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Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2006-0078062 , die am 18. August 2006 eingereicht wurde; der gesamte Inhalt dieser Anmeldung ist hierin als Referenz enthalten.
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STAND DER TECHNIK
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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein PET/MRT-Hybridsystem und insbesondere ein PET/MRT-Hybridsystem, in welchem ein PET-Gerät und ein MRT-Gerät in einer Reihe angeordnet sein können.
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Stand der Technik
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In jüngster Zeit hat sich die medizinische Bildgebungstechnik im Umfeld moderner medizinischer Wissenschaft rasch entwickelt dank der Fortschritte auf den Gebieten Life Science und Molekularwissenschaft. Eine der häufigsten Bildgebungstechniken ist die Positronen-Emissions-Tomographie (PET), mit deren Hilfe der Stoffwechsel eines menschlichen Körpers untersucht wird durch Verwendung eins Isotops, wodurch nuklearmedizinische Bilder erhalten werden. Die andere häufige Bildgebungstechnik ist die Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT), mit welcher anatomische Veränderungen eines menschlichen Körpers unter Einsatz des Prinzips der nuklearmagnetischen Resonanz (NMR) beobachtet werden.
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Mit der PET können molekulare Veränderungen in einer bestimmten Region eines Gehirns dreidimensional mithilfe eines radioaktiven Isotops, das an einen spezifischen Liganden gebunden ist, beobachtet werden, wodurch es möglich ist, den Wirkmechanismus in einem Gehirn in Bezug auf molekulares und genetisches Engineering zu verstehen. Die MRT liefert anatomische Informationen mit hoher Auflösung. Zusätzlich erlaubt die funktionelle MRT (fMRT), die sich von der MRT ableitet, die Kontrolle der Menge an Sauerstoff und Blutfluss in bestimmten Regionen aufgrund von Nervenaktivierung, was in diesem Verfahren im Vergleich zur PET relativ leicht zu beobachten ist.
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Obwohl mit der PET die physiologischen und molekularen Veränderungen der Gehirnzellen beobachtet werden können, besitzt dieses Verfahren jedoch eine geringe Auflösung. Die MRT kann tomographische Bilder eines Gehirns mit guter Auflösung liefern. Allerdings können mit diesem Verfahren keine molekularen und genetischen Abweichungen festgestellt werden. Die fMRT ermöglicht auch die Beobachtung von Veränderungen im Blutstrom, obwohl sie die Funktionen von der PET nicht ersetzen kann. Da für PET und MRT des Weiteren funktionell und physikalisch unterschiedliche Prinzipien verwendet werden, ist es schwierig, diese beiden Verfahren miteinander zu verbinden. Darüber hinaus wird für die Ultrahochfeld-MRT (7,0T) ein ultrahohes Magnetfeld benutzt, was zu einem Problem dahingehend führen kann, dass der normale Betrieb des PET-Systems durch das magnetische Feld gestört wird. Zum Stand der Technik gehören insbesondere
DE 10 2005 041 381 A1 ,
DE 10 2004 049 915 A1 und
US 5 259 011 A .
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Figurenliste
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Es werden detailliert Anordnungen und Ausführungsformen unter Bezug auf die nachfolgenden Zeichnungen beschrieben, in welchen gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Elemente beziehen und wobei:
- 1 eine schematische Darstellung eines PET/MRT-Hybridsystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 2 eine perspektivische Ansicht einer Brückeneinheit in dem PET/MRT-Hybridsystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 3 eine perspektivische Ansicht zeigt, in welcher ein Vorgang der Brückeneinheit dargestellt ist;
- 4 eine perspektivische Ansicht zeigt, in welcher ein anderer Vorgang der Brückeneinheit dargestellt ist;
- 5 eine teilweise Draufsicht auf eine Schnittansicht zeigt, in welcher die ausgerichtete Brückeneinheit dargestellt ist;
- 6 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus 3 ist;
- 7 eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht einer Transporteinheit in dem PET/MRT-Hybridsystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist, und
- 8 und 12 perspektivische Ansichten sind, die die Vorgangsabläufe des PET/MRT-Hybridsystems darstellen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es wird eine detaillierte Beschreibung unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen bereitgestellt. Für den Fachmann auf dem Gebiet, der den Vorteil dieser Offenbarung nutzt, können sich leicht weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ableiten lassen.
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1 zeigt die schematische Ansicht eines PET/MRT-Hybridsystems, welches gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
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Wie in 1 dargestellt, ist das PET/MRT-Hybridsystem der vorliegenden Erfindung so aufgebaut, dass ein Warteraum 100 zentral positioniert ist und ein PET-Raum 300, welcher ein PET-Gerät 320 darin enthält, an der linken Seite des Warteraums 100 positioniert ist. Ferner ist ein MRT-Raum 200, welcher ein MRT-Gerät 220 darin enthält, an der rechten Seite des Warteraums 100 positioniert. Der MRT-Raum 200, der Warteraum 100 und der PET-Raum 300 sind in einer Reihe angeordnet.
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Ein Schienenabschnitt 110 erstreckt sich von dem PET-Raum 300 zu dem Warteraum 100 am Boden der beiden Räume. Ferner erstreckt sich ein Schienenabschnitt 210, welcher von dem Schienenabschnitt 110 des Warteraums 100 getrennt ist, linear an einem Boden des MRT-Raums 200. Der Schienenabschnitt 110 an der Seite des Warteraums 100 und der Schienenabschnitt 210 an der Seite des MRT-Raums 200 sind in einer Reihe angeordnet. Jede obere Seite der Schienenabschnitte 110 und 210 ist in einer Längsrichtung mit mindestens einer Zahnstange 112, 212 und einer Führungsschiene 114, 214 bereitgestellt.
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Auf den oberen Seiten der Schienenabschnitte 110, 210 ist eine Transporteinheit 400 angeordnet, welche linear entlang der Schienenabschnitte 110, 210 hin- und herbewegt wird. Die Transporteinheit 400 umfasst ein bewegliches Element 410 und einen Pendeltisch 420, welcher auf dem beweglichen Element 410 bereitgestellt ist. Das bewegliche Element 410 lässt sich entlang der Zahnstangen 112, 212 und der Führungsschienen 114, 214 bewegen. Der Pendeltisch 420 weist im Allgemeinen eine Hexaederform auf, welche in einer Erweiterungsrichtung der Schienenabschnitte 110, 210 lang gestreckt ist. Eine obere Seite des Pendeltischs ist geöffnet. Eine Aufnahmevorrichtung 430, auf welcher ein Individuum oder ein Patient liegt, ist an der oberen Seite des Pendeltischs 420 befestigt.
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Es ist eine gewisse Lücke zwischen dem Schienenabschnitt 110 an der Seite des Warteraums 100 und dem Schienenabschnitt 210 an der Seite des MRT-Raums 200 gebildet. Die Lücke stellt einen Abstand bereit, durch welchen eine Schutztür 202 des MRT-Raums 200 gleitet. Eine Brückeneinheit 500 ist in der Lücke angeordnet. Die Brückeneinheit 500 verbindet selektiv den Schienenabschnitt 110 an der Seite des Warteraums 100 und den Schienenabschnitt 210 an der Seite des MRT-Raums.
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Wie in 2 dargestellt, umfasst die Brückeneinheit 500 das Folgende: eine Trägerplatte 502, die angrenzend an den Schienenabschnitt 110 an der Seite des Warteraums 100 in der Lücke zwischen dem Schienenabschnitt 110 an der Seite des Warteraums 100 und dem Schienenabschnitt 210 an der Seite des MRT-Raums 200 angeordnet ist, eine Verbindungsplatte 510, welche auf der Trägerplatte 502 angeordnet ist, einen ersten pneumatischen oder hydraulischen Zylinder 520, welcher kippbar an einer Seite einer oberen Seite der Trägerplatte 502 an einem Ende davon angeordnet ist, eine Verbindungsstange 524, welche an einem Ende eines Kolbens 522 an einem Ende davon gekoppelt ist und mit einer Verbindungsplatte 510 an dem anderen Ende davon verbunden ist, und einen Antriebsabschnitt (nicht dargestellt) für das Bewegen des Kolbens 522 des ersten Zylinders 520. Die Verbindungsstange 524 und die Verbindungsplatte 510 sind durch eine aus zwei Platten bestehende Halterung 526 verbunden. Vorzugsweise sind jeweils ein Zylinder 520, gekoppelt an eine Verbindungsstange 524 an der linken und der rechten lateralen Seite der Verbindungsplatte 510 angeordnet. Die obere Fläche der Verbindungsplatte 510 ist mit einer Zahnstange 512 und einer Führungsschiene 514 bereitgestellt, welche der Zahnstange 112, 212 beziehungsweise der Führungsschiene 114, 214 des Schienenabschnitts 110, 210 entsprechen.
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Wenn die Verbindungsplatte 510, wie in 2 dargestellt, aufrecht steht und der Kolben 522 des ersten Zylinders 520 durch einen Vorgang des Antriebsabschnitts in den Zylinder 520 gezogen wird, dann sind der erste Zylinder 520 und die Verbindungsstange 524, die mit dem Führungsende des Kolbens 522 verbunden ist, vertikal ausgerichtet, während die Verbindungsplatte 510, die an die Verbindungsstange 524 gekoppelt ist, horizontal ausgerichtet ist (dargestellt in 3). Möglich ist dies, weil der Kolben 522 des ersten Zylinders 520 und die Verbindungsstange 524 so positioniert sind, dass sie an ihren zentralen Achsen voneinander getrennt sind.
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Obwohl die Verbindungsplatte 510 durch die Betätigung des ersten Zylinders 520 horizontal ausgerichtet ist, wie in 3 dargestellt, sind die Zahnstange 512 und die Führungsschiene 514, die auf der Verbindungsplatte 510 bereitgestellt sind, sowie die Zahnstange 112, 212 und die Führungsschiene 114, 214 auf dem Schienenabschnitt 110, 210 so angeordnet, dass sie nicht miteinander zusammentreffen. Dies ist so, weil die Zahnstange 512 und die Führungsschiene 514, die auf der Verbindungsplatte 510 bereitgestellt sind, sowie die Zahnstange 112, 212 und die Führungsschiene 114, 214 auf dem Schienenabschnitt 110, 210 nicht getrennt sind und nacheinander verbunden werden können, wenn die Verbindungsplatte 510 horizontal ausgerichtet ist. Die Verbindungsplatte 510 ist mit Einkerbungen 516a und 516b gebildet. Wenn die Verbindungsplatte 510 vertikal ausgerichtet ist, treten die Zahnstange 112 und die Führungsschiene 114 an der Seite des Warteraums 100 aufgrund der Einkerbungen 516a und 516b nicht in Kontakt mit der Verbindungsplatte 510.
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Um die Zahnstange 512 und die Führungsschiene 514, die auf der Verbindungsplatte 510 bereitgestellt sind, und die Zahnstange 112, 212 und die Führungsschiene 114, 214 auf dem Schienenabschnitt 110, 210 in einer Reihe auszurichten, werden die Verbindungsplatte 510 und die Trägerplatte 502 in einer Richtung des Schienenabschnitts 110, 210 der Breite nach versetzt. Um das horizontale Versetzen der Trägerplatte 502 zu erleichtern, sind mehrere Führungsschienen 504 unter einer unteren Seite der Trägerplatte 502 in einer Richtung der Breite nach bereitgestellt. Ferner sind mehrere bewegliche Blöcke 506, welche eine Konfiguration aufweisen, die zu der Führungsschiene 504 passt, an der unteren Seite der Trägerplatte 502 befestigt. Die Führungsschienen 504 sind an Tragrahmen 542 befestigt, welche quer zu der Führungsschiene 114, 214 liegen. Die Tragrahmen 542 sind miteinander durch eine Fixierungsplatte 544 verbunden.
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5 ist eine teilweise Draufsicht auf eine Schnittansicht der Brückeneinheit, welche eine Bauweise für das quer verlaufene Versetzen der Verbindungsplatte 510 und der Trägerplatte 502 zeigt. 6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus 3.
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Wie in 5 und 6 dargestellt, ist ein zweiter pneumatischer oder hydraulischer Zylinder 530, welcher einen Kolben 532, der durch den Antriebsabschnitt (nicht dargestellt) beweglich ist, aufweist, an der Fixierungsplatte 544 in einer Richtung der Breite nach befestigt. Die Verbindungsplatte 510 und die Trägerplatte 502 werden horizontal durch die Betätigung des zweiten Zylinders 530 versetzt.
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Ein Führungsende 532a des Kolbens 532 und die Trägerplatte 502 sind miteinander durch eine bewegliche Platte 556 und ein Winkelelement 558 miteinander verbunden. Das Winkelelement 558 weist einen L-förmigen Querschnitt auf und ist an der unteren Seite der Trägerplatte 502 fixiert. Die bewegliche Platte 556 weist eine Rolle 556a an einer Oberseite davon auf und ist an dem Führungsende 532a des Kolbens 532 an einem Boden davon fixiert. Die Rolle 556a steht in rollendem Kontakt mit der unteren Seite der Trägerplatte 502.
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Die bewegliche Platte 556 wird entlang der Führungsstange 552 bewegt. Die Führungsstange 552 ist an einer Federhalterung 554a an der unteren Seite der Trägerplatte 502 an einem Ende davon fixiert und mit dem Winkelelement 558 an dem anderen Ende davon verbunden. Die Führungsstange 552 geht durch eine obere Seite der beweglichen Platte 556 hindurch. Eine Feder 554 ist zwischen der beweglichen Platte 556 und der Federhalterung 554a sich um die Führungsstange 552 windend angeordnet. Die Feder 554 ist leicht zusammengedrückt angeordnet.
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Die untere Seite der Verbindungsplatte 510 ist mit einem ersten Stopper 518 bereitgestellt. Ein Abschnitt des Tragrahmens 542 ist mit einem zweiten Stopper 548 bereitgestellt, welcher die Bewegungen der Trägerplatte 502 und der Verbindungsplatte 510 durch in Kontakt treten mit dem ersten Stopper 518 einschränkt. Der erste Stopper 518 und der zweite Stopper 548 sind so positioniert, dass sie miteinander in Kontakt treten, wenn die Zahnstange 512 und die Führungsschiene 514 der Verbindungsplatte 510 sowie die Zahnstange 112, 212 und die Führungsschiene 114, 214 auf dem Schienenabschnitt 110, 210 in einer Reihe ausgerichtet sind, indem die Trägerplatte 502 versetzt wird.
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Wenn der Kolben 532 des zweiten Zylinders 530 in den zweiten Zylinder 530 gezogen wird, dann wird das Führungsende 532a des Kolbens 532 nach rechts bewegt, wie in 6 dargestellt. Gleichzeitig wird auch die bewegliche Platte 556 nach rechts bewegt. Anschließend wird die Trägerplatte 502 nach rechts bewegt, während die Feder 554 leicht zusammengedrückt wird. Dann wird die Trägerplatte 502 nach rechts bewegt, während die Feder 554 leicht zusammengedrückt wird. Dadurch wird die Verbindungsplatte 510 von einem nicht ausgerichteten Zustand (siehe 3) in einen ausgerichteten Zustand (siehe 4) versetzt, wie durch den Pfeil in 5 dargestellt. Wenn der erste Stopper 518 in Kontakt mit dem zweiten Stopper 548 tritt, dann wird die Trägerplatte 502 gestoppt. Der zweite Zylinder 530 wird ferner so betätigt, dass er den Kolben hineinzieht, nachdem der erste Stopper 518 Kontakt zu dem zweiten Stopper 548 hat. Da die Feder 554 dazu dient, die Federhalterung 554a von der beweglichen Platte 556 nach rechts zu bewegen, wie in 6, wird die Trägerplatte 502 in ihrem ausgerichteten Zustand gehalten, nachdem durch einen Zug des Zylinders 530 der Kolben vollständig eingezogen ist. Wenn der Zug des Zylinders 530 vollständig abgelaufen ist, kann das Führungsende 532a des Kolbens 532 aufgrund der Feder 554 weiter als an einem Kontaktpunkt des ersten Stoppers 518 und des zweiten Stoppers 548 positioniert sein.
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Im Fall, dass die Trägerplatte 502 aus dem ausgerichteten Zustand aus 4 in den nicht ausgerichteten Zustand versetzt wird, setzt der zweite Zylinder 530 mit einem Gegenschub ein. Das Führungsende 532a des Kolbens 532 tritt dann mit dem Winkelelement 558 in Kontakt und die Trägerplatte 502 wird von dem ausgerichteten Zustand in den nicht ausgerichteten Zustand (siehe 3) versetzt, infolge des Gegenschubs des zweiten Zylinders 530. Wenn der Gegenschub des Zylinders 530 vollständig abgelaufen ist, wird die Trägerplatte 502 an dieser Position gehalten. Da die Ausdehnungskraft der Feder 554 zwischen der beweglichen Platte 556 und der Federhalterung 554a wirkt, wird die Trägerplatte 502 so eingegrenzt, dass sie nicht aus der Position an dem Führungsende 532a des Kolbens 532 verschoben wird, nachdem der Gegenschub des Zylinders 530 beendet ist. Danach wird die Verbindungsplatte 510 in den vertikalen Zustand aus 2 bewegt durch die Zusammenarbeit des ersten Zylinders 520 und der Verbindungsstange 524, wie oben beschrieben.
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Wie in 7 dargestellt, umfasst das bewegliche Element 410 der Transporteinheit 400 einen unteren Abschnitt 410a und einen oberen Abschnitt 410b. Der untere Abschnitt 410a ist auf dem Schienenabschnitt 110, 210 positioniert. Der obere Abschnitt 410b deckt eine obere Seite des unteren Abschnitts 410a ab und ist daran gekoppelt, um nach oben und nach unten beweglich zu sein. Eine Rückseite einer Bodenplatte des unteren Abschnitts 410a ist mit einem Stirnradgetriebe 412a und mehreren beweglichen Blöcken 412b bereitgestellt. Das Stirnradgetriebe 412a ist mit den Zahnstangen 112, 212 der Schienenabschnitte 110, 210 und der Zahnstange 512 der Brückeneinheit 500 verbunden. Der bewegliche Block 412b ist so geformt, dass er zu den Führungsschienen 114, 214, 514 passt. Eine Innenseite des beweglichen Elements 410 ist mit einem ersten Antriebsmittel 411 ausgestattet, um das Stirnradgetriebe 412a zu drehen. Das Stirnradgetriebe 412a ist mit einem Ende einer Antriebswelle 411a verbunden.
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Ferner ist die Innenseite des beweglichen Elements 410 mit einem zweiten Antriebsmittel 413, einem ersten Konvertierungsmittel 414 und einem zweiten Konvertierungsmittel 415 bereitgestellt. Das zweite Antriebsmittel 413 erzeugt eine Antriebskraft für das Heben und Senken des oberen Abschnitts 410b in Bezug auf den unteren Abschnitt 410a. Das erste Konvertierungsmittel 414 wandelt die Drehkraft, die durch das zweite Antriebsmittel 413 verursacht wird, in eine lineare Bewegung um. Das zweite Konvertierungsmittel 415 verbindet das erste Konvertierungsmittel 414 mit dem oberen Abschnitt 410b und wandelt die lineare Bewegung des ersten Konvertierungsmittels 414 in eine Hebe- und Senkbewegung des oberen Abschnitts 410b um.
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Spezieller ausgedrückt, umfasst das erste Konvertierungsmittel 414: eine Antriebsrolle 414a, die an ein Führungsende der Antriebswelle (nicht dargestellt) des zweiten Antriebsmittels 413 gekoppelt ist, eine angetriebene Rolle 414b, die drehbar an dem Boden des unteren Abschnitts 410a angeordnet ist, ein Band 414c, das sich zwischen der Antriebsrolle 414a und der angetriebenen Rolle 414b bewegt, um diese zusammen zu drehen, eine Leitspindel 414d, die an einem Zentrum der angetriebenen Rolle 414b an einem Ende davon gekoppelt ist, um zusammen mit der angetriebenen Rolle 414b gedreht zu werden, und welche in einer Erweiterungsrichtung des Schienenabschnitts 110, 210 lang gestreckt ist, und eine Mutter 414e, welche an die Leitspindel 414d an dieser angreifend angebracht ist, um durch die Drehung der Leitspindel 414d linear bewegt zu werden.
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Das zweite Konvertierungsmittel 415 umfasst. eine Verbindungswelle 415a, die mindestens an einer Seite der Mutter 414e gekoppelt ist und sich in einem rechten Winkel mit der Leitspindel 414d erstreckt, eine erste Verbindung 415b, die kippbar mit der Verbindungswelle 415a an einem unteren Ende davon gekoppelt ist und kippbar mit einer Seite des oberen Abschnitts 410b an einem oberen Ende davon gekoppelt ist, und eine zweite Verbindung 415c, die mit einem zentralen Abschnitt der ersten Verbindung 415b in einer X-Form quer verbunden ist und kippbar an dem Boden des unteren Abschnitts 410a an einem unteren Ende davon gekoppelt ist und kippbar mit der anderen Seite des oberen Abschnitts 410b an einem oberen Ende davon gekoppelt ist.
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Gemäß dem oben beschriebenen Umwandlungsmechanismus wird dann die Mutter 414e linear entlang der Leitspindel 414d bewegt, während die Leitspindel 414d gedreht wird, wenn das zweite Antriebsmittel 413 betätigt wird. Ferner wird das untere Ende der ersten Verbindung 415b, welches mit der Mutter 414e durch die Verbindungswelle 415a gekoppelt ist, dazu veranlasst, sich linear zusammen mit der Mutter 414d zu bewegen. Wird zum Beispiel das untere Ende der ersten Verbindung 415b linear von dem unteren Ende der zweiten Verbindung 415c weg bewegt, wird sowohl das obere Ende der ersten Verbindung 415b als auch das obere Ende der zweiten Verbindung 415c durch die X-förmige Querverbindung der ersten Verbindung 415b und der zweiten Verbindung 415c abgesenkt. Im Gegensatz dazu werden, wenn das untere Ende der ersten Verbindung 415b linear bewegt wird, sodass es in die Nähe des unteren Endes der zweiten Verbindung 415c gelangt, alle oberen Enden der ersten Verbindung 415b und der zweiten Verbindung 415c sowie der obere Abschnitt 410b, der daran gekoppelt ist, durch die X-förmige Querverbindung der ersten Verbindung 415b und der zweiten Verbindung 415c angehoben.
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Um das stabile Heben und Senken des unteren Abschnitts 410b sicherzustellen, wird bevorzugt, dass zwei Kombinationen aus der ersten und zweiten Verbindung 415b und 415c, welche durch eine X-Form miteinander quer verbunden sind, symmetrisch an beiden lateralen Seiten der Mutter 414e angeordnet sind. Ferner ist es vorzuziehen, dass gerade Führungsschienen 416a parallel zu der Leitspindel 414d auf der Bodenplatte des unteren Abschnitts 410a und unter der oberen Platte des oberen Abschnitts 410b bereitgestellt sind. Auch ist es vorzuziehen, dass bewegliche Blöcke 416b, welche an den Führungsschienen 416a eingreifen und an diesen in Längsrichtung entlang gleiten, mit dem unteren Ende der ersten Verbindung 415b und dem oberen Ende der zweiten Verbindung 415c gekoppelt sind.
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Der Pendeltisch 420 ist auf dem beweglichen Element 410 befestigt, sodass er horizontal um einen Winkel von mindestens 180 ° herumgedreht werden kann. Um den Pendeltisch 420 herumzudrehen, wird in nächster Nähe der oberen Platte des oberen Abschnitts 410b ein drittes Antriebsmittel 417 bereitgestellt und eine Antriebsrolle 417b ist an eine Antriebswelle 417a des dritten Antriebsmittels 417 gekoppelt. Ein Drahtwälzlager 419 ist auf der oberen Platte des oberen Abschnitts 410b befestigt. Das Drahtwälzlager 419 beinhaltet: einen äußeren Ring 419a, der an der oberen Platte des oberen Abschnitts 410b fixiert ist, und eine innere Drehscheibe 419b, welche drehbar an dem äußeren Ring 419a mit Kugeln, die zwischen seiner äußeren Umlauflinie und einer inneren Umlauflinie des äußeren Rings 419a angeordnet sind, gekoppelt ist. Eine zylinderförmige sich drehende Welle 418 ist mit einem Zentrum der inneren Drehscheibe 419b gekoppelt, indem sie durch diese hindurchreicht. Eine angetriebene Rolle 417c ist an ein unteres Ende der sich drehenden Welle 418 gekoppelt. Ein Band 417d bewegt sich um die Antriebsrolle 417b und die angetriebene Rolle 417c, um beide zusammen zu drehen. Die innere Drehscheibe 419b des Drahtwälzlagers 419 besitzt eine Höhe, welche die Höhe des äußeren Rings 419a übersteigt, wobei sie leicht über den äußeren Ring 419a hinausragt. Der Pendeltisch 420 ist mit einer oberen Fläche der inneren Drehscheibe 419b verbunden, um mit der inneren Drehscheibe 419b zusammen herumgedreht zu werden.
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Gemäß des oben beschriebenen Aufbaus wird, wenn das dritte Antriebsmittel 417 betätigt wird, eine Antriebskraft des dritten Antriebsmittels 417 durch die Antriebsrolle 417b, das Band 417d und die angetriebene Rolle 417c auf die sich drehende Welle 418 übertragen. Dann wird der Pendeltisch 420 mit der inneren Drehscheibe 419b zusammen herumgedreht, wenn die innere Drehscheibe 419b, die an die sich drehende Welle 418 gekoppelt ist, stabil durch den äußeren Ring 419a gestützt ist.
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Eine Innenseite einer Seitenwand des Pendeltisches 420 ist in einer Längsrichtung mit Führungsrinnen 424 für das Führen der Bewegungen der Aufnahmevorrichtung 430 bereitgestellt. Eine Transportplatte 422 für den Transport der Aufnahmevorrichtung 430 ist so bereitgestellt, dass sie entlang der Führungsrinnen 424 hin- und herbewegt werden kann. Mehrere vorstehende Elemente 423 sind an einer oberen Fläche der Transportplatte 422 bereitgestellt. Mehrere Einführlöcher (nicht dargestellt) sind an einer unteren Seite der Aufnahmevorrichtung 430 an einer Position bereitgestellt, sodass sie zu den vorstehenden Elementen 423 entsprechend passend übereinstimmen. Die Innenseite des Pendeltischs 420 kann mit einem Antriebsmittel (nicht dargestellt), um die Transportplatte 422 linear zu bewegen, und mit einem Übertragungsmittel (nicht dargestellt), um eine Antriebskraft von dem Antriebsmittel zu übertragen, ausgestattet sein, um so die Transportplatte 422 hin- und herzubewegen. Da ein solcher Mechanismus für den Transport der Aufnahmevorrichtung unterschiedlich ausgeführt sein kann, wird auf eine detaillierte Beschreibung in Bezug auf die Struktur eines solchen Mechanismus hierin verzichtet.
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Der Betriebsvorgang des PET/MRT-Hybridsystems, welches entsprechend wie oben aufgebaut ist, wird nun beschrieben.
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Wie in 1 dargestellt, ist ein Wartemodus des PET/MRT-Hybridsystems der vorliegenden Erfindung ein Zustand, in welchem der obere Abschnitt 410b und der Pendeltisch 420 der Transporteinheit 400 so positioniert sind, dass sie gesenkt werden können, damit ein Individuum leicht auf der Aufnahmevorrichtung 430 zu liegen kommt. Ferner handelt es sich um einen Zustand, in welchem die Schutztüren 202 und 302 des MRT-Raums 200 und des PET-Raums 300 geschlossen sind. In dem Wartemodus liegt das Individuum auf der Aufnahmevorrichtung 430 der Transporteinheit 400 in einer Ausrichtung, bei welcher der Kopf in Richtung zu dem MRT-Raum 200 zeigt.
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Wie in 8 dargestellt, wird die geschlossene Schutztür 202 des MRT-Raums 200 geöffnet und das zweite Antriebsmittel 413 (siehe 7) betätigt. Die Antriebskraft des zweiten Antriebsmittels wird in die lineare Bewegung der Mutter 414e in Bezug auf die Leitspindel 414d umgewandelt. Daher wird der obere Abschnitt 410b aus dem unteren Abschnitt 410a hochgehoben durch die Bewegung der X-förmigen Querverbindung der ersten und zweiten Verbindung 415b und 415c. In solch einem Fall wird die Anhebehöhe des oberen Abschnitts 410b so festgelegt, dass die Aufnahmevorrichtung 430 auf einem Untersuchungstisch 222 des MRT-Geräts 220 gelagert werden kann.
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Wie in 9 dargestellt, wird die Verbindungsplatte 510 der Brückeneinheit 500, welche vertikal angeordnet ist, wenn die Schutztür 202 des MRT-Raums 200 geschlossen ist, durch die Bewegung des ersten Zylinders 520 (siehe 3) gekippt und die Verbindungsstange 524 wird dadurch horizontal ausgerichtet. Auch wird sie mit den Schienenabschnitten 110 und 210 durch die Bewegung des zweiten Zylinders 530 (siehe 5) ausgerichtet. Als Nächstes wird das erste Antriebsmittel 411 (siehe 7) für den Transport der Transporteinheit 400 betätigt. Die Antriebskraft des ersten Antriebsmittels 411 verursacht die Drehung des Stirnradgetriebes 412a, welches auf der Rückseite der Bodenplatte des unteren Abschnitts 410a bereitgestellt ist. Dann wird das bewegliche Element 410 von dem Schienenabschnitt 110 des Warteraums 100 durch die Verbindungsplatte 510 der Brückeneinheit 500 zu dem Schienenabschnitt 210 des MRT-Raums 200 durch die Bewegung des Stirnradgetriebes 412a und der Zahnstange 112, an welcher dieses eingreift und welches auf der oberen Seite des Schienenabschnitts 110 des Warteraums 100 bereitgestellt ist, bewegt. In solch einem Fall kann das bewegliche Element 410 bedingt durch die Führungsschienen 114, 215 und 514 sowie die beweglichen Blöcke 412b, die an dem unteren Abschnitt 410a des beweglichen Elements 410 befestigt sind, auf stabilere Weise bewegt werden.
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Wie in 10 dargestellt, wird, wenn das bewegliche Element 410 vollständig in das Innere des MRT-Raums 200 bewegt wurde, die horizontal ausgerichtete Verbindungsplatte 510 der Brückeneinheit 500 dazu veranlasst, sich zu den Schienenabschnitten 110 und 210 aufgrund der Bewegung des zweiten Zylinders 530 zu verlagern. Dann wird sie vertikal ausgerichtet durch die Bewegung des ersten Zylinders 520 und die Verbindungsstange 524. Auch die geöffnete Schutztür 202 des MRT-Raums 200 wird geschlossen. Somit wird der MRT-Raum 200 von der Außenseite abgetrennt. Der Grund dafür ist, dass dadurch verhindert werden kann, dass ein ultrahohes Magnetfeld, welches durch das MRT-Gerät 220 erzeugt wird, den normalen Betriebsablauf des PET-Geräts 320 nachteilig beeinträchtig.
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Nachdem die Schutztür 202 des MRT-Raums 200 vollständig verschlossen ist, wird die Transportplatte 422, die auf dem Pendeltisch 420 befestigt ist, in Richtung auf das MRT-Gerät 220 bewegt. Ferner wird die Aufnahmevorrichtung 430, die auf dem Pendeltisch 420 befestigt ist, durch die sich bewegende Transportplatte 422 transportiert, um auf dem Untersuchungstisch 222 des MRT-Geräts 220 gelagert zu werden. Danach wird der obere Abschnitt 410b der Transporteinheit 410 leicht abgesenkt, sodass die vorstehenden Elemente 423 der Transportplatte 422 vollständig aus den Einführlöchern der Aufnahmevorrichtung 430 gelöst sind.
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Der Untersuchungstisch 222 mit der Aufnahmevorrichtung 430, die darauf gelagert ist, wird nach innen in das MRT-Gerät 220 gezogen und die Untersuchung eines Individuums kann durchgeführt werden. Nach der Untersuchung werden die Aufnahmevorrichtung 430 und der Untersuchungstisch 222 aus dem MRT-Gerät 220 herausgezogen. Der obere Abschnitt 410b des beweglichen Elements 410 wird dann bis auf die Ausgangsposition angehoben und die vorstehenden Elemente 423 der Transportplatte 422 werden in die Einführlöcher, die auf der unteren Seite der Aufnahmevorrichtung 430 ausgeführt sind, eingepasst. Wenn die Transportplatte 422 von dem MRT-Gerät 220 wegbewegt wird, wird die Aufnahmevorrichtung 430 von der oberen Seite des Untersuchungstischs 222 zur oberen Seite des Pendeltischs 420 transportiert.
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Danach wird, wie in 11 gezeigt, die geschlossene Schutztür 202 des MRT-Raums 200 geöffnet. Ferner wird die vertikal angeordnete Verbindungsplatte 510 der Brückeneinheit 500 gekippt, um horizontal ausgerichtet zu sein, wobei der Schienenabschnitt 210 des MRT-Raums 200 und der Schienenabschnitt 110 des Warteraums 100 miteinander verbunden werden.
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Das erste Antriebsmittel 411 für den Transport der Transporteinheit 400 wird betätigt. Die Antriebskraft des ersten Antriebsmittels 411 führt dazu, dass das Stirnradgetriebe 412a sich dreht. Dann wird das bewegliche Element 410 von dem Schienenabschnitt 210 des MRT-Raums 200 durch die Verbindungsplatte 510 der Brückeneinheit 500 zu dem Schienenabschnitt 110 des Warteraums 100 durch die Bewegung des sich drehenden Stirnradgetriebes 412a und der Zahnstange 212, an welcher dieses eingreift und welche auf der oberen Seite des Schienenabschnitts 210 des MRT-Raums 200 bereitgestellt ist, bewegt.
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Nachdem die Transporteinheit 400 in dem Warteraum 100 positioniert ist, wird das erste Antriebsmittel 411 gestoppt und die Transporteinheit 400 verbleibt somit in dem Warteraum 100. Ferner wird die Verbindungsplatte 510 der Brückeneinheit 500 gekippt, sodass sie vertikal ausgerichtet ist. Danach wird das dritte Antriebsmittel 417 betätigt, um den Pendeltisch 420 herumzudrehen. Die Antriebskraft des dritten Antriebsmittels 417 führt dazu, dass der Pendeltisch 420 durch das Drahtwälzlager 419 horizontal um 180° gedreht wird. Der Grund dafür ist, dass das Individuum mit dem Kopf aus dem MRT-Raum 200 heraus in Richtung auf den PET-Raum 300 gedreht wird. Die Schutztür 202 des MRT-Raums 200 wird geschlossen und die Schutztür 302 des PET-Raums 300 wird dann geöffnet.
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Wie in 12 dargestellt, wird die Transporteinheit 400 in den PET-Raum 300 bewegt und durch die Bewegung des ersten Antriebsmittels 411 gestoppt. Die Schutztür 302 des PET-Raums 300 wird dann wieder geschlossen. Die Transportplatte 422, welche auf dem Pendeltisch 420 befestigt ist, wird so angetrieben, dass ein Abschnitt der Aufnahmevorrichtung 430 in Richtung zu einem Untersuchungsteil des PET-Geräts 320 positioniert ist. Nachdem eine Untersuchung in dem PET-Gerät 320 beendet ist, wird die Transportplatte 422 dazu veranlasst, wieder in ihre Ausgangsposition zurückzukehren. Somit kann die Aufnahmevorrichtung, von der ein Teil in das PET-Gerät 320 gezogen ist, zu dem Pendeltisch 420 zurückkehren.
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Die Schutztür 302 des PET-Raums 300 wird geöffnet und die Transporteinheit 400 kehrt zu dem Warteraum 100 aufgrund der Bewegung des ersten Antriebsmittels 411 zurück. Die Schutztür 302 des PET-Raums 300 wird geschlossen und der obere Abschnitt 410b des beweglichen Elements 410 wird durch die Bewegung des zweiten Antriebsmittels 413 auf seine niedrigste Position abgesenkt. Demgemäß kehrt das PET/MRT-Hybridsystem in den Wartemodus, der in 1 dargestellt ist, zurück.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können ein PET/MRT-Hybridsystem bereitstellen. Mit dem PET/MRT-Hybridsystem werden ein PET-Gerät und ein MRT-Gerät in einer Reihe angeordnet und verhindert, dass ein ultrahohes Magnetfeld, welches durch das MRT-Gerät erzeugt wird, unerwünschte Auswirkungen auf das PET-Gerät ausübt und es wird ermöglicht, ein Individuum über eine minimale Strecke zu transportieren, um somit eine rasche Untersuchung durchzuführen. Da die genetischen und molekularen Veränderungen der Gehirnzellen in Form von ultrahoch auflösenden MRT-3D-Bildern auf Grundlage der Kombination von Vorteilen aus einem MRT- und einem PET-Gerät dargestellt werden können, kann die Entwicklung einer Gehirnerkrankung, wie beispielsweise eines Gehirntumors, von Alzheimer-Krankheit, Hirnblutung usw. sowie Depression, Schizophrenie, Autismus usw. verhindert werden, indem die molekularen Veränderungen im Voraus erkannt werden. Ferner können Abnormalitäten auf genetischer Ebene früher entdeckt werden durch visuelle Beobachtung der Funktion der Gene.
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Es kann ein PET/MRT-Hybridsystem bereitgestellt werden. Das PET/MRT-Hybridsystem kann umfassen: einen Warteraum mit einem Schienenabschnitt an einem Boden desselben, einen MRT-Raum, der ein MRT-Gerät enthält und einen Schienenabschnitt aufweist, welcher mit dem Schienenabschnitt des Warteraums an einem Boden desselben ausgerichtet ist, wobei der MRT-Raum von dem Warteraum durch eine Schutztür getrennt ist, einen PET-Raum, der ein PET-Gerät enthält, wobei der PET-Raum gegenüber dem MRT-Raum getrennt durch den Warteraum positioniert ist und wobei der Schienenabschnitt des Warteraums sich auf einem Boden des PET-Raums weiter erstreckt, eine Transporteinheit für das unterstützte Liegen eines Individuums auf einer oberen Seite davon und sich bewegend entlang der Schienenabschnitte des Warteraums, des MRT-Raums und des PET-Raums sowie eine Brückeneinheit für das Bereitstellen eines Abstands für die Bewegung der Schutztür zwischen dem Schienenabschnitt des Warteraums und dem Schienenabschnitt des MRT-Raums und für das Ermöglichen eines Hin- und Herbewegens der Transporteinheit zwischen dem Warteraum und dem MRT-Raum durch selektives Verbinden des Schienenabschnitts des Warteraums mit dem Schienenabschnitt des MRT-Raums.
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Jede obere Seite der Schienenabschnitte des Warteraums und des MRT-Raums kann mit mindestens einer Zahnstange ausgestattet sein, welche sich in einer Längsrichtung der Schienenabschnitte erstreckt. Die Transporteinheit kann ein Getriebe, das an der Zahnstange eingreift, und ein erstes Antriebsmittel für das Erzeugen einer Antriebskraft zum Drehen des Getriebes umfassen.
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Jede obere Seite der Schienenabschnitte des Warteraums und des MRT-Raums kann mit mindestens einer Führungsschiene ausgestattet sein, die sich in einer Längsrichtung der Schienenabschnitte erstreckt. Die Transporteinheit kann ferner mehrere bewegliche Blöcke, die entlang der Führungsschiene beweglich sind, wenn sie mit der Führungsschiene in Kontakt stehen, umfassen.
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Die Transporteinheit kann umfassen: ein bewegliches Element, das entlang der Schienenabschnitte beweglich ist, einen Pendeltisch, der horizontal herumdrehbar an einer oberen Seite des beweglichen Elements befestigt ist, sowie eine Aufnahmevorrichtung, die gleitbar auf einer oberen Seite des Pendeltisch befestigt ist.
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Das bewegliche Element kann aus einem unteren Abschnitt, welcher beweglich ist, wenn er mit den Schienenabschnitten in Kontakt steht, und einem oberen Abschnitt, der eine obere Seite des unteren Abschnitts abdeckt und welcher nach oben und nach unten beweglich an dem unteren Abschnitt befestigt ist, zusammengesetzt sein.
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Das bewegliche Element kann mit dem Folgenden bereitgestellt werden: einem zweiten Antriebsmittel für das Erzeugen einer Antriebskraft für das Heben und Senken des oberen Abschnitts aus und zu dem unteren Abschnitt, einem ersten Konvertierungsmittel für das Umwandeln der Antriebskraft des zweiten Antriebsmittels in lineare Bewegungen, und einem zweiten Konvertierungsmittel für das Verbinden des ersten Konvertierungsmittels mit dem oberen Abschnitt und Umwandeln der linearen Bewegungen des ersten Konvertierungsmittels in Aufwärts- und Abwärtsbewegungen.
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Das erste Konvertierungsmittel kann umfassen: eine Antriebsrolle, die durch das zweite Antriebsmittel drehbar ist, eine angetriebene Rolle, die drehbar auf einer Bodenplatte des unteren Abschnitt angeordnet ist, ein Band, das sich um die Antriebsrolle und die angetriebene Rolle windet, eine Leitspindel, die an einem Zentrum der angetriebenen Rolle an einem Ende davon gekoppelt ist, um damit zusammen gedreht zu werden, und welche in eine Erweiterungsrichtung der Schienenabschnitte lang gestreckt ist, sowie eine Mutter, die an die Leitspindel angebracht ist und linear durch eine Drehung der Leitspindel bewegt wird.
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Das zweite Konvertierungsmittel kann umfassen: eine Verbindungswelle, die mindestens an eine Seite der Mutter gekoppelt ist und sich in horizontaler Richtung senkrecht zu der Leitspindel erstreckt, eine erste Verbindung, die drehbar an die Verbindungswelle an einem unteren Ende davon gekoppelt ist und drehbar an einer Seite des oberen Abschnitts an einem oberen Ende davon gekoppelt ist, sowie eine zweite Verbindung, die mit einem zentralen Abschnitt der ersten Verbindung quer verbunden ist und drehbar an den Boden des unteren Abschnitts an einem unteren Ende davon gekoppelt ist und drehbar mit der anderen Seite des oberen Abschnitts an einem oberen Ende davon gekoppelt ist.
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Eine Bodenplatte des unteren Abschnitts und eine obere Platte des oberen Abschnitts können mit Führungsschienen bereitgestellt werden, die sich in eine Längsrichtung zu der Leitspindel erstrecken. Das untere Ende der ersten Verbindung und das obere Ende der zweiten Verbindung können mit beweglichen Blöcken, die entlang der Führungsschienen beweglich sind, wenn sie in Kontakt mit der Führungsschiene stehen, ausgestattet sein.
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Das bewegliche Element kann mit dem Folgenden bereitgestellt werden: einem dritten Antriebsmittel für die Erzeugung einer Antriebskraft, um den Pendeltisch horizontal herumzudrehen, einer Antriebsrolle, die durch das dritte Antriebsmittel drehbar ist, einer angetriebenen Rolle, die mit der Antriebsrolle durch ein Band verbunden ist, um zusammen mit der Antriebsrolle gedreht zu werden, einer sich drehenden Welle, die an ein Zentrum der angetriebenen Rolle an einem Ende davon gekoppelt ist, um zusammen mit der angetriebenen Rolle gedreht zu werden, sowie einem Drahtwälzlager, welches einen äußeren Ring, der an dem beweglichen Element fixiert ist, und eine innere Drehscheibe, die an eine innere Umlauflinie des äußeren Rings gekoppelt ist, beinhaltet, wobei die sich drehende Welle an ein Zentrum der inneren Drehscheibe gekoppelt ist und der Pendeltisch mit einer oberen Fläche der inneren Drehscheibe verbunden ist.
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Der Pendeltisch kann mit einer Transportplatte, die linear hin- und herbewegbar an dem Pendeltisch befestigt ist, bereitgestellt sein und mehrere Vorsprünge auf einer oberen Fläche davon aufweisen. Die Aufnahmevorrichtung kann mit mehreren Einführlöchern ausgeführt sein, in welche die vorstehenden Vorsprünge eingeführt werden entsprechend den Vorsprüngen der Transportplatte.
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Die Brückeneinheit kann umfassen: eine Trägerplatte, die horizontal zwischen dem Schienenabschnitt des Warteraums und dem Schienenabschnitt des MRT-Raums angeordnet ist und welche in eine Richtung der Schienenabschnitte der Breite nach beweglich ist, eine Verbindungsplatte, die auf der Trägerplatte angeordnet ist und es der Transporteinheit ermöglicht, auf einer oberen Seite davon bewegt zu werden, sowie ein Kippelement, um die Verbindungsplatte in Bezug auf die Trägerplatte vertikal zu kippen.
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Das Kippelement kann umfassen: einen ersten pneumatischen oder hydraulischen Zylinder, der kippbar an einen Abschnitt einer oberen Seite der Trägerplatte an einem Ende davon gekoppelt ist und einen darin befindlichen beweglichen Kolben aufweist, eine Verbindungsstange, die an einem Führungsende des Kolbens des Zylinders an einem Ende davon gekoppelt ist und an die Verbindungsplatte an dem anderen Ende davon gekoppelt ist, sowie einen Antriebsabschnitt, um den Kolben des Zylinder zu betätigen.
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Eine obere Seite der Verbindungsplatte kann mit mindestens einer Zahnstange und einer Führungsschiene, welche der Zahnstange und der Führungsschiene der Schienenabschnitte entsprechen, ausgestattet sein.
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Die Brückeneinheit kann ferner ein bewegliches Mittel umfassen für das horizontale Bewegen der Verbindungsplatte, um die Zahnstange und die Führungsschiene, welche auf der Verbindungsplatte bereitgestellt sind, mit den Zahnstangen und den Führungsschienen, die auf den Schienenabschnitten bereitgestellt sind, in einer Reihe auszurichten.
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Das bewegliche Mittel kann umfassen: einen zweiten pneumatischen oder hydraulischen Zylinder, der an der Brückeneinheit fixiert ist und darin einen beweglichen Kolben aufweist, einen ersten Stopper, der an der Trägerplatte fixiert ist, einen zweiten Stopper, der zwischen der Brückeneinheit angeordnet ist, um mit dem ersten Stopper in Kontakt gebracht zu werden, wenn die Zahnstange und die Führungsschiene, welche auf der Verbindungsplatte bereitgestellt sind, und die Zahnstangen und die Führungsschienen, die auf dem Schienenabschnitt bereitgestellt sind, miteinander ausgerichtet werden, sowie eine Feder, die zwischen einem Führungsende des Kolbens und der Trägerplatte angeordnet ist. Das Führungsende des Kolbens kann mit der Trägerplatte verbunden sein.
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Jede Bezugnahme in dieser Spezifikation auf „eine Ausführungsform“, „beispielhafte Ausführungsform“ usw. bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben ist, mindestens in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung miteingeschlossen ist. Beim Auftreten solcher Aussagen an verschiedenen Stellen in der Spezifikation beziehen sich diese nicht unbedingt alle auf die gleiche Ausführungsform. Wenn ferner ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft in Verbindung mit einer beliebigen Ausführungsform beschrieben wird, liegt es im Ermessen eines Fachmanns auf diesem Gebiet, solch ein Merkmal, eine Struktur oder Eigenschaft in Verbindung mit anderen dieser Ausführungsformen umzusetzen.
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Obwohl Ausführungsformen unter Bezug auf eine Reihe von veranschaulichten Ausführungsformen davon beschrieben wurden, ist es selbstverständlich, dass verschiedene andere Abänderungen und Ausführungsformen durch einen Fachmann auf diesem Gebiet abgeleitet werden können, die innerhalb des Erfindungsgedanken und dem Anwendungsgebiet des Grundprinzips dieser Offenbarung liegen. Insbesondere sind zahlreiche Abwandlungen und Veränderungen an Bauteilen und/oder Anordnungen der vorliegenden Kombination der Anordnung innerhalb des Anwendungsgebiets der Offenbarung, der Zeichnungen und anhängigen Ansprüche möglich. Zusätzlich zu Abweichungen und Veränderungen an den Bauteilen und/oder Anordnungen werden auch alternative Verwendungen für den Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich sein.