DE10003524A1

DE10003524A1 - Verfahrbares Röntgengerät und Verfahren zur Bestimmung von Projektionsgeometrien

Info

Publication number: DE10003524A1
Application number: DE10003524A
Authority: DE
Inventors: Rainer Graumann; Jochen Kusch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2000-01-27
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2001-08-16
Anticipated expiration: 2020-01-28
Also published as: DE10003524B4; JP5004379B2; JP2001224578A; US6382835B2; US20010022834A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein verfahrbares Röntgengerät mit einem eine Röntgenstrahlenquelle und einen Röntgenstrahlendetektor umfassenden Röntgensystem, welches an einer Tragevorrichtung angeordnet ist. Die Tragevorrichtung ist zur Aufnahme einer Serie von 2-D-Projektionen von einem Objekt um eine wenigstens im wesentlichen horizontal durch die Tragevorrichtung verlaufende Achse motorisch schwenkbar. Das Röntgengerät weist Mittel zur Erzeugung eines 3-D-Bilddatensatzes aus den aufgenommenen 2-D-Projektionen auf. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Bestimmung der für die Erzeugung eines 3-D-Bilddatensatzes aus aufgenommenen 2-D-Projektionen erforderlichen Projektionsgeometrien.

Description

Die Erfindung betrifft ein verfahrbares Röntgengerät mit ei nem eine Röntgenstrahlenquelle und einen Röntgenstrahlende tektor umfassenden Röntgensystem. Das Röntgensystem ist an einer Tragevorrichtung angeordnet zur Aufnahme einer Serie von 2D-Projektionen von einem Objekt für die Rekonstruktion eines 3D-Bildes des Objektes relativ zu dem Objekt verstell bar. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Be stimmung von Projektionsgeometrien für ein derartiges Rönt gengerät.

Röntgengeräte der eingangs genannten Art, bei denen es sich in der Regel um verfahrbare C-Bogen-Röntgengeräte handelt, sind beispielsweise zum Einsatz in der Medizin vorgesehen, um aus einer Serie von unter verschiedenen Projektionswinkeln aufgenommenen 2D-Projektionen von einem Körperteil eines Pa tienten 3D-Bilder von dem Körperteil rekonstruieren zu kön nen. Die Rekonstruktion von 3D-Bildern aus den mit dem Rönt gensystem aufgenommenen 2D-Projektionen setzt allerdings die Kenntnis der Projektionsgeometrien, d. h. die Kenntnis der Positionen der Röntgenstrahlenquelle und des Röntgenstrahlen detektors sowie die Kenntnis des Projektionswinkels bei jeder der einzelnen 2D-Projektionen der Serie voraus. Da C-Bogen- Röntgengeräte mechanische Instabilitäten, insbesondere die Verstellbewegung des C-Bogens betreffend aufweisen, welche sich infolge der Gewichtskraft der Röntgenstrahlenquelle und des Röntgenstrahlenempfängers in Verwindungen des C-Bogens bei Verstellbewegungen desselben äußern, sind Maßnahmen vor zusehen, um die Projektionsgeometrien während der 2D- Projektionen ermitteln und somit 3D-Bildern von dem Objektes rekonstruieren zu können.

Aus der DE 197 46 093 A1 ist ein derartiges C-Bogen-Röntgen gerät bekannt. Zur Aufnahme einer Serie von 2D-Projektionen wird der mit dem Röntgensystem versehene C-Bogen des Röntgen gerätes vorzugsweise isozentrisch längs seines Umfanges in einer sogenannten Orbitalbewegung in einem Winkelbereich von ca. 200° um das zu untersuchende Körperteil des Patienten mo torisch verstellt. Zur Bestimmung der Projektionsgeometrien weist das Röntgengerät Mittel in Form von an der Röntgen strahlenquelle und dem Röntgenstrahlenempfänger angeordneten Sendeeinrichtungen und an relativ zu dem Röntgensystem stati onären Komponenten des Röntgengerätes angeordneten Empfang seinrichtungen für Schallwellen oder elektromagnetische Wel len auf. Durch Laufzeit- oder Phasenmessungen der Schall- oder elektromagnetischen Wellen zwischen den Sende- und Emp fangseinrichtungen im Zuge der Aufnähme von 2D-Projektionen können die Projektionsgeometrien der einzelnen 2D-Projektio nen ermittelt und somit aus der Serie von 2D-Projektionen 3D- Bilder von dem untersuchten Objekt erzeugt werden.

Nachteilig an dem bekannten Röntgengerät erweist sich, dass die Realisierung der motorischen Verstellung des C-Bogens längs seines Umfanges technisch aufwendig und somit teuer ist. Darüber hinaus erfordert die Ermittlung der Projektions geometrien während der Aufnahme einer Serie von 2D-Projek tionen, welche auch als Online-Ermittlung der Projektionsgeo metrien bezeichnet wird, einen hohen Einsatz von Rechenleis tung, um in möglichst kurzer Zeit nach der Aufnahme der Serie von 2D-Projektionen in erwünschter Weise zu 3D-Bildern von dem Objekt gelangen zu können. Eine sogenannte Realtime- Rekonstruktion von 3D-Bildern ist demnach nur mit einem Ein satz teurer, eine hohe Rechenleistung aufweisender Rechner möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Röntgen gerät der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass der technische Aufwand für die Erzeugung von 3D-Bildern von einem Objekt verringert ist. Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, durch das die für die Rekonstruktion von 3D-Bildern erforderlichen Projektionsgeo metrien für das erfindungsgemäße Röntgengerät in vereinfach ter Weise zur Verfügung gestellt werden können.

Nach der Erfindung wird die das Röntgengerät betreffende Auf gabe gelöst durch ein verfahrbares Röntgengerät mit einem ei ne Röntgenstrahlenquelle und einen Röntgenstrahlendetektor umfassenden Röntgensystem, welches an einer Tragevorrichtung angeordnet ist, welche Tragevorrichtung zur Aufnahme einer Serie von 2D-Projektionen von einem Objekt um eine wenigstens im wesentlichen horizontal durch die Tragevorrichtung verlau fende Achse motorisch schwenkbar ist und mit Mitteln zur Er zeugung eines 3D-Bilddatensatzes aus den aufgenommenen 2D- Projektionen. Im Unterschied zu dem bekannten Röntgengerät ist die Tragevorrichtung des erfindungsgemäßen Röntgengerätes motorisch um eine wenigstens im wesentlichen horizontal durch die Tragevorrichtung verlaufende Achse schwenkbar. Diese Form der Schwenkung um die horizontal verlaufende Achse, welche nach einer Ausgestaltung der Tragevorrichtung des erfindungs gemäßen Röntgengerätes in Form eines C-Bogens der Angulation sachse des C-Bogens entspricht, lässt sich wesentlich einfa cher realisieren als die technisch aufwendige motorische Or bitaldrehung des C-Bogens, worunter die Verstellung des C- Bogens längs seines Umfanges verstanden wird. Durch die er findungsgemäße Ausbildung des Röntgengerätes ist demnach der technische Aufwand für die Erzeugung eines 3D-Bilddatensatzes von einem Objekt, aus dem 3D-Bilder von dem Objekt gewonnen werden können, deutlich verringert.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass auch einfache C-Bogen-Röntgengeräte mit nicht isozentrisch ver stellbaren C-Bogen in einfacher Weise mit motorisch um ihre Angulationsachse schwenkbaren C-Bogen ausgeführt werden kön nen, so dass auch mit derartigen einfachen Röntgengeräten 3D- Bilddatensätze zur Rekonstruktion von 3D-Bildern von einem Objekt gewonnen werden können. Denn auch bei nicht isozentrisch verstellbaren C-Bogen verändert sich die Lage des Schnittpunktes zwischen dem Zentralstrahl eines von der Rönt genstrahlenquelle ausgesandten Röntgenstrahlenbündels und der Angulationsachse bei Schwenkung des C-Bogens um die Angulati onsachse näherungsweise nicht, wie dies bei einer Orbitaldre hung eines isozentrisch verstellbaren C-Bogens um das Iso zentrum des C-Bogens der Fall ist. Dadurch wird in beiden Fällen auf vorteilhafte Weise die Erzeugung eines 3D-Bild datensatzes aus einer Serie von 2D-Projektionen vereinfacht.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die motorische Schwenkung der Tragevorrichtung durch einen digital gesteuerten Antrieb bewirkt wird. Der vorzugsweise softwaregesteuerte Antrieb, welcher nach einer Ausführungsform der Erfindung einen Schrittmotor umfasst, er möglicht eine präzise Schwenkung der Tragevorrichtung um die horizontal verlaufende Achse, wobei verschiedene Schwenkstel lungen der Tragevorrichtung mit hoher Genauigkeit wiederholt eingestellt werden können. Mit Hilfe des Schrittmotors können einzelne Schwenkstellung bei der Verstellbewegung des C- Bogens bis auf 500 µ° genau wiederholt angefahren werden.

Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung der Projektionsgeometrien für ein verfahrbares Röntgengerät, bei dem die Tragevorrichtung rela tiv zu einer Halterung des Röntgengerätes um die durch die Halterung und die Tragevorrichtung wenigstens im wesentlichen horizontal verlaufende Achse schwenkbar ist, aufweisend fol gende Verfahrensschritte:

a) Einstellung erster die Ausgangsstellung der Tragevorrich tung relativ zu der Halterung umfassender Aufnahmeparame ter,
b) Anordnung eines zur Bestimmung der Projektionsgeometrien vorgesehenen Phantoms derart relativ zu dem Röntgensys tem, dass es von einem von der Röntgenstrahlenquelle zu dem Röntgenstrahlendetektor verlaufenden Röntgenstrahlen bündel durchdrungen werden kann,
c) Aufnahme einer Serie von 2D-Projektionen von dem Phantom während des motorischen Schwenkens der Tragevorrichtung relativ zu der Halterung um die horizontal verlaufende Achse,
d) Auswertung der von dem Phantom aufgenommenen 2D-Projek tionen zur Ermittlung der Projektionsgeometrien für jede der 2D-Projektionen,
e) Speicherung der ermittelten Projektionsgeometrien für die ersten Aufnahmeparameter, und
f) gegebenenfalls Durchführung der Schritte a) bis e) bei geänderten Aufnahmeparametern.

Wenn die Tragevorrichtung des Röntgengerätes als C-Bogen aus gebildet ist, welcher längs seines Umfanges verstellbar in einem mit der Halterung verbundenen Lagerteil gelagert ist, sieht eine Variante des Verfahrens zur Bestimmung der Projek tionsgeometrien vor, die Bestimmung der Projektionsgeometrien in Abhängigkeit von der Stellung der Tragevorrichtung relativ zu dem Lagerteil vorzunehmen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorgeschlagen, die Projektionsgeometrien im Unterschied zu dem bekannten Rönt gengerät nicht während der Aufnahme einer Serie von 2D-Pro jektionen von einem Objekt, sondern in einem oder mehreren Kalibriervorgängen vor der Aufnahme von Serien von 2D-Projek tionen von Objekten zu ermitteln und zu speichern, um die Projektionsgeometrien für spätere Messungen von Serien von 2D-Projektionen von Objekten zur Erzeugung von 3D-Bilddaten sätzen zur Verfügung stellen zu können. Der Vorschlag für das erfindungsgemäße Verfahren beruht dabei auf der Überlegung, die bei der Verstellung der Tragevorrichtung um die horizon tal verlaufende Achse des Röntgengerätes infolge der Ge wichtskräfte der Röntgenstrahlenquelle und des Röntgenstrah lendetektors auftretenden Verwindungen der Tragevorrichtung, welche zu Abweichungen von der idealen Verstellbewegung des Röntgensystems um das Objekt führen, als mechanische Konstan ten zu betrachten. Da die Tragevorrichtung bei Schwenkbewe gungen unter gleichen, die Verstellbewegung der Tragevorrich tung betreffenden Ausgangsbedingungen, d. h. bei gleichen Aufnahmeparametern, worunter z. B. die Ausgangsstellung der Tragevorrichtung, die Schwenkgeschwindigkeit der Tragevor richtung, die Anfahr- und Abbremskurve der Tragevorrichtung sowie der Schwenkwinkel verstanden wird, stets näherungsweise dieselben Verwindungen zeigt, hat sich diese Annahme als ge rechtfertigt erwiesen. Die Schwenkbewegung der mit dem Rönt gensystem versehenen Tragevorrichtung um die horizontal ver laufende Achse kann demnach als reproduzierbar erachtet wer den. Daher lassen sich die Projektionsgeometrien des erfin dungsgemäßen Röntgengerätes in einem oder mehreren Kalibrier vorgängen vor eigentlichen Objektmessungen bestimmen, was auch als Offline-Bestimmung der Projektionsgeometrien be zeichnet wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beigefügten schematischen Figur dargestellt, welche ein erfindungsgemäßes verfahrbares Röntgengerät zeigt.

Bei dem in der Figur dargestellten erfindungsgemäßen Röntgen gerät handelt es sich um ein C-Bogen-Röntgengerät 1 mit einem auf Rädern 2 verfahrbaren Gerätewagen 3. Das C-Bogen-Röntgen gerät 1 weist eine in der Figur mit gestrichelten Linien an gedeutete Hubsäule 4 auf, welche um eine Längsachse A in die Richtungen des Doppelpfeils α drehbar ist. An der Hubsäule 4 ist eine Halterung 5 angeordnet, an der wiederum ein Lager teil 6 zur Lagerung eines C-Bogens 7 angeordnet ist.

Der C-Bogen 7 ist mit einem eine Röntgenstrahlenquelle 8 und einen flächigen Röntgenstrahlendetektor 9 aufweisenden Rönt gensystem versehen, wobei die Röntgenstrahlenquelle 8 und der Röntgenstrahlendetektor 9 derart einander gegenüberliegend an den Enden des C-Bogens 7 angeordnet sind, dass ein von der Röntgenstrahlenquelle 8 ausgehender Zentralstrahl ZS eines kegelförmigen Röntgenstrahlenbündels annähernd mittig auf den Röntgenstrahlendetektor 9 trifft. Bei dem Röntgenstrahlende tektor 9 kann es sich um einen Röntgenbildverstärker, einen aSi-Flachbilddetektor oder auch einen Röntgenfilm handeln. Mit Hilfe der Hubsäule 4 ist der C-Bogen 7, der über das La gerteil 6 und die Halterung 5 mit der Hubsäule 4 verbunden ist, relativ zu dem Gerätewagen 3 vertikal verstellbar.

Der C-Bogen 7 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbei spiels in Richtung des Doppelpfeils a längs seines Umfanges, vorzugsweise manuell Verstellbar, an dem Lagerteil 6 gela gert. Das Lagerteil 6 ist zusammen mit dem C-Bogen 7 um eine durch die Halterung 5, das Lagerteils 6 und den C-Bogen 7 we nigstens im wesentlichen horizontal verlaufende Achse B, wel che auch als Angulationsachse des C-Bogen-Röntgengerätes 1 bezeichnet wird, motorisch schwenkbar (vgl. Doppelpfeil β). Zum motorischen Schwenken des Lagerteils 6 und des C-Bogens 7 relativ zu der Halterung 5 ist im Falle des vorliegenden Aus führungsbeispieles ein in die Halterung 5 integrierter, digi tal softwaregesteuerter elektrischer Antrieb in Form eines Schrittmotors 10 vorgesehen. Der digital ansteuerbare Schrittmotor 10 zeichnet sich dadurch aus, dass einzelne Schwenkstellungen des Lagerteils 6 und des C-Bogens 7 relativ zu dem Lagerteil 5 bis auf 500 µ° genau wiederholt angefahren werden können. Die Steuerung des Schrittmotors 10 erfolgt durch eine Gerätesteuerung 11 des C-Bogen-Röntgengerätes 1, welche im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels auch alle anderen mit der Aufnahme von 2D-Projektionen zusammen hängende Funktionen und Komponenten des C-Bogen-Röntgengerä tes 1 steuert.

Die Gerätesteuerung 11 ist mit einem Gerätebedienteil 12 des C-Bogen-Röntgengerätes 1 verbunden, mit dem eine Bedienperson Einstellungen an dem C-Bogen-Röntgengerät 1, was die Aufnahme von 2D-Projektionen und die motorische Verstellung des Lager teils 6 zusammen mit dem C-Bogen 7 anbelangt, vornehmen kann.

Das C-Bogen-Röntgengerät 1 ist zur Erzeugung eines 3D-Bildda tensatzes von einem in der Figur nicht dargestellten Objekt vorgesehen. Der 3D-Bilddatensatz wird aus einer Serie von un ter voneinander verschiedenen Projektionswinkeln aufgenomme nen 2D-Projektionen von dem Objekt, welche mit Hilfe des die Röntgenstrahlenquelle 8 und den Röntgenstrahlendetektor 9 aufweisenden Röntgensystems gewonnen werden, mit einem mit der Gerätesteuerung 11 verbundenen Bildrechner 13 erzeugt. Aus dem erzeugten 3D-Bilddatensatz kann der Bildrechner 13 in vorgebbarer Weise verschiedene 3D-Bilder bzw. 3D-Ansichten des radiologisch untersuchten Objektes rekonstruieren. Die 3D-Bilder bzw. 3D-Ansichten sind auf einem Sichtgerät 14, welches auf einer Halterung 15 des C-Bogen-Röntgengerätes 1 angeordnet ist, darstellbar.

Zur Aufnahme einer Serie von 2D-Projektionen bei unterschied lichen Projektionswinkeln wird das Lagerteil 6 zusammen mit dem das Röntgensystem tragende C-Bogen 7, beispielsweise aus gehende von der in der FIG dargestellten Ausgangsstellung des C-Bogens 7, in eine Richtung des Doppelpfeils β in einem Win kelbereich von vorzugsweise größer gleich 180°, um das zu un tersuchende, in einem 3D-Bild darzustellende Objekt motorisch geschwenkt. Während dieser motorischen Schwenkung des C-Bo gens 7 um die Angulationsachse B wird eine Serie von vorzugs weise ca. 50 bis 100 2D-Projektionen von dem Objekt mit dem Röntgensystem aufgenommen. Die aufgenommenen 2D-Projektionen werden dabei in einem Bildspeicher 16 zwischengespeichert. Die für die Aufnahme der Serie von 2D-Projektionen erforder lichen Eingaben, z. B. die Vorgabe der Schwenkgeschwindigkeit und des Schwenkwinkels sowie die Anzahl der gewünschten 2D- Projektionen, erfolgt über das Gerätebedienteil 12.

Für die Erzeugung eines 3D-Bilddatensatzes aus den aufgenom menen 2D-Projektionen ist, wie bereits eingangs erwähnt, die Kenntnis der Projektionsgeometrien, also die Position der Röntgenstrahlenquelle 8 und des Röntgenstrahlendetektors 9, relativ zu dem Objekt sowie die Kenntnis des Projektionswin kels bei jeder der 2D-Projektionen erforderlich.

Bei dem erfindungsgemäßen C-Bogen-Röntgengerät 1 werden diese Projektionsgeometrien in einem Kalibriervorgang vor der Auf nahme von Serien von 2D-Projektionen von einem Objekt ermit telt und in einem Speicher 17 für die spätere Erzeugung je weils eines 3D-Bilddatensatzes aus aufgenommenen Serien von 2D-Projektionen von unterschiedlichen Objekten bereitgehal ten.

Bei dem Schwenken des C-Bogens 7 um die Angulationsachse B treten zwar infolge der Gewichtskräfte der Röntgenstrahlen quelle 8 und des Röntgenstrahlendetektors 9 Verwindungen des C-Bogens 7 auf. Da diese Verwindungen unter den gleiche Aus gangsbedingungen, d. h. den gleichen Aufnahmeparametern, z. B. der Ausgangsstellung des C-Bogens 7 zu Beginn einer Schwenkbewegung, der Schwenkgeschwindigkeit, der Anfahr- und Abbremsbeschleunigung des C-Bogens 7 und des Schwenkwinkel, jedoch stets annähernd in der gleichen Weise auftreten, kön nen diese als mechanische Konstanten bei der Schwenkung des C-Bogens 7 betrachtet werden. Bei bekannten Aufnahmeparame tern bei der Schwenkung des C-Bogens 7 ist demnach der Ver stellweg des Röntgensystem, also der Röntgenstrahlenquelle 8 und des Röntgenstrahlenempfängers 9, welcher aufgrund der Verwindungen des C-Bogens 7 nicht dem idealen Verstellweg entspricht, reproduzierbar. Als besonders vorteilhaft erweist sich dabei, dass mit dem Schrittmotor 10 einzelne Schwenk stellungen des C-Bogens 7 mit hoher Präzision wiederholt an gefahren werden können. Die Betrachtung der Verwindungen des C-Bogens 7 als mechanische Konstanten sowie die Möglichkeit der wiederholten präzisen Einstellung einzelner Schwenkstel lungen des C-Bogens 7 ermöglichen es demnach, die Projekti onsgeometrien für unterschiedliche Aufnahmeparameter in einem oder mehreren Kalibriervorgängen vor der Aufnahme von Serien von 2D-Projektionen von einem Objekt für das C-Bogen-Röntgen gerät 1 zu ermitteln.

Diese Offline-Bestimmung der Projektionsgeometrien erfolgt im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels derart, dass zu nächst eine erste vertikale Einstellung des Lagerteils 5, ei ne erste Einstellung des C-Bogens 7 in dem Lagerteil 6 und eine erste Einstellung der Lagerung 6 relativ zu dem Lager teil 5 vorgenommen wird, wobei die Gerätesteuerung 11 die vertikale Einstellung der Halterung 5 und die Einstellung des C-Bogens 7 relativ zu der Lagerung 6 zu Beginn eines Kalib riervorganges von in der FIG in schematischer Weise darge stellten, an sich bekannten Positionsgebern 20, 21 abfragt. Die Stellung der Lagerung 6 relativ zu der Halterung 5 lässt sich direkt den Steuerdaten für den Schrittmotor 10 entneh men. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der C-Bogen 7 derart manuell in der Lagerung 6 eingestellt und mit nicht näher dargestellten, an sich bekannten Mitteln, z. B. Klemmschrauben, fixiert worden, dass der Zentralstrahl ZS eines von der Röntgenstrahlenquelle 8 ausgehenden Röntgen strahlenbündels die Angulationsachse B annähernd rechtwinklig schneidet. Eine Fixierung des C-Bogens 7 ist dabei nicht not wendigerweise erforderlich. Anschließend wird zur Bestimmung der Projektionsgeometrien ein mit röntgenpositiven Marken 18 versehenes Phantom 19 derart relativ zu dem Röntgensystem an geordnet, dass ein von der Röntgenstrahlenquelle 8 zu dem Röntgenstrahlendetektor 9 verlaufendes Röntgenstrahlenbündel das Phantom 19 zumindest teilweise durchdringen kann. Bei dem Phantom 19 kann es sich beispielsweise um einen an sich aus der US 5,822,396 oder der US 5,835,563 bekannten eigentlich für die Online-Bestimmung von Projektionsgeometrien vorgese henen Markerring handeln. Es können jedoch auch andere spe ziell für die Offline-Bestimmung von Projektionsgeometrien vorgesehene Phantome verwendet werden.

Ist das Phantom 19 beispielsweise ein eine Mittelachse M auf weisender, aus der US 5,822,396 oder der US 5,835,563 bekann ter Markerring oder ein andersartiges, eine Mittelachse M aufweisendes Phantom erfolgt die Positionierung des Phantoms 19 relativ zu dem Röntgensystem vorzugsweise derart, dass die Mittelachse M des Phantoms 19 wenigstens im wesentlichen pa rallel zu oder sogar identisch mit der Angulationsachse B des C-Bogen-Röntgengerätes 1 ist.

Nach der Positionierung des Phantoms 19 relativ zu dem Rönt gensystem wird in einem Kalibriermodus des Röntgengerätes 1 eine Serie von 2D-Projektionen von dem Phantom 19 angefer tigt, wobei das Lagerteil 6 zusammen mit dem C-Bogen 7 durch den Schrittmotor 10 um die Angulationsachse B, also in eine Richtung des Doppelpfeils β mit einer vorgebbaren Geschwin digkeit sowie einer vorgebbaren Anfahr- und Abbremsbeschleu nigung verstellt wird. Durch Auswertung der 2D-Projektionen von dem Phantom 19 beispielsweise mit Hilfe des Bildrechners 13 können die Projektionsgeometrien für die einzelnen 2D- Projektionen der Serie in an sich bekannter Weise ermittelt werden und in Abhängigkeit von den gewählten Parametern bei der Aufnahme der 2D-Projektionen, also in Abhängigkeit von der Höheneinstellung der Halterung 5, der Ausgangsstellung des C-Bogens 7 relativ zu dem Lagerteil 6, der Ausgangsstel lung des Lagerteils 6 relativ zu der Halterung 5, der gewähl ten Verstellgeschwindigkeit sowie dem gewählten Verstellwin kel im Speicher 17 gespeichert werden. Gegebenenfalls sind für weitere von der in der Figur dargestellten Ausgangsstel lung des C-Bogens 7 abweichende Ausgangsstellungen sowie für andere Aufnahmeparameter weitere Serien von 2D-Projektionen im Zuge des Kalibriervorganges anzufertigen, anhand der 2D- Projektionen die Projektionsgeometrien für die einzelnen 2D- Projektionen zu bestimmen und in Abhängigkeit von den Aufnah meparametern im Speicher 17 abzulegen.

Auf diese Weise erhält man zu verschiedenen Aufnahmeparame tern gehörige Datensätze von Projektionsgeometrien, welche bei späterer entsprechender Wahl der Aufnahmeparameter zur Erzeugung eines 3D-Bilddatensatzes aus einer Serie von von einem Objekt aufgenommenen 2D-Projektionen verwendet werden können. Bei Objektmessungen, d. h. bei der Aufnahme von 2D- Projektionen, werden näherungsweise dieselben Schwenkstellun gen des C-Bogens 7 eingenommen, welche der C-Bogen 7 bei der Kalibrierung eingenommen hat, so dass die entsprechenden Pro jektionsgeometrien direkt dem Speicher 17 entnommen und zur Erzeugung eines 3D-Bilddatensatzes herangezogen werden kön nen.

Das erfindungsgemäße Röntgengerät ist vorstehend am Beispiel eines verfahrbaren C-Bogen-Röntgengerätes 1 beschrieben. Das erfindungsgemäße Röntgengerät muss jedoch nicht notwendiger weise ein C-Bogen-Röntgengerät sein, sondern es kann sich auch um ein anderes verfahrbares Röntgengerät handeln, wel ches als Tragevorrichtung, beispielsweise eine u-förmige Tra gevorrichtung, aufweist.

Darüber hinaus muss das Röntgengerät nicht alle Einstellmög lichkeiten für das Röntgensystem bieten, wie sie für das C- Bogen-Röntgengerät 1 beschrieben sind. Beispielsweise kann auf die Verstellbarkeit des C-Bogens in Umfangsrichtung oder die Höhenverstellung der Halterung 5 verzichtet werden.

Anstelle des Schrittmotors kann auch ein andersartiger An trieb verwendet werden, sofern dieser eine wiederholte präzi se Einstellung verschiedener Schwenkstellungen des C-Bogens 7 ermöglicht.

Die elektrischen Verbindungen zwischen elektrisch betriebenen Komponenten des C-Bogen-Röntgengerätes 1 sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles nicht explizit darge stellt, da sie in an sich bekannter Weise ausgeführt sind.

Die Ermittlung der Projektionsgeometrien für das erfindungs gemäße Röntgengerät muss im übrigen nicht notwendigerweise durch die beschriebene Offline-Kalibrierung erfolgen. Viel mehr können die Projektionsgeometrien auch Online, d. h. wäh rend Objektmessungen, ermittelt werden.

Claims

1. Verfahrbares Röntgengerät mit einem eine Röntgenstrahlen quelle (8) und einen Röntgenstrahlendetektor (9) umfassenden Röntgensystem, welches an einer Tragevorrichtung (7) angeord net ist, welche Tragevorrichtung (7) zur Aufnahme einer Serie von 2D-Projektionen von einem Objekt um eine wenigstens im wesentlichen horizontal, durch die Tragevorrichtung (7) ver laufende Achse (B) motorisch schwenkbar ist, und mit Mitteln (11, 13, 16, 17) zur Erzeugung eines 3D-Bilddatensatzes aus den aufgenommenen 2D-Projektionen.

2. Verfahrbares Röntgengerät nach Anspruch 1, bei dem die Tragevorrichtung ein C-Bogen (7) ist.

3. Verfahrbares Röntgengerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die motorische Schwenkung der Tragevorrichtung (7) durch ei nen digital gesteuerten Antrieb (10) bewirkt wird.

4. Verfahrbares Röntgengerät nach Anspruch 3, bei dem der An trieb einen Schrittmotor (10) umfasst.

5. Verfahren zur Bestimmung der Projektionsgeometrien für ein verfahrbares Röntgengerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Tragevorrichtung (7) relativ zu einer Halte rung (5) des Röntgengerätes (1) um die durch die Halterung (5) und die Tragevorrichtung (7) wenigstens im wesentlichen horizontal verlaufende Achse (B) schwenkbar ist, aufweisend folgende Verfahrensschritte:

a) Einstellung erster die Ausgangsstellung der Tragevorrich tung (7) relativ zu der Halterung (5) umfassender Aufnah meparameter,
b) Anordnung eines zur Bestimmung der Projektionsgeometrien vorgesehenen Phantoms (19) derart relativ zu dem Röntgen system, dass es von einem von der Röntgenstrahlenquelle (8) zu dem Röntgenstrahlendetektor (9) verlaufenden Rönt genstrahlenbündel durchdrungen werden kann,
c) Aufnahme einer Serie von 2D-Projektionen von dem Phantom (19) während des motorischen Schwenkens der Tragevorrich tung (7) relativ zu der Halterung (5) um die horizontal verlaufende Achse (B),
d) Auswertung der von dem Phantom (19) aufgenommenen 2D- Projektionen zur Ermittlung der Projektionsgeometrien für jede der 2D-Projektionen,
e) Speicherung der ermittelten Projektionsgeometrien für die ersten Aufnahmeparameter, und
f) gegebenenfalls Durchführung der Schritte a) bis e) bei geänderten Aufnahmeparametern.

6. Verfahren zur Bestimmung der Projektionsgeometrien für ein verfahrbares Röntgengerät (1) nach Anspruch 5, bei dem die Tragevorrichtung als C-Bogen (7) ausgebildet ist, welcher längs seines Umfanges verstellbar in einem mit der Halterung (5) verbundenen Lagerteil (6) gelagert ist, wobei die Bestim mung der Projektionsgeometrien in Abhängigkeit von der Aus gangsstellung der Tragevorrichtung (7) relativ zu dem Lager teil (6) erfolgt.