DE2046207A1

DE2046207A1 - Vorrichtung zum Tragen und Positiome ren von Patienten

Info

Publication number: DE2046207A1
Application number: DE19702046207
Authority: DE
Inventors: die Anmelder snd
Original assignee: Pegrum, James Waring, Carp, Whit field, Douglas Wadham, Stittsville, On tano (Kanada)
Priority date: 1969-12-08
Filing date: 1970-09-18
Publication date: 1971-06-09
Also published as: GB1312377A; CA899961A

Description

2046207 Patentanwalt Dipl.-Phys. Gerhard Liedl 8 München 22 Steinsdorfstr. 21-22 Tel. 29 84

B 4732

James W, Pegrum, R,R. Nr.2, Carp, Ontario/Kanada

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Douglas W, Whitfield, P.O. So:; 163, Stittsville, Ont./Kanada

WEH/Hie

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Vorrichtung zum Tragen und Positionieren von Patienten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Tragen und Positionieren von Patienten für therapeutische Zwecke. Derartige Vorrichtungen, insbesondere Liegen, werden dazu benutzt, die Patienten zu einemBestrahlungsgerät zu transportieren und vor allem während der Behandlung zu tragen.

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Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise in den kanadischen Patentschriften 559 931, 571 136, 614 828, 792 865, 798 948 und 811 24-1 sowie in der US-Patentschrift 3 459 939 ■beschrieben.

Wie der Stand der Technik zeigt, sind die Liegen von den Behandlungsgeräten gewöhnlich mechanisch getrennt. Während es bei solchen Vorrichtungen offensichtlich notwendig ist, eine Lagesteuerung vorzusehen, mit der sich die Lage der Liege relativ zum Behandlungsgerät steuern läßt, stellen die Freiheitsgrade der Relativbewegung einen Kompromiß dar. Diese bekannten Vorrichtungen, bei denen die Liege auf Schienen oder einem schienenunabhängigen Wagen läuft und mit Basislagern ("toe bearings") versehen ist, erfordern mindestens fünf Bewegungen, und zwar eine Längs-, Seiten- und Vertikalbewegung sowie eine Isosentrum— und Überkopf-Drehung. Dies führt jedoch zu einex komplizierten Aufbau, zusätzlichen Schwierigkeiten und hohen Herstellungskosten. Die Vertikalbewegung ist auf weniger als die Hälfte der maximalen Höhe der Liege beschränkt, und die niedrigste Lage ist für Behandlungen mit großem Bestrahlungsfeld zu hoch. Da die Basislager Platz für die Liege freigeben müssen, ist die Drehachse des Bestrahlungskopfes unnötig hoch. Außerdem muß manchmal ein freier Raum für den Lagerträger der Basislager vorgesehen werden. Da es'notwendig ist, der Größe und der Menge der den Patienten umgebenden Einrichtungen eine sinnvolle Grenze zu setzen, ist die Seitenbewegung beschränkt.

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Das Vorhandensein eines Basislagers "bedeutet ferner, daß die einzige Möglichkeit, Platz zu schaffen, darin "besteht, die Liege vollständig zu lösen und zu entfernen. Dies .bedeu+et jedoch, daß Schrauben, elektrische Leitungen und automatische Steuereinrichtungen gelöst werden müssen. Es dürfte kaum notwendig sein, zu erwähnen, daß diese Liegen extrem unmanövrierfähig sind.

Das ideale System zum Tragen und Positionieren eines Patienten wäre ein System, "bei dem die Lage des Patienten vollkommen frei veränderlich und steuerbar ist und um den Patienten herum keinerlei Hindernis vorhanden ist, d.h., sechs Freiheit sgrade und kein fester Tragkörper - mit anderen Worten: ein freier Schwebezustand.

Dies ist zwar theoretisch möglich, Jedoch nicht sehr zweckmäßig. Man könnte dem "beispielsweise durch Verwendung von Luftetrahlen nahekommen; die Stabilitäts- und Steuerschwierigkeiten wären jedoch beträchtlich, so daß eine realistischere Lösung in Angriff genommen werden muß·

Das G-runderfordernis bei therapeutischen Behandlungen ist eine vielseitige und zweckmäßige Einrichtung, mit der sich der Patient in eine zufriedenstellende Behandlungslage bringen läßt, wobei der Patient von allen Seiten möglichst frei zugänglich sein soll. Die Liege an sich ist lediglich das Mittel für diesen Zweck.

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Wenn auch diese Grundvoraussetzung als selbstverständlich erscheinen mag, handelt es sich jedoch um ein wesentliches Prinzip, denn es ist nur zu leicht möglich, daß sich die Aufmerksamkeit auf die Liege als Maschine konzentriert und ihr Hauptzweck, den Patienten zu positionieren, aus den Augen verloren wird.

Sowohl theoretisch als auch praktisch scheinen vier Freiheitsgrade zur Positionierung des Patienten ausreichend zu sein. Diese vier Freiheitsgrade sind drei Translationsbewegungen und die Drehung um die vertikale Achse. Gelegentlich wurde eine "begrenzte Drehung um die Längsachse vorgeschlagen; dies scheint jedoch, nicht notwendig zu sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Tragen und Positionieren von Patienten für therapeutische Zwecke zu schaffen, bei der der Bodenraum besser ausgenützt wird, der Behandlungßkopf frei zugänglich ist und die zur automatischen Steuerung besser geeignet ist. Dies wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merknale erreicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Kragarm um eine vertikale Achse drehbar und von veränderbarer Lange. Dadurch läßt sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine sogenannte R/THETA-Behandlung durchführen.

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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Kragarm gelenkig ausgebildet, wodurch eine geradlinige Behandlungsweise möglich ist.

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Verbindung mit der erfindungsgetnäßen Vorrichtungjverwendbar ist und mehrere auf dem Boden laufende, an^eimem Rahmen gelagerte Räder aufweist, ist erfinduagiigemäß gekennzeichnet durch eine am Rahmen angebrajeiiie und sich vom Rahmen nach oben erstreckende Säui^und mindestens zwei von der Säule horizontal absehende, parallel verlaufend und mit Abstand zueinajj€t€r angeordnete Tragzinken aufweist, die zur Aufnahme e» de.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß sich ' die Vertikalbewegung besser ausführen läßt, daß sie besser zugänglich ist, daß der Patient besser heruntergenommen werden kann, daß die Austauschbarkeit der Liege verbessert und die Höhe der Liege geringer ist, und daß der konetruktiY· Aufbau einfacher und die Herstellungskosten geringer sind·

veitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den UnteransprUchen angegeben·

Anhand der Zeichnungen werden zwei bevorzugte Aueführungeformen der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

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Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels,

Figur 2 eine der PIg. 1 entsprechende Ansicht eines zweiten Ausftthrungsbeispiels,

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In Fig.1 ist ein Rahmen 1 gezeigt, der, falls erforderlich, auf einer Grundplatte (nicht gezeigt) gelagert werden kann. Der Rahmen 1 trägt einen Träger 2 mit einem Gegengewicht, der seinerseits einen Bestrahlungskopf 3 trägt und um eine horizontale Achse H-H drehbar ist. Sine übertopf-Trageinheit 4 ist auf dem Rahmen 1 um eine vertikale Achse Y-V (Winkel Θ) drehbar gelagert. Die Überkopf-Trageinheit 4 weist zwei teleskopierbar gleitend ineinander gelagerte Teile 4o,42 auf, von denen das äußere Teil 4-2 eine Säule 44, eine Trageinrichtung 46 und eine Liege 5 trägt. Der äußere Teil 42 kann ein- oder ; ausgefahren werden, wodurch der Wert γοη R verringert to·*· vergrößert wird. Die Säule 44 besteht aus zwei, teleskopierbar ineinander geführten Teilen 44a und 44b, mit deren Hilfe die Liege 5 in verschiedenen vertikalen Abständen zu dem Beetrahlungskopf 3 angeordnet werden kann.

Wie aus dem Gesagten hervorgeht, stellt das in Fig.1 gezeigte Ausführungsbeispiel ein System dar, das als R/THETA-System

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"bekannt ist. Der Winkel θ kann auf 90° oder mehr vergrößert werden, damit die Liege und der Bestrahlungskopf 3 frei zugängig gemacht werden können. Ferner bietet die gezeigte Anordnung der Uberkopf-Tra^einheit 4 die Möglichkeit, eine herkömmliche fahrbare liege unter den Bestrahlungskopf zu fahren, Außerdem kann die gezeigte Vorrichtung auch in Verbindung mit auf Schienen laufenden Liegen verwendet werden.

Die Trageinrichtung 46 ist mit zwei Tragzinken 48 versehen, die den gleichen Abstand und die gleichen Abmessungen wie die Tragzinken ·?£■ eines Transport- und Behandlungswagens», der in χ . dag««l i haben. Die Liege ist mit entsprechend * ausgebildeten Öffnungen 52, 54 und 56 versehen; durch entsprechende Auswahl zweier einander zugeordneter Öffnungen läßt sich die Grundstellung der Liege 5 bezüglich des Radius R längs der Linie h-h verändern.

In der Fachsprache der Bestrahlungstherapie bedeutet der Ausdruck "Isozentrum", daß mindestens zwei Drehachsen vorhanden sind, die sich in einem gemeinsamen Punkt schneiden. In Fig.1 ist die Strahlungsachse durch die Linie T-T dargestellt. Da der Träger 2 um die Achse H-H drehbar ist und da jeder Punkt des Patienten un die Achse V-V gedreht werden kann, ist der Punkt P ein Isozentrum.

Während dieses Ausfuhrungsbeispiel R/THETA-Translationsbewegungen ermöglicht, soll nun gezeigt werden, daß Bewegungen 4732 K flWi«·*·» Jim

in Abhängigkeit von geradlinigen Koordinaten ebenfalls mit Erfolg "bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführt werden können.

Bei dem in Fig.2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind lediglich diejenigen Bauteile, die sich von den Bauteilen des in Fig.1 gezeigten Ausführungsbeispiels unterscheiden, mit Bezugsziffern bezeichnet. Unterhalb der Überkopf-Trageinheit 4 ist ein Führungskörper 62 um eine Achse A-A drehbar gelagert. Eine Führungseinheit 6 weist eine, erste Gleitführung, bestehend aus einem in dem Führungskörper 62 gleitend gelagerten Abschnitt 64, und eine zweite Gleitführung, bestehend aus einem Führungßabschnitt 66, in dem ein in Querrichtung verschiebbarer Schlitten 68 gleitend gelagert ist, auf.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig.2 fällt die Strahlungsachse T-T mit der Achse A-A zusammen. Eine Bewegung der Führungseinheit 6 in den Richtungen 1-1 und t-t hat eine rechteckige Strahlabtastung a-b-c-d zur Folge. Wenn die' Führungseinheit 6 um die Achse A-A gedreht wird und die gleichen 1-1 und t-t Bewegungen ausgeführt werden, ist eine Strahlabtastung e-f-g-h die Folge. Eine einfache Drehung der Führungseinheit um die Achse A-A ohne Änderung von t-t, Jedoch mit verschiedenen Einstellungen von 1-1, ergibt eine kreisförmige Strahlabtastung K. In diesem Fall erhielte man bei P^f ein Isozentrum.

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Pig.2 zeigt in strichpunktierten Linien eine untere Stellung der Liege 5, während sowohl die Pig.1 als auch die Pig. 2 -verschiedene Längsstellungen der Liege zeigen.

Bei dem in Pig.1 gezeigten R/SHETA-Ausführungsbeispiel lassen sich die folgenden typischen Bewegungen erzielen:

a) Längsbewegung h-h: 76 cm oder mehr unmittelbare Bewegung und zusätzlich 122 cm durch Verwendung verschiedener Aufnahmepunkte (52,54,56 usw.);

b) Seitenbewegung: Ungefähr 5o5 cm; kleine Bewegungen hierbei sind fast geradlinig wegen des langen Dreharms;

c) Vertikalbewegung (Säule 44): 91 cm oder mehr bei einer Standarddeckenhb'he von 2,90 m;

d) Drehung um die Vertikale (Winkel Θ): 24o° unmittelbare Drehung; weitere 18o° lassen sich durch die rechts und links vorgesehenen Aufnahmepunkte erzielen. Palis erwünscht, kann die Drehachse im Isozentrum angeordnet werden.

Die Vorteile des Il/THETA-Ausführungsbeispiels sind die folgenden: Es werden nur -vier Bewegungen zur Erzielung von vier Preiheitsgraden verwendet, was eine optimale Ausnutzung bedeutet. Zum zweiten ist die kleinstmögllche Anzahl von Trans lationsbewegungen - nämlich zwei - (in Vertikal und Längs-

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rlchtung) vorgesehen. Dieö vereinfacht den Aufbau, da die Translationsbewegungen konstruktiv schwieriger als Drehbewegungen zu erreichen sind.

Diese beiden Paktoren allein bedeuten eine Kostenverringerung im Vergleich zu den bekannten Liegen, da gerade die Bewegungen Geld kosten.

Da die Vertikalbewegung auf die eine Seite der Liege verlegt ist, ist eine Begrenzung der teleskopierbaren Säule, vollständig vermieden. Es läßt sich eine Vertikalbewegung von mindestens 91 cm erzielen, wogegen bei den bekannten Liegen der Anmelder Vertikalbewegungen von höchstens 39 cm möglich waren.

Bei einer Standardraumliöhe von 2,90 m könnte die Größe der Vertikalbewegung etwa 114- cm betragen, so daß die Liege bis auf den Boden abgesenkt werden könnte, falls dies erforderlich ist. Dies bietet die Möglichkeit, therapeutische Behandlungen mit großem Bestrahlungsfeld durchzuführen.

Da keine Basislager, Tragstützen v.nd Drehmechanismen auf dem Boden vorhanden sind, muß für das Basislager kein freier Raum vorhanden sein, so daß die Drehachse des Strahlungskopfes niedriger angeordnet werden kann. Dadurch, daß der freie Raum für eine verstellbare Plattform verwendet wird, kann die Drehachse sogar noch niedriger angeordnet werden.

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Die Seitenbewegung ist etwa ein Bogen von ungefähr 3,05 m Gesamtlänge. Kleine Bewegungen erfolgen näherungsweise gerad linig.

Um den Patienten herum gibt es praktisch keinerlei Behinderung, da der gesamte Mechanismus überkopf angeordnet ist und der Patient frei zugänglich ist.

Wenn die Steuerung der Liege auf ihre Endstellungen eingestellt wird, schwingt die Liege, wie gewünscht, zur Rückoder Seitenwand, so daß der gesamte Bodenraum vollständig frei zugänglich ist. Dies bietet die Möglichkeit, auch Patienten auf anderen Liegen zu behandeln. Hierbei werden keine Schrauben, elektrische Anschlüsse und elektrische Leitungen benötigt.

Bei dem in Pig.2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine zusätzliche Seitenbewegung vorgesehen, da die Liege nur eine Isozentrische Drehbewegung ausführen kann; die Lagesteuerung erfolgt daher längs kartesianischer Koordinaten und nicht längs Polarkoordinatsn,

Im übrigen gleicht die dort gezeigte Vorrichtung der R/THETA-Liege mit allen ihren Vorzügen.

Beide Ausführungsbeispiele sind besonders geeignet für die automatische, therapie mit radioaktiven Röntgenstrahlen oder

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anderen Strahlungsquellen·

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Claims

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Patentansprüche

1A Vorrichtung zum Tragen und Positionieren von Patienten für therapeutische Zwecke, mit mindestens einem Rahmen und einem Bestrahlungs- oder anderen Behandlungskopf, der an einem auf dem Rahmen gelagerten Träger angebracht 1st, gekennzeichnet durch eine nur am Rahmen (1) "befestigte Überkopf-Trageinheit (4), die einen oberhalb des Behandlungskopfes (3), und dessen Träger angeordneten horizontal verlaufenden Kragarm (4o,42) aufweist, eine Säule (44), die mit ihrem oberen Ende am, freien Ende des Kragarms seitlich befestigt ist und sich von dort nach unten erstreckt, und eine am unteren Ende der Säule (44) angebrachte Trageinrichtung (46,48) zum Tragen einer Liege (5).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überkopftrageinheit (4) an dem Rahmen (1) derart schwenkbar angebracht ist, daß der Kra.garm um eine erste vertikale Achse (V-V) drehbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragarm (4o,42) eine veränderliche Länge hat.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragarm zwei gelenkig miteinander verbundene Teile, einen

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äußeren und einen inneren Teil, aufweist, und daß der äußere Teil des Kragarms um eine zweite vertikale Achse (A-A), die durch den Gelenkpunkt geht und im wesentlichen parallel zur ersten vertikalen Achse (V-V) verläuft, bezüglich des inneren Teils des Kragarms verdrehbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Teil des Kragarms eine erste Gleitführung mit zwei relativ zueinander verschiebbaren Teilen (62,64) aufweist, deren Bewegungsachse im wesentlichen mit der Achse des äußeren Teils des Kragarms zusammenfällt und in der gleichen horizontalen Ebene liegt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine zweite Gleitführung mit zwei relativ zueinander verschiebbaren Teilen (66,68), deren 3ewegungsachse im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsachso der ersten Gleitführung verläuft und in der gleichen horizontalen Ebene liegt»
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung (46,4-8) mindestens zwei mit Abstand zueinander angeordnete und parallel verlaufende Tragzinken (48) aufweist, die zur Aufnahme der Liege dienen und im wesentlichen horizontal von dem unteren Ende der Säule (44) abstehen.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Liege (5) mehrere mit Abstand zueinander angeordnete, parallel verlaufende Öffnungen (52,54,56) aufweist, die sich quer über die gesamte Breite der Liege erstrecken, so daß die Tragzinken (48) jeweils in zwei einander zugeordnete Öffnungen der Liege einschiebbar sind,
Transport- und Behandlungsv/agen (7) mit einer vertikal angeordneten, nach oben ragenden Säule (72), von der zwei Abstand zueinander angeordnete Tragzinken (79) horizontal abstehen, die den gleichen Abstand wie die von der Säule (44) der Überkopf-Trageinheit abstehenden Tragzinken voneinander haben und wahlweise in zwei unbesetzte Öf^pnungen (52,54,56) der Liege (5) einschiebbar sind.
10. Transport- und Behandlungswage'n, insbesondere für eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mehreren auf dem Boden laufenden, an einem Rahmen gelagerten Rädern, gekennzeichnet drarch eine am Rahmen angebrachte und sich vom Rahmen nach/oben erstreckende Säule (72) und mindestens zwei von der Säule horizontal abstehende, parallel verlaufend und mi* Abstand zueinander angeordnete Tragzinken (79), die z#x Aufnahme der Liege dienen·
11. Transport- und Behandlungswagen nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Säule (72) vertikal ausfahrbar

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