DE10139329A1

DE10139329A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Abbildungseigenschaften einer Diagnostikeinrichtung und insbesondere einer Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem C-Bogen

Info

Publication number: DE10139329A1
Application number: DE2001139329
Authority: DE
Original assignee: Instrumentarium Imaging Ziehm GmbH
Current assignee: Ziehm Imaging GmbH
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2003-03-13
Anticipated expiration: 2021-08-11
Also published as: DE10139329B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Bestimmung der Abbildungseigenschaften einer Diagnostikeinrichtung und insbesondere einer Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem mehrfach verstellbaren C-Bogen, an den wenigstens eine Röntgenstrahlenquelle und wenigstens ein Röntgenstrahlenempfänger einander gegenüber angeordnet sind. Dabei ist die Diagnostikeinrichtung mit einer Vorrichtung zur Bestimmung von Parametern, die die mechanische Verwindung beschreiben, ausgerüstet. Weiterhin erlaubt eine Datenschnittstelle die Ermittlung von Kennungsdaten durch einen extern angeschlossenen Steuerrechner. Die stellungsabhängigen Parameterdaten zur Beschreibung der Verwindung können über eine Datenschnittstelle zusammen mit den Kenndaten an einen Steuerrechner übermittelt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Abbildungseigenschaften einer Diagnostikeinrichtung, insbesondere einer Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem mehrfach verstellbaren C-Bogen, an den wenigstens eine Röntgenstrahlenquelle und wenigstens ein Röntgenstrahlenempfänger einander gegenüberliegend angeordnet sind.

Röntgendiagnostikeinrichtungen mit einem C-Bogen sind bekannt. So befindet sich beispielsweise in der Produktpalette der Anmelderin eine stationäre Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem C-Bogen. Es sind auch eine Röntgendiagnostikeinrichtungen mit einem C-Bogen bekannt, die auf einem Wagen angeordnet ist.

In herkömmlichen Anwendungen von C-Bogen-Systemen werden Bilder von Untersuchungsobjekten erstellt und visuell ausgewertet. Dadurch wird z. B. während einer Operation der Sitz von Implantaten oder die genaue Lage von Knochenfragmenten nach Knochenbrüchen ermittelt. Diesen Anwendungen ist gemeinsam, dass Röntgenbilder lediglich visuell betrachtet werden.

Dass Röntgenbilder, die mit einem C-Bogen-System aufgenommen wurden, auf Grund der Lage des C-Bogens relativ zum Erdmagnetfeld verzeichnet sind, ist bekannt. Diese Verzeichnungseigenschaften der Bilder (Kissen-, Tonnenverzeichnungen etc.) wirken sich jedoch so aus, dass eine exakte Lageberechnung von Untersuchungsgegenständen im Rechner wesentlich erschwert wird. Ziel von Systemen zur Computer-assistierten Navigation ist es, Bilder hinsichtlich der relativen räumlichen Lagebeziehungen von Untersuchungsgegenständen (Grössenverhältnisse, Abstände etc.) mit Computern auszuwerten.

In DE 198 07 884, sowie den "Proceedings Int. Symp. Computer Assisted Radiology (CAR)", Paris (1995) 721-728 und Tokyo (1998) 716-722 sowie aus dem Artikel von Gosse et al. "Roboterunterstützung in der Knieendoprothetik", Orthopädie 26 (1997) 258-265 wird ein Kalibrierverfahren vorgeschlagen, bei dem die positionsabhängigen Verzeichnungen der Bilder im Magnetfeld durch Anbringen eines geeigneten Kalibrierkörpers am Sichtfenster des C-Bogens berechnet werden. Die Verzerrungen, die durch das Erdmagnetfeld entstehen, liegen im Bereich von einigen mm (typischerweise bis zu 6 mm) für herkömmliche C- Bogeneinrichtungen. Durch die Berechnung vom Bildern, die in dieser Weise entzerrt wurden, ergibt sich die Möglichkeit einer rechnergestützten Weiterverarbeitung der Röntgenbilder in einfacheren Anwendungen.

Komplexere Anwendungen von Computer-assistierten Verfahren erfordern allerdings eine Genauigkeit, die weit über der Genauigkeit liegt, die durch eine einfache Entzerrung der Bilder erreichbar ist.

Die Konstruktionsziele aller Röntgendiagnostikeinrichtungen mit einem C-Bogen sind, dass der Abstand und die relative Position zwischen Röntgenstrahlenempfänger und Röntgenstrahlenquelle konstant sind, und dass bei Verschieben des C-Bogens in einer Halterung längs des Umfanges des C-Bogens die Anordnung aus Röntgenstrahlenempfänger und Röntgenstrahlenquelle um den Mittelpunkt des kreissegmentförmigen C-Bogens gedreht wird, wobei der Drehpunkt nicht zwangsläufig auf der Achse des Zentralstrahls zwischen dem Fokus der Röntgenstrahlenquelle und dem Mittelpunkt des Eingabefensters des Röntgenstrahlenempfängers liegen muss.

In der Praxis werden die Konstruktionsziele nur näherungsweise erreicht: Einerseits weisen sämtliche mechanische Komponenten der Röntgendiagnostikeinrichtung eine bestimmte Elastizität auf, die in Kombination mit den Massen der Komponenten, insbesondere des C-Bogen-Profils, des Röntgenstrahlenempfängers und der Röntgenstrahlenquelle in Abweichungen von den Anforderungen an Abstand und relative Position resultieren. Hinzu kommen mögliche Abweichungen der C-Bogen-Form von einem Kreis, die mechanischen Toleranzen in der Halterung, sowie die mechanischen Spannungen im C-Bogen, die durch die Halterung erzeugt werden.

Geht man beispielsweise davon aus, dass das Untersuchungsobjekt in der Mitte zwischen dem Fokus der Röntgenstrahlenquelle und dem Eingangsfenster des Röntgenstrahlenempfängers angeordnet ist, so ist durch die geometrische Röntgenoptik eine Vergrößerung um einen Faktor 2 gegeben. Der Fokus der Röntgenstrahlenquelle muss daher mit einer Genauigkeit von 0,5 mm bezüglich eines mit dem Eingangsfenster des Röntgenstrahlenempfängers verbundenen Koordinatensystems festliegen, wenn insgesamt submillimetrische Genauigkeit erreicht werden soll.

Bedingt durch das üblicherweise verwendete U-Profil für einen C-Bogen, wie es beispielsweise allgemein bekannt ist, weist dieser eine relativ hohe mechanische Steifigkeit bei Krafteinwirkungen in der C-Bogen-Ebene auf. Dahingegen ist die Stabilität eines derartigen C-Bogens gegenüber Verwindung eingeschränkt. Von allen in der Praxis auftretenden mechanischen Veränderungen der C-Bogen- Geometrie, wirkt sich eine Verschiebung des Fokus der Röntgenstrahlenquelle in einer Ebene senkrecht zur Hauptstrahlenachse gravierend auf die Abbildungsgenauigkeit aus.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung der Abbildungseigenschaften einer Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem C-Bogen anzugeben, welches die mechanischen Verwindungseigenschaften eines C-Bogens erfasst und mit hoher Genauigkeit ausgleicht. Zudem soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Verfügung gestellt werden.

Hierbei sollen alle Möglichkeiten einer Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem C-Bogen, wie beispielsweise das Einblenden, der elektrische Zoom oder die Bilddrehung, verwendbar sein, ohne dass die Funktionalität im Zusammenhang mit einem CAS (Computer Aided System)-/CAR-System beeinträchtigt wird. Zudem soll der Ausgleich der Verwindungseigenschaften unabhängig von der Berechnung der magnetischen Verzeichnung möglich sein, damit Ungenauigkeiten durch Wechselwirkung der beiden Effekte weitestgehend vermieden werden können.

Diese Aufgabe wird für ein Verfahren durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist Gegenstand des Patentanspruchs 4. Weitere Ausgestaltungen gehen aus den entsprechenden Unteransprüchen hervor.

Demnach wird vorgeschlagen, ein dreiphasiges Kalibrierverfahren anzuwenden, welches auf geeigneten konstruktiven Veränderungen herkömmlicher C-Bogen-Systeme basiert.

Insbesondere wird der Zusammenhang zwischen Parametern, welche die mechanische Verwindung beschreiben und Kenngrößen, die mit der Verwindung korrelieren, in einem Kalibriervorgang ermittelt, derart, dass während des Betriebs der Diagnostikeinrichtung und insbesondere der Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem C-Bogen, ein Parameterdatensatz mit Kenngrößen, die mit der Verwindung korrelieren, an einen Steuerrechner übermittelt wird, der Daten zur Beschreibung der Verwindung rekonstruiert, wobei anschließend oder in Echtzeit die aus der Verwindung resultierenden Effekte ausgeglichen werden.

Konstruktiv wird hierzu die Diagnostikeinrichtung bzw. der C- Bogen so verändert, dass ein oder mehrere Dehnungsmessstreifen an funktionell geeigneten Stellen des C-Bogens angebracht werden. Diese Dehnungsmessstreifen messen Kräfte, die aufgrund der Verwindung in die Konstruktion eingebracht werden.

Es ist auch vorgesehen, Messaufnehmer zur Messung der Spannungen und Kräfte, die von Detektor oder Quelle eingekoppelt werden und/oder Messaufnehmer zur Bestimmung der räumlichen Lage aus Gravitationskräften und/oder Messaufnehmer zur Lagebestimmung aus den Winkelwerten des C-Bogens an den C-Bogen anzubringen, welche die Daten an einen Steuerrechner übermitteln.

Zudem wird erfindungsgemäß ein dreidimensionaler Kalibrierturm in den Strahlengang des C-Bogens gebracht. Der Kalibrierturm enthält röntgendichte Marken (z. B. kleine Metallobjekte), deren Lage relativ zueinander vermessen ist. Für eine Serie von unterschiedlichen Stellungen des C-Bogens werden Bilder des Kalibrierturms erfasst. Mit dem Kalibrierturm kann errechnet werden, wie die mechanische Verwindung die Röntgenquelle gegenüber dem Röntgendetektor auslenkt. Zur Beschreibung dieser Auslenkung werden Zahlenwerte benutzt, welche die räumliche Auslenkung der Quelle, bezogen auf ein Koordinatensystem, welches starr dem Röntgendetektor zugeordnet ist, beschreiben.

Für eine Serie von Stellungen des C-Bogens wird erfindungsgemäß mit dem Kalibrierturm die jeweilige Auslenkung der Röntgenquelle ermittelt. Demzufolge werden jeder Stellung die Werte der Dehnungsmessstreifen zugeordnet. Damit können die an den Dehnungsmessstreifen gemessenen Kräfte in Beziehung zu den jeweiligen stellungsabhängigen Auslenkungen der Quelle gesetzt werden.

Während des eigentlichen Anwendungsbetriebs des C-Bogens ist der Kalibrierturm störend, so dass die Auslenkung allein aus den Werten der Dehnungsmessstreifen ermittelt wird. Zu dieser Berechnung werden die gemessenen Werte der Dehnungsmessstreifen an den Steuerrechner z. B. über die Datenschnittstelle des C-Bogens (z. B. DICOM-Format) übermittelt, und dazu passende Auslenkungsparameter durch einen Interpolationsalgorithmus bestimmt. Wurden also beispielsweise zwei Dehnungsmessstreifen benutzt, und wurden für die aktuelle Stellung Werte d1 beim ersten bzw. d2 beim zweiten Dehnungsmessstreifen gemessen, und liegen rechnerseitig die Werte d1, d2 zwischen Werten m1a und m1b bzw. m2a und m2b (d. h. m1a <= d1 <= m1b und m2a <= d2 <= m2b), wobei die Werte m1a, m1b, m2a, m2b während des Kalibriervorgangs gemessen wurden, so werden die Auslenkungsparameter für die aktuelle Stellung (entsprechend d1, d2) durch Interpolation berechnet.

Wesentlich für die Sicherheit des Verfahrens ist die Übermittlung einer Kennung des C-Bogens. D. h. dem Steuerrechner werden Daten übermittelt, die dem jeweiligen C-Bogengerät spezifisch sind, um so zu vermeiden, dass ein falsches Modell der Auslenkungseigenschaften benutzt wird.

Die Sicherheit des Gesamtverfahrens lässt sich durch redundante Zusatzmessungen erhöhen. So kann im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zusätzlich oder alternativ zu den Dehnungsmessstreifen ein sogenannter künstlicher Horizont benutzt werden, der die räumliche Stellung des C-Bogens misst, und die gemessenen Werte an den Leitrechner übermittelt.

Durch entweder einen Datensatz (Dehnungsmessstreifen oder Horizontdaten) oder beide Datensätze (Horizontdaten und Dehnungsmessdaten) kann im Steuerrechner jeweils auf die spezifischen Auslenkungsdaten bzw. Verwindungsdaten rückgeschlossen werden. Weiterhin ist die Art der Ausführung der Dehnungsmessstreifen für das erfindungsgemäße Verfahren unerheblich, d. h. es können handelsübliche Messaufnehmer zur Messung der Spannungen und Kräfte, die von Detektor oder Quelle in das Profil eingekoppelt werden, wie auch Messaufnehmer zur Bestimmung der räumlichen Lage aus Gravitationskräften und Messaufnehmer zur Lagebestimmung aus den Winkelwerten des C- Bogens, verwendet werden.

Damit stehen dem Steuerrechner alle Daten zur genauen Berechnung der Projektionsgeometrie der C-Bogen-Kamera zur Verfügung, wobei diese Berechnung auch in Echtzeit durchführbar ist.

In der oben beschriebenen Ausführungsform der Kalibrierturm am Röntgendetektor angebracht und vermessen. Alternativ dazu kann im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung jedoch ein Kalibrierobjekt auch an der Röntgenquelle angebracht werden. Damit können Daten, die mit der Verwindung korrelieren, aus der Lage der Kalibrierobjekte im Röntgenbild ermittelt werden.

Ein an der Quelle angebrachtes Kalibrierobjekt kann in den Strahlengang hineinbewegt, und danach wieder herausgezogen werden. Dies ist möglich, weil in typischen C-Bogen-Konstruktionen im Gehäuse der Quelle noch Platz für einen Antrieb und einen solchen Kalibrierkörper ist. Der in der Quelle angebrachte Kalibrierkörper kann damit im C-Bogen verbleiben, und muss zu etwaigen Neukalibrierungen nicht eigens separat beim Benutzer des C-Bogens verwahrt werden. Der in der Quelle verfahrbar angeordnete Kalibrierkörper besitzt den Vorteil, dass das Einbringen des Kalibrierkörpers bei Neukalibrierung mit einem einfachen Steuerbefehl angestoßen werden kann, und der C-Bogen wechselweise im einfachen visuellen Betrieb oder im CAS-Betrieb eingesetzt werden kann, und die für den CAS-Betrieb benutzten Kalibrierobjekte nicht als störende Artefakte im einfachen Betrieb auftauchen.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. In diesen stellen dar:
Fig. 1 eine C-Bogen-Röntgendiagnostikeinrichtung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Verhältnisse bei der Benutzung eines verfahrbaren Kalibrierobjekts;
Fig. 3a die Anordnung der Elemente Winkelgeber, Kraftmessaufnehmer, Horizontgeber und Kalibrierturm Dehnungsmessstreifen, Horizontgeber, Winkelgeber gemäß der Erfindung;
Fig. 3b die Anordnung der Elemente Dehnungsmessstreifen, Horizontgeber und Winkelgeber zur Bestimmung der räumlichen Stellung des C-Bogens während des Betriebs; und
Fig. 4 das Koordinatensystem des Röntgenstrahlenempfängers.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Röntgendiagnostikeinrichtung dargestellt. Auf einem Gerätewagen 1, der mittels Rollen 14, 15 auf den Fußboden 16 verfahrbar ist, ist an einer höhenverstellbaren Säule 2 ein Säulenkopf 3 drehbar um die Säulenachse angeordnet. Der Säulenkopf 3 weist eine Horizontalführung auf, in der ein Pendellager 4 horizontal verschiebbar ist. In dem Pendellager 4 ist eine Halterung 5 um eine horizontale Achse drehbar gelagert. Die Halterung 5 trägt einen C-Bogen 6 mit Mittelpunkt 12, der längs seines Umfanges an der Halterung 5 beweglich gelagert ist. Der C-Bogen 6 weist an seinen Enden einen Röntgenstrahlenempfänger 7 und diesem gegenüber liegend eine Röntgenstrahlenquelle 6 auf. Der durch den Fokuspunkt 9 der Röntgenstrahlenquelle und den Mittelpunkt 18 des Eingangsfensters des Röntgenstrahlenempfängers 7 bestimmte Zentralstrahl 10 muss nicht notwendigerweise den Mittelpunkt 12 des C-Bogens enthalten.
Die Signale des Röntgenstrahlenempfängers werden über eine Fernsehkette einem Bildverarbeitungs- und Bildspeicherrechner zugeführt. Zwischen der Röntgenstrahlenquelle und dem Röntgenstrahlenempfänger ist im Falle einer Röntgenuntersuchung das Untersuchungsobjekt 13 angeordnet. Die Röntgenquelle weist eine Kalibriervorrichtung 17 auf, die zum Zweck der Kalibrierung der Röntgenstrahleinrichtung in einem reproduzierbaren Abstand zum Fokuspunkt 9 der Röntgenstrahlenquelle gebracht wird. Der Röntgenstrahlenempfänger weist an seinem Gehäuse Referenzmarken 171, 172, 173 auf, die Teil eines nicht gezeigten 3D- Positionsbestimmungssystemes sind. Mit Hilfe eines solchen Systems ist es möglich, die räumlichen Koordinaten der Referenzmarken zu bestimmen. Sind die Referenzmarken wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gezeigt, am Röntgenstrahlenempfänger geeignet angeordnet, so ist es möglich, mittels dreier Referenzmarken ein Koordinatensystem bezüglich des Mittelpunktes 18 des Eingangsfensters 11 des Röntgenstrahlenempfängers 7 im Raum festzulegen. Durch weitere, nicht dargestellte Referenzmarken im Bereich des Untersuchungsobjektes 13, die ebenso mit dem 3D- Positionsbestimmungssystem zusammenwirken, ist es möglich, die Lage des Untersuchungsobjektes 13 bezüglich der Eingangsfenster 11 des Röntgenempfängers 7 zu bestimmen.
Für die Zuordnung von Bildbereichen des Röntgenbildes zu Referenzmarken und/oder Flächen des Untersuchungsobjektes 13 ist es notwendig, die Lage des Fokuspunktes 9 in Bezug auf das Untersuchungsobjekt 13 und der Röntgenempfänger 7 zu kennen. In der Praxis gestaltet sich die Bestimmung des Fokuspunktes 9 der Röntgenstrahlenquelle schwierig, weil häufig bei Röntgenuntersuchungen die Röntgenstrahlenquelle unterhalb des Patientenlagetisches angeordnet wird und eine Positionsbestimmung des Ortes und der Ausrichtung des Gehäuses der Röntgenstrahlenquelle mit Hilfe des 3D-Positionsbestimmungssystems nicht möglich ist.
Andererseits ist aber auch die mechanische Stabilität des C- Bogens 6 nicht ausreichend, um Auslenkungen der Röntgenstrahlenquelle 8 aus der Ebene des C-Bogens 6 von etwa < 0,5 mm zu gewährleisten. Deshalb wird bei der erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikeinrichtung die Position des Fokuspunktes 9 bezüglich des Röntgenstrahlenempfängers 7 mittels eines Röntgenstrahlen-Kalibrierverfahrens bestimmt.
Fig. 2 zeigt schematisch die Verhältnisse bei der Benutzung eines verfahrbaren Kalibrierobjekts im Gehäuse der Quelle. In der Röntgenstrahlenquelle 9 ist eine Röntgenröhre 22 angeordnet, bei der in einem Fokuspunkt 9 ein Röntgenstrahlenkegel erzeugt wird. Zwischen dem Fokuspunkt 9 und dem Untersuchungsobjekt 13 ist ein Testabsorber 15 angeordnet, der auf einer Trägerplatte eine strahlenabsorbierende Struktur 20 trägt. Die Struktur wird dem Röntgenstrahlen-Positionsbild des Untersuchungsobjektes 13 überlagert und wird über den Röntgenstrahlenempfänger 7 und die nachgeschaltete Videokette einem Bildverarbeitungssystem der Röntgendiagnostikeinrichtung zugeführt. Die strahlenabsorbierende Struktur 20 auf dem Testabsorber 19 wird im Zentrum des Röntgenstrahlenempfängers mit einer Vergrößerung (a1 + a2)/a1 = f/a1 abgebildet, wobei a1 der Abstand zwischen dem Fokuspunkt 9 und der strahlenabsorbierenden Struktur 20 auf der Trägerplatte 21 und a2 der Abstand zwischen der strahlenabsorbierenden Struktur 20 und dem Eingangsfenster 11 des Röntgenstrahlenempfängers ist. Für den Abstand f des Fokuspunktes 9 vom Eingangsfenster 11 des Röntgenstrahlenempfängers gilt: f = a1 + a2 = p1 + p2. Eine Struktur des Untersuchungsobjektes 13, die sich im Abstand p1 vom Fokuspunkt 9 entfernt befindet, wird auf dem Röntgenbild mit einer Vergrößerung von (p1 + p2)/p1 = f/p1 dargestellt.
In der Praxis gilt für eine erfindungsgemäße Röntgendiagnostikeinrichtung: p1 = p2 und a2 = 50 a1. Für die nachfolgenden Betrachtungen wird näherungsweise a2 = 50a1 gesetzt. Eine strahlenabsorbierende Struktur 20 auf dem Testabsorber 19 mit einer Ausdehnung von 0,5 mm senkrecht zum Zentralstrahl 10 wird in Röntgenbild mit einer Breite von ungefähr 25 mm abgebildet. Durch die endliche und anisotrope Ausdehnung des Fokuspunktes 9 erhält man im Röntgenbild keine scharfen Schatten sondern eine Schwärzeverteilung, die näherungsweise durch einen Bereich eines Kernschattens und einen Bereich eines Halbschattens charakterisiert werden kann. Ein Kernschatten ist dann nicht zu erwarten, wenn die Ausdehnung des Fokuspunktes größenordnungsmäßig gleich der Ausdehnung der strahlenabsorbierenden Struktur 20 ist. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Lage des Projektionsbildes der strahlenabsorbierenden Struktur 20 des Testabsorbers 19 auf dem mit der Projektion des Untersuchungsobjektes 13 überlagerten Röntgenbild ermittelt werden muss, ist es wünschenswert, die strahlenabsorbierende Struktur 20 mit einem optimalen Kontrast abzubilden. Dies bedeutet, dass die strahlenabsorbierende Struktur eine möglichst hohe Kernladungszahl (vorzugsweise wird Gold verwendet) und eine Breite von etwa 1 mm aufweist, was etwa der doppelten maximalen Ausdehnung des Fokuspunktes entspricht.
In Fig. 4 ist ein mit dem Röntgenstrahlenempfänger 7 verbundenes Koordinatensystem dargestellt, das für die Beschreibung des Ortes des Fokuspunktes 9 herangezogen wird. Der Koordinatenursprung liegt dabei im Mittelpunkt 16 des Eingangsfensters des Röntgenstrahlenempfängers, das die xy-Ebene mit der Koordinate z = 0 darstellt. Die x-Achse wird im Beispiel der Fig. 4 durch die Mittelebene des C-Bogens 6 festgelegt; im Ausführungsbeispiel ist eine Referenzmarke 174 am Gehäuse des Röntgenstrahlenempfängers mit y = 0 angeordnet. Der Fokuspunkt 9 wird bezüglich dieses Koordinatensystems werkseitig für eine definierte Lage des C- Bogens im Raum derart eingestellt, dass der Fokuspunkt 9 die Koordinaten (x0, y0, 20) = (f,0,0) besitzt, wobei f der Abstand des Fokuspunktes 9 vom Mittelpunkt 16 des Eingangsfensters 11 des Röntgenempfängers ist. Aufgrund der elastischen Verbiegungen des C-Bogens liegen die Fokuspunkte im praktischen Betrieb der Röntgendiagnostikeinrichtung in dem in Fig. 4 schematisch dargestellten gestrichelt umrandeten quaderförmigen Bereich 23. Dieser quaderförmige Bereich 23 weist die größte Ausdehnung in y- Richtung auf, während, bedingt durch die Konstruktion des C-Bogens 6, die Ausdehnungen des quaderförmigen Bereiches 23 in x- und z- Richtung wesentlich kleiner sind. Bezugszeichenliste 1 Gerätewagen
2 höhenverstellbare Säule
3 Säulenkopf
4 Pendellager
5 Halterung
6 C-Bogen
7 Röntgenstrahlenempfänger
8 Röntgenstrahlenquelle
9 Fokuspunkt
10 Zentralstrahl
11 Eingangsfenster
12 Mittelpunkt des C-Bogens
13 Untersuchungsobjekt
14 Rolle
15 Rolle
16 Fußboden
17 Kalibriervorrichtung
171 Referenzmarke
172 Referenzmarke
173 Referenzmarke
174 Referenzmarke
18 Mittelpunkt des Eingangsfenster
19 Testabsorber
20 strahlenabsorbierende Struktur
21 Trägerplatte
22 Röntgenröhre
23 quaderförmiger Bereich
66 Winkelencoder
77 Kraftmessaufnehmer
88 Horizontmessaufnehmer
99 Kalibrierturm

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung der Abbildungseigenschaften einer Diagnostikeinrichtung, insbesondere einer Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem C-Bogen, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusammenhang zwischen Parametern, welche die mechanische Verwindung beschreiben und Kenngrößen, die mit der Verwindung korrelieren, in einem Kalibriervorgang ermittelt wird, derart, dass während des Betriebs der Diagnostikeinrichtung und insbesondere der Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem C-Bogen, ein Parameterdatensatz mit Kenngrößen, die mit der Verwindung korrelieren, an einen Steuerrechner übermittelt wird, der Daten zur Beschreibung der Verwindung rekonstruiert, wobei anschließend oder in Echtzeit die aus der Verwindung resultierenden Effekte ausgeglichen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Messaufnehmer die Kräfte gemessen werden, welche aufgrund der Verwindung in die Konstruktion eingebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass Messaufnehmer zur Messung der Spannungen und Kräfte, die von Detektor oder Quelle eingekoppelt werden und/oder Messaufnehmer zur Bestimmung der räumlichen Lage aus Gravitationskräften und/oder Messaufnehmer zur Lagebestimmung aus den Winkelwerten des C-Bogens verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kräfte mittels eines oder mehrerer an funktionell geeigneten Stellen der Diagnostikeinrichtung und insbesondere des C-Bogens angebrachter Dehnungsmessstreifen gemessen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass errechnet wird, wie die mechanische Verwindung die Röntgenquelle gegenüber dem Röntgendetektor auslenkt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein dreidimensionaler Kalibrierturm in den Strahlengang des C- Bogens gebracht wird, der röntgendichte Marken enthält, deren Lage relativ zueinander vermessen ist und dass für eine Serie von unterschiedlichen Stellungen des C-Bogens Bilder des Kalibrierturms erfasst werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschreibung der Auslenkung Zahlenwerte benutzt werden, welche die räumliche Auslenkung der Quelle, bezogen auf ein dem Röntgendetektor starr zugeordnetes Koordinatensystem beschreiben.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Stellung des Kalibrierturms Werte der Dehnungsmessstreifen zugeordnet werden, wodurch die an den Dehnungsmessstreifen gemessenen Kräfte in Beziehung zu den jeweiligen stellungsabhängigen Auslenkungen der Quelle gesetzt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass während des Anwendungsbetriebs des C-Bogens die Auslenkung allein aus den Werten der Dehnungsmessstreifen ermittelt wird, wobei die gemessenen Werte der Dehnungsmessstreifen an den Steuerrechner übermittelt werden, und die Auslenkungsparameter durch einen Interpolationsalgorithmus bestimmt werden.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich oder alternativ zu den Dehnungsmessstreifen ein sogenannter künstlicher Horizont benutzt wird, der die räumliche Stellung des C-Bogens misst und die gemessenen Werte an den Steuerrechner übermittelt.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Quelle angeordneter Kalibrierkörper verwendet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Quelle angeordneter Kalibrierkörper verwendet wird, der an vordefinierte Stellungen über einen Antrieb verfahrbar ist.

13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kennung der Diagnostikeinrichtung an den Steuerrechner übermittelt wird.

14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerrechner die Anzeigeeinrichtung der Diagnostikeinrichtung verwendet.

15. Diagnostikeinrichtung, insbesondere Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem C-Bogen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Messaufnehmer zur Messung der Spannungen und Kräfte, die von Detektor oder Quelle eingekoppelt werden und/oder Messaufnehmer zur Bestimmung der räumlichen Lage aus Gravitationskräften und/oder Messaufnehmer zur Lagebestimmung aus den Winkelwerten des C-Bogens vorgesehen sind, welche die Daten an einen Steuerrechner übermitteln.

16. Diagnostikeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Quelle angeordneter Kalibrierkörper vorgesehen ist.

17. Diagnostikeinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalibrierkörper verfahrbar angeordnet ist.

18. Diagnostikeinrichtung nach Anspruch 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere an funktionell geeigneten Stellen der Diagnostikeinrichtung angebrachte Dehnungsmessstreifen vorgesehen sind.