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Die
Erfindung betrifft eine Zusatzeinheit, die mindestens zwei Flachdetektoren
austauschbar zuordbar und extern zu diesen anordbar ist, gemäß dem Patentanspruch
1.
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Für die Röntgenbildgebung
sind digitale Flachdetektoren bekannt, die auf aktiven Auslesematrizen,
z.B. aus amorphem Silizium (a-Si), basieren. Bildinformationen werden
in einem Röntgenkonverter
gewandelt, in Fotodioden der Auslesematrix als elektrische Ladung
gespeichert und anschließend über ein
aktives Schaltelement mit einer dedizierten Elektronik ausgelesen
und analog-digital gewandelt. Des Weiteren sind mobil einsetzbare
Flachdetektoren bekannt, die unterschiedlichen Röntgensystemen zugeordnet werden
können
und relativ zu dem jeweiligen Röntgensystem
flexibel positionierbar sind. Mobile Flachdetektoren übertragen
Datensignale von Röntgenbildern
zum Beispiel mittels eines Verbindungskabels oder kabellos per Funk
an das Röntgensystem
oder das bildgebende System.
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Zur
Reduzierung der Bauhöhe
und der Verlustleistung ist zudem ein Flachdetektor bekannt, der eine
externe Zusatzeinheit aufweist, wobei Komponenten des Flachdetektors
aus diesem ausgelagert und in der Zusatzeinheit angeordnet sind.
Zu diesen Komponenten zählen
unter anderem eine Korrektureinheit für Offset-, Gain- und Defektkorrekturen,
ein Spannungskonverter, eine Datenschnittstelle zum Anschluss an
ein bildgebendes System zur Verarbeitung der Datensignale von Röntgenbildern
sowie Wärme
erzeugende Bauteile.
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Zum
Beispiel aus F. A. Kuijpers, „The
Role of Technology in Future Medical Imaging", Medica Mundi, Philips, Vol. 40, No.
3, 1995, pp. 181–189,
ist ein Flachbilddetektor mit einer Matrix aus Photodioden und TFTs
bekannt, wobei aus der Matrix direkt digitale Signale ausgelesen,
weitergeleitet, vorverarbeitet und wiederum an eine Anzeige weitergeleitet
werden.
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Aus
Volker Graefe, „The
BVV-Family of Robot Vision Systems", IEEE International Workshop on Intelligent
Motion Control, Istanbul, 20–22
August 1990, pp. IP-55 bis IP-65, ist ein Bildverarbeitungssystem
für das
maschinelle Sehen in Video-Echtzeit bekannt,
bei dem mindestens zwei optische Kameras mittels Steckverbindungen
mit einem Videobussystem verbunden sind.
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Aus
S. V. Tipnis, V. V. Nagarkar, V. Gaysinskiy, et al., „Large
Area CCD Based Imaging System for Mammography", IEEE Nuclear Science Symposium, Seattle,
WA, USA, 24–30
Oct. 1999. Conference Record, Vol. 2, pp. 1043–1046, ist ein medizinischer Röntgendetektor
bekannt, bei dem die Darstellung von Röntgenbildern auf einem Monitor
mittels zweier in einen handelsüblichen
PC eingebauter Framegrabber erfolgt.
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Aus
LSI, „The
DSP Catalogue 1996/97",
Firmenschrift Loughborough Sound Images plc, LSI. Loughborough,
Leicestershire, England: LSI, 1996, pp. 1–13, 14–41, 60–79, 98–107, sind modulare DSP-Systeme
bekannt, wobei Motherboards und passende Daughter Modules zum Beispiel
in Form von Bildverarbeitungsmodulen genannt werden, welche auch
bei der medizinischen Bildverarbeitung eingesetzt werden können.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Aufwand bei der Integration
von derartigen Flachdetektor-Zusatzeinheiten in Röntgensystemen zu
verringern.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einer
Zusatzeinheit, die mindestens zwei Flachdetektoren zuordbar und
extern zu diesen austauschbar anordbar ist, gemäß dem Patentanspruch 1; vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann durch die modulartige Bauweise eine variabel vorgebbare, insbesondere
vom Benutzer wählbare,
Anzahl an Flachdetektorkomponenten und Schnittstellen in Modulform
aufnehmen; damit ist die erfindungsgemäße Zusatzeinheit einerseits
durch mindestens zwei Datenschnittstellen zu jeweils einem Flachdetektor
für den
Einsatz mit unterschiedlichen Flachdetektoren nacheinander oder
sogar gleichzeitig und andererseits durch mindestens eine Datenschnittstelle
zu einem bildgebenden System für
den Einsatz mit unterschiedlichen bildgebenden Systemen geeignet.
Eine einzige erfindungsgemäße Vorrichtung
erfüllt
die Funktion, für
die im Stand der Technik mehrere verschiedene Vorrichtungen notwendig
sind, so dass Kosten, Aufwand und – in dem entsprechenden Röntgensystem – Platz
gespart werden können.
Durch die Verarbeitungseinheit sind außerdem die Datensignale des
Flachdetektors in Datensignale für
das bildgebende System umwandelbar.
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Nach
einer Ausführung
der Erfindung sind die Module als Steckkarten ausgeführt und
austauschbar. Das gewährleistet
einen einfachen, flexiblen und aufwandslosen Einbau, Ausbau und
Austausch von Modulen.
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In
vorteilhafter Weise weist die Röntgenflachdetektor-Zusatzeinheit als
zwei erste Module jeweils eine Datenschnittstelle zu einem Röntgenflachdetektor
bzw. als zwei zweite Module jeweils eine Datenschnittstelle zu einem
bildgebenden System auf. Zweckmäßigerweise
für einen
einfachen Transport der Zusatzeinheit sind die Module in einem Gehäuse, bevorzugt
einem standardisierten Gehäuse,
angeordnet.
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Nach
weiteren Ausführungen
der Erfindung weisen weitere Module eine Spannungsversorgung und/oder
eine Korrektureinheit zur Korrektur von Röntgenrohaufnahmen und/oder
einen Spannungskonverter und/oder zusätzliche Schnittstellen auf.
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Die
Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß Merkmalen
der Unteransprüche werden
im Folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele
in der Zeichnung näher erläutert, ohne
dass dadurch eine Beschränkung
der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele
erfolgt; es zeigen:
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1 ein
Blockschaltbild zweier Flachdetektoren und ihrer für eine Kommunikation
mit mehreren bildgebenden Systemen benötigten Zusatzeinheiten nach
dem Stand der Technik;
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2 ein
Aufschnitt einer erfindungsgemäß modular
aufgebauten Zusatzeinheit;
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3 ein
Blockschaltbild dreier Flachdetektoren und ihrer für eine Kommunikation
mit mehreren bildgebenden Systemen benötigten erfindungsgemäßen Zusatzeinheit.
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1 zeigt
einen ersten Flachdetektor 1 und einen zweiten Flachdetektor 2 und
Zusatzeinheiten 4 bis 6 und 7 bis 9 nach
dem Stand der Technik. Erste bis dritte Zusatzeinheiten 4 bis 6,
welche dem ersten Flachdetektor 1 über erste Kabelverbindungen 3 zuordbar
sind, können
dem zweiten Flachdetektor 2 nicht zugeordnet werden und
vierte bis sechste Zusatzeinheiten 7 bis 9, welche
dem zweiten Flachdetektor 2 über zweite Kabelverbindungen 13 zuordbar sind,
passen nicht zu dem ersten Flachdetektor 1.
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Um
eine erste Verbindung 14 zu einem ersten bildgebenden System,
zum Beispiel einem Siemens-System, herzustellen, wird der erste
Flachdetektor 1 mit der ersten Zusatzeinheit 4 verbunden,
um alternativ eine zweite Verbindung 15 zu einem zweiten
bildgebenden System, zum Beispiel einem Philips-System, herzustellen, wird der erste
Flachdetektor 1 mit der zweiten Zusatzeinheit 5 ausgestattet
und um alternativ eine dritte Verbindung 16 zu einem dritten
bildgebenden System, zum Beispiel einem Thales-System herzustellen,
wird der erste Flachdetektor 1 mit der dritten Zusatzeinheit 6 ausgestattet.
Für den zweiten
Flachdetektor 2 sind für
dieselben Verbindungen 14 bis 16 zu den bildgebenden
Systemen vierte bis sechste Zusatzeinheiten 7 bis 9 notwendig.
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Im
Allgemeinen sind die Zusatzeinheiten 4 bis 9 von
unterschiedlicher Größe, so dass
ein Austausch zum Beispiel einer ersten Zusatzeinheit 4 gegen
eine zweite Zusatzeinheit 5 einen hohen Aufwand erfordert.
Dies kann der Fall sein, wenn die Zusatzeinheiten zum Beispiel in
einem Steuerschrank gelagert werden.
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2 zeigt
eine erfindungsgemäß modular aufgebaute
Zusatzeinheit 10, welche mindestens drei, bevorzugt aber
deutlich mehr, Steckplätze 20 für verschiedene
Module aufweist. Die Module sind als Steckkarten 17 ausgeführt und
in die Steckplätze 20 einsteckbar
bzw. entfernbar, so dass bei Bedarf ein einfacher Austausch von
Steckkarten 17 möglich
ist. Die Zusatzeinheit 10 besitzt als Module eine erste Eingangsschnittstelle 22,
die mittels einer ersten Kabelverbindung 3 an einen ersten
Flachdetektor 1 angekoppelt ist, eine zweite Eingangsschnittstelle 23 mit
einer zweiten Kabelverbindung 13 zu einem zweiten Flachdetektor 2 und
eine dritte Eingangsschnittstelle 24 für eine Funkverbindung 11 zu
einem weiteren kabellosen Flachdetektor 12. Die Eingangsschnittstellen 22 bis 24 sind
im dargestellten Ausführungsbeispiel
nicht nur als Datenschnittstellen sondern auch als Leistungsschnittstellen
ausgebildet, ebenso sind die Kabelverbindungen 3; 13 und
die Funkverbindung 11 sowohl für eine Daten- als auch für eine Leistungsübertragung
geeignet. Die Eingangsschnittstellen sind außerdem nicht nur für den Empfang,
sondern auch für
die Absendung von Datensignalen und Leistung vorgesehen.
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Bei
Bedarf können
die Eingangsschnittstellen 22 bis 24 entfernt
oder weitere Eingangsschnittstellen in freien Steckplätzen 17 eingebaut
werden. Durch die Eingangsschnittstellen 22 bis 24 ist
die Zusatzeinheit 10 gleichzeitig oder hintereinander drei verschiedenen
Flachdetektoren 1; 2; 12 zuordbar, wie
auch anhand von 3 gezeigt ist. Als weitere Module
in Form von Steckkarten 17 weist die Zusatzeinheit 10 eine
Korrektureinheit 25, einen Spannungskonverter 31 sowie
eine erste Ausgangsschnittstelle 26, eine zweite Ausgangsschnittstelle 27,
eine dritte Ausgangsschnittstelle 28 und einen Anschluss 29 für eine Dockingstation.
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Die
erste Ausgangschnittstelle 26 ist für eine erste Verbindung 14 zu
einem ersten bildgebenden System, zum Beispiel einem Siemens-System,
vorgesehen, während
die zweite Ausgangsschnittstelle 27 für eine zweite Verbindung 15 zu
einem zweiten bildgebenden System, zum Beispiel einem Philips-System,
und die dritte Ausgangsschnittstelle 28 für eine dritte
Verbindung 16 zu einem dritten bildgebenden System, zum
Beispiel einem Thales-System, vorgesehen ist. Die Ausgangsschnittstellen 26 bis 28 sind
sowohl als Datenschnittstellen als auch als Leistungsschnittstellen
ausgebildet und können
neben der Absendung auch zum Empfang von Datensignalen und Leistung
vorgesehen sein.
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Zusätzlich weist
die Zusatzeinheit 10 als ein weiteres Modul eine Verarbeitungseinheit 30 auf.
Die Verarbeitungseinheit 30 wandelt die Datensignale der
Flachdetektoren 1; 2; 12 in Datensignale
für die jeweiligen
bildgebenden Systeme um. Die Module können untereinander durch uni-
oder bilaterale Daten- und/oder
Leistungsleitungen verbunden sein. Die in 2 als Ausführungsbeispiel
gezeigte Zusatzeinheit 10 weist eine Verteilereinheit 32 auf,
welche mittels Daten- und/oder Leistungsleitungen 33 mit
allen Modulen verbunden ist.
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Datensignale
von Röntgenbildern,
die über eine
der Eingangsschnittstellen 22 bis 24 eingehen, werden
von der Verteilereinheit 32 zum Beispiel an die Korrektureinheit 25 zur
Korrektur oder an die Verarbeitungseinheit 30 zur Umwandlung
in Datensignale für
die bildgebenden Systeme weitergegeben. Von letzterer aus werden
die umgewandelten Datensignale an eine der Ausgangsschnittstellen 26 bis 28 weitergeleitet
und dann den bildgebenden Systemen übergeben. In vorteilhafter
Weise für
eine einfache Spannungsversorgung kann auch eine Spannungsversorgungseinheit
als Modul vorgesehen sein. Nach einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung kann die Spannungsversorgungseinheit eine Versorgungsverbindung
zu einem oder mehreren Flachdetektoren 1; 2; 12 aufweisen;
dadurch können
diese einfach mit Spannung versorgt werden.
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Nicht
genutzte Steckkarten 17 können leicht entfernt werden
und die entsprechenden, ungenutzten Steckplätze 20 verblendet
werden. Die erfindungsgemäße Zusatzeinheit 10 hat
die Vorteile, dass mehrere Flachdetektoren 1; 2; 12 gleichzeitig
oder nacheinander mit einer einzigen Zusatzeinheit 10 betreibbar
sind und somit Platz und Kosten gespart werden. Im Falle von Neuentwicklungen
einzelner Komponenten kann zum Beispiel eine in der Zusatzeinheit 10 als
Modul angeordnete Korrektureinheit 25 leicht durch ein
neues Modell in Modulform ersetzt werden.
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Nach
einer weiteren Ausführung
der Erfindung weist die Zusatzeinheit ein Logik-Schalterelement
auf und unterscheidet das Schalterelement selbsttätig zwischen
den eingehenden Datensignalen verschiedener Flachdetektoren. Dadurch
ist sichergestellt, dass die Datensignale eines Flachdetektors,
die für
eine bestimmte Verarbeitung bzw. Weiterleitung vorgesehen sind,
auch ihrer tatsächlichen
Bestimmung zugeführt
werden.
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Die
Erfindung lässt
sich in folgender Weise kurz zusammenfassen: Um den Aufwand bei
der Integration von detektorexternen Flachdetektor-Zusatzeinheiten
in Röntgensystemen
zu verringern, ist eine Zusatzeinheit 10, die mindestens
einem Flachdetektor 1; 2; 12 zuordbar
und extern zu diesem anordbar ist, mit einer vorgebbaren Anzahl
von Modulen vorgesehen, wobei wenigstens ein erstes Modul eine Datenschnittstelle 22; 23; 24 zu
dem Flachdetektor 1; 2; 12 aufweist,
wenigstens ein zweites Modul eine Datenschnittstelle 26; 27; 28 zu
einem bildgebenden System aufweist, und wenigstens ein weiteres
Mo dul eine Verarbeitungseinheit 30 aufweist, durch welche
die Datensignale des Flachdetektors 1; 2; 12 in
Datensignale für
das bildgebende System umwandelbar sind.