DE102006046734A1 - Verfahren zur Einstellung einer von einem magnetischen Störfeld verschobenen Fokusposition und Röntgenrohre und medizinisches Röntgenaufnahmesystem - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung lässt sich in folgender Weise kurz zusammenfassen: Um den Einfluss von magnetischen Störfeldern auf die Position eines Röntgenfokus einer Röntgenröhre (1) zu reduzieren, ist ein Verfahren zur Einstellung der von einem magnetischen Störfeld verschobenen Fokusposition des Fokuspunkts der Röntgenröhre mit den folgenden Schritten vorgesehen: - Bestimmung der Abweichung einer aktuellen Fokusposition von einer Vorgabe-Fokusposition oder eines zu der Abweichung proportionalen Messwertes, - Korrektur der Fokusposition, wobei die Abweichung der aktuellen Fokusposition von der Vorgabe-Fokusposition oder des zu der Abweichung proportionalen Messwertes auf der Basis der bestimmten Abweichung oder des zu der Abweichung proportionalen bestimmten Messwertes verringert wird. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird dabei die Abweichung der aktuellen Fokusposition von der Vorgabe-Fokusposition oder der zu der Abweichung proportionale Messwert durch wiederholte Bestimmung und Korrektur auf einen Wert von im Wesentlichen null geregelt.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer von einem magnetischen Störfeld verschobenen Fokusposition eines Fokus einer Röntgenröhre gemäß dem Patentanspruch 1, eine Röntgenröhre zur Durchführung eines derartigen Verfahrens gemäß dem Patentanspruch 15 und ein Medizinisches Röntgenaufnahmesystem mit einer Röntgenröhre gemäß dem Patentanspruch 23.
- Zur verbesserten Steuerung von Kathetern und Führungsdrähten in Blutgefäßen werden seit einigen Jahren Medizinische Röntgenaufnahmesysteme in Verbindung mit magnetischen Navigationssystemen eingesetzt. Ein derartiges Gesamtsystem aus einem Medizinischen Röntgenaufnahmesystem und magnetischer Navigation ist zum Beispiel aus der Broschüre „Axiom Artis dFC Magnetic Navigation" von Siemens Medical Solutions, 2004, bekannt.
- Durch das Magnetfeld des Navigationssystems kann es zu Beeinflussungen und Störungen von Komponenten des Medizinischen Röntgenaufnahmesystems wie zum Beispiel der Röntgenröhre kommen. Übliche Röntgenröhren sind zum Beispiel aus A. Oppelt, „Imaging Systems for Medical Diagnostics", Publicis Corporate Publishing, Erlangen, 2005, Seite 264 ff., Kap. 12.1 „The xray tube", bekannt. Insbesondere ein in der Röntgenröhre erzeugter Elektronenstrahl, der zur Erzeugung von Röntgenbremsstrahlung beschleunigt auf einen drehbaren Anodenteller der Röntgenröhre geleitet wird, ist sehr anfällig gegenüber äußeren magnetischen Störfeldern. Der Elektronenstrahl, dessen Auftreffpunkt auf dem Anodenteller den Fokuspunkt der Röntgenstrahlung darstellt, kann durch derartige magnetische Störfelder aus seiner Bahn abgelenkt werden, so dass es dadurch zu einer unerwünschten Verschiebung der Position des Fokuspunkts und damit zu einer Gesamtverschiebung des erzeugten Röntgenstrahls kommt.
- Die Verschiebung der Fokusposition führt zu einer Verschiebung des abzubildenden Bereichs des Untersuchungsobjekts auf dem Röntgenbild. Eine derartige Verschiebung ist abhängig von der Entfernung des Untersuchungsobjekts von dem Fokus derart, dass sie umso größer ist, je naher das Untersuchungsobjekt zu dem Fokus angeordnet ist.
- Um den Effekt von äußeren magnetischen Störfeldern zu verringern, sind Schutzvorrichtungen für Röntgenröhren gegenüber magnetischen Feldern in Form von ferromagnetischen Abschirmungen bekannt. Diese haben jedoch die Nachteile dass sie ein hohes Gewicht und in einem Magnetfeld ausgeübte Magnetfeldkräfte aufweisen. Vor allem im Fall eines Röntgengeräts mit einem beweglichen C-Bogen oder einer schnell rotierenden Gantry kann es durch das Gewicht und durch die Magnetfeldkraft zu mechanischen Auslenkungen und Unwuchten kommen.
- Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, welches den Einfluss von äußeren magnetischen Störfeldern auf die Fokusposition eines Fokus einer Röntgenröhre minimiert; des weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Röntgenröhre sowie ein Röntgenaufnahmesystem bereitzustellen.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Einstellung einer von einem magnetischen Störfeld verschobenen Fokusposition eines Fokus einer Röntgenröhre gemäß dem Patentanspruch 1, durch eine Röntgenröhre gemäß dem Patentanspruch 15 und durch ein Röntgenaufnahmesystem gemäß dem Patentanspruch 23; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche 2 bis 14 und 16 bis 22.
- Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auf der Grundlage der Bestimmung der Abweichung der aktuellen Fokusposition von einer Vorgabe-Fokusposition oder der Bestimmung eines zu der Abweichung proportionalen Messwertes die aktuelle Fokusposition korrigiert und an die Vorgabe-Fokusposition durch Verringerung der Abweichung oder des zu der Abweichung proportionale Messwerts angepasst. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, nach einer Ausgestaltung der Erfindung die Abweichung oder den zu der Abweichung proportionalen Messwert durch wiederholte Bestimmung und Korrektur auf einen Wert von im Wesentlichen null zu regeln. Dadurch werden der Einfluss von äußeren magnetischen Störfeldern auf die Bildqualität und die unerwünschte Verschiebung des Röntgenstrahls zumindest reduziert wenn nicht gar komplett eliminiert. Zusätzlich können ferromagnetische Abschirmungen reduziert und damit Gewicht eingespart werden. Insbesondere bei Röntgengeräten mit einem beweglichen C-Bogen oder einer rotierenden Gantry ergeben sich hierdurch eine geringere Belastung der Mechanik und eine störungsfreie Abbildungserstellung.
- In vorteilhafter Weise für eine besonders effektive Reduzierung von Einflüssen des Störfeldes wird zumindest an einem Teilabschnitt des Elektronenstrahls ein magnetisches Gegenfeld erzeugt, welches die Magnetfeldstärke des Störfeldes zumindest verringert. Zur Erzeugung dieses Gegenfeldes kann bevorzugt mindestens eine magnetische Feldspule oder Ablenkspule verwendet werden. Mittels derartiger magnetischer Feldspulen oder Ablenkspulen kann die Stärke des Magnetfeldes variabel eingestellt werden. Die magnetischen Spulen sind dabei bevorzugt so anzuordnen, dass das Magnetfeld des Störfeldes zweidimensional kompensiert werden kann.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Magnetfeldstärke des Störfeldes mittels einer Regelung der Stärke des Gegenfeldes auf einen Wert von im Wesentlichen null geregelt.
- In vorteilhafter Weise wird zur Bestimmung der Abweichung die aktuelle Fokusposition gemessen und mit der Vorgabe-Fokusposition verglichen.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der zu der Abweichung proportionale Messwert gemessen. Vorteilhafterweise wird der zu der Abweichung proportionale Messwert von der Magnetfeldstärke des Störfeldes gebildet. Die Magnetfeldstärke des Störfeldes wird zweckmäßigerweise mittels eines Magnetfeldsensors gemessen. Der Magnetfeldsensor wird dabei bevorzugt im Inneren der Röntgenröhre und möglichst nahe bei dem Elektronenstrahl angeordnet.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der zu der Abweichung proportionale Messwert von der Position des von dem Fokus erzeugten Röntgenstrahls gebildet; folglich wird also die aktuelle Position des von dem Fokus erzeugten Röntgenstrahls gemessen. In vorteilhafter Weise wird die Position des Röntgenstrahls mittels eines Positionssensors gemessen.
- Derartige Positionssensoren, zum Beispiel auf der Basis röntgensensitiver Halbleiterbauelemente, sind bekannt und einfach und kostengünstig zum Beispiel in einem der Röntgenröhre zugeordneten Blendensystem integrierbar. Der Positionssensor bestimmt die aktuelle Position des Röntgenstrahls. Wird die aktuelle Position des Röntgenstrahls anschließend mit der Vorgabe-Position des Röntgenstrahls verglichen, so wird dadurch indirekt die Abweichung der aktuellen Fokus-Position von der Vorgabe-Fokusposition erhalten. Es kann aber auch durch die aktuelle Position des Röntgenstrahls der Auftreffpunkt des Elektronenstrahls auf der Anode der Röntgenröhre und dadurch die aktuelle Fokusposition bestimmt werden. Die aktuelle Fokusposition kann in einer Auswerteeinheit anschließend mit einer gespeicherten Vorgabe-Fokusposition verglichen werden. Die Vorgabe-Fokusposition kann im Rahmen einer Kalibrierung bei Abwesenheit eines Störfeldes gemessen und gespeichert werden.
- In vorteilhafter Weise wird der zu der Abweichung proportionale Messwert von der Position des eingeblendeten Bereichs auf einem aufgenommenen Röntgenbild gebildet. Die Position des eingeblendeten Bereichs auf dem Röntgenbild wird nach einer Ausgestaltung der Erfindung mittels Bildbearbeitung, insbesondere mittels Detektion der Blendenkanten auf dem Röntgenbild, bestimmt. Bevorzugt ist der Röntgenröhre ein Röntgendetektor zur Aufnahme eines Röntgenbildes und ein Bildsystem zur Bearbeitung und Auswertung des Röntgenbildes zugeordnet und wird das Mittel zur Bestimmung des zu der Abweichung proportionalen Messwertes von dem Bildsystem, insbesondere einer in dem Bildsystem gespeicherten Bildbearbeitungssoftware oder einem Kantendetektor, gebildet. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der zu der Abweichung proportionale Messwert durch Auswertung eines Röntgenbildes hinsichtlich der Position seiner Kanten messbar.
- 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 ein Ablauf eines erfindungsgemäßen Regelungsverfahrens zur Einstellung einer von einem magnetischen Störfeld verschobenen Fokusposition eines Fokus einer Röntgenröhre; -
2 ein erfindungsgemäßes Röntgenaufnahmesystem mit einem Regelungskreises zur Regelung der Fokusposition; -
3 eine Anordnung zur Beeinflussung des Elektronenstrahls mit zwei Spulenpaaren. - In der
1 ist ein einfacher Ablauf eines Regelungsverfahrens nach der Erfindung zur Einstellung einer von einem magnetischen Störfeld verschobenen Fokusposition eines Fokuspunkts einer Röntgenröhre gezeigt: In einem Bestimmungsschritt11 wird eine Abweichung einer aktuellen Fokusposition von einer Vorgabe-Fokusposition oder ein zu der Abweichung proportionaler Messwert bestimmt. - Dazu wird zumindest eine Messung durchgeführt, wobei entweder die aktuelle Fokusposition des Fokuspunkts der Röntgenröhre oder ein Messwert, der zu der Abweichung der aktuellen Fokusposition von einer Vorgabe-Fokusposition proportional ist, gemessen werden. Ein solcher Messwert kann zum Beispiel von der Magnetfeldstärke des Störfeldes gebildet werden. Wird die aktuelle Fokusposition gemessen, wird diese anschließend mit der Vorgabe-Fokusposition verglichen, um die Abweichung der aktuellen Fokusposition von der Vorgabe-Fokusposition zu erhalten.
- In einem Überprüfungsschritt
12 wird die Abweichung oder der dazu proportionale Messwert ausgewertet, bevorzugt findet dies in einer Regelungseinheit statt. Die Auswertung kann bei der Abweichung oder dem zu der Abweichung proportionalen Messwert darin bestehen, zu überprüfen ob die Abweichung oder der Messwert einen vorgegebenen Schwellwert überschreiten. Im Rahmen des Überprüfungsschritts wird beurteilt, ob Schritte zur Korrektur eingeleitet werden müssen. Überschreitet die Abweichung oder der dazu proportionale Messwert seinen jeweiligen Schwellwert, so wird in einem Korrekturschritt13 eine Maßnahme zur Reduzierung der Abweichung oder des dazu proportionalen Messwertes getroffen. - Anschließend erfolgt erneut der Bestimmungsschritt
11 zur Bestimmung der Abweichung oder des dazu proportionalen Messwertes und anschließend der Überprüfungsschritt12 . Das Verfahren wird solange wiederholt bis die Abweichung oder der dazu proportionale Messwert unter seinen jeweiligen vorgegebenen Schwellwert fällt. Idealerweise wird so lange geregelt, bis die Abweichung oder der dazu proportionale Messwert im Wesentlichen null betragen. -
2 zeigt ein erfindungsgemäßes Röntgenaufnahmesystem mit einer erfindungsgemäßen Röntgenröhre1 , wobei schematisch die jeweiligen Regelungsverbindungen gezeigt sind. Das Röntgenaufnahmesystem weist neben der Röntgenröhre1 , einem der Röntgenröhre zugeordneten Blendensystem10 und einer Fokuspositions-Regelungseinheit7 einen Röntgendetektor2 und ein Bildsystem9 auf. Im Allgemeinen weist ein derartiges Röntgenaufnahmesystem außerdem eine nicht eingezeichnete Steuerungseinheit auf. - In der Röntgenröhre
1 wird von einer Kathode ein Elektronenstrahl erzeugt, welcher auf eine Anode, insbesondere eine Drehanode, beschleunigt wird. Im Auftreffpunkt des Elektronenstrahls auf der Anode wird ein Röntgenstrahl18 erzeugt, der zur Bildgebung verwendet werden kann. Im Allgemeinen handelt es sich bei der Anode um eine Drehanode. - Mittels des Röntgenstrahls wird ein Untersuchungsobjekt, zum Beispiel ein Thorax eines Patienten
3 , durchleuchtet. Der Röntgendetektor2 , bei dem es sich bevorzugt um einen Flachbilddetektor handelt, wandelt den auftreffenden Röntgenstrahl18 in ein Röntgenbild um. In dem Bildsystem9 kann das Röntgenbild anschließend bearbeitet werden. - Zur Bestimmung eines magnetischen Störfeldes, welches zum Beispiel von einem dem Röntgenaufnahmesystem zugeordneten magnetischen Navigationssystem ausgeht, weist die Röntgenröhre einen Magnetfeldsensor
5 auf. Der Magnetfeldsensor5 ist dabei bevorzugt an oder in dem Vakuumgehäuse der Röntgenröhre1 angeordnet, besonders bevorzugt weist der Magnetfeldsensor5 einen möglichst geringen Abstand zu dem Elektronenstrahl auf. - Zur Kompensierung des Störfeldes weist die Röntgenröhre
1 ein Mittel zur Erzeugung eines Gegenfeldes in Form von zumindest einer Gegenfeldspule6 auf. Die Gegenfeldspule6 wird von der Fokuspositions-Regelungseinheit7 angesteuert und kann in ihrer Magnetfeldstärke angepasst werden, was durch den Verbindungspfeil zwischen der Gegenfeldspule und der Fokuspositions-Regelungseinheit7 angedeutet ist. - Außerdem weist das erfindungsgemäße Röntgenaufnahmesystem zumindest einen Positionssensor
8 auf, der bevorzugt im Blendensystem10 angeordnet ist. Der Positionssensor10 ist zur Messung der aktuellen Fokusposition des Fokuspunkts ausgebildet. Der Positionssensor8 und/oder der Magnetfeldsensor5 sind mit der Fokuspositions-Regelungseinheit7 derart verbunden dass sie ihre jeweiligen Messwerte an die Fokuspositions-Regelungseinheit7 übermitteln. Bei einem erfindungsgemäßen Röntgenaufnahmesystem können alternativ eine oder mehrere die aktuelle Fokusposition oder den proportionalen Messwert messende Einheiten vorhanden sein, also zum Beispiel nur ein Positionssensor8 oder nur ein Magnetfeldsensor oder beides. Auf der Basis der Messwerte steuert die Fokuspositions-Regelungseinheit7 die Gegenfeldspule6 bzw. deren Magnetfeld. - Die kann zum Beispiel derart vorgesehen sein: der Magnetfeldsensor
5 misst das Störfeld und übermittelt den Messwert an die Fokuspositions-Regelungseinheit7 . Diese steuert die Gegenfeldspule6 an, ein Gegenfeld aufzubauen, durch welches das Störfeld im Bereich des Elektronenstrahls reduziert wird. Der Magnetfeldsensor misst wiederum das aktuelle Störfeld und übermittelt den Messwert an die Fokuspositions-Regelungseinheit7 , die wiederum die Gegenfeldspule ansteuert. Auf diese Weise kann das Störfeld im relevanten Bereich auf einen Wert von im Wesentlichen null geregelt werden und damit der Einfluss der Störung minimiert werden. - Ebenso kann eine Regelung auf der Basis der Abweichung der aktuellen Fokusposition von der Vorgabe-Fokusposition vorgesehen sein. Der Positionssensor
8 , zum Beispiel ein röntgensensitiver Halbleitersensor, misst die Position des Röntgenstrahls und ermittelt daraus die aktuelle Fokusposition. Die aktuelle Fokusposition wird dann an die Fokuspositions-Regelungseinheit7 übermittelt, die die aktuelle Fokusposition mit der Vorgabe-Fokusposition vergleicht und die Abweichung ermittelt. Auf der Basis der Abweichung steuert die Fokuspositions-Regelungseinheit7 die Gegenfeldspule6 an. An schließend ermittelt der Positionssensor8 erneut die aktuelle Fokusposition und übermittelt sie. Dieses Verfahren wird so lange fortgesetzt bis die Abweichung im Wesentlichen null beträgt. Der Positionssensor8 kann auch direkt die aktuelle Position des Röntgenstrahls übermitteln. - Eine Regelung kann ebenfalls auf der Basis der Position der Blendenkanten auf dem Röntgenbild vorgesehen sein. Im Fall der Regelung auf der Basis der Position der Blendenkanten auf dem Röntgenbild wird ein Röntgenbild von dem Röntgendetektor
2 aufgenommen und mittels einer Bildverarbeitungssoftware im Bildsystem in Form eines Kantendetektors9 die Position der Blendenkanten ermittelt. Dieser Messwert wird von dem Kantendetektor9 an die Fokuspositions-Regelungseinheit7 weitergegeben. - Es kann vorgesehen sein, zur Kalibrierung bei Abwesenheit von magnetischen Störfeldern die Vorgabe-Fokusposition oder den proportionalen Messwert zu bestimmen. Dies kann zum Beispiel einmalig bei Inbetriebnahme der Röntgenröhre oder regelmäßig im Rahmen einer Rekalibrierung durchgeführt werden. Die so bestimmten Werte können anschließend, bei Anwesenheit von magnetischen Störfeldern, als Referenzen für die Abweichung der aktuellen Fokusposition verwendet werden.
-
3 zeigt ein Mittel zur Erzeugung eines Gegenfeldes in Form von zwei Helmholtzspulenpaaren, deren jeweilige Magnetfelder senkrecht zueinander und senkrecht zur Bahn des Elektronenstrahls15 angeordnet sind. Insbesondere Helmholtzspulen erzeugen ein besonders gleichmäßiges Magnetfeld in ihrem Inneren. Mittels einer derartigen Anordnung ist eine vollständige zweidimensionale Kompensierung der den Elektronenstrahl15 beeinflussenden Komponenten des magnetischen Störfeldes möglich. - Es kann auch ein bereits bekanntes magnetisches Elektronenstrahl-Ablenksystem wie in A. Oppelt, Imaging Systems for Medical Diagnostics, Publicis Corporate Publishing, Erlangen, 2005, Seite 281,
12.19 , beschrieben als Mittel zur Erzeugung eines Gegenfeldes mitverwendet werden. - Das Röntgenaufnahmesystem kann zum Beispiel von einem Angiographie-Röntgengerät mit einem beweglichen C-Bogen oder von einem Computertomographen mit einer um ein Untersuchungsobjekt rotierenden Gantry gebildet werden.
- Die Erfindung lässt sich in folgender Weise kurz zusammenfassen: Um den Einfluss von magnetischen Störfeldern auf die Position eines Röntgenfokus einer Röntgenröhre zu reduzieren, ist ein Verfahren zur Einstellung der von einem magnetischen Störfeld verschobenen Fokusposition des Fokuspunkts der Röntgenröhre mit den folgenden Schritten vorgesehen:
- – Bestimmung der Abweichung einer aktuellen Fokusposition von einer Vorgabe-Fokusposition oder eines zu der Abweichung proportionalen Messwertes,
- – Korrektur der Fokusposition, wobei die Abweichung der aktuellen Fokusposition von der Vorgabe-Fokusposition oder des zu der Abweichung proportionale Messwerts auf der Basis der bestimmten Abweichung oder des zu der Abweichung proportionalen bestimmten Messwertes verringert wird.
- Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird dabei die Abweichung der aktuellen Fokusposition von der Vorgabe-Fokusposition oder der zu der Abweichung proportionale Messwert durch wiederholte Bestimmung und Korrektur auf einen Wert von im Wesentlichen null geregelt.
Claims (23)
- Verfahren zur Einstellung einer von einem magnetischen Störfeld verschobenen Fokusposition eines Fokus einer Röntgenröhre (
1 ) mit den folgenden Schritten: – Bestimmung der Abweichung einer aktuellen Fokusposition von einer Vorgabe-Fokusposition oder eines zu der Abweichung proportionalen Messwertes, – Korrektur der Fokusposition, wobei die Abweichung der aktuellen Fokusposition von der Vorgabe-Fokusposition oder des zu der Abweichung proportionalen Messwerts auf der Basis der bestimmten Abweichung oder des zu der Abweichung proportionalen bestimmten Messwertes verringert wird. - Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Abweichung der aktuellen Fokusposition von der Vorgabe-Fokusposition oder der zu der Abweichung proportionale Messwert durch wiederholte Bestimmung und Korrektur auf einen Wert von im Wesentlichen null geregelt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zur Verringerung der Abweichung der aktuellen Fokusposition von der Vorgabe-Fokusposition ein Gegenfeld erzeugt wird, welches die Magnetfeldstärke des Störfeldes zumindest verringert.
- Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Magnetfeldstärke des Störfeldes mittels einer Regelung der Stärke des Gegenfeldes auf einen Wert von im Wesentlichen null geregelt wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zur Bestimmung der Abweichung die aktuelle Fokusposition gemessen und mit der Vorgabe-Fokusposition verglichen wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zu der Abweichung proportionale Messwert gemessen wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zu der Abweichung proportionale Messwert von der Magnetfeldstärke des Störfeldes gebildet wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Magnetfeldstärke des Störfeldes mittels eines Magnetfeldsensors (
5 ), insbesondere im Bereich eines den Fokus erzeugenden Elektronenstrahls, gemessen wird. - Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zu der Abweichung proportionale Messwert von der Position des von dem Fokus erzeugten Röntgenstrahls (
18 ) gebildet wird. - Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Position des Röntgenstrahls (
18 ) mittels eines Positionssensors (8 ) gemessen wird. - Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zu der Abweichung proportionale Messwert von der Position des eingeblendeten Bereichs auf einem aufgenommenen Röntgenbild gebildet wird.
- Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Position des eingeblendeten Bereichs auf dem Röntgenbild mittels Bildbearbeitung, insbesondere Detektion der Blendenkanten, bestimmt wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zur Erzeugung des Gegenfeldes eine magnetische Feldspule (
6 ) verwendet wird. - Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zur Kalibrierung bei Abwesenheit von magnetischen Störfeldern die Vorgabe-Fokusposition oder der Messwert bei keiner Abweichung der aktuellen Fokusposition von der Vorgabe-Fokusposition bestimmt werden.
- Röntgenröhre (
1 ) mit einer Kathode zur Aussendung eines Elektronenstrahls und einer Anode zur Erzeugung eines Röntgenstrahls (15 ) in einem durch den Auftreffpunkt des Elektronenstrahls definierten Fokuspunkt, wobei der Röntgenröhre (1 ) – ein Mittel zur Bestimmung der Abweichung einer aktuellen Fokusposition von einer Vorgabe-Fokusposition oder eines zu der Abweichung proportionalen Messwertes, – eine Regelungseinheit (7 ) zur Regelung der Fokusposition, und – ein Mittel zur Korrektur der Abweichung der aktuellen Fokusposition von der Vorgabe-Fokusposition zugeordnet sind. - Röntgenröhre nach Anspruch 15, wobei das Mittel zur Bestimmung des zu der Abweichung proportionalen Messwertes von einem Magnetfeldsensor (
5 ) zur Bestimmung der Magnetfeldstärke eines die Abweichung erzeugenden Störfeldes gebildet wird. - Röntgenröhre nach Anspruch 15 oder 16, wobei das Mittel zur Korrektur der der Abweichung der aktuellen Fokusposition von der Vorgabe-Fokusposition von mindestens einer Vorrichtung zur Reduzierung des Störfeldes in zumindest einem Teilbereich des Elektronenstrahles gebildet wird.
- Röntgenröhre nach Anspruch 17, wobei die Vorrichtung zur Reduzierung des Störfeldes in zumindest einem Teilbereich des Elektronenstrahles von mindestens einer magnetischen Feldspule (
6 ) gebildet wird. - Röntgenröhre nach Anspruch 15, wobei das Mittel zur Bestimmung der Abweichung einer aktuellen Fokusposition von einer Vorgabe-Fokusposition von einem Positionssensor (
8 ) zur Messung der aktuellen Fokusposition und einer Auswerteeinheit zur Ermittlung der Abweichung aus der aktuellen Fokusposition und der Vorgabe-Fokusposition gebildet wird. - Röntgenröhre nach Anspruch 19, wobei der Positionssensor (
8 ) in einem der Röntgenröhre zugeordneten Blendensystem (10 ) angeordnet ist. - Röntgenröhre nach Anspruch 15, wobei der Röntgenröhre (
1 ) ein Röntgendetektor (2 ) zur Aufnahme eines Röntgenbildes und ein Bildsystem (4 ) zur Bearbeitung und Auswertung des Röntgenbildes zugeordnet sind und das Mittel zur Bestimmung des zu der Abweichung proportionalen Messwertes von dem Bildsystem (4 ) gebildet wird. - Röntgenröhre nach Anspruch 21, wobei der zu der Abweichung proportionale Messwert durch Auswertung eines Röntgenbildes hinsichtlich der Position seiner Blendenkanten messbar ist.
- Medizinisches Röntgenaufnahmesystem mit – einer Röntgenröhre (
1 ) nach einem der Ansprüche 15 bis 22 mit einer Kathode zur Aussendung eines Elektronenstrahls und einer Anode zur Erzeugung eines Röntgenstrahls in einem durch den Auftreffpunkt des Elektronenstrahls definierten Fokuspunkt, – einem Blendensystem (10 ) zur Formung des Röntgenstrahls (18 ), – einem Mittel zur Bestimmung der Abweichung einer aktuellen Fokusposition von einer Vorgabe-Fokusposition oder eines zu der Abweichung proportionalen Messwertes, – einer Regelungseinheit (7 ) zur Regelung der Fokusposition, – einem Mittel zur Korrektur der Abweichung der aktuellen Fokusposition von der Vorgabe-Fokusposition, – einem Röntgendetektor (2 ) zur Aufnahme eines Röntgenbildes, und – einem Bildsystem (4 ) zur Bearbeitung und Auswertung des Röntgenbildes.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011003297A1 (de) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Gewinnen einer 3-D-Rekontruktion sowie Röntgenbildaufnahmevorrichtung mit einem Röntgen-C Bogen |
| DE102016218889A1 (de) | 2016-09-29 | 2018-03-01 | Siemens Healthcare Gmbh | Medizinisches Bildgebungssystem zur kombinierten Magnetresonanz- und Röntgenbildgebung eines Untersuchungsobjektes mit einem Röntgenstrahler und Röntgenstrahler |
| EP3240012A3 (de) * | 2016-04-28 | 2018-03-21 | Varex Imaging Corporation | Elektronische kalibrierung einer brennfleckposition in einer röntgenröhre |
| EP4084038A1 (de) * | 2021-04-27 | 2022-11-02 | Siemens Healthcare GmbH | Automatische regelung einer position eines röntgenfokus eines röntgenbildgebungssystems |
| DE102021210851B3 (de) | 2021-09-28 | 2023-03-02 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren und System zur Kalibration eines Röntgenstrahlers |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120082294A1 (en) * | 2010-10-02 | 2012-04-05 | Varian Medical Systems, Inc. | X-ray system and method |
| KR101534098B1 (ko) * | 2013-09-13 | 2015-07-07 | 삼성전자주식회사 | Ct 장치 및 이를 이용한 엑스선 제어 방법 |
| JP6377578B2 (ja) * | 2015-07-01 | 2018-08-22 | 株式会社リガク | X線発生装置、及びその調整方法 |
| CN106691482B (zh) * | 2016-12-30 | 2020-01-21 | 上海联影医疗科技有限公司 | 计算机断层扫描系统的焦点确定方法和装置 |
| CN110664420B (zh) * | 2019-10-11 | 2023-04-07 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 焦点校正方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质 |
| CN117653178B (zh) * | 2024-02-01 | 2024-05-17 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | 一种用于x光机的定位方法及定位装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4325351A1 (de) * | 1993-06-26 | 1995-01-12 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung zur Bestimmung und Steuerung der relativen Position und des Durchmessers des Brennfleckes einer Röntgenröhre |
| DE19611228C1 (de) * | 1996-03-21 | 1997-10-23 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Bestimmung der Elektronenverteilung eines auf einen Brennfleck einer Anode eines Röntgenstrahlers konzentrierten Elektronenbündels |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL91119A0 (en) * | 1989-07-26 | 1990-03-19 | Elscint Ltd | Arrangement for controlling focal spot position in x-ray tubes |
| US6976953B1 (en) * | 2000-03-30 | 2005-12-20 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Maintaining the alignment of electric and magnetic fields in an x-ray tube operated in a magnetic field |
| DE10038176C1 (de) * | 2000-08-04 | 2001-08-16 | Siemens Ag | Medizinische Untersuchungsanlage mit einem MR-System und einem Röntgensystem |
| DE102004025119B4 (de) * | 2004-05-21 | 2012-08-02 | Siemens Ag | Röntgenstrahler |
| US7344304B2 (en) * | 2005-06-14 | 2008-03-18 | Varian Medical Systems Technologies, Inc. | Self-alignment of radiographic imaging system |
-
2006
- 2006-09-29 DE DE102006046734A patent/DE102006046734A1/de not_active Withdrawn
-
2007
- 2007-09-28 US US11/863,518 patent/US7599472B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4325351A1 (de) * | 1993-06-26 | 1995-01-12 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung zur Bestimmung und Steuerung der relativen Position und des Durchmessers des Brennfleckes einer Röntgenröhre |
| DE19611228C1 (de) * | 1996-03-21 | 1997-10-23 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Bestimmung der Elektronenverteilung eines auf einen Brennfleck einer Anode eines Röntgenstrahlers konzentrierten Elektronenbündels |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011003297A1 (de) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Gewinnen einer 3-D-Rekontruktion sowie Röntgenbildaufnahmevorrichtung mit einem Röntgen-C Bogen |
| DE102011003297B4 (de) * | 2011-01-28 | 2016-07-28 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren zum Gewinnen einer 3-D-Rekonstruktion sowie Röntgenbildaufnahmevorrichtung mit einem Röntgen-C Bogen |
| EP3240012A3 (de) * | 2016-04-28 | 2018-03-21 | Varex Imaging Corporation | Elektronische kalibrierung einer brennfleckposition in einer röntgenröhre |
| US10383203B2 (en) | 2016-04-28 | 2019-08-13 | Varex Imaging Corporation | Electronic calibration of focal spot position in an X-ray tube |
| DE102016218889A1 (de) | 2016-09-29 | 2018-03-01 | Siemens Healthcare Gmbh | Medizinisches Bildgebungssystem zur kombinierten Magnetresonanz- und Röntgenbildgebung eines Untersuchungsobjektes mit einem Röntgenstrahler und Röntgenstrahler |
| EP4084038A1 (de) * | 2021-04-27 | 2022-11-02 | Siemens Healthcare GmbH | Automatische regelung einer position eines röntgenfokus eines röntgenbildgebungssystems |
| US12186122B2 (en) | 2021-04-27 | 2025-01-07 | Siemens Healthineers Ag | Automatic regulation of a position of an X-ray focus of an X-ray imaging system |
| DE102021210851B3 (de) | 2021-09-28 | 2023-03-02 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren und System zur Kalibration eines Röntgenstrahlers |
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