DE10106832C1 - Röntgengerät mit Wechseleinrichtung für einen weiteren Bilddetektor - Google Patents

Abstract

Ein Röntgengerät (1) zur Durchstrahlung eines Untersuchungsobjekts weist einen Röntgenstrahler (21) und eine Tragstruktur auf, an der mindestens zwei Bilddetektoren (33, 35) angebracht sind. Es ist eine Wechseleinrichtung (31) vorhanden, mittels der wahlweise einer der Bilddetektoren (33, 35) zur Detektion der von dem Röntgenstrahler (21) emittierten Strahlung positionierbar ist. Dadurch ist es möglich, für unterschiedliche Untersuchungen jeweils einen optimalen Detektor auszuwählen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Röntgengerät zur Durch­ strahlung eines Untersuchungsobjekts, mit einem Röntgenstrah­ ler und mit einer Tragstruktur, an der ein Bilddetektor ange­ bracht ist.

Ein solches Röntgenuntersuchungsgerät ist aus der EP 0 244 596 A1 bekannt. Dieses weist als Tragstruktur einen sogenannten C-Bogen auf, an dessen Enden ein Röntgenstrahler und ein Strahlenempfänger oder Bilddetektor einander gegen­ überliegend angeordnet sind.

Aus der DE 199 27 756 A1 ist ein Röntgengerät mit einem Galgen als Tragstruktur für Röntgenstrahler und Bilddetektor bekannt, an dem der Bilddetektor um drei Raumachsen verstell­ bar gelagert ist, so dass unterschiedliche Untersuchungsposi­ tionen erreichbar sind.

Bei den bekannten Röntgenuntersuchungsgeräten ist der Bildde­ tektor in der Regel mit seinen Eigenschaften, wie z. B. Größe und Auflösung, auf einen bevorzugten Anwendungsfall hin opti­ miert. Bei Angiographieuntersuchungen gibt es beispielsweise für kardiologische Anwendungen Flachdetektoren mit einem ak­ tiven Eingangsfeld von ca. 180 × 180 mm. Ein mit einem solchen Flachdetektor ausgerüstetes Röntgenuntersuchungsgerät ist für andere Anwendungen, beispielsweise Untersuchungen im Körper­ stamm oder im peripheren Bereich nur bedingt einsetzbar, da das Eingangsfeld hierfür zu klein ist. Mit dem bekannten Röntgenuntersuchungsgerät lassen sich somit nur spezielle Un­ tersuchungen, überwiegend im kardiologischen Bereich, durch­ führen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diesen Nachteil zu vermeiden, und ein Röntgenuntersuchungsgerät anzugeben, das vielfältiger nutzbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Röntgengerät der eingangs ge­ nannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass an der Tragstruktur mindestens ein weiterer Bilddetektor angebracht ist, und dadurch, dass das Röntgengerät eine Wechseleinrichtung aufweist, mittels der wahlweise einer der Bilddetektoren zur Detektion der von dem Röntgenstrahler emittierten Strah­ lung positionierbar ist.

Ein solches Röntgengerät hat den Vorteil, dass mittels der Wechseleinrichtung für mehrere unterschiedliche Anwendungs­ fälle jeweils ein optimaler Detektor einsetzbar ist. Dadurch, dass beide Bilddetektoren an der Tragstruktur angebracht sind, ergibt sich außerdem der Vorteil, dass beim Wechsel von einem Anwendungsfall zu einem anderen Anwendungsfall keiner der Bilddetektoren von dem Röntgengerät abgebaut werden muss. Dies ist insbesondere von Vorteil, falls die Bilddetektoren sehr schwer sind und dies für das Bedienpersonal beschwerlich wäre. Außerdem ist dadurch, dass beide Bilddetektoren am Röntgengerät verbleiben, gewährleistet, dass beide Bilddetek­ toren ständig auf konstanter Temperatur gehalten sind, was für eine gute Bildqualität Voraussetzung ist. Mit dem Rönt­ gengerät nach der Erfindung ist es möglich, für zwei völlig unterschiedliche Anwendungsfälle jeweils optimale Untersu­ chungsergebnisse zu erzielen, ohne dass hierfür zwei für die unterschiedlichen Anwendungsfälle optimierte Geräte nötig wä­ ren. Dadurch sind für eine medizinische Einrichtung sowohl die Anschaffungskosten als auch der zur Unterbringung der Ge­ räte nötige Bauraum erheblich vermindert.

Vorzugsweise sind die beiden Bilddetektoren voneinander un­ terschiedlich. Insbesondere sind sie für unterschiedliche Un­ tersuchungsaufgaben konzipiert oder optimiert. Beispielsweise unterscheiden sich die beiden Bilddetektoren in der Größe ih­ rer aktiven Detektorfläche (Eingangsfeld) und/oder in ihrer Auflösung.

Das Röntgengerät nach der Erfindung ist nicht auf die Anbrin­ gung von zwei Bilddetektoren beschränkt. Es können auch drei, vier oder mehr Bilddetektoren angebracht sein, die mittels einer oder mehrerer Wechseleinrichtungen wahlweise zur Detektion der von dem Röntgenstrahler emittierten Strahlung posi­ tionierbar sind.

Vorzugsweise ist die Tragstruktur als C-Bogen ausgeführt, an dessen einem Ende der Röntgenstrahler und an dessem anderen Ende die Bilddetektoren angebracht sind.

Insbesondere sind der C-Bogen als solcher sowie die zu seiner Verstellung vorhandenen Mittel wie bei dem Röntgenuntersu­ chungsgerät gemäß EP 0244 596 A1 ausgeführt. Der Offenba­ rungsgehalt der Beschreibung der EP 0 244 596 A1, Spalte 2, Zeile 24 bis Spalte 3, Zeile 27, ist in der vorliegenden An­ meldung eingeschlossen.

Weiterhin bevorzugt sind die Bilddetektoren zum Wechseln um eine Drehachse drehbar, die im wesentlichen zu der von dem C- Bogen aufgespannten Ebene parallel ist und insbesondere durch das detektorseitige Ende des C-Bogens verläuft.

Alternativ hierzu sind die Bilddetektoren zum Wechseln um eine Schwenkachse schwenkbar, die im wesentlichen senkrecht auf der von dem C-Bogen aufgespannten Ebene steht.

Die Bilddetektoren können zum Zwecke des Wechselns an der Wechseleinrichtung verschiebbar, insbesondere linear ver­ schiebbar, angebracht sein. Hierzu können die Bilddetektoren an einem gemeinsamen Verschiebeelement befestigt sein, das beispielsweise als Schlitten auf einer Linearverstelleinrich­ tung verfahrbar ist. Je nach Position des Schlittens ist dann einer der beiden Bilddetektoren zur Detektion der von dem Röntgenstrahler emittierten Strahlung positioniert.

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Bild­ detektoren zum Zwecke des Wechselns an der Wechseleinrichtung schwenkbar und/oder drehbar angebracht. Mit einer derartigen Wechseleinrichtung ist der Wechsel der Bilddetektoren beson­ ders ergonomisch und mit geringem Kraftaufwand möglich.

Außerdem ist es dadurch möglich, die Außenmaße des Röntgenge­ räts nicht übermäßig zu vergrößern gegenüber einem bekannten Röntgengerät mit nur einem Bilddetektor.

Bevorzugt umfasst die Wechseleinrichtung ein Schwenkelement bzw. ein Drehelement, wobei die beiden Bilddetektoren jeweils gemeinsam an dem Schwenkelement bzw. an dem Drehelement be­ festigt sind.

Im Falle der Ausgestaltung mit einem Schwenkelement kann die Wechseleinrichtung außerdem einen Ausleger umfassen, an des­ sen freien Ende das Schwenkelement gelagert ist.

Die Schwenkachse verläuft insbesondere mittig durch das Schwenkelement, das in beide Richtungen um die Schwenkachse rotierbar ist.

Im Falle der Ausgestaltung mit einem Drehelement ist es be­ vorzugt, dass die Wechseleinrichtung außerdem eine drehbare Gabel umfasst, an deren Enden die Bilddetektoren befestigt sind. Die Drehachse verläuft dann insbesondere mittig durch die Gabel, die um die Drehachse in beide Richtungen drehbar ist.

Zur Verminderung des zum Auswechseln der Bilddetektoren not­ wendigen Schwenkwinkels bzw. Drehwinkels ist es zweckmäßig, dass die Bilddetektoren derart an dem Schwenkelement bzw. dem Drehelement befestigt sind, dass die Detektorflächen der Bilddetektoren zueinander geneigt sind und vorzugsweise senk­ recht zueinander stehen.

Zwei Ausführungsbeispiele eines Röntgengeräts nach der Erfin­ dung werden nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 7 näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Röntgengerät gemäß der Erfindung in einer perspek­ tivischen Gesamtansicht und mit einer Wechseleinrichtung ge­ mäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 die Wechseleinrichtung der Fig. 1 in vergrößerter Dar­ stellung in einer ersten Position,

Fig. 3 die Wechseleinrichtung der Fig. 2 in einer um 90° wei­ tergedrehten zweiten Position,

Fig. 4 die Wechseleinrichtung der Fig. 3 in einer nochmals um 90° weitergedrehten dritten Position,

Fig. 5 eine Wechseleinrichtung gemäß einem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel, die bei dem Röntgengerät gemäß Fig. 1 an­ stelle der dort dargestellten Wechseleinrichtung angebracht ist,

Fig. 6 die Wechseleinrichtung der Fig. 5 in einer zweiten Po­ sition, in der sie um 45° bezüglich der Position der Fig. 5 weitergeschwenkt ist, und

Fig. 7 die Wechseleinrichtung der Fig. 6 in einer gegenüber Fig. 6 nochmals um 45° weitergeschwenkten dritten Position.

Fig. 1 zeigt ein sogenanntes C-Bogen-Röntgengerät 1, das mit einer Bodenplatte 3 auf einem nicht dargestellten Boden eines Untersuchungsraums abstellbar ist. An der Bodenplatte 3 ist ein einseitig über die Bodenplatte 3 hinausragendes liegendes Basisteil 5 angebracht, an dem endseitig eine Säule oder ein vertikal orientierter Ständer 7 angebracht ist. Der Ständer 7 ist um eine vertikale Achse 9, die durch den Ständer 7 und durch ein Ende des liegenden Basisteils 5 verläuft, drehbar. Am oberen Ende des Ständers 7 ist ein Führungselement 11 ge­ lagert, das die Form eines Kreisbogenausschnitts hat. Das Führungselement 11 ist um eine horizontale Achse 13, die durch das Führungselement 11 und das obere Ende des Ständers 7 verläuft, rotierbar. Das Führungselement 11 weist an seiner dem Ständer 7 abgewandten Seite eine gekrümmte Führung, bei­ spielsweise eine Nut, auf, in der ein als Tragstrukur dienen­ der C-Bogen 15 gehaltert und geführt ist, so dass der C-Bogen 15 entlang seines Umfangs in Richtung 17 verschiebbar ist. Der C-Bogen 15 führt dabei eine kreisförmige Bewegung aus.

Der beschriebene mechanische Aufbau des Röntgengeräts 1 ist nicht zwingend für eine Realisierung der erfindungsgemäßen Merkmale. Beispielsweise kann der mechanische Teil inklusive des C-Bogens 15 wie in EP 0 244 595 A1 ausgeführt sein. Es sind außerdem andere als C-Bogen-förmige Tragstrukturen mög­ lich.

An dem in Fig. 1 dargestellten C-Bogen 15 ist an einem Ende ein Röntgenstrahler 21 kippbar gelagert. Strahlungsseitig ist an dem Röntgenstrahler 21 eine Blende 23 angeordnet, die be­ wirkt, dass ein Strahlenbündel 25 mit einem gewünschten, ein­ stellbaren Durchmesser und/oder einer gewünschten Divergenz emittierbar ist.

An der gegenüberliegenden Seite des C-Bogens 15 ist ein Schlitten 27 linear verschiebbar befestigt. Der Schlitten 27 trägt eine insgesamt mit 31 bezeichnete Wechseleinrichtung, an der endseitig zwei Strahlungsempfänger oder Bilddetektoren 33, 35 befestigt sind. Mittels der Wechseleinrichtung 31 ist je nach Anwendungsfall oder/oder je nach Auswahl einer Be­ dienperson einer der Bilddetektoren 33, 35 zur Detektion der von dem Röntgenstrahler 21 emittierten Strahlung positionier­ bar.

Die Bilddetektoren 33, 35 sind pixelweise jeweils als Kombi­ nation eines Szintillatormaterials mit einem photoelektri­ schen Sensor ausgeführt.

Das Röntgengerät 1 gemäß Fig. 1 ist für Angiographieuntersu­ chungen ausgestaltet. Der kleinere Bilddetektor 33 ist für überwiegend kardiologische Anwendungen als Flachdetektor mit einem aktiven Eingangsfeld von ca. 180 × 180 mm ausgeführt. Der größere, weitere Bilddetektor 35 ist für Untersuchungen im Körperstamm und im peripheren Bereich ausgelegt und weist eine Größe von ca. 300 mm × 400 mm auf. Mittels des Schlittens 27 ist für den jeweils gerade ausgewählten Bilddetektor 33 bzw. 35 der Abstand d (Fokus-Detektor-Abstand) zum Röntgen­ strahler 21 justierbar. Außerdem ist für jeden Bilddetektor 33, 35 die Querschnittsfläche des detektorseitig auftreffen­ den Röntgenstrahlenbündels 25 mittels der Blende 23 einstell­ bar.

Fig. 2 zeigt die Wechseleinrichtung 31 in vergrößerter Dar­ stellung. Sie besteht aus einer starr mit dem Schlitten 27 verbundenen Säule 37 an der endseitig eine Gabel 38 drehbar um eine Drehachse 39 gelagert ist. Die Drehachse 39 verläuft mittig durch die Säule 37, liegt im wesentlichen in der von dem C-Bogen 15 aufgespannten Ebene und verläuft durch das de­ tektorseitige Ende des C-Bogens 15. Die Säule 37 und die Drehachse 39 sind bezüglich des Schlittens 27 derart geneigt, dass sie in Richtung auf das gegenüberliegende Ende des C- Bogens 15 gerichtet sind. Die Gabel 38 ist ein sternförmiges Bauteil mit drei Enden. Eines der Enden ist im Durchmesser an die Säule 37 angepasst und an dieser drehbar gelagert. In ei­ nem Winkelabstand von jeweils 135° zu dem gelagerten Ende der Gabel 38 weist die Gabel 38 zwei ebenfalls säulenartige Arme oder Fortsätze auf, an deren Enden jeweils einer der Bildde­ tektoren 33, 35 befestigt ist.

Zur Kompensation einer potentiellen Bilddrehung sind die bei­ den Bilddetektoren 33, 35 an den Fortsätzen jeweils um +/- 100° um durch die genannten Fortsätze und mittig durch den jeweiligen Bilddetektor 33, 35 verlaufende Achsen 41 bzw. 42 drehbar. Die beiden genannten Fortsätze der Gabel 38 schlie­ ßen ihrerseits einen Winkel von 90° zueinander ein, so dass die beiden Detektorflächen 43 bzw. 44 (siehe Fig. 4) der Bilddetektoren 33, 35 in jeder Position der Gabel 38 senk­ recht zueinander stehen.

Die Bewegung des Schlittens 27, der Wechseleinrichtung 31 (insbesondere der Gabel 38) und/oder der Bilddetektoren 33, 35 um ihre Achsen 41 bzw. 42 geschieht von Hand einer Bedien­ person und/oder mittels eines motorischen Antriebs. Von Vor­ teil ist ein motorischer Antrieb insbesondere für die Wech­ seleinrichtung 31. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann ein solcher Antrieb beispielsweise im Inneren der Säule 37 angebracht sein.

Zum Auswechseln eines der Bilddetektoren 33 durch den anderen Bilddetektor 35 findet eine Drehbewegung der Gabel 38 und so­ mit beider Bilddetektoren 33, 35 um die Drehachse 39 statt. Eine entsprechende Abfolge ist in den Fig. 2 bis 4 darge­ stellt. Fig. 2 zeigt das Röntgengerät 1 in einem Zustand, in dem der kleinere Bilddetektor 33 zur Detektion positioniert ist.

In dem in Fig. 3 dargestellten Zustand ist die Gabel 38 um 90° um die Drehachse 39 gedreht. In diesem Zustand ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit nur zwei Bilddetek­ toren 33, 35 keiner der Bilddetektoren 33, 35 dem Röntgen­ strahler 21 zugewandt. Es sind jedoch Ausführungen mit mehr als zwei Bilddetektoren 33, 35 möglich, bei denen beispiels­ weise auch in dem in Fig. 3 dargestellten Zustand ein drit­ ter oder vierter Bilddetektor dem Röntgenstrahler 21 zuge­ wandt sind.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Zustand des Röntgengeräts 1 ist die Gabel 38 um weitere 90°, also bezüglich Fig. 2 um 180°, um die Drehachse 39 gedreht, so dass nunmehr anstelle des kleinen Bilddetektors 33 der große Bilddetektor 35 dem Röntgenstrahler 21 zugewandt ist.

In den Fig. 5 bis 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Röntgengeräts 1 nach der Erfindung dargestellt, bei dem die Wechseleinrichtung 31 in alternativer Weise ausgeführt ist. Insbesondere sind der C-Bogen 15 und der Schlitten 27 analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 ausgeführt. Anstelle einer Säule 37 trägt der Schlitten 27 bei dem in Fig. 5 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel einen zwei Schenkel umfassenden Ausleger 49. Endseitig am Ausleger 49, und zwar zwischen den Schenkeln, ist ein Schwenkelement 45 um eine Schwenkachse 47 drehbar gelagert. Die Schwenkachse 47 verläuft senkrecht zu der von dem C-Bogen aufgespannten Ebene. Das Schwenkelement 45 umfasst ein zylin­ derförmiges Basisteil 51, das mit seinen Stirnflächen in je­ weils einem der Schenkel des Auslegers 49 gelagert ist. Von der Mantelfläche des zylindrischen Basisteils 51 gehen zwei säulenartige Arme oder Fortsätze 53, 55 aus, die einen Winkel von 90° miteinander einschließen. An den Enden der Fortsätze 53, 55 sind die beiden Bilddetektoren 33 bzw. 35 angebracht, so dass sie mit ihren Detektorflächen 43 (siehe Fig. 6), 44 senkrecht aufeinander stehen.

Fig. 5 zeigt das Schwenkelement 45 in einer ersten Positon, in der der größere Bilddetektor 35 dem Röntgenstrahler 21 zu­ gewandt ist.

Fig. 6 zeigt eine Zwischenposition, in der das Schwenkele­ ment 45 um 45° um die Schwenkachse 47 weitergedreht ist. In dieser Zwischenposition ist keiner der Bilddetektoren 33, 35 mit seiner jeweiligen Detektorfläche 43, 44 senkrecht dem Röntgenstrahler 21 zugewandt. Durch ein Weiterdrehen um wei­ tere 45° wird der in Fig. 7 dargestellte Zustand des Rönt­ gengeräts 1 erreicht, in der nunmehr der kleinere der beiden Bilddetektoren 33 für eine anders geartete Röntgenuntersu­ chung positioniert ist (dritte Position des Schwenkelements 45).

An dem Schwenkelement 45 sind in einfacher Weise zwei weitere Bilddetektoren (nicht explizit dargestellt) anbringbar. Die insgesamt vier Bilddetektoren stehen in diesem Fall z. B. je­ weils mit ihren Detektorflächen senkrecht aufeinander und sind in bezug auf die Schwenkachse jeweils um einen Azimutal­ winkel von 90° voneinander beabstandet. Es können auch nur drei Bilddetektoren vorhanden sein, die beispielsweise je­ weils um 120° voneinander beabstandet sind.

Bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen können die Bilddetektoren während eines Detektorwechsels an der Trag­ struktur montiert und elektrisch angeschlossen bleiben. Dem steht nicht entgegen, dass jeder der Bilddetektoren gegen ei­ nen anderen, nicht an der Tragstruktur befestigten. Bilddetek­ tor austauschbar ist.

Claims (11)

1. Röntgengerät (1) zur Durchstrahlung eines Untersuchungsob­ jekts, mit einem Röntgenstrahler (21) und mit einer Trag­ struktur, an der ein Bilddetektor (33) angebracht ist, gekennzeichnet durch mindestens einen an der Tragstruktur angebrachten weiteren Bilddetektor (35) und durch eine Wechseleinrichtung (31), mittels der wahlweise ei­ ner der Bilddetektoren (33, 35) zur Detektion der von dem Röntgenstrahler (21) emittierten Strahlung (25) positionier­ bar ist.

2. Röntgengerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur als C-Bogen (15) ausgeführt ist, an dessen einem Ende der Röntgenstrahler (21) und an dessen anderem Ende die Bilddetektoren (33, 35) angebracht sind.

3. Röntgengerät (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilddetektoren (33, 35) zum Wechseln um eine Drehachse (39) drehbar sind, die im wesentlichen zu der von dem C-Bogen (15) aufgespannten Ebene parallel ist und insbesondere durch das detektorseitige Ende des C-Bogens (15) verläuft.

4. Röntgengerät (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilddetektoren (33, 35) zum Wechseln um eine Schwenkachse (47) schwenkbar sind, die im wesentlichen senkrecht auf der von dem C-Bogen (15) aufgespannten Ebene steht.

5. Röntgengerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilddetektoren (33, 35) zum Zwecke des Wechselns an der Wech­ seleinrichtung (31) verschiebbar angebracht sind.

6. Röntgengerät (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilddetektoren (33, 35) an einem gemeinsamen Verschiebeele­ ment befestigt sind.

7. Röntgengerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilddetektoren (33, 35) zum Zwecke des Wechselns an der Wech­ seleinrichtung (31) schwenkbar und/oder drehbar angebracht sind.

8. Röntgengerät (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilddetektoren (33, 35) an einem gemeinsamen Schwenkelement (45) bzw. einem gemeinsamen Drehelement befestigt sind.

9. Röntgengerät (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkelement (45) am freien Ende eines Auslegers (49) gela­ gert ist.

10. Röntgengerät (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehelement eine drehbare Gabel (38) umfaßt, an deren Enden die Bilddetektoren (33, 35) befestigt sind.

11. Röntgengerät (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilddetektoren (33, 35) derart an dem Schwenkelement (45) bzw. dem Drehelement befestigt sind, dass die Detektorflächen (43, 44) der Bilddetektoren (33, 35) zueinander geneigt sind und vorzugsweise senkrecht zueinander stehen.