DE102006046689A1 - Medizintechnisches Behandlungssystem - Google Patents
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Abstract
Ein
medizintechnisches Behandlungssystem umfasst folgende Komponenten:
- ein bildgebendes Therapie- oder Diagnosegerät (2),
- eine mit dem bildgebenden Therapie- oder Diagnosegerät (2) nicht mechanisch verbundene mobile Anzeigevorrichtung (3),
- ein Steuergerät (4),
- eine Eingabevorrichtung (5),
- eine zur Übermittlung von mit dem Therapie- oder Diagnosegerät (2) aufgenommenen Daten an die mobile Anzeigevorrichtung (3) ausgebildete Datenübertragungsvorrichtung (6),
- ein die mobile Anzeigevorrichtung (3) tragendes Fahrzeug (7) mit einer autonomen Antriebseinheit (8),
wobei das Steuergerät (4) in Zusammenwirkung mit der Eingabevorrichtung (5) zur Ansteuerung der Anzeigevorrichtung (3) sowie der Antriebseinheit (8) ausgebildet ist.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein medizintechnisches, insbesondere röntgentechnisches, Behandlungssystem. Unter Behandlungssystem werden hierbei sowohl Untersuchungs-/Diagnostiksysteme als auch Therapiesysteme verstanden.
- Eine Diagnostikeinrichtung, welche zur Gewinnung von wenigstens einen Bereich eines Untersuchungsobjekts darstellender Bildinformation vorgesehen ist und eine Signalverarbeitungseinrichtung umfasst, ist beispielsweise aus der
DE 198 49 764 B4 bekannt. Ein Röntgenstrahler sowie ein Strahlungsempfänger dieser Diagnostikeinrichtung sind an den Enden eines kreisbogenförmig gekrümmten C-Bogens angebracht, welcher längs seines Umfangs verstellbar und damit um seine Mittelachse schwenkbar ist, so dass ein Zentralstrahl des von dem Röntgenstrahler ausgehenden Strahlenbündels die Mittelachse rechtwinklig schneidet. Die mittels des C-Bogen-Geräts gewonnene Bildinformation gelangt nach Bearbeitung durch eine Bildverarbeitungseinrichtung zu einem die entsprechenden Bilder darstellenden Monitor. Zur Anordnung des Monitors trifft dieDE 198 49 764 B4 keine Aussage. - Eine weitere bildgebende Diagnostikeinrichtung, nämlich ein Röntgenaufnahmegerät, ist aus der
DE 196 27 657 C2 bekannt. Hierbei handelt es sich um ein mobiles Röntgengerät, wobei ein Wagen über je einen Gelenkarm jeweils einen Röntgenstrahler und einen Flachdetektor dreidimensional einstellbar trägt. Der Flachdetektor ist als Matrix von Detektorelementen ausgebildet und an eine im Wagen angeordnete Bildelektronik angeschlossen. Die von der Bildelektronik gelieferten Bildsignale werden über eine Steckverbindung einem Monitor zugeführt. Eine Anbringung des zur Wiedergabe der Röntgenbilder vorgesehenen Monitors unmittelbar am Wagen ist möglich. Damit wird mit der Diagnostikeinrichtung nach derDE 196 27 657 C2 eine Vorrichtung bereitgestellt, die alle für eine Röntgen aufnahme erforderlichen Komponenten aufweist und eine sofortige Betrachtung der Röntgenbilder ermöglicht. - Die Bedienung einer Diagnostikeinrichtung, beispielsweise eines C-Bogen-Gerätes, erfordert in der Regel zwei Personen. Bei einem mobilen C-Bogen-Röntgensystem kann beispielsweise zur Visualisierung der Röntgenbildinformation mindestens ein Monitor auf einem fahrbaren Monitorwagen montiert sein, wobei das eigentliche C-Bogen-Röntgengerät und der Monitorwagen separat verfahrbar sind. Abhängig von den Einstellungen des C-Bogen-Röntgengerätes muss der Monitorwagen manuell positioniert und eingestellt werden. Um das gesamte Röntgensystem zu transportieren, ist der gleichzeitige Einsatz mehrerer Personen oder eine zeitaufwändige sequentielle Abarbeitung durch eine einzige Bedienperson notwendig.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bedienung eines bildgebenden medizintechnischen, insbesondere röntgentechnischen, Behandlungssystems zu vereinfachen.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein medizintechnisches Behandlungssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Dieses Behandlungssystem umfasst ein bildgebendes medizinisches Gerät, eine mit diesem nicht mechanisch verbundene mobile Anzeigevorrichtung, sowie ein Steuergerät und eine Eingabevorrichtung, welche Eingangsdaten an das Steuergerät liefert. Die Übermittlung von mit dem bildgebenden Gerät aufgenommenen Daten an die mobile Anzeigevorrichtung geschieht mittels einer insbesondere funkgestützten Datenübertragungsvorrichtung. Die Anzeigevorrichtung ist mechanisch mit einem Fahrgerät verbunden, welches eine autonome Antriebseinheit aufweist. Die Ansteuerung der Antriebseinheit sowie der Anzeigevorrichtung erfolgt über die Eingabevorrichtung und das mit dieser zusammenwirkende Steuergerät. Das separat vom bildgebenden Gerät verfahrbare, die Anzeigevorrichtung tragende, Fahrgerät ist somit einschließlich des motorischen Antriebs in die Steuerung des gesamten Behandlungssystems eingebunden, so dass eine rationelle Bedienung des kom pletten medizintechnischen, insbesondere röntgentechnischen, Behandlungssystems durch eine einzige Person möglich ist. Bei dem als Komponente des Behandlungssystems vorgesehenen bildgebenden Gerät handelt es sich bevorzugt um ein verfahrbares C-Bogen-Röntgengerät, oder auch ein Computertomographie-, ein Magnetresonanz- oder ein Angiographiegerät. Alternativ ist das bildgebende Gerät ein Therapiegerät, bevorzugt ein Strahlentherapiegerät oder ein Lithotripsiegerät.
- Die Eingabevorrichtung kann auf einem beliebigen physikalischen Prinzip der Signalerfassung oder auf einer Kombination verschiedener Signalerfassungsverfahren beruhen. Insbesondere kommen hierbei optische und akustische Erfassungssysteme sowie berührungslose Abstandsdetektionssysteme in Betracht. In jedem Fall kann eine Eingabe entweder durch eine Bedienperson oder maschinell vorgesehen sein. Die Eingabevorrichtung ist als Teil des bildgebenden Gerätes, als Teil des die Anzeigevorrichtung tragenden, auch als Monitorwagen bezeichneten Fahrgerätes, oder als gesonderte Bedien- oder Datenerfassungseinheit ausführbar.
- Ein optisches Signalerfassungssystem umfasst vorzugsweise ein Kamerasystem, welches in Echtzeit eine zweidimensionale (2D) oder dreidimensionale (3D) Bildinformation zur Verfügung stellt. Im Fall eines 3D-Bilderfassungssystems ermöglicht in vorteilhafter Ausgestaltung ein sogenanntes 3D-Time-of-flight-Solid-State-Sensorsystem eine Umgebungserfassung einschließlich Gestikerkennung. Um auf einfache, nur geringe Datenverarbeitungskapazitäten benötigende Weise eine dreidimensionale Information zur Verfügung zu stellen, kann das zur Umgebungserfassung geeignete Sensorsystem eine mit einer Zeitmessvorrichtung zusammenwirkende Sendevorrichtung, insbesondere einen Infrarot- oder einen Radarsender, sowie eine damit korrespondierende Detektionsvorrichtung umfassen.
- Im Fall einer mit akustischer Signalerfassung arbeitenden Eingabevorrichtung ermöglicht diese vorzugsweise eine Sprachsteuerung des Monitorwagens. Auch in diesem Fall ist eine An ordnung des mindestens einen mit dem Steuergerät zusammenwirkenden Sensors, hier des Mikrophons, am Monitorwagen oder an einer beliebigen sonstigen Komponente des medizintechnischen Behandlungssystems möglich. Wie in allen übrigen Ausführungsformen ist auch in dieser Ausführungsform die Anzeigevorrichtung vorzugsweise motorisch verstellbar am Fahrgerät angelenkt. Per Sprachsteuerung damit ist nicht nur die Position des Fahrgeräts insgesamt sondern auch die Positionierung des Monitors am Fahrgerät verstellbar.
- Umfasst die Eingabevorrichtung Abstandssensoren, so sind diese in bevorzugter Weise in ein Steuerungssystem eingebunden, welches ein automatisches Verfahren des Monitorwagens in Abhängigkeit von der Positionierung und/oder Einstellung des bildgebenden Diagnosegerätes ermöglicht. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Position des Monitorwagens relativ zum Diagnosegerät und/oder die absolute Position von Monitorwagen und Diagnosegerät permanent mittels eines Navigationssystems bestimmbar. In ein solches Navigationssystem ist bei Bedarf auf einfache Weise ein Kollisionswarnsystem integrierbar, welches dem Bediener eine drohende Kollision verschiedener verstellbarer Komponenten des Behandlungssystems anzeigt und/oder eine solche Kollision selbsttätig verhindert. Zweckdienlicherweise wird ein satellitengestütztes Navigationssystem, insbesondere zur automatischen Navigation mit Hilfe von hinterlegtem Kartenmaterial eingesetzt, wie es heute beispielsweise zur Navigation im Kraftfahrzeugverkehr verwendet wird.
- Die Antriebseinheit des Monitorwagens wird vorzugsweise elektrisch mit Hilfe eines geeignet dimensionierten, im Fahrgerät angeordneten Energiespeichers, beispielsweise eines Blei-Gel-Akkumulators, betrieben. Zum Aufladen des Energiespeichers, das heißt zur mittelbaren Energieversorgung des Fahrgeräts, ist eine ortsfeste Ladestation geeignet. In besonders vorteilhafter Weise ist auch die Ladestation in das sensorgestützte Navigationssystem eingebunden, wobei nach Abschluss einer mit dem Behandlungssystem durchgeführten Unter suchung ein automatisches Anfahren der Ladestation durch den Monitorwagen erfolgt und dieser sich selbsttätig an die Ladestation anschließt.
- Nach einer vorteilhaften Weiterbildung weist das mindestens einen Monitor tragende Fahrgerät zusätzlich einen oder zwei fernsteuerbare Gelenkarme auf. Damit übernimmt der ansonsten nur für die Bildbetrachtung verwendete Monitorwagen darüber hinaus die Funktionalität eines ferngesteuerten, insbesondere sprachgesteuerten Assistenzsystems, welches den Arzt als Bedienperson insbesondere bei einer Intervention unterstützt. Dies bedeutet eine weitere Verringerung des Personalbedarfs durch eine zusätzliche Entlastung der Bedienperson des Behandlungssystems. Die Funktion des voll- oder teilautomatischen Verfahrens des Monitorwagens ist, wenn dieser in der Art eines Gelenkarmroboters weitergehende Funktionen übernimmt, bei Bedarf deaktivierbar. Durch die weitergehenden Funktionen des Monitorwagens wird dieser zu einem Monitor-/Assistenz-Trolley, welcher zusammen mit verschiedensten Diagnostik-/Therapiesystemen vielfältig einsetzbar ist.
- Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass ein fernbedient oder vollautomatisch nachgeführter Monitorwagen eine besonders einfache, rationelle Bedienung eines insgesamt verfahrbaren oder zumindest verstellbare Teile aufweisenden bildgebenden Diagnosegerätes ermöglicht.
- Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
-
1 in einer symbolisierten Darstellung ein medizintechnisches Behandlungssystem, und -
2 in einer dreidimensionalen Ansicht das medizintechnische Behandlungssystem nach1 . - Die
1 und2 zeigen ein insgesamt mit dem Bezugszeichen1 gekennzeichnetes medizintechnisches Behandlungssystem, welches ein bildgebendes Diagnosegerät2 , nämlich ein C-Bogen-Röntgengerät, sowie eine mobile Anzeigevorrichtung3 umfasst, die zur Anzeige von mit dem Diagnosegerät2 gewonnenen Röntgenaufnahmen vorgesehen ist. Statt eines C-Bogen-Röntgengerätes kann als bildgebendes Diagnosegerät2 beispielsweise auch ein Computertomograph vorgesehen sein. - Zur datentechnischen Verknüpfung des Diagnosegerätes
2 mit der Anzeigevorrichtung3 , das heißt mit dem zur Anzeige von mit dem Diagnosegerät2 aufgenommenen Röntgenbildern vorgesehenen Monitor, ist ein Steuergerät4 vorhanden. Abweichend von der schematisierten Darstellung nach1 ist das Steuergerät4 auch in das bildgebende Diagnosegerät2 oder eine andere Komponente des Behandlungssystems1 integrierbar. Entsprechendes gilt für eine mit dem Steuergerät4 zusammenwirkende Eingabe- oder Bedienvorrichtung5 sowie für eine Datenübermittlungsvorrichtung6 , welche zur Herstellung einer drahtlosen Verbindung, insbesondere Funkverbindung, zwischen dem bildgebenden Diagnosegerät2 und der Anzeigevorrichtung3 ausgebildet ist. - Der Monitor
3 befindet sich auf einem auch als Monitorwagen bezeichneten Fahrzeug7 , welches eine Antriebseinheit8 zum selbsttätigen Verfahren aufweist. Die Antriebseinheit8 ist als elektromotorischer Antrieb ausgebildet, wobei einzelne Räder9 des Fahrzeugs7 lenkbar und/oder angetrieben sind. Der gesamte Monitorwagen7 einschließlich der Anzeigevorrichtung3 sowie der Antriebseinheit8 ist mechanisch in keiner Weise mit dem bildgebenden Diagnosegerät2 verbunden; insbesondere existiert auch keine Kabelverbindung zwischen dem Fahrzeug oder Fahrgerät7 und dem Diagnosegerät2 . Die mittels des Diagnosegerätes2 generierte Röntgenbildinformation wird in Echtzeit, das heißt ohne erkennbare Verzögerung, und ausreichender Bildqualität, auch für interventionelle Zwecke, auf dem Monitor3 angezeigt. - Das bildgebende Diagnosegerät
2 ist, wie aus2 hervorgeht, verfahrbar. Ebenso sind Einzelkomponenten des als Diag nosegerät2 verwendeten C-Bogen-Gerätes, wie prinzipiell beispielsweise aus der eingangs genanntenDE 198 49 764 B4 bekannt, verstellbar. Abhängig von der gewählten Position und den Einstellungen des Diagnosegerätes2 ändert sich die optimale Position des auch als Trolley bezeichneten Fahrzeugs7 . - Ein jeweils motorisches Verfahren des Monitorwagens
7 ist auf verschiedene Arten kontrollierbar: Zum einen ist die Antriebseinheit8 durch den Bediener des medizintechnischen Behandlungssystems1 durch Eingabe, beispielsweise eine Tastatur-, Joystick- oder Mauseingabe, mittels der zum Beispiel als Tastatur10 ausgebildeten Eingabevorrichtung5 fernsteuerbar. Zum anderen ist auch ein halbautonomes oder vollständig autonomes Verfahren des Monitorwagens7 möglich. Zu diesem Zweck ist dieser mit einer Mehrzahl unterschiedlicher Eingabevorrichtungen5 ausgerüstet, nämlich einem zwei Kameras11 umfassenden optischen Erfassungssystem12 , einem mit mindestens einem Mikrophon13 arbeitenden akustischen Erfassungssystem14 , sowie einem eine Anzahl Sensoren15 aufweisenden Abstandsdetektionssystem16 . Die Sensoren15 sind beispielsweise als Laserscanner, Infrarot- oder Ultraschallsensoren ausgebildet. - Die unterschiedlichen als Eingabevorrichtungen
5 fungierenden Erfassungssysteme12 des Monitorwagens7 sind in verschiedener Weise in einer ferngesteuerten, halbautomatischen oder vollautomatischen Navigation des Fahrgeräts7 nutzbar: Das optische Erfassungssystem12 ist insbesondere zur Erfassung von Gesten des Bedieners des Behandlungssystems1 geeignet. Insofern nimmt das optische Erfassungssystem12 Funktionen wahr, die auch von der Tastatur10 übernommen werden können. Darüber hinaus ist das optische Erfassungssystem12 auch in der Lage, die geometrische Lage im Raum befindlicher Geräte, insbesondere die Positionierung von Teilkomponenten des Diagnosegerätes2 , zu detektieren und diese Information zur Ansteuerung der Antriebseinheit8 zu nutzen. - Das akustische Erfassungssystem
14 ist dagegen ausschließlich zur Verarbeitung von Sprachbefehlen, die der Benutzer eingibt, vorgesehen. Hierzu ist insbesondere ein vom Benutzer beispielsweise in Form eines Headsets tragbares Mikrofon vorgesehen, das bevorzugt zur kabellosen Übertragung der Sprachbefehle ausgebildet ist. Alternativ oder ergänzend ist am Gerät2 oder an einer sonstigen Einrichtung ein Mikrofon, beispielsweise ein Richtmikrofon und/oder ein Mikrofon mit Ortungsfunktion des Sprechers vorgesehen. Wie beim optischen Erfassungssystem12 sind auch in diesem Fall in vorteilhafter Weise Priorisierungsregeln implementierbar, die beispielsweise festlegen, dass das Steuergerät4 stets einen über die Tastatur10 eingegebenen Befehl ausführt, auch wenn gleichzeitig eine diesem Befehl widersprechende Sprach- oder Gestikeingabe detektiert wird. Ebenso ist auch die Möglichkeit gegeben, das Steuergerät4 beispielsweise softwaretechnisch derart einzustellen, dass im Fall sich widersprechender Eingaben keine der entsprechenden Aktionen ausgeführt, sondern eine diesbezügliche Meldung, bevorzugt mittels des Monitors3 , ausgegeben wird. - Das Abstandsdetektionssystem
16 ist im Gegensatz zum optischen Erfassungssystem12 und akustischen Erfassungssystem14 nicht zur Aufnahme vom Bediener bewusst eingegebener Befehle, sondern für automatische Steuerungs- und Sicherheitsfunktionen vorgesehen. Hierbei ist vorzugsweise eine Kopplung mit dem optischen Erfassungssystem12 und damit bezüglich der Sicherheitsfunktionen in von beiden Erfassungssystemen14 ,16 abgedeckten Bereichen eine Redundanz gegeben. - Der Monitorwagen
7 , welcher als rechnergestütztes Trägerfahrzeug eine Komponente des Behandlungssystems1 bildet, ist vorzugsweise batteriebetrieben und weist zu diesem Zweck einen Ladeanschluss17 auf, der eine Ladung ohne Öffnung des Fahrgeräts7 ermöglicht. Zur Aufladung der batteriebetriebenen Antriebseinheit8 steht eine ortsfeste Ladestation18 zur Verfügung, die einen zum Ladeanschluss17 passenden Ladeanschluss19 aufweist. - Die Ladestation
18 wird vom Fahrgerät7 bei Bedarf selbsttätig angefahren. Hierfür steht ein Navigationssystem20 zur Verfügung, welches beispielsweise funk- oder infrarotbasiert arbeitet und abweichend von der Darstellung nach1 zum Beispiel in die Datenübermittlungsvorrichtung6 integriert sein kann. Bestandteile des Navigationssystems20 sind ein ortsfestes, als Sende- und Empfangsgerät ausgebildetes Navigationszentralgerät21 sowie eine in das Fahrgerät7 eingebaute oder fest mit diesem verbundene Navigationseinheit22 , welche zugleich eine Komponente der zur Ansteuerung der Antriebseinheit8 verwendeten Eingabevorrichtung5 bildet. Umgekehrt sind die Erfassungssysteme12 ,14 ,16 vorzugsweise integrale Bestandteile des Navigationssystems20 . - Das mittels der Eingabevorrichtung
5 betätigte Steuergerät4 ermöglicht nicht nur die Ansteuerung der Antriebseinheit8 , sondern auch die motorische Verstellung des Monitors3 auf dem Fahrgerät7 . Der Monitor3 ist zu diesem Zweck auf einem am Fahrgerät7 angelenkten Schwenkhals23 , der mindestens ein Gelenk24 aufweist, befestigt. Wie das gesamte Fahrgerät7 , so ist auch der Schwenkhals23 ferngesteuert durch den Bediener oder teil- bis vollautomatisch betätigbar. - Zusätzlich zum Monitor
3 trägt das Fahrgerät7 einen Gelenkarm25 , welcher in der Art eines Roboterarms mindestens ein Gelenk26 aufweist und, abweichend von der vereinfachten Darstellung nach1 , vorzugsweise unabhängig vom Schwenkhals23 am Fahrgerät7 angelenkt ist. Am Gelenkarm27 ist ein Werkzeug27 , beispielsweise in Form eines Greifers, befestigbar. Damit ist das autonom navigierbare Fahrgerät7 insbesondere als Assistenzsystem bei diagnostischen und/oder therapeutischen Interventionen nutzbar.
Claims (12)
- Medizintechnisches Behandlungssystem, umfassend folgende Komponenten: – ein bildgebendes medizinisches Gerät (
2 ), – eine mit dem bildgebendes medizinischen Gerät (2 ) nicht mechanisch verbundene mobile Anzeigevorrichtung (3 ), – ein Steuergerät (4 ), – eine Eingabevorrichtung (5 ), – eine zur Übermittlung von mit dem medizinischen Gerät (2 ) aufgenommenen Daten an die mobile Anzeigevorrichtung (3 ) ausgebildete Datenübertragungsvorrichtung (6 ), – ein die mobile Anzeigevorrichtung (3 ) tragendes Fahrgerät (7 ) mit einer autonomen Antriebseinheit (8 ), wobei das Steuergerät (4 ) in Zusammenwirkung mit der Eingabevorrichtung (5 ) zur Ansteuerung der Anzeigevorrichtung (3 ) sowie der Antriebseinheit (8 ) ausgebildet ist. - Medizintechnisches Behandlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bildgebende medizinische Gerät (
2 ) ein Diagnosegerät (2 ) ist. - Medizintechnisches Behandlungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das bildgebende Diagnosegerät (
2 ) wahlweise ein C-Bogen-Röntgengerät, ein Computertomographiegerät, ein Magnetresonanzgerät oder ein Angiographiegerät ist. - Medizintechnisches Behandlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bildgebende medizinische Gerät (
2 ) ein Therapiegerät ist. - Medizintechnisches Behandlungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das bildgebende medizinische Gerät (
2 ) ein Strahlentherapiegerät, ein Lithotripsiegerät oder ein sonstiges Therapiegerät ist. - Medizintechnisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Eingabevorrichtung (
5 ) ein optisches Erfassungssystem (12 ) vorgesehen ist. - Medizintechnisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Eingabevorrichtung (
5 ) ein akustisches Erfassungssystem (14 ) vorgesehen ist. - Medizintechnisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Eingabevorrichtung (
5 ) ein Abstandsdetektionssystem (16 ) vorgesehen ist. - Medizintechnisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (
3 ) motorisch verstellbar am Fahrgerät (7 ) angelenkt ist. - Medizintechnisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine zur Energieversorgung des Fahrgeräts (
7 ) vorgesehene ortsfeste Ladestation (18 ). - Medizintechnisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch ein zum automatischen Verfahren des Fahrgeräts (
7 ) vorgesehenes Navigationssystem (20 ). - Medizintechnisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrgerät (
7 ) einen fernsteuerbaren Gelenkarm (25 ) aufweist.
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