DE10150048A1

DE10150048A1 - Medizinisches bildgebendes Untersuchungsgerät und Röntgengeneratoreinrichtung

Info

Publication number: DE10150048A1
Application number: DE10150048A
Authority: DE
Inventors: Walter Beyerlein; Robert Heiter; Karsten Schmitt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-10-10
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2003-05-08
Also published as: US20030068006A1

Abstract

Ein medizinisches bildgebendes Untersuchungsgerät (1) weist wenigstens zwei Gerätekomponenten auf, die derart ausgestaltet sind, dass zwischen ihnen Gerätedaten drahtlos über Radio- oder Mikrowellen austauschbar sind. Eine Röntgengeneratoreinrichtung (51) weist eine Generatoreinheit (55) und eine dieser zugeordnete Sende- und/oder Empfangseinrichtung (63) zum Senden und/oder Empfangen elektromagnetischer Funksignale auf. Dies ist insbesondere bei einer rotierenden Röntgengeneratoreinrichtung (51) eines Computertomographie-Geräts zur drahtlosen Datenübertragung unter Vermeidung von Schleifringen von Vorteil. Als Standards werden vorzugsweise der Bluetooth-Standard oder ein GSM- oder UMTS-Standard verwendet.

Description

Die Erfindung betrifft ein medizinisches bildgebendes Untersuchungsgerät, insbesondere ein Röntgengerät oder ein Computertomographie-Gerät, mit mehreren Gerätekomponenten. Sie bezieht sich außerdem auf eine Röntgengeneratoreinrichtung, insbesondere auf eine rotierbare Röntgengeneratoreinrichtung eines Computertomographie-Geräts, mit einer Generatoreinheit.
Bei einem bekannten Computertomographie-Gerät läuft ein Röntgenaufnahmesystem, insbesondere eine Röntgenquelle oder ein Röntgengenerator einerseits und/oder ein Röntgendetektor andererseits, auf einer Gantry um den zu untersuchenden Patienten. Es ist bekannt, an den Röntgengenerator zu übertragende Steuerdaten oder von dem Röntgendetektor empfangene Messdaten über einen oder mehrere Schleifringe von bzw. zu einer stationären oder ruhenden Gerätekomponente, insbesondere von einer Bedieneinheit bzw. zu einer Bildauswerteeinheit, zu übertragen. Derartige, einen schleifenden elektrischen Kontakt realisierende Schleifringe sind aufwendig und störanfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Datenübertragung innerhalb eines bildgebenden Untersuchungsgeräts zu vereinfachen und die Störempfindlichkeit zu verringern.

Diese Aufgabe wird, bezogen auf das eingangs genannte Untersuchungsgerät, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass wenigstens zwei der Gerätekomponenten derart ausgestaltet sind, dass zwischen ihnen Gerätedaten drahtlos über Radio- oder Mikrowellen austauschbar sind.

Vorzugsweise stehen die Gerätekomponenten über eine elektromagnetische Funkstrecke in Verbindung. Deren Trägerfrequenz liegt insbesondere im Hochfrequenz-Bereich, inbesondere im Bereich von 100 MHz bis 10 GHz.

Durch die drahtlose Datenübertragung ist die Datenkommunikation zwischen Gerätekomponenten weniger störanfällig als bei einem elektrische Kontakte nutzenden System. Außerdem stehen für die Datenübertragung Funkstandards sowie zugehörige Sende- und Empfangsmodule zur Verfügung, welche preisgünstig und einfach zu handhaben sind. Standards für solche sogenannte "Wireless Module" sind unter anderem der DECT-Standard mit ca. 20 kB/s Übertragungsrate, das sogenannte Home RF, das Wireless LAN sowie der sogenannte Bluetooth-Standard mit einer Übertragungsrate von 721 kBits/s. Zur Übertragung über größere Entfernungen stehen außerdem der GSM (Global System for Mobil Communication)-Standard und auch ein beliebiger UMTS (Universal Mobil Transmission Standard)-Standard zur Verfügung. Wireless-Module der genannten Art sind zum Beispiel beschrieben in einem Fachartikel in der Zeitschrift "Elektronik", 2/2001, S. 82-89.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, derartige drahtlose Übertragungsstandards innerhalb eines medizinischen bildgebenden Untersuchungsgeräts, beispielsweise eines Röntgengeräts oder eines Computertomographie-Geräts, d. h. zur Komponentenkommunikation, einzusetzen. Dabei liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde, dass solche Standards zuverlässig und ohne Patientengefährdung einsetzbar sind, d. h., dass durch die dabei auftretenden Hochspannungen keine Störung der drahtlosen Übertragung erfolgt.

Neben den genannten Vorteilen hat das Untersuchungsgerät nach der Erfindung außerdem den Vorteil, dass die Gerätekomponenten innerhalb der Reichweite der Radio- oder Mikrowellen frei im Ort veränderbar sind und störende Übertragungsleitungen ("Stolperfallen") entfallen können.

Vorzugsweise weisen die Gerätekomponenten jeweils eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung zum Senden und/oder Empfangen elektromagnetischer Funksignale auf, mittels derer ein Datenwert, insbesondere ein Steuerbefehl, eine Fehlermeldung, eine Antwort oder ein Messwert, zwischen den Gerätekomponenten übertragbar ist.

Dabei arbeiten die Sende- und/oder Empfangseinrichtungen bevorzugt nach einem für alle Sende- und/oder Empfangseinrichtungen gleichen Standard, insbesondere unter Verwendung eines einheitlichen Datenformats und/oder einer einheitlichen Übertragungsschnittstelle. Der Standard ist beispielsweise einer der oben genannten Standards.

Daraus ergibt sich der besondere Vorteil, dass alle Gerätekomponenten universell miteinander kommunizieren können. Bei bekannten Untersuchungsgeräten mit leitungsgebundener Übertragung zwischen den Gerätekomponenten sind häufig für unterschiedliche medizinische Anwendungen oder Untersuchungen unterschiedliche Verdrahtungen erforderlich. Bei der erfindungsgemäßen drahtlosen Übertragung zwischen den Gerätekomponenten können derartige individuelle Verdrahtungen entfallen.

Mit besonderem Vorteil ist eine der Gerätekomponenten ein Röntgengenerator, insbesondere ein rotierender Röntgengenerator eines Computertomographie-Geräts. In diesem Fall ist die andere Gerätekomponente beispielsweise eine Bedieneinheit. Sowohl die Bedieneinheit als auch der Röntgengenerator weisen dann jeweils eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung auf, mittels derer ein Steuerbefehl von der Bedieneinheit zum Röntgengenerator übertragbar ist.

Bei einem rotierenden Röntgengenerator eines Computertomographie-Geräts ergibt sich der besondere Vorteil, dass Schleifringe zur Übertragung der Steuerdaten von der Bedieneinheit zum Röntgengenerator entfallen können. Dadurch ist die Störempfindlichkeit in vorteilhafter Weise erhöht.

Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist eine der Gerätekomponenten eine Patientenlagerungsvorrichtung. Dieser kann eine gesonderte Sende- und/oder Empfangseinrichtung zugeordnet sein, durch welche Steuerbefehle von der Bedieneinheit an die Patientenlagerungsvorrichtung übermittelbar sind.

Mit Vorteil ist das Untersuchungsgerät nach der Erfindung auch derart weitergebildet, dass eine Funkverbindung zu einem Patientendaten-Verwaltungssystem vorhanden ist.

Nach einer anderen Weiterbildung ist eine der Gerätekomponenten ein Umsetzermodul, über welches Gerätedaten zu oder von einem Wide-Area-Network übertragbar sind. Das Wide-Area-Network ist insbesondere das Internet oder ein Mobilfunknetz. Das Umsetzermodul stellt somit beispielsweise eine Schnittstelle von der geräteinternen drahtlosen Nahbereichsübertragung zur Kommunikation über große Entfernungen, z. B. über das Mobilfunknetz (GSM oder UMTS), dar. Beispielsweise ist auf diese Weise eine Verbindung zu einem Service-Center herstellbar. Das Untersuchungsgerät ist hierzu beispielsweise derartig ausgebildet, dass im Fehlerfall automatisch eine Kontaktaufnahme per Mobilfunk zu einem Service-Center gestartet wird. Die Kontaktaufnahme beschränkt sich entweder auf die Information, dass ein Fehler aufgetreten ist, oder aber es werden zusätzlich eine Fehlersuche erlaubende oder unterstützende Messdaten mitübertragen.

Bezogen auf die eingangs genannte Röntgengeneratoreinrichtung wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst durch eine der Generatoreinheit zugeordnete Sende- und/oder Empfangseinrichtung zum Senden und/oder Empfangen elektromagnetischer Funksignale.

Im Röntgengenerator werden hohe Spannungen und hohe Ströme gehandhabt. Der Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde, dass sich eine Funkverbindung von oder zum Röntgengenerator mit hinreichendem Störabstand zu den sich aus den Wechselspannungen und Wechselströmen ergebenden elektromagnetischen Feldern betreiben läßt.

Über die Funksignale sind insbesondere Steuerdaten für die Einstellung oder den Betrieb des Röntgengenerators übertragbar.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Röntgengeneratoreinrichtung weist diese ein der Generatoreinheit zugeordnetes Service- und/oder Prüffeldmodul auf, von dem eine Testfunktion bezüglich des ordnungsgemäßen Betriebs der Generatoreinheit durchführbar ist.

Die Sende- und/oder Empfangseintichtung und das Service- und/oder Prüffeldmodul sind der Generatoreinheit insbesondere fest zugeordnet oder bilden mit ihm, beispielsweise durch ein gemeinsames Gehäuse oder durch fest miteinander verbundene Gehäuse, eine bauliche Einheit.

Vorzugsweise ist ein Ergebniswert der Testfunktion über die Sende- und/oder Empfangseinrichtung zu einem generatorexternen Computer übertragbar.

Bei einer rotierenden Röntgengeneratoreinrichtung hat die Kombination einer Sende- und/oder Empfangseinrichtung mit einem Service- und oder Prüffeldmodul den besonderen Vorteil, dass Testfunktionen auch während des Betriebs des Computertomographie-Geräts durchführbar sind. Dadurch sind Fehler zielgerichteter, schneller und zeitnaher detektierbar als bei einer Vorgehensweise, gemäß der mit der Röntgengeneratoreinrichtung lediglich ein Datenrekorder mitrotiert und bei der die vom Datenrekorder aufgezeichneten Daten nach dem tatsächlichen Betrieb und bei Stillstand des Geräts ausgelesen und von einem generatorexternen Computer ausgewertet werden.

Das Ergebnis des von dem Service- und/oder Prüffeldmodul durchgeführten Tests ist von der Sende- und/oder Empfangseinrichtung z. B. unmittelbar an eine Auswerteeinheit, insbesondere an die Bedieneinheit oder an eine Anzeigeeinheit, übermittelbar und gegebenenfalls dem Nutzer anzeigbar. Die von dem Service- und/oder Prüffeldmodul generierten oder erfassten Daten sind vorzugsweise während des Betriebs des Röntgengenerators, insbesondere kontinuierlich, über die Sende- und/oder Empfangseinrichtung der Auswerteeinheit, insbesondere dem Computer, zuführbar.

Die Röntgengeneratoreinrichtung weist insbesondere einen Messwertaufnehmer zur Messung eines Generatorbetriebsparameters und einen Prozessor zur Durchführung der Testfunktion in Abhängigkeit von dem Generatorbetriebsparameter auf. Zur Zwischenspeicherung der vom Messwertaufnehmer gemessenen Daten kann ein Speicher vorhanden sein.

Die Idee, der Generatoreinheit ein Service- und/oder Prüffeldmodul zuzuordnen, von dem eine Testfunktion bezüglich des ordnungsgemäßen Betriebs der Generatoreinheit durchführbar ist, ist auch unabhängig davon von Vorteil, ob die Generatoreinheit mit einer drahtlosen Kommunikationsverbindung oder beispielsweise mit einem Schleifring ausgestattet ist. Im Rahmen der Erfindung liegt daher auch eine Röntgengeneratoreinrichtung mit einer beliebigen Datenschnittstelle und mit dem beschriebenen Service- und/oder Prüffeldmodul.

Zwei Ausführungsbeispiele eines Untersuchungsgeräts bzw. einer Röntgengeneratoreinrichtung nach der Erfindung werden nachfolgend anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für ein Untersuchungsgerät nach der Erfindung, und

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für eine Röntgengeneratoreinrichtung nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein Untersuchungsgerät 1 nach der Erfindung mit mehreren Gerätekomponenten, die nur schematisch als Baugruppen und insbesondere nicht positionsgerecht gezeichnet sind. Das Untersuchungsgerät 1 umfasst ein Röntgenaufnahmesystem 3 mit einem Röntgengenerator 5 zur Ansteuerung einer Röntgenröhre 8. Der Röntgengenerator 5 weist als Funktionsgruppen ein Leistungsteil 6 und ein Steuerungsteil 7 auf. Die von der Röntgenröhre 8 emittierten Röntgenstrahlen sind nach Durchstrahlung eines Patienten 11 von einem bildgebenden Röntgenempfänger 9 detektierbar. Neben dem Röntgengenerator 5 und dem Röntgenempfänger 9 sind als weitere elektrische Gerätekomponenten eine vom Personal zu bedienende Bedieneinheit 13, ein Datendrucker 15, eine zur Auflage des Patienten 11 vorhandene Patientenlagerungsvorrichtung 17 und eine Bildauswerteeinheit 19 zur Auswertung der vom Röntgenempfänger 9 gemessenen Signale vorhanden.

Jede der genannten Gerätekomponenten ist mit einer Sende- und/oder Empfangseinrichtung 21, 23, 25, 27, 29 bzw. 31 ausgestattet.

Durch Verwendung derartiger, für alle Gerätekomponenten gleichartiger Sende- und/oder Empfangseinrichtungen 21, 23, 25, 27, 29, 31 können beispielsweise herkömmliche Übertragungsleitungen für Aufnahmedaten des Röntgenempfängers 9 und/oder Übertragungsleitungen für Steuerbefehle oder Rückmeldungen vom Bedienpult oder der Bedieneinheit 13 zum Röntgengenerator 5 entfallen. Die Sende- und/oder Empfangseinrichtungen 21, 23, 25, 27, 29, 31 sind beispielsweise sogenannte "Wireless Moduls", insbesondere nach dem DECT-Standard oder nach dem Bluetooth-Standard.

Das Untersuchungsgerät 1 gemäß Fig. 1 weist außerdem ein Patientendaten-Verwaltungssystem 33 auf, dem eine gesonderte Sende- und/oder Empfangseinrichtung 35 gleichen Typs zugeordnet ist. Außerdem ist ein Umsetzermodul 37 mit einer ebenfalls gesonderten, aber gleichartigen Sende- und/oder Empfangseinrichtung 39 vorhanden, mittels der eine Verbindung zu einem Wide-Area-Network 41, beispielsweise zum Internet oder zu einem Mobilfunknetz, herstellbar ist. In dieser Variante ist das Untersuchungsgerät 1 besonders für eine Fernübertragung von Generatordaten geeignet. Die Generatorsoftware im Steuerungsteil 7 ist hierzu beispielsweise um Test- und Service-Routinen erweitert. Gemäß der in Fig. 1 dargestellten Variante erfolgt zunächst eine drahtlose Nahbereichsübertragung zum Umsetzermodul 37. Die weitere Übertragung zu einem Service-Center erfolgt dann zum Beispiel über das Internet oder das Mobilfunknetz.

Alternativ hierzu ist die Sende- und/oder Empfangseinrichtung 21 des Röntgengenerators 5 oder eine der anderen Sende- und/oder Empfangseinrichtungen 23, 25, 27, 29, 31, 35, 39 derart ausgebildet, dass eine Datenübertragung direkt über das Mobilfunknetz, etwa zum Service-Center, möglich ist.

Bei beiden Varianten kann im Fall eines Gerätefehlers durch eine entsprechende Softwarefunktion eine automatische Auslösung eines Service-Alarms in dem entfernten Service-Center erfolgen.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 zeigt eine Röntgengeneratoreinrichtung 51 nach der Erfindung mit einer Röntgenröhre 53 und einer zu deren Ansteuerung vorhandenen Generatoreinheit 55. Die Generatoreinheit 55 umfasst ein Leistungsteil 57 und ein Steuerungsteil 59. Im Steuerungsteil 59 ist eine Generatorsoftware gespeichert, welche auf die Steuerungshardware (Regler, A/D-, D/A-Wandler) wirkt. Zur Datenverarbeitung ist ein Prozessor 61 vorhanden, der im Austausch mit dem Steuerungsteil 59 steht.

Die Generatoreinheit 55 ist sowohl um eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung 63 zum Senden und/oder Empfangen elektromagnetischer Funksignale als auch um ein Service- und/oder Prüffeldmodul 65 zur Ausführung einer Testfunktion bezüglich des ordnungsgemäßen Betriebs der Generatoreinheit 55 erweitert. Das Service- und/oder Prüffeldmodul 65 nutzt zur Datenverarbeitung gemeinsam mit dem Steuerungsteil 59 den Prozessor 61.

Das Service- und/oder Prüffeldmodul 65 ist beispielsweise nur in Form einer Erweiterung der Steuerungssoftware realisiert, das heißt, das Service- und/oder Prüffeldmodul ist als Softwaremodul mit zusätzlichen Funktionen, insbesondere Testfunktionen, anzusehen.

Zur Messung eines Generator-Betriebsparameters, beispielsweise der Röhrenspannung oder des Röhrenstroms, ist ein Messwertaufnehmer 67 vorhanden, der ebenfalls mit dem Prozessor 61 im Austausch steht. Im Prozessor 61 werden die in der Service- und/oder Prüfsoftware abgelegten Testfunktionen durchgeführt oder berechnet. Ein Ergebniswert der Testfunktion ist über die Sende- und/oder Empfangseinrichtung 63 zu einem generatorexternen Computer 69 übertragbar.

Die Service- und/oder Prüffeldsoftware ermöglicht die Ausführung der Testfunktion entweder im Prüffeld nach der Endmontage bei der Herstellung oder später im laufenden Betrieb. Entsprechende Kommunikationssoftware steuert die Übertragung der Daten- und Messwerte über die drahtlose Sende- und/oder Empfangseinrichtung 63. In dem externen Computer 69 ist dann eine weitere Auswertung der Daten möglich. Der Computer 69 ist beispielsweise ein Service-PC oder ein Prüfrechner.

Die Software des Service- und/oder Prüffeldmoduls 65 ist insbesondere derart ausgelegt, dass bei einer Schlecht- oder Fehlfunktion der Röntgengeneratoreinrichtung 51 ein automatischer Service-Call über die Sende- und/oder Empfangseinrichtung 63 ausgelöst wird. Hierzu ist die Sende- und/oder Empfangseinrichtung 63 beispielsweise derart ausgestaltet, dass sie unmittelbar mit einem Mobilfunknetz (GSM, UMTS) in Kontakt treten kann. Alternativ ist eine Internet-Verbindung herstellbar.

Claims

1. Medizinisches bildgebendes Untersuchungsgerät (1), insbesondere Röntgengerät oder Computertomographiegerät, mit mehreren Gerätekomponenten, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Gerätekomponenten derart ausgestaltet sind, dass zwischen ihnen Gerätedaten drahtlos über Radio- oder Mikrowellen austauschbar sind.

2. Untersuchungsgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gerätekomponenten über eine elektromagnetische Funkstrecke in Verbindung stehen.

3. Untersuchungsgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gerätekomponenten jeweils eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung (21, 23, 25, 27, 29, 31, 35, 39) zum Senden und/oder Empfangen elektromagnetischer Funksignale aufweisen, mittels derer ein Datenwert, insbesondere ein Steuerbefehl, eine Fehlermeldung, eine Antwort oder ein Messwert, zwischen den Gerätekomponenten übertragbar ist.

4. Untersuchungsgerät (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass von den Sende- und/oder Empfangseinrichtungen (21, 23, 25, 27, 29, 31, 35, 39) nach einem für alle Sende- und/oder Empfangseinrichtungen (21, 23, 25, 27, 29, 31, 35, 39) gleichen Standard, insbesondere unter Verwendung eines einheitlichen Datenformats und/ oder einer einheitlichen Übertragungsschnittstelle, Gerätedaten sendbar bzw. empfangbar sind.

5. Untersuchungsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Gerätekomponenten ein Röntgengenerator (5) ist.

6. Untersuchungsgerät (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die der Röntgengenerator (5) ein rotierender Röntgengenerator eines Computertomographiegeräts ist.

7. Untersuchungsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Gerätekomponenten eine Patientenlagerungsvorrichtung (17) ist.

8. Untersuchungsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Funkverbindung zu einem Patientendaten-Verwaltungssystem (33).

9. Untersuchungsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Gerätekomponenten ein Umsetzermodul (37) ist, über welches Gerätedaten zu oder von einem Wide-Area-Network (41) übertragbar sind.

10. Untersuchungsgerät (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Wide-Area-Network (41) das Internet oder ein Mobilfunknetz ist.

11. Untersuchungsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur drahtlosen Übertragung ein Standardmodul, insbesondere nach dem Bluetooth-Standard, verwendet ist.

12. Untersuchungsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung einer der Standards GSM oder UMTS verwendet ist.

13. Röntgengeneratoreinrichtung (51), insbesondere rotierbare Röntgengeneratoreinrichtung (51) eines Computertomographie- Geräts, mit einer Generatoreinheit (55), gekennzeichnet durch eine der Generatoreinheit (55) zugeordnete Sende- und/oder Empfangseinrichtung (63) zum Senden und/oder Empfangen elektromagnetischer Funksignale.

14. Röntgengeneratoreinrichtung (51) nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch ein der Generatoreinheit (55) zugeordnetes Service- und/oder Prüffeldmodul (65), von dem eine Testfunktion bezüglich des ordnungsgemäßen Betriebs der Generatoreinheit (55) durchführbar ist.

15. Röntgengeneratoreinrichtung (51) nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen Messwertaufnehmer (67) zur Messung eines Generatorbetriebsparameters und einen Prozessor (61) zur Durchführung der Testfunktion in Abhängigkeit von dem Generatorbetriebsparameter.

16. Röntgengeneratoreinrichtung (51) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ergebniswert der Testfunktion über die Sende- und/oder Empfangseinrichtung (63) zu einem generatorexternen Computer (69) übertragbar ist.