NL8102286A - Medisch apparaat. - Google Patents

Description

* 4 % * PHN 10043 1 N.V. Philips’ Gloeilampenfabrieken "Medisch apparaat"

De uitvinding heeft betrekking op een medisch apparaat met een in een verticaal vlak langs een horizontale baan verplaatsbare verticale zuil waarlangs een drager in verticale richting verschuifbaar is, in welke drager een, on een eerste aan de baan van de zuil evenwijdige horizon-5 tale as draaibare, arm is gelagerd die een lager bevat voor een om een, aan de eerste horizontale as evenwijdige tweede horizontale as draaibare, onderzoekinrichting.

Bij een bekend medisch apparaat (uit het Duitse "Gebrauchs-muster" 1.858.366) van de in de aanhef genoemde soort bestaat de cam de 10 tweede horizontale as draaibare onderzcekinrichting uit een hulpapparaat, zoals bijvoorbeeld een rcntgenfilracassette. Vanzelfsprekend kan in plaats van uitsluitend een röntgenfilmcassette ook een onderzcekinrichting worden toegepast die wordt gevormd door een combinatie van een stralingsbron en een straiingsontvanger zoals bijvoorbeeld een röntgenbron en een 15 rcntgenbeeldversterker. Afhankelijk van de wijze waarop zulk een combinatie van stralingsbron en straiingsontvanger wordt opgehangen in het medisch apparaat, zal dit apparaat meer of minder geschikt zijn voor bepaalde soorten medisch onderzoek.

Opgemerkt wordt dat medische apparaten voor het uitvceren van 20 zogenoemde isocentrische onderzoeken op zichzelf bekend zijn (uit het Amerikaanse cctroorschrift 3.281.598). Dergelijke apparaten leggen echter beperkingen op bij de keuze van het isocentrum. Dit isocentrum ligt namelijk altijd in het snijpunt van de horizontale en de verticale rotatieas in het middelpunt van een cirkelvonaig frame, zodat zich constructiedelen 25 op die plaatsen bevinden waar de patiënt of de arts zich zou moeten kunnen bevinden. De bewegingsruimte van patiënt of arts is hierdoor aanzienlijk beperkt.

Het doel van de uitvinding is een medisch apparaat te verschaffen dat geschikt is voor het uitvoeren van zogenaamde isocentrische 30 onderzoeken, zoals bijvoorbeeld het onderzoek aan de bloedvaten van hoofd, hart, lever, nieren, waarbij de bewegingsruimte van patiënt en arts relatief groot is.

Hen medisch apparaat volgens de uitvinding heeft daartoe tot 8102286 *·, ·* PHN 10043 2 kenmerk dat de onderzoekinrichting een combinatie van een stralingsbron en een stralingsontvanger bevat die is opgehangen in een C-vormig frame dat wordt ondersteund in een om de tweede horizontale as draaibaar lager-segment, waarbij het frame langs zijn ontrek ten opzichte van het" lager-5 segment verschuifbaar is over een cirkelvormige baan waarvan het vlak evenwijdig is aan de beide horizontale assen, en een centraalstraal van de onderzoekinrichting is gelegen in een vlak dat zich buiten het vlak van het frame bevindt en evenwijdig is aan het vlak van de cirkelvormige baan, terwijl elk van de genoemde translatie- en rotatiebewegingen gevolg 10 is van een eigen regelbare motoraandrijving.

Het aantal en de soort (translatie of rotatie) van de vrijheidsgraden van beweging die in een medisch apparaat volgens de uitvinding zijn belichaamd hebben tot gevolg dat elk punt van het lichaam van een patiënt in een relatief groot aantal richtingen kan worden onderzocht, 15 indien gewenst bij een gelijk blijvende vergrotingsfactor. Dit is in de eerste plaats een gevolg van het feit dat een patiënt ten opzichte van het medisch apparaat zo kan worden opgesteld dat de lichaamsas evenwijdig is aan de beide horizontale assen en het baanvlak van het C-vormige frame, terwijl de centraalstraal evenwijdig is aan en op enige afstand is.gele-20 gen van het genoemde baanvlak. Ter illustratie diene in dit opzicht het onderzoek van de bloedvaten in. de benen van een patiënt dat kan worden uitgevoerd door de zuil in de richting van de lichaamsas te verplaatsen.

Het punt in het lichaam van de patiënt dat men in een aantal . .

" richtingen wil doorstralen respectievelijk onderzoeken (zogenaamd iso-25 centrisch punt) is bovendien in relatief geringe mate gebonden aan de constructie van het medisch apparaat. Zo is het bijvoorbeeld, niet nodig het genoemde punt in het vlak van het C-vormige frame, te leggen op de draaiingsassen van het medisch apparaat.

Bij een bijzondere uitvoeringsvorm van een medisch apparaat 30 volgens de uitvinding oefent de combinatie van C-vormig frame, stralenbron en stralenontvanger een minimaal koppel uit om een/dcor het middelpunt M van de cirkelvormige baan die loodrecht staat op het vlak van de circkelvormige baan.

Een voordeel daarvan is dat de motoraandrijving voor de 35 draaiing van het C-vormige frame ten opzichte van het lagersegment relatief licht kan zijn uitgevoerd. Een dergelijk medisch apparaat heeft daartoe tot kenmerk, dat het middelpunt M van de cirkelvormige baan van het C-vormige frame zich op een afstand a^ van de tweede horizontale as 8102286 * # PHN 10043 3 bevindt en op een afstand b van de centraalstraal die evenwijdig is aan een diameter van de cirkelvormige baan en ten opzichte van deze diameter over de afstand b verschoven ligt in de richting van de open zijde van het C-vorntige frame, waarbij a. en b zo zijn vastgesteld dat het zwaarte-5 punt van het C-vorraige frame, de stralenbron en de stralenontvanger zich gemiddeld gezien nagenoeg op een lijn bevindt die door het middelpunt M van de cirkelvormige baan loopt en loodrecht staat op het vlak van de cirkelvormige baan.

Een nog verdere bijzondere uitvoeringsvorm van een medisch 10 apparaat volgens de uitvinding bezit het voordeel van relatief kleine hoofdafmetingen -met name de lengte van de arm is relatief gering- doordat het focus van de stralenbron zich op een afstand jd van de tweede horizontale as bevindt die gelijk is aan de helft van de soa van de afstanden tussen het focus en het isocentrum bij respectievelijk een opname met de 15 grootste vergrotingsfactor en een opname met de kleinste vergrotings-factcr.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de tekening waarin: fig. 1 schematisch een bijzondere uitvoeringsvorm van een 20 medisch apparaat volgens de uitvinding in perspectief toont, fig. 2 een zijaanzicht toont van een medisch apparaat volgens het principe van fig. 1, fig. 3 een vcoraanzicht toont van het medisch apparaat volgens fig. 2 cd vergrote schaal, 25 de figuren 4, 5, 6 en 7 het medisch apparaat volgens fig. 1 tonen in voor de onderzoeksmogelijkheden illustratieve posities met het C-vormige frame steeds in dezelfde stand ten opzichte van het lager-segment, de figuren 8, 9, 10 en 11 het medisch apparaat volgens fig. 1 3Q tonen in voor de onderzoeksmogelijkheden illustratieve verdere posities waarbij het C-vormige frame verschillende standen inneemt ten opzichte van het lagersegment.

Het met de figuren 1, 2 en 3 geïllustreerde medische apparaat bezit een in een verticaal vlak (in fig. 2 het vlak van tekening) ver-35 plaatsbare verticale zuil 1. De zuil 1 is verplaatsbaar langs horizontale geleidingen 3 in een plafond 5 (zie figuren 2 en 3) en horizontale geleidingen 7 in een vloer 9 met behulp van een motoraandrijving 11. Op de uitgaande as van de motoraandrijving 11 is een tandwiel 13 bevestigd 8102286 V ♦ PHN 10043 4 dat in ingrijping is met een op de vloer 9 opgestelde tandheugel 15 van relatief grote lengte (ongeveer 4 m). De motoraandrijving 11 bevindt zich in een voetstuk 17 van de verticale zuil 1. Het voetstuk 17 is nog voorzien van een paar voorste wielen 19 en een paar achterste wielen 21 die 5 over de vloer 9 rollen.

Langs de verticale zuil 1 is een drager 23 verschuifbaar waarin een arm 25 is gelagerd die draaibaar is om een eerste horizontale as 27. De drager 23 wordt verplaatst door middel van een motoraandrijving 29. Via een koppeling 31 (zie fig. 3) is de uitgaande as van de motoraan-10 drijving koppelbaar met een in de zuil 1 gelagerde trommel 33 waarmee een met de drager 23 verbonden kabel 35 kan worden opgewikkeld en af gewikkeld. De arm. 25 wordt aangedreven met behulp van een motoraandrijving 39 die vast is opgesteld in de drager 23. Een poelie 41 die zich bevindt op de uitgaande as van de motoraandrijving 39 is door een aandrijfriem 43 ge-15 koppeld met een poelie 45. De poelie 45 is bevestigd op een as waarop tevens een aandrijfworm 47 is bevestigd die in ingrijping is met een tandwiel 49. Het tandwiel 49 is bevestigd aan de draaibaar in de drager 23 gelagerde arm 25, waarbij het middelpunt van het tandwiel 49 samenvalt -met de eerste horizontale as 27.

20 In de arm 25 is. een lagersegment 51 gelagerd. Het lagersegment 51 is draaibaar om een tweede horizontale as 53 die evenwijdig is aan de eerste horizontale as 27. De assen 27 en 53 zijn evenwijdig aan de baan die wordt afgelegd door de zuil 1 in de geleidingen 3 en 7. Het lagersegment 51 kan worden verdraaid ten opzichte van de arm 25 met behulp van 25 een motoraandrijving 55 die in het lagersegment vast is opgesteld. Op de uitgaande as van de motoraandrijving 55 is een aandrijfworm 57 bevestigd die in ingrijping is met een tandwiel 59. Het tandwiel 59 is bevestigd aan de arm 25, waarbij het middelpunt van het tandwiel 53 samenvalt met de tweede horizontzle as 53. Het lagersegment 51 bezit een geleiding 61 die 30 de vorm heeft van een cirkelsegment (in fig. 2 eenvoudigheidshalve schematisch aangegeven). In de geleiding 61 is een C-vormig frame 63 langs zijn omtrek verschuifbaar over een cirkelvormige baan 64. Het baan-vlak van deze cirkelvormige baan 64 is evenwijdig aan de beide horizontale assen 27 en 53. Het C-vormige frame 63 heeft de vorm van een cirkel-35 segment dat ongeveer een halve cirkel omvat. De open zijde van het C- vormige frame 63 is in fig. 2 van de zuil 1 af gericht. Het frame 63 wordt verschoven ten opzichte van het lagersegment 51 met behulp van een motoraandrijving 65 die vast is opgesteld in het lagersegment 51. Op de uit- 8102286 * * EHN 10043 5 gaande as van de inotoraandrijving 65 bevindt zich een poelie 67 die door middel van een aandrijfriem 69 is gekoppeld met een verdere poelie 71.

De poelie 71 is op een as bevestigd waarop tevens een kettingrondsel 73 is bevestigd dat in ingrijping is met een langs het frame 63 geleide 5 ketting 75. Leidwielen 77 en 79 dienen voor de verdere geleiding van de ketting 75 waarvan de uiteinden zijn bevestigd aan het frame 63.

De onderzoekinrichting bestaat in het onderhavige geval uit een combinatie van een stralenbron 81 en een stralenontvanger 83 die ten opzichte van elkaar zijn gecentreerd. Als stralenbron 81 is een 10 rontgenbron met een focus 82 gekozen terwijl de stralenontvanger 83 o.a. een röntgenbeeldversterker 85 bevat. De stralenbron 81 is door middel van een dwarsarm 87 aan het frame 63 bevestigd/ terwijl de stralenontvanger 83 door middel van een dwarsarm 89 aan het frame 63 is bevestigd. Een zogenaamde centraalstraal 91 van de onderzoekinrichting ligt derhalve 15 excentrisch over een afstand e ten opzichte van het vlak van de cirkelvormige baan 64. De centraalstraal 91 is steeds evenwijdig aan het vlak van de cirkelvormige baan 64. Het middelpunt M van de cirkelvcrmige baan 64 ligt op een afstand a van de tweede horizontale as 53. De stralenontvanger 83 is in de richting van de centraalstraal 91 verplaatsbaar ten 20 opzichte van het frame 63, zodat de afstand tussen de stralenontvanger 83 en de vast met het frame 63 verbonden stralenbron 81 kan worden ingesteld , bijvoorbeeld voor het regelen van de focus-film afstand. Cmdat het zwaartepunt van het C-vcrmige frame 63 en de onderzoekinrichting (d.w.z. de stralenbron 81 en de stralenontvanger 83) zich bij verschillende typen 25 opnamen of onderzoek op verschillende plaatsen ten opzichte van het frame 63 bevindt en bovendien onderzoekinrichtingen van verschillend gewicht in zwang zijn, is de afstand a (zie fig. 2) zo gekozen dat het gemiddelde zwaartepunt van deze verschillende omstandigheden gezien in de richting van de centraalstraal 91 nagenoeg samenvalt met een lijn door het middel-30 punt 21 van het C-frame 63 (cirkelvormig) die loodrecht staat op het vlak van baan 64. Cok de afstand b tussen de centraalstraal 91 en hetmiddelpunt 21 is zo gekozen dat het gemiddelde zwaartepunt van de genoemde verschillende omstandigheden gezien in de richting loodrecht op de centraalstraal nagenoeg samenvalt met een lijn door het middelpunt M van het C-frame 63 35 die loodrecht staat op het vlak van baan 6"4. Gezien in figuur 3 ligt-het zwaartepunt van de combinatie van C-frame 63, stralenbron 81 en stralenontvanger 83 gemiddeld op lijn 92 tussen de punten X en Y.

De afstand o tussen het focus 82 en de tweede horizontale 8102286 PHN 10043 6 as 53 is gelijk aan de helft van de som van de afstanden tussen enerzijds het focus 82 en het isocentrum I bij maximale vergroting en anderzijds het focus 82 en het isocentrum I bij minimale vergroting. De situatie bij minimale vergroting is getoond in figuur 2. (zogenaamde contactopname).

5 Door de afstand p als beschreven te kiezen kan worden volstaan met in het bijzonder een relatief geringe lengte van de arm 25 terwijl toch het bereik van de arm voldoende is.

Bij de getoonde uitvoeringsvorm is: a = 150 mm 10 b = 70 ran 2.= ½ (450 + 900) = 675 mm.

De vijf regelbare motoraandr ij vingen 11, 29, 39, 55 en 65 zijn bij voorkeur regelbare electrcmotoren die zo kunnen worden geregeld dat indien gewenst bij gelijk blijvende vergrotingsfactor de centraalstraal 15 91 in een zeer groot aantal richtingen door een te onderzoeken punt (isocentrum) in een zich op een patiëntentafel 93 bevindende patiënt 95 kan worden gestuurd. Hiertoe zijn op zichzelf in principe bekende regel-schakelingen nodig, bijvoorbeeld van het type zoals beschreven in het Amerikaanse octrooi 4,019,059. Het is echter niet steeds nodig cm alle - 20 vrijheidsgraden van het apparaat in combinatie (op hetzelfde tijdstip) te benutten. Vele soorten diagnostisch onderzoek vragen een sequentiële afwikkeling van de bewegingen, zoals bijvoorbeeld eerst een translatie van de zuil 1 en vervolgens een verplaatsing van het frame 63 in het lagersegment 61.

25 Om een indook te verschaffen van de onderzoekmogelijkheden van het beschreven medische apparaat wordt gewezen op met behulp van een computer gegenereerde, geschematiseerde figuren 4, 5, 6 en 7 die een simulatie geven van de diverse onderzoekposities. Uitgaande van de positie in figuur 4 waarbij de vast opgestelde patiënt 95 in horizontale richting 3Q wordt doorstraald in een bepaald punt in de borststreek wordt de door-stralingsrichting zodanig veranderd dat de centraalstraal steeds in hetzelfde verticale vlak loodrecht op de lichaamsas van de patiënt 95 blijft liggen terwijl de vergrotingsfactor constant blijft. Twee van de vijf vrijheidsgraden blijven bij dit type isocentrisch onderzoek ongebruikt, 35 namelijk de horizontale trans lat iebeweging van de zuil 1 en de rotatie van het frame 63 in het lagersegment 51. Duidelijk is dit te zien door in de figuren 4-6 de onderlinge positie van een dwarspoot 97 van de patiëntentafel 93 en het voetstuk 17 te vergelijken en respectievelijk de 8102286 HE? 10043 7 « * onderlinge positie van het lagersegment 51 en het frame 63. De patiëntentafel 93 is vast opgesteld. De figuren 4, 5, 6 en 7 tonen dat een draaiing van het frame 63 over honderdentachtig graden mogelijk is (vergelijk figuren 4 en 7), zodat in feite alle diagnostisch relevante doorstralings-5 richtingen in vlakken loodrecht op de lichaamsas van de patiënt 'worden benut. De patiëntentafel 93 bezit een uitsparing 99 zodat zogenaamde con-tactteeiden kunnen worden verkregen van bijvoorbeeld het hoofd van een patiënt (zie figuren 5 en 4).

De eveneens met een computer gegenereerde figuren 8, 9, 10 en 10 11 tonen dat ook in een verticaal vlak evenwijdig aan de lichaamsas van de patiënt een groot aantal diagnostisch relevante dcorstralingsrich-tingen kunnen worden gerealiseerd bij constante vergrotingsfactor. Ook bij het met de figuren 8-11 geïllustreerde onderzoek zijn niet alle vrijheidsgraden van beweging tegelijk gebruikt. Door de onderlinge posities 15 van het voetstuk 17 en de dwarspoot 97 te vergelijken kan worden geconstateerd dat de translatiebeweging van de zuil 1 is gebruikt (patiëntentaf ei 93 heeft een vaste positie). Duidelijk is dat ook de translatiebeweging van drager 23 is benut, alsmede de draaiing van het frame 63 in het lagersegment 51. De rotatiebeweging van arm 25 ten opzichte van de 2q drager 23 en de rotatiebeweging van het lagersegment 51 ten opzichte van de arm 25 zijn bij het beschreven onderzoek niet nodig.

Alle vijf vrijheidsgraden worden simultaan benut indien bijvoorbeeld vanuit de in fig. 6 getoonde positie het frame 63 wordt gedraaid in het lagersegment 51 onder de condities van een constante vergrotings-2g factor en een constante heek tussen de zuil T en het vlak van de cirkei-vormige baan 54.

Hoewel bij het beschreven medisch apparaat een cirkelvormig frame 63 is toegepast kan ook een C-vormig of U-vormig frame worden gebruikt. Het cirkelvormig frame heeft echter het voordeel van een een-3Q voudige constructie bij een relatief grote draaiingsheek van het frame 63 ten opzichte van het lagersegment 51.

Tenslotte zij vermeld dat het medisch apparaat niet beperkt is tot zogenaamde isocentrische onderzoeken, ofschoon het voor dat type onderzoeken bijzonder geschikt is.

35 8102286

Claims (3)

1. Medisch apparaat met een in een verticaal vlak langs een horizontale baan verplaatsbare verticale zuil waarlangs een drager in verticale richting verschuifbaar is, in welke drager een, om een eerste aan de baan van de zuil evenwijdige horizontale as draaibare arm is gelagerd 5 die een lager bevat voor een om een, aan de eerste horizontale as evenwijdige tweede horizontale as draaibare, onderzoekinrichting, met het kenmerk, dat de onderzoekinrichting een combinatie van een stralingsbron en een stralingsontvanger bevat die is opgehangen in een C-vormig frame dat wordt ondersteund in een om de tweede horizontale as draaibaar 10 lagersegment, waarbij het frame langs zijn omtrek ten opzichte van het lagersegment verschuifbaar is over een cirkel vormige baan waarvan het vlak evenwijdig is aan de beide horizontale assen, en een centraalstraal van de onderzoekinrichting is gelegen in een vlak dat zich buiten het vlak van het frame bevindt en evenwijdig is aan het vlak van de cirkel-15 vormige baan, terwijl elk van de genoemde translatie- en rotatiebewe-gingen gevolg is van een eigen regelbare motoraandrijving.

2. Medisch apparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het middelpunt M van de cirkelvormige baan van het C-vormige frame zich op een 'afstand a van de tweede horizontale as bevindt en op een afstand 20. van de centraalstraal die evenwijdig is aan een diameter van de cirkelvormige baan en ten opzichte van deze diameter over de afstand b verschoven ligt in de richting van de open zijde van het C-vormige frame, waarbij a en b zo zijn vastgesteld dat het zwaartepunt van het C-vormige frame, de stralenbron en de stralenontvanger zich gemiddeld gezien nage-25 neeg op een lijn bevindt die door het middelpunt M van de cirkelvormige baan loopt en loodrecht staat op het vlak van de cirkelvormige baan.

3. Medisch apparaat volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het focus van de stralenbron zich op een afstand pvan de tweede horizontale as bevindt die gelijk is aan de helft van de som van de afstanden 30 tussen het focus en het isocentrum bij respectievelijk een opname met de grootste vergrotingsfactor en een opname met de kleinste vergrotings-factor. 35 8102286