DE10139343B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Fokuspunktes einer Röntgenstrahlenquelle - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Fokuspunktes einer Röntgenstrahlenquelle Download PDF

Info

Publication number
DE10139343B4
DE10139343B4 DE2001139343 DE10139343A DE10139343B4 DE 10139343 B4 DE10139343 B4 DE 10139343B4 DE 2001139343 DE2001139343 DE 2001139343 DE 10139343 A DE10139343 A DE 10139343A DE 10139343 B4 DE10139343 B4 DE 10139343B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ray
arm
strain sensor
focal point
coordinates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE2001139343
Other languages
English (en)
Other versions
DE10139343A1 (de
Inventor
Achim Prof.Dr.-Ing. Schweikard
Manfred Dötter
Jörg P. Dr. Ströbel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ziehm Imaging GmbH
Original Assignee
Ziehm Imaging GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ziehm Imaging GmbH filed Critical Ziehm Imaging GmbH
Priority to DE2001139343 priority Critical patent/DE10139343B4/de
Publication of DE10139343A1 publication Critical patent/DE10139343A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10139343B4 publication Critical patent/DE10139343B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4429Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units
    • A61B6/4435Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure
    • A61B6/4441Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure the rigid structure being a C-arm or U-arm
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/08Auxiliary means for directing the radiation beam to a particular spot, e.g. using light beams
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/54Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
    • A61B6/547Control of apparatus or devices for radiation diagnosis involving tracking of position of the device or parts of the device

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

Verfahren zur Bestimmung der Position des Fokuspunktes der Röntgenstrahlenquelle einer Röntgendiagnostikeinrichtung, die einen C-Bogen und wenigstens eine Röntgenstrahlenquelle und wenigstens einen Röntgenstrahlenempfänger, die am C-Bogen einander gegenüberliegend angeordnet sind, aufweist, in einem mit dem Eingangsfenster des Röntgenstrahlenempfängers fest verbundenen Koordinatensystem während der Röntgenuntersuchung, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
1. Für diskrete Orientierungen des Zentralstrahles 10 und der Ebene des C-Bogens 6 im Raum werden die Koordinaten des Fokuspunktes 9 der Röntgenstrahlenquelle 8 in einem mit dem Eingangsfenster 11 des Röntgenstrahlenempfängers 7 verbundenen Koordinatensystem sowie die Meßwerte wenigstens eines am C-Bogen angeordneten Dehnungssensors ermittelt.
2. Aus den im Verfahrensschritt 1 ermittelten diskreten Werten für die Koordinaten des Fokuspunktes und den dazugehörigen diskreten Meßwerten des wenigstens einen Dehnungssensors werden kontinierliche Korrelationsfunktionen abgeleitet, die einem beliebigen Wert des Meßwertes eines Dehnungssensors innerhalb des Meßbereiches ein Tripel von Koordinaten des Fokuspunktes zuordnet, wobei die in Verfahrensschritt 4 ermittelten Werte innerhalb vorbestimmter Fehlergrenzen durch...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Fokuspunktes der Röntgenstrahlenquelle einer Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem C-Bogen, an dem wenigstens eine Röntgenstrahlenquelle und wenigstens ein Röntgenstrahlenempfänger einander gegenüberliegend angeordnet sind.
  • Röntgendiagnostikeinrichtungen mit einem C-Bogen sind bekannt. So ist beispielsweise in der DE.195 09 007 A1 eine stationäre Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem mehrfach verstellbaren C-Bogen und in der DE 197 37 734 A1 eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem verstellbaren C-Bogen beschrieben, die auf einem Wagen angeordnet ist.
  • Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 36 14 295 A1 ist ein Röntgengerät mit einem motorisch verstellbaren Geräteteil (Deckenstativ) bekannt, bei dem eine Meßeinrichtung vorgesehen ist, die die auf das Geräteteil einwirkenden Kräfte mißt. Die gemessenen Kräfte werden in einer Auswerteschaltung ausgewertet und der Antrieb abgeschaltet, wenn die gemessenen Kräfte ein vorbestimmtes Maß überschreiten. Aufgabe der Erfindung der DE 36 14 295 A1 ist es, eine potentielle Kollision des Geräteteils mit raumfesten Strukturen (beispielsweise Patientenliege oder Patient) zu erkennen und den Antrieb aus Sicherheitsgründen sofort abzuschalten. Zur Messung der Kräfte sind Sensoren, insbesondere Dehnungsmeßstreifen vorgesehen.
  • Aus der US-Schrift US 5 067 145 A ist ein auf einem Wagen angeordnetes Röntgengerät bekannt, bei dem eine elektromotorische Lenkhilfe vorgesehen ist. Dabei ist vorgesehen, daß die durch die manuelle Betätigung eines Lenkhebels 14 verursachte Verwindung der Lenksäule 16 durch einen Dehnungssensor 20 erfaßt wird. Das Signal des Dehnungssensors 20 wird in einer Differenzierschaltung zur Steuerung der elektromotorischen Lenkhilfe herangezogen.
  • Die Konstruktionsziele aller Röntgendiagnostikeinrichtungen mit einem C-Bogen sind, daß der Abstand und die relative Position zwischen Röntgenstrahlenempfänger und Röntgenstrahlenquelle unabhängig von der Orientierung des C-Bogens im Raum konstant sind.
  • In der Praxis werden die Konstruktionsziele nur näherungsweise erreicht, da insbesondere bei mobilen chirurgischen Röntgendiagnostikeinrichtungen die Masse der gesamten Anordnung durch die Forderung nach leichter Verfahrbarkeit begrenzt ist. Andererseits sind aber die Massen der Einzelkomponenten, wie Röntgenstrahler, C-Bogen-Profil und Ausgleichsmassen nicht beliebig verringerbar. Aus diesen Gründen ist in der Praxis die elastische Verformung sämtlicher mechanischer Komponenten der Röntgendiagnostikeinrichtung zu berücksichtigen. Insbesondere führt eine elastische Verwindung oder/und Verbiegung des C-Bogen-Profils unter den Einflüssen der Gewichtskräfte der beteiligten Massen und der durch die Halterung hervorgerufenen mechanischen Spannungen zu einer Verlagerung des Fokuspunktes der Röntgenstrahlenquelle in einem mit dem Eingangsfenster des Röntgenstrahlenempfängers verbundenen Koordinatensystem.
  • In einer Reihe von Aufgabenstellungen der Röntgendiagnostik spielen diese Einschränkungen keine Rolle; insbesondere nicht in den Fällen, in denen die Röntgenbilder jeweils nur visuell ausgewertet werden.
  • Wird aber eine Röntgendiagnostikeinrichtung in einem computergestützten oder roboterunterstützten Chirurgiesystem eingesetzt ("computer aided surgery" CAS), so ist es erforderlich, für jede Röntgenaufnahme die genaue Projektionsgeometrie zu kennen, insbesondere die Abbildungseigenschaften des gesamten Systems, die Lage der abbildungsbestimmenden Komponenten der Röntgendiagnostikeinrichtung und die Lage des Untersuchungsobjektes im Raum. Die für die angestrebte Qualität der CAS-Verfahren notwendige Rekonstruktionsgenauigkeit am Ort des Untersuchungsobjektes liegt in der Größenordnung von 1mm.
  • Geht man 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 0,5mm bezüglich eines mit dem Eingangsfenster des Röntgenstrahlenempfängers verbundenen Koordinatensystems bestimmbar sein.
  • Bedingt durch das üblicherweise verwendete u-Profil für einen C-Bogen, wie es beispielsweise aus der DE 196 30 888 A1 . 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. Daher ist in der Praxis vor allem die Verlagerung des Fokus der Röntgenstrahlenquelle in Richtung senkrecht zur C-Bogen-Ebene und die Auswirkung dieser Verlagerung auf die Abbildungseigenschaften der Röntgendiagnostikeinrichtung zu berücksichtigen.
  • Es sind aus der Patent- und der wissenschaftlichen Literatur mehrere Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die es erlauben, Ungenauigkeiten bei der Röntgenabbildung zu ermitteln.
  • Aus den "Proceedings Int. Symp. Computer Assisted Radiology (CAR)", Paris (1996) 721–728 und Tokyo (1998) 716–722 sowie aus dem Artikel von Gosse et al. "Roboterunterstützung in der Knieendoprothetik", Orthopädie 26(1997)258–266 sowie aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 07 884 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Kalibrierkörper zur Korrektur von Bildverzerrungen in einem Abstand von einigen cm vor dem Eingangsfenster des Röntgenstrahlenempfängers lösbar angebracht ist und ein zweiter Kalibrierkörper unmittelbar vor dem Eingangsfenster des Röntgenstrahlenempfängers angeordnet und während der gesamten Betriebszeit der Röntgendiagnostikeinrichtung dort verbleibt. Dieser zweite Kalibrierkörper weist im Randbereich des Röntgenbildes des Röntgenstrahlenempfängers röntgenstrahlenabsorbierende Strukturen auf, die dem Bild des Patienten überlagert sind. Aus einer Verschiebung der Abbildungen der Strukturen des zweiten Kalibrierkörper wird die Verlagerung des Fokus der Röntgenstrahlenquelle bestimmt. Ein gravierender Nachteil dieses Verfahrens ist, daß durch die Masse des ersten Kalibrierkörpers die Kräfteverhältnisse am C-Bogen massiv gestört werden und daher die mechanischen Verwindungen und Verformungen während des Kalibriervorganges und während der Betriebszeit der Röntgendiagnostikeinrichtung unterschiedlich sind
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Fokuspunktes der Röntgenstrahlenquelle einer unter der Last ihrer eigenen Masse elastisch verformten Röntgendiagnostikeinrichtung zu schaffen, die eine maschinelle Auswertung der Röntgenprojektionsbilder ermöglicht.
  • Insbesondere soll das erfindungsgemäße Verfahren und die zur Durchführung des Verfahrens notwendige Vorrichtung es erstens dem Operateur ermöglichen, Röntgenbilder zu erhalten, die frei von Darstellungen eines Kalibrierkörpers sind, zweitens soll es dem Operateur möglich sein, alle Optionen einer Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem C-Bogen, wie beispielsweise Einblenden, elektronischer Zoom oder Bilddrehung, zu verwenden, ohne daß die Funktionalität im Zusammenwirken mit einem CAS-/CAR-System beeinträchtigt wird und drittens soll die Bestimmung der Abbildungseigenschaften der Röntgendiagnostikeinrichtung ohne zusätzliche Strahlenbelastung des Patienten erfolgen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß am u-Profil des C-Bogens wenigstens ein Sensor angeordnet ist, dessen Meßwerte ein Maß für die mechanischen Spannungen im C-Bogen darstellen. In einem Auswerterechner, der vorzugsweise in der Röntgendiagnostikeinrichtung angeordnet ist, werden aus den Meßwerten und aus den bekannten mechanischen Kenngrößen des C-Bogens die Koordinaten des Fokuspunktes des Röntgenstrahlers in Bezug auf ein mit dem Röntgenstrahlenempfänger verbundenen Koordinatensystem ermittelt. Abhängig von der Konstruktion des C-Bogens und der Halterung kann es notwendig sein, mehr als einen Sensor am u-Profil des C-Bogens vorzusehen und dessen Meßwerte auszuwerten.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Abbildungseigenschaften einer Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem C-Bogen besteht aus den nachstehend aufgeführten Verfahrensschritten, wobei die Beschreibung im Folgenden von mehr als einem Sensor ausgeht und die Ausführungen für Anordnungen mit nur einem Sensor analog gelten:
    • 1. Die aktuellen Meßwerte der Sensoren werden an einen Auswerterechner übermittelt.
    • 2. In dem Auswerterechner werden aus den aktuellen Meßwerten der Sensoren mittels einer im Speicher abgelegten Formel oder wahlweise durch Vergleich der aktuellen Meßwerte mit einer im Speicher des Auswerterechnerns abgelegten Wertetabelle die Koordinaten des Fokuspunktes bestimmt.
    • 3. Die Koordinaten des Fokuspunktes werden dem Steuerrechner der Röntgendiagnostikeririchtung für weitergehende Berechnungen oder zur Übergabe an ein CAS-System zur Verfügung gestellt.
  • Es ist für die Erfindung unerheblich, ob die Meßwerte der Sensoren mit einer bestimmten Taktfrequenz kontinuierlich abgefragt werden oder ob beispielsweise von einem CAS-System ein Signal zum Auslesen der Meßwerte und zur Bestimmung der Koordinaten erfolgt. Es ist aber vorgesehen, daß das Signal für den Auswerterechner zur Bestimmung der Koordinaten vom Bildverarbeitungsrechner der Röntgendiagnostikeinrichtung erzeugt wird und zwar nur dann, wenn zwei aufeinanderfolgend aufgenommene Röntgenbilder als unterschiedlich erkannt wurden.
  • Als Sensoren kommen insbesondere sog. Dehnungsmeßstreifen in Betracht, die auf piezoresistiven oder magnetoelastischen Effekten basieren oder die die Querschnittsänderung eines Meßkörpers unter der Einwirkung von mechanischen Druck- oder Zugspannungen zur Generierung eines Meßsignals verwenden. Die Querschnittsänderung wird beispielsweise über die Veränderung des Widerstands bei einem elektrischen Leiter oder über die Veränderung der optischen Eigenschaften bei einer Lichtleitfaser gemessen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren weist gegenüber den bekannten Verfahren, bei denen aus den Veränderungen des Röntgenbildes auf die Koordinaten des Fokus rückgeschlossen wird, den Vorteil auf, daß die Lagebestimmung des Fokus ohne Verwendung von Röntgenstrahlen und daher ohne zusätzliche Strahlenbelastung für den Patienten erfolgt.
  • Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher beschrieben.
  • In 1 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Auf einem Gerätewagen 1, der mittels Rollen 14, 15 auf dem Fußboden 16 verfahrbar ist, ist eine mehrfach verstellbare Halterung 5 angeordnet, die einen C-Bogen 6 mit Mittelpunkt 12 trägt, wobei der C-Bogen 6 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 8 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 7 werden über eine Fernsehkette einem nicht dargestellten Bildverarbeitungs- und Bildspeicherrechner zugeführt. Zwischen der Röntgenstrahlenquelle 8 und dem Röntgenstrahlenempfänger 7 ist im Falle einer Röntgenuntersuchung das Untersuchungsobjekt 13 angeordnet. Der Röntgenstrahlenempfänger 7 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 1 gezeigt, am Röntgenstrahlenempfänger 7 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 Eingangsfensters 11 des Röntgenstrahlenempfängers 7 zu bestimmen.
  • Für die Erfindung ist es unerheblich, auf welche Weise der C-Bogen 6 mit dem Röntgenstrahlenempfänger 7 und der Röntgenstrahlenquelle 8 verstellbar gelagert ist. Die Halterung kann, wie in der Darstellung der 1 gezeigt, längs des Umfanges des C-Bogens verschiebbar gelagert sein; es ist jedoch auch vorgesehen, das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung bei einem C-Bogen einzusetzen, der um den Schwerpunkt drehbar gelagert ist, wie beispielsweise in der DE 197 37 734 A1 beschrieben oder der von einem mehrachsigen Manipulator an einer Stelle des Umfanges gehalten wird. Entscheidend ist, daß die Halterung des C-Bogens unterschiedliche Orientierungen des C-Bogens im Raum ermöglicht. Am C-Bogen 6 sind Dehnungssensoren 31, 32, 33 angeordnet, deren Meßsignale einem Auswerterechner, der vorzugsweise im Gerätewagen 1 untergebracht ist, zugeführt werden.
  • In 2 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 18 des Eingangsfensters 11 des Röntgenstrahlenempfängers 7, welches die xy-Ebene mit der Koordinate z = 0 darstellt. Die x-Achse wird im Beispiel der 2 durch die Mittelebene des C-Bogens 6 festgelegt; im Ausführungsbeispiel ist eine Referenzmarke 174 am Gehäuse des Röntgenstrahlenempfängers 7 mit y = 0 angeordnet. Der Fokuspunkt 9 wird bezüglich dieses Koordinatensystems werksseitig für eine definierte Lage des C-Bogens im Raum derart eingestellt, daß der Fokuspunkt 9 die Koordinaten (x0,y0,z0) = (0,0,f) besitzt, wobei f der Abstand des Focuspunktes 9 vom Mittelpunkt 18 des Eingangsfensters 11 des Röntgenstrahlenempfängers 7 ist. Aufgrund der elastischen Verbiegungen des C-Bogens 6 liegen die Focuspunkte im praktischen Betrieb der Röntgendiagnostikeinrichtung in dem in 2 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 in x- und z-Richtung vergleichsweise kleiner sind.
  • 3 zeigt beispielhaft eine Andordnung von Dehnungssensoren 31, 32, 33 auf der Innenseite der Schenkel des u-förmigen C-Profils 19.
  • 4 zeigt schematisch einen ausgedehnten Dehnungssensor 34, beispielsweise einen faseroptischen Dehnungssensor, einen piezoresistiven oder magnetoelastischen Sensor, der auf der Innenseite des u-förmigen C-Bogen-Profils 19 an der Basis 21 angeordnet ist
  • 5 zeigt schematisch einen Dehnungssensor 35, der diagonal im dem rechteckförmigen Kanal 20 des u-förmigen C-Bogen-Profils 19 angeordnet ist.
  • Verzeichnis der Abbildungen:
  • 1: C-Bogen-Röntgendiagnostikeinrichtung
  • 2: Koordinatensystem des Röntgenstrahlenempfängers
  • 3: Schematische Darstellung von Dehnungssensoren, die an der Innenseite der Schenkel des u-förmigen C-Bogen-Profils angeordnet sind.
  • 4: Schematische Darstellung eines Dehnungssensors, der an der Innenseite der Basis des u-förmigen C-Bogen-Profils angeordnet ist.
  • 5: Schematische Darstellung eines Dehnungssensors, der diagonal in dem rechteckförmigen Kanal des u-förmigen C-Bogen-Profils angeordnet ist.
  • 1
    Gerätewagen
    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
    171
    Referenzmarke
    172
    Referenzmarke
    173
    Referenzmarke
    174
    Referenzmarke
    18
    Mittelpunkt des Eingangsfensters
    19
    u-förmiges C-Bogen-Profil
    20
    Kanal
    21
    Basis
    23
    quaderförmiger Bereich
    31
    Dehnungssensor
    32
    Dehnungtssensor
    33
    Dehnungssensor
    34
    ausgedehnter Dehnungssensor
    35
    Dehnungssensor

Claims (12)

  1. Verfahren zur Bestimmung der Position des Fokuspunktes der Röntgenstrahlenquelle einer Röntgendiagnostikeinrichtung, die einen C-Bogen und wenigstens eine Röntgenstrahlenquelle und wenigstens einen Röntgenstrahlenempfänger, die am C-Bogen einander gegenüberliegend angeordnet sind, aufweist, in einem mit dem Eingangsfenster des Röntgenstrahlenempfängers fest verbundenen Koordinatensystem während der Röntgenuntersuchung, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: 1. Für diskrete Orientierungen des Zentralstrahles 10 und der Ebene des C-Bogens 6 im Raum werden die Koordinaten des Fokuspunktes 9 der Röntgenstrahlenquelle 8 in einem mit dem Eingangsfenster 11 des Röntgenstrahlenempfängers 7 verbundenen Koordinatensystem sowie die Meßwerte wenigstens eines am C-Bogen angeordneten Dehnungssensors ermittelt. 2. Aus den im Verfahrensschritt 1 ermittelten diskreten Werten für die Koordinaten des Fokuspunktes und den dazugehörigen diskreten Meßwerten des wenigstens einen Dehnungssensors werden kontinierliche Korrelationsfunktionen abgeleitet, die einem beliebigen Wert des Meßwertes eines Dehnungssensors innerhalb des Meßbereiches ein Tripel von Koordinaten des Fokuspunktes zuordnet, wobei die in Verfahrensschritt 4 ermittelten Werte innerhalb vorbestimmter Fehlergrenzen durch die Korrelationsfunktion abgebildet werden. 3. Die in Verfahrensschritt 2 bestimmte Korrelationsfunktion wird im Auswerterechner der Röntgendiagnostikeinrichtung abgespeichert. 4. Während des Betriebs der Röntgendiagnostikeinrichtung werden die aktuellen Meßwerte des wenigstens einen Dehnungssensors an den Auswerterechner übermittelt und dort mit Hilfe der abgespeicherten Korrelationsfunktion ein Tripel von Koordinaten des Fokuspunktes errechnet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte 1 und 2 werksseitig im Rahmen einer Typprüfung einmalig für ein Modell einer Röntgendiagnostikeinrichtung ausgeführt werden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt 3 werksseitig vor der Auslieferung einer Röntgendiagnostikeinrichtung ausgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, daß das Tripel der Koordinaten des Fokuspunktes 9 zusammen mit dem Röntgenbild an einer Datenschnittstelle der Röntgendiagnostikeinrichtung zur Verfügung gestellt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrelationsfunktion aus abschnittsweise definierten Funktionen mit stetigen Übergängen definiert ist.
  6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Profil des C-Bogens 6 wenigstens ein Dehnungssensor angeordnet ist, dessen Meßsignal an einen Auswerterechner in der Röntgendiagnostikeinrichtung weitergeleitet wird.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungssensor ein faseroptischer Sensor ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungssensor ein piezoresistiver Sensor ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungssensor ein magnetoeleastischer Sensor ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6–9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungssensor 32 an der Innenseite eines der Schenkel des u-Profiles 19 des C-Bogens 6 angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6–10, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungssensor 34 an der Basis des u-Profiles 19 des C-Bogens 6 angeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6–11, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungssensor 35 diagonal im Kanal 20 des u-Profiles 19 des C-Bogens angeordnet ist.
DE2001139343 2001-08-10 2001-08-10 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Fokuspunktes einer Röntgenstrahlenquelle Expired - Lifetime DE10139343B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001139343 DE10139343B4 (de) 2001-08-10 2001-08-10 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Fokuspunktes einer Röntgenstrahlenquelle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001139343 DE10139343B4 (de) 2001-08-10 2001-08-10 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Fokuspunktes einer Röntgenstrahlenquelle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10139343A1 DE10139343A1 (de) 2003-02-27
DE10139343B4 true DE10139343B4 (de) 2006-01-19

Family

ID=7695039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001139343 Expired - Lifetime DE10139343B4 (de) 2001-08-10 2001-08-10 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Fokuspunktes einer Röntgenstrahlenquelle

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10139343B4 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3175790B1 (de) 2013-11-04 2021-09-08 Ecential Robotics Verfahren zur rekonstruktion eines 3d-bildes aus 2d-röntgenbildern

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3614295A1 (de) * 1986-04-26 1987-10-29 Philips Patentverwaltung Roentgengeraet mit antrieb eines geraeteteils
US5067145A (en) * 1990-03-16 1991-11-19 Siczek Bernard W Mobile X-ray apparatus
DE19509007A1 (de) * 1995-03-13 1996-09-26 Siemens Ag C-Bogen-Röntgendiagnostikgerät zum Erstellen von Schichtaufnahmen
DE19737734A1 (de) * 1997-08-29 1999-03-04 Juergen Ziehm Medizinisches Gerät mit einem C-Arm
DE19807884A1 (de) * 1998-02-25 1999-09-09 Schweikard Verfahren und Vorrichtung zur intraoperativen rechnergestützten Bestimmung von räumlichen Koordinaten anatomischer Zielobjekte

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3614295A1 (de) * 1986-04-26 1987-10-29 Philips Patentverwaltung Roentgengeraet mit antrieb eines geraeteteils
US5067145A (en) * 1990-03-16 1991-11-19 Siczek Bernard W Mobile X-ray apparatus
DE19509007A1 (de) * 1995-03-13 1996-09-26 Siemens Ag C-Bogen-Röntgendiagnostikgerät zum Erstellen von Schichtaufnahmen
DE19737734A1 (de) * 1997-08-29 1999-03-04 Juergen Ziehm Medizinisches Gerät mit einem C-Arm
DE19807884A1 (de) * 1998-02-25 1999-09-09 Schweikard Verfahren und Vorrichtung zur intraoperativen rechnergestützten Bestimmung von räumlichen Koordinaten anatomischer Zielobjekte

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Proceedings Int. Symp. Computer Assisted Radio- logy (CAR)" Paris (1996) 721-728 und Tokio (1998) 716-722 *
Gosse et al. "Roboterunterstützung in der Knieend- oprothetik", Orthopädie 26 (1997) 258-266
Gosse et al. "Roboterunterstützung in der Knieend-oprothetik", Orthopädie 26 (1997) 258-266 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE10139343A1 (de) 2003-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19950793B4 (de) Röntgeneinrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Abbildungsparametern
DE19936408B4 (de) Verfahrbares Röntgengerät
EP2309925B1 (de) Röntgenbild-aufnahmesystem und röntgenbild-aufnahmeverfahren zur aufnahme von bilddaten mit röntgengeräten für eine volumenrekonstruktion
DE102008025538B4 (de) Verfahren zur Kalibrierung eines Mehrebenen-Röntgengeräts, Kalibrierungseinheit und Mehrebenen-Röntgengerät
EP1990004A1 (de) Kalibrieverfahren für eine Röntgendiagnostikeinrichtung und Vorrichtung hierfür
DE102016118620A1 (de) Messsystem und Messverfahren
EP1052936B1 (de) Röntgenuntersuchungseinrichtung und verfahren zur erzeugung von verzerrungsfreien röntgenbildern
DE102006024242A1 (de) Verfahren zur Detektierung einer Abweichung eines Röntgensystems in Bezug auf eine Soll-Position
DE102009014154A1 (de) Verfahren zur Kalibrierung der Position von einem Laserfächerstrahl zur Projektionsgeometrie eines Röntgengerätes und Röntgengerät
DE19960017B4 (de) Härteprüfvorrichtung
DE102016118616B4 (de) Messvorrichtung für ein optisches Messsystem
DE19807884A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur intraoperativen rechnergestützten Bestimmung von räumlichen Koordinaten anatomischer Zielobjekte
EP1052937B1 (de) Röntgenuntersuchungsgerät und verfahren zur erzeugung verzerrungsfreier röntgenbilder
DE102004041897A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Positionsbestimmung bei medizinischen Untersuchungen
EP3491367A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum kalibrieren eines röntgensystems
DE102008009266A1 (de) Kalibrierung einer Instrumentenlokalisierungseinrichtung mit einer Bildgebungsvorrichtung
DE10139329B4 (de) Verfahren zur Bestimmung der Abbildungseigenschaften einer Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem C-Bogen
DE102019004610A1 (de) Abmessungsmessverfahren unter verwendung eines durch eine röntgen-ct-vorrichtung aufgenommenen projektionsbilds
DE102010027671A1 (de) Modell- und sensorikbasierte Erhöhung der Genauigkeit bei einem Röntgensystem mit einem C-Bogen
DE10153787B4 (de) Mobile chirurgische Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem C-Bogen
DE10146915A1 (de) Vefahren und Bildgebungsrerät für eine 3D-Untersuchung am Patienten in aufrechter oder teilweise aufrechter Körperhaltung
DE10139343B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Fokuspunktes einer Röntgenstrahlenquelle
DE102006007255A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung geometrischer Parameter für Bilderzeugung
EP2926734B1 (de) Verfahren zur Einrichtung einer Patientenbestrahlungseinrichtung
DE10335656B4 (de) Verfahren zur Steuerung der Bewegung der Komponenten einer Röntgendiagnostikeinrichtung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: ZIEHM IMAGING GMBH, 90451 NUERNBERG, DE

8181 Inventor (new situation)

Inventor name: STR?BEL, J?RG P., DR., 91301 FORCHHEIM, DE

Inventor name: DAETTER, MANFRED, 81679 MUENCHEN, DE

Inventor name: SCHWEIKARD, ACHIM, PROF.DR.-ING., 20253 HAMBURG, D

8364 No opposition during term of opposition
R071 Expiry of right