verstellt. Das Verstellen der Radachse erfolgt ggü. der Längsachse der Patientenliege, sodass ein beliebiger Winkel kleiner, gleich oder größer 90° zwischen Radachse und Liegenlängsachse eingeschlossen werden kann. Die Recheneinheit ist in dieser Ausführung ausgebildet, basierend auf der errechneten Bewegungstrajektorie ein Steuersignal kennzeichnend einen entsprechenden Stellwinkel für die Einstellaktorik zu berechnen und das Steuersignal an die Einstellaktorik per Schnittstelle zu übertragen. Die Recheneinheit ist insbesondere auch ausgebildet, während der Bewegung der Patientenliege wiederholt basierend auf einer errechneten Abweichung bzw. einem errechneten Abstand das Steuersignal und damit den Stellwinkel zu aktualisieren.
Die Einstellaktorik ist vorteilhaft ausgebildet, den Stellwinkel im Stand oder während einer Fahrbewegung der Patientenliege einzustellen. Sie ist also ausgelegt, das zusätzliche Rad gegen den Haftreib- oder den Rollreibwiderstand des Rades auf dem Untergrund zu verstellen. Alternativ dazu kann die Halteeinheit und/oder die Einstellaktorik ausgebildet sein, das zusätzliche Rad zumindest während des Verstellens vom Untergrund abzuheben. Insbesondere ist die Einstellaktorik ausgebildet, den Stellwinkel entsprechend der Steuersignale der Recheneinheit entlang der Bewegungstrajektorie kontinuierlich anzupassen. Insbesondere ist die Einstellaktorik ausgebildet, den Stellwinkel derart anzupassen, dass nahe der Andockposition der Toleranzbereich von +/-2° zwischen den Längsachsen von Patientenliege und medizinischer Bildgebungsanlage eingehalten wird.
Das zusätzliche Rad ist besonders vorteilhaft mittig zwischen den beiden hinteren oder den beiden vorderen Nachlaufrollen der Patientenliege angeordnet. Alternativ kann das zusätzliche Rad auch an einer anderen Stelle der Trägereinheit positioniert sein. In einer Ausführung kann das zusätzliche Rad ebenfalls als einstellbare, also lenkbare Nachlaufrolle ausgebildet sein. In einer anderen alternativen Ausgestaltung kann eine der vier eckständig angeordneten Nachlaufrollen, insbesondere eine der hinteren Nachlaufrollen als zusätzliches, einstellbares Rad ausgebildet sein.
Durch das Einstellen des Stellwinkels an einem der Räder des Fahrwerkes wird das Einhalten des berechneten Bewegungspfades bzw. der Bewegungstrajektorie insbesondere in einem manuellen Betriebsmodus vereinfacht. Der Benutzer muss nun lediglich die Vorschubgeschwindigkeit vorgeben, die Richtungsvorgabe übernimmt das einstellbare Rad. Eine Abweichung von dem Bewegungspfad in einem (teil-) autonomen Betriebsmodus wird dadurch vorteilhaft verhindert oder wenigstens erschwert.
In einer besonders bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Patientenliege ist die Einstellaktorik des zusätzlichen Rades derart ausgebildet, dass sie deaktiviert werden kann. Mit anderen Worten erfolgt ein Einstellen bzw. eine Vorgabe des Stellwinkels nur im Bedarfsfall, bspw. bei einer Fahrbewegung entlang der Bewegungstrajektorie und besonders bevorzugt, wenn die Patientenliege für eine autonome Bewegung ausgebildet ist, wie weiter unten beschrieben wird. Bspw. kann die Einstellaktorik basierend auf einem Steuersignal kennzeichnend eine errechnete Bewegungstrajektorie aktiviert werden, ansonsten ist sie deaktiviert. Ist die Einstellaktorik inaktiv, richtet sich das zusätzliche Rad mit variablem Stellwinkel passiv aus, so wie weitere Nachlaufrollen des Fahrwerks bei bspw. manuellem Vorschub durch den Benutzer.
In einer bevorzugten Ausführung der Patientenliege gemäß der Erfindung umfasst das Fahrwerk eine motorische Antriebseinheit zum Antrieb wenigstens eines Rades und die Recheneinheit ist ausgebildet, basierend auf der berechneten Bewegungstrajektorie ein Steuersignal für die Antriebseinheit zu erzeugen.
In dieser Ausführung wir die Vorschubkraft bzw. die Bewegungsgeschwindigkeit der Patientenliege zumindest teilweise, besonders bevorzugt komplett, durch die motorische Antriebseinheit bereitgestellt. Die Patientenliege ist somit für eine autonome Bewegung ausgebildet. Der Benutzer braucht in dieser Ausführung keine oder bei motorischer Unterstützung nur noch sehr wenig Eigenkraft aufbringen, um die Patientenliege zu verfahren. Bei der Antriebseinheit handelt es sich besonders bevorzugt um einen Elektro-Motor. Die Antriebseinheit wirkt in dieser Ausführung bevorzugt auf nur ein Rad des Fahrwerkes, alternativ können mehrere Räder angetrieben werden. In einer vorteilhaften Ausführung wirkt die Antriebeinheit mit einem weiteren zusätzlichen Rad zusammen, welches neben den vier Nachlaufrollen und dem zusätzlichen Rad mit Einstellwinkel vorgesehen ist. Das weitere zusätzliche Rad ist bevorzugt zentral mittig zwischen den vier Nachlaufrollen bodenständig an der Trägereinheit des Fahrwerkes angeordnet. Das weitere zusätzliche Rad ist bevorzugt als starres Rad ausgebildet, d.h. seine Rotationsachse kann nicht, wie vorher beschrieben, gegenüber der Längsachse der Patientenliege verstellt werden.
Durch den Einsatz eines zusätzlichen Rades mit variablem Stellwinkel in Kombination mit einem starren, motorisch angetriebenen Rad kann die erfindungsgemäße Patientenliege die errechnete Bewegungstrajektorie in einem autonomen Betriebsmodus selbsttätig nachfahren. Durch den von der Recheneinheit vorgebbaren und aktualisierbaren Stellwinkel für das zusätzliche, einstellbare Rad kann die Patientenliegenbewegung bis hin zu der Andockposition exakt eingehalten werden. Der Benutzer muss in einem manuellen Betrieb nur noch Schieben und somit eine Vorwärtsbewegung vorgeben, das „Zielen“ übernimmt das Fahrwerk selbstständig.
Das mittels Antriebseinheit angetriebene Rad kann gegen den Untergrund angefedert ausgebildet sein. Derart können Unebenheiten der Fahrbahn ausgeglichen werden. Das zusätzliche Rad mit variablem Stellwinkel agiert im Wesentlichen als „Ruder“ für die Richtungsvorgaben während der Fahrbewegung der Patientenliege. Diese Ausführung der Patientenliege ermöglicht ein einfaches Andocken, der Benutzer muss sich nicht um das zielgenaue Treffen der Andockstelle kümmern. Dadurch wird der Andockvorgang erleichtert und beschleunigt. Da die Andockposition von der Patientenliege selbständig erreicht wird, kann der Andockvorgang ruckfrei erfolgen. Der Patient wird deutlich weniger Erschütterungen ausgesetzt. Der Benutzer kann sich so besser auf den Patienten und die Behandlung konzentrieren.
Das weitere zusätzliche und angetriebene Rad ermöglicht ein autonomes Fahren der mobilen Patientenliege, durch das zusätzliche Rad mit variablem Einstellwinkel kann zusätzlich auf leichte Weise die Bewegungsrichtung vorgegeben werden. Die erfindungsgemäße Patientenliege eignet sich folglich für einen rein manuellen, einen motorisch unterstützten oder für einen autonomen Betrieb.
In einer zu der vorherigen Ausführung alternativen Ausführung der erfindungsgemäßen Patientenliege umfasst das Fahrwerk zwei omni-direktionale Räder und eine motorische Antriebseinheit zum Antrieb der omni-direktionalen Räder. Dabei ist die Recheneinheit ausgebildet, basierend auf der berechneten Bewegungstrajektorie ein Steuersignal für die Antriebseinheit zu erzeugen. Auch hier kann die Antriebseinheit als Elektro-Motor ausgebildet sein.
Diese Ausführung sieht neben den typischerweise vier vorgesehenen Nachlaufrollen zwei omni-direktionale Räder vor. Diese sind bevorzugt als Mecanum-Räder ausgebildet. Sie sind vorzugsweise zentral mittig zwischen den vier Nachlaufrollen an der Trägereinheit des Fahrwerks vorgesehen. Dabei kann jeweils eines der Räder seitlich zur Längsachse der Patientenliege versetzt angeordnet sein. Die omni-direktionalen Räder vereinen die Funktion der Richtungsvorgabe und des Liegenantriebs. Entsprechend kann in dieser Ausführung die Recheneinheit ausgebildet sein, Steuersignale für die omni-direktionalen Räder basierend auf der errechneten Bewegungstrajektorie und/oder einem Abstand oder einer Abweichung von der Bewegungstrajektorie bzw. der Andockposition zu erzeugen und an die Antriebseinheit der omni-direktionalen Räder zu übertragen. Die Steuersignale umfassen also Steuerbefehle betreffend eine Bewegungsrichtung sowie eine Bewegungsgeschwindigkeit. Auch in diesem Ausführungsbeispiel kann die Antriebseinheit vorteilhaft ausgebildet sein, den Toleranzbereich von +/-2° in Bezug auf die Längsachsen von Patientenliege und medizinischer Bildgebungsanlage einzuhalten, sobald sich die Patientenliege der Andockposition nähert.
In einer besonders bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Patientenliege ist die Recheneinheit ausgebildet, ein Steuersignal für eine der genannten Antriebseinheiten in Abhängigkeit des mittels Sensoreinheit ermittelten Abstandes zwischen aktueller Relativposition und der Andockposition derart anzupassen, dass die Bewegungsgeschwindigkeit reduziert wird, wenn der Abstand einen vorab definierten Schwellwert unterschreitet.
Mit anderen Worten nähert sich die Patientenliege entlang der Bewegungstrajektorie der Andockposition und wird ein vorgegebener Abstandsschwellwert unterschritten, bspw. 50cm, 20cm oder 10cm, wird die mittels Antriebseinheit erzeugte Bewegungsgeschwindigkeit der Patientenliege auf einen Geschwindigkeitswert eingestellt, der einen vorgegebenen, maximalen Geschwindigkeitsschwellwert unterschreitet. Der vorgegebene maximale Geschwindigkeitsschwellwert wird so gewählt, dass auch auf kurze Wegstrecken mittels Einstellaktorik bzw. Antriebseinheit noch bequem Richtungsanpassungen der Patientenliege erreicht werden können, sofern sich kurz vor Erreichen der Andockposition noch Abweichungen von der Bewegungstrajektorie ergeben sollten und/oder der Toleranzbereich von +/-2° in Bezug auf die Winkelausrichtung von Patientenliege und Medizinischer Bildgebungsanlage noch nicht erreicht ist.
Insbesondere können mehrere Abstandsintervalle mit entsprechenden Bewegungsgeschwindigkeiten vorgesehen sein, derart, dass die Bewegungsgeschwindigkeit weiter sinkt, umso näher die Patientenliege der Andockposition kommt.
In einer anderen Ausführung der erfindungsgemäßen Patientenliege umfasst die Sensoreinheit wenigstens einen aus der Gruppe der folgenden Sensoren: optischer Sensor, akustischer Sensor, Beschleunigungssensor, Magnetfeldsensor, Drehzahlmesser.
Ein optischer Sensor kann bspw. als Laserscanner oder als 2D- oder 3D-Kamera ausgebildet sein, wobei beide optische Sensoren ausgebildet sind, die Umgebung insbesondere nach oben eingeführten Referenz-Marken, bspw. in Form von Erkennungsmustern zu scannen, die an der medizinischen Bildgebungsanlage und/oder der Andockstelle angebracht sind. Die optischen Sensoren können auch ausgebildet sein, ein dreidimensionales Umgebungsmodell zu ermitteln und Modelldaten für eine Berechnung der Bewegungstrajektorie an die Recheneinheit zu übertragen. Über eine Auswertung von Abstand, Größe und/oder Form von Referenz-Marken kann insbesondere mit einer 2D-Kamera eine Lokalisierung erfolgen. Alternativ kann für medizinische Bildgebungsanlagen in Form einer Magnetresonanz-Tomographie-Anlage die Sensoreinheit einen Magnetfeldsensor zur Erkennung eines statischen Magnetfeldes in der Patientenliegenumgebung umfassen, um die Patientenliege relativ zu dem Magneten zu lokalisieren. Die Sensoreinheit kann hierfür einen oder mehrere Magnetfeldsensoren (z.B. Hall-Sensoren) an der Patientenliege umfassen, die die Stärke und Richtung des Magnetfeldes ermitteln und in Kombination mit dem für die spezifische Anlage bekannten Feldlinien-Verlauf den Ort der Patientenliege ermitteln können. Alternativ kann ein akustischer Sensor in Form eines Ultraschall-Senders und -Empfängers vorgesehen sein, der ausgebildet ist, eine Laufzeitmessung von Schallwellen durchzuführen. Für die Synchronisierung zwischen Ultraschall-Sender und -Empfänger kann ein optisches Signal parallel zur Ultraschall-Strecke dienen. Alternativ kann mit einem Sensor in Form eines Drehzahlmessers für eines der Räder des Fahrwerks die die zurückgelegte Wegstrecke in Bezug zu einer zuvor festgelegten Referenz-Position (z.B. eine Ruhe- bzw. Ladestation der Patientenliege) die relative Positionsänderung und damit die Relativposition zu der Andockposition der Patientenliege ermittelt werden (Odometrie).
In einer weiteren Ausführung der erfindungsgemäßen Patientenliege weist wenigstens ein Sensor der Sensoreinheit dieselbe Ausrichtung wie die Andockeinrichtung auf. Die Andockeinrichtung ist bevorzugt an der Vorderseite der Patientenliege angeordnet. Die Vorderseite entspricht dem Ende der Patientenliege, welches dem Ende, an dem der Bediengriff und/oder die Anzeigeeinheit für den Benutzer angeordnet ist, gegenüber liegt. Mit anderen Worten sind so der Sensor als auch die Andockeinrichtung in die die Bewegungsrichtung entsprechend der Bewegungstrajektorie ausgerichtet. Damit ergibt sich für den wenigstens einen Sensor ein Blickfeld, welches die medizinische Bildgebungsanlage, die Andockposition, die Andockstelle bzw. entsprechende Referenz-Marken einschließt. Derart wird vorteilhaft sichergestellt, dass die Sensoreinheit während einer Liegenbewegung entlang der errechneten Bewegungstrajektorie wiederholt und fortlaufend Sensorsignale erfassen und an die Recheneinheit weiterleiten kann.
In einer weiteren Ausführung der erfindungsgemäßen Patientenliege ist wenigstens ein Sensor der Sensoreinheit mit einem sensitiven Blickfeld ausgebildet, welches mindestens Im lang ist und/oder einen Winkel von +/- 30° einschließt. Bevorzugt ist das Blickfeld des Sensors in seiner Länge und/oder seinem Winkelbereich größer ausgebildet, bspw. 1,5m, 2m, 2,5m, +/-40°, +/- 45°, +/- 50°, +/- 60°. Mit anderen Worten reicht das Blickfeld des Sensors wenigstens Im weit in die Bewegungsrichtung bzw. nach vorn gerichtet entlang der Längsachse der Patientenliege voraus und schließt einen Winkelbereich von +/- 30° ausgehend von der Längsachse der Patientenliege ein. Referenz-Marken, die sich innerhalb des Blickfeldes des Sensors befinden, können folglich erfasst werden.
Der wenigstens eine Sensor ist insbesondere ausgebildet, Referenz-Marken kennzeichnend die Andock-Stelle der medizinischen Bildgebungsanlage innerhalb des Blickfeldes zu erkennen, Die Recheneinheit ist entsprechend ausgebildet, den Ort und/oder die Lage der Andockstelle bezogen auf eine aktuelle Liegenposition, also eine aktuelle Relativposition zu ermitteln.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt ein medizinisches Bildgebungssystem umfassend eine erfindungsgemäße Patientenliege und eine medizinische Bildgebungsanlage. Die medizinische Bildgebungsanlage dient der Bildgebung für medizinische Zwecke. Die medizinische Bildgebungsanlage ist insbesondere eingerichtet, Bilddaten unter Verwendung von optischer, elektromagnetischer und/oder Röntgenstrahlung zu erzeugen. Die medizinische Bildgebungsanlage kann als Röntgenanlage, als Computertomograph, als Positronen-Emissionstomograph, eine Ultraschallanlage oder dergleichen ausgebildet sein. In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die medizinische Bildgebungsanlage als Magnetresonanz-Anlage ausgebildet. Die medizinische Bildgebungsanlage umfasst vorzugsweise an ihrer Gantry eine Andockstelle für die Patientenliege.
Das medizinische Bildgebungssystem kann weitere Komponenten umfassen. Insbesondere kann das medizinische Bildgebungssystem auch eine Docking-Station für die Patientenliege umfassen, an welche die Patientenliege bei Nichtgebrauch andocken kann. Hierfür kann auch an der Docking-Station eine Andockstelle vorgesehen sein, die mit der Andockeinrichtung der Patientenliege vergleichbar zu dem oben beschriebenen Andocksystem zusammenwirken kann. Bei Nichtgebrauch kann die Patientenliege in angedockten Zustand an der Docking-Station über eine entsprechende Schnittstelle des Andocksystems mit Energie versorgt werden, insbesondere kann ein Batteriesystem, bspw. eine Lithium-Ionen-Batterie der Patientenliege dort aufgeladen werden. Das Batteriesystem kann insbesondere dazu dienen, die oben beschriebenen Komponenten wie Sensoreinheit, Recheneinheit, Anzeigeeinheit, Einstellaktorik und/oder die Antriebseinheiten zu versorgen.
Zusammengefasst basiert die vorliegende Erfindung auf einer Kombination aus Sensorik, Recheneinheit und Anzeigeeinheit.
Sie umfasst bevorzugt auch eine Aktorik zur Realisierung einer Navigationsfunktion für eine Patientenliege. Die Navigationsfunktion kann für einen rein manuellen, einen teilmanuellen oder einen vollautomatischen/autonomen Betrieb der Patientenliege aktiviert werden. Die Navigationsfunktion kann insbesondere abgeschaltet werden, wenn sie nicht benötigt wird.
Die beschriebene Navigationsfunktion kann neben der Patientenliege auch für andere medizinische Einheiten bzw. vergleichbare mobile Medizingeräte realisiert werden. Sowohl die passive Anzeige der errechneten Bewegungstrajektorie als auch die aktive Richtungsvorgabe mittels eines zusätzlichen Rades mit variablem Stellwinkel allein oder in Kombination mit der Anzeige des aktuellen Abstands ermöglicht ein deutlich exakteres und sanfteres Annähern der Liege an die Andockstation durch den Bediener und reduziert somit die Belastung für den Patienten deutlich. Der Workflow in der medizinischen Einrichtung wird verbessert, Kollisionen durch fehlerhaftes Anfahren können vermieden werden.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Durch diese Beschreibung erfolgt keine Beschränkung der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele. In verschiedenen Figuren sind gleiche Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind in der Regel nicht maßstäblich. Es zeigen:

1 ein medizinisches Bildgebungssystem in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine Patientenliege im Querschnitt in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3 eine Patientenliege in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht von unten,
4 eine Patientenliege in einem weitere Ausführungsbeispiel der Erfindung, ebenfalls in einer perspektivischen Ansicht von unten, und
5 ein medizinisches Bildgebungssystem in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Draufsicht.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes medizinisches Bildgebungssystem 72 in einem Ausführungsbeispiel. Das System 72 umfasst eine Patientenliege 1 und eine medizinische Bildgebungsanlage 71 in Form einer Magnetresonanz-Anlage bzw. die Gantry derselben. Das System umfasst in dieser Ausführung auch eine Docking-Station 80.
Die Patientenliege 1 weist grundsätzlich einen klassischen Aufbau auf. Sie umfasst ein Horizontalmodul umfassend ein Liegenbrett 6 zur Lagerung und Positionierung eines Patienten. Das Horizontalmodul umfasst auch einen Bediengriff 5 an einem hinteren Ende der Patientenliege 1. Über den Bediengriff kann ein Benutzer der Patientenliege eine Vorschubkraft einbringen, eine Richtungsänderung bewirken und/oder eine Autorisierung einer autonomen Bewegung bewirken. Der Bediengriff 5 kann zu diesem Zweck besonders vorteilhaft kraft-, druck- oder berührungssensitiv ausgebildet sein, bspw. mittels kapazitiver Sensoren. An dem Bediengriff 5 bzw. in unmittelbarer Nähe dazu umfasst das Horizontalmodul auch eine Anzeigeeinheit 4. Die Anzeigeeinheit 4 ist so ausgebildet, dass der Benutzer während einer Bewegung der Patientenliege 1 und unter Berührung des Bediengriffes 5 einfach und direkt die Anzeigeeinheit 4 sehen und beobachten kann. Die Anzeigeeinheit 4 dient erfindungsgemäß der Anzeige einer für die Patientenliege berechneten Bewegungstrajektorie. Sie kann auch der Anzeige einer Abweichung und/oder eines Abstandes einer aktuellen Relativposition der Patientenliege 1 zu der Bewegungstrajektorie oder des Abstands zwischen aktueller Patientenliegenposition und der Andockposition dienen. Bei der Anzeigeeinheit 4 kann es sich beispielsweise um einen LCD-, Plasma- oder OLED-Bildschirm handeln. Es kann sich weiterhin um einen berührungsempfindlichen Bildschirm handeln, welcher auch als Eingabeeinheit einer Steuer- und Bedienschnittstelle der Patientenliege 1 ausgebildet ist.
Die Patientenliege umfasst auch ein Fahrwerk 10 mit einer Trägereinheit 11 in Form eines Tragrahmens. Der Tragrahmen 11 bildet einerseits die Grundplatte für die Patientenliege 1, auf welcher das Vertikalmodul der Patientenliege und darauf wiederum das Horizontalmodul angeordnet ist. Anderseits bildet die Trägereinheit 11 die Verbindung der Patientenliege 1 zum Untergrund, bspw. dem Boden eines Behandlungsraumes. Dazu sind bodenständig an der Trägereinheit Räder bzw. Rollelemente, hier in Form von passiven Nachlaufrollen 12, angeordnet, über welche ein Verstellen bzw. ein Fahren der Patientenliege 1 möglich wird. Die Nachlaufrollen 12 richten sich entsprechend einer vorgegebenen Vorschubrichtung aus. An der Trägereinheit 11 ist am dem Bediengriff 5 gegenüberliegenden Ende, also dem vorderen Bereich der Patientenliege 1 eine Sensoreinheit umfassend wenigstens einen Sensor 3, hier zwei Sensoren 3, vorgesehen. Die Sensoreinheit dient der Erfassung von Sensorsignalen, die Informationen bzgl. einer Relativposition der Patientenliege 1 zu der medizinischen Bildgebungsanlage 71 umfassen. Die Sensoreinheit ist in dieser Ausführung mit einem Blickfeld ausgebildet, welches die Umgebung vor der Patientenliege 1 einschließt. Die Sensoreinheit umfasst in diesem Ausführungsbeispiel zwei Laserscanner 3, die die vor der Patientenliege 1 befindliche Umgebung scannen. Die Sensoren 3 sind in dieser Ausführung als optische Sensoren in Form von Laserscannern ausgebildet, wobei ein Sensor 3 am Horizontalmodul und ein Sensor an der Trägereinheit 11, also in Bodennähe angeordnet ist. Es können jedoch auch alternative Sensortypen eingesetzt werden. Das Blickfeld der Sensoren reicht mindestens Im weit und schließt mindestens einen Blickwinkel von +/-30° ausgehend von der Längsachse der Patientenliege 1 ein. Bevorzugt ist ihr Blickfeld größer.
Insbesondere sind die Sensoren 3 ausgebildet, Referenz-Marken 7, die an der medizinischen Bildgebungsanlage 71, aber auch der Docking-Station 80 oder einer beliebigen anderen Position in der Umgebung der Patientenliege 1 angeordnet sind, zu erkennen. Insbesondere können die Referenz-Marken auch an einer der Andockstellen 74 vorgesehen sein, bzw. durch Komponenten derselben gebildet werden.
Die Sensorsignale der Sensoreinheit können über eine (nicht gezeigte) Schnittstelle an eine Recheneinheit 2 der Patientenliege 1 übertragen werden. Die Recheneinheit 2 ist hier im Horizontalmodul nahe der Anzeigeeinheit 4 und dem Bediengriff 5 angeordnet. Die Recheneinheit 2 dient der Auswertung der erfassten Sensorsignale, der Berechnung einer Bewegungstrajektorie B für die Patientenliege 1 hin zu einer Andockposition, der Berechnung eines Abstandes einer aktuellen Relativposition von der Bewegungstrajektorie oder dergleichen, sowie der Erzeugung von Steuersignalen für das Fahrwerk 10 bzw. von Anzeigedaten für die Anzeigeeinheit 4 basierend auf den Sensorsignalen, wie weiter unten näher erläutert wird.
Die Recheneinheit 2 steht jeweils mit dem Fahrwerk 11, ggf. einzelnen seiner Subkomponenten, der Sensoreinheit und/oder der Anzeigeeinheit 4 über die Schnittstelle in Datenaustausch. Ein erfindungsgemäßer Datenaustausch erfolgt bevorzugt über an sich bekannte Kommunikationsprotokolle oder ~standards. Die Schnittstelle kann als Hardware- und/oder Software-Schnittstelle ausgebildet sein. Datenübertragung zwischen zwei Einheiten bzw. Systemkomponenten kann bidirektional oder unidirektional erfolgen. Beispielsweise ist die Recheneinheit 2 als ein sogenanntes FPGA (Akronym für das englischsprachige „Field Programmable Gate Array“) ausgebildet oder umfasst eine arithmetische Logikeinheit. Die Recheneinheit 2 kann alternativ außerhalb der Patientenliege 1 angeordnet sein. Besonders bevorzugt ermöglicht die Schnittstelle eine optischen Datenaustausch, sodass bspw. ein Magnetfeld der medizinischen Bildgebungsanlage 71 nicht gestört wird.
An der Trägereinheit 11 des Fahrwerks 10 ist ferner eine Andockeinrichtung 31 angeordnet, mit der die Patientenliege an einer Andockstelle 74 der Bildgebungsanlage 71 andocken kann. Die Andockstelle 74 umfasst eine Andockmechanik 38, die mit einer andockeinrichtungsseitigen Andockmechanik 36 zusammenwirkt.
Auch die Docking-Station 80 verfügt über eine entsprechende Andockstelle 74. Jeweils eine Andockstelle 74 und die Andockeinrichtung 31 bilden gemeinsam ein Andocksystem aus. Ein Andocksystem wird mit Bezug zur 2 noch näher erläutert.
Während die Patientenliege 1 die Magnetresonanz-Anlage 71 anfährt, wenn eine medizinische Bilderzeugung für einen Patienten durchgeführt werden soll, wird die Docking-Station 80 angefahren, wenn die Magnetresonanz-Anlage 71 bzw. die Patientenliege 1 nicht im Einsatz ist. Über die Docking-Station 80 kann bspw. ein Batteriesystem 29 der Patientenliege 1 außerhalb ihrer Betriebszeiten aufgeladen werden. Daneben bietet die Docking-Station 80 einen definierten Platz für die Patientenliege 1 außerhalb ihrer Betriebszeiten.
Die Magnetresonanz-Anlage 71 weist ferner eine Patientenaufnahme 73 in Form einer runden, zylinderförmigen Öffnung auf, in die das Liegenbrett 6 der Patientenliege 1 mittels einer Horizontalverstellungseinrichtung zumindest teilweise für eine Bilderzeugung eingefahren werden kann, wenn die Patientenliege 1 mittels der Andockeinrichtung 31 an die Andockstelle 74 der Magnetresonanzeinrichtung 71 angekoppelt ist.
2 zeigt eine erfindungsgemäße Patientenliege im Querschnitt in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. An der Trägereinheit 11 des Fahrwerks 10 ist vorderseitig die Andockeinrichtung 31 angeordnet. Die Andockeinrichtung 31 umfasst ein Dockschwert 8 mit der andockeinrichtungsseitigen Andockmechanik 36, welche vorliegend einen Eingriffsvorsprung 37 in Form einer Rolle aufweist, der in eine Kulissenführung einer andockstellenseitigen Andockmechanik 38 eingeführt werden soll, um die Patiententransporteinrichtung 1 zur Vervollständigung eines Andockvorgangs an die Andockstelle 74 heranzuziehen und auch die Leistungs- und Datenverbindungen einer Schnittstelleneinrichtung 34 der Andockeinrichtung 31 herzustellen. Die Schnittstelleneinrichtung 34 umfasst eine Datenschnittstelle 35 sowie eine Energieschnittstelle 33, bspw. in Form einer 48V-Energieschnittstelle. Seitens der medizinischen Bildgebungsanlage 71 oder der Docking-Station 80 bereit gestellte und über die Energieschnittstelle 33 zugeführte elektrische Energie kann im angedockten Zustand direkt zum Betrieb der elektrischen Abnehmer, bspw. Recheneinheit 2 oder Anzeigeeinheit 4, der Patientenliege 1, oder zum Aufladen des Batteriesystems 29 samt Lithium-Ionen-Batterie 30 verwendet werden. Lithium-Ionen-Batterien weisen eine hohe spezifische Energie auf, sind dabei jedoch kleinbauend und von eher leichtem Gewicht, so dass sie besonders vorteilhaft innerhalb der erfindungsgemäßen Patientenliege eingesetzt werden können. Zudem ist auch eine gute Magnetfeldverträglichkeit gegeben. Allgemein gesagt kann die elektrische Energiequelle, insbesondere die aufladbare Batterie, bevorzugt bodenseitig in der Trägereinheit 11 verbaut sein.
Die Patientenliege 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine zentral mittig zwischen den vier eckständig angeordneten Rädern 12 in Form von Nachlaufrollen in der Trägereinheit 11 vorgesehene Zusatzradanordnung 23 auf, die ausgebildet ist, ein manuelles Verschieben der Patientenliege 1 zu unterstützen oder die Patientenliege 1 ohne manuelle Krafteinwirkung zu verschieben. Die Zusatzradanordnung 23 weist ein Zusatzrad 24 auf, das an einem Halter 25 angeordnet ist und über eine Antriebseinheit 26, welcher hier als Nabenmotor 27 ausgebildet ist, angetrieben werden kann. Der Halter 25 ist über eine Feder 44 ausschwenkbar in der Trägereinheit 11 gelagert. Gegen die Kraft der Feder 44 kann ein elektrisch betriebener Senkaktor 28 das Zusatzrad 24 in eine Betriebsstellung mit Bodenkontakt verbringen. In diesem Fall wird der Halter 25 mit dem Zusatzrad 24 mithin abgesenkt. Zum Heben des Zusatzrades 24 kann der Senkaktor 28 freigegeben werden, so dass die Feder 28 das Zusatzrad 24 aus der Betriebsstellung wieder nach oben schwenkt; es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Heben gesteuert über einen Betrieb des Senkaktors 28 erfolgt. Das Zusatzrad 24 ist in Längsrichtung der Patientenliege 1 ausgerichtet und ist insbesondere nicht lenkbar.
Die Patientenliege 1 umfasst frontal an der Trägereinheit 11 zwei akustische Sensoren 3 in Form von Ultraschall-Empfängern, die mit Referenz-Marken an der medizinischen Bildgebungsanlage 71 und/oder der Docking-Station 80 in Form von Ultraschall-Sendern 7 zusammenwirken. Die Ultraschall-Empfänger 3 können mit den Ultraschall-Sendern 7 über weitere optische Signalgeber synchronisiert werden. Die empfangenen Ultraschall-Signale werden von den Sensoren 3 an die Recheneinheit 2 übertragen. Die Recheneinheit 2 ermittelt daraus eine Relativposition der Patientenliege 1 zu der Anlage 71 bzw. der Docking-Station 80 und berechnet daraus eine Bewegungstrajektorie B. Diese kennzeichnet den Verfahrweg für die Patientenliege 1 mit dem Ziel einer Andockposition. In der Andockposition sind die Andockmechaniken der Andockeinrichtung 31 und der Andockstelle 74 so dicht zu einander angeordnet und derart ausgerichtet, dass ein automatischer Andockvorgang gestartet werden kann. Besonders vorteilhaft wird die Bewegungstrajektorie so ermittelt, dass die Patientenliege 1 mit einem Winkel kleiner +/-2° erreicht, um eine weitere automatische Winkelausrichtung auf 0° zu vermeiden. Die errechnete Bewegungstrajektorie wird von der Recheneinheit 2 in visuelle Anzeigedaten überführt, an die Anzeigeeinheit 4 übertragen und dort für den Benutzer zur Anzeige gebracht.
3 zeigt die Patientenliege 1 in einem weiteren Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht von unten. Erkennbar ist neben der Zusatzradanordnung 23 ein weiteres zusätzliches Rad 50, welches mittig zwischen den beiden hinteren Nachlaufrollen 12 angeordnet ist. Das Zusatzrad 50 ist lenkbar in dem Sinne, dass sein Stellwinkel variabel und einstellbar ausgebildet ist (gekennzeichnet durch die Pfeile).
Das Zusatzrad 50 ist mittels Halteeinheit 41 in Form eines ansteuerbaren Drehgelenks an der Trägereinheit 11 fixiert. Das Drehgelenk 41 kann mittels Einstellaktorik 42 motorisch verstellt werden und somit das Zusatzrad 50 in eine gewünschte und insbesondere der Bewegungstrajektorie B und/oder einer aktuellen Relativposition der Patientenliege 1 entsprechende Winkelstellung gebracht werden. Die Einstellaktorik 42 ist dazu ausgebildet, Steuersignale der Recheneinheit 2 zu empfangen und umzusetzen. Insbesondere ist die Einstellaktorik 42 ausgebildet, den Stellwinkel des Zusatzrades 50 während einer Bewegung der Patientenliege 1 hin zu der Andockposition wiederholt anzupassen, um die Bewegung entlang der Bewegungstrajektorie B zu realisieren.
Liegt für die Patientenliege 1 zu einem Zeitpunkt keine Bewegungstrajektorie B vor, kann der Eingriff zwischen Halteeinheit 41 und Einstellaktorik 42 mittels dazwischen vorgesehenem Koppelelement entkoppelt werden. Die Halteeinheit 41 ist dann insbesondere frei drehbar, entsprechend einer passiven Nachlaufrolle 12.
Die Kombination von Zusatzradanordnung 23 und dem Zusatzrad 29 zusammen mit Sensoreinheit und Recheneinheit 2 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ermöglicht ein eigenständiges ,Spurhalten‘ und Fortbewegen der Patientenliege 1. Dabei braucht der Benutzer im besten Fall nur noch eine Autorisierung per Berührung des Bediengriffes 5 sowie ein Sichtüberwachung der Bewegung auf der Anzeigeeinheit 4 durchzuführen.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Patientenliege 1 in einer perspektivischen Ansicht von unten. In dieser Ausführung sind anstelle der Zusatzradanordnung 23 und dem weiteren Zusatzrad 50 zentral mittig zwischen den vier Nachlaufrollen 12 zwei omni-direktionale Räder 52, 53 in Form von Mecanum-Rädern vorgesehen, die mittels Antriebseinheit 51 in Form eines Motors angetrieben werden. Die übrigen Komponenten der Patientenliege 1 können gleich zu dem Ausführungsbeispiel der 3 ausgebildet sein. Insbesondere ist die Recheneinheit 2 ausgebildet, Steuersignale betreffend die einzustellende Richtung sowie betreffend die Vorschubgeschwindigkeit entsprechend der berechneten Bewegungstrajektorie für die Antriebseinheit 51 zu erzeugen und per Schnittstelle an diese zu übertragen. Die Mecanum-Räder 52, 53 können durch die Ausgestaltung mittels im 45°-Winkel geneigter balliger Walzen sowohl die Antriebsfunktion der Zusatzradanordnung 23 als auch die Richtungsfunktion des weiteren Zusatzrades 50 des vorherigen Ausführungsbeispiels übernehmen. Somit ist auch in diesem Ausführungsbeispiel ein im Wesentlichen autonomer Fahrbetrieb für die Patientenliege 1 mit Spurhaltefunktion möglich.
5 zeigt nochmals in einem weiteren Ausführungsbeispiel ein erfindungsgemäßes medizinisches Bildgebungssystem 72 in einer Draufsicht. Die Patientenliege 1 befindet sich auf dem Weg zu einer medizinischen Bildgebungsanlage 71 entlang der Bewegungstrajektorie B. Ziel der Bewegungstrajektorie B ist die Andockposition AP, in welcher das Dockschwert 8 der Andockeinrichtung 31 die Andockstelle 74 derart erreicht, dass ein automatischer Andockvorgang gestartet werden kann. Mittels der Zusatzradanordnung 23 und dem lenkbaren Zusatzrad 50 verfährt die Patientenliege 1 entlang der berechneten Bewegungstrajektorie B. Die Bewegungstrajektorie B wird von der Recheneinheit 2 (hier nicht gezeigt) vorteilhafterweise so berechnet, dass die Längsachsen L1 und L2 von Patientenliege 1 und Bildgebungsanlage 72 zum Ende der Bewegungstrajektorie einen Winkel kleiner 7°, und besonders bevorzugt einen Winkel kleiner 2° einschließen, um ein ruckfreies Andocken zu ermöglichen. Die Bewegungstrajektorie B wird auf der Anzeigeeinheit 4 angezeigt. Die Recheneinheit 2 ermittelt die Bewegungstrajektorie B basierend auf Sensorsignalen, die von den Sensoren 3, hier in Form von akustischen Ultraschallsensoren, erfasst werden. Jeder der Ultraschallsensoren 3 ist ausgebildet, Ultraschall-Signale von zwei an der Bildgebungsanlage 72 angeordneten Ultraschall-Sendern 60 zu empfangen. Aufgrund der Stellung der Patientenliege 1 ergeben sich zwischen den Empfängern 3 Laufzeitunterschiede für die von einem der Sender 60 empfangenen Signale. Über ein optisches Synchronisationssystem 90, 91, hier in Form einer Infrarot-Photodiode 90 und einem Infrarot-Strahler 91, kann vorteilhaft eine Synchronisierung der Sensoren 3 und der Ultraschall-Sender 60 erfolgen. Über eine Laufzeitauswertung kann die Recheneinheit 2 eine aktuelle Relativposition der Patientenliege 1 bestimmen und basierend darauf und ggf. der berechneten Bewegungstrajektorie B eine aktuelle Abweichung bzw. einen aktuellen Abstand von der Bildgebungsanlage 72 ermitteln. Auch diese können dem Benutzer über die Anzeigeeinheit 4 angezeigt werden. Bewegt sich die Patientenliege 1 bereits entlang der Bewegungstrajektorie B, erzeugt die Recheneinheit 2 entsprechend der aktuellen Relativposition Steuersignale für die Einstellaktorik 42 des Zusatzrades 50, um die Bewegung entlang der Bewegungstrajektorie B fortzusetzen. Wird eine Abweichung von der Bewegungstrajektorie B ermittelt, wird ein Steuersignal entsprechend einem korrigierenden Stellwinkel für das Zusatzrad 50 berechnet und an die Einstellaktorik 42 gesandt. Zusätzlich kann die Recheneinheit 2 auch ein Steuersignal für die Antriebseinheit 27 der Zusatzradanordnung 23 bereitstellen, welches die Vorschubgeschwindigkeit der Patientenliege 1 in einem autonomen Liegenbetrieb kennzeichnet. Dieses Steuersignal kann insbesondere an einen aktuellen Abstand der Patientenliege 1 zur Bildgebungsanlage 72 angepasst sein und die Antriebskraft verringern, je näher die Patientenliege 1 der Bildgebungsanlage 72 kommt.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202016007430 [0003, 0018]

Claims

Patientenliege (1), umfassend - eine Andockeinrichtung (31) zum mechanischen Andocken an eine Andockstelle (74) einer medizinischen Bildgebungsanlage (71), - ein Fahrwerk (10) mit einer Vielzahl von Rädern (12; 24; 50; 52, 53) für eine Fahrbewegung der Patientenliege hin zu einer Andockposition (AP), in welcher die Andockeinrichtung die Andockstelle erreicht, - eine Sensoreinheit, ausgebildet, Sensorsignale kennzeichnend eine Relativposition zwischen medizinischer Bildgebungsanlage und Patientenliege zu erfassen, - eine Recheneinheit (2), die ausgebildet ist, basierend auf den erfassten Sensorsignalen eine Bewegungstrajektorie (B) mit dem Ziel der Andockposition für die Patientenliege zu berechnen, und - eine Anzeigeeinrichtung (4), die ausgebildet ist, die berechnete Bewegungstrajektorie für einen Benutzer anzuzeigen.
Patientenliege nach Anspruch 1, wobei - die Sensoreinheit ausgebildet ist, während einer Bewegung der Patientenliege mit dem Ziel der Andockposition weitere Sensorsignale kennzeichnend eine aktuelle Relativposition zwischen medizinischer Bildgebungsanlage und Patientenliege zu erfassen, - die Recheneinheit ausgebildet ist, eine Abweichung der aktuellen Relativposition von der Bewegungstrajektorie und/oder einen Abstand der aktuellen Relativposition zu der Andockposition zu ermitteln, und - die Anzeigeeinrichtung ausgebildet ist, dem Benutzer die Abweichung und/oder den Abstand anzuzeigen.
Patientenliege nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Recheneinheit ausgebildet ist, die Bewegungstrajektorie derart zu berechnen, dass die Längsachse (L1) der Patientenliege und die Längsachse (L2) der medizinischen Bildgebungsanlage maximal einen Winkel von 2° zueinander einschließen, wenn die Patientenliege die Andockposition erreicht.
Patientenliege nach einem der Ansprüche 1, 2, oder 3, wobei ein Rad (50) des Fahrwerks mit einem einstellbaren Winkel zwischen Radachse und Längsachse der Patientenliege ausgebildet ist und die Recheneinheit ausgebildet ist, ein Steuersignal für das Fahrwerk zum Einstellen eines der Bewegungstrajektorie entsprechenden Winkels an dem Rad zu erzeugen.
Patientenliege nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Fahrwerk eine motorische Antriebseinheit (27) zum Antrieb wenigstens eines Rades (24) umfasst und die Recheneinheit ausgebildet ist, basierend auf der berechneten Bewegungstrajektorie ein Steuersignal für die Antriebseinheit zu erzeugen.
Patientenliege nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Fahrwerk zwei omni-direktionale Räder und eine motorische Antriebseinheit (51) zum Antrieb der omni-direktionalen Räder (52, 53) umfasst und die Recheneinheit ausgebildet ist, basierend auf der berechneten Bewegungstrajektorie ein Steuersignal für die Antriebseinheit zu erzeugen.
Patientenliege nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Recheneinheit ausgebildet ist, ein Steuersignal für die Antriebseinheit in Abhängigkeit des mittels Sensoreinheit ermittelten Abstandes zwischen aktueller Relativposition und der Andockposition derart anzupassen, dass die Bewegungsgeschwindigkeit reduziert wird, wenn der Abstand einen vorab definierten Schwellwert unterschreitet.
Patientenliege nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sensoreinheit wenigstens einen aus der Gruppe der folgenden Sensoren (3) umfasst: optischer Sensor, akustischer Sensor, Beschleunigungssensor, Magnetfeldsensor, Drehzahlmesser.
Patientenliege nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei wenigstens ein Sensor der Sensoreinheit dieselbe Ausrichtung wie die Andockeinrichtung aufweist.
Patientenliege nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei wenigstens ein Sensor der Sensoreinheit mit einem sensitiven Blickfeld ausgebildet ist, welches mindestens Im lang ist und/oder einen Winkel von +/- 30° einschließt.
Medizinisches Bildgebungssystem (72) umfassend eine Patientenliege (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche und eine medizinische Bildgebungsanlage (71).
Medizinisches Bildgebungssystem nach Anspruch 11 umfassend eine medizinische Bildgebungsanlage in Form einer Magnetresonanz-Anlage.