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Die
Erfindung betrifft eine mobile chirurgische Röntgendiagnostikeinrichtung
mit einem C-Bogen, womit Röntgenbilder
oder Röntgenbildfolgen
eines Untersuchungsobjektes erzeugt werden, die einer bestimmten Röntgen-Abbildungsgeometrie
genügen.
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Röntgendiagnostikeinrichtungen,
mit denen Röntgenbilder
erzeugt werden, denen eine bestimmte Röntgen-Abbildungsgeometrie zugeordnet
ist, sind aus der Patentliteratur, beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 198 02 405 A1 als
Röntgendiagnostikeinrichtung
mit einem Computertomographen bekannt. Diese vollautomatisch arbeitenden
Geräte
sind in der Regel ortsfest angeordnet, wobei nicht vorgesehen ist,
daß diese
Geräte
während
einer von einem Operateur ausgeführten
Operation eingesetzt werden.
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Aus
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 199 47 809 A1 ist eine an einer Deckenhalterung
angeordnete C-Bogen-Röntgeneinrichtung
mit einem mehrachsig verstellbaren C-Bogen bekannt, die es ermöglicht, verschiedene
Trajektorien mit vorgegebenen Abbildungsgeometrien zu beschreiben.
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Die
bekannten Röntgendiagnostikeinrichtungen,
die es ermöglichen,
Röntgenbilder
oder Röntgenbildfolgen
mit wählbarer
Röntgen-Abbildungsgeometrie
aufzunehmen, weisen den Nachteil auf, daß sie aufwändige und schwere Konstruktionen
erfordern und am Aufstellungsort an Decke, Wand oder Fußboden starr montiert
sind.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine kostengünstige chirugische Röntgendiagnostikeinrichtung
zu schaffen, die wahlweise eine manuelle Bedienung oder die Gewinnung
von Röntgenbildern
oder Röntgenbildfolgen unter
der Kontrolle einer Bedienperson erlaubt, wobei jedes Röntgenbild jeweils
einer vorbestimmten Bedingung für
die Röntgen-Abbildungsgeometrie
genügt
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Röntgendiagnostikeinrichtung
gelöst,
die
- • einen
auf dem Fußboden
verfahrbaren Gerätewagen,
- • einen
in mehreren Achsen motorisch verstellbaren und mit Mitteln zur Bestimmung
der Position in mehreren Achsen ausgerüsteten C-Bogen mit einer an
dessen einem Ende angeordneten Röntgenstrahlenquelle
und einem dieser gegenüberliegend
angeordneten Röntgenstrahlenempfänger
- • und
eine Achsensteuerung aufweist
die die Verstellung der
motorisch angetriebenen Achsen in Abhängigkeit von wählbaren
Bedingungen für
die jeweiligen Abbildungsgeometrien der einzelnen Röntgenbilder
und der Positionen der mit Positionssensoren ausgerüsteten Achsen
des C-Bogens steuert, wobei während
eines Bewegungsablaufes des C-Bogens Einzelbilder oder Röntgenbildfolgen
aufgenommen werden können
und die Bedingung für
die Aufnahmegeometrie für
jedes Bild unterschiedlich sein kann. Allgemein sei jedem Einzelbild
und jeder Bildfolge ein sog. Bedingungsprofil zugeordnet, das die
Summe aller Bedingungen für
die Abbildungsgeometrien und gegebenenfalls die Bildfrequenz, die
Größe und die
Grenzen des Verstellbereichs einer oder mehrerer Achsen oder dergleichen
Parameter zugeordnet. der Röntgenbilder
enthält.
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Nachfolgend
sind Beispiele von Bedingungsprofilen für die Röntgen-Abbildungsgeometrie einzelner Röntgenbilder
oder einer zeitlichen oder räumlichen
Abfolge von Röntgenbildern
genannt, die bestimmten diagnostischen Standardsituationen (Anwendungsfällen) entsprechen:
- 1. Ein Punkt des Untersuchungsobjektes wird
auf dem Zentralstrahl der Röntgenstrahlenquelle
mit stets dem gleichen Vergrößerungsverhältnis abgebildet.
Anwendungsbeispiel: Gewinnung einer Folge von Röntgenbildern zur Rekonstruktion
eines dreidimensionalen Modells des Untersuchungsgegenstandes.
- 2. Ein Punkt des Untersuchungsobjektes ("Zielpunkt") soll bei allen Bewegungen des C-Bogens
längs seines
Umfanges stets in einem zum Zentralstrahl symmetrischen Bildkreis
liegen, wobei der Radius des Bildkreises einen vorgegebenen Bruchteil
des Radius des Gesamtbildkreises entspricht. Anwendungsbeispiel: Die
Bedienperson der Röntgendiagnostieinrichtung
bringt den C-Bogen manuell in die hinsichtlich der Lage des Zentralstrahls
und des Abstandes des Röntgenstrahlenempfängers vom
Untersuchungsobjekt gewünschte
Position; die motorisch angetriebenen Achsen der Röntgendiagnostikeinrichtung
werden derart verstellt, daß der
Zielpunkt in der Nähe
des Zentralstrahls zu liegen kommt. Die Bedingung für die Lage
des Zielpunktes auf dem Röntgenbild,
beispielsweise auf dem kreisrunden Bild eines Röntgenbildverstärkers mit
Fernsehkette, könnte
lauten: Der Zielpunkt soll innerhalb eines Kreises um den Zentralstrahl
mit Radius 0,1·R
abgebildet werden, wobei R der Radius des Bildes des Röntgenbildverstärkers mit
Fernsehkette ist. Die Bedienperson könnte nach einer mechanischen
Verstellung des C-Bogens auf eine oder mehrere Röntgen-Kontrollaufnahmen zur Kontrolle der
richtigen Positionierung der Röntgendiagnostikeinrichtung
verzichten. Dadurch wird zum einen der Zeitaufwand für eine Röntgenuntersuchung
verkürzt
und zum anderen die Strahlenbelastung für den Patienten und die Bedienperson
bzw. den Operateur herabgesetzt.
- 3. Ein flächiger
Bereich des Untersuchungsobjektes wird mit jeweils gleichem Vergrößerungsmaßstab und parallelen
Zentralstrahlen derart abgetastet, daß durch Überlappung der Einzelbilder
ein Bereich des Untersuchungsobjektes rekonstruiert werden kann,
der größer ist
als der Bildbereich einer Einzelaufnahme. Anwendungsbeispiel: Es
soll die Wirbelsäule
eines Patienten in voller Länge
oder die gesamte Lunge eines Patienten untersucht werden.
- 4. Eine vorgegebene dreidimensionale Linie innerhalb des Untersuchungsobjektes
soll unter vorbestimmten Orientierungen des Zentralstrahls zu dieser
Linie, mit vorwählbaren
Vergrößerungen
und beispielsweise einer vorbestimmten oder von der Bedienperson
beeinflußbaren
Bildrate abgetastet werden, wobei das Bild der Linie jeweils annähernd im
Zentrum des Röntgenbildes
zu liegen kommen soll. Anwendungsbeispiel: Verfolgung eines im Körper eines
Patienten verlegten Katheders bzw. Röntgenkontrolle während der Verlegung
eines Katheders im Körper
eines Patienten.
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Bei
den oben genannten Beispiele kann man unterscheiden zwischen Bedingungsprofilen
für die
Abbildungsgeometrien, die werkseitig als Option programmiert werden
können
(Beisiele 1, 2, 3) und solchen, die der Steuerung der Röntgendiagnostikeinrichtung
gelernt werden müssen
(im sog. "Tech-in"-Modus, Beispiel 4).
Dabei ist es unerheblich, ob das Tech-in durch manuelle Führung des
C-Bogens oder durch Auswertung von anderen in die Steuerung eingegebenen
Informationen erfolgt.
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Die
Erfindung wird anhand der Abbildungen näher beschrieben.
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In 1 ist eine mobile Röntgendiagnostikeinrichtung
mit einem mehrfach verstellbaren C-Bogen dargestellt. Auf einem
Gerätewagen 1,
der mittels Rollen 14, 15 auf dem Fußboden 16 verfahrbar
ist, ist eine mehrfach verstellbare Halterung 5 angeordnet,
die einen kreisbogenförmigen
C-Bogen 6 mit Mittelpunkt 60 trägt, wobei
der C-Bogen 6 längs seines
Umfanges an der Halterung 5 beweglich gelagert ist. Der
C-Bogen 6 weist an seinen Enden einen Röntgenstrahlenempfänger 7 und
diesem gegenüber
liegend eine Röntgenstrahlenquelle 8 auf.
Der Mittelpunkt 60 des C-Bogens 6 liegt im Ausführungsbeispiel
der 1 außerhalb
des Zentralstrahls 10, der durch den Fokuspunkt 9 der
Röntgenstrahlenquelle 8 und
den Mittelpunkt 12 des Eingangsfensters 11 des
Röntgenstrahlenempfängers 7 bestimmt
ist. Der Zentralstrahl 10 enthält einen Referenzpunkt 18,
der durch den Abstand zum Fokuspunkt 9 definiert ist. Der
Wagen 1 trägt
eine Säule 2,
die mittels eines Pendellagers 21 mit einer Horizontalführung 3 verbunden
ist. Die Horizontalführung 3 ist
mittels der Säule
höhenverstellbar
und um die Pendelachse 20 drehbar gelagert. Die Horizontalführung 3 trägt an der
dem C-Bogen 6 zugewandten Seite ein Kipplager 4 in
dem die Halterung 5 um die Kippachse 40 drehbar
gelagert ist. Die Pendelachse 20 ist vorzugsweise vertikal
und die Kippachse 40 horizontal im Raum angeordnet.
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In 2 ist ein C-Bogen dargestellt,
dessen Ebene senkrecht auf dem Fußboden 16 steht und
im Beispiel der 2 in
der Papierebene liegt. Der Gerätewagen 1 und
die Halterungen aus der 1 sind
in 2 nicht dargestellt.
Ein Untersuchungsobjekt 13, das ortsfest bezüglich des
Fußbodens 16 angeordnet
sein soll, enthält
einen Zielpunkt 17, der beispielsweise dem von einem Operateur
oder einem Diagnostiker festgelegten Punkt des größten Interesse
entspricht. Der Zentralstrahl 10 enthält den Zielpunkt 17.
Ein gestrichelt gezeichneter C-Bogen 6', der mit gestrichenen Bezugszeichen
versehen ist, weist einen Zentralstrahl 10' auf, der ebenfalls den Zielpunkt 17 enthält, wobei
der Abstand des Zielpunktes 17 zum Fokuspunkt 9 identisch
ist mit dem Abstand zum Fokuspunkt 9'. Der bezogen auf den C-Bogen feste
Punkt auf dem Zentralstrahl 10 ist der Referenzpunkt 18 in 1. Dadurch ist für die beiden
Orientierungen des C-Bogens 6 bzw. 6' die Abbildungsgeometrie
der Röntgenoptik
identisch. Die mit dem Röntgenstrahlenempfänger 7 gewonnenen
Bilder weisen insbesondere im Zielpunkt 17 die gleiche
Objektvergrößerung auf,
die durch die Lage des Referenzpunktes 18 auf dem Zentralstrahl 10 bestimmt
ist. Um die in 2 dargestellte
Situation zu erhalten, muß der
C-Bogen längs
des Umfanges und in der Papierebene senkrecht und parallel zum Fußboden derart
verschoben werden, daß der
Mittelpunkt 60 des C-Bogens 6 in den Mittelpunkt 60' des gestrichelt
gezeichneten C-Bogens 60' übergeht.
Bei einer Verschiebung des C-Bogens 6 in der nicht dargestellten
Halterung 5 im Gegenuhrzeigersinn muß die Halterung 5 durch
eine Verschiebung der vertikalen Säule 2 nach unten und
durch eine Verschiebung der Horizontalführung 3 nach rechts
derart verschoben werden, daß der
Mittelpunkt 60 des C-Bogens 6 in den Mittelpunkt 60' des C-Bogens 6' übergeht.
Die Vertikal- und Horizontalverschiebung des C-Bogens 6 erfolgt vorzugsweise
durch motorische Antriebe der Säule
und der Horizontalführung,
wobei die Verfahrwege in vertikaler und in horizontaler Richtung
von einer Achsensteuerung in Abhängigkeit
von der Orientierung des C-Bogens 6 bezüglich der Halterung 5 vorgegeben
werden. Hierzu weist die Halterung 5 vorzugsweise einen
Positionssensor auf. Die motorischen Antriebe in horizontaler und
in vertikaler Richtung werden vorzugsweise mit Stellmotoren mit
Positionsgebern realisiert. Eine weitere Eingangsgröße für das Steuerprogramm
ist die Lage des Referenzpunktes 18 auf dem Zentralstrahl 10,
beispielsweise festgelegt durch den Abstand des Referenzpunktes 18 vom
Fokuspunkt 9. Dieser Abstand kann wahlweise an einem Eingabetableau
der Röntgendiagnostikeinrichtung
eingegeben oder mittels eines weiter unten beschriebenen Justiervorganges
bestimmt werden.
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Ein
Röntgenbild
eines Zielpunktes 17 innerhalb eines Untersuchungsobjektes 13 kann
nach den Regeln der geometrischen Optik als Röntgenstrahlenabsorptionsbild
behandelt werden, das mittels der Röntgenstrahlung einer Röntgenstrahlenquelle 8 auf
das Eingangsfenster 11 eines Röntgenstrahlenempfängers 7 projiziert
wird. Neben der Qualität
der Röntgenstrahlung
der Röntgenstrahlenquelle 8 und
den Abbildungseigenschaften des Röntgernstrahlenempfängers 7 ist
für die
Beurteilung und/oder Auswertung eines Röntgenbildes die Abbildungsgeometrie
von Bedeutung. Die Abbildungsgeometrie für die Abbildung eines Zielpunktes 17 soll für alle weiteren
Betrachtungen durch den Abstand der den Zielpunkt 17 enthaltenden
und auf dem Zentralstrahl 10 senkrecht stehenden Referenzebene
vom Fokuspunkt 9 und durch die Lage des Zentralstrahls 10 bezüglich eines
fußbodenfesten
Koordinatensystems, bezüglich
welchem auch die Lage des Untersuchungsobjektes 13 und
des Zielpunktes 17 festgelegt sind, definiert sein. Der
Schnittpunkt der Referenzebene mit dem Zentralstrahl 10 wird
als Referenzpunkt 18 bezeichnet. Soll aus einer Vielzahl
von Röntgenbildern
eine Rekonstruktion des Untersuchungsobjektes erfolgen, so werden
für die
aus der Computertomografie bekannten Rechenoperationen die jeweiligen
Aufnahmegeometrien der einzelnen Röntgenbilder benötigt.
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Läßt man die
in der 2 der Übersichtlichkeit
der Darstellung dienende Festlegung der Ebene des C-Bogens auf eine
Ebene senkrecht zum Fußboden
fallen, so kann es zur Erreichung einer vorgegebenen Vergrößerung eines
auf dem Zentralstrahl positionierten Zielpunktes des /Untersuchungsobjektes 13 notwendig sein,
neben der Vertikalbewegung in der Säule 2 und der Horizontalbewegung
in der Horizontalführung 3 auch die
Drehbewegungen im Pendellager 21 um die Pendelachse 20,
die Kippbewegung im Kipplager 4 um die Kippachse 40 und
eventuell eine Bewegung des Gerätewagens
mit einer Komponente senkrecht zur C-Bogen-Ebene durch motorisch angetriebene Rollen 14, 15 zu
steuern.
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Die
bekannten mobilen Röntgendiagnostikeinrichtungen
weisen in der Regel folgende Verstellmöglichkeiten auf, die im weiteren "Achsen" (bezeichnet mit
#1 bis #7) genannt werden und in der Tabelle 1 beschrieben sind. Tabelle
1: Achsen einer mobilen Röntgendiagnostikeinrichtung
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In 3a ist ein C-Bogen 6 in
einer Ansicht in der Richtung des Mittelpunktes 60 gezeigt.
Punktiert eingezeichnet ist der schematische verlauf eines C-Bogens 61,
der im Ausführungsbeispiel
der 3 nicht eben ist
und eine s-förmige
Verwindung längs
seiner Länge
aufweist. Wird die Länge
des C-Bogens 61 längs seines
Außenumfanges
gemessen und der Bezugspunkt l = 0 an den Beginn des C-Bogens 6 an
der Röntgenstrahlenquelle 8 gelegt,
so weist ein s-förmig
verwundener C-Bogen 61 eine
Abweichung d von der den Zentralstrahl 10 enthaltenden
Ebene auf, der der Darstellung der 3b entspricht.
In 3c ist die Abweichung d
des C-Bogens 6 von der Ebene für einen bogenförmig verwundenen
C-Bogen 6 dargestellt. Derartige und weitere, nicht im
einzelnen aufgeführte
Abweichungen der Form des C-Bogens 6 von einem Kreisbogen
führen dazu,
daß im
Ausführungsbeispiel
der 2 sich der Zentralstrahl 10 des
C-Bogens 6 bei einer Verschiebung des C-Bogens 6 in
der Halterung 5 aus der Papierebene heraus bewegt. Betrachtet
man die Verhältnisse
in 2 für einen
C-Bogen, der zwar in einer Ebene liegt, jedoch keinen Kreisbogen
darstellt, so ist es nicht möglich,
von einem Mittelpunkt des C-Bogens 6 zu sprechen. Es kann
vielmehr aus Stabilitätsgründen vorteilhaft sein,
den C-Bogen 6 beispielsweise in Richtung einer Parabel
aufzuweiten. Bezüglich
eines mit der Halterung 5 des C-Bogens 6 verbundenen
Koordinatensystems ist für
jede Stellung des C-Bogens 6 bezüglich der Halterung 5 eine
eindeutige Zuordnung zu den Koordinaten des Fokuspunktes 9 und
zu dem Mittelpunkt 12 des Röntgenstrahlenempfängers 7 gegeben.
Sollte eine sehr hohe Genauigkeit der Abbildungsgeometrie gefordert sein,
so ist gegebenenfalls die Last des Röntgenstrahlenempfängers 7 und
der Röntgenstrahlenquelle 8 zu
berücksichtigen.
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In 4 ist ein Blockschaltdiagramm
der erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikeinrichtung
schematisch dargestellt. Eine nicht näher beschriebene Recheneinheit 52 weist
Steuerausgänge 53 und
Eingänge 54 auf,
steuert alle Vorgänge
zur Erzeugung von Röntgenstrahlung
und zur Gewinnung, Speicherung und Darstellung von Bilddaten. Die
Recheneinheit 52 weist ferner eine Datenschnittstelle 56 auf, über die
die Röntgendiagnostikeinrichtung
mit einem externen Auswerterechner verbunden werden kann. An die
Recheneinheit 52 ist eine Anzeigeeinheit 55 und
eine Achsensteuerung 50 angeschlossen. die Achsensteuerung 50 weist
einen Eingang für
ein Eingabetableau 51 auf sowie Ausgänge für die Ansteuerung der Motoren 101, 201, 301 und Eingänge, denen
Positionssensoren 102, 202, 302 zugeordnet
sind, die die relative Stellung der jeweiligen Achse bezüglich eines
Nullpunktes erfassen. Für
jede der drei schematisch dargestellten Achsen 100, 200, 300 ist
jeweils ein Motor und ein Positionssensor vorgesehen. Es ist jedoch
für die
Erfindung unerheblich, wenn für
eine oder mehrere Achsen kein Motor vorgesehen ist und diese jeweilige
Achse von Hand bewegbar ist; für
eine solche nicht-motorisierte Achse kann aber ein Positionssensor
vorgesehen sein.
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Der
Erfindung liegt die Annahme zugrunde, daß für jede Kombination der zulässigen Werte
der einzelnen Achspositionen der Achsen #1 bis #5 der Fokuspunkt 9 und
der Mittelpunkt 12 des Eingangsfensters 11 des
Röntgenstrahlenempfängers 7 in
einem gerätewagenfesten
Koordinatensystem bestimmbar sind. Der Zusammenhang zwischen der
Lage des Fokuspunktes 9 und des Mittelpunktes 12 des
Röntgenstrahlenempfängers kann
in der Achsensteuerung 50 in Wertetabellen oder Funktionen
abgespeichert sein. In den Wertetabellen bzw. Funktionen sind vorzugsweise
auch die in 3 beispielhaft
aufgeführten
Abweichungen des C-Bogens 61 von einer Idealform berücksichtigt,
wobei diese Abweichungen – bedingt
durch elastische Verformungen des C-Bogens 6 bzw. von einzelnen
Achsen – auch
von der aktuellen Position der einzelnen Achsen abhängen können.
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In
den Fällen,
in denen die erfindungsgemäße Achsensteuerung 50 einem
Gerätewagen 1 mit
motorisierten Rollen 14, 15 zugeordnet ist, ist
es möglich,
durch Einbeziehung der aktuellen Positionen der Achsen #6 und #7
der Tabelle 1 die Lage des Fokuspunktes 9 und des Mittelpunktes 12 des
Röntgenstrahlenempfängers 7 in
einem raum- bzw. fußbodenfesten
Koordinatensystem zu bestimmen, wenn beispielsweise die Lage des
Gerätewagens 1 oder
eines anderen Teils der Röntgendiagnostikeinrichtung
für ein
Paar von Positionswerten der Achsen #6 und #7 bestimmt wurde. Ferner
ist vorgesehen, daß am
C-Bogen 6 oder am Röntgenstrahlenempfänger 7 Mittel
zur Bestimmung der Orientierung im Raum angeordnet sind, die mit
einem 3D-Meßsystem
zusammenwirken.
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Sind
die Achsen # 6 und # 7 aus der Tabelle 1 nicht motorisch verstellbar
ausgeführt
oder weisen sie auch keine Mittel zur Bestimmung der jeweiligen
Relativposition auf, werden die Rollen 14, 15 des
Gerätewagens 1 am
Ende des Justiervorganges und während
des Aufnahmevorganges blockiert, um ein Verschieben des Gerätewagens 1 auf
dem Fußboden 16 zu
verhindern. Dies kann beispielsweise mittels elektrisch überwachter
mechanischer Bremsen oder mittels elektromagnetischer Bremsen erfolgen,
die auf die Achsen #6 und #7 wirken.
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Es
ist vorgesehen, die Achsensteuerung 50 in einer Röntgendiagnostikeinrichtung
zu verwenden, bei der die Achse #1 der Tabelle 1 nicht motorisiert
ist und nur mit einem Positionssensor ausgestattet ist. Als Beispiel
hierfür
sei eine Röntgendiagnostikeinrichtung
genannt, bei der der C-Bogen 6 längs seines Umfanges in seiner
Halterung 5 manuell bewegt wird und ein Positionssensor
die jeweilige relative Position des C-Bogens 6 bezüglich der
Halterung 5 an die Achsensteuerung 50 weiterleitet
und die Achsensteuerung 50 die Achsen #2 bis #7 der Tabelle
1 derart verstellt, daß die
für das
jeweils gewählte
Untersuchungsprogramm erforderliche Abbildungsgeometrie erreicht
wird.
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In
einem nicht dargestellten Programmspeicher der Achsensteuerung 50 sind
vorzugsweise anwenderspezifische Steuerprogramme gespeichert, die
mit bestimmten Untersuchungsprogrammen bzw. diagnostischen Standardsituationen
korrelieren. Dabei kann es vorgesehen sein, daß bestimmte Parameter der Steuerprogramme
vom Anwender mittels des Eingabetableaus 51 oder anderer,
nicht dargestellter Eingabemittel an die gewünschte Untersuchungssituation
angepaßt
werden. Über
die genannten Eingabemittel werden auch die vom Anwender gewünschten
Steuerprogramme aus der Gesamtheit der gespeicherten Steuerprogramme ausgewählt, gestartet
oder gestoppt.
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Die
erfindungsgemäße Röntgendiagnostikeinrichtung
kann unterschiedliche Abbildungsgeometrien simulieren. Hierzu ist
es beispielsweise vorgesehen, der Achsensteuerung 50 den
Abstand zwischen dem auf dem Zentralstrahl 10 liegenden
Referenzpunkt 18 und dem Fokuspunkt 9 vorzugeben.
Die mobile Röntgendiagnostikeinrichtung
wird von einer Bedienperson sodann beispielsweise mittels einer
sich in einem Punkt schneidenden Lichtzeigeranordnung derart justiert,
daß der
im Inneren des Untersuchungsobjektes 13 liegende Zielpunkt 17 mit
dem Referenzpunkt 18 zur Deckung kommt. Ist eine mit der
erfindungsgemäßen Achsensteuerung 50 ausgerüstete Röntgendiagnostikeinrichtung
derart justiert und sind beispielsweise die Achsen #6 und #7 aus
der Tabelle 1 (Lenk- und Rollbewegung der Rollen 14, 15)
blockiert und werden von der Achsensteuerung 50 nicht angesteuert,
so kann beispielsweise von einer Bedienperson ein Steuerprogramm
ausgewählt
werden, das bei der manuellen Bewegung der Achse #1 aus der Tabelle
1 die Bewegung der Achsen #2 bis #5 der Tabelle 1 derart nachführt, daß der Zielpunkt 17 stets
auf dem Zentralstrahl 10 liegt. Die erfindungsgemäße Achsensteuerung 50 sieht
auch die Möglichkeit
vor, daß die
Nachführung
der einzelnen Achsen mit einer "unscharfen
Logik" ("fuzzy logic") erfolgt. In diesem
Fall würde
die Bedingung für
die Abbildungsgeometrie beispielsweise lauten: der Zielpunkt 17 wird
auf dem Röntgenstrahlenempfänger 7 innerhalb
eines Kreises um den Zentralstrahl mit Radius r abgebildet, wobei
r beispielsweise 15% des Radius des Eingangsfensters 11 des
Röntgenstrahlenempfängers 7 beträgt. Es ist
vorgesehen, daß innerhalb
des Ablaufes des Steuerprogrammes in der Achsensteuerung 50 die
Recheneinheit 52 über
die Steuerausgänge 53 Röntgenaufnahmevorgänge (beispielsweise
Einzelbilder oder Bildfolgen) steuert, die aufgenommenen Bilder
speichert und/oder über
die Datenschnittstelle 56 zur Auswertung und Weiterverarbeitung
an einen außerhalb
der Röntgendiagnostikeinrichtung
befindlichen Rechner weiterleitet.
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Die
erfindungsgemäße Achsensteuerung 50 ist
auch für
Röntgendiagnostikeinrichtungen
vorgesehen, bei denen die Achsen #6 und #7 (Lenk- und Rollbewegung
der Rollen 14, 15) motorisch verstellbar und mit Positionssensoren
ausgerüstet
sind. Bei der Justierung einer derartigen Röntgendiagnostikeinrichtung
ist vorgesehen, daß auch
der Gerätewagen 1 auf
dem Fußboden 16 verfahren
wird. Am Ende des Justiervorganges werden die aktuellen Werte der
Positionssensoren der Achsen #6 und #7 in der Achsensteuerung 50 gespeichert
und als Startwerte für
die nachfolgenden motorischen oder manuell geführten Bewegungen der Achsen #6
und #7 verwendet.
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Es
ist vorgesehen, daß eine
Bedienperson nach Abschluß des
Justiervorganges in einem Simulationsvorgang den C-Bogen 6 längs seines
Umfanges in der Halterung 5 manuell verschiebt, wobei Stellmotoren
in den motorisierten Achsen #2 bis #7 die Halterung 5 des
C-Bogens 6 derart bewegen, daß für die Anordnung aus Röntgenstrahlenquelle 8 und
Röntgenstrahlenempfänger 7 die
vorbestimmte Bedingung für
die Abbildungsgeometrie erfüllt
ist. Bei dem manuell geführten
Simulationsvorgang kann es durch Zusammenwirken der Stellmotoren
in den Achsen zu einer Orientierung des C-Bogens 6 im Raum
kommen, die bei einem Fortschreiten der manuell geführten Bewegung
des C-Bogens 6 zu einer Kollision zwischen Teilen des C-Bogens 6,
dem Röntgenstrahlengenerator 8 oder
dem Röntgenstrahlenempfänger 7 mit
dem Untersuchungsobjekt 13, der Patientenliege oder dergleichen
Einrichtungsgegenständen
kommen würde.
In diesem Fall würde
die Bedienperson das weitere Verfahren des C-Bogens 6 beenden
und gegebenenfalls den C-Bogen 6 in die entgegengesetzte
Richtung verfahren, bis auch dort die Bewegung wegen der Gefahr
einer Kollision gestoppt wird.
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Nach
Beendigung des Simulationsvorganges erhält die Steuerung ein entsprechendes
Signal und verfügt
damit über
die Informationen über
den zulässigen
Verstellbereich des C-Bogens 6 in der Halterung 5 für die gewählten Bedingungen
für die
Abbildungsgeometrie.
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Es
ist ferner vorgesehen, daß vor
Beginn der eigentlichen Röntgenuntersuchung
in die Steuerung über Eingabemittel 51 der
Verstellbereich des C-Bogens 6 in der Halterung 5 und
die Anzahl der innerhalb dieses Verstellbereiches aufzunehmenden
Röntgenbilder
eingegeben werden. Die Eingabe kann beispielsweise über ein
Tableau, einen Touchscreen, einen Fußschalter, über geeignete Spracheingabe-
und Spracherkennungsmittel oder über
Kombinationen hiervon erfolgen.
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Es
ist ferner vorgesehen, daß die
mechanische Einstellung der Achsen der mobilen chirurgischen Röntgendiagnostikeinrichtung
auch ausschließlich
manuell erfolgen kann. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn
die motorisierten Achsen im manuellen Modus der Achsensteuerung
der manuellen Bewegung einen gegenüber einer nicht- motorisierten Achse
unwesentlich größeren Widerstand
entgegen setzen. Ferner ist es von Vorteil, wenn die einzelnen Achsen
mechanisch derart ausbalanciert sind, daß auf den C-Bogen in jeder eingestellten
Position Momente wirken, die so klein sind, daß sie nicht zu einer Verstellung
der Position des C-Bogens führen.
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Verzeichnis der Abbildungen:
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1: Mobile Röntgendiagnostikeinrichtung
mit C-Bogen
-
2: Orientierung des C-Bogens
senkrecht zum Fußboden
-
3: C-Bogen mit Abweichungen
von der Kreisform
-
4: Blockschaltdiagramm der
Röntgendiagnostikeinrichtung
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- 1
- Gerätewagen
- 2
- Säule
- 3
- Horizontalführung
- 4
- Kipplager
- 5
- Halterung
- 6,
6'
- C-Bogen
- 7,
7'
- Röntgenstrahlenempfänger
- 8,
8'
- Röntgenstrahlenquelle
- 9,
9'
- Fokuspunkt
- 10' 10,
- Zentralstrahl
- 11
- Eingangsfenster
- 12
- Mittelpunkt
des Eingangsfensters
- 13
- Untersuchungsobjekt
- 14
- Rolle
- 15
- Rolle
- 16
- Fußboden
- 17
- Zielpunkt
- 18
- Referenzpunkt
- 20
- Pendelachse
- 21
- Pendellager
- 40
- Kippachse
- 50
- Achsensteuerung
- 51
- Eingabetableau
- 52
- Recheneinheit
- 53
- Steuerausgänge
- 54
- Eingänge
- 55
- Anzeigeeinheit
- 56
- Datenschnittstelle
- 60,
60'
- Mittelpunkt
des C-Bogens
- 61
- nichtkreisförmiger C-Bogen
- 100
- Achse
1
- 101
- Motor
- 102
- Positionssensor
- 200
- Achse
2
- 201
- Motor
- 202
- Positionssensor
- 300
- Achse
3
- 301
- Motor
- 302
- Positionssensor