DE102004006021A1

DE102004006021A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Positionieren des Fokuspunkts einer Wellenquelle zu einem Zielobjekt außerhalb des Isozentrums

Info

Publication number: DE102004006021A1
Application number: DE200410006021
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr. Forßmann
Original assignee: Dornier Medtech Systems GmbH
Current assignee: Dornier Medtech Systems GmbH
Priority date: 2004-02-06
Filing date: 2004-02-06
Publication date: 2005-09-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren des Fokuspunkts einer Wellenquelle, wobei mit Hilfe eines Ortungssystems ein Isozentrum aus verschiedenen Blickrichtungen erfasst wird. Das Isozentrum bildet den Kreuzungspunkt der Hauptachsen der verschiedenen Blickrichtungen. Die räumliche Position des Fokuspunkts der Wellenquelle sowie die räumliche Position des Zielobjekts wird ebenfalls in den Blickfeldern der verschiedenen Blickrichtungen erkannt. Um ein gattungsgemäßes Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung dahingehend zu verbessern, dass die Ausrichtung des Fokuspunkts einfacher und trotzdem genau erfolgt, wird der Fokuspunkt der Wellenquelle und das Zielobjekt unabhängig von der Lage des Isozentrums in einem Ort zusammengeführt. Vorrichtungsseitig wird dies mit einer Überwachungseinheit erreicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Positionieren einer Wellenquelle zu einem Zielobjekt, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. 13.

Aus der DE 100 32 982 A1 geht ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Gattung zum Positionieren des Therapiefokus einer Therapieeinheit zu einem Zielkreuz eines Röntgen-C-Bogens hervor. Die Therapieeinheit wird zu diesem Zweck an den Röntgen-C-Bogen isozentrisch vorkalibriert. Dabei wird durch die Drehachse des Röntgen-C-Bogens das Isozentrum vorgegeben.

Im Stand der Technik wird das Isozentrum als Bezugspunkt für die Therapieeinheit verwendet, um den Therapiefokus der Stoßwellenquelle mit dem Röntgen-C-Bogen genau auszurichten. Das Justieren des Röntgen-C-Bogens mit der Stoßwellenquelle erfolgt bei dem gattungsgemäßen Verfahren vor jeder Behandlung, und muss immer sorgfältig durchgeführt werden. Anschließend wird das Zielobjekt in das Isozentrum geführt. Die isozentrische Aufstellung der Therapieeinheit mit dem Röntgen-C-Bogen ist nach dem Stand der Technik für eine spätere erfolgreiche Behandlung unerlässlich.

Weiter ist aus der DE 195 12 956 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Lageerfassung mittels Röntgenstrahlen eines therapeutischen Druckwellengeräts bekannt. Dabei wird die räumliche Position der Druckwellenquelle relativ zum bildgebenden Röntgensystem isozentrisch auf einen Brennfleck vorjustiert. Die räumliche Position des Druckwellengeräts wird mit einem berührungslos arbeitenden Messsystem erfasst. Anschließend wird der Druckwellenfokus auf die Behandlungsregion bewegt.

Aus der DE 40 03 350 ist eine Vorrichtung zum Justieren eines C-Bogen-Röntgengeräts an einen Lithotripter bekannt. Dadurch wird der Lithotripter zu dem Röntgen-C-Bogen isozentrisch angeordnet. Über ein Lasersystem wird die isozentrische Anordnung des Lithotripters mit dem C-Bogen überwacht.

Bei diesen beschriebenen Verfahren handelt es sich meist um die Vorgehensweise mit stationären Röntgengeräten und Stoßwellenquellen.

Es bestehen aber in der Praxis auch getrennte mobile Lösungen von Röntgenortungsgeräten und Wellenquellen, wobei die Wellenquellen insbesondere Stoßwellenquellen sein können. Das Justieren der Vorrichtung ist in der Regel schwieriger, insbesondere wenn keine mechanische Verbindung zwischen den Röntgenortungsgeräte und der Wellenquelle besteht. In diesem Fall wird nach dem ersten Aufstellen das mobile Röntgenortungsgerät durch eine Hilfskraft mit der Wellenquelle justiert. Auch bei diesen getrennt mobilen Lösungen wird der Fokuspunkt der Wellenquelle mit dem Isozentrum vorjustiert, um einen gleichen räumlichen Bezugspunkt der mobilen Ortungseinrichtung und der Wellenquelle zu gewährleisten. Das Zielobjekt wird dann von der Hilfskraft in das Isozentrum positioniert. Erst danach kann eine Behandlung durchgeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend zu verbessern, dass die Ausrichtung des Fokuspunkts einfacher und trotzdem genau gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Mit diesem Verfahren können die räumliche Position des Fokuspunkts der Wellenquelle sowie die räumliche Position eines Zielobjekts genau ausgerichtet werden. Eine genaue Ortung des Zielobjekts und des Fokuspunkts der Wellenquelle, mit anschließendem Zusammenführen beider räumlicher Positionen, kann innerhalb der Blickfelder der verschiedenen Blickrichtungen gewährleistet werden. Anschließend können die beiden Punkte unabhängig von der Lage des Isozentrums mit hinreichender Genauigkeit relativ zueinander verstellt und aufeinander zugeführt werden. Während im Stand der Technik stets der Fokuspunkt und das Zielobjekt in das Isozentrum des Ortungssystems gefahren und diesbezüglich kalibriert wurden, kann nun eine unabhängige Ausrichtung erfolgen. Erstaunlicherweise ist dieses Verfahren gegenüber der isozentrischen Ausrichtung ausreichend genau und sehr rasch durchzuführen.

Eine besondere Möglichkeit ist es, den Fokuspunkt und das Zielobjekt in einem von den Isozentrum beabstandeten Ort zusammenzuführen. Es können nun beliebige Orte gewählt werden, in denen der Fokuspunkt und das Zielobjekt zusammengeführt werden. Dieser Ort kann beispielsweise in Abhängigkeit der Ausgangsposition gewählt werden.

Besonders vorteilhaft könnte sich bei diesem Verfahren das Bewegen des Fokuspunkts der Wellenquelle auf das Zielobjekt auswirken. Diese Ausführungsform der Erfindung ist besonders gut für feststehende Zielobjekte geeignet, wobei die Wellenquelle verfahrbar ausgestaltet sein sollte um damit diese in ausreichender Genauigkeit auf das Zielobjekt ausrichten zu können.

Bei einer weiteren Variante der Erfindung ist ein Bewegen des Zielobjekts auf den Fokuspunkt der Wellenquelle möglich. Bei dieser Lösung wird das Zielobjekt verfahrbar ausgestaltet. Diese Variante der Erfindung eignet sich besonders gut bei dem Einsatz eines 3-dimensional verfahrbaren Patiententisches. Dieser Patiententisch ist in jede Raumrichtung verfahrbar und kann somit das Zielobjekt hinreichend genau in dem Fokuspunkt der Wellenquelle positionieren.

In besonderer Weise kann nach dem Erfassen der räumlichen Ausgangsposition des Fokuspunkts und des Zielobjekts, eine Überwachungseinheit die zusammengeführte Zielposition des Fokuspunkt und/oder des Zielobjekts bestimmen, einen Verfahrweg von dem Fokuspunkt und dem Zielobjekt ermitteln und das Ausführen der Bewegung des Fokuspunkts und/oder des Zielobjekts steuern. Damit kann die Überwachungseinheit die erfassten Ausgangspositionen von Fokuspunkt und Zielobjekt dahingehend verarbeiten, dass ein mit den gegebenen Bewegungsmöglichkeiten durchlaufbarer Verfahrweg von Fokuspunkt und/oder Zielobjekt ermittelt wird. Die Überwachungseinheit kann auch in Abhängigkeit von den Kinematiken das Ausführen dieser Bewegung mit dem Zusammenführen von Fokuspunkt und Zielobjekt ausreichend genau steuern.

Bei einer weiteren Variante der Erfindung ist ein Referenzobjekt zu dem Fokuspunkt konstant beabstandet angeordnet, wobei die räumliche Position des Referenzobjekts erfasst und aus der räumlichen Position des Referenzobjekts die räumliche Position des Fokuspunkts bestimmt wird. Durch die Beabstandung des Referenzobjekts zum Fokuspunkt entsteht ein ausreichend großer Raum, in dem das Zielobjekt gut zu positionieren ist. Dabei kann die Position des Fokuspunkts durch andere Objekte verdeckt werden. Der Fokuspunkt kann dann direkt über das Referenzobjekt bestimmt werden.

Günstigerweise kann die räumliche Position eines zu dem Fokuspunkt konstant beabstandeten Referenzobjekt mehrmals nacheinander erfasst und mit einer zeitlich zuvor bestimmten räumlichen Position des Referenzobjekts verglichen werden. Es können nun relative Bewegungen des Referenzobjekts zu einer zeitlich vorbestimmten räumlichen Position des Referenzobjekts festgestellt werden. Die relativen Bewegungen des Referenzobjekts können gewollte und nicht gewollte Verstellungen der Wellenquelle sein. Die nicht gewollten Verstellungen an der Wellenquelle können so möglichst einfach erfasst und korrigiert werden.

Eine weitere Variante der Erfindung kann das maschinenautomatische Erfassen der räumlichen Position des Fokuspunkts, seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts sein. Mit geeigneten Mitteln kann die räumliche Position von der Maschine selbst oder zumindest teilweise von ihr selbst bestimmt werden. Dies ist mit ausreichender Genauigkeit möglich. Die erfassten Positionsdaten können dann von der Maschine unmittelbar für das weitere Verfahren verarbeitet werden.

In einer besonders günstigen Weise können der Fokuspunkt, sein Referenzobjekt und/oder das Zielobjekt mit Hilfe von bilderkennenden Verfahren erfasst werden. Anhand des von der Vorrichtung erkannten Bildes werden bestimmte Konturen oder weitere Eigenschaften des Bildes zum Ermitteln der Position des Fokuspunkts, seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts benutzt. Bilderkennende Verfahren können gut in eine Maschinensteuerung integriert werden.

Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung, können die Bewegungen des Fokuspunkts, seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts mit Hilfe von bewegungsaufnehmenden Systemen erfasst werden und daraus die räumliche Position des Fokuspunkts, seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts bestimmt werden. Die bewegungsaufnehmenden Systeme erfassen Verstellungen der beteiligten Komponenten zum Führen und Halten von Fokuspunkt, Referenzobjekt bzw. Zielobjekt, so dass aus den erfassten Daten die Verstellung bestimmbar ist und die Bewegung von Fokuspunkt bzw. Zielobjekt nachverfolgbar sind. Daraus lässt sich die jeweils angefahrenen neuen Positionen herleiten und gegebenenfalls als Ausgangsposition für das weitere Verfahren benutzt werden. Umgekehrt können erfasste Bewegungen wahlweise auch für ein Überwachen des aus den ursprünglichen Ausgangspositionen tatsächlich durchfahrenen Wegs benutzt werden.

In einer weiteren vorstellbaren Ausgestaltungsform der Erfindung kann die räumliche Position des Fokuspunkts, seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts manuell durch physische Kennzeichnung auf einem Bildschirm markiert werden. Dies lässt sich von einer Hilfskraft einfach durchführen, beispielsweise durch das Anbringen von Klebemarken, und dient zum bleibenden Kennzeichnen einer Position, die bei dem weiteren Verfahren genutzt werden kann.

Besonders vorteilhaft kann die räumliche Position des Fokuspunkts, seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts elektronisch auf dem Bildschirm markiert werden. Diese elektronischen Positionen können dann für eine Weiterverarbeitung, z.B. in der Überwachungseinheit, genutzt werden.

Günstigerweise kann das Verfahren auch so konzipiert werden, dass die räumliche Position des Fokuspunkts, seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts in mindestens einer Raumkoordinate in den verschiedenen Blickrichtungen gleich ist und diese Raumkoordinate dann in den verschiedenen Blickrichtungen überwacht wird. Die in verschiedenen Blickrichtungen auftretende Raumkoordinate ist zum Bestimmen der Position redundant. Wenn in den Blickrichtungen beispielsweise der Fokuspunkt mit Abweichungen in dieser Raumkoordinate erscheint, so kann damit ein Fehler beim Erfassen der Position des Fokuspunkts erkannt werden. Entsprechendes gilt für das Zielobjekt und das Referenzobjekt.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird zusätzlich durch eine wie in Anspruch 14 beschriebene Vorrichtung gelöst.

Die Überwachungseinheit unterstützt durch ihre Arbeitsweise zum einen den Fokuspunkt der Wellenquelle bei dessen Bewegung sowie zum anderen das Zielobjekt in seinen Bewegungsrichtungen. Desweiteren übernimmt die Überwachungseinheit das Bestimmen möglicher Verfahrwege, um den Fokuspunkt der Wellenquelle mit dem Ziel objekt unabhängig von der Lage des Isozentrums zusammenzuführen. Dabei kommen unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung zum Einsatz, wo beispielsweise einerseits das Zielobjekt auf den Fokuspunkt der Wellenquelle bewegt werden kann und/oder andererseits der Fokuspunkt der Wellenquelle auf das Zielobjekt bewegt werden kann. Der Fokuspunkt der Wellenquelle und das Zielobjekt können über die Überwachungseinheit in ausreichender Genauigkeit in ihren verschiedenen Raumrichtungen positioniert werden, dabei können ihre räumlichen Positionen für eine Weiterverarbeitung genutzt werden.

In einer weiteren Variante der Erfindung ist ein Referenzobjekt in konstantem Abstand zu dem Fokuspunkt an der Wellenquelle angeordnet, wobei das Referenzobjekt in den verschiedenen Blickrichtungen erfassbar ist. Anhand des Referenzobjekts kann auf die Lage oder Bewegung des Fokuspunkts geschlossen werden, auch wenn dieser gerade schwer zu erkennen ist, beispielsweise weil er von einem anderen Objekt verdeckt ist.

Eine weitere Variante der Erfindung ist, dass über eine Bilderkennungseinrichtung die räumliche Position des Fokuspunkts, seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts erfasst werden kann. Damit können z.B. die äußeren Konturen von Körpern oder auch Eigenschaften von Körpern, hier z.B. des Fokuspunkts, seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts erfasst werden, um mit Hilfe dieser Bilder die räumliche Position des Fokuspunkts, seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts ermitteln zu können.

In einer weiteren vorstellbaren Ausgestaltung der Erfindung kann mit einem bewegungsaufnehmenden System die Bewegung des Fokuspunkts, seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts erfasst und daraus die räumliche Position des Fokuspunkts, seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts bestimmt werden. Dabei erfasst das bewegungsaufnehmende System die Bewegungsbahnen des Fokuspunkts, seines Referenzobjekts und des Zielobjekts, womit eine Veränderung der räumlichen Position der Wellenquelle und/oder des Zielobjekts zu ihrer Ausgangsposition festgestellt werden kann. Aus dieser zurückgelegten Wegstrecke kann die räumliche Position des Fokuspunkts, seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts bestimmt werden.

Besonders vorteilhaft erweist sich eine Markierungsvorrichtung, die die räumliche Position des Fokuspunkts, seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts elektronisch auf dem Bildschirm markieren kann. Diese elektronisch vorliegenden Positionen können fortlaufend weiterverarbeitet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend erläutert.
Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 eine Ortungseinrichtung der Erfindung, hier einen verstellbaren Röntgen-C-Bogen mit zwei verschiedenen Blickrichtungen, deren Hauptachsen sich im Isozentrum kreuzen,
3 eine Seitenansicht der Ortungseinrichtung von 2,
4 Bildschirmansichten der zwei verschiedenen Blickrichtungen vor dem Zusammenführen des Fokuspunkts mit dem Zielobjekt,
5 Bildschirmansichten der zwei verschiedenen Blickrichtungen nach dem Zusammenführen des Fokuspunkts mit dem Zielobjekt,
6 Bildschirmansichten der zwei verschiedenen Blickrichtungen mit Ansicht der redundanten Raumkoordinate, und
7 eine Prinzipdarstellung von Einrichtungen des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels.
1 ist eine Zusammenschau der Vorrichtung 39 zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens abgebildet.
Sie zeigt eine mobile Stoßwellenquelle 1, die unabhängig zu einer verstellbaren Ortungseinrichtung 7 auf dem Untergrund mit Hilfe einer Bewegvorrichtung 46 werden kann. Eine Patientenliege 14 ist ebenfalls unabhängig von der Ortungseinrichtung 7 über Rollen 48 verfahrbar auf dem Untergrund.
An ein Grundgehäuse 52 der Stoßwellenquelle 1 ist ein gelenkig gelagerter starrer Arm 6 mit einem Ende befestigt. An dem anderen Ende des Arms 6 ist ein Stoßwellenkopf 2 angeflanscht. Seitlich an dem Stoßwellenkopf 2 sind zwei unterschiedliche Fokusphantome 3, 40 angebracht. Die erste Variante des Fokusphantoms 3 ist an der Spitze röntgenpositiv, wobei sich diese röntgenpositive Spitze im Fokuspunkt 4 der Stoßwellenquelle 1 befindet. Der Fokuspunkt 4 entsteht durch eine kegelförmige Ausbreitung von akustischen Wellen 41 ausgehend vom Stoßwellenkopf 2.
Die zweite Variante des Fokusphantoms 40 besitzt ein röntgenpositives Ende, das von dem Fokuspunkt 4 der Stoßwellenquelle beabstandet ist. Die zweite Variante des Fokusphantoms 40 stellt ein Referenzobjekt dar.
An den Gelenken 54, 55 des gelenkig gelagerten Arms 6 ist eine Winkelmessvorrichtung 43 als bewegungsmessendes System angebracht. Die Winkelmessvorrichtung 43 nimmt die räumlichen Bewegungen der Gelenklager bei einem Verfahren des gelenkig gelagerten Arms 6 auf.
Die Ortungseinrichtung 7 ist auf dem Untergrund mit Hilfe von Rollen 47 verfahrbar ist.
Sie hat ein verfahrbares Gehäuse 27, das einen C-förmigen Tragkonstruktion 10 über eine drehbare Lagerung aufnimmt. Die Röntgenquelle 8 und der Bildempfänger 9 sind beabstandet an der C-förmige Tragkonstruktion 10 gegenüberliegend angebracht. An der Drehachse 11 der Ortungseinrichtung 7 ist ein Winkelmessvorrichtung 44 zum Bestimmen der Drehbewegung der C-förmigen Tragkonstruktion 10 vorgesehen.
Die Patientenliege 14, ist in alle räumlichen Richtungen bewegbar ausgestaltet. An der Verfahrmechanik der Patientenliege 14 ist ein Wegmessvorrichtung 45 angebracht.
Desweiteren zeigt 1 eine Markierungsvorrichtung 16, die mit einem Bildschirm 17 der ersten Blickrichtung 12 und einem Bildschirm 18 der zweiten Blickrichtung 25 verbunden ist. Die Bildschirme 17, 18 und die Markierungsvorrichtung 16 sind an einer ständerförmigen Konstruktion 19 über der Stoßwellenquelle 1 befestigt.
Die einzelnen Einrichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 39 sind über Zuleitungen 21, 49, 50, 51, 53 mit der Überwachungseinheit 20 verbunden.
2 zeigt die Ortungseinrichtung 7 in einer ersten und einer zweiten Verfahrstellung 23, 24. In der ersten Verfahrstellung 23 ist die C-förmige Tragkonstruktion 10 in etwa senkrecht auf den horizontalen Untergrund ausgerichtet. Die zweite Verfahrstellung 24 der Ortungseinrichtung 7 ist um einen Drehwinkel 26 um die Drehachse 11 gedreht.
Durch die Verfahrstellungen 23, 24 entstehen zwei Blickrichtungen, die über die Hauptachsen der ersten und zweiten Blickrichtung 12, 25 jeweils mit einem gestrichelten Pfeil in 2 eingezeichnet sind. Die zwei Hauptachsen der beiden Blickrichtungen 12, 25 schneiden sich in einem Punkt 13, der das Isozentrum 28 ist.
In 3 ist die Seitenansicht der Ortungseinrichtung 7 abgebildet. Dabei ist die C-förmige Tragkonstruktion 10 drehbar um eine Hauptdrehachse 11 mit einem Standgehäuse 27 der Ortungseinrichtung 7 verbunden. An der Hauptdrehachse 11 befindet sich eine Winkelmessvorrichtung 44, die die Drehbewegung der C-förmigen Tragkonstruktion 10 aufnimmt. Die Drehachse der Ortungseinrichtung 11 schneidet sich mit der Hauptachse der ersten Blickrichtung 12 im Isozentrum 28.
4 zeigt einen Bildschirm 17 der ersten Blickrichtung 12 und einen Bildschirm 18 der zweiten Blickrichtung 25. Im Sichtfenster beider Bildschirme 17, 18 ist das Isozentrum 28 mit einem Achsenkreuz 30 eingezeichnet. Das Achsenkreuz 30 wird aus zwei aufeinander senkrecht stehenden gestrichelten Linien gebildet.
In den Sichtfenstern der Bildschirme 17, 18 ist der Fokuspunkt 4 der Stoßwellenquelle 1 durch ein Rechteck und das Zielobjekt 15 durch einen Kreis beabstandet vom Achsenkreuz 30 eingezeichnet. Der Fokuspunkt 4 ist hier in Form einer Markierung der röntgenpositiven Spitze des Fokusphantoms 3 erkennbar.
Eine mögliche Bewegungsbahn 29, 31 des Fokuspunkts 4 und/oder der Zielobjekts 15 ist als eine gestrichelte Linie in den Sichtfensterbildschirmen 17, 18 hervorgehoben.
In 5 sind ebenfalls zwei Bildschirme 17, 18 der ersten und zweiten Blickrichtung 17, 25 abgebildet. Dabei ist das Isozentrum 28 durch den Achsenkreuz 30 in das Sichtfenster der Bildschirme 17, 18 eingezeichnet.
Eine räumliche Position 32, 33 ist beabstandet von dem Isozentrum 28, in den zwei Sichtfenster der Bildschirme 17, 18 durch jeweils einen Kreis und Rechteck hervorgehoben. Die räumliche Position 32, 33 zeigt die Zielposition des Fokuspunkts 4 und des Zielobjekts 15 nachdem der Fokuspunkt 4 über die Bewegungsbahnen 29, 31 auf das Zielobjekt 15 bewegt wurde. Die Zielposition ist beabstandet von dem Isozentrum 28.
Die 6 zeigt die Bildschirme der ersten und zweiten Blickrichtung 17, 18, wobei das Isozentrum mit Hilfe des Achsenkreuzes 30 in die Sichtfenster der Bildschirme 17, 18 eingezeichnet ist.
Eine räumliche Position 34 ist in den Sichtfenstern der beiden Bildschirme 17, 18 markiert. Eine Koordinate 35 der räumlichen Position 34 ist über eine gleichlange gestrichelte Linie 35 als eine redundante Koordinate hervorgehoben.
In 7 sind die einzelnen Einrichtungen der Vorrichtung 39 in ihrer Funktionsweise schematisch abgebildet. Die Einrichtungen sind durch Rechtecke unterschiedlicher Größe in 7 eingezeichnet, wobei die einzelnen Einrichtungen über Pfeillinien miteinander verbunden sind. Bei den einzelnen Einrichtungen handelt es sich um die genannten konstruktiven Ausgestaltungen der Stoßwellenquelle 1, einem Bewegungsmesssystem 5, der Patientenliege 14, dem Zielobjekt 15, der Bilderkennungseinrichtung 22, der Markierungsvorrichtung 16, dem Bildschirm der ersten Blickrichtung 17, dem Bildschirm der zweiten Blickrichtung 18, der Ortungseinrichtung 7 und der Überwachungseinheit 20.
Die Stoßwellenquelle 1 steht über ihre Winkelmessvorrichtung 43 mit der Überwachungseinheit 20 im Austausch von Positions- und Bewegungsinformation 36. Zudem ist sie über die Bilderkennungseinrichtung 22 mit der Überwachungseinheit 20 verbunden, wobei sie mit der Überwachungseinheit 20 Positions- und Bewegungsinformation austauscht.
Die Patientenliege 14 ist über ihre Wegmessvorrichtung 45 und der Bilderkennungseinrichtung 22 mit der Überwachungseinheit 20 verbunden. Dabei werden mit der Überwachungseinheit 20 Positions- und Bewegungsinformation 36 ausgetauscht.
Das auf der Patientenliege 14 befindliche Zielobjekt 15 verhält sich entsprechend der Patientenliege 14. Die Winkelmessvorrichtungen 43, 44, und die Wegmessvorrichtung 45 sind in 7 als Bewegungsmesssystem 5 zusammengefasst.
Die Ortungseinrichtung 7 ist mit den Bildschirmen der ersten und zweiten Blickrichtung 17, 18 und der Überwachungseinheit 20 im Austausch von Bildinformation 38. Zusätzlich ist die Markierungsvorrichtung 16 mit den Bildschirmen der ersten und zweiten Blickrichtung 17, 18 und der Überwachungseinheit 20 im Austausch von Markierungsinformation 37. Zusätzlich ist die Ortungseinrichtung 7 über eine Winkelmessvorrichtung 44 und der Überwachungseinheit 20 verbunden, wobei Positions- und Bewegungsdaten ausgetauscht werden.
Im folgenden wird die Wirkungs- und Funktionsweise des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und eines erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.
Zuerst wird die Stoßwellenquelle 1, die Ortungseinrichtung 7 und die Patientenliege 14 ähnliche wie in 1 räumlich zusammengestellt. Dabei werden diese über ihre Bewegungsvorrichtungen 46, 47, 48 auf dem Untergrund zu einer gewünschten Position bewegt und dort auf einem Untergrund arretiert.
Ein Vorjustieren der Stosswellenquelle 1 und der Patientenliege 14 auf das Isozentrum der Ortungseinrichtung 7 kann bei diesen Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
Eine jede räumliche Position kann mit Hilfe zweier Verfahrstellungen 23, 24 der Ortungseinrichtung 7 unabhängig an der Lage des Isozentrums 28 exakt bestimmt werden.
Dabei befindet sich in der ersten Verfahrstellung 23 die C-förmige Tragkonstruktion 10 in ihrer Ausgangsstellung. Darauffolgend wird ausgehend von der Röntgenquelle 8 Röntgenstrahlung in Richtung der ersten Hauptachse der Blickrichtung 12 auf den Bildempfänger 9 ausgesandt. Etwaige röntgenpositive Körper die sich im Sichtbereich des Bildempfängers 9 befinden werden, von diesem erkannt und in dem Sichtfenster des ersten Bildschirms 17 in 4 dargestellt. Im Anschluss daran erfolgt eine Drehung der C-förmigen Tragkonstruktion 10 um die Drehachse 12 der Ortungseinrichtung 1, um einen Schwenkweg 26, wie in 2 abgebildet. In dieser zweiten Verfahrstellung 24 wird ebenfalls eine Röntgenaufnahme durchgeführt, dabei werden röntgenpositive Körper erkannt und in dem Sichtfenster des zweiten Bildschirms 18 in 4 dargestellt. Eine Winkelmessvorrichtung 44 aus 3 erkennt die Drehbewegung um die Hauptdrehachse 11 und tauscht diese Information mit der Überwachungseinheit 20 über eine Leitung 50 aus.
Dementsprechend wird nun der Fokuspunkt 4 der Stoßwellenquelle 1 aus 4 und/oder das Zielobjekt 15 innerhalb der Sichtfenster der Bildschirme 17, 18 positioniert. Damit der Fokuspunkt 4 der Stoßwellenquelle als räumliche Position von der Ortungseinrichtung 7 erkannt werden kann, kommen zwei Varianten von Fokusphantomen 3, 40 zum Einsatz.
Die erste Variante des Fokusphantoms 3 wird eingesetzt, sofern seine röntgenpositive Spitze in den Sichtfenstern der Bildschirme 17, 18 gut erkennbar ist, ähnlich wie in 4 dargestellt.
Die Überwachungseinheit 20 erhält von der Ortungseinrichtung 7 die räumliche Position des Fokuspunkts 4 und speichert diese. Danach kann die erste Variante des Fokusphantoms 3 von dem Kopf 2 der Stoßwellenquelle 1 abgenommen werden. Es steht nun ein Freiraum zur Verfügung in den beispielsweise das Zielobjekt frei verfahren werden kann. Die danach erfolgten Bewegungen des Arms 6 der Stoßwellenquelle 1 werden über die Winkelmessvorrichtung 43 erkannt und der Überwachungseinheit 20 ermittelt. Die Überwachungseinheit 20 errechnet sodann die neue Position des Fokuspunkts 4 aus der Bewegungsinformation der Winkelmessvorrichtung 43 sowie der gespeicherten Position aus.
Es kann auch die zweite Variante des Fokusphantoms 40, das Referenzobjekt, eingesetzt werden.
Das Referenzobjekt 40 besitzt ein röntgenpositives Ende 42, das konstant beabstandet von dem Fokuspunkt 4 der Stoßwellenquelle 1 angeordnet ist. Dieses röntgenpositive Ende wird ebenfalls durch die Ortungseinrichtung 7 erkannt und der räumliche Punkt 42 wird mit Hilfe einer Koordinatentransformation entsprechend auf den Fokuspunkt 4 der Stoßwellenquelle umgerechnet.
Die konstante Beabstandung des Referenzobjekts von dem Fokuspunkt 4 schafft, obwohl das Fokusphantom 40 an der Stoßwellenquelle verbleibt, einen Freiraum, in dem das Zielobjekt frei verfahren werden kann.
Im Anschluss daran ist eine entsprechende Darstellung in den Sichtfenstern der Bildschirme 17 und 18 möglich. Entsprechendes gilt für das Zielobjekt 15, wobei die räumliche Position des Zielobjekts 15 durch ein röntgenpositives Konkrement oder durch eine andere röntgenpositive Struktur in den beiden Hauptblickrichtungen 12, 25 in den Sichtfenstern der Bildschirme 17, 18 dargestellt wird.
Mit Hilfe der Überwachungseinheit 20 kann ein Verfahrweg 29, 31 ermittelt werden. Die Überwachungseinheit geht für diesen Vorgang von der räumliche Position des Fokuspunkts 4 und der räumlichen Position des Zielobjekts 15 aus und bildet daraus einen möglichen Verfahrweg.
Der Fokuspunkts und das Zielobjekt 15 werden unabhängig von der Lage des Isozentrums zusammengeführt. Es kann auch eine von dem Isozentrum 28 beabstandet Zielposition 32, 33 für eine Behandlung angefahren werden.
Die maschinenautomatische Verfahrensweise durch die Überwachungseinheit 20 kann auch manuell durch eine Hilfskraft durchgeführt werden. Die in den Sichtfenstern der Bildschirme 17, 18 abgebildeten räumlichen Positionen des Fokuspunkts 4 und der Stoßwellenquelle 15 können von der Hilfskraft erkannt werden, die entsprechend die Verfahrbewegung 29, 31 unabhängig von dem Isozentrum bestimmt.
Das Einleiten der Bewegung für den Verfahrweg 29, 31 kann einerseits per Handkraft über eine Hilfskraft oder maschinenautomatisch mit Hilfe von Elektromotoren in den gelenkig gelagerten Arm 6 der Stoßwellenquelle 1 und/oder der räumlich verfahrbaren Patientenliege 14 erfolgen.
Die Zielposition 32, 33 aus 5 kann in den Sichtfenstern der Bildschirme 17, 18 über verschiedene Vorgehensweisen dargestellt werden.
Eine erste Möglichkeit ist eine erneute Röntgenaufnahme über die Ortungseinrichtung 7 in den Verfahrstellungen 23, 24 durchzuführen. Dabei wird das röntgenpositive Ende 42 der zweiten Variante des Fokusphantoms 40 durch die Ortungseinrichtung 7 erkannt und mit Hilfe einer Koordinatentransformation auf die Zielposition 32, 33 geschlossen.
Gemäß einer zweiten Möglichkeit werden die räumlichen Zielpositionen 32, 33 über ein Bewegungsmesssystem 5 ermittelt, das aus den zurückgelegten Bewegungen von Fokuspunkt 4 und Zielobjekt 15 deren neue Positionen 32, 33 errechnet.
Diese räumlichen Positionen werden mit der Überwachungseinheit 20 über die Leitungen 49, 50, 51 aus 1 ausgetauscht. Im Anschluss erfolgt über eine Markierungsvorrichtung 16 das Darstellen der räumlichen Position 32, 33 in den Sichtfenstern der Bildschirme 17, 18.
Es können aber auch über eine Bilderkennungseinrichtung 22 die Lage des Fokuspunkts 4, seines Referenzobjekts bzw. des Zielobjekts 15 erfasst werden.
Die erkannte Zielposition 32, 33 aus 5 stellt die zusammengeführte Position des Fokuspunkts 4 und des Zielobjekts 15 dar, wobei diese räumliche Position 32, 33 von dem Isozentrum 28 beabstandet ist. Eine durch äußere Einwirkung resultierende Verschiebung des Fokuspunkts 4 von dem Zielobjekt 15 führt zu einer neuen Beabstandung des Fokuspunkts 4 von dem Zielobjekt 15.
Mit Hilfe des Referenzobjekts können die von außen bewussten und unbewussten Verschiebungen der Stoßwellenquelle 1 von der Ortungseinrichtung 7 und/oder der Bilderkennungseinrichtung 22 erkannt werden. Dafür wird die räumliche Position des Refe renzobjekts 40 mehrmals nacheinander erfasst und mit einer zeitlich zuvor bestimmten räumlichen Position des Referenzobjekts verglichen. Die so erkannten Verschiebungen können mit Hilfe der Überwachungseinheit 20 korrigiert werden.
Verschiebungen können auch mit Hilfe des Bewegungsmesssystems 5 erkannt werden. Nachdem die räumliche Position des Fokuspunkts 4 mit den Fokusphantomen 3, 40 ermittelt und in der Überwachungseinheit 20 gespeichert wurde, wird mit Hilfe des Bewegungsmesssystems 5 die räumliche Position des Fokuspunkts 4 bestimmt und mit einer zeitlich zuvor bestimmten räumlichen Position des Fokuspunkts 4 verglichen.
Grundsätzlich kann jede räumliche Position mit Hilfe von drei Koordinaten exakt beschrieben werden. Durch die konstruktive Ausgestaltung der Ortungseinrichtung 7 werden bestimmte räumliche Positionen in den Sichtfenstern der Bildschirme 17, 18 wie in 6 mit einer gleichen, redundanten Koordinate 35 angezeigt. Sie kann sich auf der Drehachse 11 oder aber auch auf Parallelen zu der Drehachse 11 befinden.
Die in den Sichtfenstern der Bildschirme 17, 18 dargestellten räumlichen Positionen, wie beispielsweise 34 aus 6, der Fokuspunkt 4, sein Referenzobjekt und das Zielobjekt 15 aus 1, können mit Hilfe einer Markierungsvorrichtung 16 oder durch ein einfaches Anheften eines Merkers an der entsprechenden Position gekennzeichnet werden. Die Markierungsvorrichtung erhält dabei die räumlichen Positionen des Fokuspunktes 4, seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts 15 von der Überwachungseinheit 20, wobei sie die räumlichen Positionen erkennt und diese markiert an den Bildschirmen 17, 18 darstellt. Andernfalls markiert die Hilfskraft diese dargestellten Positionen in den Sichtfenstern der Bildschirme 17, 18 mit Hilfe eines Merkers.
Etwaige durch das Markieren hervorgerufene Fehler werden über die beschriebene Systematik von redundanten Koordinaten erkannt. Dabei werden die markierten räumlichen Positionen jeweils auf mindestens eine gleich abgebildete Koordinate in den Bildschirmen 17, 18 überprüft.
In dieser Weise werden Markierungsfehler erkannt, die durch ein Verwechseln zweier dargestellter Objekte in den Sichtfenstern der Bildschirme 17, 18 entstehen.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Überwachungseinheit 20 aus 7 näher erläutert.
Die Ortungseinrichtung 7 tauscht mit der Überwachungseinheit 20 und den Bildschirmen der ersten Blickrichtung 17 und der zweiten Blickrichtung 18 die ermittelten räumlichen Positionen aus. Daraufhin erkennt die Überwachungseinheit 20 einen Start- und einen Endpunkt einer Verschiebung 29, 31 wie in 4, wobei hier der Startpunkt dem Fokuspunkt 4 und der Endpunkt dem Zielobjekt 15 entspncht. Aus den beiden Positionen 14, 15 kann, unabhängig von der Lage des Isozentrums, die Überwachungseinheit einen Verfahrweg 29, 31 ermitteln.
Im Anschluss leitet die Überwachungseinheit die Bewegung in den gelenkig gelagerten Arm 6 der Stoßwellenquelle 1 sowie in die dreidimensionale positionierbare Patientenliege 14 ein. Sie überwacht weiterhin die Ausführung der Bewegung von dem Fokuspunkt 4 und dem Zielobjekt 15 die von dem Isozentrum 28 beabstandet in der Zielposition 32, 33 aus 5 zusammengeführt werden.
Für das Überwachen der Bewegung des Fokuspunkts 4 und des Zielobjekts 15 steht die Überwachungseinheit mit dem Bewegungsmesssystem 5 respektive der Bilderkennungseinrichtung 22 im Austausch von Positions- und Bewegungsinformationen 36.
Diese Positions- und Bewegungsinformationen 36 können mit Hilfe einer Markierungseinrichtung 16 auf die Bildschirme der verschiedenen Blickrichtungen 17, 18 dargestellt werden. Dabei gibt die Überwachungseinheit 20 die räumlichen Positionen beispielsweise des Fokuspunkts 4, seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts 15 an die Markierungsvorrichtung 16 weiter. Die Markierungsvorrichtung 16 erkennt die räumlichen Positionen und stellt sie entsprechend in den Bildschirmen durch eine Markierung dar.

Claims

Verfahren zum Positionieren des Fokuspunkts (4) einer Wellenquelle (1), wobei mit Hilfe eines Ortungssystems (7) ein Isozentrum (28) aus verschiedenen Blickrichtungen erfasst wird, und das Isozentrum (28) den Kreuzungspunkt (13) der Hauptachsen (12, 25) der verschiedenen Blickrichtungen bildet, wobei die räumliche Position des Fokuspunkts (4) der Wellenquelle (1) sowie die räumliche Position eines Zielobjekts (15) in den Blickfeldern (17, 18) der verschiedenen Blickrichtungen erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Fokuspunkt (4) der Wellenquelle (1) und das Zielobjekt (15) unabhängig von der Lage des Isozentrums in einem Ort (32, 33) zusammengeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fokuspunkt (4) und das Zielobjekt (15) in einem von dem Isozentrum (28) verschiedenen Ort zusammengeführt werden.
Verfahren nach Anspruch wenigstens einem der vorhergegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fokuspunkt (4) der Wellenquelle (1) auf das Zielobjekt (15) bewegt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zielobjekt (15) auf den Fokuspunkt (4) der Wellenquelle (1) bewegt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erfassen der räumlichen Ausgangsposition des Fokuspunkts (4) und des Zielobjekts (15), eine Überwachungseinheit (20) die zusammengeführte Zielposition des Fokuspunkts und des Zielobjekts (32, 33) bestimmt, einen Verfahrweg (29, 31) von Fokuspunkt (4) und/oder dem Zielobjekt (15) ermittelt und das Ausführen der Bewegung von Fokuspunkt (4) und/oder dem Zielobjekt (15) steuert.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Referenzobjekt (40) zu dem Fokuspunkt (4) konstant beabstandet angeordnet wird, wobei die räumliche Position des Referenzobjekts (40) erfasst und aus der räumlichen Position des Referenzobjekts (40) die räumliche Position des Fokuspunkts (4) bestimmt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche Position eines zu dem Fokuspunkt konstant beabstandeten Referenzobjekts (40) mehrmals nacheinander erfasst wird und mit einer zeitlich zuvor bestimmten räumlichen Position des Referenzobjekts verglichen wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche Position des Fokuspunkts (4), seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts (15) maschinenautomatisch erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fokuspunkt (4), sein Referenzobjekt (40) und/oder das Zielobjekt (15) mit Hilfe von bilderkennenden Verfahren erfasst wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche Position des Fokuspunkts (4), seines Referenzobjekts (40) und/oder des Zielobjekts (15) manuell durch physische Kennzeichnung auf einen Bildschirm (17, 18) markiert wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche Position des Fokuspunkts (4), seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts (15) elektronisch auf dem Bildschirm (17, 18) markiert wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Fokuspunkts (4), seines Referenzobjekts (40) und/oder des Zielobjekts (15) mit Hilfe von bewegungsaufnehmenden Systemen erfasst und daraus die räumliche Position des Fokuspunkts (4) und/oder des Zielobjekts (15) bestimmt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche Position des Fokuspunkts (4), seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts (15) mindestens in einer Raumkoordinate (35) in den verschiedenen Blickrichtungen (12, 25) gleich ist und diese Raumkoordinate (35) in den verschiedenen Blickrichtungen (12, 25) überwacht wird.
Vorrichtung (39) zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Ortungssystems (7), mit welchem ein Isozentrum (28) aus verschiedenen Blickrichtungen (12, 25) erfassbar ist, und das Isozentrum (28) den Kreuzungspunkt (13) der Hauptachsen (12, 25) der verschiedenen Blickrichtungen bildet, wobei die räumliche Position des Fokuspunkts (4) der Wellenquelle (1) sowie die räumliche Position eines Zielobjekts (15) in den Blickfeldern (17, 18) der verschiedenen Blickrichtungen erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine das Zusammenführen des Fokuspunkts (4) der Wellenquelle (1) mit dem Zielobjekt (15) unabhängig von der Lage des Isozentrums unterstützende Überwachungseinheit (20) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Referenzobjekt (40) in konstantem Abstand zu dem Fokuspunkt (4) an der Wellenquelle (1) angeordnet ist, wobei das Referenzobjekt (40) in den verschiedenen Blickrichtungen erfassbar ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bilderkennungseinrichtung (22) vorgesehen ist, welche die räumliche Position des Fokuspunkts (4), seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts (15) erfasst.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem bewegungsaufnehmenden System (5) die Bewegung (29, 31) des Fokuspunkts (4), seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts (15) erfassbar und daraus die räumliche Position des Fokuspunkts (4) und/oder des Zielobjekts (15) bestimmbar ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine die räumliche Position des Fokuspunkts (4), seines Referenzobjekts und/oder des Zielobjekts (15) elektronisch auf dem Bildschirm (17, 18) markierende Markierungsvorrichtung (16) vorgesehen ist.