DE102007003876B3 - Verfahren zur Kollisionsüberwachung und medizinische Einrichtung - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Kollisionsüberwachung bei wenigstens einer im Rahmen eines vorbestimmten Bewegungsablaufs schnell bewegten Komponente einer medizinischen Einrichtung, insbesondere einem C-Bogen einer Untersuchungseinrichtung, unter Verwendung wenigstens einer mit der Komponente mitbewegten Bildaufnahmeeinrichtung, wobei - während eines ersten Bewegungsablaufs eine Serie von jeweils einer bestimmten Position der Komponente zugeordneten Referenzbildern aufgenommen werden, die das Umfeld kollisionsgefährdeter Abschnitte der Komponente zeigen, - während eines nachfolgenden Bewegungsablaufs an wenigstens einem Teil der Positionen aktuelle Bilder aufgenommen werden und durch unmittelbaren Vergleich des einer Position zugeordneten Referenzbildes mit dem der Position zugeordneten aktuellen Bild ein Veränderungswert bestimmt wird, der den Grad der Abweichungen zwischen den verglichenen Bildern wiedergibt, - bei Überschreitung eines bestimmten Schwellenwertes für den Veränderungswert ein Beenden der Bewegung erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kollisionsüberwachung bei wenigstens einer im Rahmen eines vorbestimmten Bewegungsablaufs schnell bewegten Komponente einer medizinischen. Einrichtung, insbesondere einem C-Bogen einer Untersuchungseinrichtung, sowie eine zugehörige Einrichtung.
  • Es sind Untersuchungseinrichtungen bekannt, bei denen es mit Hilfe eines um den Patienten rotierenden C-Bogens möglich ist, dreidimensionale Aufnahmen des Körpers oder bestimmter Bereiche des Körpers eines Patienten zu erzeugen. Unter Gabe von Kontrastmittel können beispielsweise Hochkontrastobjekte, beispielsweise mit Kontrastmittel gefüllte Gefäße, rekonstruiert werden, jedoch ist auch die Rekonstruktion von Niederkontrastobjekten wie Gewebe bekannt. Auf diese Weise ist es möglich, neben lediglich zweidimensionalen Angiographiebildern dreidimensionale Rekonstruktionen des Interventionsgebietes unmittelbar während einer Intervention darzustellen. Heute benötigen Rotationen des C-Bogens um den Patienten, um eine solche Darstellung zu erzeugen, zwischen beispielsweise 5 und 20 Sekunden. In der Zukunft wird es durch schnellere Rotationszeiten des C-Bogens um den Patienten möglich sein, neben morphologischen auch funktionelle Informationen beispielsweise über die quantitative Organperfusion zu erhalten.
  • In jedem Falle ist bei einer solchen Aufnahme eine schnelle Bewegung des C-Bogens um den Patienten notwendig. Daher besteht die Gefahr einer Kollision des C-Bogens, insbesondere eines an ihm befestigten Detektors oder Kollimators bzw. einer Strahlungsquelle, mit dem Patienten, dem Personal oder anderen Einrichtungsgegenständen im Raum. Um solche Kollisionen zu vermeiden ist es bekannt, dass die Bedienperson vor dem automatischen Bewegungsablauf einen langsamen, von ihm überwachten Bewegungsablauf, einen sogenannten Testlauf, durchführt. Dabei wird der Lauf auf potentielle Kollisionen überwacht. Dennoch bestehen weiterhin Risiken aufgrund späterer, insbesondere vor oder während eines nachfolgenden Bewegungsablaufs erfolgender Bewegungen.
  • Ein besonders kritischer Bereich ist dabei die nähere Patientenumgebung, da sich der Patient unerwartet bewegen kann. Um eine Verletzung des Patienten zu vermeiden, wurde vorgeschlagen, mechanische Sensoren am Detektor und am Kollimator anzubringen, die bei Detektion einer Kollision die Bewegung des C-Bogens anhalten. Nachteilhafterweise ist in diesem Fall die Kollision bereits eingetreten.
  • Daneben wurden eine Reihe von bildbasierten Überwachungsansätzen vorgeschlagen, die in der Überwachung von automatisierten Bewegungsabläufen, Bewegungen von autonomen Systemen und Robotern Anwendung finden. Dabei werden beispielsweise Stereo-Kamerasysteme verwendet. Bei diesen Ansätzen werden die zu überwachenden Komponenten von einer Anzahl von Kameras überwacht, das heißt, aufgenommen, und in einem zweiten Schritt wird über eine Bildanalyse ihre Beziehung im Raum analysiert. Das allgemeine Vorgehen besteht darin, die zu überwachenden Komponenten und Objekte im Bild zu erkennen, ihre Bewegung zu verfolgen und potentielle Kollisionen der Objekte vorherzusagen. Dies hat jedoch den Nachteil, dass die zwangsläufig erforderlichen, komplizierten Berechnungen und Algorithmen eine große Zeit in Anspruch nehmen, wobei insbesondere im speziellen Umfeld eines Untersuchungsraumes oder gar interventionellen Behandlungsraumes mit hochkomplexen Berechnungen zu rechnen ist. Da insbesondere eine große Verletzungsgefahr für den Patienten besteht, muss das verwendete Verfahren zudem robust sein, das bedeutet, es dürfen keine Fehlberechnungen auftreten. Eine hinreichende Robustheit bei geringer Berechnungszeit ist mit den heutigen Algorithmen kaum erreichbar.
  • Zusammenfassend sind die bekannten Verfahren gerade bei den durchzuführenden schnellen Bewegungen nicht geeignet, einen hinreichenden Kollisionsschutz zu bieten. Kollisionssensoren reagieren bei schnellen Bewegungen meist zu langsam, um Verletzungen oder Beschädigungen effektiv verhindern zu können. Bildanalysealgorithmen benötigen eine zu lange Zeit und eine zu große Rechenleistung, um die Kollisionsgefahr tatsächich in Echtzeit bei einer schnell bewegten Komponente bestimmen zu können.
  • Diese Ausführungen zum Stand der Technik sind selbstverständlich auf alle Untersuchungseinrichtungen anwendbar, in denen ein schneller Bewegungsablauf einer Komponente in einem komplexen Umfeld erforderlich ist. Beispielhaft seien hier nur Roboterarme, Biopsieroboter oder Ähnliches genannt.
  • Die DE 10 2005 023 165 A1 beschreibt ein medizinisches Bildgebungssystem sowie ein Kollisionsschutzverfahren für ein solches. Hierbei ermittelt ein optischer Sensor eine Schutzzone um einen Patienten. Tritt nun ein verfahrbarer Teil des medizinischen Bildgebungssystems in diese Schutzzone ein, wird die Bewegung des verfahrbaren Teils gestoppt oder verlangsamt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache, schnelle und robuste Möglichkeit zur Kollisionsüberwachung bei im Rahmen eines vorbestimmten Bewegungsablaufs schnell bewegten Komponenten einer medizinischen Einrichtung anzugeben.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren zur Kollisionsüberwachung bei wenigstens einer im Rahmen eines vorbestimmten Bewegungsablaufs schnell bewegten Komponente einer medizinischen Einrichtung, insbesondere einem C-Bogen einer Untersuchungseinrichtung, erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens eine mit der Komponente mitbewegte Bildaufnahmeeinrichtung verwendet wird, wobei
    • – während eines ersten Bewegungsablaufs eine Serie von jeweils einer bestimmten Position der Komponente zugeordneten Referenzbildern aufgenommen wird, die das Umfeld kollisionsgefährdeter Abschnitte der Komponente zeigen,
    • – während eines nachfolgenden Bewegungsablaufs an wenigstens einem Teil der Positionen aktuelle Bilder aufgenommen werden und durch unmittelbaren Vergleich des einer Position zugeordneten Referenzbildes mit dem der Position zugeordneten aktuellen Bild ein Veränderungswert bestimmt wird, der den Grad der Abweichungen zwischen den verglichenen Bildern wiedergibt,
    • – bei Überschreitung eines bestimmten Schwellenwertes für den Veränderungswert ein Beenden der Bewegung erfolgt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren, das während eines bestimmten medizinischen Vorgangs, beispielsweise einer Untersuchung oder einer Intervention stattfindet, schlägt demnach vor, zunächst eine vorteilhafterweise mit der Komponente mitbewegte Bildaufnahmeeinrichtung zu verwenden. Eine solche Bildaufnahmeeinrichtung kann dann so justiert werden, dass sie unabhängig von der aktuellen Position der Komponente immer das Umfeld kollisionsgefährdeter Abschnitte der Komponente zeigt, ohne einen zu großen Bereich aufnehmen zu müssen. Es kann demnach der gesamte Aufnahmebereich der Bildaufnahmeeinrichtung für die Überwachung des Umfelds kollisionsgefährdeter Abschnitte der Komponente, im Falle eines C-Bogens beispielsweise eines Detektors und/oder eines Kollimators, genutzt werden. Zudem ist bei fest montierter Bildaufnahmeeinrichtung grundsätzlich bekannt, wo relativ zu dem Bild bzw. im Bild sich entsprechende Abschnitte der Komponente befinden, auch wenn diese selbst beispielsweise nicht im Bild enthalten sind.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren wird nunmehr zunächst während eines ersten Bewegungsablaufs eine Serie von jeweils einer bestimmten Position der Komponente zugeordneten Referenzbildern aufgenommen, die das Umfeld kollisionsgefährdeter Abschnitte der Komponente zeigen. Vorteilhafterweise kann dabei der Beginn der Bildaufnahme durch den Beginn des Bewegungsablaufs getriggert werden, das bedeutet, eine Komponenten- Steuereinheit zur Steuerung der Bewegung einer Komponente kann beispielsweise mit dem Start des Bewegungsablaufs ein Triggersignal an die Bildaufnahmeeinrichtung senden, die dann die Aufnahme beginnt. Die Bildaufnahmerate kann dabei fest vorgegeben sein oder von der Bewegungsgeschwindigkeit abhängig gemacht werden. Bei der Rotation eines C-Bogens ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn etwa alle 1–2° ein Bild aufgenommen wird. Dies ergibt dann beispielsweise Frequenzen im Bereich von 50–100 Hz. Die Korrelation der Bilder einer Serie mit der Position der Komponente kann einfach daraus ermittelt werden, dass der Bewegungsablauf der Komponente bekannt ist und daher auch seine Position als Funktion der Zeit ermittelt werden kann. Nachdem auch die Bildaufnahmerate bekannt ist, kann jedem Bild eine Position zugeordnet werden. Diese Ausführungen gelten selbstverständlich auch für die im Folgenden diskutierte nachfolgende Bilderserie.
  • Nachdem nach dem ersten Bewegungsablauf nun eine Serie von Referenzbildern bekannt und in einem geeigneten Speichermittel abgelegt ist, werden während eines nachfolgenden Bewegungsablaufs an wenigstens einem Teil der Positionen aktuelle Bilder aufgenommen und durch unmittelbaren Vergleich des einer Position zugeordneten Referenzbildes mit dem der Position zugeordneten aktuellen Bild ein Veränderungswert bestimmt. Der Veränderungswert gibt den Grad der Abweichungen zwischen den verglichenen Bildern wieder. Unter einem unmittelbaren Vergleich ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass der Vergleich unmittelbar nach der Aufnahme des jeweiligen aktuellen Bildes, also letztlich prinzipiell in Echtzeit, erfolgt. Da derselbe Vorgang betrachtet wird, sollten, solange keine Bewegungen beispielsweise eines Patienten oder sonstiger Einrichtungsgegenstände vorliegen, die an entsprechenden Positionen aufgenommenen Referenzbilder und aktuellen Bilder dieselbe Szenerie wiedergeben. Ein solcher Vergleich, wobei Möglichkeiten zu dessen konkreter Ausgestaltung im Weiteren noch angegeben werden, erfordert jedoch keine komplexen Bildanalysealgorithmen, sondern kann äußerst schnell durchgeführt werden. Da die Bildaufnahmeeinrichtung mit der Komponente mitbewegt wird oder gar an ihr befestigt ist, ist in jedem Fall bei gleicher Position ein gleiches Blickfeld gegeben, so dass Abweichungen mit großer Sicherheit erkannt werden, ein ungewolltes Überschreiten des Veränderungswerts jedoch unter normalen Umständen nicht vorkommen wird. Das Verfahren ist also zudem robust. Schließlich ist es einfach zu implementieren, da lediglich ein Vergleich von Einzelbildern an bestimmten Positionen vorgenommen wird.
  • Schließlich wird noch überprüft, ob ein bestimmter Schwellenwert für den Veränderungswert überschritten wird. Der Schwellenwert gibt letztendlich an, in welchem Maße kleinere Bewegungen noch toleriert werden können bzw. ab wann eine relevante Abweichung vorliegt, aus der auf eine Kollisionsgefahr geschlossen werden kann. Ist der Schwellenwert überschritten, wird die Bewegung der Komponente beendet. Dann kann keine Kollision auftreten.
  • Zusammenfassend ist demnach ein einfaches, schnelles und robustes Verfahren zur Kollisionsüberwachung gegeben, das insbesondere bei schnell bewegten Komponenten medizinischer Einrichtungen vorteilhaft Anwendung finden kann. Doch auch bei sonstigen Bewegungsabläufen, die exakt reproduzierbar sind, kann das Verfahren, das einfach und unkompliziert ist, gewinnbringend eingesetzt werden. Auch die Rotationsakquisition, insbesondere mit einem C-Bogen, stellt ein für das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignetes Anwendungsgebiet dar.
  • Im Hinblick auf die Triggerung ist dabei noch zu beachten, dass, um eine gleiche Anzahl Bilder bzw. ein Bild an jeder Position, an der auch ein Referenzbild vorliegt, zu erhalten, gegebenenfalls bei verschiedenen Geschwindigkeiten des Bewegungsablaufes die Bildaufnahmerate angepasst werden muss. Dies ist jedoch mit einer entsprechenden Ansteuerung durch eine Steuereinheit bei heutigen Bildaufnahmeeinrichtungen problemlos möglich, so dass letztendlich zu jeder Position, an der ein Referenzbild vorliegt, auch ein aktuelles Bild aufgenommen werden kann.
  • Der erste Bewegungsablauf, in dem die Referenzbilder aufgenommen werden, kann ein langsamerer als der nachfolgende Bewegungsablauf sein. In einem solchen Falle kann die Bedienperson ihr bereits bekanntes Vorgehen, zunächst einen langsamen Testlauf zu machen, bei dem Kollisionsgefahren auch optisch durch die Bedienperson überwacht werden können, beibehalten, wobei dabei auch die Referenzbilder aufgenommen werden können, die im nachfolgenden Bewegungsablauf zur Kollisionsüberwachung verwendet werden.
  • Ohnehin ist das Verfahren besonders geeignet für Bewegungsabläufe, die mehrmals hintereinander erfolgen. So kann beispielsweise während einer Intervention mehrmals intermittierend eine schnelle Aufnahme des Untersuchungsgebietes gewünscht sein. Dann wird mehrere Male – beispielsweise getriggert durch einen Arzt – eine Rotationsakquisition vorgenommen. Für jeden dieser Bewegungsabläufe können nun die Referenzbilder des ersten Bewegungsablaufs, insbesondere des Testlaufs, verwendet werden.
  • Alternativ ist bei einer größeren Zahl aufeinander folgender Bewegungsabläufe jedoch auch ein iteratives Vorgehen denkbar. Dann kann vorgesehen sein, dass bei mehr als zwei im Rahmen eines medizinischen Vorgangs erfolgenden Bewegungsabläufen die Bilder des jeweils vorangehenden Bewegungsablaufs als Referenzbilder verwendet werden.
  • Die mit der Komponente bewegte Bildaufnahmeeinrichtung muss nun so ausgerichtet werden, dass sie insbesondere kollisionsgefährdete, bevorzugt kritische Bereiche im Umfeld kollisionsgefährdeter Abschnitte der Komponente aufnehmen kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die oder eine Bildaufnahmeeinrichtung so ausgerichtet ist, dass sie einen Patienten und eine mögliche Kollisionsgefahr für den Patienten darstellende Abschnitte der Komponente erfasst. Gerade der Pati ent selber stellt den kritischsten Bereich einer Kollisionsüberwachung dar, so dass eine solche Ausgestaltung in jedem Fall vorteilhaft ist. Im Beispiel eines C-Bogens kann eine Bildaufnahmeeinrichtung beispielsweise im Zentrum des C-Bogens angeordnet und auf dessen Inneres gerichtet sein, so dass die beiden Enden des C-Bogens sowie der Patient auf dem Patiententisch im Blickfeld der Bildaufnahmeeinrichtung befindlich sind. Selbstverständlich ist es auch denkbar, zwei symmetrisch angeordnete Bildaufnahmeeinrichtungen zu verwenden, so dass letztendlich durch die Beobachtung aus verschiedenen Blickwinkeln eine Art Stereobetrachtung ermöglicht wird.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die oder eine Bildaufnahmeeinrichtung so ausgerichtet sein, dass sie kollisionsgefährdete Personen und/oder Einrichtungen im Umfeld der Komponente erfasst. Hierzu ist die Bildaufnahmeeinrichtung bzw. sind die mehreren hierfür vorgesehenen Bildaufnahmeeinrichtungen zweckmäßigerweise so ausgerichtet, dass ihr Blickfeld in Bewegungsrichtung des entsprechenden Teils der Komponente liegt.
  • Bevor der Vergleich der Bilder durchgeführt wird, kann vorgesehen sein, dass aufgenommene Bilder durch Bildentzerrung und/oder Rauschunterdrückung und/oder Filterung vorverarbeitet werden. Auf diese Weise werden etwaige Rauscheinflüsse, die in einem Referenzbild und einem aktuellen Bild unterschiedlich sein könnten, vermindert oder gar ausgeschlossen, so dass sie keinen relevanten oder keinen Beitrag zum Veränderungswert liefern.
  • Für den Vergleich ist es vorteilhaft, wenn eine Subtraktion der zu vergleichenden Bilder durchgeführt wird und das erhaltene Subtraktionsbild zum Erhalten des Veränderungswertes ausgewertet wird. Eine solche Subtraktion kann beispielsweise realisiert sein, wenn die Grauwerte einander entsprechender Pixel des aktuellen Bilds und des Referenzbilds voneinander subtrahiert werden, wobei insbesondere eine Absolutwertbil dung erfolgen kann. Selbstverständlich können zur Subtraktion auch weitere Algorithmen eingesetzt werden, beispielsweise kann eine logarithmische Subtraktion durchgeführt werden, wie sie aus der digitalen Subtraktionsangiographie bekannt ist. Werden Grauwerte voneinander subtrahiert, so können beispielsweise einen bestimmten Schwellwert überschreitende Grauwerte des Subtraktionsbildes als Veränderungswert gezählt werden. Selbstverständlich ist es auch denkbar, einen Mittelwert über die Grauwerte oder dergleichen zu bilden.
  • Mit besonderem Vorteil kann jedoch vorgesehen sein, dass die Bilder vor der Subtraktion, insbesondere durch ein Schwellwertverfahren, in Binärbilder umgewandelt werden, wobei die Zahl der Pixel des Subtraktionsbildes mit Wert 1 als Veränderungswert ermittelt wird. Bei einer solchen Einarisierung kann vorgesehen sein, dass alle Pixel, deren Grauwert niedriger als ein bestimmter Schwellenwert ist, als logische 0 bewertet werden, alle Grauwerte mit einem den Schwellwert übersteigenden Wert als logische 1. Der Binärisierungsschwellwert kann fest vorgegeben sein, zweckmäßigerweise kann jedoch auch eine dynamische Anpassung für die verschiedenen Bilder vorgesehen werden. Eine solche kann sich beispielsweise an der integralen Helligkeit des jeweiligen Bildes orientieren. Eine Subtraktion binärer Bilder erweist sich als besonders einfach. Im Subtraktionsbild müssen dann lediglich die Pixel mit Wert 1 gezählt werden, um festzustellen, ob eine Veränderung im Blickfeld der Kamera, insbesondere im Umfeld kollisionsgefährdeter Abschnitte der Komponente, vorliegt. Damit ist eine besonders schnelle und robuste Lösung beschrieben.
  • Da die Bildaufnahmeeinrichtung beim erfindungsgemäßen Verfahren mitbewegt wird, ist, wie bereits beschrieben, die Position kollisionsgefährdeter Abschnitte der Komponente bezüglich jedem Pixel des Bildes ohnehin bekannt. Daher sieht eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, dass der Abstand relevanter, d. h. im Referenzbild und im aktuellen Bild sich unterscheidender, Pixel im Subtraktionsbild zu den kollisionsgefährdeten Abschnitten ermittelt wird und bei Ü berschreiten eines Grenzwertes für den Abstand kein oder nur ein langsames Beenden der Bewegung erfolgt. Eine solche Auswertung – die Bestimmung relevanter Pixel – ist insbesondere im Fall von Binärbildern besonders einfach möglich. Die Bestimmung des Abstandes erfolgt einfach mit dem Wissen der Position der kollisionsgefährdeten Abschnitte bezüglich der Pixel. Damit kann abgeschätzt werden, wie gefährlich die aktuelle Position tatsächlich ist. Wird der Grenzwert unterschritten, so wird zur Vermeidung einer Kollision die Komponente abrupt angehalten, obwohl dies einen Verlust der Kalibrierung der entsprechenden Bewegungsvorrichtung bedeuten kann. Ist hingegen der Abstand noch größer als der Grenzwert, also groß genug, so kann ein langsamer Bremsvorgang ausgelöst werden, der die Kalibration in jedem Fall erhält und dennoch eine Kollision verhindern kann. Der Grenzwert kann dabei dynamisch bestimmt werden, beispielsweise von der aktuellen Geschwindigkeit der Komponente abhängig sein. Es ist jedoch auch ein fester Grenzwert denkbar. In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist es auch möglich, dass in den Bildern Pixel definiert sind, die sozusagen eine Sicherheitszone bilden, das bedeutet, bei denen detektierte Bewegungen keine Kollisionsgefahr bedeuten. Solche Pixel können für den Veränderungswert beispielsweise ignoriert werden oder es kann im Nachhinein entschieden werden, dass der Bewegungsablauf einfach fortgesetzt wird.
  • Zumindest für eine Position und Bildaufnahmeeinrichtung zugeordnete Bilder kann ein fester Schwellwert vorgegeben sein. Alternativ ist ein globaler Wert vorgegeben.
  • Das Beenden der Bewegung kann, wie bereits erwähnt, unmittelbar oder durch Abbremsen innerhalb einer bestimmten Zeitspanne erfolgen. Findet das Abbremsen langsam statt, so kann eine Kalibrierung der Bewegungsvorrichtung für die Komponente erhalten bleiben.
  • Als Bildaufnahmeeinrichtung kann im erfindungsgemäßen Verfahren eine Kamera, insbesondere eine Schwarz-Weiß-Kamera oder eine Infrarotkamera oder eine Farbkamera und/oder eine 3D-Kamera, verwendet werden. Dabei empfehlen sich besonders Schwarz-Weiß-Kameras, da sich in diesem Fall die Auswertung einfacher gestaltet.
  • Bei vielen Anwendungen ist es sinnvoll, das Umfeld nicht nur durch die zweidimensionale Vorgabe des Blickfelds einer Bildaufnahmeeinrichtung einzuschränken, sondern auch in einer dritten Dimension, da der kollisionsgefährdete Raum auch dort begrenzt sein kann und Bereiche existieren können, in denen Bewegungen irrelevant sind. In der einfachst möglichen Ausgestaltung ist letztendlich nur dafür zu sorgen, dass in zu weit hinten oder zu weit vorne gelegenen Bereichen keine Bewegung stattfinden kann, das bedeutet, dass beispielsweise kein Personal im Raum ist.
  • Bei Verwendung einer 3D-Kamera kann jedoch mit besonderem Vorteil vorgesehen sein, dass im Vergleich nur innerhalb von wenigstens einem auf das Umfeld bezogenen Abstandsintervall liegende Bildbereiche berücksichtigt werden. Bei einer 3D-Kamera werden die Lichtlaufzeiten bestimmt, so dass zu jedem Pixel auch ein Abstand bekannt ist. Dann werden nur die Pixel betrachtet, die in einem Abstandsbereich liegen, der auch tatsächlich kollisionsgefährdet ist.
  • Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass zur abstandsgerechten oder gesamten Aufnahme des Umfelds eine der Bildaufnahmeeinrichtung vorgeschaltete Optik, insbesondere ein Objektiv, verwendet wird. Damit kann nicht nur die Tiefenunschärfe eingestellt werden, sondern es kann auch beispielsweise ein Weitwinkelobjektiv vorgeschaltet sein, um das Blickfeld entsprechend einzustellen.
  • Um eine gleichmäßige Beleuchtung des Umfelds kollisionsgefährdeter Abschnitte zu erhalten und so einen einfachen Vergleich der Bilder zu ermöglichen, kann eine Beleuchtungseinrichtung zur Ausleuchtung des Umfelds kollisionsgefährdeter Abschnitte der wenigstens einen Komponente verwendet werden. Auf diese Weise kann die Be leuchtungsstärke bei den verschiedenen Bewegungsabläufen konstant gehalten werden, so dass die Bilder unmittelbar vergleichbar sind. Dabei kann bereits die üblicherweise im Raum vorhandene Beleuchtung ausreichend sein. Wird eine Infrarotkamera verwendet, ist beispielsweise eine Infrarotbeleuchtungsquelle zu verwenden. Diese kann beispielsweise aus speziellen LED aufgebaut sein.
  • Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass zu jedem Bild eine Beleuchtungsstärke gemessen und bei unterschiedlichen Beleuchtungsstärken zu vergleichender Bilder eine Anpassung der Bildhelligkeiten, insbesondere eine Umrechnung auf einen Normwert, vorgenommen wird. Dann ist beispielsweise eine geeignet positionierte Einheit zur Messung der Lichtmenge vorgesehen, deren Sensorsignal zu jedem Bild aufgezeichnet wird. Mittels dieses Signals ist es dann möglich, die Bildhelligkeiten entsprechend aufeinander abzugleichen.
  • Neben dem Verfahren wird die Aufgabe auch durch eine medizinische Einrichtung mit den in Anspruch 22 angegebenen Merkmalen gelöst. Das bedeutet, die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, zu Beginn eines ersten Bewegungsablaufs beispielsweise ein Triggersignal an die Bildaufnahmeeinrichtung zu senden, welches auch eine Bildaufnahmerate umfassen kann, die der Bewegungsgeschwindigkeit entspricht. Die Bildaufnahmeeinrichtung startet bei Empfang eines solchen Signals eine Bildaufnahme mit der entsprechenden Rate. So werden zunächst im ersten Durchlauf Referenzbilder aufgenommen. Ein solcher erster Bewegungsablauf kann auch ein langsam erfolgender Testablauf sein. Die Steuereinheit ist weiter dafür ausgebildet, zu Beginn eines nachfolgenden Bewegungsablaufs die Bildaufnahmeeinrichtung erneut mit einem entsprechenden Signal anzusteuern, so dass aktuelle Bilder aufgenommen werden können. Die insbesondere in der Steuereinheit abgelegten Referenzbilder und das gerade aufgenommene aktuelle Bild werden dann durch die Steuereinheit verglichen, wobei die Steuereinheit zudem zur Ermittlung eines Veränderungswertes ausgebildet ist. Übersteigt der Veränderungswert einen vorgegebenen Schwellen wert, so beendet die Steuereinheit die Bewegung der Komponente. Selbstverständlich gelten die obigen Ausführungen zum Verfahren auch analog für die erfindungsgemäße medizinische Einrichtung.
  • Insbesondere kann die medizinische Einrichtung eine Untersuchungseinrichtung, insbesondere Röntgeneinrichtung, und die Komponente ein für die Rotationsakquisition geeigneter C-Bogen sein. Dann kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine zentral am C-Bogen befestigte Bildaufnahmeeinrichtung und/oder zwei symmetrisch am C-Bogen befestigte Bildaufnahmeeinrichtungen, die den Bereich zwischen den Armen des C-Bogens abdeckt bzw. abdecken, vorgesehen ist bzw. sind. Zusätzlich oder alternativ können im Endbereich der Arme des C-Bogens jeweils wenigstens eine nach außen gerichtete Bildaufnahmeeinrichtung vorgesehen sein. Mit besonderem Vorteil sind dort jeweils zwei Bildaufnahmeeinrichtungen vorgesehen, deren Blickfeld jeweils in eine der bei der Rotation möglichen Bewegungsrichtungen gerichtet ist.
  • Allgemein kann die Bildaufnahmeeinrichtung eine Kamera, insbesondere eine Schwarz-Weiß-Kamera oder eine Infrarotkamera oder eine Farbkamera und/oder eine 3D-Kamera, sein.
  • Der Bildaufnahmeeinrichtung kann zudem eine Optik, insbesondere ein Objektiv, zur Einstellung des Blickfelds auf das Umfeld vorgeschaltet sein.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
  • 1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung,
  • 2A2C mögliche Positionen von Bildaufnahmeeinrichtungen am C-Bogen,
  • 3 ein Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
  • 4A4C Prinzipskizzen eines Referenzbildes und eines aktuellen Bilds an einer Position sowie eines Subtraktionsbildes.
  • 1 zeigt eine erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung 1. Sie umfasst einen bewegbaren C-Bogen 2, an dessen Armen eine Strahlungsquelle 3 mit einem Kollimator und ein Detektor 4 angeordnet sind. Der C-Bogen ist verschwenkbar und rotierbar, wie durch die Pfeile A und A' angedeutet. Während einer Rotationsakquisition wird der C-Bogen entlang des Pfeiles A' geschwenkt oder gar um 360° gedreht.
  • Zentral am C-Bogen 2 ist eine Bildaufnahmeeinrichtung 5 befestigt, in diesem Fall eine 3D-Kamera, die mittels eines Weitwinkelobjektivs die Strahlungsquelle 3, den Detektor 4 und die kollisionsgefährdete Umgebung dieser Abschnitte des C-Bogens in ihrem Bildfeld erfasst.
  • Ferner umfasst die Röntgeneinrichtung 1 einen Patiententisch 6, der, wie durch die Pfeile B angedeutet, auf einem Sockel 7 beweglich gelagert ist.
  • Die verschiedenen Komponenten der Röntgeneinrichtung 1 werden über eine Steuereinheit 8 angesteuert. Vorgesehen sind ferner eine Eingabevorrichtung 9 sowie ein optisches und/oder akustisches Anzeigemittel 10.
  • Über die Eingabevorrichtung 9 kann eine Bedienperson einen Bewegungsablauf definieren, beispielsweise für eine Rotationsakquisition. Dabei kann sie den Bewegungsablauf selbst definieren oder einen vorab gespeicherten Bewegungsablauf wählen.
  • Die Steuereinheit 8 ist dazu ausgebildet, eine nicht näher gezeigte Antriebsvorrichtung für den C-Bogen 2 so anzusteu ern, dass der C-Bogen 2 exakt dem vorgegebenen Bewegungsablauf folgt. Ferner ist die Steuereinheit 8 dazu ausgebildet, mit dem Beginn des Bewegungsablaufs ein Triggersignal an die Bildaufnahmeeinrichtung 5 zu senden, so dass jene mit einer bestimmten, gegebenenfalls für den Bewegungsablauf oder dessen Geschwindigkeit vorgegebenen Bildrate Bilder aufnehmen kann, die die Umgebung kollisionsgefährdeter Abschnitte des C-Bogens 2, hier des Detektors 4 und der Strahlungsquelle 3 bzw. des Kollimators, aufnimmt. Da die Antriebsvorrichtung kalibriert ist, kann die Steuereinheit 8 zu jedem Zeitpunkt die Position des C-Bogens bestimmen und diese Position einem zu diesem Zeitpunkt aufgenommenen Bild zuordnen.
  • Die Steuereinheit 8 umfasst weiterhin Mittel zum Vergleich eines bei einem ersten Bewegungsablauf aufgenommenen Referenzbildes und eines bei einem nachfolgenden Bewegungsablauf aufgenommenen aktuellen Bildes an einer Position, wobei der Vergleich unmittelbar nach der Aufnahme des aktuellen Bildes durchgeführt wird. Aus dem Vergleich bestimmt die Steuereinheit 8 einen Veränderungswert, der angibt, wie stark die verglichenen Bilder voneinander abweichen. Abhängig von diesem Veränderungswert ist die Steuereinheit 8 ausgebildet, die Bewegung des C-Bogens 2 im Falle einer wahrscheinlichen Kollision zu stoppen.
  • 2A2C zeigen jeweils mögliche Positionen von Bildaufnahmeeinrichtungen am bewegten C-Bogen 2. Grundsätzlich sind die mit dem C-Bogen 2 mitbewegten Bildaufnahmeeinrichtungen 5 so anzuordnen, dass das Umfeld kollisionsgefährdeter Abschnitte und gegebenenfalls die kollisionsgefährdeten Abschnitte selbst aufgenommen werden können. Eine Bewegung in diesem Umfeld, wie sie durch den Vergleich der Bilder durch die Steuereinheit 8 detektiert werden kann und die in dem Umfeld häufig eine Kollision zur Folge hätte, wird somit in jedem Fall festgestellt.
  • 2A zeigt einen C-Bogen 2, an dem fünf Bildaufnahmeeinrichtungen 5 befestigt sind. Eine Bildaufnahmeeinrichtung 5 ist zentral am C-Bogen 2 angeordnet und erfasst den Detektor 4, die Strahlungsquelle 3 mit Kollimator sowie die Patientenliege 6 und somit auch einen bei 11 angedeuteten Patienten. Weitere Bildaufnahmeeinrichtungen 5 sind an den Armen des C-Bogens 2 angeordnet, wobei jeweils zwei Bildaufnahmeeinrichtungen 5 an einem Arm des C-Bogens 2 vorgesehen sind, die eine um 180° gegeneinander verdrehte Blickrichtung aufweisen. Sie sind so ausgerichtet, dass bei einer Rotation des C-Bogens 2 um die Rotationsachse 12 jeweils eine der Bildaufnahmeeinrichtungen 5 an einem Arm in Bewegungsrichtung gerichtet ist. Ist eine Drehung des C-Bogens 2 nur in einer Richtung möglich, so ist selbstverständlich auch nur eine Bildaufnahmeeinrichtung 5 am Arm sinnvoll. Die Bildaufnahmeeinrichtungen 5 weisen zudem eine Optik 5a auf.
  • Einen weiteren C-Bogen mit zwei Bildaufnahmeeinrichtungen 5, die beide in den Bereich zwischen den Armen des C-Bogens 2 gerichtet sind, also den Detektor 4 und die Strahlungsquelle 3 mit Kollimator als kollisionsgefährdete Komponenten sowie deren Umgebung erfassen, zeigt 2B. Es ist demnach eine Art Stereo-Erfassung möglich. Jede der Bildaufnahmeeinrichtungen 5 weist wiederum eine Optik 5a auf, die zum einen als Weitwinkelobjektiv wirkt, zum anderen die Tiefenunschärfe so einstellt, dass das Umfeld der kollisionsgefährdeten Abschnitte deutlich aufgenommen wird. Ferner ist in 2B auch eine Beleuchtungseinrichtung 13 zur Ausleuchtung des Bereichs zwischen den C-Armen des C-Bogens 2 vorgesehen. Die Beleuchtungseinrichtung 13 ist zentral angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann eine bei 14 angedeutete Messeinrichtung für die Beleuchtungsstärke im Innenbereich des C-Bogens 2 vorgesehen sein. Ein solches Maß für die Beleuchtungsstärke kann der Steuereinheit 8 zugeführt werden, welche dann bei Bildern mit verschiedener Beleuchtungsstärke deren Helligkeit auf einen Normwert anpassen, das heißt, die Helligkeit der Bilder gleichsetzen, kann, um so einen Vergleich zu ermöglichen. Im Allgemeinen sollte es jedoch ausreichend sein, beispielsweise mittels der Beleuchtungseinrichtung 13 für eine gleichmäßige Ausleuchtung bei allen Bildaufnahmen zu sorgen.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Positionierung von Bildaufnahmeeinrichtungen 5 zeigt 2C. Dort sind an einem C-Bogen 2 drei Bildaufnahmeeinrichtungen 5 befestigt, die somit mitbewegt werden. Eine zentral am C-Bogen 2 angeordnete Bildaufnahmeeinrichtung 5 ist – wiederum mit einer Optik 5a – auf das Umfeld der kollisionsgefährdeten Abschnitte, Strahlungsquelle 3 und Detektor 4, bezüglich des Inneren des C-Bogens 2 ausgerichtet. Weiterhin sind an den Armen des C-Bogens 2 jeweils eine Bildaufnahmeeinrichtung 5 mit Optik 5a vorgesehen, die auf das Umfeld in der Umgebung der Röntgeneinrichtung 1 gerichtet sind. Ersichtlich ist bei Drehung des C-Bogens um die Rotationsachse 15 jeweils eine der an den Armen des C-Bogens befestigten Bildaufnahmeeinrichtungen 5 in Bewegungsrichtung gerichtet.
  • Selbstverständlich können die Positionen der Bildaufnahmeeinrichtung 5 aus den verschiedenen Figuren auch beliebig miteinander kombiniert werden. Auch sind andere Positionen denkbar, bei denen die Bildaufnahmeeinrichtung 5 mitbewegt wird und das Umfeld kollisionsgefährdeter Abschnitte des C-Bogens 2 erfassen kann. Ferner kann bei allen Ausführungsformen eine Beleuchtungseinrichtung 13 und/oder eine Messeinrichtung 14 vorgesehen sein. Als Bildaufnahmeeinrichtung 5 sind verschiedene Arten von Kameras besonders geeignet. Im Speziellen seien hier eine Schwarz-Weiß-Kamera oder eine Infrarotkamera oder auch eine Farbkamera zu nennen, die allesamt auch als eine 3D-Kamera ausgebildet sein können. 3D-Kameras weisen den Vorteil auf, dass über eine Lichtlaufzeitermittlung jedem Pixel auch ein Abstandswert zugeordnet werden kann. Dann ist es möglich, dass im Vergleich von Bildern lediglich innerhalb eines oder mehrerer bestimmter Abstandsintervalle liegende Bildbereiche, die auch tatsächlich das Umfeld der kollisionsgefährdeten Abschnitte wiedergeben, berücksichtigt werden.
  • 3 zeigt einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zunächst wird im Vorfeld von einem Benutzer ein Bewegungsablauf geplant oder ausgewählt, gemäß dem die Steuerein heit 8 den C-Bogen 2 bewegen kann. Das Verfahren setzt ein in Schritt S1 mit dem Beginn eines ersten Bewegungsablaufs. Zu diesem Zeitpunkt sendet die Steuereinheit 8 auch ein Triggersignal an eine oder alle Bildaufnahmeeinrichtungen 5, die dann mit einer vorbestimmten oder gegebenenfalls auch mit dem Triggersignal übersandten Bildaufnahmerate beginnen, eine Serie von Bildern des Umfelds kollisionsgefährdeter Abschnitte des C-Bogens 2 aufzunehmen. Die Bildaufnahmerate kann dabei beispielsweise von der Geschwindigkeit des Bewegungsablaufs abhängig gemacht werden. Sinnvoll ist es, wenn beispielsweise bei einer Rotationsakquisition alle 1–2° ein Bild vorliegt. Diese erste Bildserie wird gespeichert und die Bilder dienen im Folgenden als Referenzbilder.
  • Der erste Bewegungsablauf kann beispielsweise ein Testlauf sein, der langsamer als nachfolgende Bewegungsabläufe erfolgt. Bei einem solchen langsamen Testlauf kann die Bedienperson selber überwachen, ob eine Kollision droht und im Notfall die langsame Bewegung anhalten.
  • Zweckmäßigerweise können die Referenzbilder zu diesem Zeitpunkt bereits vorverarbeitet werden. Darunter sind beispielsweise Verfahren wie Bildentzerrung und/oder Rauschunterdrückung und/oder Filterung zu verstehen, aber auch schon eine Vorbereitung der Referenzbilder auf den Vergleich. Besonders vorteilhaft gestaltet sich ein Vergleich der Bilder dann, wenn die Bilder in binärisierter Form vorliegen. Bereits zu diesem Zeitpunkt kann demnach eine Einarisierung der Referenzbilder vorgenommen werden. Dies verkürzt die Rechenzeiten bei der folgenden Echtzeit-Kollisionsüberwachung. Eine solche Vorverarbeitung kann bereits in der Bildaufnahmeeinrichtung 5 stattfinden, jedoch auch in der Steuereinheit 8. Denkbar ist auch, dass die Vorverarbeitung teilweise in der Bildaufnahmeeinrichtung 5 und teilweise in der Steuereinheit 8 stattfindet.
  • In Schritt S2 wird dann ein nachfolgender Bewegungsablauf gestartet. Wiederum wird ein Triggersignal, gegebenenfalls um fassend eine zu verwendende Bildaufnahmerate, an die Bildaufnahmeeinrichtung 5 bzw. die Bildaufnahmeeinrichtungen 5 geschickt, so dass diese zeitgleich mit der Bildaufnahme beginnen. Auf diese Weise kann aufgrund der bekannten Bildaufnahmerate und des bekannten Bewegungsablaufs jedem Bild eine Position zugeordnet werden. Die Bildaufnahmerate wird dabei zweckmäßigerweise so gewählt, dass an denselben Positionen aktuelle Bilder aufgenommen werden, an denen bereits Referenzbilder vorliegen.
  • In Schritt S3 wird dann ein aktuelles Bild bzw. bei mehreren Bildaufnahmeeinrichtungen 5 eine Mehrzahl aktueller Bilder aufgenommen. Diese werden gegebenenfalls wieder, wie bereits oben beschrieben, vorbearbeitet. Insbesondere kann zweckmäßigerweise auch hier eine Einarisierung durchgeführt werden, um einen einfacheren Vergleich zu ermöglichen.
  • Der Vergleich eines aktuellen Bildes an einer Position mit einem von derselben Bildaufnahmeeinrichtung 5 an derselben Position aufgenommenen Referenzbild erfolgt in Schritt S4. Dazu werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel die zu vergleichenden Bilder voneinander subtrahiert. Das erhaltene Subtraktionsbild wird zum Ermitteln des Veränderungswertes ausgewertet. Eine solche Subtraktion kann im Wesentlichen in zwei Varianten vorgenommen werden. Zum einen ist es möglich, dass Grauwerte einander entsprechender Pixel der Bilder voneinander subtrahiert werden, wobei zweckmäßigerweise eine Absolutwertbildung erfolgt. Zur Bildung des Veränderungswertes können dann beispielsweise alle einen Schwellwert für den Grauwert überschreitende Pixel gezählt werden. Es kann jedoch auch ein Mittelwert über alle Pixel gebildet werden. Bevorzugt werden jedoch sowohl die Referenzbilder als auch die aktuellen Bilder als Binärbilder betrachtet und voneinander subtrahiert. Eine Einarisierung kann beispielsweise so erfolgen, dass einen gewissen Schwellwert überschreitende Grauwerte als logische 1 gezählt werden, die anderen Pixel als logische 0. Sind zwei Bilder gleich, so ist das Subtraktionsbild ein weißes Bild, in dem lediglich Nullen vorkommen. Dementsprechend kann der Veränderungswert einfach ermittelt werden, in dem die Pixel mit Wert 1 im Subtraktionsbild gezählt werden.
  • Illustriert ist der Vergleich in 4A4C. Dort ist zunächst ein Referenzbild 16 dargestellt, das von der zentral am C-Bogen befestigten Bildaufnahmeeinrichtung 5 in 2A aufgenommen wurde. Im Bild zu erkennen ist der Detektor 4, der Patient 11, der Patiententisch 6 sowie der Kollimator 17 der Strahlungsquelle 3. Darunter ist ein aktuelles Bild 18 derselben Bildaufnahmeeinrichtung 5 bei selber Position des C-Bogens 2 dargestellt. Wiederum sind der Detektor 4, der Patient 11, der Patiententisch 6 und der Kollimator 17 zu erkennen. Offensichtlich hat sich der Patient 11 jedoch bewegt. Werden die Bilder 16 und 18 nun binärisiert und voneinander subtrahiert, so ergibt sich das in 4C rechts gezeigte Subtraktionsbild 19. Die Bewegung des Patienten 11 ist anhand der schwarzen Pixel 20 (Pixel mit dem Wert 1) leicht zu erkennen. Der Veränderungswert ergibt sich aus der Menge dieser schwarzen Pixel.
  • Selbstverständlich ist bei mehreren vorhandenen Bildaufnahmeeinrichtungen der Vergleich in Schritt S4 für jedes Paar von aktuellen Bildern und Referenzbildern durchzuführen. Aus jedem Vergleich ergibt sich ein Veränderungswert. Die Veränderungswerte verschiedener Vergleiche können separat betrachtet werden, aber auch zu einem Gesamtveränderungswert zusammengefasst werden.
  • In Schritt S5, vgl. wiederum 3, wird der Veränderungswert mit einem Schwellwert verglichen. Der Schwellwert kann im Übrigen fest vorgegeben sein, dabei insbesondere bildaufnahmeeinrichtungsspezifisch, er kann jedoch auch dynamisch angepasst werden, beispielsweise positionsspezifisch. Ist der Veränderungswert größer als der Schwellwert, so liegt eine relevante Abweichung vor, das heißt, es hat eine Bewegung stattgefunden, die gegebenenfalls zu einer Kollision führen könnte.
  • Da die Bildaufnahmeeinrichtungen 5 am C-Bogen 2 befestigt sind, also mitbewegt werden, ist vorteilhafterweise die Position der kollisionsgefährdeten Abschnitte, hier des Detektors 4 und der Strahlungsquelle 3, bezüglich jedes Pixels bekannt. Diese Information kann im erfindungsgemäßen Verfahren einfach genutzt werden. So kann nämlich ein kürzester Abstand zu einem relevant veränderten Pixel, insbesondere zu einem Pixel mit Wert 1, bestimmt werden. Dies geschieht in Schritt S6. In Schritt S7 wird dieser Abstand mit einem Grenzwert verglichen. Der Grenzwert kann fest sein, jedoch auch beispielsweise von der Geschwindigkeit, mit der der Bewegungsablauf erfolgt, abhängig gemacht werden. Ist der Abstand größer als der Grenzwert, so kann zur Vermeidung einer Kollision ein langsames Abbremsen des C-Bogens 2 über eine bestimmte Zeitspanne erfolgen, Schritt S8. Dies hat den Vorteil, dass eine Kalibrierung bezüglich der Position nicht verloren geht. Ist der Abstand jedoch kleiner als der Grenzwert, so ist ein Notstopp erforderlich, Schritt S9.
  • Gegebenenfalls können aufgrund des Abstandes und aufgrund des bekannten möglichen Bewegungsbereichs kollisionsgefährdeter Abschnitte einer Komponente auch Bewegungen in bestimmten Bildbereichen als irrelevant klassifiziert werden. Solche Bildbereiche werden zweckmäßigerweise dann im Vergleich nicht betrachtet.
  • Wird in Schritt S5 festgestellt, dass der Veränderungswert kleiner als der Schwellwert ist, so wird in Schritt S10 überprüft, ob der Bewegungsablauf beendet ist. Ist er noch nicht beendet, so wird das Verfahren wiederum mit Schritt S3 mit der Aufnahme eines neuen aktuellen Bildes bzw. neuer aktueller Bilder fortgesetzt.
  • Ist der aktuelle, nachfolgende Bewegungsablauf beendet, so wird in Schritt S11 überprüft, ob weitere Bewegungsabläufe folgen. Sind weitere Bewegungsabläufe vorgesehen, so kann das Verfahren bei Schritt S2 fortgesetzt werden. In einem solchen Fall ist es möglich, dass die zweckmäßigerweise ebenso ge speicherten aktuellen Bilder des gerade beendeten Bewegungsablaufs für den neuen nachfolgenden Bewegungsablauf als Referenzbilder verwendet werden.
  • Wird in Schritt S11 festgestellt, dass keine weiteren Bewegungsabläufe folgen, so endet das Verfahren in Schritt S12.

Claims (27)

  1. Verfahren zur Kollisionsüberwachung bei wenigstens einer im Rahmen eines vorbestimmten Bewegungsablaufs schnell bewegten Komponente einer medizinischen Einrichtung, insbesondere einem C-Bogen einer Untersuchungseinrichtung, unter Verwendung wenigstens einer mit der Komponente mitbewegten Bildaufnahmeeinrichtung, wobei – während eines ersten Bewegungsablaufs eine Serie von jeweils einer bestimmten Position der Komponente zugeordneten Referenzbildern aufgenommen wird, die das Umfeld kollisionsgefährdeter Abschnitte der Komponente zeigen, – während eines nachfolgenden Bewegungsablaufs an wenigstens einem Teil der Positionen aktuelle Bilder aufgenommen werden und durch unmittelbaren Vergleich des einer Position zugeordneten Referenzbildes mit dem der Position zugeordneten aktuellen Bild ein Veränderungswert bestimmt wird, der den Grad der Abweichungen zwischen den verglichenen Bildern wiedergibt, – bei Überschreitung eines bestimmten Schwellenwertes für den Veränderungswert ein Beenden der Bewegung erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bewegungsablauf ein Testlauf ist, der langsamer als der nachfolgende Bewegungsablauf erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehr als zwei im Rahmen eines medizinischen Vorgangs erfolgenden Bewegungsabläufen die Bilder des jeweils vorangehenden Bewegungsablaufs als Referenzbilder verwendet werden.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oder eine Bildaufnahmeeinrichtung so ausgerichtet ist, dass sie einen Patienten und eine mögliche Kollisionsgefahr für den Patienten darstellende Abschnitte der Komponente erfasst.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oder eine Bildaufnahmeeinrichtung so ausgerichtet ist, dass sie kollisionsgefährdete Personen und/oder Einrichtungen im Umfeld der Komponente erfasst.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufgenommene Bilder durch Bildentzerrung und/oder Rauschunterdrückung und/oder Filterung vorverarbeitet werden.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen des Vergleichs eine Subtraktion der zu vergleichenden Bilder durchgeführt wird und das erhaltene Subtraktionsbild zum Erhalten des Veränderungswertes ausgewertet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Grauwerte einander entsprechender Pixel der Bilder voneinander subtrahiert werden, wobei insbesondere eine Absolutwertbildung erfolgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass einen bestimmten Schwellwert überschreitende Grauwerte des Subtraktionsbildes als Veränderungswert gezählt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder vor der Subtraktion, insbesondere durch ein Schwellwertverfahren, in Binärbilder umgewandelt werden, wobei die Zahl der Pixel mit Wert 1 als Veränderungswert ermittelt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand relevanter, d. h. im Referenzbild und im aktuellen Bild sich unterscheidender, Pixel im Subtraktionsbild zu den kollisionsgefährdeten Abschnitten ermittelt wird und bei Überschreiten eines Grenzwertes für den Abstand kein oder nur ein langsames Beenden der Bewegung erfolgt.
  12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest für einer Position und Bildaufnahmeeinrichtung zugeordnete Bilder ein fester Schwellenwert vorgegeben wird.
  13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beenden der Bewegung unmittelbar oder durch Abbremsen innerhalb einer bestimmten Zeitspanne erfolgt.
  14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Bildaufnahmeeinrichtung eine Kamera, insbesondere eine Schwarz-Weiß-Kamera oder eine Infrarotkamera oder eine Farbkamera und/oder eine 3D-Kamera, verwendet wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Vergleich bei Verwendung einer 3D-Kamera nur innerhalb wenigstens eines auf das Umfeld bezogenen Abstandsintervalls liegende Bildbereiche berücksichtigt werden.
  16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur abstandsgerechten oder gesamten Aufnahme des Umfelds eine der Bildaufnahmeeinrichtung vorgeschaltete Optik, insbesondere ein Objektiv, verwendet wird.
  17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beleuchtungseinrichtung zur Ausleuchtung des Umfelds kollisionsgefährdeter Abschnitte der wenigstens einen Komponente verwendet wird.
  18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem Bild eine Beleuchtungsstärke gemessen und bei unterschiedlichen Beleuchtungsstärken zu vergleichender Bilder eine Anpassung der Bildhelligkeiten, insbesondere eine Umrechnung auf einen Normwert, vorgenommen wird.
  19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn der Bildaufnahme durch den Beginn des Bewegungsablaufs getriggert wird.
  20. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmerate an die Geschwindigkeit des Bewegungsablaufes angepasst wird.
  21. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsablauf eine Rotationsakquisition ist.
  22. Medizinische Einrichtung, umfassend eine anhand eines von einer Steuereinheit (8) gesteuerten Bewegungsablaufs bewegbare Komponente sowie wenigstens eine mit der Komponente mitbewegte, auf das Umfeld kollisionsgefährdeter Abschnitte der Komponente gerichtete Bildaufnahmeeinrichtung (5), wobei die medizinische Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.
  23. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Untersuchungseinrichtung, insbesondere Röntgeneinrichtung (1), und die Komponente ein für die Rotationsakquisition geeigneter C-Bogen (2) ist.
  24. Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentral am C-Bogen (2) befestigte Bildaufnahmeeinrichtung (5) und/oder zwei sym metrisch am C-Bogen (2) befestigte Bildaufnahmeeinrichtungen (5), die den Bereich zwischen den Armen des C-Bogens (2) abdeckt bzw. abdecken, vorgesehen ist bzw. sind.
  25. Einrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass im Endbereich der Arme des C-Bogens (2) jeweils wenigstens eine nach außen gerichtete Bildaufnahmeeinrichtung (5) vorgesehen ist.
  26. Einrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildaufnahmeeinrichtung (5) eine Optik (5a), insbesondere ein Objektiv, zur Einstellung des Blickfelds auf das Umfeld vorgeschaltet ist.
  27. Einrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Bildaufnahmeeinrichtung (5) an der Komponente befestigt ist.
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