DE102005020124B4

DE102005020124B4 - Röntgensystem, enthaltend einen zugeordneten, mobilen Festkörperdetektor und Verfahren zur Aufnahme und Anzeige eines Röntgenbildes

Info

Publication number: DE102005020124B4
Application number: DE102005020124A
Authority: DE
Inventors: Thomas 91301 Schmitt
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2005-04-29
Filing date: 2005-04-29
Publication date: 2011-07-14
Anticipated expiration: 2025-04-30
Also published as: DE102005020124A1; US20060269046A1

Abstract

Röntgensystem (15), enthaltend einen zugeordneten, mobilen Festkörperdetektor (2), eine einen Röntgenstrahl (11) erzeugende Röntgenquelle (6), ein Mittel zur Bilderkennung, ein Mittel zur Bildverarbeitung und eine Anzeigevorrichtung (9), wobei durch das Mittel zur Bildverarbeitung ein aus dem Festkörperdetektor (2) ausgelesenes und von dem Mittel zur Bilderkennung hinsichtlich einer Lageposition des Organs auf dem Röntgenbild erfasstes Röntgenbild eines Organs selbsttätig derart auf der Anzeigevorrichtung (9) bildlich anzeigbar ist, dass das Organ auf dem Röntgenbild eine vorgebbare Anzeigeposition aufweist, wobei das Mittel zur Bilderkennung als Grundlage für die Erfassung der Lageposition des Organs auf dem Röntgenbild eine vorherige selbsttätige Identifikation des Organs durchführt und wobei jeweilige Aufnahmeparameter des Röntgensystems (15) eine Grundlage für die Identifikation des Organs bilden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Röntgensystem, enthaltend einen zugeordneten, mobilen Festkörperdetektor gemäß dem Patentanspruch 1 und ein Verfahren zur Aufnahme und Anzeige eines Röntgenbildes gemäß dem Patentanspruch 9.
Seit einigen Jahren sind für die Röntgenbildgebung Festkörperdetektoren bekannt, die auf aktiven Auslesematrizen, z. B. aus amorphem Silizium (a-Si), basieren. Bildinformationen werden in einem Röntgenkonverter, z. B. Cäsiumjodid (CsI) gewandelt, in Fotodioden der Auslesematrix als elektrische Ladung gespeichert und anschließend über ein aktives Schaltelement mit einer dedizierten Elektronik ausgelesen und analogdigital gewandelt. Des Weiteren sind mobil einsetzbare Festkörperdetektoren bekannt, die unterschiedlichen Röntgensystemen zugeordnet werden können und relativ zu dem jeweiligen Röntgensystem flexibel positionierbar sind. Mobile Festkörperdetektoren übertragen Daten von Röntgenbildern eines Organs zum Beispiel mittels eines Verbindungskabels oder kabellos per Funk an das Röntgensystem. Aufgrund der flexiblen Positionierung des Festkörperdetektors ist das Organ auf dem Röntgenbild bei der Darstellung auf einer dem Röntgensystem zugehörigen Anzeigevorrichtung wie zum Beispiel einem Monitor häufig nicht in der von einem Anwender gewünschten Anzeigeposition.
Aus der US 2002/0049378 A1 ist ein Röntgensystem mit einem Festkörperdetektor, einer Röntgenquelle, einem Computer und einem optischen Erkennungssystem bekannt. Anhand des optischen Erkennungssystems wird die Position eines Patienten oder eines Organs bestimmt, um aktuell angefertigte Röntgenaufnahmen mit anderen zuvor aufgenommenen CT-Aufnahmen zu registrieren. Aus der US 2003/0118152 A1 ist ein Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes eines Organs mit einem Röntgensystem bekannt. Zur Kalibrierung des Röntgensystems werden mit Hilfe einer Kamera Referenzbilder mit sichtbarem oder ultraviolettem Licht aber ohne Röntgenstrahlung angefertigt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einem Anwender eine Diagnose anhand von mittels eines mobilen Festkörperdetektors aufgenommenen Röntgenbildern zu erleichtern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einem Röntgensystem, enthaltend einen zugeordneten, mobilen Festkörperdetektor gemäß dem Patentanspruch 1 und von einem Verfahren zur Aufnahme und Anzeige eines Röntgenbildes gemäß dem Patentanspruch 9; vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Röntgensystem und dem erfindungsgemäßen Verfahren ist auch bei Verwendung eines flexibel positionierbaren mobilen Festkörperdetektors, der ein Röntgenbild eines in beliebiger Lageposition auf dem Festkörperdetektor angeordneten Organs aufnimmt, eine bildliche Anzeige des Organs in einer vorgegebenen Anzeigeposition auf dem Röntgenbild selbsttätig und ohne einen händischen Eingriff des Anwenders gewährleistet, so dass dem Anwender eine einfache Diagnose durch die gewohnte Darstellung erleichtert wird.
In vorteilhafter Weise für eine besonders schnelle Erfassung der Lageposition des Organs auf dem Röntgenbild weist das Röntgensystem ein zusätzliches Positionserfassungssystem für die Erfassung der Lageposition des Organs auf dem Röntgenbild auf. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Mittel zur Bilderkennung eine Erfassung der Lageposition des Organs anhand der Außenkonturen und/oder der Fläche und/oder der Oberfläche des Organs auf dem Röntgenbild auf.
Erfindungsgemäß umfasst das Mittel zur Bilderkennung als Grundlage für die Erfassung der Lageposition des Organs auf dem Röntgenbild eine vorherige Identifikation des Organs. Erfindungsgemäß verwendet das Mittel zur Bilderkennung zur Identifikation des Organs Informationen über die jeweiligen Bildaufnahmeparameter.
Unter einem Organ eines Patienten soll hier sowohl ein Organ im eigentlichen Sinne, also ein Herz oder eine Lunge, als auch ein anderes Körperteil wie zum Beispiel eine Hand oder ein Schädel verstanden werden. Als Anzeigeposition wird im vorliegenden Text die von einem Anwender gewünschte genaue Position des Organs auf dem auf der Anzeigevorrichtung ausgegebenen Bild bzw. Röntgenbild bezeichnet. Als Lageposition wird im vorliegenden Text die Position des Organs auf dem Festkörperdetektor und damit auf dem Röntgenbild relativ zum Beispiel zu einem Detektororientierungspunkt bezeichnet.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im Folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert, ohne dass dadurch eine Beschränkung der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele erfolgt; es zeigen:
1 eine Schemaskizze eines Röntgensystems mit einem zugeordneten mobilen Festkörperdetektor nach dem Stand der Technik;
2 eine Draufsicht auf den mobilen Festkörperdetektor nach 1 mit einem abzubildenden Organ in einer ersten Lageposition;
3 eine Draufsicht auf den mobilen Festkörperdetektor nach 1 mit einem abzubildenden Organ in einer zweiten Lageposition;
4 eine Draufsicht auf eine Anzeigevorrichtung mit einem Röntgenbild des Organs in einer Anzeigeposition;
5 eine Schemaskizze eines erfindungsgemäßen Röntgensystems mit einem zugeordneten mobilen Festkörperdetektor und einem Positionserfassungssystem.
In 1 ist ein bekanntes Röntgensystem 1 mit einer Steuerungseinrichtung 8, einer an einem Tragarm 7 befestigten Röntgenquelle 6, einer Verarbeitungs- und Speichereinheit 10, einer Anzeigevorrichtung 9 und einem mobilen Festkörperdetektor 2 gezeigt. Der mobile, transportable Festkörperdetektor 2 kann für die Aufnahme eines Röntgenbildes eines von einer Röntgenstrahlung 11 durchstrahlten Organs, zum Beispiel einer rechten Hand 5, dem Röntgensystem 1 zugeordnet werden. Das Röntgenbild wird von dem Festkörperdetektor 2 elektronisch ausgelesen und entweder kabellos, zum Beispiel durch Funk oder mittels einer anbringbaren Kabelverbindung an die Steuerungseinrichtung 8 und die zugehörige Verarbeitungs- und Speichereinheit 10, zum Beispiel einen Bediencomputer, des Röntgensystems 1 übertragen.
Der mobile Festkörperdetektor 2 kann wegen seiner Mobilität während der Röntgenaufnahme in verschiedenen Orientierungen relativ zum Röntgensystem 1, also beispielsweise mit Tragegriff 3 nach links, rechts, vorne oder hinten, angeordnet werden, wobei natürlich die aktive Fläche 12 immer dem Röntgenstrahl 11 direkt zugewandt ist. Ebenso kann auch das Organ in Form der rechten Hand 5 in verschiedenen Lagepositionen auf der aktiven Fläche 12 angeordnet sein, wie zum Beispiel in 2 und 3 gezeigt. Letzteres Problem tritt ebenfalls bei stationären Festkörperdetektoren auf. Die rechte Hand 5 erstreckt sich in 2 mit der Handfläche zum Festkörperdetektor 2 weisend von der an einen Detektororientierungspunkt 4 angrenzenden Kurzseite aus in Richtung der gegenüberliegenden Kurzseite. In 3 erstreckt sich die rechte Hand 5 mit der Handfläche zum Festkörperdetektor 2 weisend von der an den Detektororientierungspunkt 4 angrenzenden Langseite aus in die Richtung der gegenüberliegenden Langseite.
Bei der Übertragung der elektronischen Daten an die Steuerungseinrichtung 8 bzw. an die Verarbeitungs- und Speichereinheit 10 wird im bekannten Fall das Röntgenbild auf der Anzeigevorrichtung 9 relativ zum auf dem Festkörperdetektor angeordneten Detektororientierungspunkt 4, aber aufgrund der beliebigen Orientierung des Festkörperdetektors zum Röntgensystem 1 bzw. der Röntgenquelle 6 entsprechend beliebig orientiert angezeigt. Da der Anwender, zum Beispiel der Arzt, jedoch für jedes Röntgenbild einer rechten Hand 5 die gleiche gewohnte Anzeigeposition – zum Beispiel wie in 4 gezeigt – wünscht, wird im bekannten Fall jedes Röntgenbild von dem Anwender händisch auf der Anzeigevorrichtung 9 gedreht, bis die Anzeigeposition erreicht ist. Dies entfällt lediglich wenn die Lageposition der rechten Hand 5 auf dem Röntgenbild zufällig der Anzeigeposition entspricht.
5 zeigt ein erfindungsgemäßes Röntgensystem 15, bei dem ein Mittel zur Bilderkennung und ein Mittel zur Bildverarbeitung gemeinsam von einer für eine Bilderkennung und Bildverarbeitung vorgesehene Verarbeitungs- und Speichereinheit 14 mit darauf gespeicherter Software gebildet werden. Es kann auch eine getrennte Anordnung des Mittels zur Bilderkennung und des Mittel zur Bildverarbeitung zum Beispiel in verschiedenen Verarbeitungs- und Speichereinheiten vorgesehen sein. Nach der Aufnahme des Röntgenbildes der rechten Hand 5 erfasst die für eine Bilderkennung und Bildverarbeitung vorgesehene Verarbeitungs- und Speichereinheit 14 die Lageposition des Organs auf dem Röntgenbild. Dies erfolgt in vorteilhafter Weise mittels einer Erfassung der Lageposition des Organs anhand der Außenkonturen und/oder der Fläche und/oder der Oberfläche des Organs auf dem Röntgenbild oder anhand einer Mustererkennung, wie zum Beispiel einer Schwarz-weiß- oder einer Graustufenmustererkennung, des Organs auf dem Röntgenbild.
Es können auch andere Methoden der Bilderkennung angewendet werden. Ist die Außenkontur der rechten Hand 5 ermittelt, so wird anschließend anhand von in der für eine Bilderkennung und Bildverarbeitung vorgesehenen Verarbeitungs- und Speichereinheit 14 gespeicherten Informationen die Lageposition der rechten Hand 5 auf dem Röntgenbild erfasst. Dies kann zum Beispiel durch einen Abgleich mit Beispielbildern von verschieden positionierten rechten Händen erfolgen. Anschließend wird durch die für eine Bilderkennung und Bildverarbeitung vorgesehene Verarbeitungs- und Speichereinheit 14 das Röntgenbild derart bearbeitet, zum Beispiel gedreht, und auf der Anzeigevorrichtung 9 bildlich dargestellt, dass das Organ in der von dem Anwender vorgegebenen Anzeigeposition auf dem Röntgenbild angeordnet ist. Die gewünschte Anzeigeposition kann von dem Anwender zum Beispiel vor Inbetriebnahme des Röntgensystems 15 vorgegeben werden und als Standard eingestellt werden.
Zusätzlich kann das Röntgensystem 1 ein Positionserfassungssystem 13 aufweisen, durch das die Lageposition der rechten Hand 5 erfasst wird. Das Positionserfassungssystem 13 enthält zum Beispiel eine Kamera, die in der Nähe der Röntgenquelle 6, an einem Kollimator oder einer Blendenvorrichtung angeordnet ist und ein Bild der rechten Hand 5 aufzeichnet. Das Positionserfassungssystem 13 erfasst die Lageorientierung der rechten Hand 5 auf dem Festkörperdetektor und damit der rechten Hand 5 auf dem Röntgenbild zum Beispiel relativ zu dem Detektororientierungspunkt 4 oder relativ zum Tragegriff 3 des Festkörperdetektors. Das Positionserfassungssystem 13 gibt die Information über die Lageposition an die Verarbeitungs- und Speichereinrichtung 14 des Röntgensystems 15 weiter, so dass die Information über die Lageposition entsprechend auf das Röntgenbild übertragen werden kann.
Als Grundlage für die Erfassung der Lageposition des Organs auf dem Röntgenbild ist eine vorherige selbsttätige Identifikation des Organs vorgesehen. Durch das Mittel zur Bilderkennung in Form der für eine Bilderkennung und Bildverarbeitung vorgesehenen Verarbeitungs- und Speichereinrichtung 14 wird zum Beispiel anhand eines Abgleichs mit gespeicherten Beispielbildern das Organ selbsttätig identifiziert. Um die Identifikation des Organs zu erleichtern und Fehler zu minimieren werden zur selbsttätigen Identifikation des Organs Informationen über die jeweiligen Bildaufnahmeparameter verwendet. So können zum Beispiel die folgenden Informationen verwendet werden, die vom Röntgensystem bereitgestellt werden können: die Position und Einstellung einer den Röntgenstrahl formenden Blende, die Größe und Position des eingeblendeten Röntgenstrahls 11, ein Organprogramm, eine Auslenkung bzw. Verschwenkung der Röntgenquelle 6, eine Benutzung eines Streustrahlenrasters, eine Art und ein Modus des Röntgensystems 15, ein Abstand zwischen Festkörperdetektor 2 und Röntgenquelle 6 sowie weitere Generatoraufnahmeparameter. Diese Informationen können von dem Mittel zur Bilderkennung auch zur Erfassung der Lageorientierung des Organs auf dem Röntgenbild verwendet werden.
Zweckmäßigerweise für eine einfache und schnelle Identifikation weist das Röntgensystem 15 ein zusätzliches Mittel zur Identifikation des Organs auf. Ein derartiges Mittel zur Identifikation kann zum Beispiel von einem Sensor zur Messung der Flächenlast auf dem Festkörperdetektor 2 oder von einem Sensor zur Messung der Wärmefläche auf dem Festkörperdetektor gebildet werden. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sieht das Mittel zur Bilderkennung als Grundlage für die Erfassung der Lageposition des Organs auf dem Röntgenbild Informationen des Mittels zur Identifikation des Organs vor.
Die Erfindung lässt sich in folgender Weise kurz zusammenfassen: Um einem Anwender eine einfache Diagnose durch eine gewohnte Darstellung zu erleichtern, ist bei einem Röntgensystem, enthaltend einen zugeordneten, mobilen Festkörperdetektor, eine einen Röntgenstrahl erzeugende Röntgenquelle, ein Mittel zur Bilderkennung, ein Mittel zur Bildverarbeitung und eine Anzeigevorrichtung, vorgesehen, durch das Mittel zur Bildverarbeitung ein aus dem mobilen Festkörperdetektor ausgelesenes und von dem Mittel zur Bilderkennung hinsichtlich einer Lageposition des Organs auf dem Röntgenbild erfasstes Röntgenbild eines Organs selbsttätig derart auf der Anzeigevorrichtung bildlich anzuzeigen, dass das Organ auf dem Röntgenbild eine vorgebbare Anzeigeposition aufweist.

Claims

Röntgensystem (15), enthaltend einen zugeordneten, mobilen Festkörperdetektor (2), eine einen Röntgenstrahl (11) erzeugende Röntgenquelle (6), ein Mittel zur Bilderkennung, ein Mittel zur Bildverarbeitung und eine Anzeigevorrichtung (9), wobei durch das Mittel zur Bildverarbeitung ein aus dem Festkörperdetektor (2) ausgelesenes und von dem Mittel zur Bilderkennung hinsichtlich einer Lageposition des Organs auf dem Röntgenbild erfasstes Röntgenbild eines Organs selbsttätig derart auf der Anzeigevorrichtung (9) bildlich anzeigbar ist, dass das Organ auf dem Röntgenbild eine vorgebbare Anzeigeposition aufweist, wobei das Mittel zur Bilderkennung als Grundlage für die Erfassung der Lageposition des Organs auf dem Röntgenbild eine vorherige selbsttätige Identifikation des Organs durchführt und wobei jeweilige Aufnahmeparameter des Röntgensystems (15) eine Grundlage für die Identifikation des Organs bilden.
Röntgensystem nach Anspruch 1, wobei das Röntgensystem ein zusätzliches Positionserfassungssystem (13) für die Erfassung der Lageposition des Organs auf dem Röntgenbild aufweist.
Röntgensystem nach Anspruch 1, wobei das Mittel zur Bilderkennung und das Mittel zur Bildverarbeitung als gemeinsame Verarbeitungs- und Speichereinheit (14) ausgeführt sind.
Röntgensystem nach Anspruch 2, wobei das Positionserfassungssystem (13) eine Kamera aufweist.
Röntgensystem nach Anspruch 1, wobei das Mittel zur Bilderkennung eine Erfassung der Lageposition des Organs anhand der Außenkonturen und/oder der Fläche und/oder der Oberfläche des Organs auf dem Röntgenbild aufweist.
Röntgensystem nach Anspruch 1, wobei das Mittel zur Bilderkennung eine Erfassung der Lageposition des Organs anhand einer Mustererkennung des Organs auf dem Röntgenbild durchführt.
Röntgensystem nach Anspruch 1, wobei das Röntgensystem ein zusätzliches Mittel zur Identifikation des Organs aufweist.
Röntgensystem nach Anspruch 7, wobei die Identifikation des Organs durch das Mittel zur Identifikation für das Mittel zur Bilderkennung eine Grundlage für die Erfassung der Lageposition des Organs auf dem Röntgenbild bildet.
Verfahren zur Aufnahme und Anzeige eines Röntgenbildes mittels eines Röntgensystems (15), enthaltend einen zugeordneten, mobilen Festkörperdetektor (2), eine einen Röntgenstrahl (11) erzeugende Röntgenquelle (6), ein Mittel zur Bilderkennung, ein Mittel zur Bildverarbeitung und eine Anzeigevorrichtung (9), wobei – der Festkörperdetektor (2) ein Röntgenbild eines von dem Röntgenstrahl (11) durchstrahlten Organs aufnimmt, – das Mittel zur Bilderkennung das Röntgenbild hinsichtlich einer Lageposition des Organs auf dem Röntgenbild erfasst, wobei das Mittel zur Bilderkennung das Organ selbsttätig identifiziert und auf der Grundlage der Identifikation die Lageposition des Organs auf dem Röntgenbild erfasst, wobei das Mittel zur Bilderkennung das Organ selbsttätig anhand jeweiliger Aufnahmeparameter des Röntgensystems (15) identifiziert, und – das Mittel zur Bildverarbeitung das Röntgenbild selbsttätig derartig auf der Anzeigevorrichtung (9) bildlich zur Anzeige bringt, dass das Organ auf dem Röntgenbild in einer vorgebbaren Anzeigeposition ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei ein dem Röntgensystem (15) zugeordnetes zusätzliches Positionserfassungssystem (13) die Lageposition des Organs auf dem Röntgenbild erfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Mittel zur Bilderkennung und das Mittel zur Bildverarbeitung als gemeinsame Verarbeitungs- und Speichereinheit (14) ausgeführt sind und die Verarbeitungs- und Speichereinheit (14) das Röntgenbild hinsichtlich einer Lageposition des Organs auf dem Röntgenbild erfasst und selbsttätig derartig auf der Anzeigevorrichtung (9) bildlich zur Anzeige bringt, dass das Organ auf dem Röntgenbild in einer vorgebbaren Anzeigeposition ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Lageposition des Organs auf dem Röntgenbild mittels eines eine Kamera enthaltenden Positionserfassungssystems (13) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Mittel zur Bilderkennung die Lageposition des Organs anhand der Außenkonturen und/oder der Fläche und/oder der Oberfläche des Organs auf dem Röntgenbild erfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Mittel zur Bilderkennung die Lageposition des Organs anhand einer Mustererkennung des Organs auf dem Röntgenbild erfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei dem Röntgensystem (15) ein zusätzliches Mittel zur Identifikation des Organs zugeordnet ist und das Mittel zur Identifikation des Organs das Organ identifiziert.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Mittel zur Bilderkennung auf der Grundlage der Identifikation des Organs durch das Mittel zur Identifikation die Lageposition des Organs auf dem Röntgenbild ermittelt.