DE19621393A1 - Injektionsgerät für die Magnetresonanztomographie - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Injektionsgerät zum Einsatz in der Magnetresonanztomographie, mit dem ein in einem Behälter befindliches Injektionsmittel abgegeben werden kann, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Bedeutung der Magnetresonanztomographie oder Kernspintomographie als bildgebendes Verfahren hat in den letzten Jahren für die medizinische Diagnostik kontinuierlich an Bedeutung gewonnen. Maßgebliche Gründe hierfür sind der Wegfall der Strahlenbelastung für den Patienten und die ständig verbesserte Bildqualität. In früheren Untersuchungen wurde ausschließlich nativ, d. h. ohne die Verabreichung von Kontrastmitteln, durchgeführt. Um die Bildqualität zu steigern, wurden in letzter Zeit vermehrt Magnetresonanz-Kontrastmittel mit paramagnetischen Substanzen (Gadoliniumverbindungen) eingesetzt. Solche Kontrastmittel haben sich mittlerweile als wirksam erwiesen und sind zugelassen worden.

Aufgrund der Entwicklung, dem Patienten für die Magnetresonanztomographie Injektionsmittel, wie z. B. Kontrastmittel, zu verabreichen, besteht ein zunehmender Bedarf an geeigneten Injektionsgeräten für die maschinelle Applikation der Injektionsmittel. Wegen der besonderen Umgebungsbedingungen in den Untersuchungsräumen der Magnetresonanztomographie-Anlagen können jedoch Injektionsgeräte, wie sie für die Computertomographie oder Angiographie zur Verfügung stehen, nicht verwendet werden, da der Grundfeldmagnet des Magnetresonanztomographen ein magnetisches Streufeld erzeugt, dessen magnetische Feldstärke je nach Gerätetyp bis zu 4 Tesla betragen kann. Die Verwendung ferromagnetischer Werkstoffe bei herkömmlichen Injektoren führt außerdem zu enormen Anziehungskräften, die den sicheren Stand des Gerätes gefährden. Ferner führen die Mikroprozessorsteuerungen herkömmlicher Geräte zu Störungen der Bildauswertung.

Aufgrund dieser problematischen Randbedingungen wurden Injektionsgeräte für die Magnetresonanztomographie entwickelt, die sowohl auf einen elektrischen Antrieb als auch auf eine elektronische Steuerung verzichten. Statt dessen kommt ein pneumatischer Vorschubzylinder zum Einsatz, der zur Regulierung der Vorschubgeschwindigkeit seines Arbeitskolbens mit einem hydraulischen Bremszylinder gekoppelt ist. Die Injektionsvolumina werden dabei über mechanische Anschläge bzw. über das Aufziehvolumen voreingestellt, die Injektionsgeschwindigkeit wird durch eine Veränderung der Strömungsverhältnisse des Hydraulikfluides im Inneren des Bremszylinders variiert. Beide Parameter können nach dem Start der Injektion nicht mehr verändert werden. Ein Abbruch der Injektion aus dem Kontrollraum ist nicht möglich, so daß der Injektionsvorgang ggfs. durch eine im Untersuchungsraum verbleibende Person überwacht werden muß. Geräte dieser Bauart erfordern daher im Vergleich zu Injektionsgeräten mit elektrischen Antrieben einen höheren Bedien- und Kontrollaufwand.

Ferner sind Injektionsgeräte für die Magnetresonanztomographie-Applikation bekannt geworden, die nach dem Prinzip der Schlauchpumpe arbeiten. Dabei wird das Injektionsmittel über einen Schlauch verabreicht, wobei das Injektionsmittel von einer zu dem Tomographen entfernten Pumpe durch den Schlauch zum Patienten gepumpt wird. Derartige Geräte verfügen jedoch nur über einen unzureichenden Schutz gegen das magnetische Streufeld des Magnetresonanztomographen, so daß sie erst ab einem Abstand von 2-3 Meter zum Tomographen störungsfrei betrieben werden können. Hierdurch werden lange Injektionsleitungen notwendig, die zu entsprechenden Verlusten von dem meist teuren Injektionsmittel bei jedem Patientenwechsel führen. Desweiteren weisen derartige Geräte bauartbedingte Nachteile auf, wie einen niedrigen Förderdruck, geringe Injektionsgeschwindigkeit sowie eine problematische Entlüftung des Systems.

Bei einem weiteren bekanntgewordenen Injektionsgerät handelt es sich um einen Kolbeninjektor mit austauschbaren Injektionszylindern. Bei diesem Gerät bilden der elektrische Antrieb und die Injektionsvorrichtung getrennte Baugruppen. Die Steuerung des Gerätes erfolgt über eine separate Elektronikkonsole. Über eine biegsame Welle wird die Motorleistung von der Antriebseinheit auf die Injektionsvorrichtung übertragen. Dadurch kann der Antriebsmotor den unmittelbaren Einflußbereich des Streufeldes des Magnetresonanztomographen ferngehalten werden. Nachteilig an diesem Gerät ist, daß die biegsame Welle ein sehr empfindliches Transmissionselement ist, welches bei Druck und Knickbelastungen nicht störungsfrei arbeitet. Außerdem treten bei der Übertragung durch die biegsame Welle beträchtliche Reibungsverluste und torsionsbedingte Hystereseeffekte auf. Ferner ist die Handhabung dieses Injektionsgerätes sehr unpraktisch, da die Injektionsvorrichtung nicht unabhängig von der an ihr befestigten biegsamen Welle bewegt werden kann.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Injektionsgerät zum Einsatz in der Magnetresonanztomographie zu schaffen, mit dem ein Injektionsmittel gesteuert abgegeben werden kann und das auch in geringem Abstand vom Magnetresonanztomographen störungsfrei arbeitet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich weitere Ausgestaltungen aus den Merkmalen der Unteransprüche ergeben.

Das erfindungsgemäße Injektionsgerät weist einen Basisteil und einen Injektionsteil auf. Das Injektionsteil beinhaltet die Injektionsvorrichtung mit einem Betätigungsglied zur Abgabe eines in einem Behälter befindlichen Injektionsmittels. Das Basisteil ist von dem Injektionsteil beabstandet, so daß bei der Injektion das Magnetfeld des Magnetresonanztomographen am Ort des Basisteils geringer ist als am Ort des Injektionsteils. Als Antrieb für die Injektionsvorrichtung ist am Basisteil ein elektrischer Motor vorgesehen. Ferner weist das Injektionsgerät für den Antrieb der Injektionsvorrichtung zwischen dem Motor und der Injektionsvorrichtung Übertragungselemente auf. Der elektrische Motor ist gegen magnetische Felder von einem ihn umgebenden Gehäuse abgeschirmt.

Durch diesen Aufbau des Injektionsgerätes kann gewährleistet werden, daß das Gerät in einem beliebigen, insbesondere auch bei einem sehr geringen Abstand vom Magnetresonanztomographen störungsfrei betreibbar ist. Dies wird vor allem dadurch erreicht, daß der elektrische Motor an einem Ort möglichst geringem Magnetfeldes, welches von dem Magnetresonanztomographen erzeugt wird, angeordnet ist und ferner der Motor durch ein Gehäuse abgeschirmt ist. Besonders vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Injektionsgerät gegenüber den bekanntgewordenen Injektionsgeräten ist, daß die Injektionsvorrichtung elektrisch betrieben wird und daß der elektrische Antrieb dabei in das Injektionsgerät integriert werden konnte. Ein elektrischer Antrieb ist deshalb besonders vorteilhaft, da er im geforderten Leistungsbereich den anderen oben erwähnten Antriebsarten bezüglich Positioniergenauigkeit, Positioniergeschwindigkeit und Ansteuerbarkeit, insbesondere unter dem Kostenaspekt, weit überlegen ist. Durch die Integration des Antriebes in das Injektionsgerät wird eine Kraftübertragung auf die Hubmechanik der Injektionsvorrichtung besonders störungsfrei möglich.

Ferner besteht bei dem erfindungsgemäßen Injektionsgerät eine feste geometrische Zuordnung zwischen dem Motor und der Injektionsvorrichtung. Hierdurch wird im Vergleich zu den bekanntgewordenen Injektionsgeräten eine besonders gute Kraftübertragung und eine geringe Störanfälligkeit erreicht.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Injektionsgerätes ist das Injektionsteil gegenüber dem Basisteil schwenkbar. Beispielsweise ist der Injektionsteil so aus der Vertikalen, bei der die Kolbenstange mit ihrem Betätigungsende nach oben weist, schwenkbar, daß die Kolbenstangenachse bis zu 15° aus der Horizontalen nach unten geneigt werden kann. Vorteilhaft an dieser Ausbildung ist, daß bei der vertikalen Stellung des Injektionsteils nach dem Befüllen mit Injektionsmittel der Injektionszylinder und die Patientenzuleitung besonders einfach entlüftet werden kann. Damit der Injektionsteil für die Injektion immer in Richtung der Magnetresonanztomograph-Öffnung geschwenkt werden kann, gleichgültig, ob er an der rechten oder linken Seite des Patienten betrieben wird, ist er aus der Vertikalen nach beiden Seiten um jeweils 105° neigbar.

In einer Ausbildung der Übertragungselemente des erfindungsgemäßen Injektionsgerätes greift ein Riemen einerseits am Abtrieb des Motors und andererseits an einer Zwischenwelle an. Das Injektionsteil ist dabei um die Achse der Zwischenwelle schwenkbar. Die Zwischenwelle greift in die Eingangsseite eines Winkelgetriebes ein und eine Gewindespindel greift in die Ausgangsseite des Winkelgetriebes ein. Das Winkelgetriebe kann beispielsweise so ausgebildet sein, daß die Zwischenwelle und die Gewindespindel einen Winkel von 90° einschließen. Mit der Gewindespindel ist eine Spindelmutter im Eingriff, die wiederum mit einer Kolbenstange, die als Betätigungsglied dient, verbunden ist. Durch die Bewegung der Kolbenstange wird das Injektionsmittel abgegeben. Vorteilhaft an der so ausgebildeten Übertragung der Antriebsleistung des Motors auf die Kolbenstange ist, daß sie schlupf- und hysteresefrei arbeitet. Dadurch wird eine exakte und stets reproduzierbare Dosierung des Injektionsmittels während der gesamten Injektionsdauer gewährleistet. Vorteilhaft an der Ausbildung des Injektionsgerätes als Kolbeninjektor ist, daß dieser bauartbedingt besonders hohe Injektionsdrücke und damit hohe Injektionsgeschwindigkeiten erreicht. Ferner erlaubt ein Kolbeninjektor im Vergleich zu Schlauchpumpen dynamischere Injektionsprofile. Desweiteren können problemlos alle Einwegartikel nach Behandlung des Patienten mit vergleichsweise geringen Verlusten an Injektionsmittel ausgetauscht werden, so daß auch den hygienischen Anforderungen entsprochen werden kann.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann die Zwischenwelle von einer lösbaren Kupplung unterbrochen sein, so daß die Injektionsvorrichtung von den weiteren Übertragungselementen gelöst werden kann. Vorteilhaft an dieser Ausbildung ist, daß durch die lösbare Kupplung die Injektionsvorrichtung in Verbindung mit verschiedenen Antriebseinheiten bei verschiedenen Applikationen eingesetzt werden kann.

In einer Ausbildung der Abschirmung des elektrischen Motors ist das Abschirmgehäuse aus einer inneren und einer äußeren Schale aus Magnetweicheisen vorteilhafterweise aus einem ferromagnetischen Metall aufgebaut. Dabei weist das Gehäuse höchstens zwei Öffnungen für die Abtriebswelle des elektrischen Motors und elektrische Anschlüsse auf. Vorteilhafterweise umschließt die äußere Schale die innere von allen Seiten bis auf die Seite, an der die Abtriebswelle des Motors austritt. Durch diese Ausbildung des Gehäuses kann eine Abschirmung des elektrischen Motors erreicht werden, die ausreicht, um einen störungsfreien Betrieb des Motors zu gewährleisten, auch wenn das erfindungsgemäße Injektionsgerät in unmittelbarer Nähe zu dem Magnetresonanztomographen positioniert ist.

In einer weiteren Ausbildung des erfindungsgemäßen Injektionsgerätes weist dieses ein fahrbares Gestell auf, dessen Fußbereich den Basisteil, an dem der elektrische Motor befestigt ist, bildet und dessen Kopfbereich den Injektionsteil mit der Injektionsvorrichtung bildet. Die Energieversorgung des elektrischen Motors kann dabei über integrierte Akkumulatoren erfolgen. Ferner ist benachbart zu dem elektrischen Motor eine Steuerelektronik vorgesehen, die gegen eine Abstrahlung elektromagnetischer Wellen abgeschirmt ist. Die Steuerung ist vorteilhafterweise programmierbar und mikroprozessorbasiert, so daß sie dem hohen Sicherheitsstandard für Medizinprodukte genügt. Ferner erlaubt eine solche Steuerung ein Arbeiten mit programmgesteuerten Injektionen und ermöglicht dadurch die Realisierung beliebiger Injektionsprofile. Zusätzlich kann das Injektionsgerät allein durch die Aktualisierung seiner Betriebssoftware künftigen Anforderungen der Magnetresonanzdiagnostik bzw. der Entwicklung neuer Magnetresonanzkontrastmittel angepaßt werden. Die integrierte Steuerung und die integrierten Akkumulatoren machen jede elektrische Zuleitung zu dem Injektionsgerät überflüssig. Dies ist deswegen besonderes vorteilhaft, da solche externen Leitungen nur mit hohem Aufwand gegen die Emission elektromagnetischer Wellen abzuschirmen sind, da sie sonst eine Beeinträchtigung der Bildrekonstruktion des Magnetresonanztomographen bewirken würden und zum anderen auch die Mobilität des Injektionsgerätes bei Ortsveränderungen einschränken würde. Die Akkumulatoren sollten dabei eine ausreichende Kapazität für mindestens eine Arbeitsschicht aufweisen. Ferner ist bei der Verwendung von Akkumulatoren vorteilhaft, daß die Spannungsumwandlung von Netz auf Betriebsspannung und die damit verbundene Emission elektromagnetischer Wellen entfällt.

Im Folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den angefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Injektionsgerätes mit Verkleidungsteilen,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Injektionsgerätes in einer offenen Ansicht ohne Verkleidungsteile,

Fig. 3 einen horizontalen Schnitt durch das Gehäuse des elektrischen Motors und

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des elektrischen Motors mit Gehäuse.

Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Injektionsgerät in einem Ausführungsbeispiel mit einem fahrbaren Gestell. Dabei ist eine Gerätesäule 20 auf einem Fußgestell 21 mit Lenkrollen aufgebaut, so daß sich das Injektionsgerät problemlos bewegen läßt. Im unteren Teil der Gerätesäule 20 befindet sich das Basisteil 19 des Injektionsgerätes. Im Kopfbereich des Injektionsgerätes befindet sich der Injektionsteil 18, in dem die Injektionsvorrichtung untergebracht ist. Am Ende des Injektionsteils 18 befindet sich eine Vorrichtung 4 zur Aufnahme von Injektionszylindern, die vorteilhafterweise für den Einsatz in der Hochdruckinjektion ausgebildet ist. Ferner ist ein Bedienungspult 22 mit einer Tastatur und LCD-Anzeige vorgesehen, welches den Abschluß der Gerätesäule 20 nach oben bildet. Durch dieses Bedienungspult 22 wird die Ausführung sämtlicher Bedienoperationen, wie beispielsweise das Füllen und Entlüften des Injektionszylinders, sowie das Erstellen, Wählen und Abspeichern von Injektionsprogrammen unmittelbar am Injektionsgerät ermöglicht. Letztere Operationen sowie Start, Unterbrechung und Abbruch der Injektion können wahlweise auch über eine drahtlose Infrarot-Fernbedienung vom Kontrollraum aus vorgenommen werden.

Der innere Aufbau des erfindungsgemaßen Injektionsgerätes ist in Fig. 2 gezeigt. Die allgemeine Funktionsweise des Injektionsgerätes ist wie folgt: In einem Rezipienten der Vorrichtung 4 ist ein Injektionszylinder, welcher das Injektionsmittel enthält und in welchem ein Kolben vor- und zurück bewegt werden kann, um dabei das Injektionsmittel anzusaugen oder zu injizieren, aufgenommen. Ist der Injektionszylinder von der Vorrichtung 4 aufgenommen, ist der Kolben des Injektionszylinders fest mit der Kolbenstange 15 der Injektionsvorrichtung des Injektionsgerätes verbunden. Zur Injektion des Injektionsmittels wird die Kolbenstange mittels eines Antriebes bewegt.

Als Antrieb ist ein elektrischer Motor 5 am Basisteil 19 des Injektionsgerätes vorgesehen. Diese Anordnung wurde aufgrund der Feldstärke des Streufeldes des Grundfeldmagneten des Magnetresonanztomographen gewählt, da diese aufgrund von Abschirmmaßnahmen, wie z. B. verschiedene Arten der magnetischen Flußrückführung oder Aktivschirme, im Bereich vor der Magnetöffnung am höchsten ist und von dort mit der dritten Potenz (Dipolfeld) bzw. mit der fünften Potenz (Quadrupolfeld) des Abstandes abnimmt. Das bedeutet, daß der Injektionsteil durchaus der vollen Feldstärke des Streufeldes ausgesetzt sein kann, da sich seine Position während der Injektion annähernd in Höhe der Magnetöffnung befindet, während der Fußbereich des Injektionsgerätes einer geringeren Feldstärke ausgesetzt ist. Durch diese Anordnung in Verbindung mit der später erläuterten Abschirmung ist es möglich, einen elektrischen Motor für das Injektionsgerät zu verwenden, der in das Injektionsgerät integriert ist und dabei auch in einem geringen Abstand zu einem Magnetresonanztomographen störungsfrei arbeitet. Vorteilhafterweise ist der Motor ca. 20 cm oberhalb des Bodenbereiches im Inneren der Gerätesäule 20 angeordnet.

Mit Bezug zu den Fig. 3 und 4 wird die zweischalige Abschirmung des elektrischen Motors 5 erläutert. Das Abschirmgehäuse weist eine innere 2 und eine äußere Schale 3 auf. Die innere Schale 2 umschließt den Motor 5 vollständig bis auf die Öffnung 24 für die Abtriebswelle 23 des Motors und die Öffnung 25 für die elektrischen Anschlüsse des Motors 5. Über das innere Gehäuse 2 ist formschlüssig das äußere Gehäuse 3 gesteckt, welches einzig an der Seite geöffnet ist, an der die Abtriebswelle 23 des Motors 5 aus dem inneren Gehäuse 2 austritt. Ferner weist auch das äußere Gehäuse die Öffnung 25 für elektrische Anschlüsse auf. Die innere 2 und äußere Schale 3 besteht aus Magnetweicheisen vorteilhafterweise aus einem ferromagnetischen Teil. Auf der Abtriebswelle 23 des Motors 5 ist ein Riemen- oder Zahnriemenrad 8 vorgesehen. Zur Regulierung der Zahnriemenspannung ist das Abschirmgehäuse 2, 3 des Antriebsmotors 5 in einem seitlich angeordneten Lagerblock 6 drehbar gelagert.

Im Folgenden wird die Übertragung des elektrischen Motorantriebes auf die Kolbenstange 15 mit Bezug zu Fig. 2 erläutert. Die Übertragung der Antriebsleistung des Motors erfolgt durch formschlüssige und damit schlupffrei arbeitende Übertragungselemente. Um das Riemenrad 8 auf der Abtriebswelle 23 des Motors 5 ist ein Riemen 9, wie z. B. ein Zahnriemen, gewickelt. Das andere Ende des geschlossenen Riemens 9 ist um ein Riemenrad 7 einer Zwischenwelle 14 gewickelt. Anstatt des Riemenantriebs wäre auch ein Antrieb über eine Welle mit doppelten Winkelgetrieben möglich. Die Lagerung der Zwischenwelle 14 erfolgt mit Hilfe eines fest mit der Gerätesäule 20 verschraubten Lagergehäuses. Dabei ist die Drehachse der Zwischenwelle 14 identisch mit einer Drehachse für die Schwenkbewegung des Injektionsteils 18 gegenüber dem Basisteil 19. Durch diese Schwenkbewegung kann die Injektionsvorrichtung aus ihrer vertikalen Stellung, die zum Entlüften des Injektionszylinders benötigt wird, nach beiden Seiten nach unten geschwenkt werden. Vorteilhafterweise ist eine Schwenkbewegung nach beiden Seiten um 105° aus der Vertikalen heraus möglich. Durch das Zusammenfallen der Drehachse der Zwischenwelle und der Drehachse der Schwenkbewegung ist sichergestellt, daß sich bei einer Schwenkbewegung der Achsabstand von der Abtriebswelle 23 des Motors 5 und der Zwischenwelle 14 nicht ändert, so daß eine gleichbleibende Riemenspannung ohne zusätzliche Spannrollen bzw. die Verwendung einer starren Antriebswelle ohne Längenausgleich möglich wird.

Die Zwischenwelle 14 ist über eine Kupplung 10 mit der Eingangswelle eines Winkelgetriebes 11 verbunden. Dabei ist die Drehachse dieser Eingangswelle mit der Drehachse der Zwischenwelle 14 und somit auch mit der Drehachse für die Schwenkbewegung identisch. Durch die Kupplung 10 kann die Injektionsvorrichtung z. B. für Wartungs- oder Einstellarbeiten problemlos von der Gerätesäule 20 abgenommen und wieder angebaut werden. Durch das Winkelgetriebe 11 wird die Drehbewegung der Zwischenwelle 14 um 90° umgelenkt und anschließend auf eine Gewindespindel 16 übertragen. Als Winkelgetriebe 11 wurde ein Schneckengetriebe gewählt, da sein Bauvolumen gegenüber einem vergleichbaren Kegelradgetriebe bei einer Untersetzung von 5 : 1 deutlich geringer ausfällt. Die Drehzahlreduktion an dieser Stelle ist aus folgendem Grund notwendig: Aus Sicherheitsgründen ist der Antrieb so konzipiert, daß der Motor beim Stillstand des Injektors ein permanentes Haltemoment erzeugt, das den Antriebsstrang blockiert. Daher bewirkt jede Schwenkbewegung des Injektionsteils 18 innerhalb des Winkelgetriebes 11 eine Abwälzbewegung des Abtriebsrades auf dem feststehenden Antriebsrad und damit eine Drehbewegung der Gewindespindel 16 mit entsprechender Kolbenbewegung. Diese Kolbenbewegung sollte wegen des Verlustes von austretendem Injektionsmittel bzw. dem Ansaugen von Luft (abhängig von der gewählten Richtung der Schwenkbewegung, durch die der Injektionsteil 18 aus der zum Entlüften des Injektionszylinders notwendigen vertikalen Stellung entweder in die rechte oder linke Injektionsstellung gedreht wird), so gering wie möglich sein. Diese Problematik tritt naturgemäß bei herkömmlichen Injektoren, deren Antriebsmotor im Injektionsteil integriert ist, nicht auf. Zur Vermeidung störender Kolbenbewegungen beim Schwenken des Injektionsteils ist daher im Winkelgetriebe 11 ein möglichst großes Untersetzungsverhältnis zwischen Getriebeein- und -ausgangswelle anzustreben. Beschränkend hierfür ist allerdings das nötige Gesamtübersetzungsverhältnis, das unter Einbeziehung aller Übertragungselemente so gewählt werden muß, daß sich die geforderten Injektionsgeschwindigkeiten mit den zulässigen Motordrehzahlen realisieren lassen. Durch eine Übersetzung im primären Antrieb (Motor/Zwischenwelle) kann die Untersetzung im Winkelgetriebe 11 teilweise kompensiert und damit das Gesamtuntersetzungsverhältnis auf den richtigen Wert gebracht werden. Die Verwendung eines spielarmen Schneckengetriebes mit einer Untersetzung von 5 : 1 macht es möglich, das erwünschte Hubvolumen bei der Schwenkung des Injektionsteils um 105° auf einen Wert von 0,2 ml zu beschränken. Eine Übersetzung im Primärantrieb von 1,64 : 1 sorgt für das richtige Gesamtübersetzungsverhältnis. Neben dieser rein mechanischen Lösung kann erforderlichenfalls auch auf eine regelungstechnische Lösungsvariante zurückgegriffen werden. Hierbei wird die Drehbewegung der Gewindespindel 16 beim Schwenken des Injektionsteils durch einen Drehwinkelcoder elektronisch erfaßt. Dieses Signal läßt sich entsprechend auswerten und zur Ansteuerung des Antriebsmotors 5 derart verwenden, daß die Motorwelle 23 während der Schwenkbewegung unter Berücksichtigung der Gesamtübersetzung (mit einer vernachlässigbaren Nacheilung) in die zugehörige Winkelposition nachgeführt wird.

In die Gewindespindel 16 greift eine Spindelmutter ein. Diese Spindelmutter ist fest in eine axial bewegliche Gleitbrücke 12 eingebaut, die entlang der Führungsstangen 13 geführt wird. Somit wird die Rotation der Gewindespindel 16 in eine lineare Bewegung der Gleitbrücke 12 umgesetzt. Mit der Gleitbrücke 12 fest verbunden ist die Kolbenstange 15, an deren freien Ende sich eine Aufnahme befindet. Hiermit wird der Kolben des Injektionszylinders bei seinem Ansetzen in die Vorrichtung 4 automatisch mit der Kolbenstange 15 verbunden und kann in beiden Richtungen axial verschoben werden.

Oberhalb des Antriebsmotors 5 ist die elektronische Steuerung 17 desselben vorgesehen. Zur Vermeidung von Störungen bei der Bildauswertung des Magnetresonanztomographen sind aktive Schutzmaßnahmen im Bereich der Steuerelektronik 17 notwendig. Dabei sind sämtliche Emissionen von elektromagnetischen Wellen im Bereich von 20 bis 60 Mhz kritisch. Eine Abstrahlung in diesem Frequenzbereich wird von den hochempfindlichen Empfängerspulen des Bildgebungssystems des Magnetresonanztomographen erfaßt und erhöht damit den Rauschanteil in der Signalverarbeitung für die Bilddaten. Quellen für derartige Störimpulse innerhalb der elektronischen Steuerung 17 des Injektors sind die Oberwellen der Prozessortaktfrequenz und der Motorendstufe. Mit einer zusätzlichen (EMV-dichten) Kapselung der gesamten Steuerelektronik 17 und der Anordnung innerhalb der Gerätesäule 20, die einen möglichst großen Abstand zu den Empfängerspulen des Magnetresonanztomographen sicherstellt, wird der Störeinfluß der elektronischen Steuerung weitestgehend eliminiert. Zusätzlich kann das Injektionsgerät durch Betätigung einer speziellen Taste, die sowohl an der Geräte- als auch an der Fernbedienungstastatur vorgesehen ist, in einen "stand-by"-Modus versetzt werden. Hierbei werden zunächst automatisch alle aktuellen Injektionsparameter in einem Hintergrundspeicher abgelegt. Anschließend wird der Prozessortakt ausgeschaltet, so daß während der Bildauswertung, die entweder vor oder nach erfolgter Injektion des Injektionsmittels stattfindet, problematische Störsignale völlig auszuschließen sind. Dieser Zustand kann nach Ablauf einer einstellbaren Wartezeit nach Beendigung der Injektion auch automatisch über das Betriebsprogramm des Injektors eingeleitet werden. Die Betätigung einer beliebigen Geräte- oder Fernbedienungstaste aktiviert die Prozessorsteuerung des Injektionsgerätes wieder und veranlaßt automatisch das Einlesen der aktuellen Injektionsparameter in den Arbeitsspeicher, so daß ohne Verzögerung mit dem Gerät weitergearbeitet werden kann.

Zur Gewährleistung einer sicheren bi-direktionalen Datenübertragung zwischen Fernbedienung und Injektionsgerät unabhängig von seinem jeweiligen Standort können zur Vermeidung von Abschattungen die Infrarotsignale von der Sende-/Empfangseinheit der Fernbedienung zunächst auf eine Umsetzerstation übertragen werden, die sich in der Raummitte des Untersuchungsraumes an der Zimmerdecke befindet, und von dort an das Injektionsgerät weitergeleitet werden.

Die Energieversorgung des erfindungsgemäßen Injektionsgerätes erfolgt vorteilhafterweise über Akkumulatoren, deren Kapazität mindestens für einen Injektionsvorgang ausreicht. Diese Akkumulatoren sind vorteilhafterweise innerhalb der Gerätesäule 20 am Basisteil 19 in unmittelbarer Umgebung des Motors 5 angeordnet.

Claims (16)

1. Injektionsgerät zum Einsatz in der Magnetresonanztomographie mit einem Basisteil (19) und einem Injektionsteil (18), welcher eine Injektionsvorrichtung (12, 16) mit einem Betätigungsglied (15) zur Abgabe eines in einem Behälter befindlichen Injektionsmittels enthält,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Basisteil (19) von dem Injektionsteil (18) beabstandet ist, so daß bei der Injektion das Magnetfeld des Magnetresonanztomographen am Ort des Basisteils (19) geringer ist als am Ort des Injektionsteils (18),
• - daß als Antrieb für die Injektionsvorrichtung (12, 16) am Basisteil (19) ein elektrischer Motor (5) vorgesehen ist,
• - daß für den Antrieb der Injektionsvorrichtung (12, 16) zwischen dem Motor (5) und der Injektionsvorrichtung (12, 16) Übertragungselemente (9, 7,14) vorgesehen sind und
• - daß ein den elektrischen Motor (5) umgebendes Gehäuse (2, 3) zur Abschirmung magnetische Felder vorgesehen ist.

2. Injektionsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine feste geometrische Zuordnung zwischen dem Motor (5) und der Injektionsvorrichtung (12, 16) besteht.

3. Injektionsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Injektionsteil (18) gegenüber dem Basisteil (19) schwenkbar ist.

4. Injektionsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungselemente (9, 7, 14) einen Riemen (9) aufweisen.

5. Injektionsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Riemen (9) einerseits am Abtrieb des Motors (5) angreift und andererseits an einer Zwischenwelle (14) angreift und
• - daß das Injektionsteil (18) um die Achse der Zwischenwelle (14) schwenkbar ist.

6. Injektionsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Zwischenwelle (14) in eine Eingangsseite eines Winkelgetriebes (11) eingreift,
• - daß eine Gewindespindel (16) in eine Ausgangsseite des Winkelgetriebes (11) eingreift,
• - daß eine Spindelmutter (12) im Eingriff mit der Gewindespindel (16) ist und
• - daß die Spindelmutter mit dem als Kolbenstange (15) ausgebildeten Betätigungsglied verbunden ist und dieses zur Abgabe des Injektionsmittels bewegt.

7. Injektionsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwelle (14) und die Gewindespindel (16) einen Winkel von 90 Grad einschließen.

8. Injektionsgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwelle (14) von einer lösbaren Kupplung (10) unterbrochen ist, so daß die Injektionsvorrichtung (12, 16) von den Übertragungselementen (9, 7, 14) gelöst werden kann.

9. Injektionsgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektionsteil (18) aus der Vertikalen, bei der die Kolbenstange (15) nach oben weist, derart nach beiden Seiten geschwenkt werden kann, daß die Kolbenstangenachse bis zu 15 Grad aus der Horizontalen nach unten geneigt ist.

10. Injektionsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einer inneren (2) und einer äußeren Schale (3) aus Magnetweicheisen besteht.

11. Injektionsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2, 3) aus einem ferromagnetischen Metall besteht.

12. Injektionsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2, 3) nicht mehr als zwei Öffnungen für die Abtriebswelle des elektrischen Motors und elektrische Anschlüsse aufweist.

13. Injektionsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schale (3) die innere Schale (2) von allen Seiten umschließt, bis auf die Seite, an der die Abtriebswelle (23) des Motors (5) austritt.

14. Injektionsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Injektionsgerät ein fahrbares Gestell aufweist, dessen Fußbereich den Basisteil bildet und dessen Kopfbereich den Injektionsteil bildet.

15. Injektionsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Basisteil (19) benachbart zu dem elektrischen Motor (5) eine Steuerelektronik (17) vorgesehen ist und daß die Steuerelektronik (17) gegen die Abstrahlung elektromagnetischer Wellen abgeschirmt ist.

16. Injektionsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgung des elektrischen Motors (5) über in das Injektionsgerät integrierte Akkumulatoren erfolgt.