DE102007033716A1

DE102007033716A1 - Röntgenbiplananlage

Info

Publication number: DE102007033716A1
Application number: DE102007033716A
Authority: DE
Inventors: Albert Grebner; Klaus Dr. Klingenbeck-Regn; Winfried Lurz; Stefan Sattler; Manfred Schönborn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2027-07-20
Also published as: CN101351074B; CN101351074A; US20090028290A1; US7594751B2; JP2009022760A; DE102007033716B4; JP5383108B2

Abstract

Bei einer Röntgenbiplananlage wird zum Bewegen von zumindest einem Paar aus Röntgenstrahlungsquelle (20) und Röntgendetektor (22) ein Roboter (16) eingesetzt. Der Roboter kann ein Knickarmroboter (16) sein, der einen Röntgen-C-Bogen trägt. Es kann auch vorgesehen sein, dass Röntgenstrahlungsquelle (40) und Röntgendetektor (42) jeweils mittels Roboterarmen (36, 38) an der Raumdecke (34) aufgehängt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenbiplananlage. Bekanntlich umfasst eine solche Röntgenbiplananlage zwei Röntgenbildaufnahmeeinrichtungen, die jeweils eine Röntgenstrahlungsquelle, einen Röntgendetektor und Mittel zum Bewegen von Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor umfassen.
Bisher werden bei beiden Röntgenbildaufnahmeeinrichtungen Röntgen-C-Bögen verwendet. Die erste Röntgenbildaufnahmeeinrichtung ist üblicherweise ein herkömmliches bodenbasiertes Röntgen-C-Bogensystem, und die zweite Röntgenbildaufnahmeeinrichtung umfasst ein an der Decke hängendes Stativ mit einem verschwenkbaren Röntgen-C-Bogen. Das Deckenstativ ist verfahrbar, damit die erste Röntgenbildaufnahmeeinrichtung auch alleine, also als Monoplananlage, einsetzbar ist.
Bei der Verwendung einer Röntgenbiplananlage werden dem Namen der Anlage entsprechend zwei Bildebenen definiert. Üblicherweise wird zuvor die Relativstellung der beiden Bildebenen zueinander definiert, zum Beispiel ein Kippwinkel, der üblicherweise um die 90° liegt, und diese Relativstellung wird dann in der Folge aufrecht erhalten. Dies bedeutet, dass Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor der ersten Röntgenbildaufnahmeeinrichtung koordiniert mit Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor der zweiten Röntgenbildaufnahmeeinrichtung verfahren werden müssen. Durch die Mechanik des Röntgen-C-Bogensystems einerseits und die Tatsache, dass der zweite Röntgen-C-Bogen an einem Deckenstativ angeordnet ist, ergeben sich eingeschränkte Bewegungsmöglichkeiten. Die bedeutet, dass nicht jede beliebige Bildkombination aufgenommen werden kann. Bei bisherigen Systemen ist beispielsweise das so genannte Iso-Zentrum des Röntgen-C-Bogens unveränderlich. Es können nicht solche Abtastbahnen gefahren werden, die einer so genannten Vollständigkeitsbedingung genügen. Eine Vollständigkeitsbedingung macht eine Aussage darüber, ob die Gesamtzahl der insgesamt aufgenommenen Bilder eine vollständige Analyse ermöglicht oder nicht.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Möglichkeiten von Röntgenbiplananlagen zu erweitern und hierbei insbesondere die oben genannten Nachteile zu überwinden.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Mittel zum Bewegen zumindest einer der Röntgenbildaufnahmeeinrichtungen zumindest einen Roboter umfassen.
Im Zusammenhang mit Monoplananlagen wurde bereits zuvor an den Einsatz von Robotern gedacht. Beispielsweise beschreibt die nach dem Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung veröffentlichte DE 102006061178.0 den Einsatz eines 6-Achs-Knickarmroboters, an dem ein Röntgen-C-Bogen angeordnet ist.
Durch die vorliegende Erfindung werden nun Roboter auch bei Röntgenbiplananlagen eingesetzt. Die Verwendung von Robotern, eben beispielsweise von (6-Achsen-)Knickarmrobotern, sorgt für eine stark erhöhte Flexibilität bei den Bewegungsmöglichkeiten. Es gibt mehr Freiheitsgrade, zum Beispiel ist das Iso-Zentrum nunmehr auch bei Röntgenbiplananlagen variabel, sodass u. a. die Arbeitshöhe anpassbar ist.
Bei einer besonders einfachen Ausführungsform wird ausgehend von der oben geschilderten herkömmlichen Röntgenbiplananlage, bei der ersten Röntgenbildaufnahmeeinrichtung nun ein auf dem Boden stehender Roboter verwendet, während die zweite Röntgenbildaufnahmeeinrichtung unverändert bleibt, d. h. ein an der Decke hängendes und vorzugsweise ein verfahrbares Röntgen-C-Bogenstativ umfasst.
Diese Ausführungsform kombiniert in besonders ökonomischer Weise eine Monoplananlage mit Robotern, wie sie bereits in der Entwicklung ist, mit dem nicht weiter zu entwickelnden Röntgen-C-Bogenstativ.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind Roboter bei beiden Röntgenbildaufnahmeeinrichtungen vorgesehen, und zwar stehen beide Roboter entweder auf dem Boden, beide Roboter hängen an der Decke, oder der eine Roboter steht auf dem Boden und der andere Roboter hängt an der Decke.
Bei dem an der Decke aufgehängten Roboter kann ebenfalls ein herkömmlicher Knickarmroboter verwendet werden.
Zur besonderen Anpassung an die Raumgegebenheiten kann die an der Decke angeordnete Röntgenbildaufnahmeeinrichtung aber auch einen ersten Roboterarm umfassen, an dem die Röntgenstrahlungsquelle befestigt ist, und einen zweiten Roboterarm, an dem der Röntgendetektor befestigt ist. Durch den Verzicht auf einen Röntgen-C-Bogen, kann eine zusätzliche Flexibilität erhalten werden. Die Roboterarme können insbesondere, zum Beispiel durch Ausstatten mit einem geeigneten Gelenk, so ausgebildet sein, dass sie ein Hochklappen von Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor in Richtung zur Decke (bzw. an die Decke) ermöglichen. Bei Verwendung der beiden gesonderten Roboterarme ist es auch möglich, diese relativ zueinander verfahrbar auszugestalten. Eine Drehung der Gesamtheit ist nicht ausgeschlossen. Vielmehr können die Roboterarme an einer Platte aufgehängt sein, die drehbar ist. Die Platte kann auch kippbar sein, sodass ein zusätzlicher Freiheitsgrad gewonnen wird, der von herkömmlichen Stativen mit Röntgen-C-Bogen nicht bekannt ist.
Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor können auch jeweils an ihrem Roboterarm verkippbar sein, insbesondere durch Bereitstellen eines geeigneten Gelenks am jeweiligen Ende der Roboterarme.
Die Mittel zum Steuern der Bewegungen der Roboterarme beziehungsweise der Bewegungen an den Roboterarmen sollten selbstverständlich so ausgebildet sein, dass der Röntgendetektor immer die von der Röntgenstrahlungsquelle ausgehende Strahlung empfängt, d. h. eine Bewegung sollte gekoppelt erfolgen.
Sämtliche oben genannten Ausführungsformen, bei denen beide Röntgenbildaufnahmeeinrichtung über einen Roboter verfügen, haben den Vorteil, dass diese dann nicht notwendigerweise im Rahmen einer Röntgenbiplananlage zusammenwirken müssen. Vielmehr ist es denkbar, dass beide Röntgenbildaufnahmeeinrichtungen unabhängig voneinander zeitgleich als Monoplananlagen verwendet werden. Bei herkömmlichen Röntgenbiplananlagen kann lediglich eine der Röntgenbildaufnahmeeinrichtungen, nämlich üblicherweise die bodengestützte Röntgen-C-Bogenanlage als Monoplananlage verwendet werden, während das Röntgen-C-Bogenstativ lediglich weggefahren wird und nicht gesondert nutzbar ist.
Eine besonders hohe Flexibilität ergibt sich bei der Ausführungsform mit Robotern, an denen ein Röntgen-C-Bogen befestigt ist, wenn dieser abnehmbar ist. Die Roboter können dann auch für andere Aufgaben genutzt werden. So kann vorgesehen sein, dass an dem einen Roboter die Röntgenstrahlungsquelle und an dem anderen Roboter der Röntgendetektor befestigt wird und diese beiden Roboter dann koordiniert bewegt werden. Man erhält so eine besonders hochgradig flexible Monoplananlage auf Grundlage der beiden Roboter, die für die Röntgenbiplananlage bereitgestellt wurden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass einer der Roboter den Röntgen-C-Bogen behält, und dass der zweite Roboter zum Verfahren des Patiententisches mit einer Patiententischeinheit gekoppelt wird. Die Roboter können dann koordiniert bewegt werden, und durch die im Vergleich zu einer herkömmlichen Monoplananlage hinzugekommenen Freiheitsgrade, die mit der Beweglichkeit des Patiententisches zusammenhängen, können sich gänzlich neue Möglichkeiten der Ausnutzung der Anlage ergeben.
Durch die oben genannten Verfahren zum Nutzen der durch eine Röntgenbiplananlagen bereitgestellten Möglichkeiten wird die Anschaffung einer solchen Röntgenbiplananlage besonders lohnend.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in der
1 eine Röntgenbiplananlage gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt,
2 eine Röntgenbiplananlage gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt,
3 eine Röntgenbiplananlage gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt, und
4 eine Röntgenbildaufnahmeeinrichtung für eine weitere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
Eine in 1 gezeigte, im Ganzen mit 10 bezeichnete Röntgenbiplananlage umfasst eine erste Röntgenbildaufnahmeeinrichtung 12 und eine zweite Röntgenbildaufnahmeeinrichtung 14. Die erste Röntgenbildaufnahmeeinrichtung 12 umfasst einen 6-Achsen-Knickarmroboter 16, an dem ein C-Bogen 18 befestigt ist, der eine Röntgenquelle 20 und eine Röntgendetektor 22 trägt. Die zweite Röntgenbildaufnahmeeinrichtung 14 ist eine herkömmliche Röntgenbildaufnahmeeinrichtung, die ein auf Schienen 23 verfahrbares Stativ 24 umfasst, das einen verfahrbaren Röntgen-C-Bogen 26 trägt, an dem ebenfalls eine Röntgenstrahlungsquelle 28 und eine Röntgendetektor 30 befestigt sind. Die Röntgenbiplananlage 10 unterscheidet sich von herkömmlichen Röntgenbiplananlagen durch die Verwendung des Roboters 16. Der Roboter 16 hat wesentlich mehr Freiheitsgrade als ein herkömmliches Röntgen-C-Bogensystem. Damit werden bestimmte Stellungen von Röntgenstrahlungsquelle 20 und Röntgendetektor 22, insbesondere auch relativ zur Röntgenstrahlungsquelle 28 und dem Röntgendetektor 30 möglich, es sind also die Bildaufnahmemöglichkeiten der Röntgenbiplananlage 10 im Vergleich zu herkömmlichen Röntgenbiplananlagen erweitert.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt 2. Die dort gezeigte Röntgenbiplananlage 10' umfasst die erste Röntgenbildaufnahmeeinrichtung 12 mit dem Roboter 16, die die erste Röntgenbiplananlage 10 auf jeden Fall aufweist, und als zweite Röntgenbildaufnahmeeinrichtung eine identisch aufgebaute Röntgenbildaufnahmeeinrichtung 12' mit einem Roboter 16', einem C-Bogen 18', Röntgenstrahlungsquelle 20' und Röntgendetektor 22'. Durch die Verwendung gleich zweier Roboter 16 und 16' sind im Vergleich zum Röntgenbiplananlage 10 bei der Röntgenbiplananlage 10' die Bewegungsmöglichkeiten weiter erhöht, es können Bildabtastungen erfolgen, die dem Vollständigkeitsbetrieb genügen, und zwar in relativ kurzer Zeit, was Kontrastmittel einspart. Die beiden Röntgenbildaufnahmeeinrichtungen 12 und 12' sind auch unabhängig voneinander einsetzbar. Während die 2 lediglich einen Patiententisch 32 zeigt, kann vorgesehen sein, dass die erste Röntgenbildaufnahmeeinrichtung 12 diesem Patiententisch 32 zugeordnet ist und die zweite Röntgenbildaufnahmeeinrichtung 12' um einen großen Winkel um die 180° gedreht und so einem in der 2 nicht gezeigten weiteren Patiententisch zugeordnet wird. Die beiden Röntgenbildaufnahmeeinrichtungen 12 und 12' der Röntgenbiplananlage 10' können somit einzeln als Röntgenmonoplananlagen eingesetzt werden.
In Abwandlung der Ausführungsform gemäß der 2, bei der die Roboter 16 und 16' auf dem Boden stehen, zeigt 3 eine Röntgenbiplananlage 10'', bei der die zweite Röntgenbildaufnahmeeinrichtung 12' an der Raumdecke 34 befestigt ist. Die Befestigung des Roboters 16' an der Raumdecke 34 ermöglicht ein einfaches Wegknicken des Roboters 16' in Richtung zur Decke 34 hin, damit der Roboter 16' dem Betrieb der ersten Röntgenbildaufnahmeeinrichtung 12 nicht stört, wenn diese als Röntgenmonoplaneinrichtung verwendet wird. Das Befestigen der Röntgenbildaufnahmeeinrichtung 12' an der Raumdecke 34 schließt nicht aus, dass diese zweite Röntgenbildaufnahmeeinrichtung 12' zeitgleich mit der ersten Röntgenbildaufnahmeeinrichtung 12 als Röntgenmonoplananlage eingesetzt wird.
Es muss nicht notwendiger Weise ein einziger Knickarmroboter verwendet werden, der den C-Bogen mit Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor trägt. Denkbar ist, dass zwei einzelne Roboterarme 36 und 38 verwendet werden. Dies zeigt 4:
Insbesondere bei dem an der Decke befestigten System ist an dem ersten Roboterarm 36 die Röntgenstrahlungsquelle 40 befestigt und an dem zweiten Roboterarm 38 die zweite Röntgenstrahlungsquelle 42. Die Roboterarme 36 und 38 erlauben eine Vielzahl von Bewegungen. Die Röntgenstrahlungsquelle 40 und der Röntgendetektor 42 sollen zum Einen derart an den Roboterarmen 36 und 38 befestigt sein, dass sie sich entsprechend den Pfeilen 44 und 46 relativ zu den Roboterarmen 36 und 38 hin und her bewegen lassen (verkippen lassen).
Ungefähr mittig an den Roboterarmen sind Gelenke 46, 48 vorgesehen, die ein Umklappen des Roboterarmes 36 bzw. 38 entsprechend den Pfeilen 50 und 52 ermöglichen. Die Röntgenstrahlungsquelle 40 und der Röntgendetektor 42 können somit in Richtung zur Raumdecke 34 geklappt werden. Steht die zweite Röntgenbildaufnahmeeinrichtung nach Art der Röntgenbildaufnahmeeinrichtung 12 auf dem Boden, behindern die Roboterarme 36 und 38 selbige nicht, wenn sie als Röntgenmonoplananlage arbeitet.
Die Röntgenarme 36 und 38 sind an einer Grundplatte 54 aufgehängt, und zwar drehbar entsprechend den Pfeilen 56 und 58. An der Grundplatte 54 sind Schienen 23 vorgesehen, die eine Relativbewegung der Roboterarme 36 und 38 aufeinander zu bzw. voneinander weg entsprechend den Pfeilen 60 und 62 ermöglichen. Die Grundplatte 54 ist zudem drehbar (siehe Pfeil 64) und hat als Besonderheit die Eigenschaft, entsprechend dem Pfeil 66 verkippbar zu sein, sodass ein Freiheitsgrad gewonnen wird, den herkömmliche Röntgenbildaufnahmeeinrichtungen nach Art der Röntgenbildaufnahmeeinrichtung 14 nicht haben, wenn sie an der Raumdecke 34 aufgehängt sind.
Die Grundplatte 54 ist überdies als Ganzes in Schienen 23'' entsprechend dem Pfeil 68 entlang der Raumdecke 34 verfahrbar.
Mittel zum Steuern der vielfältigen Bewegungen sollten so ausgelegt sein, dass die Bewegungen von Röntgenröhre 40 und Röntgendetektor 42 zueinander koordiniert verlaufen, wenn Biplanaufnahmen gewünscht sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102006061178 [0006]

Claims

Röntgenbiplananlage (10, 10', 10''), mit einer ersten Röntgenbildaufnahmeeinrichtung (12), die eine Röntgenstrahlungsquelle (20), einen Röntgendetektor (22) und Mittel (16) zum Bewegen von Röntgenstrahlungsquelle (20) und Röntgendetektor (22) umfasst, und mit einer zweiten Röntgenbildaufnahmeeinrichtung (12', 14), die eine Röntgenstrahlungsquelle (20', 28), einen Röntgendetektor (22', 30) und Mittel (16', 26) zum Bewegen von Röntgenstrahlungsquelle (20', 28) und Röntgendetektor (22', 30) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Bewegen zumindest einer der Röntgenbildaufnahmeeinrichtungen (12, 12', 14) zumindest einen Roboter (16, 16', 36, 38) umfassen.
Röntgenbiplananlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Roboter (16, 16') ein Knickarmroboter ist.
Röntgenbiplananlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Bewegen der ersten Röntgenbiplananlage (12) einen auf dem Boden stehenden Roboter (16) umfassen und die Mittel zum Bewegen der zweiten Röntgenbiplananlage ein an der Decke hängendes Röntgen-C-Bogen-Stativ (24) umfassen.
Röntgenbiplananlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Mittel zum Bewegen der ersten Röntgenbildaufnahmeeinrichtung (12, 12') und der zweiten Röntgenbildaufnahmeeinrichtung (12, 12') beide einen auf dem Boden stehenden oder an der Decke aufgehängten Roboter (16, 16') umfassen.
Röntgenbiplananlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Bewegen der ersten Röntgenbildaufnahmeeinrichtung (12) einen auf dem Boden stehenden Roboter (16) umfassen und die Mittel zum Bewegen der zweiten Röntgenbildaufnahmeeinrichtung (12') zumindest einen an der Decke aufgehängten Roboter (16') umfassen.
Röntgenbiplananlage nach Anspruch 5, bei dem der an der Decke (34) aufgehängte Roboter (16') ein Knickarmroboter ist.
Röntgenbiplananlage nach Anspruch 5, bei dem die Mittel zum Bewegen der zweiten Röntgenbildaufnahmeeinrichtung einen ersten Roboterarm (36) umfassen, an dem die Röntgenstrahlungsquelle (40) befestigt ist, und einen zweiten Roboterarm (38) umfassen, an dem der Röntgendetektor (42) befestigt ist.
Röntgenbiplananlage nach Anspruch 7, bei dem die Roboterarme (36, 38) ein Hochklappen (50, 52) von Röntgenstrahlungsquelle (40) und Röntgendetektor (42) in Richtung zur Decke (34) ermöglichen.
Röntgenbiplananlage nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die Roboterarme (36, 38) relativ zueinander verfahrbar (60, 62) sind.
Röntgenbiplananlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem die Roboterarme (36, 38) an einer Platte (44) aufgehängt sind, die drehbar (64) und/oder kippbar (66) ist.
Röntgenbiplananlage nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem die Röntgenstrahlungsquelle (40) und/oder der Röntgendetektor (42) an dem jeweiligen Roboterarm (36, 38) verkippbar (44, 46) ist bzw. sind.
Röntgenbiplananlage nach einem der Ansprüche 4 oder 5, bei dem an beiden Robotern (16, 16') jeweils ein Röntgen-C-Bogen (18, 18') abnehmbar befestigt ist.
Verfahren zum Nutzen der durch eine Röntgenbiplananlage bereitgestellten Möglichkeiten, bei dem eine Röntgenbiplananlage (10', 10'') gemäß Patentanspruch 12 verwendet wird und die Röntgen-C-Bögen (18, 18') von beiden Robotern (16, 16') abgenommen werden, und wobei an dem einen Roboter eine Röntgenstrahlungsquelle und an dem anderen Roboter ein Röntgendetektor befestigt wird und die Roboter koordiniert bewegt werden.
Verfahren zum Nutzen der durch eine Röntgenbiplananlage bereitgestellten Möglichkeiten, bei dem eine Röntgenbiplananlage (10', 10'') gemäß Patentanspruch 12 verwendet wird und von einem der Roboter (16, 16') der Röntgen-C-Bogen (18, 18') abgenommen wird, und wobei an diesem Roboter eine Patiententischeinheit befestigt wird und die Roboter koordiniert bewegt werden.