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Die Erfindung betrifft eine mobile chirurgische
Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem C-Bogen, womit Röntgenbilder
oder Röntgenbildfolgen eines Untersuchungsobjektes erzeugt werden, die
einer bestimmten Röntgen-Abbildungsgeometrie genügen.
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Röntgendiagnostikeinrichtungen, mit denen Röntgenbilder erzeugt werden,
denen eine bestimmte Röntgen-Abbildungsgeometrie zugeordnet ist, sind
aus der Patentliteratur, beispielsweise aus der deutschen
Offenlegungsschrift DE 198 02 405 A1 als Röntgendiagnostikeinrichtung
mit einem Computertomographen bekannt. Diese vollautomatisch
arbeitenden Geräte sind in der Regel ortsfest angeordnet, wobei nicht
vorgesehen ist, daß diese Geräte während einer von einem Operateur
ausgeführten Operation eingesetzt werden.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 199 47 809 A1 ist eine an
einer Deckenhalterung angeordnete C-Bogen-Röntgeneinrichtung mit einem
mehrachsig verstellbaren C-Bogen bekannt, die es ermöglicht,
verschiedene Trajektorien mit vorgegebenen Abbildungsgeometrien zu
beschreiben.
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Die bekannten Röntgendiagnostikeinrichtungen, die es ermöglichen,
Röntgenbilder oder Röntgenbildfolgen mit wählbarer Röntgen-
Abbildungsgeometrie aufzunehmen, weisen den Nachteil auf, daß sie
aufwändige und schwere Konstruktionen erfordern und am Aufstellungsort
an Decke, Wand oder Fußboden starr montiert sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige chirugische
Röntgendiagnostikeinrichtung zu schaffen, die wahlweise eine manuelle
Bedienung oder die Gewinnung von Röntgenbildern oder Röntgenbildfolgen
unter der Kontrolle einer Bedienperson erlaubt, wobei jedes Röntgenbild
jeweils einer vorbestimmten Bedingung für die Röntgen-
Abbildungsgeometrie genügt
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Röntgendiagnostikeinrichtung
gelöst, die
- - einen auf dem Fußboden verfahrbaren Gerätewagen,
- - einen in mehreren Achsen motorisch verstellbaren und mit Mitteln zur
Bestimmung der Position in mehreren Achsen ausgerüsteten C-Bogen mit
einer an dessen einem Ende angeordneten Röntgenstrahlenquelle und
einem dieser gegenüberliegend angeordneten Röntgenstrahlenempfänger
- - und eine Achsensteuerung aufweist
die die Verstellung der motorisch angetriebenen Achsen in Abhängigkeit
von wählbaren Bedingungen für die jeweiligen Abbildungsgeometrien der
einzelnen Röntgenbilder und der Positionen der mit Positionssensoren
ausgerüsteten Achsen des C-Bogens steuert, wobei während eines
Bewegungsablaufes des C-Bogens Einzelbilder oder Röntgenbildfolgen
aufgenommen werden können und die Bedingung für die Aufnahmegeometrie
für jedes Bild unterschiedlich sein kann. Allgemein sei jedem
Einzelbild und jeder Bildfolge ein sog. Bedingungsprofil zugeordnet,
das die Summe aller Bedingungen für die Abbildungsgeometrien und
gegebenenfalls die Bildfrequenz, die Größe und die Grenzen des
Verstellbereichs einer oder mehrerer Achsen oder dergleichen Parameter
zugeordnet, der Röntgenbilder enthält.
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Nachfolgend sind Beispiele von Bedingungsprofilen für die Röntgen-
Abbildungsgeometrie einzelner Röntgenbilder oder einer zeitlichen oder
räumlichen Abfolge von Röntgenbildern genannt, die bestimmten
diagnostischen Standardsituationen (Anwendungsfällen) entsprechen:
- 1. Ein Punkt des Untersuchungsobjektes wird auf dem Zentralstrahl der
Röntgenstrahlenquelle mit stets dem gleichen Vergrößerungsverhältnis
abgebildet. Anwendungsbeispiel: Gewinnung einer Folge von
Röntgenbildern zur Rekonstruktion eines dreidimensionalen Modells
des Untersuchungsgegenstandes.
- 2. Ein Punkt des Untersuchungsobjektes ("Zielpunkt") soll bei allen
Bewegungen des C-Bogens längs seines Umfanges stets in einem zum
Zentralstrahl symmetrischen Bildkreis liegen, wobei der Radius des
Bildkreises einen vorgegebenen Bruchteil des Radius des
Gesamtbildkreises entspricht. Anwendungsbeispiel: Die Bedienperson
der Röntgendiagnostieinrichtung bringt den C-Bogen manuell in die
hinsichtlich der Lage des Zentralstrahls und des Abstandes des
Röntgenstrahlenempfängers vom Untersuchungsobjekt gewünschte
Position; die motorisch angetriebenen Achsen der
Röntgendiagnostikeinrichtung werden derart verstellt, daß der
Zielpunkt in der Nähe des Zentralstrahls zu liegen kommt. Die
Bedingung für die Lage des Zielpunktes auf dem Röntgenbild,
beispielsweise auf dem kreisrunden Bild eines Röntgenbildverstärkers
mit Fernsehkette, könnte lauten: Der Zielpunkt soll innerhalb eines
Kreises um den Zentralstrahl mit Radius 0,1.R abgebildet werden,
wobei R der Radius des Bildes des Röntgenbildverstärkers mit
Fernsehkette ist. Die Bedienperson könnte nach einer mechanischen
Verstellung des C-Bogens auf eine oder mehrere Röntgen-
Kontrollaufnahmen zur Kontrolle der richtigen Positionierung der
Röntgendiagnostikeinrichtung verzichten. Dadurch wird zum einen der
Zeitaufwand für eine Röntgenuntersuchung verkürzt und zum anderen
die Strahlenbelastung für den Patienten und die Bedienperson bzw.
den Operateur herabgesetzt.
- 3. Ein flächiger Bereich des Untersuchungsobjektes wird mit jeweils
gleichem Vergrößerungsmaßstab und parallelen Zentralstrahlen derart
abgetastet, daß durch Überlappung der Einzelbilder ein Bereich des
Untersuchungsobjektes rekonstruiert werden kann, der größer ist als
der Bildbereich einer Einzelaufnahme. Anwendungsbeispiel: Es soll
die Wirbelsäule eines Patienten in voller Länge oder die gesamte
Lunge eines Patienten untersucht werden.
- 4. Eine vorgegebene dreidimensionale Linie innerhalb des
Untersuchungsobjektes soll unter vorbestimmten Orientierungen des
Zentralstrahls zu dieser Linie, mit vorwählbaren Vergrößerungen und
beispielsweise einer vorbestimmten oder von der Bedienperson
beeinflußbaren Bildrate abgetastet werden, wobei das Bild der Linie
jeweils annähernd im Zentrum des Röntgenbildes zu liegen kommen
soll. Anwendungsbeispiel: Verfolgung eines im Körper eines Patienten
verlegten Katheders bzw. Röntgenkontrolle während der Verlegung
eines Katheders im Körper eines Patienten.
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Bei den oben genannten Beispiele kann man unterscheiden zwischen
Bedingungsprofilen für die Abbildungsgeometrien, die werkseitig als
Option programmiert werden können (Beispiele 1, 2,3) und solchen, die der
Steuerung der Röntgendiagnostikeinrichtung gelernt werden müssen (im
sog. "Teach-in"-Modus, Beispiel 4). Dabei ist es unerheblich, ob das
Teach-in durch manuelle Führung des C-Bogens oder durch Auswertung von
anderen in die Steuerung eingegebenen Informationen erfolgt.
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Die Erfindung wird anhand der Abbildungen näher beschrieben.
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In Fig. 1 ist eine mobile Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem
mehrfach verstellbaren C-Bogen 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
kreisbogenförmigen C-Bogen 6 mit Mittelpunkt 60 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
Mittelpunkt 60 des C-Bogens 6 liegt im Ausführungsbeispiel der Fig. 1
außerhalb des Zentralstrahls 10, der durch den Fokuspunkt 9 der
Röntgenstrahlenquelle 8 und den Mittelpunkt 12 des Eingangsfensters 11
des Röntgenstrahlenempfängers 7 bestimmt ist. Der Zentralstrahl 10
enthält einen Referenzpunkt 18, der durch den Abstand zum Fokuspunkt 9definiert ist. Der Wagen 1 trägt eine Säule 2, die mittels eines
Pendellagers 21 mit einer Horizontalführung 3 verbunden ist. Die
Horizontalführung 3 ist mittels der Säule höhenverstellbar und um die
Pendelachse 20 drehbar gelagert. Die Horizontalführung 3 trägt an der
dem C-Bogen 6 zugewandten Seite ein Kipplager 4 in dem die Halterung 5
um die Kippachse 40 drehbar gelagert ist. Die Pendelachse 20 ist
vorzugsweise vertikal und die Kippachse 40 horizontal im Raum
angeordnet.
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In Fig. 2 ist ein C-Bogen dargestellt, dessen Ebene senkrecht auf dem
Fußboden 16 steht und im Beispiel der Fig. 2 in der Papierebene liegt.
Der Gerätewagen 1 und die Halterungen aus der Fig. 1 sind in Fig. 2
nicht dargestellt. Ein Untersuchungsobjekt 13, das ortsfest bezüglich
des Fußbodens 16 angeordnet sein soll, enthält einen Zielpunkt 17, der
beispielsweise dem von einem Operateur oder einem Diagnostiker
festgelegten Punkt des größten Interesse entspricht. Der Zentralstrahl
10 enthält den Zielpunkt 17. Ein gestrichelt gezeichneter C-Bogen 6',
der mit gestrichenen Bezugszeichen versehen ist, weist einen
Zentralstrahl 10' auf, der ebenfalls den Zielpunkt 17 enthält, wobei
der Abstand des Zielpunktes 17 zum Fokuspunkt 9 identisch ist mit dem
Abstand zum Fokuspunkt 9'. Der bezogen auf den C-Bogen feste Punkt auf
dem Zentralstrahl 10 ist der Referenzpunkt 18 in Fig. 1. Dadurch ist für
die beiden Orientierungen des C-Bogens 6 bzw. 6' die
Abbildungsgeometrie der Röntgenoptik identisch. Die mit dem
Röntgenstrahlenempfänger 7 gewonnenen Bilder weisen insbesondere im
Zielpunkt 17 die gleiche Objektvergrößerung auf, die durch die Lage des
Referenzpunktes 18 auf dem Zentralstrahl 10 bestimmt ist. Um die in
Fig. 2 dargestellte Situation zu erhalten, muß der C-Bogen längs des
Umfanges und in der Papierebene senkrecht und parallel zum Fußboden
derart verschoben werden, daß der Mittelpunkt 60 des C-Bogens 6 in den
Mittelpunkt 60' des gestrichelt gezeichneten C-Bogens 60' übergeht. Bei
einer Verschiebung des C-Bogens 6 in der nicht dargestellten Halterung
5 im Gegenuhrzeigersinn muß die Halterung 5 durch eine Verschiebung der
vertikalen Säule 2 nach unten und durch eine Verschiebung der
Horizontalführung 3 nach rechts derart verschoben werden, daß der
Mittelpunkt 60 des C-Bogens 6 in den Mittelpunkt 60' des C-Bogens 6'
übergeht. Die Vertikal- und Horizontalverschiebung des C-Bogens 6
erfolgt vorzugsweise durch motorische Antriebe der Säule und der
Horizontalführung, wobei die Verfahrwege in vertikaler und in
horizontaler Richtung von einer Achsensteuerung in Abhängigkeit von der
Orientierung des C-Bogens 6 bezüglich der Halterung 5 vorgegeben
werden. Hierzu weist die Halterung 5 vorzugsweise einen Positionssensor
auf. Die motorischen Antriebe in horizontaler und in vertikaler
Richtung werden vorzugsweise mit Stellmotoren mit Positionsgebern
realisiert. Eine weitere Eingangsgröße für das Steuerprogramm ist die
Lage des Referenzpunktes 18 auf dem Zentralstrahl 10, beispielsweise
festgelegt durch den Abstand des Referenzpunktes 18 vom Fokuspunkt 9.
Dieser Abstand kann wahlweise an einem Eingabetableau der
Röntgendiagnostikeinrichtung eingegeben oder mittels eines weiter unten
beschriebenen Justiervorganges bestimmt werden.
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Ein Röntgenbild eines Zielpunktes 17 innerhalb eines
Untersuchungsobjektes 13 kann nach den Regeln der geometrischen Optik
als Röntgenstrahlenabsorptionsbild behandelt werden, das mittels der
Röntgenstrahlung einer Röntgenstrahlenquelle 8 auf das Eingangsfenster
11 eines Röntgenstrahlenempfängers 7 projiziert wird. Neben der
Qualität der Röntgenstrahlung der Röntgenstrahlenquelle 8 und den
Abbildungseigenschaften des Röntgernstrahlenempfängers 7 ist für die
Beurteilung und/oder Auswertung eines Röntgenbildes die
Abbildungsgeometrie von Bedeutung. Die Abbildungsgeometrie für die
Abbildung eines Zielpunktes 17 soll für alle weiteren Betrachtungen
durch den Abstand der den Zielpunkt 17 enthaltenden und auf dem
Zentralstrahl 10 senkrecht stehenden Referenzebene vom Fokuspunkt 9 und
durch die Lage des Zentralstrahls 10 bezüglich eines fußbodenfesten
Koordinatensystems, bezüglich welchem auch die Lage des
Untersuchungsobjektes 13 und des Zielpunktes 17 festgelegt sind,
definiert sein. Der Schnittpunkt der Referenzebene mit dem
Zentralstrahl 10 wird als Referenzpunkt 18 bezeichnet. Soll aus einer
Vielzahl von Röntgenbildern eine Rekonstruktion des
Untersuchungsobjektes erfolgen, so werden für die aus der
Computertomografie bekannten Rechenoperationen die jeweiligen
Aufnahmegeometrien der einzelnen Röntgenbilder benötigt.
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Läßt man die in der Fig. 2 der Übersichtlichkeit der Darstellung
dienende Festlegung der Ebene des C-Bogens auf eine Ebene senkrecht zum
Fußboden fallen, so kann es zur Erreichung einer vorgegebenen
Vergrößerung eines auf dem Zentralstrahl positionierten Zielpunktes des
Untersuchungsobjektes 13 notwendig sein, neben der Vertikalbewegung in
der Säule 2 und der Horizontalbewegung in der Horizontalführung 3 auch
die Drehbewegungen im Pendellager 21 um die Pendelachse 20, die
Kippbewegung im Kipplager 4 um die Kippachse 40 und eventuell eine
Bewegung des Gerätewagens mit einer Komponente senkrecht zur C-Bogen-
Ebene durch motorisch angetriebene Rollen 14, 15 zu steuern.
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Die bekannten mobilen Röntgendiagnostikeinrichtungen weisen in der
Regel folgende Verstellmöglichkeiten auf, die im weiteren "Achsen"
(bezeichnet mit #1 bis #7) genannt werden und in der Tabelle 1
beschrieben sind.
Tabelle 1
Achsen einer mobilen Röntgendiagnostikeinrichtung
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In Fig. 3a ist ein C-Bogen 6 in einer Ansicht in der Richtung des
Mittelpunktes 60 gezeigt. Punktiert eingezeichnet ist der schematische
verlauf eines C-Bogens 61, der im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 nicht
eben ist und eine s-förmige Verwindung längs seiner Länge aufweist.
Wird die Länge des C-Bogens 61 längs seines Außenumfanges gemessen und
der Bezugspunkt l = 0 an den Beginn des C-Bogens 6 an der
Röntgenstrahlenquelle 8 gelegt, so weist ein s-förmig verwundener C-
Bogen 61 eine Abweichung d von der den Zentralstrahl 10 enthaltenden
Ebene auf, der der Darstellung der Fig. 3b entspricht. In Fig. 3c ist
die Abweichung d des C-Bogens 6 von der Ebene für einen bogenförmig
verwundenen C-Bogen 6 dargestellt. Derartige und weitere, nicht im
einzelnen aufgeführte Abweichungen der Form des C-Bogens 6 von einem
Kreisbogen führen dazu, daß im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sich der
Zentralstrahl 10 des C-Bogens 6 bei einer Verschiebung des C-Bogens 6
in der Halterung 5 aus der Papierebene heraus bewegt. Betrachtet man
die Verhältnisse in Fig. 2 für einen C-Bogen, der zwar in einer Ebene
liegt, jedoch keinen Kreisbogen darstellt, so ist es nicht möglich, von
einem Mittelpunkt des C-Bogens 6 zu sprechen. Es kann vielmehr aus
Stabilitätsgründen vorteilhaft sein, den C-Bogen 6 beispielsweise in
Richtung einer Parabel aufzuweiten. Bezüglich eines mit der Halterung 5
des C-Bogens 6 verbundenen Koordinatensystems ist für jede Stellung des
C-Bogens 6 bezüglich der Halterung 5 eine eindeutige Zuordnung zu den
Koordinaten des Fokuspunktes 9 und zu dem Mittelpunkt 12 des
Röntgenstrahlenempfängers 7 gegeben. Sollte eine sehr hohe Genauigkeit
der Abbildungsgeometrie gefordert sein, so ist gegebenenfalls die Last
des Röntgenstrahlenempfängers 7 und der Röntgenstrahlenquelle 8 zu
berücksichtigen.
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In Fig. 4 ist ein Blockschaltdiagramm der erfindungsgemäßen
Röntgendiagnostikeinrichtung schematisch dargestellt. Eine
nicht näher beschriebene Recheneinheit 52 weist Steuerausgänge 53 und
Eingänge 54 auf, steuert alle Vorgänge zur Erzeugung von
Röntgenstrahlung und zur Gewinnung, Speicherung und Darstellung von
Bilddaten. Die Recheneinheit 52 weist ferner eine Datenschnittstelle 56
auf, über die die Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem externen
Auswerterechner verbunden werden kann. An die Recheneinheit 52 ist eine
Anzeigeeinheit 55 und eine Achsensteuerung 50 angeschlossen, die
Achsensteuerung 50 weist einen Eingang für ein Eingabetableau 51 auf
sowie Ausgänge für die Ansteuerung der Motoren 101, 201, 301 und
Eingänge, denen Positionssensoren 102, 202, 302 zugeordnet sind, die
die relative Stellung der jeweiligen Achse bezüglich eines Nullpunktes
erfassen. Für jede der drei schematisch dargestellten Achsen 100, 200,
300 ist jeweils ein Motor und ein Positionssensor vorgesehen. Es ist
jedoch für die Erfindung unerheblich, wenn für eine oder mehrere Achsen
kein Motor vorgesehen ist und diese jeweilige Achse von Hand bewegbar
ist; für eine solche nicht-motorisierte Achse kann aber ein
Positionssensor vorgesehen sein.
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Der Erfindung liegt die Annahme zugrunde, daß für jede Kombination der
zulässigen Werte der einzelnen Achspositionen der Achsen #1 bis #5 der
Fokuspunkt 9 und der Mittelpunkt 12 des Eingangsfensters 11 des
Röntgenstrahlenempfängers 7 in einem gerätewagenfesten
Koordinatensystem bestimmbar sind. Der Zusammenhang zwischen der Lage
des Fokuspunktes 9 und des Mittelpunktes 12 des
Röntgenstrahlenempfängers kann in der Achsensteuerung 50 in
Wertetabellen oder Funktionen abgespeichert sein. In den Wertetabellen
bzw. Funktionen sind vorzugsweise auch die in Fig. 3 beispielhaft
aufgeführten Abweichungen des C-Bogens 61 von einer Idealform
berücksichtigt, wobei diese Abweichungen - bedingt durch elastische
Verformungen des C-Bogens 6 bzw. von einzelnen Achsen - auch von der
aktuellen Position der einzelnen Achsen abhängen können.
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In den Fällen, in denen die erfindungsgemäße Achsensteuerung 50 einem
Gerätewagen 1 mit motorisierten Rollen 14, 15 zugeordnet ist, ist es
möglich, durch Einbeziehung der aktuellen Positionen der Achsen #6 und
#7 der Tabelle 1 die Lage des Fokuspunktes 9 und des Mittelpunktes 12
des Röntgenstrahlenempfängers 7 in einem raum- bzw. fußbodenfesten
Koordinatensystem zu bestimmen, wenn beispielsweise die Lage des
Gerätewagens 1 oder eines anderen Teils der
Röntgendiagnostikeinrichtung für ein Paar von Positionswerten der
Achsen #6 und #7 bestimmt wurde. Ferner ist vorgesehen, daß am C-Bogen
6 oder am Röntgenstrahlenempfänger 7 Mittel zur Bestimmung der
Orientierung im Raum angeordnet sind, die mit einem 3D-Meßsystem
zusammenwirken.
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Sind die Achsen #6 und #7 aus der Tabelle 1 nicht motorisch
verstellbar ausgeführt oder weisen sie auch keine Mittel zur Bestimmung
der jeweiligen Relativposition auf, werden die Rollen 14, 15 des
Gerätewagens 1 am Ende des Justiervorganges und während des
Aufnahmevorganges blockiert, um ein Verschieben des Gerätewagens 1 auf
dem Fußboden 16 zu verhindern. Dies kann beispielsweise mittels
elektrisch überwachter mechanischer Bremsen oder mittels
elektromagnetischer Bremsen erfolgen, die auf die Achsen #6 und #7
wirken.
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Es ist ferner vorgesehen, die Achsensteuerung 50 in einer
Röntgendiagnostikeinrichtung zu verwenden, bei der beispielsweise die
Achse #1 der Tabelle 1 nicht motorisiert ist und nur mit einem
Positionssensor ausgestattet ist. Als Beispiel hierfür sei eine
Röntgendiagnostikeinrichtung genannt, bei der der C-Bogen 6 längs
seines Umfanges in seiner Halterung 5 manuell bewegt wird und ein
Positionssensor die jeweilige relative Position des C-Bogens 6
bezüglich der Halterung 5 an die Achsensteuerung 50 weiterleitet und
die Achsensteuerung 50 die Achsen #2 bis #7 der Tabelle 1 derart
verstellt, daß die für das jeweils gewählte Untersuchungsprogramm
erforderliche Abbildungsgeometrie erreicht wird.
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In einem nicht dargestellten Programmspeicher der Achsensteuerung 50
sind vorzugsweise anwenderspezifische Steuerprogramme gespeichert, die
mit bestimmten Untersuchungsprogrammen bzw. diagnostischen
Standardsituationen korrelieren. Dabei kann es vorgesehen sein, daß
bestimmte Parameter der Steuerprogramme vom Anwender mittels des
Eingabetableaus 51 oder anderer, nicht dargestellter Eingabemittel an
die gewünschte Untersuchungssituation angepaßt werden. Über die
genannten Eingabemittel werden auch die vom Anwender gewünschten
Steuerprogramme aus der Gesamtheit der gespeicherten Steuerprogramme
ausgewählt, gestartet oder gestoppt.
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Die erfindungsgemäße Röntgendiagnostikeinrichtung kann unterschiedliche
Abbildungsgeometrien simulieren. Hierzu ist es beispielsweise
vorgesehen, der Achsensteuerung 50 den Abstand zwischen dem auf dem
Zentralstrahl 10 liegenden Referenzpunkt 18 und dem Fokuspunkt 9
vorzugeben. Die mobile Röntgendiagnostikeinrichtung wird von einer
Bedienperson sodann beispielsweise mittels einer sich in einem Punkt
schneidenden Lichtzeigeranordnung derart justiert, daß der im Inneren
des Untersuchungsobjektes 13 liegende Zielpunkt 17 mit dem
Referenzpunkt 18 zur Deckung kommt. Ist eine mit der erfindungsgemäßen
Achsensteuerung 50 ausgerüstete Röntgendiagnostikeinrichtung derart
justiert und sind beispielsweise die Achsen #6 und #7 aus der Tabelle 1
(Lenk- und Rollbewegung der Rollen 14, 15) blockiert und werden von der
Achsensteuerung 50 nicht angesteuert, so kann beispielsweise von einer
Bedienperson ein Steuerprogramm ausgewählt werden, das bei der
manuellen Bewegung der Achse #1 aus der Tabelle 1 die Bewegung der
Achsen #2 bis #5 der Tabelle 1 derart nachführt, daß der Zielpunkt 17
stets auf dem Zentralstrahl 10 liegt. Die erfindungsgemäße
Achsensteuerung 50 sieht auch die Möglichkeit vor, daß die Nachführung
der einzelnen Achsen mit einer "unscharfen Logik" ("fuzzy logic")
erfolgt. In diesem Fall würde die Bedingung für die Abbildungsgeometrie
beispielsweise lauten: der Zielpunkt 17 wird auf dem
Röntgenstrahlenempfänger 7 innerhalb eines Kreises um den Zentralstrahl
mit Radius r abgebildet, wobei r beispielsweise 15% des Radius des
Eingangsfensters 11 des Röntgenstrahlenempfängers 7 beträgt. Es ist
vorgesehen, daß innerhalb des Ablaufes des Steuerprogrammes in der
Achsensteuerung 50 die Recheneinheit 52 über die Steuerausgänge 53
Röntgenaufnahmevorgänge (beispielsweise Einzelbilder oder Bildfolgen)
steuert, die aufgenommenen Bilder speichert und/oder über die
Datenschnittstelle 56 zur Auswertung und Weiterverarbeitung an einen
außerhalb der Röntgendiagnostikeinrichtung befindlichen Rechner
weiterleitet.
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Die erfindungsgemäße Achsensteuerung 50 ist auch für
Röntgendiagnostikeinrichtungen vorgesehen, bei denen die Achsen #6 und
#7 (Lenk- und Rollbewegung der Rollen 14, 15) motorisch verstellbar und
mit Positionssensoren ausgerüstet sind. Bei der Justierung einer
derartigen Röntgendiagnostikeinrichtung ist vorgesehen, daß auch der
Gerätewagen 1 auf dem Fußboden 16 verfahren wird. Am Ende des
Justiervorganges werden die aktuellen Werte der Positionssensoren der
Achsen #6 und #7 in der Achsensteuerung 50 gespeichert und als
Startwerte für die nachfolgenden motorischen oder manuell geführten
Bewegungen der Achsen #6 und #7 verwendet.
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Es ist vorgesehen, daß eine Bedienperson nach Abschluß des
Justiervorganges in einem Simulationsvorgang den C-Bogen 6 längs seines
Umfanges in der Halterung 5 manuell verschiebt, wobei Stellmotoren in
den motorisierten Achsen #2 bis #7 die Halterung 5 des C-Bogens 6derart bewegen, daß für die Anordnung aus Röntgenstrahlenquelle 8 und
Röntgenstrahlenempfänger 7 die vorbestimmte Bedingung für die
Abbildungsgeometrie erfüllt ist. Bei dem manuell geführten
Simulationsvorgang kann es durch Zusammenwirken der Stellmotoren in den
Achsen zu einer Orientierung des C-Bogens 6 im Raum kommen, die bei
einem Fortschreiten der manuell geführten Bewegung des C-Bogens 6 zu
einer Kollision zwischen Teilen des C-Bogens 6, dem
Röntgenstrahlengenerator 8 oder dem Röntgenstrahlenempfänger 7 mit dem
Untersuchungsobjekt 13, der Patientenliege oder dergleichen
Einrichtungsgegenständen kommen würde. In diesem Fall würde die
Bedienperson das weitere Verfahren des C-Bogens 6 beenden und
gegebenenfalls den C-Bogen 6 in die entgegengesetzte Richtung
verfahren, bis auch dort die Bewegung wegen der Gefahr einer Kollision
gestoppt wird.
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Nach Beendigung des Simulationsvorganges erhält die Steuerung ein
entsprechendes Signal und verfügt damit über die Informationen über den
zulässigen Verstellbereich des C-Bogens 6 in der Halterung 5 für die
gewählten Bedingungen für die Abbildungsgeometrie.
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Es ist ferner vorgesehen, daß vor Beginn der eigentlichen
Röntgenuntersuchung in die Steuerung über Eingabemittel 51 der
Verstellbereich des C-Bogens 6 in der Halterung 5 und die Anzahl der
innerhalb dieses Verstellbereiches aufzunehmenden Röntgenbilder
eingegeben werden. Die Eingabe kann beispielsweise über ein Tableau,
einen Touchscreen, einen Fußschalter, über geeignete Spracheingabe- und
Spracherkennungsmittel oder über Kombinationen hiervon erfolgen.
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Es ist ferner vorgesehen, daß die mechanische Einstellung der Achsen
der mobilen chirurgischen Röntgendiagnostikeinrichtung auch
ausschließlich manuell erfolgen kann. Zu diesem Zweck ist es
vorteilhaft, wenn die motorisierten Achsen im manuellen Modus der
Achsensteuerung der manuellen Bewegung einen gegenüber einer nicht-
motorisierten Achse unwesentlich größeren Widerstand entgegen setzen.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die einzelnen Achsen mechanisch derart
ausbalanciert sind, daß auf den C-Bogen in jeder eingestellten Position
Momente wirken, die so klein sind, daß sie nicht zu einer Verstellung
der Position des C-Bogens führen.
Verzeichnis der Abbildungen
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Fig. 1 Mobile Röntgendiagnostikeinrichtung mit C-Bogen
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Fig. 2 Orientierung des C-Bogens senkrecht zum Fußboden
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Fig. 3 C-Bogen mit Abweichungen von der Kreisform
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Fig. 4 Blockschaltdiagramm der Röntgendiagnostikeinrichtung
Bezugszeichenliste
1 Gerätewagen
2 Säule
3 Horizontalführung
4 Kipplager
5 Halterung
6, 6' C-Bogen
7, 7' Röntgenstrahlenempfänger
8, 8' Röntgenstrahlenquelle
9, 9' Fokuspunkt
10, 10' Zentralstrahl
11 Eingangsfenster
12 Mittelpunkt des Eingangsfensters
13 Untersuchungsobjekt
14 Rolle
15 Rolle
16 Fußboden
17 Zielpunkt
18 Referenzpunkt
20 Pendelachse
21 Pendellager
40 Kippachse
50 Achsensteuerung
51 Eingabetableau
52 Recheneinheit
53 Steuerausgänge
54 Eingänge
55 Anzeigeeinheit
56 Datenschnittstelle
60, 60' Mittelpunkt des C-Bogens
61 nichtkreisförmiger C-Bogen
100 Achse 1
101 Motor
102 Positionssensor
200 Achse 2
201 Motor
202 Positionssensor
300 Achse 3
301 Motor
302 Positionssensor