DE10133657A1

DE10133657A1 - Verfahren zum Betrieb einer medizinischen Röntgeneinrichtung sowie medizinische Röntgeneinrichtung

Info

Publication number: DE10133657A1
Application number: DE10133657A
Authority: DE
Inventors: Heinz Horbaschek
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2003-01-30
Anticipated expiration: 2021-07-12
Also published as: US20030016786A1; US6735280B2; JP2003038484A; DE10133657B4; JP4562976B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer medizinischen Röntgeneinrichtung mit wenigstens einem C-Bogen, an dem ein Festkörperbilddetektor drehbar angeordnet ist, sowie einer den Betrieb steuernden Steuerungseinrichtung, wobei zur Positionierung des Festkörperbilddetektors die Steuerungseinrichtung diejenige beliebige Stellung des Festkörperbilddetektors bezüglich des C-Bogens ermittelt, in der die Kollisionsgefahr des Festkörperbilddetektors mit einem Drittgegenstand am geringsten ist, und dass nach der Bildaufnahme das Bild zur Ermöglichung einer senkrechten Darstellung des Untersuchungsbereichs an einem Ausgabemedium rechnerisch in Abhängigkeit der Positionsdaten des Festkörperbilddetektors gedreht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer medizinischen Röntgeneinrichtung mit wenigstens einem C-Bogen, an dem ein Festkörperbilddetektor drehbar angeordnet ist, sowie einer den Betrieb steuernden Steuerungseinrichtung.
Bei bekannten Röntgeneinrichtungen werden je nach Anwendung verschieden große Röntgenbildverstärker verwendet. So ist z. B. bei der allgemeinen Angiographie wegen des notwendigen Objektfelds zur Verfolgung eines Kontrastmittelbolus mindestens ein Röntgenbildverstärker mit einem Durchmesser von 33 cm, vorzugsweise mit einem Durchmesser von 40 cm notwendig. Ebenso werden für elektronische Aufnahmen bei Diagnostikanlagen meist Röntgenbildverstärker mit einem Durchmesser von 40 cm verwendet. Dagegen werden bei der Cardangiographie aus Gründen der kleineren Objektgröße, besonders aber wegen der großen Kollisionsgefahr größerer Bildverstärker mit dem Patienten z. B. bei Schrägprojektionen kleinere Röntgenbildverstärkerformate wie vorzugsweise ein 23 cm-Röntgenbildverstärker verwendet. Dies führt bei den heute mehr und mehr verwendeten Kombinationsanlagen zu Kompromissen. Z. B. ist ein 33 cm Röntgenbildverstärker für die allgemeine Angiographie eigentlich zu klein, für die Cardangiographie dagegen stört bereits der breite Außenrand des Röntgenbildverstärkers, wenn z. B. das 14 cm oder das 17 cm-Format verwendet wird.
Weiterhin ist der Einsatz von Festkörperbilddetektoren im Rahmen der Cardangiographie bekannt. Bei diesem kommt jedoch noch erschwerend hinzu, dass bei Angulationen die rechtwinklige bzw. quadratische Form nachteilig ist im Hinblick auf eine Kollision mit dem Patienten oder einem sonstigen Gegenstand. Darüber hinaus wurde bereits vorgeschlagen, je nach Anwendung einen großen oder einen kleinen Festkörperbilddetektor zu verwenden. Dies ist jedoch mit aufwendigen Mechaniken verbunden, und führt zu nicht akzeptablen Kosten.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde ein Verfahren anzugeben, bei dem einerseits die Vorteile eines Feldkörperbilddetektors verwendet werden können, zum anderen ohne Detektoraustausch auch im Rahmen der Cardangiographie gearbeitet werden kann.
Zur Lösung dieses Problems ist beim Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass zur Vermeidung einer Kollision der Festkörperbilddetektor zur Bildaufnahme in eine beliebige Stellung bezüglich des C-Bogens gedreht wird, in der die potentielle Kollisionsgefahr minimal ist, und dass das mit dem Feldkörperbilddetektor aufgenommene Bild zur Ermöglichung einer senkrechten Darstellung des Bilds an einem Ausgabemedium rechnerisch in Abhängigkeit der Positionsdaten des Festkörperbilddetektors gedreht wird.
Die Erfindung schlägt vorteilhaft vor, den Festkörperbilddetektor in eine beliebige Stellung bezüglich des C-Bogens zu drehen, in welcher er nicht mit dem Patienten oder einem Drittgegenstand, z. B. dem Patientenlagerungstisch kollidiert. In dieser Stellung besteht nunmehr in der Regel das Problem, dass das aufgenommene Bild nicht mehr senkrecht in Bezug auf die Längsachse des Patientenlagerungstischs wie bei bekannten Systemen üblich steht, so dass er an einem Monitor aufgrund der Verdrehstellung des Festkörperbilddetektors nun verdreht dargestellt werden kann. Bei bekannten Anlagen erfolgt die Drehung des Festkörperdetektors nämlich abhängig von Projektionswinkel des C-Bogens immer derart, dass das Bild immer aufrecht in Bezug auf die Längsachse des Tischs entsteht. Hiervon geht die Erfindung ab, indem sie jede beliebige Detektorstellung zulässt. Um dennoch zu einer für den Arzt wünschenswerten, üblichen Bilddarstellung zu kommen, schlägt die Erfindung weiterhin vor, dass das aufgenommene Bild rechnerisch gedreht wird, so dass das Bild wie üblich senkrecht z. B. am Monitor dargestellt werden kann. Die rechnerische Drehung erfolgt in Abhängigkeit der Positionsdaten des Festkörperbilddetektors bezüglich des C-Bogens, da hieraus dann errechnet werden kann, wie das aufgenommene Bild zu drehen ist. Dieses Drehen kann durch die zur Verfügung stehende leistungsstarke Digitalelektronik in real time durchgeführt werden, so dass für den behandelnden Arzt keinerlei Nachteile gegeben sind. Aufgrund der Möglichkeit, den Festkörperbilddetektor anders als im Stand der Technik in eine beliebige Position bezüglich des C-Bogens drehen zu können, kann dieser nun so gestellt werden, dass er nicht mit dem Patienten oder dem Patiententisch oder dergleichen kollidiert, und trotzdem nahest möglich an den Patienten geführt werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind daher, unabhängig vom Format des Festkörperbilddetektors, beliebige Angulationen möglich, so dass auf einen applikationsabhängigen Wechsel der Detektoren verzichtet werden kann.
Zur weiteren Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie zur Optimierung der Positioniermöglichkeiten des Festkörperbilddetektors sieht die Erfindung ferner vor, dass die Steuerungseinrichtung ferner diejenige Position oder Lage des Zoombereichs des Festkörperbilddetektors ermittelt, in der die Kollisionsgefahr am geringsten ist. Gemäß dieser Erfindungsausgestaltung wird also auch die Zoommöglichkeit des Festkörperbilddetektors im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens dergestalt genutzt, dass seitens der Steuerungseinrichtung nicht nur die optimale Verdrehstellung, sondern in Verbindung mit dieser auch die optimale Positionierung des Zoombereichs ermittelt wird, bzw. beide miteinander in Verbindung gebracht werden, um so die optimale Lage beider bezogen auf die Geometrie des Festkörperbilddetektors sowie die des Patienten zu ermitteln. Erfolgt ein Zoomen so gehen in die nachfolgend vorgenommene rechnerische Bilddrehung auch die Positionsdaten der Lage des Zoombereichs ein.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl bei Röntgeneinrichtungen mit einem C-Bogen als auch bei Bi-Plan-Röntgeneinrichtungen anwendbar. Im letztgenannten Fall, wo also zwei separat bewegbare C-Bögen mit jeweils einem Festkörperbilddetektor vorgesehen sind, können erfindungsgemäß bei der Ermittlung der Positionierung des einen Festkörperbilddetektors und natürlich auch dessen Zoom-Bereich die Positionsdaten des jeweils anderen Festkörperbilddetektors berücksichtigt werden. D. h., das erfindungsgemäße Verfahren lässt auch bei Bi- Plan-Anlagen ein kollisionsfreies Bewegen der Detektoren unter Berücksichtigung der Lage des jeweils anderen zu.
Erfindungsgemäß können zur Ermittlung der Positionsdaten des Festkörperbilddetektors und des Zoombereichs relevante Daten von einem oder mehreren Kollisionssensoren oder mittels eines Kollisionsberechnungsprogramms geliefert werden.
Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung ferner eine medizinische Röntgeneinrichtung mit wenigstens einem C-Bogen, an dem ein Festkörperbilddetektor drehbar angeordnet ist, sowie einer Steuerungseinrichtung. Die Röntgeneinrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Steuerungseinrichtung zur Ermittlung derjenigen beliebig zum C-Bogen liegenden Stellung des Festkörperbilddetektors ausgebildet ist, in der die Kollisionsgefahr des Festkörperbilddetektors mit einem Bildgegenstand am geringsten ist, und dass die Steuerungseinrichtung zum Drehen des mit dem Festkörperbilddetektor aufgenommenen Bilds derart ausgebildet ist, dass das Bild des Untersuchungsbereichs in einer senkrechten Stellung an einem Ausgabemedium anzeigbar ist.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann die Röntgeneinrichtung auch derart ausgebildet sein, dass auch diejenige Lage des Zoombereichs des Festkörperbilddetektors ermittelt wird, in der die Kollisionsgefahr des Festkörperbilddetektors mit einem Drittgegenstand am geringsten ist, wobei in diesem Fall die jeweiligen Positionen des Festkörperbilddetektors sowie des Zoombereichs des Detektors aufeinander bezogen werden, so dass sich insgesamt eine möglichst nahe, optimale Positionierung bezüglich des Patienten erzielen lässt.
Weiterhin können erfindungsgemäß mehrere Kollisionssensoren vorgesehen sein, die für die Ermittlung der Positionen des Festkörperbilddetektors und gegebenenfalls des Zoombereichs relevante Daten liefern. Alternativ hierzu kann ein Berechnungsprogramm zur Lieferung von zur Ermittlung der Positionsdaten des Festkörperbilddetektors und gegebenenfalls des Zoombereichs relevanter Daten vorgesehen sein.
Schließlich kann es sich bei der Röntgeneinrichtung um eine Bi-Plan-Einrichtung handeln, wobei die Steuerungseinrichtung zur Ermittlung der Positionsdaten des einen Festkörperbilddetektors und des zugehörigen Zoombereichs in Abhängigkeit zumindest der Positionsdaten des anderen Festkörperbilddetektors ausgebildet ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnung.
In dieser ist im Prinzip das erfindungsgemäße Verfahren sowie eine erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung dargestellt. Die erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung 1, die hier nur ausschnittsweise dargestellt ist, umfasst einen C-Bogen 2, an dem ein Festkörperbilddetektor 3 angeordnet ist. Selbstverständlich ist am anderen Ende des C-Bogens 2 eine Röntgenstrahlenquelle vorgesehen, die im Detail nicht dargestellt ist, da es hierauf nicht ankommt. Mit der Röntgeneinrichtung 1 soll ein Untersuchungsbereich U eines Patienten P aufgenommen werden. Bei dem Untersuchungsbereich U handelt es sich z. B. um die Herzkranzgefäße des Patienten P. Um den Festkörperbilddetektor 3 möglichst nahe an den Untersuchungsbereich heranzubringen, wird dieser nun, wie im oberen Teil der Figur gezeigt, um einen Winkel α bezüglich des C-Bogens in eine beliebige Stellung gedreht, wobei diese Stellung mittels der Steuerungseinrichtung 4 rechnerisch ermittelt wurde. In dieser Stellung ist die Kollisionsgefahr des Festkörperbilddetektors mit dem Patienten P oder einem sonstigen, hier nicht näher gezeigten Drittgegenstand minimal. Gleichzeitig wird, ebenfalls aufgrund rechnerischer Positions- und Lageermittlung durch die Steuerungseinrichtung 4, der Zoom-Bereich 5 des Festkörperbilddetektors derart positioniert bzw. ausgewählt und zum Rand hin verschoben, dass der Festkörperbilddetektor optimal bezüglich des Patienten P bzw. dessen Untersuchungsbereich U positioniert werden kann. Sofern es sich bei dem Festkörperbilddetektor 3 um einen solchen mit einem Streustrahlenraster handelt, kann der Zoom-Bereich 5 nur in einer Richtung senkrecht zur Richtung der Absorptionslamellen des Streustrahlenrasters verschoben werden. Kommt kein Streustrahlenraster zum Einsatz, so kann der Zoom-Bereich 5 beliebig, also auch ganz in eine Ecke verschoben positioniert werden.
Aufgrund des Verdrehens des Festkörperbilddetektors 3 steht das Bild B nun nicht mehr wie üblich aufrecht in Bezug auf die Längsachse des nicht gezeigten Patiententischs, sondern unter einem Winkel dazu. Folglich würde das Bild B und damit der Untersuchungsbereich verdreht dargestellt werden, wie durch den gestrichelten Untersuchungsbereich U' angedeutet. Um dies zu vermeiden, erfolgt nach der Bildaufnahme eine rechnerische, elektronische Rückdrehung des Untersuchungsbereichs bzw. des Bilds U in die senkrechte, gewohnte Stellung, wie durch den ausgezogenen Untersuchungsbereich U in der Figur dargestellt. Dabei erfolgt die Darstellung des Bilds vorzugsweise mit einer kreisförmigen Begrenzung. Würde das Bild viereckig dargestellt, so käme es nach der Rückdrehung zu einer schiefen Darstellung des Bildes, in dem zwar der Untersuchungsbereich senkrecht steht, die Bildränder jedoch verdreht liegen. Um diese optisch unangenehme Darstellung zu vermeiden, wird das Bild B zweckmäßigerweise mit einer kreisförmigen Randbegrenzung dargestellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung lassen eine optimierte Positionierung des Festkörperbilddetektors bei gleichzeitigem Erhalt der für den Arzt gewohnten Bilddarstellung zu. Ermöglicht wird dies durch die Möglichkeit, den Festkörperbilddetektor beliebig positionieren zu können und den Zoom-Bereich nach Bedarf verschieben und positionieren zu können, verbunden mit der Möglichkeit der elektronischen Rückdrehung des Bildes in die gewohnte Stellung zur Bildanzeige. Hierdurch verbleibt nur der geringe mechanische Rand des Festkörperbilddetektors auch beim Zoom wirksam, so dass die aktive Fläche des Festkörperbilddetektors optimal ausgenutzt werden kann und die Situation für jedes Festkörperbilddetektorformat deutlich besser als bei bekannten Röntgenbildverstärkerzooms ist, wo der effektive Rand bereits bei vollem Format mehrere Zentimeter beträgt und bei Zoom wesentlich mehr. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie der erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung sind daher unabhängig vom Format des Festkörperbilddetektors beliebige Angulationen möglich, so dass auf einen applikationsabhängigen Wechsel der Detektoren verzichtet werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren bringt damit selbst bei großen Detektoren noch eine geringere Kollisionsgefahr als bei einem angepassten RBV-System und Zoom.

Claims

1. Verfahren zum Betrieb einer medizinischen Röntgeneinrichtung mit wenigstens einem C-Bogen, an dem ein Festkörperbilddetektor drehbar angeordnet ist, sowie einer den Betrieb steuernden Steuerungseinrichtung, wobei zur Positionierung des Festkörperbilddetektors die Steuerungseinrichtung diejenige beliebige Stellung des Festkörperbilddetektors bezüglich des C-Bogens ermittelt, in der die Kollisionsgefahr des Festkörperbilddetektors mit einem Drittgegenstand am geringsten ist, und dass nach der Bildaufnahme das Bild zur Ermöglichung einer senkrechten Darstellung des Untersuchungsbereichs an einem Ausgabemedium rechnerisch in Abhängigkeit der Positionsdaten des Festkörperbilddetektors gedreht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung die Position des Zoombereichs des Festkörperbilddetektors ermittelt, in der die Kollisionsgefahr des Festkörperbilddetektors mit einem Drittgegenstand am geringsten ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bild auch in Abhängigkeit der Positionsdaten des Zoombereichs gedreht wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer zwei separate C-Bögen mit je einem Festkörperbilddetektor bei der Ermittlung der Positionsdaten des einen Festkörperbilddetektors und gegebenenfalls dessen Zoom-Positionsdaten zumindest die Positionsdaten des anderen Festkörperbilddetektors berücksichtigt werden.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Positionsdaten des Festkörperbilddetektors und gegebenenfalls des Zoombereichs relevante Daten von einem oder mehreren Kollisionssensoren oder von einem Kollisionsberechnungsprogramm geliefert werden.

6. Medizinische Röntgeneinrichtung mit wenigstens einem C- Bogen, an dem ein Festkörperbilddetektor drehbar angeordnet ist, sowie einer Steuerungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (4) zur Ermittlung derjenigen zum C-Bogen (2) beliebig liegenden Position des Festkörperbilddetektors (3), in der die Kollisionsgefahr des Festkörperbilddetektors (3) mit einem Drittgegenstand am geringsten ist, sowie zum Drehen des mit dem Festkörperbilddetektor (3) aufgenommenen Bilds (B) derart ausgebildet ist, dass das Bild (B) den Untersuchungsbereich (U) in einer senkrechten Stellung zeigt.

7. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (4) zum Ermitteln der Position des Zoombereichs (5) des Festkörperbilddetektors (3) ausgebildet ist, in der die Kollisionsgefahr des Festkörperbilddetektors (3) mit einem Drittgegenstand am geringsten ist.

8. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Kollisionssensoren vorgesehen sind, die für die Ermittlung der Positionsdaten des Festkörperbilddetektors (3) und gegebenenfalls des Zoombereichs (5) relevante Daten liefern.

9. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kollisionsberechnungsprogramm zur Lieferung von zur Ermittlung der Positionsdaten des Festkörperbilddetektors (3) und gegebenenfalls des Zoombereichs (5) relevanter Daten vorgesehen ist.

10. Röntgeneinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Bi-Plan-Einrichtung ist, wobei die Steuerungseinrichtung zur Ermittlung der Positionsdaten eines Festkörperbilddetektors und gegebenenfalls dessen Zoombereichs in Abhängigkeit zumindest der Positionsdaten des anderen Festkörperbilddetektors ausgebildet ist.