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Die
Erfindung betrifft ein verfahrbares Röntgengerät mit einem eine 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
verlaufende Achse schwenkbar ist und mit Mitteln zur Erzeugung eines
3D-Bilddatensatzes
aus den aufgenommenen 2D-Projektionen. Die Erfindung betrifft außerdem ein
Verfahren zur Bestimmung von Projektionsgeometrien für ein derartiges
Röntgengerät.
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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. Der C-Bogen des C-Bogen-Röntgengerätes ist
längs seines
Umfangs verstellbar an einer Halterung gelagert, wobei die Halterung
in der Regel zueinander bewegliche Elemente zur vertikalen und horizontalen
Verstellung des C-Bogens umfassen. Ein solches verfahrbares C-Bogen-Röntgengerät ist z.B.
in der
US 5 583 909 A beschrieben.
Um den C-Bogen zusätzlich
auch noch zumindest indirekt entlang einer Raumlinie geradlinig
zu bewegen, ist der C-Bogen eines in der
DE 198 27 022 A1 offenbarten
C-Bogen-Röntgengerätes an einer
Halterung angeordnet, die zueinander motorisch bewegliche Elemente
umfasst, die wiederum motorisch von einer geeigneten Steuer- und
Recheneinheit gesteuert werden.
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Ein
weiteres C-Bogen-Röntgengerät ist in der
DE 196 20 371 A1 beschrieben.
Dieses C-Bogen-Röntgengerät ist dafür vorgesehen,
eine Serie zweidimensionaler Röntgenaufnahmen
von einem Untersuchungsobjekt anzufertigen. Mit einem konventionellen
Schichtbilder erzeugenden Computertomographen wird von dem selben
Untersuchungsobjekt ein Volumendatensatz generiert, aus dem zweidimensionale
Projektionen gewonnen werden. Anschließend werden aus den zweidimensionalen Röntgenaufnahmen
und den zweidimensionalen Projektionen Überlagerungsbilder erzeugt.
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Wenn
das C-Bogen-Röntgengerät jedoch geeignet
ausgeführt
ist, können
aus einer Serie von unter verschiedenen Projektionswinkeln mit dem C-Bogen-Röntgengerät aufgenommenen
2D-Projektionen
von einem Körperteil
eines Patienten auch 3D-Bilder
von dem Körperteil
rekonstruiert werden. Die Rekonstruktion von 3D-Bildern aus den
mit dem Röntgensystem
aufgenommenen 2D-Projektionen setzt allerdings die Kenntnis der
Projektionsgeometrien, d. h. die Kenntnis der Positionen der Röntgenstrahlenquelle
und des Röntgenstrahlendetektors
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
vorzusehen, um die Projektionsgeometrien während der 2D-Projektionen ermitteln
und somit 3D-Bilder von dem Objekt rekonstruieren zu können.
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Aus
der
DE 197 46 093
A1 ist ein derartiges C-Bogen-Röntgengerät bekannt, welches zur Rekonstruktion
von 3D-Bildern geeignet ist. Zur Aufnahme einer Serie von 2D-Projektionen
wird der mit dem Röntgensystem
versehene C-Bogen des Röntgengerätes vorzugsweise
isozentrisch längs
seines Umfanges in einer sogenannten Orbitalbewegung in einem Winkelbereich
von ca. 200° um
das zu untersuchende Körperteil
des Patienten motorisch verstellt. Zur Bestimmung der Projektionsgeometrien
weist das Röntgengerät Mittel
in Form von an der Röntgenstrahlenquelle
und dem Röntgenstrahlenempfänger angeordneten
Sendeeinrichtungen und an relativ zu dem Röntgensystem stationären Komponenten
des Röntgengerätes angeordneten
Empfangs einrichtungen für
Schallwellen oder elektromagnetische Wellen auf. Durch Laufzeit-
oder Phasenmessungen der Schall- oder elektromagnetischen Wellen
zwischen den Sende- und Empfangseinrichtungen im Zuge der Aufnahme
von 2D-Projektionen können
die Projektionsgeometrien der einzelnen 2D-Projektionen ermittelt
und somit aus der Serie von 2D-Projektionen 3D-Bilder von dem untersuchten
Objekt erzeugt werden.
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In
der
DE 197 46 092
A1 und der
DE
199 50 793 A1 sind weitere derartige C-Bogen-Röntgengeräte beschrieben,
bei denen die mit den Röntgensystemen
versehenen C-Bögen
zur Aufnahme von Serien von 2D-Projektionen längs ihrer Umfänge verstellt werden
können.
Mittels geeigneter Mittel werden wieder die Projektionsgeometrien
der einzelnen 2D-Projektionen ermittelt, wodurch 3D-Bilder erzeugt
werden können.
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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 Projektionsgeometrien während der
Aufnahme einer Serie von 2D-Projektionen, welche auch als Online-Ermittlung
der Projektionsgeometrien bezeichnet wird, einen hohen Einsatz von
Rechenleistung, 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 Einsatz teurer, eine hohe
Rechenleistung aufweisender Rechner möglich.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Röntgengerät 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 Auf gabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, durch das die für die Rekonstruktion
von 3D-Bildern erforderlichen Projektionsgeometrien für das erfindungsgemäße Röntgengerät in vereinfachter
Weise zur Verfügung
gestellt werden können.
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Nach
der Erfindung wird die das Röntgengerät betreffende
Aufgabe gelöst
durch einen digital gesteuerten Antrieb, welcher die Schwenkung
der Tragevorrichtung motorisch bewirkt. 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
erfindungsgemäßen Röntgengerätes in Form
eines C-Bogens der Angulationsachse des C-Bogens entspricht, lässt sich wesentlich einfacher
realisieren als die technisch aufwendige motorische Orbitaldrehung
des C-Bogens, worunter die Verstellung des C-Bogens längs seines
Umfanges verstanden wird. Durch die erfindungsgemäße 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.
Der vorzugsweise softwaregesteuerte Antrieb, welcher nach einer
Ausführungsform
der Erfindung einen Schrittmotor umfasst, ermöglicht eine präzise Schwenkung
der Tragevorrichtung um die horizontal verlaufende Achse, wobei
verschiedene Schwenkstellungen der Tragevorrichtung mit hoher Genauigkeit
wiederholt eingestellt werden können.
Mit Hilfe des Schrittmotors können
einzelne Schwenkstellungen bei der Verstellbewegung des C-Bogens
bis auf 500 μ° genau wiederholt
angefahren werden.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass auch einfache C-Bogen-Röntgengeräte mit nicht
isozentrisch verstellbaren C-Bögen
in einfacher Weise mit motorisch um ihre Angulationsachse schwenkbaren
C-Bögen
ausgeführt
werden können, so
dass auch mit derartigen einfachen Röntgengeräten 3D- Bilddatensätze zur Rekonstruktion von 3D-Bildern
von einem Objekt gewonnen werden können. Denn auch bei nicht isozen trisch
verstellbaren C-Bögen
verändert
sich die Lage des Schnittpunktes zwischen dem Zentralstrahl eines
von der Röntgenstrahlenquelle
ausgesandten Röntgenstrahlenbündels und
der Angulationsachse bei Schwenkung des C-Bogens um die Angulationsachse
näherungsweise nicht,
wie dies bei einer Orbitaldrehung eines isozentrisch verstellbaren
C-Bogens um das Isozentrum des C-Bogens der Fall ist. Dadurch wird
in beiden Fällen
auf vorteilhafte Weise die Erzeugung eines 3D-Bilddatensatzes aus
einer Serie von 2D-Projektionen vereinfacht.
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Die
das Verfahren betreffende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur
Bestimmung der Projektionsgeometrien für ein verfahrbares Röntgengerät, bei dem
die Tragevorrichtung relativ zu einer Halterung des Röntgengerätes um die
durch die Halterung und die Tragevorrichtung wenigstens im wesentlichen
horizontal verlaufende Achse schwenkbar ist, aufweisend folgende
Verfahrensschritte:
- a) Einstellung erster die
Ausgangsstellung der Tragevorrichtung relativ zu der Halterung umfassender
Aufnahmeparameter,
- b) Anordnung eines zur Bestimmung der Projektionsgeometrien
vorgesehenen Phantoms derart relativ zu dem Röntgensystem, dass es von einem
von der Röntgenstrahlenquelle
zu dem Röntgenstrahlendetektor
verlaufenden Röntgenstrahlenbündel 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-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.
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Wenn
die Tragevorrichtung des Röntgengerätes als
C-Bogen ausgebildet ist, welcher längs seines Umfanges verstellbar
in einem mit der Halterung verbundenen Lagerteil gelagert ist, sieht
eine Variante des Verfahrens zur Bestimmung der Projektionsgeometrien
vor, die Bestimmung der Projektionsgeometrien in Abhängigkeit
von der Stellung der Tragevorrichtung relativ zu dem Lagerteil vorzunehmen.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird vorgeschlagen, die Projektionsgeometrien im Unterschied zu
dem bekannten Röntgengerät nicht
während
der Aufnahme einer Serie von 2D-Projektionen von einem Objekt, sondern
in einem oder mehreren Kalibriervorgängen vor der Aufnahme von Serien
von 2D-Projektionen von Objekten zu ermitteln und zu speichern,
um die Projektionsgeometrien für
spätere Messungen
von Serien von 2D-Projektionen von Objekten zur Erzeugung von 3D-Bilddatensätzen zur Verfügung stellen
zu können.
Der Vorschlag für
das erfindungsgemäße Verfahren
beruht dabei auf der Überlegung,
die bei der Verstellung der Tragevorrichtung um die horizontal verlaufende
Achse des Röntgengerätes infolge
der Gewichtskräfte
der Röntgenstrahlenquelle
und des Röntgenstrahlendetektors auftretenden
Verwindungen der Tragevorrichtung, welche zu Abweichungen von der
idealen Verstellbewegung des Röntgensystems
um das Objekt führen, als
mechanische Konstanten zu betrachten. Da die Tragevorrichtung bei
Schwenkbewegungen unter gleichen, die Verstellbewegung der Tragevorrichtung betreffenden
Ausgangsbedingungen, d. h. bei gleichen Aufnahmeparametern, worunter
z. B. die Ausgangsstellung der Tragevorrichtung, die Schwenkgeschwindigkeit
der Tragevorrichtung, die Anfahr- und Abbremskurve der Tragevorrichtung
sowie der Schwenkwinkel verstanden wird, stets näherungsweise dieselben Verwindungen
zeigt, hat sich diese Annahme als gerechtfertigt erwiesen. Die Schwenkbewegung
der mit dem Röntgensystem
versehenen Tragevorrichtung um die horizontal verlaufende Achse
kann demnach als reproduzierbar erachtet werden. Daher lassen sich
die Projektionsgeometrien des erfindungsgemäßen Röntgengerätes in einem oder mehreren
Kalibriervorgängen
vor eigentlichen Objektmessungen bestimmen, was auch als Offline-Bestimmung
der Projektionsgeometrien bezeichnet wird.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der beigefügten
schematischen Figur dargestellt, welche ein erfindungsgemäßes verfahrbares
Röntgengerät zeigt.
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Bei
dem in der Figur dargestellten erfindungsgemäßen Röntgengerät handelt es sich um ein C-Bogen-Röntgengerät 1 mit
einem auf Rädern 2 verfahrbaren
Gerätewagen 3.
Das C-Bogen-Röntgengerät 1 weist
eine in der Figur mit gestrichelten Linien angedeutete 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 Lagerteil 6 zur
Lagerung eines C-Bogens 7 angeordnet ist.
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Der
C-Bogen 7 ist mit einem eine Röntgenstrahlenquelle 8 und
einen flächigen
Röntgenstrahlendetektor 9 aufweisenden
Röntgensystem
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 Röntgenstrahlendetektor 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 Lagerteil 6 und die Halterung 5 mit der Hubsäule 4 verbunden
ist, relativ zu dem Gerätewagen 3 vertikal
verstellbar.
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Der
C-Bogen 7 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
in Richtung des Doppelpfeils a längs
seines Umfanges, vorzugsweise manuell verstellbar, an dem Lagerteil 6 gelagert.
Das Lagerteil 6 ist zusammen mit dem C-Bogen 7 um
eine durch die Halterung 5, das Lagerteil 6 und
den C-Bogen 7 wenigstens im wesentlichen horizontal verlaufende
Achse B, welche 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 Ausführungsbeispieles
ein in die Halterung 5 integrierter, digital 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 zusammenhängende Funktionen und Komponenten
des C-Bogen-Röntgengerätes 1 steuert.
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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
Lagerteils 6 zusammen mit dem C-Bogen 7 anbelangt,
vornehmen kann.
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Das
C-Bogett-Röntgengerät 1 ist
zur Erzeugung eines 3D-Bilddatensatzes von einem in der Figur nicht
dargestellten Objekt vorgesehen. Der 3D-Bilddatensatz wird aus einer
Serie von unter voneinander verschiedenen Projektionswinkeln aufgenommenen
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.
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Zur
Aufnahme einer Serie von 2D-Projektionen bei unterschiedlichen Projektionswinkeln
wird das Lagerteil 6 zusammen mit dem das Röntgensystem
tragenden C-Bogen 7, beispielsweise ausgehend von der in
der FIG dargestellten Ausgangsstellung des C-Bogens 7,
in eine Richtung des Doppelpfeils β in einem Winkelbereich von
vorzugsweise größer gleich
180°, um
das zu untersuchende, in einem 3D-Bild darzustellende Objekt motorisch
geschwenkt. Während
dieser motorischen Schwenkung des C-Bogens 7 um die Angulationsachse
B wird eine Serie von vorzugsweise 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 erforderlichen Eingaben,
z. B. die Vorgabe der Schwenkgeschwindigkeit und des Schwenkwinkels
sowie die Anzahl der gewünschten 2D-Projektionen, erfolgt über das
Gerätebedienteil 12.
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Für die Erzeugung
eines 3D-Bilddatensatzes aus den aufgenommenen 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 Projektionswinkels bei jeder
der 2D-Projektionen erforderlich.
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Bei
dem erfindungsgemäßen C-Bogen-Röntgengerät 1 werden
diese Projektionsgeometrien in einem Kalibriervorgang vor der Aufnahme
von Serien von 2D-Projektionen von einem Objekt ermittelt und in
einem Speicher 17 für
die spätere
Erzeugung jeweils eines 3D-Bilddatensatzes aus aufgenommenen Serien
von 2D-Projektionen von unterschiedlichen Objekten bereitgehalten.
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Bei
dem Schwenken des C-Bogens 7 um die Angulationsachse B
treten zwar infolge der Gewichtskräfte der Röntgenstrahlenquelle 8 und
des Röntgenstrahlendetektors 9 Verwindungen
des C-Bogens 7 auf. Da diese Verwindungen unter den gleichen
Ausgangsbedingungen, 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 Schwenkwinkels, jedoch stets annähernd in
der gleichen Weise auftreten, können
diese als mechanische Konstanten bei der Schwenkung des C-Bogens 7 betrachtet
werden. Bei bekannten Aufnahmeparametern bei der Schwenkung des
C-Bogens 7 ist demnach der Verstellweg des Röntgensystems,
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
Schwenkstellungen des C-Bogens 7 mit hoher Präzision wiederholt
angefahren werden können.
Die Betrachtung der Verwindungen des C-Bogens 7 als mechanische
Konstanten sowie die Möglichkeit
der wiederholten präzisen
Einstellung einzelner Schwenkstellungen des C-Bogens 7 ermöglichen
es demnach, die Projektionsgeometrien für unterschiedliche Aufnahmeparameter
in einem oder mehreren Kalibriervorgängen vor der Aufnahme von Serien
von 2D-Projektionen von einem Objekt für das C-Bogen-Röntgengerät 1 zu
ermitteln.
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Diese
Offline-Bestimmung der Projektionsgeometrien erfolgt im Falle des
vorliegenden Ausführungsbeispiels
derart, dass zunächst
eine erste vertikale Einstellung des Lagerteils
5, eine
erste Einstellung des C-Bogens
7 in dem Lagerteil
6 und
eine erste Einstellung der Lagerung
6 relativ zu dem Lagerteil
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 Kalibriervorganges von in der FIG in schematischer Weise dargestellten,
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 entnehmen. 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
Röntgenstrahlenbündels die
Angulationsachse B annähernd
rechtwinklig schneidet. Eine Fixierung des C-Bogens
7 ist dabei
nicht notwendigerweise erforderlich. Anschließend wird zur Bestimmung der
Projektionsgeometrien ein mit röntgenpositiven
Marken
18 versehenes Phantom
19 derart relativ
zu dem Röntgensystem
angeordnet, 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
A oder der
US
5 835 563 A bekannten eigentlich für die Online-Bestimmung von
Projektionsgeometrien vorgesehenen Markerring handeln. Es können jedoch
auch andere speziell für
die Offline-Bestimmung von Projektionsgeometrien vorgesehene Phantome
verwendet werden.
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Ist
das Phantom
19 beispielsweise ein eine Mittelachse M aufweisender,
aus der
US 5 822 396
A oder der
US
5 835 563 A bekannter 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
parallel zu oder sogar identisch mit der Angulationsachse B des
C-Bogen-Röntgengerätes
1 ist.
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Nach
der Positionierung des Phantoms 19 relativ zu dem Röntgensystem
wird in einem Kalibriermodus des Röntgengerätes 1 eine Serie von 2D-Projektionen
von dem Phantom 19 angefertigt, 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
Geschwindigkeit sowie einer vorgebbaren Anfahr- und Abbremsbeschleunigung
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 Ausgangsstellung des Lagerteils 6 relativ
zu der Halterung 5, der gewählten Verstellgeschwindigkeit
sowie dem gewählten
Verstellwinkel im Speicher 17 gespeichert werden. Gegebenenfalls
sind für
weitere von der in der Figur dargestellten Ausgangsstellung 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 Aufnahmeparametern im Speicher 17 abzulegen.
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Auf
diese Weise erhält
man zu verschiedenen Aufnahmeparametern 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 Schwenkstellungen des C-Bogens 7 eingenommen,
welche der C-Bogen 7 bei der Kalibrierung eingenommen hat,
so dass die entsprechenden Projektionsgeometrien direkt dem Speicher 17 entnommen
und zur Erzeugung eines 3D-Bilddatensatzes herangezogen werden können.
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Das
erfindungsgemäße Röntgengerät ist vorstehend
am Beispiel eines verfahrbaren C-Bogen-Röntgengerätes 1 beschrieben.
Das erfindungsgemäße Röntgengerät muss jedoch
nicht notwendigerweise ein C-Bogen-Röntgengerät sein, sondern es kann sich
auch um ein anderes verfahrbares Röntgengerät handeln, welches als Tragevorrichtung,
beispielsweise eine u-förmige
Tragevorrichtung, aufweist.
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Darüber hinaus
muss das Röntgengerät nicht
alle Einstellmöglichkeiten
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.
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Anstelle
des Schrittmotors kann auch ein andersartiger Antrieb verwendet
werden, sofern dieser eine wiederholte präzise Einstellung verschiedener Schwenkstellungen
des C-Bogens 7 ermöglicht.
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Die
elektrischen Verbindungen zwischen elektrisch betriebenen Komponenten
des C-Bogen-Röntgengerätes 1 sind
im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles
nicht explizit dargestellt, da sie in an sich bekannter Weise ausgeführt sind.
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Die
Ermittlung der Projektionsgeometrien für das erfindungsgemäße Röntgengerät muss im übrigen nicht
notwendigerweise durch die beschriebene Offline-Kalibrierung erfolgen.
Vielmehr können
die Projektionsgeometrien auch Online, d. h. während Objektmessungen, ermittelt
werden.