Verfahren und Vorrichtung zum Heben und Senken sowie Drehen und horizontalen Verfahren einer Patientenliege

Gegenstand der Erfindung ist Verfahren und eine Vorrichtung zum Heben und Senken sowie Drehen und horizontalen Verfahren einer Patientenliege gemäss Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 5.

In Bestrahlungsanlagen, wie beispielsweise Photonen- und Protonenbestrahlungsanlagen zur Behandlung von Tumoren, muss die Patientenliege mit dem darauf liegenden Patienten in allen Dimensionen mit einer Genauigkeit von 0,2-0,5 mm positioniert werden können, um den Energiestrahl exakt auf den zuvor andernorts oder zu anderer Zeit röntgentechnisch lokalisierten Tumor richten zu können. Für die exakte Ausrichtung des Energiestrahls sind entsprechende Vorrichtungen bekannt und es kann davon ausgegangen werden, dass der Energiestrahl in allen drei Dimensionen genau ausgerichtet werden kann. Probleme ergeben sich jedoch bei der Patientenliege, d.h. dem verfahr- und drehbaren sowie in der Höhe verstellbaren Auflagetisch, auf dem der Patient liegt und damit exakt unter der

Bestrahlungsanlage positioniert wird. Die Durchbiegungen der für die Ausrichtung der Patientenliege in allen Dimensionen notwendigen Elemente sowie der Patientenliege selbst lassen sich errechnen oder vorab durch Messreihen bestimmen, speichern und entsprechend durch eine HöhenJustierung der Auflager korrigieren. Eine nicht vorbestimmbare Variable ist hingegen stets der Patient, der zum Beispiel zwischen 20 kg und 150 kg wiegen kann. Zudem ist nebst dem Gewicht des Patienten auch der genaue Ort von dessen Schwerpunkt nicht berechenbar, weshalb nicht allein aufgrund des Gewichts des Patienten entsprechende Korrekturen zur Kompensation der Durchbiegungen genügen.

So kann beispielsweise die in der DE 103 33 295 Al offenbarte Röntgendiagnostikeinrichtung bei der aus der Körperlänge und aus dem Gewicht der zu untersuchenden Person nicht genügen, um die notwendigen Korrekturen in den drei Dimensionen x, y, z vornehmen zu können.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, mit dem die Lastverteilung des Patienten auf der Patientenliege erfasst und für die Kompensation der Durchbiegung verarbeitet werden kann.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung

derart weiterzubilden, damit die durch das Gewicht des Patienten verursachten Abweichungen der röntgendiagnostisch ermittelten Position vom Sollwert infolge Durchbiegungen der Patientenliege ausgleichen zu können.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 5. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert .

Es gelingt mit dem erfindungsgemässen Verfahren und der erfindungsgemässen Vorrichtung, den Patienten in unterschiedliche Therapiepositionen zu verfahren, ohne die Position mit Röntgenbildern überprüfen zu müssen, da die Durchbiegungen automatisch korrigiert werden können.

Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer

Patientenliege in der Grundstellung, Figur 2 eine perspektivische Darstellung der

Patientenliege mit teilweise ausgefahrener und geschwenkter Position, Figur 3 eine Seitenansicht der Hubvorrichtung für die erfindungsgemässen Patientenliege in der

Grundstellung gemäss Figur 1, Figur 4 eine Seitenansicht der Patientenliege in ausgefahrener Stellung, Patientenliege zudem ausgeschwenkt wie in Figur 2 ersichtlich, Figur 5 eine Seitenansicht der Patientenliege in ausgefahrener Stellung, Patientenliege zudem ausgeschwenkte und unter Last wie in Figur 2 ersichtlich.

In Figur 1 ist in perspektivischer Darstellung eine Patientenliege 15, welche an einem Patiententisch 17 dreh-, schwenk- und vertikal verfahrbar befestigt ist, dargestellt. Die Patientenliege 15 ist ohne Gantry, d.h. ohne eine Vorrichtung, welche die Bestrahlungsanlage trägt und in Arbeitsstellung fährt, dargestellt. Eine Bestrahlungsanlage ist mit Bezugszeichen 7 schematisch dargestellt. Die Bestrahlungsanlage 7 wird in an sich bekannter Weise beispielsweise auf einer bogenförmig verlaufenden Bahn geführt, um den Eintrittswinkel des Energiestrahls exakt auf die zu bestrahlende Stelle im Körper eines Patienten 13 ausrichten zu können.

In Figur 2 ist der Patiententisch 17 mit ausgeschwenkter Patientenliege 15 wiedergegeben und wird nachfolgend beschrieben. Der Patiententisch 17 utnfasst Längsführungsschienen 19a und 19b, welche auf Führungsplatten 3 und 5 angeordnet sind. Die

Längsführungsplatte 3 wird an ihrer Unterseite von drei Hubspindeln 27, 29 und 31 getragen. Die drei Hubspindeln 27,29,31 sind ihrerseits auf einem Drehteller 23 gelagert. Das Auflager des Drehtellers 23, z.B. auf dem Raumboden, ist der besseren übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Die drei Hubspindeln 27,29,31 bilden zusammen eine Hubvorrichtung 21, welche einerseits die vertikale Verschiebung der Patientenliege 15 ermöglicht und andererseits dienen die Hubspindeln 27,29,31, wie später beschrieben wird, auch zum Korrigieren von Seitenneigungen/Torsion der Elemente der Patientenliege 15.

Die Patientenliege 15 ist, wie beschrieben, um die vertikale Achse A schwenkbar mit dem freien Ende der Längsführungsschiene 19b verbunden. Die Längsführungsplatte 5 ist auf der Hubvorrichtung 21 in Richtung der Pfeile X linear verschiebbar gelagert. .Die Dreh- und Schwenkbewegungen des Drehtellers 23 bzw. der Patientenliege 15 erfolgen mit geeignet ausgebildeten Elektroantrieben, welche nicht sichtbar sind. Ebenso erfolgt der Längshub der Längsführungsplatte 5 bezüglich der Führungsplatte 3 durch einen geeignet ausgebildeten Linearantrieb. Die entsprechenden Antriebe sind der besseren übersichtlichkeit halber ebenfalls nicht dargestellt .

Von der Hubvorrichtung 21 ist in Figur 1 nur ein rechteckiger Balg 25 sichtbar, welcher die drei auf dem

Drehteller 23 angeordneten Hubspindeln 27,29,31 vor Verschmutzung schützt. Weiter kann im Zentrum der drei in einem Dreieck angeordneten Hubspindeln 27,29,31 eine Vertikalführung 33, zum Beispiel eine Teleskop-Säule 37, angeordnet sein (in Figur 3 schematisch dargestellt) . Die Säule 37 ist an ihrem unteren Ende fest mit dem Drehteller 23 verbunden. Das obere Ende der Säule 37 ist über ein Kreuzgelenk 39 oder dergleichen mit der Längsführungsplatte 3 verbunden. Die drei Hubspindeln 27,29,31 sind durch geeignet ausgebildete Antriebe (z.B. hydraulisch oder elektrisch) längenverstellbar, um einerseits die Patientenliege 15 in Richtung der Pfeile Y anzuheben oder abzusenken und zudem sind die Antriebe der Hubspindeln 27,29,31 einzeln ansteuerbar, um die Patientenliege 15, wenn sich diese durch das Gewicht eines Patienten 13 durchbiegt, in die horizontale Soll-Position justieren zu können. Um die Durchbiegung errechnen zu können, ist mindestens am Fuss einer der Hubspindeln, z.B. der Hubspindel 27, eine Lastmesszelle 41 eingesetzt. Es können zusätzlich bei einer oder den beiden andern Hubspindeln 29,31 Lastmesszellen 41 eingesetzt sein. Im ersten Ausführungsbeispiel, das nachfolgend beschrieben wird, steht nur eine der Hubspindeln 27 auf einer Lastmesszelle 41.

Mit den vorgängig beschriebenen Mitteln kann nebst dem Gewicht des Patienten 13 auch die Gewichtsverteilung, d.h. der Schwerpunkt des Patienten 13 auf der Patientenliege 15

bestimmt werden. Dazu sind folgende Verfahrensschritte notwendig: Die Patientenliege 15 liegt parallel zu den beiden Längsführungsschienen 19a und 19b, welche vorzugsweise zusammengefahren über der Längsführungsplatte 3 auf der Hubvorrichtung 21 angeordnet sind, wenn die Messung beginnt (Figur 3) . Durch Ausfahren der Längsführungsplatte 5 aus der zusammengefahrenen übereinander liegenden Position in eine ausgefahrene Position verändert sich die Kraft auf die mit einer Lastmesszelle 41 versehene Hubspindel 27 (Figuren 4/5) . Die Veränderung der Kraft über den Fahrweg in Richtung X wird in einer Anlagensteuerung aufgezeichnet. Durch Vergleich mit einer mit einem bekannten Gewicht durchgeführten und gespeicherten Messreihe kann sowohl das Gewicht des Patienten 13 als auch die Position des Schwerpunktes des Patienten 13 festgestellt werden. Eine vorgängige Messung des Körpergewichts ist folglich nicht notwendig.

Durch die Verschiebung der Patientenliege 15 weg von der Schwenkachse B der Hubvorrichtung 21 ergibt sich eine unvermeidbare Durchbiegung einerseits der Längsführungsplatten 3 , 5 und andererseits der Patientenliege 15. Die Werte der Durchbiegungen der genannten Elemente können im voraus anhand von Testreihen oder empirisch ermittelt werden, so dass ein Vergleich zwischen den gemessenen Werten, d.h. die änderung der auf

die Hubspindel 27 wirkenden Kraft beim Ausfahren der Patientenliege 15 möglich ist. Ebenfalls durch Messreihen kann im voraus die notwendige Korrektur, d.h. das Ausfahren der Hubspindel 27 und/oder der Hubspindeln 29,31 für jeden gemessenen Wert gespeichert und später für das Neuausrichten der Patientenliege 15 mit einem darauf liegenden Patienten 13 erfolgen.

Das beschriebene Vorgehen beschränkte sich bis jetzt auf das Ausfahren der Längsführungsplatte 5 und der mit dieser in Linie liegenden Patientenliege 15.

In der Praxis wird die Patientenliege 15 aber zusätzlich um die Drehachse A verschwenkt, um den Patienten 13 bzw. den im Patienten 13 vorhandenen Tumor an die vorbestimmte Stelle im Strahl 11 der Bestrahlungsanlage 7 zu bringen. Beim Verschwenken der Patientenliege 5 wirken auf die beiden Längsführungsplatten 3,5 zusätzlich Torsionskräfte, welche zu einer weiteren überlagerten Verbiegung der beiden Elemente führen. Zusätzlich zu dieser durch die Torsion bewirkte Absenkung der Patientenliege 15 kommt deren eigene Durchbiegung hinzu. Wie beim erstgenannten Beispiel bei einem linearen Verschieben der Patientenliege 15 kann auch beim Schwenken der Patientenliege 15 der Kräfteverlauf an der Hubspindel 27 über den Verschwenkweg bzw. Verschwenkwinkel erfasst und mit einem zuvor in einer Messreihe festgehaltenen Wertetabelle verglichen und entsprechend die Höhenkorrektur eingeleitet werden. Die

Höhenkorrektur erfolgt in diesem Fall nicht ausschliesslich mit der Hubspindel 27, welche auf einer Lastmesszelle 41 abgestützt ist, sondern zusätzlich durch mindestens eine, vorzugsweise beide andern Hubspindeln 29 oder 31, welche einerseits die Verbiegung und dadurch Abweichung der Liege 15 vom Sollwert korrigiert, anderseits wird auch die Durchbiegung der Patientenliege 15 selbst durch eine oder beide Hubspindeln 29 oder 31 korrigiert. Die Korrekturwerte, d.h. die Längenänderungen der Hubspindeln 27 bis 31 für die Korrektur der Durchbiegung, können den gespeicherten, aus Messreihen erlangten Werten entnommen werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können auch zwei Hubspindeln, z.B. die Hubspindel 27 und die Hubspindel 29 auf einer Lastmesszelle 41 abgestützt sein und es kann auf diese Weise, wiederum aus gespeicherten Werten einer Messreihe die Durchbiegung der Vorrichtung bzw. deren einzelner Elemente bestimmt und die entsprechenden Korrekturwerte (Höhenverstellung der beiden Hubspindeln oder aller drei Hubspindeln) vorgenommen werden. Falls alle Hubspindeln 27,29,31 auf Lastmesszellen 41 abgestützt sind, kann die Durchbiegung der Patientenliege bzw. die örtliche Veränderung des vorbestimmten Bestrahlungspunktes im Patienten 13 ohne vorangehende Verschiebung und Messen der änderung der Last auf den Hubspindeln 27,29,31 erfolgen. Die Hubkorrektur

kann dann durch Vergleich mit gespeicherten Messreihen bezüglich der Laständerungen auf allen drei Hubspindeln 27,29,31 beim Verfahren und Verschwenken der Patientenliege 15 errechnet werden.