DE10109754A1

DE10109754A1 - Universelles Röntgengerät

Info

Publication number: DE10109754A1
Application number: DE10109754A
Authority: DE
Inventors: Heinz Horbaschek
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2002-09-26
Anticipated expiration: 2021-03-01
Also published as: US6742929B2; JP2002306461A; DE10109754B4; US20020118793A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein universelles Röntgengerät mit einem beweglich aufgehängten C-Bogen, an dessen Enden ein Strahler und ein Detektor angeordnet sind, wobei der Strahler (6) um wenigstens eine zur C-Bogen-Ebene senkrechte Achse (7) schwenkbar gelagert ist und dass der Detektor (8) in der Detektorebene verschiebbar gelagert ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein universelles Räntgengerät mit einem beweglich aufgehängten C-Bogen, an dessen Enden ein Strahler und ein Detektor angeordnet sind.

Im Laufe der Jahre haben sich in der Röntgentechnik für die verschiedenen Disziplinen der Anwendung unterschiedliche Ge räteausprägungen entwickelt. So gibt es Spezialgeräte für Cardangiographie, allgemeine Angiographie, Chirurgie, Magen- Darmdiagnostik, Lungendiagnostik usw.

Diese Spezialisierung der Geräte mit der Notwendigkeit der Vorhaltung einer Vielzahl unterschiedlicher Geräte, was so wohl einen erheblichen Raumbedarf mit sich bringt, als auch die Auslastung der Geräte und damit die Rentabilität ver schlechtert, geben Anlass dazu, universeller verwendbare Sys teme einzuführen, noch dazu, da es auch bei den verschiedenen medizinischen Disziplinen zunehmend zu Überlappungen führt, sodass die speziell ausgelegten Geräte für die einzelnen An wendungen häufig zu speziell und damit gar nicht optimal nutzbar sind. In diesem Zusammenhang spielen die Systemkosten und dabei speziell die Kosten bestimmter Komponenten, bei spielsweise des Röntgendetektors, eine wichtige Rolle.

Aus Kostengründen ist es auch anzustreben, nicht wie bisher häufig üblich eine Vielzahl von unterschiedlich großen und unterschiedlich ausgestalteten Detektoren zu haben, sondern möglichst nur wenige Typen von Detektoren und dabei auch mög lichst kleine Formate zu verwenden, da bei Bildsystemen und der Bildverarbeitung zunehmend eine Standardisierung ein tritt. Bei kleinen Detektoren ergibt sich aber die Notwendig keit, für großflächigere Aufnahmen einzelne Bilder zusammen zusetzen, wobei es bei den bislang bekannten Geräten immer wieder zu Projektionsverzeichnungen kommt. Daher werden bei der "Spinedarstellung" bisher nur relativ schmale Bildstrei fen von maximal ca. 5 cm Bildhöhe zusammengesetzt, was wie derum eine Vielzahl von Aufnahmen erfordert, wodurch die Un tersuchungszeit verlängert und die Geräteausnutzung ver schlechtert wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein univer selles Röntgengerät und ein Verfahren zum Betrieb eines Rönt gengerätes zu schaffen, welche problemlos an die verschiede nen Diagnostikzwecke anpassbar ist und das es auch gestattet, nebeneinander aufgenommene Bilder des Detektors fehlerfrei und unverzeichnet zu einem großen Bild zusammenzusetzen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Röntgenge rät auf der Basis eines C-Bogen Gerätes vorgesehen, das da durch gekennzeichnet ist, dass der Strahler um wenigstens ei ne zur C-Bogen-Ebene senkrechte Achse schwenkbar gelagert ist und dass der Detektor in der Detektorebene verschiebbar gela gert ist.

Durch diese Bewegbarkeit des Strahlers und des Detektors am C-Bogen, die bei herkömmlichen C-Bogen Geräten nicht gegeben ist, ergeben sich eine Vielzahl von unterschiedlichen Anwen dungsmöglichkeiten eines solchen universellen Röntgengeräts, wobei der Strahler bevorzugt um wenigstens 90° gegenüber der Verbindungslinie zum Detektor nach außen verschwenkbar sein soll, sodass ein erfindungsgemäßes Gerät in der herausgedreh ten Stellung des Strahlers auch für Aufnahmen am Rasterwand stativ mit einem zusätzlichen Detektor oder Film/Speicher folie verwendbar ist.

In Ausgestaltung der Erfindung kann der Strahler um eine zweite in der C-Bogen-Ebene liegende Achse aus diese Ebene kippbar verschwenkbar sein, wobei diese zweiachsige Ver schwenkbarkeit ggf. auch als kardanische Lagerung des Strah lers am C-Bogen realisiert sein kann.

Die Verschiebung des Detektors in seiner Ebene kann bevorzugt in der Weise realisiert sein, dass der Detektor drehbar an einem Schwenkarm gelagert ist, der drehbar am einen Ende des C-Bogens angelenkt ist, derart, dass er in seiner Detektor ebene verschiebbar ist.

Die Verschwenkung sowohl des Strahlers als auch des Detektors am C-Bogen, als auch die Verschwenkung und das Verfahren des C-Bogens, erfolgen vorzugsweise über Stellmotoren, was wie derum die vorteilhafte Möglichkeit eröffnet, durch eine Steu ereinheit die Bewegungen des C-Bogens, des Detektors und des Strahlers derart gekoppelt durchzuführen, dass eine fehler freie und unverzeichnete Zusammensetzung der Bilder des De tektors zu einem großen Bild erfolgen kann.

Insbesondere kann in diesem Zusammenhang die Steuerung so ausgebildet sein, dass die Einheit Strahler und Detektor um die Drehachse des Strahlers kippt, was in Wirklichkeit natür lich nicht durch ein echtes Festhalten des Strahlers und ein Verkippen um seine Drehachse erfolgt, sondern dadurch, dass der C-Bogen sich um seine Achse dreht und dass gleichzeitig ein Verfahren des C-Bogens stattfindet, sodass die Überlage rung der Bewegungen zu der angesprochenen Verkippung um die Drehachse des Strahlers führt. Für diese spezielle Steuerung um mehrere nebeneinanderliegende Bilder verzerrungsfrei zu sammensetzen zu können ist die Verstellbarkeit des Strahlers und des Detektors nicht erforderlich.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Verfahren dadurch gelöst, dass zur Aufnahme eines großformatigen, zusammenge setzten Röntgenbildes der Detektor derart bewegt wird, dass er Aufnahmepositionen auf einem Kreisbogen um den Fokus des Strahlers einnimmt, und dass das Röntgenstrahlenbündel des Strahlers derart auf den Detektor ausgerichtet ist, dass der Zentralstrahl des Röntgenstrahlenbündels senkrecht auf die Mitte des Detektors trifft.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Detektor in die verschiedenen Aufnahmepositionen verschoben und ausge richtet wird.

In vorteilhafter Weise kann zur Ausrichtung des Röntgenstrah lenbündels des Strahlers auf den Detektor der Strahler ge kippt oder die Primärstrahlenblende des Strahlers verstellt werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausfüh rungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 Eine schematische Anordnung eines erfindungsgemäßen universellen Röntgengerätes mit einem neben dem C- Bogen Gerät angeordneten zusätzlichen Detektor,

Fig. 2 eine Darstellung des erfindungsgemäßen universellen Röntgengerätes in der eingeschwenkten Stellung des Detektors zur Verwendung des Systems mit Isozen trum,

Fig. 3 eine Darstellung des Räntgengerätes für eine Dia gnostikanwendung mit aufstellbarem Tisch,

Fig. 4 eine Darstellung des erfindungsgemäßen Röntgengerä tes mit ausgedrehtem Strahler für Aufnahmen am Ras terwandstativ,

Fig. 5 eine Darstellung des erfindungsgemäßen Röntgenge räts mit ausgeschwenktem Detektor für Aufnahmen bzw. Durchleuchtungen an freibeweglichen Tischen und Betten,

Fig. 6 eine schematische Darstellung des Strahlenverlaufs bei einer speziellen Steuerung des Röntgengeräts, bei der die Einheit Strahler Detektor um die Drehachse des Strahlers kippt, um verzerrungsfrei ne beneinanderliegende Bilder zusammensetzen zu können und

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Anwendung dieses Verkippungsverfahrens nach Fig. 6 zum Zusammenset zen mehrerer Bilder, beispielsweise für eine "Spi nedarstellung".

Das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße universelle Rönt gengerät ist als Deckengerät ausgebildet - selbstverständlich könnte es in gleicher Weise auch als Wand- oder Standgerät ausgebildet sein - wobei der C-Bogen 1 an der Decke in Rich tung des Doppelpfeils 2 verschiebbar gelagert sein könnte. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist aber durch die Mehrzahl der schwenkbar aneinander angelenkten Lagerarme 3, 4 und 4a eine entsprechende Längsbewegung durch diese Verschwenkungen möglich, zusätzlich ist in jedem Fall die übliche Schwenkach se 5 vorgesehen, um den C-Bogen 1 aus der gezeigten Position um 900 in eine horizontale Lage verschwenken zu können.

Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Ausbildung eines sol chen universellen Röntgengerätes besteht zum einen darin, dass ein Strahler 6 zur Erzeugung eines Röntgenstrahlenbün dels um eine zur C-Bogenebene senkrecht verlaufende Achse 7 schwenkbar ist und dass auch der Detektor 8 für Röntgenstrah lung, beispielsweise ein a-Si Festkörperbildwandler oder ein Röntgenbildverstärker mit angekoppelter Fernsehkamera - es kann aber auch eine Speicherleuchtstofffolie oder ein Film sein, in seiner Detektorebene verschiebbar ist, was im ge zeigten Ausführungsbeispiel wiederum durch eine schwenkbeweg liche Lagerung mithilfe des Lagerarms 9 realisiert ist, der sowohl am Gehäuse am Detektors 8 als auch am Ende 10 des C-Bogens entsprechend gelagert ist. Ein üblicher schematisch dargestellter Patientenlagerungstisch 11 weist eine Lage rungsplatte 12 auf, die gegebenenfalls auch aufstellbar aus gebildet sein kann, wie dies für die Anwendung in Fig. 3 erforderlich ist. Neben der Schwenkbarkeit des Strahlers 6 um die genannte Achse 7 kann auch eine zusätzliche Verschwenkung um eine dazu senkrechte weitere Achse vorgesehen sein, oder gegebenenfalls auch eine kardanische Aufhängung des Strahlers 6 am unteren Ende 13 des C-Bogens 1. Ein zusätzlicher Detek tor 14 ist an einer Säule 15 angeordnet, der für ein mithilfe des erfindungsgemäßen Röntgengerätes auch einstellbares funk tionales Durchleuchtungsgerät erforderlich ist, wie sie in Fig. 4 nochmals im Einzelnen dargestellt ist.

Die Fig. 2 zeigt speziell eine bereits in der Übersicht zu Fig. 1 gewählte Stellung des erfindungsgemäßen Röntgengerätes mit eingeschwenktem Detektor 8, wie er bei der Verwendung des Systems mit Isozentrum positioniert sein muss.

Die Fig. 3 zeigt das erfindungsgemäße Röntgengerät mit hori zontal geschwenktem C-Bogen 1 für eine Diagnostikanwendung mit aufstellbarer Tischplatte 12 des Patientenlagerungsti sches 11.

In Fig. 4 ist der Strahler 6 um 90° aus dem C-Bogen nach vor ne herausgedreht, also durch eine Verschwenkung um die Achse 7 in Fig. 1 im Uhrzeigersinn um 90°, um Aufnahmen am Raster wandstativ 15 mit einem zusätzlichen Detektor 8' oder aber auch einem Film oder einer Speicherfolie durchführen zu kön nen.

In Fig. 5 ist eine Anordnung des erfindungsgemäßen universel len Röntgengerätes gezeigt, bei der der Detektor 8 um 180° aus der Position nach Fig. 1 nach außen herausgeschwenkt ist, um Aufnahmen bzw. Durchleuchtungen an frei beweglichen Ti schen oder Betten durchführen zu können. Hier ist besonders die äußerst geringe Bauhöhe der Detektoranordnung eines Fest körperbildwandlers von Vorteil. Durch die vielseitige Ver schwenk- und Verstellbarkeit des C-Bogens kann die Aufnahme oder Durchleuchtung an einem Tisch oder Bett neben dem eigentlichen Patiententisch 11 erfolgen, wie es in Fig. 5 an gedeutet ist.

Die Fig. 6 zeigt schematisch die Strahlführung zur Erzielung eines zusammengesetzten Röntgenbildes aus zwei kleineren Bil dern. Dabei ist der Patient 16 lediglich anhand einiger run der Punkte 17 oder kastenförmiger Punkte 18 dargestellt, um zu verdeutlichen, wie durch die besondere Verschwenkung des Gerätes eine verzerrungsfreie Zusammensetzung der beiden Bil der A und B zu einem entsprechend größerem Bild möglich ist. Erfindungsgemäß erfolgt eine Überlagerung der Schwenkbewegung des C-Bogens um seine Drehachse 5 in Verbindung mit einer Querverfahrung des C-Bogens 1, sodass sich die Drehachse 5 von ihrer Position 5 in Richtung des Pfeils 20 in die Positi on 5 verlagert. Dadurch ergibt sich - ohne dass der Strahler 6 oder der gegenüberliegende das Bild A oder B erzeugende De tektor 8 in Bezug auf den C-Bogen 1 bewegt werden - eine Ver schwenkung der Einheit Strahler 6, Detektor 8 um den Fokus 19 des Strahlers 6, wobei der Zentralstrahl 21 immer senkrecht auf die Mitte des Detektors 8 ausgerichtet ist. Durch diese spezielle Verkippung lässt sich beispielsweise eine "Spine darstellung" durch Zusammensetzung von drei Aufnahmen erzie len, wie dies in Fig. 7 schematisch dargestellt ist.

Es versteht sich dabei von selbst, dass nicht nur in einer Richtung mehrere Aufnahmen zusammengesetzt werden können, sondern auch in der anderen Richtung. Durch entsprechende Steuerung der Schwenkbewegungen der Lagerarme 3, 4 und 4a lässt sich auch in dieser Richtung eine Verkippung um den Fo kus des Strahlers 6 erzielen.

Die Verstellung in die verschieden Aufnahmepositionen zur Er zeugung der beiden Bilder A und B für ein großformatiges, zu sammengesetztes Röntgenbild kann auch dadurch erreicht wer den, dass der Detektor 8 mittels seines Lagerarmes 9 in die jeweiligen Aufnahmepositionen bewegt werden, wobei die Auf nahmepositionen auf einem Kreisbogen um den Fokus 19 des Strahlers 6 liegen. Dabei wird der Detektor 8 derart ausge richtet, dass der Zentralstrahl 21 des Röntgenstrahlenbündels 22 senkrecht auf die Mitte des Detektors 8 trifft. Zur Ver schwenkung des Röntgenstrahlenbündeis 22 kann entweder der Strahler 6 um seinen Fokus 19 gekippt werden, oder die Pri märstrahlenblende 23 des Strahlers 5 durch Verschieben ihrer Lamellen verstellt werden.

Claims

1. Universelles Röntgengerät mit einem beweglich aufgehäng ten C-Bogen, an dessen Enden ein Strahler und ein Detektor angeordnet sind, dadurch gekenn zeichnet, dass der Strahler (6) um wenigstens eine zur C-Bogen-Ebene senkrechte Achse (7) schwenkbar gelagert ist und dass der Detektor (8) in der Detektorebene verschieb bar gelagert ist.

2. Röntgengerät nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Strahler (6) um wenigs tens 90° gegenüber der Verbindungslinie zum Detektor nach au ßen verschwenkbar ist.

3. Röntgengerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahler (6) um ei ne zweite in der C-Bogen-Ebene liegende Achse aus dieser Ebe ne verkippbar verschwenkbar ist.

4. Röntgengerät nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass der Strahler (6) kardanisch am C-Bogen gelagert ist.

5. Röntgengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass der De tektor drehbar an einem Schwenkarm gelagert ist, der drehbar am einen Ende des C-Bogens angelenkt ist, derart, dass er in seiner Detektorebene verschiebbar ist.

6. Röntgengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ge kennzeichnet durch Stellmotoren zur Verschwenkung des Strahlers (6), des Detektors (8) und des C- Bogens (1)

7. Röntgengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ge kennzeichnet durch eine Steuereinheit für die Bewegungen des C-Bogens (1), des Detektors (8) und des Strahlers (6) derart, dass eine fehlerfreie und unver zeichnete Zusammensetzung der Bilder des Detektors zu einem großen Bild erfolgen kann.

8. Röntgengerät nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die Steuerung derart er folgt, dass die Einheit Strahler (6) und Detektor (8) um den Fokus (19) des Strahlers (6) kippt.

9. Verfahren zum Betrieb eines Röntgengerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekenn zeichnet, dass zur Aufnahme eines großformatigen, zusammengesetzten Röntgenbildes der Detektor (8) derart be wegt wird, dass er Aufnahmepositionen auf einem Kreisbogen uni den Fokus (19) des Strahlers (6) einnimmt, und dass das Rönt genstrahlenbündel (22) des Strahlers (6) derart auf den De tektor (8) ausgerichtet ist, dass der Zentralstrahl (21) des Röntgenstrahlenbündels (22) senkrecht auf die Mitte des De tektors (8) trifft.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, dass der Detektor (8) in die verschiedenen Aufnahmepositionen verschoben und ausgerichtet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausrichtung des Röntgenstrahlenbündels (22) des Strahlers (6) auf den Detek tor (8) der Strahler (6) gekippt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausrichtung des Röntgenstrahlenbündels (22) des Strahlers (6) auf den Detek tor (8) die Primärstrahlenblende (23) des Strahlers (6) ver stellt wird.