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Die
Erfindung betrifft eine Medizinische Vorrichtung mit einer Kompressionsplatte
zur Kompression eines Objekts und/oder einem Objekttisch zur Ablage
eines Objekts.
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Im
medizinischen Bereich existiert eine Vielzahl von unterschiedlichsten
Vorrichtungen, welche eine Kompressionsplatte und/oder einen Objekttisch aufweisen.
Denn bei nahezu jeder medizinischen Untersuchung wird ein zu untersuchendes
Objekt auf einem Objekttisch gelagert, um die Untersuchung durchzuführen. Die
dazu verwendeten Objekttische können
unterschiedlich ausgebildet sein, bspw. können sie zur Ablage eines gesamten
Patienten dienen, wie sie etwa bei Magnetresonanztomographen oder Computertomographen
zum Einsatz kommen, oder auch nur zur Ablage eines bestimmten Körperteils des
Patienten dienen, etwa bei orthopädischen Röntgenuntersuchungen oder auch
bei Mammographie-Untersuchungen.
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Medizinische
Vorrichtungen mit Kompressionsplatten werden unter anderem zur Durchführung einer
Mammographie oder zur Durchführung
einer Biopsie eingesetzt. Insbesondere der Verlauf einer Biopsie
kann dabei mittels unterschiedlichster analytischer Methoden überwacht
werden.
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Eine
für eine
Mammographie erforderliche Kompression einer in der Regel weiblichen
Brust wird heute häufig
mit starren, unflexiblen Kompressionsplatten durchgeführt. Die
dazu verwendeten Kompressionsplatten bestehen bspw. aus Polymethylmethacrylat
(PMMA).
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Die
Kompression der Brust dient bei der Mammographie zum einen zur Verringerung
der Dicke des zu durchleuchtenden Brustgewebes, wodurch Streustrahlen
reduziert werden. Zum anderen wird durch die Kompression der Brust
die Brust bei der Untersuchung vom Thorax des Patienten beabstandet,
wodurch eine oberflächennahe
Untersuchung der Brust ermöglicht
wird.
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Die
Kompression der Brust wird erreicht, indem die Kompressionseinrichtung
samt starrer Kompressionsplatte relativ zu einem Objekttisch, auf
welchem das zu untersuchende bzw. das zu komprimierende Objekt gelagert
ist, verschoben wird. Die Kompression der Brust bzw. des Objekts
mittels einer starren Kompressionsplatte führt bspw. bei einer Mammographie
in der Regel nicht zu einer flexiblen Berücksichtung einer von Patientin
zu Patientin verschiedenen Anatomie der weiblichen Brust. Daher führt die
Kompression der Brust mit einer starren Kompressionsplatte in der
Regel zur Entstehung von Schmerzen in der Brust der Patientin bzw.
zu einer Beschädigung
des zu komprimierenden Objekts im Falle von nicht lebenden Objekten.
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Jedoch
wird auf dem Gebiet der Mammographie versucht, durch eine hohe Anzahl
von unterschiedlich geformten starren Kompressionsplatten, welche
an unterschiedliche Größen und
Formen von weiblichen Brüsten
angepasst sind, jeweils eine am besten angepasste Kompressionsplatte
für eine
bestimmte Patientin auswählen
und bereitstellen zu können.
Dadurch kann die Kompression für
die Patientin angenehmer gestaltet werden.
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Zur
Erhöhung
der Auslastung der Mammographievorrichtung erfolgt jedoch häufig kein
Wechsel der Kompressionsplatten, um dadurch Zeit zwischen den Mammographie-Untersuchungen
einzusparen und damit den Patientendurchsatz erhöhen zu können.
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Zur
Untersuchung der Brust der Patientin mittels einer Mammographievorrichtung
wird die Brust zunächst
auf einem Objekttisch angeordnet und anschließend mittels der Kompressionsplatte komprimiert.
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In
der Regel weisen sowohl Kompressionsplatte als auch Objekttisch
eine Oberflächentemperatur
auf, welche mit einer Umgebungstemperatur, in der Regel einer Raumtemperatur
von bspw. 20 Grad Celsius, übereinstimmt.
Da die Brust im Wesentlichen die Körpertemperatur der Patientin
aufweist, d.h. ca. 37 Grad Celsius, wird der Kontakt der Brust mit
dem Objekttisch sowie mit der Kompressionsplatte durch die Patientin
als unangenehm kalt empfunden.
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Die
während
der Kompression von der Patientin empfundenen Schmerzen in der Brust
sowie das für
die Patientin auftretende Kältegefühl bei Kontakt
des Objekttisches bzw. der Kompressionsplatte mit der Brust führt dazu,
dass die Mammographie durch die Patientin in der Regel als unangenehm empfunden
wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine medizinische Vorrichtung
bereitzustellen, mit welcher eine Untersuchung und/oder eine Behandlung
eines Objekts, insbesondere eines Patienten, verbessert werden kann.
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Die
Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen medizinischen Vorrichtung
der eingangs genannten Art durch wenigstens eine eine elektromagnetische
Strahlung abstrahlende Strahlenquelle gelöst, wobei mittels der von der
wenigstens einen Strahlenquelle abgestrahlten Strahlung die Kompressionsplatte
und/oder der Objekttisch erwärmbar
ist. Durch den Einsatz von elektromagnetischer Strahlung zur Erwärmung der
Kompressionsplatte und/oder des Objekttisches kann eine Erwärmung der
Kompressionsplatte und/oder des Objekttisches erreicht werden, unabhängig von
deren Ausbildung oder Form, da der Eintrag der Energie zur Erwärmung der
Kompressionsplatte und/oder des Objekttisches kontaktlos erfolgt.
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Zur
Erwärmung
der Kompressionsplatte und/oder des Objekttisches kann grundsätzlich ein beliebiges
Wellenlängenspektrum
der elektromagnetischen Strahlung verwendet werden. Insbesondere können auch
Röntgenstrahlen
zur Erwärmung
der Kompressionsplatte und/oder des Objekttisches vorgesehen werden.
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Es
ist weiter kein Montageaufwand an der Kompressionsplatte und/oder
am Objekttisch erforderlich um eine Erwärmung der Kompressionsplatte und/oder
des Objekttisches mit der erfindungsgemäßen medizinischen Vorrichtung
zu realisieren. Auch müssen
bspw. keine Wärmeplatten
vorgesehen werden, welche bspw. eine Untersuchung eines zu untersuchenden
Objekts behindern, indem bspw. Magnetfelder oder Röntgenstrahlen
gestreut werden.
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Bei
einer als Mammographievorrichtung ausgebildeten medizinischen Vorrichtung
werden vorzugsweise wenigstens zwei Strahlenquellen vorgesehen,
wobei die eine Strahlenquelle die Kompressionsplatte und die jeweils
andere Strahlenquelle den Objekttisch mit elektromagnetischer Strahlung
bestrahlt, so dass im Wesentlichen die von der elektromagnetischen
Strahlung bestrahlte Fläche
der Kompressionsplatte und des Objekttisches erwärmt wird.
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Durch
die Bestrahlung der Kompressionsplatte und/oder des Objekttisches
kann die Temperatur der Kompressionsplatte und/oder des Objekttisches
auf die Temperatur eines zu untersuchenden Objekts oder eine auf
andere vorgebbare Temperatur angepasst werden.
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Weist
die medizinische Vorrichtung sowohl eine Kompressionsplatte als
auch einen Objekttisch auf, so ist die wenigstens eine Strahlenquelle
zur Erwärmung
der Kompressionsplatte und des Objekttisches vorzugsweise im Wesentlichen
zwischen Objekttisch und Kompressionsplatte angeordnet. Durch eine
derartige Anordnung kann die Oberseite des Objekttisches sowie die
Unterseite der Kompressionsplatte, also jene Teilbereiche der Kompressionsplatte
und des Objekttisches, welche mit dem zu untersuchenden Objekt physisch
in Kontakt treten, einfach durch die von der wenigstens einen Strahlenquelle
ausgehenden elektromagnetische Strahlung erwärmt werden.
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Die
Untersuchung eines Patienten mittels der erfindungsgemäßen medizinischen
Vorrichtung wird dadurch angenehmer gestaltet und damit eine Untersuchung
bzw. Behandlung eines Patienten verbessert.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die elektromagnetische
Strahlung ein Wellenlängenspektrum
auf, wobei ein erster Teilbereich des Wellenlängenspektrums in einem infraroten Spektralbereich
liegt und ein zweiter Teil des Wellenlängenspektrums in einem für das menschliche
Auge sichtbaren Spektralbereich liegt. Indem wenigstens diese beiden
Spektralbereiche vorgesehen werden, kann zum einen eine effiziente
Erwärmung
eines Flächenbereichs
der Kompressionsplatte und/oder eines Flächenbereichs des Objekttisches
mit dem infraroten Spektralbereich der elektromagnetischen Strahlung
erfolgen, zum anderen können
in demselben Flächenbereich
für den
Patienten oder den Arzt sichtbare Informationen mittels des sichtbaren
Spektralbereichs dargestellt werden.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ist mittels des sichtbaren Spektralbereichs der elektromagnetischen
Strahlung eine Information auf die Kompressionsplatte und/oder den
Objekttisch projizierbar. Bspw. können während der Positionierung des
zu untersuchenden Objekts auf dem Objekttisch die räumlichen
Abmessungen der von einem Röntgendetektor
aufgewiesenen Detektorfläche
auf den Objekttisch projiziert werden, welcher unterhalb des Objekttisches
angeordnet ist.
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Es
ist ebenfalls möglich,
bspw. die Größe eines
das zu untersuchende Objekt komprimierenden Kompressionsbereichs
einer Kompressionsplatte auf den Objekttisch zu projizieren, um
die Brust in geeigneter Weise zu positionieren. Der Kompressionsbereich
ist dabei der während
der Kompression mit der Brust in Kontakt tretende und für den Kontakt
mit der Brust vorgesehene Bereich der Kompressionsplatte.
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Durch
Darstellung von derartiger Information in Form einer auf die Kompressionsplatte
und/oder des Objekttisch geworfenen Projektion kann der Arzt auf
einfache Art und Weise die Position des zu untersuchenden Objekts
auf die Position des Röntgendetektors
und ggf. auf die Position einer Kompressionsplatte anpassen.
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In
einer Fortbildung der Erfindung kann die Projektion bspw. relevante
Untersuchungsparameter für
den Betrieb der medizinischen Vorrichtung oder auch Patientendaten
wiedergeben, welche auf den Objekttisch und/oder die Kompressionsplatte
projiziert werden. Grundsätzlich
sind beliebig optisch darstellbare Informationen auf den Objekttisch
und/oder die Kompressionsplatte projizierbar.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ist wenigstens ein Sensor zur Erfassung einer Temperatur
der Kompressionsplatte und/oder wenigstens ein Sensor zur Erfassung
einer Temperatur des Objekttisches vorgesehen. Mittels des wenigstens
einen Sensors kann die Erwärmung
bzw. Erhöhung
der Temperatur der Kompressionsplatte und/oder des Objekttischs
verfolgt werden. Es können
ggf. wenigstens ein weiterer Sensor zur Erfassung Intensität der eingestrahlten
elektromagnetischen Strahlung vorgesehen werden. Die Sensoren zur
Erfassung der Temperatur können
bspw. als Infrarotsensor ausgebildet sein. Ebenfalls können Pyroelektrika,
Thermoelemente, Schwingquarze, Halbleiter-Temperatursensoren, und
andere Temperatursensoren zur Erfassung der Temperatur der Kompressionsplatte
und/oder des Objekttisches eingesetzt werden. In der Regel sind
derartige Sensoren der Erfassung zu nutzen, welche den Betrieb der
medizinischen Vorrichtung und die Untersuchung eines zu untersuchenden
Objekts im Wesentlichen nicht stören.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsvariante der
Erfindung ist eine Steuerung und/oder eine Regelung einer Temperaturerhöhung des
Objekttisches und/oder einer Temperaturerhöhung der Kompressionsplatte
vorgesehen. Die Steuerung der Temperaturerhöhung erlaubt es, eine vorgebbare
bspw. in einer Steuereinrichtung hinterlegte Temperatur der Kompressionsplatte
und/oder des Objekttisches einzustellen. Im Falle einer Steuerung
der Temperaturerhöhung
dient die von dem wenigstens einen Sensor erfasste Temperatur der
Kompressionsplatte und/oder des Objekttisches als Kontrolle bzw. Überwachung
der Temperaturerhöhung.
Wird eine Regeleinrichtung vorgesehen, so wird die von dem wenigstens
einen Sensor erfasste Temperatur der Kompressionsplatte und/oder
des Objekttisches der Regeleinrichtung zugeführt, welche daraufhin bspw.
die in Form von elektromagnetischer Strahlung abgegebene Leistung
der Strahlenquelle regelt, um eine vorgegebene Temperatur der Kompressionsplatte und/oder
des Objekttisches zu erreichen oder zu halten. Die Steuerung bzw.
Regelung der Temperatur der Kompressionsplatte und/oder des Objekttisches kann
manuell oder automatisiert erfolgen.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Kompressionsplatte
und/oder der Objekttisch eine Einrichtung zur Verlangsamung eines
nach der Bestrahlung auftretenden Abklingens der Temperatur der
Kompressionsplatte und/oder eines nach der Bestrahlung auftretenden
Abklingens der Temperatur des Objekttisches auf. Wird die Bestrahlung
der Kompressionsplatte und/oder des Objekttisches mit elektromagnetischer
Strahlung beendet, so findet in der Regel eine Abkühlung der
erwärmten
Kompressionsplatte und/oder des erwärmten Objekttisches statt.
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Häufig ist
es jedoch erwünscht,
dass die gegenüber
einer Umgebungstemperatur erhöhte
Temperatur der Kompressionsplatte und/oder des Objekttisches über einen
längeren
Zeitraum erhalten bleibt, so dass bspw. eine erneute Erwärmung eine
geringere Aufwärmzeit
von Kompressionsplatte und/oder Objekttisch erfordert. Um dies zu
ermöglichen,
können
bspw. Wärmespeicher
vorgesehen werden. Diese können
sowohl durch entsprechende Wärme
speichernde Strukturen – etwa
Wabenstrukturen – oder durch
Verwendung entsprechender Materialien -in der Regel Materialien
mit höher
Wärmekapazität – realisiert
werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine
Abstrahlrichtung, in welcher die elektromagnetische Strahlung auf
die Kompressionsplatte und/oder den Objekttisch abstrahlbar ist,
einstellbar. Durch die Änderung
der Abstrahlrichtung der elektromagnetischen Strahlung auf die Kompressionsplatte
und/oder den Objekttisch kann eine einzige Strahlen quelle zur Erwärmung der
Kompressionsplatte und/oder des Objekttisches vorgesehen werden.
Bspw. kann eine Strahlenquelle derart gesteuert mittels eines Motors
bewegt werden, dass die die elektromagnetischen Strahlen alternierend
auf die Kompressionsplatte und den Objekttisch treffen. Zudem kann
durch die Änderung
der Abstrahlrichtung auch der erwärmbare Flächenbereich der Kompressionsplatte
und/oder des Objekttisches variiert werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Abstrahlrichtung der elektromagnetischen Strahlung
senkrecht zu einer Oberflächennormalen
des Objekttisches und/oder senkrecht zu einer Oberflächennormalen
der Kompressionsplatte einstellbar. Dies ist bspw. dann vorteilhaft,
wenn der Objekttisch als Abdeckung des Röntgendetektors ausgebildet
ist. Eine Erwärmung
eines derartigen Objekttisches über
einen längeren
Zeitraum würde auch
zu einer unerwünschten
Erhöhung
der Temperatur des Röntgendetektors
führen,
für welche
in der Regel ohnehin eine Kühlung
vorgesehen ist.
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Um
eine weitere Erwärmung
des Objekttisches und damit des Röntgendetektors zu vermeiden,
wird die Richtung der elektromagnetischen Richtung derart eingestellt,
dass die Oberflächennormale
des Objekttisches senkrecht zur Abstrahlrichtung bzw. Ausbreitungsrichtung
der elektromagnetische Strahlung steht. Die elektromagnetische Strahlung
breitet sich dann parallel zur Oberfläche des Objekttisches aus,
wodurch im Wesentlichen keine weitere Wärme durch die elektromagnetische
Strahlung auf dem Objekttisch deponiert wird.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Kompressionsplatte
und/oder der Objekttisch wenigstens in einem Teilbereich eine Beschichtung
auf, mittels welcher die auf die Kompressionsplatte und/oder den
Objekttisch treffende elektromagnetische Strahlung in eine Temperaturerhöhung der
Kompressionsplatte und/oder des Objekttisches überführbar ist. Vorzugsweise wird
die Beschichtung derart gewählt,
dass elektromagnetische Strahlung effizient in eine Temperaturerhöhung umwandelbar
ist. Um eine effiziente Umwandlung von elektromagnetischer Energie
in Wärme
zu erreichen, kann die Beschichtung als Schichtsystem verschiedener
Schichten ausgebildet sein, welche unterschiedliche thermische und/oder
optische Eigenschaften aufweisen.
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Um
eine effiziente Umwandlung von elektromagnetischer Strahlung in
eine Temperaturerhöhung vornehmen
zu können,
kann ein Material mit einem hohem Absorptionskoeffizienten und einer
geringen spezifischen Wärmekapazität für den genutzten
Wellenlängenspektralbereich
der von der Strahlenquelle ausgehenden elektromagnetische Strahlung
vorgesehen werden, im Folgenden Absorptionsschicht genannt. Ein
hoher Absorptionskoeffizient der Beschichtung führt zur einer erhöhten Aufnahme
von durch die elektromagnetische Strahlung eingebrachter Energie,
wobei eine geringe spezifische Wärmekapazität dazu führt, dass
vergleichsweise wenig Energie benötigt wird, um ein Erhöhung der
Temperatur dieser Absorptionsschicht zu erreichen.
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Um
jedoch ein schnelles zeitliches Abklingen der Temperatur nach Beendigung
der Bestrahlung der Beschichtung mit elektromagnetischer Strahlung zu
verhindern, was direkte Folge der geringen spezifischen Wärmekapazität der Absorptionsschicht
wäre, kann
eine zweite Schicht, mit in der Regel deutlich höherer spezifischer Wärmekapazität vorgesehen werden,
welche direkt unterhalb der Absorptionsschicht angeordnet ist – im Folgenden
Speicherschicht genannt.
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Während der
Bestrahlung der Beschichtung mit elektromagnetischer Strahlung kommt
es zu einer schnellen Erwärmung
der Absorptionsschicht und durch Wärmeleitung zwischen Absorptionsschicht und
Speicherschicht zum Austausch von Wärme. Die Speicherschicht wird
aufgrund der höheren
spezifischen Wärmekapazität deutlich
langsamer erwärmt als
die Absorptionsschicht. Jedoch kann die erwärmte Speicherschicht aufgrund
ihrer deutlich höheren spezifischen
Wärmekapazität als Wärmespeicher wirken.
Wird die Bestrahlung der Beschichtung mit elektromagnetischer Strahlung
beendet, so kühlt
die Absorptionsschicht aufgrund der geringen spezifischen Wärmekapazität deutlich
schneller ab als die Speicherschicht. Daher kehrt sich der Wärmefluss zwischen
Absorptionsschicht und Speicherschicht um, und die Absorptionsschicht
wird durch die Speicherschicht gewärmt, wodurch eine Verlangsamung des
Abklingens der Temperatur der Absorptionsschicht erreicht wird.
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Besonders
effizient kann die Überführung von
elektromagnetischer Strahlung in Wärme erfolgen, wenn die optischen
Eigenschaften der Beschichtung der Kompressionsplatte und/oder des Objekttisches
und das Wellenlängenspektrum
der von der wenigstens einen Strahlenquelle abgestrahlten elektromagnetischen
Strahlung aneinander angepasst sind. Dazu kann entweder die Beschichtung entsprechend
angepasst werden, wie es bspw. aus dem Bereich der Solarzellen bekannt
ist, um deren Wirkungsgrad zu verbessern – so genanntes Bandgag-Engineering.
Alternativ kann die von der Strahlenquelle ausgehende elektromagnetische
Strahlung in ihrem Wellenlängenspektrum
durchstimmbar sein, um für
verschiedene Beschichtungen mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften
genutzt werden zu können.
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Die
Dicken der von der Beschichtung umfassten Schichten – etwa Absorptionsschicht
und Speicherschicht – können an
eine vorgesehene, mittlere Bestrahlungsdauer der Kompressionsplatte und/oder
des Objekttisches mit elektromagnetischer Strahlung und/oder an
das erwünschte
Abklingverhalten der Temperatur der Kompressionsplatte und/oder
des Objekttisches angepasst werden.
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Ist
die medizinische Vorrichtung als Röntgenvorrichtung ausgebildet
ist es insbesondere vorteilhaft, dass die von der Kompressionsplatte und/oder
dem Objekttisch aufgewiesene Beschichtung im Wesentlichen transparent
für Röntgenstrahlen
ist. Dadurch wird die mit Röntgenstrahlen
durchgeführte
Untersuchung höchstens
nur vernachlässigbar
von der auf die Kompressionsplatte und/oder den Objekttisch aufgebrachten
Beschichtung beeinflusst und ein Untersuchungserfolg wird nicht
gefährdet.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kompressionsplatte
und/oder der Objekttisch wenigstens teilweise aus einem Material ausgebildet,
mittels welchem die auf die Kompressionsplatte und/oder den Objekttisch
treffende elektromagnetische Strahlung in eine Temperaturerhöhung der
Kompressionsplatte und/oder des Objekttisches überführbar ist. Dies stellt eine
alternative Möglichkeit
zu einer oben erwähnten
Beschichtung der Kompressionsplatte und/oder des Objekttisches dar.
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Derartige
die Kompressionsplatte und/oder den Objekttisch ausbildende Materialien
können auch
in Kombination mit der oben genannten Beschichtung verwendet werden.
Die für
die Beschichtung ausgeführten
Erläuterungen
gelten in analoger Weise für
ein die Kompressionsplatte und/oder für ein den Objekttisch wenigstens
teilweise ausbildendes Materialien bzw. eine Mehrzahl von Materialien, mittels
welchen die auf die Kompressionsplatte und/oder den Objekttisch
treffende elektromagnetische Strahlung effizient in eine Temperaturerhöhung der
Kompressionsplatte und/oder des Objekttisches überführbar ist.
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Das
die Kompressionsplatte und/oder den Objekttisch wenigstens teilweise
ausbildende Material umfasst dabei vorzugsweise einen definierten Oberflächenbereich
der Kompressionsplatte und/oder des Objekttisches, so dass die von
der Strahlenquelle abgestrahlte elektromagnetische Strahlung in
geometrisch einfacher Weise auf das Material einstrahlbar ist.
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Der
Vorteil eines die Kompressionsplatte und/oder den Objekttisch wenigstens
teilweise ausbildenden Materials gegenüber einer Beschichtung liegt
darin, dass das die Kompressionsplatte und/oder den Objekttisch
wenigstens teilweise ausbildende Material in der Regel weniger anfällig für Verschleiß ist, als
eine Beschichtung der Kompressionsplatte und/oder des Objekttisches.
Vorteil der Beschichtung auf der Kompressionsplatte und/oder des Objekttisches
hingegen ist es, dass diese gegebenenfalls relativ einfach erneuert
werden kann. Bei der Verwen dung von einem die Kompressionsplatte und/oder
den Objekttisch ausbildenden Material ist in der Regel bei Beschädigung oder
Verschleiß von
diesen die gesamte Kompressionsplatte und/oder der gesamte Objekttisch
zu ersetzen.
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Vorzugsweise
ist auch das die Kompressionsplatte und/oder den Objekttisch wenigstens
teilweise ausbildende Material im Wesentlichen transparent für Röntgenstrahlen,
so dass dieses bei Röntgenuntersuchungen
nicht zu einer negativen Beeinflussung des Untersuchungsergebnisses
für ein
zu untersuchendes Objekt führt.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine
eine elektromagnetische Strahlung abgebende Strahlenquelle vorgesehen, wobei
mittels der von der Strahlenquelle abgestrahlten Strahlung ein Objekt
erwärmbar
ist. Insbesondere bei einer für
eine Untersuchung mit der medizinischen Vorrichtung durchzuführenden
Kompression, führt
eine Erwärmung
des Objekts, bspw. einer weiblichen Brust, zu einer Entspannung
des Gewebes. Dadurch wird der Kompressionsplatte und dem Objekttisch
bei der Kompression der Brust ein geringerer Widerstand durch das
Brustgewebe entgegengesetzt und die Untersuchung wird als angenehmer empfunden.
Zudem kann ein entspanntes zu untersuchendes Objekt, bspw. im Hinblick
auf eine Mammographie entspanntes Brustgewebe, leichter positioniert
werden.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die von der
Strahlenquelle zur Erwärmung
eines Objekts ausgehende elektromagnetische Strahlung eine Intensität und/oder
ein Wellenlängenspektrum
auf, das auf die optischen Eigenschaften des zu untersuchenden Objekts
angepasst ist. Dadurch kann das zu erwärmende Objekt in geeigneter
Weise erwärmt
werden. Weder darf die Intensität
der elektromagnetischen, auf das Objekt treffenden Strahlung über die
Maßen
hoch gewählt
werden, was zu Verbrennungen des Objekts führen kann, noch darf die Intensität der elektromagnetischen
Strahlung zu gering gewählt
werden, da sonst keine Erwärmung
des Objekts auftritt.
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Ebenfalls
bedarf es in der Regel einer Anpassung des Wellenlängenspektrums
der elektromagnetischen Strahlung an das zu erwärmende Objekt. Für bspw.
einen menschlichen Patienten darf weder eine zu kurze Wellenlänge, bspw.
im ultravioletten Spektralbereich oder gar im Röntgenspektralbereich, gewählt werden,
noch eine zu lange Wellenlänge bspw.
im Mikrowellenbereich.
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Vorzugsweise
wird zur Bestrahlung des Objekts der infrarote Spektralbereich elektromagnetischer
Wellen genutzt und einer Intensität, welche eine sanfte Erwärmung des
Objekts ermöglicht. Bspw.
kann hierzu eine handelsübliche
Rotlichtlampe verwendet werden.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem schematisch dargestellten
Ausführungsbeispiel,
welches anhand der Zeichnung erläutert wird.
Es zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Mammographievorrichtung mit einer ersten Strahlenquelle
zur Erwärmung
einer Kompressionsplatte und einer zweiten Strahlenquelle zur Erwärmung eines
Objekttisches,
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2 eine
Seitenansicht einer C-Bogen-Röntgenvorrichtung
mit einer Strahlenquelle zur Erwärmung
eines Objekttisches und eines Objekts.
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1 zeigt
eine Mammographievorrichtung 1 mit einem Röntgenstrahler 13 und
einem Röntgendetektor 14.
Zwischen Röntgenstrahler 13 und
Röntgendetektor 14 erstreckt
sich ein Röntgenstrahlbereich
X, welcher bei Abstrahlung von Röntgenstrahlen
durch den Röntgenstrahler 13 mit
Röntgenstrahlen
durchsetzt wird. Weiter weist die Mammographievorrichtung 1 eine
Kompressionseinrichtung 3' auf, welche
eine Kompressionsplatte 3 umfasst. Die Kompressionseinrichtung 3' ist samt Kompressionsplatte 3 relativ
zu einer nicht mit einem Bezugszeichen versehenen Stativeinheit
der Mammographievorrichtung 1 verschiebbar angeordnet,
um eine auf einem Objekttisch 4 abgelegte Brust O für eine Mammographie-Untersuchung
komprimieren zu können.
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Der
Röntgendetektor 14 der
Mammographievorrichtung 1 ist in den Objekttisch 4 integriert bzw.
der Objekttisch 4 und der Röntgendetektor 14 bilden
eine bauliche Einheit der Mammographievorrichtung 1. Im
Ausführungsbeispiel
weist ein Ende der Kompressionsplatte 3, insbesondere das
dem Patienten abgewandte Ende, eine erste Strahlenquelle 5 auf.
Mittels der Strahlenquelle 5 ist eine elektromagnetische
Strahlung E1 gerichtet abstrahlbar, welche einen Wellenlängenbereich
aufweist, der von einem infraroten bis in den für das menschliche Auge sichtbaren
Spektralbereich reicht. In 1 ist die
Abstrahlrichtung so gewählt,
dass im Wesentlichen der Objekttisch 4 mit der elektromagnetischen
Strahlung E1 bestrahlt wird. Bspw. ist die erste Strahlenquelle 5 als
Rotlichtlampe ausgebildet.
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Ein
Ende des Objekttisches 4, vorzugsweise nicht das dem Patienten
zugewandte Ende des Objekttisches 4, also bspw. das dem
Patienten erbgewandete Ende des Objekttisches 4, weist
eine zweite Strahlenquelle 6 auf, von welcher ebenfalls
elektromagnetische Strahlung E2 gerichtet abstrahlbar ist. Die zweite
Strahlenquelle 6 strahlt die elektromagnetische Strahlung
E2 im Wesentlichen in Richtung der Kompressionsplatte 3 ab,
welche im Wesentlichen dem Objekttisch 4 gegenüber liegt.
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Die
Strahlabmessung der von der Strahlenquelle 5 bzw. 6 abstrahlbaren
elektromagnetischen Strahlung E1 bzw. E2 ist einstellbar. Vorzugsweise bestrahlt
die an der Kompressionsplatte 3 angeordnete Strahlenquelle 5 einen
Flächenbereich
des Objekttisches 4 mit einem sichtbaren Spektralanteil,
der die räumlichen
Abmessungen der Detektorfläche
des unterhalb des Objekttisches 4 angeordneten Röntgendetektors 14 darstellt.
So kann der Arzt einfach erkennen, auf welche verschiedenen Weisen
die Brust O auf dem Objekttisch 4 positioniert werden kann
und dabei die Detektorfläche
des Röntgendetektors 14 nicht
verlassen wird.
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Die
von der ersten und der zweiten Strahlenquelle abgestrahlte elektromagnetische
Strahlung E1 bzw. E2 erwärmen
einen patientenseitigen Bereich des Objekttisches bzw. der Kompressionsplatte 3. Die
Abstrahlrichtungen der von der ersten und der zweiten Strahlenquellen 5 bzw. 6 abgestrahlten
elektromagnetischen Strahlung E1 bzw. E2 sind manuell oder mittels
einer von einer Steuereinrichtung 9 gesteuerten, nicht
dargestellten Antriebseinrichtung einstellbar.
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Dies
ist insbesondere von Vorteil, wenn die Kompressionsplatte 3 und
der Objekttisch 4 relativ zueinander verschoben werden.
Die Abstrahlrichtung der elektromagnetischen Strahlung E1 bzw. E2
kann so stets auf die relative geometrische Anordnung von Kompressionsplatte 3 und
Objekttisch 4 angepasst werden. Weiter kann zur Einstellung
der Strahlabmaße
der elektromagnetischen Strahlung E1 bzw. E2 eine nicht dargestellte
Strahlbegrenzungseinrichtung zur räumlichen Begrenzung der elektromagnetischen Strahlung
E1 bzw. E2 vorgesehen werden, welche vorteilhafterweise ebenfalls
mittels einer von der Steuereinrichtung 9 gesteuerten Antriebseinrichtung einstellbar
ist. Dazu ist es vorteilhaft die Position und/oder Lage der Kompressionsplatte 3 und/oder des
Objekttisches relativ einander oder absolut zu erfassen, wodurch
eine Automatisierung der Einstellung der Strahlbegrenzungseinrichtung
ermöglicht wird.
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Die
Kompressionsplatte 3 und der Objekttisch 4 weisen
jeweils eine Beschichtung 11 bzw. 12 auf, welche
die von der ersten und der zweiten Strahlenquelle 5 bzw. 6 abgestrahlte
elektromagnetischen Strahlung in hohem Maße absorbiert und die absorbierte
Strahlung in Wärme überführt. Der
Absorptionskoeffizient und die Dicke der Beschichtung 11 bzw. 12 ist
auf das Wellenlängenspektrum
der von der ersten Strahlenquelle 5 und der von der zweiten Strahlenquelle 6 abgestrahlten
elektromagnetischen Strahlung E1 bzw. E2 angepasst sowie auf die
Intensität
der von den Strahlenquellen 5 bzw. 6 abgestrahlten
Strahlung E1 bzw. E2. Die Beschichtung 11 bzw. 12 ist
zudem transparent für
Röntgenstrahlen.
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Die
Kompressionsplatte 3 und der Objekttisch 4 weisen
jeweils eine Wärmespeichereinrichtung 10 auf,
welche die in der Beschichtung 11 bzw. 12 erzeugte
Wärme speichern.
Dadurch wird ein schnelles Abkühlen
der Beschichtung 11 bzw. 12 nach Beendigung der
Bestrahlung der Beschichtung 11 bzw. 12 mit der
von der ersten und der zweiten Strahlenquelle 5 bzw. 6 ausgehenden
elektromagnetischen Strahlung E1 bzw. E2 verhindert.
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Weiter
weisen die Kompressionsplatte 3 und der Objekttisch 4 in
dem jeweils erwärmbaren
Flächenbereich
der Kompressionsplatte 3 und des Objekttisches 4 eine
Mehrzahl von Sensoren 7 bzw. 8 auf, welche die
Temperatur der Beschichtung 11 bzw. 12 erfassen.
Dies ist zweckmäßig, da
der beschichtete bzw. erwärmbare
Flächenbereich
derjenige Bereich ist, welcher wenigstens teilweise mit dem zu untersuchenden
Objekt O, also bei einer Mammographie bspw. einer weiblichen Brust,
in Kontakt tritt.
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Dabei
sind überhöhte Temperaturen,
bspw. über
40 Grad Celsius, nicht erwünscht.
Die Sensoren 7 bzw. 8 erlauben die Überwachung
der Temperatur der Beschichtung 11 bzw. 12, so
dass frühzeitig
erkannt wird, wenn die Beschichtung 11 bzw. 12 überhitzt
ist. In einem solchen Fall kann bspw. ein optischer oder akustischer
Warnhinweis zur Kenntnisnahme durch das medizinische Personal erzeugt werden.
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Die
Sensoren 7 bzw. 8 können auch als Bestandteil eines
Regelungskreises verwendet werden, um eine bestimmte Temperatur
der Beschichtung 11 bzw. 12 einzustellen. Dazu
weist die Mammographievorrichtung 1 eine Steuer- und Regeleinrichtung 9 auf.
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In
der Steuer- und Regeleinrichtung ist bspw. ein Temperaturwert für die Beschichtung 11 der
Kompressionsplatte 3 und der Beschichtung 12 des
Objekttisches 4 hinterlegt, welcher vor Ablage und Kompression
der weiblichen Brust O erreicht werden soll, um eine Untersuchung
für den
Patienten angenehmer zu gestalten. Der Temperaturwert kann bspw.
zu 37 Grad Celsius gewählt
werden und der Steuer- und Regeleinrichtung 9 über eine
nicht dargestellte Ein-/Ausgabeeinrichtung zugeführt werden.
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Nach
Auslösen
des Aufwärmvorgangs
werden die erste und die zweite Strahlenquelle 5 bzw. 6 aktiviert,
welche daraufhin elektromagnetische Strahlen E1 bzw. E2 im Wesentlichen
auf den jeweiligen beschichteten Flächenbereich der Kompressionsplatte 3 und
des Objekttisches 4 abstrahlen. Die Sensoren 6 bzw. 7 erfassen
die durch die Absorption der Röntgenstrahlen
entstehende Erhöhung
der Temperatur der Beschichtung 11 bzw. 12. Vorzugsweise wird
die Temperatur der Beschichtung 11 bzw. 12 in regelmäßigen Zeitabständen erfasst
und der Steuer- und Regeleinrichtung 9 kontaktlos zugeführt.
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In
der Steuer- und Regeleinrichtung 9 wird die vorgegebene
und in der Steuer- und Regeleinrichtung 9 hinterlegte Temperatur
mit der jeweils durch die Sensoren 7 bzw. 8 erfasste
Temperatur verglichen. Je nach Höhe
der erfassten Temperatur der Beschichtung 11 der Kompressionsplatte 3 bzw.
der Beschichtung 12 des Objekttisches 4 wird die
in Form von elektromagnetischer Strahlung abgestrahlte Leistung
der ersten Strahlenquelle 5 und/oder der zweiten Strahlenquelle 6 durch
die Steuer- und
Regeleinrichtung 9 derart geändert, dass die vorgegebene
Temperatur der Beschichtung 11 der Kompressionsplatte 3 und
der Beschichtung 12 des Objekttisches 4 erreicht
wird.
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Zur
Veränderung
der auf die Beschichtung 11 der Kompressionsplatte 3 und/oder
zur Veränderung
der auf die Beschichtung 12 des Objekttisches 4 eingestrahlten
elektromagnetischen Strahlungsleistung E1 bzw. E2 kann bspw. die
der Strahlenquelle 5 bzw. 6 zur Erzeugung der
elektromagnetischen Strahlung E1 bzw. E2 zugeführte elektrische Leistung verringert
bzw. erhöht
werden. Bspw. kann auch die Abstrahlrichtung der elektromagnetischen
Strahlung E1 bzw. E2 derart verändert
werden, so dass die Beschichtung 11 bzw. 12 nicht
mehr in vollem Umfang bestrahlt werden, wodurch eine weitere Erwärmung der
Beschichtung 11 bzw. 12 verhindert werden kann.
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Es
kann auch eine Beschichtung 11 bzw. 12 vorgesehen
werden, deren optische Eigenschaften durch Anlegen eines äußeren elektrischen
Feldes und/oder äußeren Magnetfeldes
an die Beschichtung 11 bzw. 12 derart verändert werden
können,
dass bei Applizierung von bestimmten Feldparametern auf die Beschichtung 11 bzw. 12 keine,
eine verringerte oder eine erhöhte
Absorption der eingestrahlten elektromagnetischen Strahlung E1 bzw.
E2 durch die Beschichtung 11 bzw. 12 stattfindet.
Die Steuerung eines äußeren Feldes,
welches auf die Beschichtung 11 bzw. 12 wirkt
und wenigstens eine ihrer optischen Eigenschaften beeinflusst, kann
ebenfalls mittels der Steuer- und Regeleinrichtung 9 vorgenommen
werden.
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Es
können
der ersten und/oder zweiten Strahlenquelle 5 bzw. 6 auch
Filter zur Filterung eines bestimmten Wellenlängenbereichs der von der Strahlenquelle 5 bzw. 6 abgestrahlten
elektromagnetischen Strahlung vorgeschaltet werden, um die auf die
Beschichtung 11 bzw. 12 treffende Energie in Form
von von der jeweiligen Strahlenquelle 5 bzw. 6 abgestrahlten
elektromagnetischen Strahlung E1 bzw. E2 zu verringern. Insbesondere
kann bspw. beim Einsatz von Filtern zur Verhinderung einer weiteren
Erwärmung
der Beschichtung 11 bzw. 12 im Wesentlichen der
infrarote Wellenlängenbereich
des Wellenlängenspektrums
gefiltert werden.
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Weiter
kann vor der Durchführung
der Mammographie die weibliche Brust mit der ersten und/oder zweiten
Strahlenquelle 5 bzw. 6 bestrahlt werden, um das
Brustgewebe zu entspannen. Dadurch passt sich die Brust O bei der
Kompression mit der Kompressionsplatte 3 zwischen dieser
und dem Objekttisch 4 besser an, was die Untersuchung für die Patientin
angenehmer gestaltet. Dazu wird im Ausführungsbeispiel die Abstrahlrichtung
der von der Strahlenquelle 5 abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung
E1 so geändert
wird, so dass die Strahlung E1 nun auf die Brust O trifft.
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Dies
kann bspw. erfolgen, indem die Brust O auf den bereits erwärmten Flächenbereich
des Objekttisches 4 abgelegt wird und dabei gemäß der durch
die mittels des sichtbaren Wellenlängenspektrums dargestellte
Projektion der Detektorfläche
positioniert wird. Da nun die Beschichtung 12 des Objekttisches 4 aufgrund
der darauf gelagerten Brust O nicht mehr bestrahlbar ist, wird die
Strahlenquelle 5, welche zur Erwärmung des Objekttisches vorgesehen
ist, zur Erwärmung
der Brust O genutzt. Da die Wärmespeichereinrichtung 10 des
Objekttisches 4 nun die Wärme an die Beschichtung 12 abgibt,
kühlt die
Beschichtung 12 nur langsam ab.
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Die
Erwärmung
des Objekttisches 4 oder des Objekts O ist insbesondere
stets dann zweckmäßig, wenn
die Gefahr besteht, dass das Objekt O, insbesondere ein Patient
oder ein Körperteil
eines Patienten, auskühlt.
Daher kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
vorteilhaft bei einer Operation bzw. einem medizinischen Eingriff
an einem wenigstens abschnittsweise unbekleideten Patienten Anwendung finden.
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2 zeigt
eine Röntgenvorrichtung,
welche als verfahrbare C-Bogen-Röntgenvorrichtung 2 ausgebildet
ist. Eine derartige verfahrbare C-Bogen-Röntgenvorrichtung 2 kann
bspw. zur Durchführung
einer Röntgenuntersuchung
während
einer medizinischen Intervention verwendet werden. Die C-Bogen-Röntgenvorrichtung 2 weist
einen Röntgenstrahler 13 und
einen Röntgendetektor 14 auf,
welche an einem C-Bogen 15 gelagert sind. Zwischen Röntgenstrahler 13 und
Röntgendetektor 14 erstreckt
sich der Röntgenstrahlbereich
X. Der Röntgenstrahlbereich
X ist jener Raumbereich, welcher während einer Abstrahlung mit
von vom Röntgenstrahler 13 in
Richtung des Röntgendetektors 14 ausgehenden
Röntgenstrahlen
durchdrungen wird.
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Am
C-Bogen 15 ist zudem eine Strahlenquelle 16 angeordnet,
von der elektromagnetische Strahlung E3 in verschiedene Richtungen
gerichtet abstrahlbar ist. Die Strahlenquelle 16 ist längs des C-Bogens 15 verschiebbar
und relativ zum C-Bogen 15 drehbar gelagert, so dass die
Abstrahlrichtung der elektromagnetische Strahlung einstellbar ist.
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Die
C-Bogen-Röntgenvorrichtung 2 ist
im Ausführungsbeispiel
neben einem Objekttisch 4 derart positioniert, dass ein
auf dem Objekttisch 4 angeordneter Patient zwischen dem
an dem C-Bogen 15 angeordneten
Röntgenstrahler 13 und
dem Röntgendetektor 14 gelagert
ist. Die Abstrahlrichtung, in welche die Strahlenquelle 16 die
elektromagnetische Strahlung E3 emittiert, ist manuell einstellbar,
und wird auf einen zu erwärmenden
Körperbereich
des nicht dargestellten Patienten bzw. auf den Objekttisch 4 ausgerichtet.
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Der
von der elektromagnetischen Strahlung E3 bestrahlte Körperbereich
kann ggf. auch künstliche,
bspw. durch den Arzt oder durch äußere Einwirkung
geschaffene Körperöffnungen
umfassen. Die elektromagnetische Strahlung E3 kann insbesondere zur
Erwärmung
des bestrahlten Körperbereichs
im Hinblick auf die Beschleunigung von Blutgerinnung des Patienten
verwendet werden. Auch kann die elektromagnetische Strahlung E3
zur Aushärtung von
Materialien, bspw. von einem während
des medizinischen Eingriffs in das Untersuchungsobjekt implantierten,
im nicht ausgehärteten
Zustand mechanisch verformbarer Implantats, verwendet werden. In diesem
Fall wäre
das zu erwärmende
Objekt also ein künstlich
in den Körper
des Patienten eingebrachtes Implantat.
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Die
von der Strahlenquelle 16 erzeugte elektromagnetische Strahlung
E3 kann auch zur Erwärmung
des Objekttisches 4 eingesetzt werden. Bevor der zu operierende
bzw. zu untersuchende Patient auf dem Objekttisch 4 positioniert
wird, erfolgt eine wenigstens abschnittsweise Erwärmung der
Ablagefläche
des Objekttisches 4, wodurch eine Auskühlung des Patienten verringert
bzw. die Untersuchung für
den Patienten angenehmer gestaltet wird.
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Zur
Kontrolle der Temperatur des Objekttisches 4 sind Sensoren 8 vorgesehen,
welche die Temperatur des Objekttisches 4 zu be stimmten
Zeitpunkten erfassen. Den erfassten Temperaturen werden Daten zugeordnet,
welche an eine in 2 nicht dargestellte Steuer-
und Regeleinrichtung übertragen
werden können.
Mittels der erfassten Temperaturen kann eine Kontrolle der Erwärmung des
Objekttisches 4 oder aber auch eine Regelung der Erwärmung des
Objekttisches 4 erfolgen.
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Die
Bestrahlung des Objekttisches 4 bzw. des Objekts mittels
der von der Strahlenquelle 16 ausgehenden elektromagnetischen
Strahlung E3 kann über
einen längeren
Zeitraum auf kontinuierliche Art und Weise erfolgen. Alternativ
kann die Bestrahlung des Objekttisches 4 oder des Objekts bspw.
pulsartig erfolgen oder manuell an und ausgeschaltet werden.
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Zur
Erwärmung
des Objekttisches 4 ist in 2 keine
Beschichtung des Objekttisches 4 oder ein den Objekttisch 4 ausbildendes,
besonders gut absorbierendes Material vorgesehen. Vielmehr kann mittels
der am C-Bogen 15 der C-Bogen-Röntgenvorrichtung 2 angeordneten
Strahlenquelle 16 elektromagnetische Strahlung E3 erzeugt
werden, welche ein standardmäßig für die Ausbildung
eines Objekttisches 4 verwendetes Material gut erwärmt.
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Dadurch
kann die Strahlenquelle 16 zur Erwärmung des Objekttisches 4 oder
eines Objekts für eine
Vielzahl von medizinischen Vorrichtungen und Objekttischen vorgesehen
werden. Dabei handelt es sich um eine kostengünstige Lösung da keine besonderen Materialien
und Beschichtungen erforderlich sind, eine Strahlenquelle 16 einfach
für bestehende Röntgenvorrichtungen
nachgerüstet
werden kann und ein Ersatz der Strahlenquelle 16 bspw.
bei Defekt – einfach
bereitgestellt werden kann.