-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rekonstruktion
einer Körperkarte.
Die vorliegende Erfindung kann auf spezielle Vorteile, aber nicht
ausschließlich,
auf dem Gebiet der medizinischen Bildgebung, der zerstörungsfreien
Kontrolle und insbesondere der medizinischen diagnostischen Vorrichtungen
angewendet werden. Die Erfindung betrifft eine Röntgenvorrichtung, die ein Verfahren der
vorstehend genannten Art zur Rekonstruktion einer Körperdarstellung
aufweist.
-
BESCHREIBUNG DES STANDES DER
TECHNIK
-
Die
Röntgendiagnosevorrichtungen
sind Röntgenbildakquisitionsvorrichtungen.
Diese Vorrichtungen werden verwendet, um Bilder zu erhalten oder
zumindest Sequenzen von Bildern eines Organs, das sich innerhalb
eines Lebewesen, insbesondere eines menschlichen Lebewesens befindet. Ein
Beispiel einer Röntgenvorrichtung
der vorstehend genannten Art ist in 1 gezeigt.
-
Die
Röntgenvorrichtung
von 1 hat bewegliche oder bewegbare Teile, die es
ermöglichen, dass
diese in verschiedene Richtungen um einen Patienten gedreht werden.
Diese bewegbaren Teile sind in der Lage in allen drei Dimensionen
des Raumes gedreht zu werden. Diese beweglichen Teile bestehen im
Allgemeinen aus einem C-Arm, der eine Röntgenröhre an einem Ende und einen
Detektor an dem anderen Ende aufweist. Diese Röhre ermöglicht es einen Röntgenstrahl
entlang einer Emissionsrichtung zu emittieren.
-
Der
Detektor 4 ist an dem C-Arm gegenüberliegend der Röhre 3 und
in der Richtung der Emission befestigt. Der Detektor 4 ist
mit einer Einrichtung verbunden, die verwendet wird, um den Detektor
in Richtung der Emission anzuheben und abzusenken.
-
Der
C-Arm ist mit einem Pfosten mittels eines drehbaren Arms 7 verbunden,
der um eine Achse 11 drehbar ist, die durch ein Iso-Zentrum 12 der
Röntgenvorrichtung
läuft.
-
Die
Röntgenvorrichtung
hat ebenfalls einen Untersuchungstisch 8 oder ein Bett,
auf dem ein Patient 9 gelagert ist. Dieser Untersuchungstisch 8 ist innerhalb
des C-Arms 2 so platziert, dass die Röhre 3 unterhalb des
Untersuchungstisches und der Detektor 4 oberhalb des Untersuchungstisches
angeordnet ist.
-
Alle
drei Elemente, namentlich der Pfosten 6, der drehbare Arm 7 und
der C-Arm 2 sind relativ zueinander eingehängt oder
aufgehängt.
Die Aufhängung
des Pfostens 6, des drehbaren Arms 7 und des C-Arms 2 ermöglichen
es, dass der Röntgenvorrichtung 1 sich
in drei Dimensionen bewegt. Um eine bessere Qualität der Bilder
zu erhalten, wird die Aufzugeinrichtung 5 mit dem Detektor 4 in
Richtung des Patienten abgesenkt. Während dieser Aufzug in Richtung
des Patienten 9 abgesenkt wird, tritt das Risiko auf, dass
der Detektor 4 mit dem Patienten 9 kollidieren
kann.
-
Im
Stand der Technik, hat die Röntgenvorrichtung
ein Modell des virtuellen volumetrischen Körpers eines virtuellen Pa tienten
in einer Datenbank. Dieses Modell des virtuellen Patienten weist eine
feststehende und einfache Gestalt auf. Die Röntgenvorrichtung hat ebenfalls
ein Modell von differenzierten Elementen der Röntgenvorrichtung in der Datenbank.
-
Das
Modell der Röntgenvorrichtung
kombiniert mit dem Modell des virtuellen Patienten ist darauf gerichtet,
die Bewegung der beweglichen Teile der Röntgenvorrichtung für den Fall
zu verlangsamen, dass die Nähe
des virtuellen Patientenkörpers detektiert
wird oder für
den Fall der Berührung
eines Elementes der Röntgenvorrichtung
mit dem virtuellen Patientenkörper.
Die Berührung
zwischen dem Modell der Röntgenvorrichtung
und des virtuellen Patienten stoppt die Vorrichtung nicht, sondern
verlangsamt lediglich ihre Bewegung. Ein Anti-Kollisions-System 10 muss
deshalb mit der Kombination des Modells der Röntgenvorrichtung und dem Modell des
virtuellen Patientenkörpers
in Zusammenhang gestellt werden. Dieses Anti-Kollisions-System 10 kann
ein Annäherungs-
oder Näherungsdetektor und/oder
ein Kontaktdetektor sein. Das Antikollisionssystem 10 stoppt
die Bewegung der beweglichen Teile der Vorrichtung im Falle einer
Berührung
mit dem wirklichen Patient.
-
Diese
Röntgenvorrichtungen
haben jedoch Nachteile. Während
eine radiologischen Untersuchung existiert ein großes Risiko
einer Kollision zwischen dem Detektor und dem Patienten, wenn die Morphologie
des Patienten nicht dieselbe ist wie die Morphologie des virtuellen
Patienten.
-
Wenn
die Größe des Patienten
kleiner ist, als die des virtuellen Patienten, dann wird die Abbremsung
der Bewegung der beweglichen Teile und die Projektion der Röntgenstrah len
bei einem entfernten Abstand von dem Patienten durchgeführt. In
diesem Fall ist der Detektor nicht nahe genug an dem Patienten,
um ein Bild des Körperteils,
das einer Radiographie unterzogen wird, mit einer niedrigeren Dosis
der Röntgenstrahlen
zu erhalten.
-
Wenn
die Patientengröße größer ist
als die des virtuellen Patienten, dann werden die beweglichen Teile
abgebremst oder gestoppt wenn es zu spät ist, um eine Kollision zwischen
dem Detektor und dem Patienten zu vermeiden.
-
Mit
diesem Anti-Kollisionssystem hat der Anwender händisch die Geschwindigkeit
des C-Arms und/oder des Pfostens und/oder des drehbaren Arms zu
verringern, um das Risiko der Kollision zwischen dem Detektor und
solchen Teilen des Patienten zu verringern, die sich zwischen dem
Detektor und dem Patienten befinden, wenn diese beweglichen Teile bei
einer maximalen Geschwindigkeit sind und wenn die Morphologie des
realen Patienten größer ist
als die des virtuellen Patienten. Der Benutzer hat ebenfalls den
Detektor manuell näher
an den realen Patienten zu bringen, wenn diese Morphologie des realen
Patienten kleiner ist als die des virtuellen Patienten.
-
Wenn
die beweglichen Teile bei einer maximalen Geschwindigkeit sind,
muss der Benutzer immer befürchten
den Patienten zu verletzten. Als ein Ergebnis steht der Benutzer
bis zu einem gewissen Grad unter Druck, wenn diese beweglichen Teile
sich bewegen. Der praktische Arzt neigt dann dazu, die Geschwindigkeit
der beweglichen Teile zu verringern, auch wenn es kein Risiko gibt,
den Patienten zu verletzten. Dies führt zu einer verringerten Produktivität der Röntgenvorrichtung.
-
Die
Verwendung dieser Art der Röntgenvorrichtungen
geht mit einer Aktion des praktischen Arztes zur Steuerung der Geschwindigkeiten
der beweglichen Teile der Röntgenvorrichtung
einher. Die Geschwindigkeit der beweglichen Teile ist deshalb nie maximal.
-
Darüber hinaus
muss der Benutzer, der ein Arzt oder eine Krankenschwester oder
jede Person, die es gewöhnt
ist mit diesen Vorrichtungen zu arbeiten, geschult werden, die Geschwindigkeit
der beweglichen Teile der Röntgenvorrichtung
zu handhaben.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Die
Erfindung zielt darauf genau die vorstehend genannten Nachteile
des Standes der Technik zu überwinden.
Zu diesem Zwecke wird ein Verfahren vorgeschlagen zur Rekonstruktion
der Kontur des wirklichen Patientenkörper, vorzugsweise durch Lernen.
Diese Rekonstruktion der Morphologie des realen Patienten befreit
die Handlung von der Morphologie des virtuellen Patienten sowie
die Nachteile, die mit durch die Verwendung der virtuellen Morphologie
verursacht sind.
-
Um
dies zu erreichen, weist der Detektor zusätzlich zu den konventionellen
Sensoren eine Antenne auf, die in Richtung der Emission der Röntgenstrahlen
platziert ist. Diese Antenne hat Elektroden. An jeder Position der
beweglichen Teile um den Patienten messen die Elektroden gleichzeitig
einen Abstand zwischen dem Patientenkörper und dem Detektor. Vorherige
Kenntnis der Position des Untersuchungstisches relativ zu dem Detektor
im Raum macht es möglich,
zu jeder Elektrode der Antenne eine gemessene Entfernung zuzuordnen.
-
Diese
Datenteile werden in eine Datenbank übertragen, um die Position
und die volumetrische Form der Patientenabbildung, die im Sinne
der Erfindung auch als Patientenkarte bezeichnet wird, zu erhalten.
Dies schafft ein Echtzeitwissen der Position der beweglichen Teile
relativ zu der Haut des Patienten.
-
Folglich
ermöglicht
die Kombination der Bewegung des Detektors mit den Bewegungen der Elektroden
der Antenne und der Sensoren die Akquisition einer volumetrischen
Darstellung, die im Sinne der Erfindung als Karte bezeichnet wird,
jedes leitenden Objektes, das auf dem Untersuchungstisch platziert
ist.
-
Diese
Art der Rekonstruktion einer Körperkarte
macht es möglich,
eine Geschwindigkeit der Bewegung der beweglichen Teile der Röntgenvorrichtung
aus den zugeordneten Entfernungen zu bestimmen. Dieses Verfahren
der Erfindung ist als Ganzes objektiv und nicht subjektiv von der
Handlung des Benutzers abhängig.
-
Die
volumetrische Rekonstruktion der Karte des Patientenkörpers vor
dem Beginn der Untersuchung verringert die benötigte Zeit, das zu untersuchende
Organ am Isozentrum vorher zu positionieren, und eliminiert die
Röntgendosis,
die für
die Handlung der Vorpositionierung benötigt wird. Das Isozentrum ist
der Punkt, der am Schnittpunkt zwischen der zentralen Achse des
Strahls und der Achse der Drehbewegung oder Kurve der Röntgenröhre. Durch
die Erfindung kann die Vorpositionierung des Organs am Isozentrum
ohne Röntgen strahlen
erfolgen, was folglich eine Verringerung der Röntgendosis ermöglicht,
die vom Patienten während
der Untersuchung empfangen wird.
-
Auf ähnliche
Art und Weise ermöglicht
die volumetrische Rekonstruktion der Karte des Patientenkörpers, den
Abstand zwischen dem Detektor und dem Patientenkörper zu optimieren, wodurch
die Röntgendosis
erniedrigt wird, die vom Patienten empfangen wird. Die Information über den
Abstand zwischen jedem Punkt des Patientenkörpers und dem Detektor wird
verwendet, um die Röntgendosis anzupassen.
-
Die
volumetrische Rekonstruktion der Karte des Patientenkörpers wird
mit dem Ziel durchgeführt, die
Bildqualität
zu verbessern.
-
In
einer radiologischen Untersuchung wird die volumetrische Rekonstruktion
der Karte des Patientenkörpers
verwendet, um die Röntgendosis
zu berechnen, die während
der radiologischen Untersuchung für jeden Sektor der bestrahlten
Haut des Patienten akkumuliert wird.
-
Die
volumetrische Rekonstruktion der Karte des Patientenkörpers zielt
darauf ab die vorherige Anti-Kollisionstestphase vor der Hochgeschwindigkeitsakquisitionsphase
zu eliminieren.
-
Die
volumetrische Rekonstruktion der Karte des Patientenkörpers ermöglicht die
Durchführung der
Verifikation auf der Patientenposition, um jede Verschiebung zwischen
zwei Akquisitionsphasen zu erfassen. Dies verhindert die Injektion
von Kontrastmittel, wenn der Patient sich zwischen zwei Phasen der
Untersuchung bewegt hat, was die Subtraktion von Bildern verlangt.
-
Insbesondere
betrifft ein Merkmal der Erfindung ein Verfahren zur 3D-Rekonstuktion
einer Körperkarte,
worin:
ein Arm einer Röntgenvorrichtung,
der eine Röntgenröhre trägt, und
eine Aufzugseinrichtung, die an einen Detektor befestigt ist, entlang
einer Trajektorie relativ zu dem Körper verschoben werden, wobei
der Detektor so angeordnet ist, dass dieser gegenüberliegend
zu der Röhre
angeordnet ist,
die Aufzugseinrichtung von dem Detektor in
Richtung des Körpers
herabgelassen wird,
für
Messungen der Abstände
zwischen dem Detektor im Bereich des Körpers, der außerhalb
des Feldes der Röntgenstrahlen
angeordnet ist, die Sensoren verwendet werden, die auf einer Kante
des Detektors angeordnet sind,
die Geschwindigkeit der Annäherung der
Aufzugseinrichtung relativ zu dem Körper automatisch entsprechend
dieser gemessenen Abstände
gesteuert wird,
worin
Messungen der Abstände zwischen
dem Detektor und den Teilen des Körpers durchgeführt werden,
die im Röntgenstrahlenfeld
angeordnet ist,
die Messungen der Abstände zwischen dem Detektor und
den Teilen des Körpers,
die im Röntgenstrahlenfeld
angeordnet sind, und den Messungen der Abstände zwischen dem Detektor und
den Teilen des Körpers,
die außerhalb
des Röntgenstrahlenfeldes angeordnet
sind, zu einer Bild-Lernbasis übertragen werden,
die einen gemessenen Abstand jedem Pixel des Körpers zuordnet,
die Lernbasis
die 3D-Rekonstruktionsparameter der Körperkarte ausgibt.
-
Die
Erfindung kann einen oder mehrere der folgenden Eigenschaften und
Merkmale aufweisen:
einen Geschwindigkeitsansatz des Detektors
zum Körper
wird aus den gemessenen Abständen
berechnet,
die Geschwindigkeit der Bewegungen der Aufzugseinrichtung
des Detektors wird automatisch entsprechend des berechneten Geschwindigkeitsansatzes und
der 3D-Rekonstruktion der Körperkarte
gesteuert,
ein erfasster Positionsabstand des Detektors zum Körper wird
automatisch entsprechend einem Risiko der Kollision zwischen dem
Detektor und der 3D-Rekonstruktion der Körperkarte gesteuert,
abhängig von
der 3D-Rekonstruktion der Körperkarte,
wird eine Dicke des Körpers
bestimmt,
die Intensität
der empfangenen Röntgenstrahlen durch
den Körper
wird entsprechend der Dicke des Körpers und der gemessenen Abstände reguliert,
zwei
Messungen der Entfernungen zwischen dem Detektor und dem Patientenkörper werden
ohne Röntgenbestrahlung
durchgeführt,
diese
Messungen werden auf die Lernbasis übertragen, was eine grobe 3D-Rekonstruktion
der Körperkarte
am Ausgang ergibt,
das zu untersuchende Organ wird am Isozentrum
der Röntgenvorrichtung
entsprechend der groben 3D-Rekonstruktion der Körperkarte platziert,
die
Röhre oder
der Körper
wird in einer vorbestimmten Position entsprechend der durchzuführenden
Untersuchung platziert,
von der Röhre wird ein Röntgenstrahl
mit einer Größe, die
durch einen Kollimator der Röhre
definiert ist, auf die rekonstruierte Körperkarte emittiert,
eine
Bestrahlungszeit dieser Fläche
für den
Röntgenstrahl
wird gemessen,
die akkumulierte Dosis der Röntgenstrahlen auf die Fläche wird
entsprechend der gemessenen Zeit der Bestrahlung und der Größe des Röntgenstrahls
berechnet,
in einer Untersuchung, die eine Subtraktion der
Bilder verlangt, wird die Röhre
des Körpers
in einer Position platziert, die entsprechend der durchzuführenden Untersuchung
vorherbestimmt ist,
eine erste Rekonstruktion der externen
Umhüllenden des
Körpers
wird ermittelt,
ein erstes radiologisches Bild des Körpers wird
aus den Röntgenstrahlen,
die durch den Detektor erfasst werden erzeugt,
eine zweite
Rekonstruktion der Körperkarte
wird ermittelt,
die erste Rekonstruktion der Körperkarte
wird mit der zweiten Rekonstruktion der Körperkarte verglichen,
wenn
die zweite Rekonstruktion der Körperkarte
relativ zu der ersten Rekonstruktion der Körperkarte verschoben wurde,
dann wird ein neues radiologisches Bild und eine neue Rekonstruktion
der Körperkarte ermittelt,
und diese neue Rekonstruktion der Körperkarte wird mit der zweiten
Rekonstruktion der Körperkarte
verglichen und so weiter und so fort,
wenn nicht wird ein Kontrastmittel
in den Körper
injiziert und es wird ein zweites radiologisches Bild des Körpers ermittelt,
das
erste radiologische Bild wird mit dem zweiten radiologischen Bild
verglichen, um eine medizinische Analyse durchzuführen oder
zu erhalten.
-
Eine
Aufgabe der Erfindung ist ebenfalls eine Röntgenvorrichtung, die aufweist:
eine
Röntgenröhre, die
einen Röntgenstrahl
entlang einer Richtung der Emission emittiert,
einen Röntgendetektor,
der so angeordnet ist, dass dieser gegenüberliegend zur Röhre und
in Richtung der Emission der Röntgenstrahlen
angeordnet ist,
eine Aufzugeinrichtung, die verwendet wird,
den Röntgenstrahlendetektor
in Richtung der Emission anzuheben und abzusenken,
einen Arm,
der den Detektor und die Röntgenröhre lagert,
einen
Pfosten, der mit dem Arm durch einen drehbaren Arm verbunden ist,
Sensoren,
die auf dem Detektor angeordnet sind,
worin
der Detektor
eine Antenne aufweist, die in der Richtung der Emission der Röntgenstrahlen
angeordnet ist,
die Vorrichtung einen Schaltkreis für die 3D-Rekonstruktion
des Patientenkörpers
aus der Lernbasis auf der Basis von Simultanmessungen der Abstände zwischen
dem Detektor und dem Körper
aufweist, die durch die Sensoren des Detektors und durch die Antenne
gegeben sind.
-
Die
Erfindung kann einen oder mehrere der im Folgenden aufgeführten Merkmale
enthalten:
eine Schaltung für
die automatische Kontrolle und/oder Steuerung der Geschwindigkeit
des drehbaren Arms und/oder des Arms und/oder des Pfostens und/oder
der Aufzugseinrich tung auf der Basis dieser Rekonstruktion und der
gemessenen Abstände,
eine
Schaltung, um die Intensität
der Röntgenstrahlen
auf der Basis dieser Rekonstruktion und der gemessenen Abstände zu regeln,
eine
Schaltung, um die Zeit der Bestrahlung einer Fläche der rekonstruierten Körperkarte
mit den Röntgenstrahlen
zu berechnen,
eine Schaltung, um eine akkumulierte Röntgendosis, die
durch die Fläche
empfangen wurde, zu berechnen.
die Antenne weist mehrere kapazitive
Elektroden auf, die aus einem leitenden Material hergestellt sind,
die
Antenne ist eine flexible gedruckte Schaltung aus einem für Röntgenstrahlen
transparenten Material, wie beispielsweise Kunststoff, und die Elektroden sind
aus einem leitenden Material, wie beispielsweise Aluminium, hergestellt.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
-
Die
Erfindung wird besser und deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung
und der nachfolgenden Zeichnung verstanden. Diese Figuren sind lediglich
zu Zwecken einer Veranschaulichung dargestellt und sind in keiner
Weise beschränkend
für den
Schutzumfang der Erfindung. In diesen Figuren ist:
-
1,
die bereits beschrieben wurde, eine schematische Ansicht eines vaskulären Typs
der Röntgenvorrichtung
nach dem Stand der Technik;
-
2 eine
schematische Ansicht eines vaskulären Typs der Röntgenvorrichtung
gemäß der Erfindung;
-
3 stellt
Einrichtungen dar, die das Verfahren gemäß der Erfindung implementieren;
-
4 ist
eine schematische Darstellung einer Antenne gemäß der Erfindung.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER AUSFÜHRUNGSFORM
DER ERFINDUNG
-
2 ist
eine räumliche
Darstellung eines vaskulären
Typs der Röntgenvorrichtung 100 gemäß der Erfindung.
Diese Vorrichtung 100 weist beispielsweise eine Röntgenröhre 101 sowie
einen Röntgendetektor 102 auf.
Diese Röhre 101 emittiert
einen Röntgenstrahl 103 entlang
einer Richtung 104 der Emission.
-
Die
Röhre 101 und
der Detektor 102 sind beide an den Enden jeweils an einer
Seite eines C-Arms 105 befestigt. Dieser Arm 105 ist
in dem Beispiel von 2 wie ein Bügel geformt. Der Detektor 102 ist
an dem Arm 105 gegenüberliegend
zur Röhre 101 und in
der Richtung 104 der Emission so befestigt, dass dieser
den Röntgenstrahl 103 erfasst.
Der Detektor 102 ist mit einer Aufzugeinrichtung A verbunden,
um den Detektor 102 in einer Richtung der Emission 104 zu
heben und zu senken. Die Aufzugweinrichtung A ist mit dem Arm 105 verbunden.
-
Der
Arm 105 ist mit einem L-förmigen Pfosten 106 durch
einen drehbaren Arm 107 verbunden. Ein Kollimator, der
am Ende der Röhre 101 angeordnet
ist, kann dazu genutzt werden, dem Röntgenstrahl eine Form zu geben,
der aus der Röhre 103 emittiert
wird. Folglich könnte
dieser Kollimator insbesondere die Breite des Strahls 103 verändern.
-
Die
Röntgenvorrichtung
hat ebenfalls einen Untersuchungstisch 108, auf dem sich
ein Patient 109 liegend befindet. Dieser Untersuchungstisch 108 ist
fixiert und an einem Rahmen 110 eingehakt. Dieser Untersuchungstisch 108 ist
innerhalb des C-Arms 105 so platziert, dass die Röhre 101 unterhalb
des Untersuchungstischs 108 und der Detektor oberhalb des
Untersuchungstischs 108 platziert sind. Je nachdem welche
Untersuchung durchgeführt
wird, behalten die Röhre 101 und
der Detektor 102 vorzugsweise stets diese räumliche
Konfiguration bei. In bestimmten Untersuchungen kann die Röhre 101 oberhalb
des Untersuchungstischs 108 und der Detektor 102 unterhalb
des Untersuchungstischs 108 platziert sein.
-
Folglich,
nachdem de Detektor 102 den Strahl 103 empfangen
hat, der Teile des Patientenkörpers
durchquert hat, gibt der Detektor 102 elektrische Signale
ab, die der Intensität
der empfangenen Strahlen entsprechen. Diese elektrischen Signale können mittels
Drahtverbindungen (nicht gezeigt) zu einem Computer 111 übertragen
werden. Diese elektrischen Signale können von dem Computer 111 verwendet
werden, um ein Bild zu erzeugen, das dem Teil des analysierten Körpers entspricht.
Dieses Bild kann auf einem Bildschirm dieses Computers 111 als ein
Radiogramm betrachtet oder auf einem Blatt für eine radiographische Handlung
ausgedruckt werden.
-
Um
eine Untersuchung jedes Teils des Körpers des Patienten 109 zu
ermöglichen,
kann der Strahl 103 in einer Vielzahl von Richtungen um
den Patienten orientiert sein. Tatsächlich können die Position der Röhre 101 und
des Detektors 102 durch den Benutzer verändert werden.
An diesem Ende sind der L-förmige
Pfosten 106, der drehbare Arm 107 und der C-förmige Arm 105 alle
drei in einer relativ zueinander schwenkbaren Position eingehängt.
-
Genauer
gesagt ist der L-förmige
Pfosten eingehängt
und schwenkt auf dem Boden mittels eines ersten Motors 112.
Dieser Motor 112 ermöglicht es
folglich dem Pfosten 106, um eine vertikale Achse 113 zu
drehen. In einer besonderen Ausführungsform
kann der Pfosten 106 um den Patienten 109 unter
einem Winkel 114 drehen, der von –100° bis +100° reicht.
-
Der
rotierende Arm 107 ist eingehängt und schwenkt mittels eines
zweiten Motors 115 um den Pfosten 106. Dieser
zweite Motor 115 ermöglicht
es, den drehbaren Arm 107 um eine horizontale Achse 116 zu
drehen, die senkrecht zu einer Fläche des Pfostens 106 steht.
In einer besonderen Ausführungsform
kann der drehbare Arm 107 um diese Achse bei einem Winkel 117 drehen,
der von –117° bis +105° reicht.
-
Der
Arm 105 kann um eine Verbindung 118 gleiten. Folglich
kann der Arm 105 um eine Achse 119 drehen, die
durch das Zentrum einer Scheibe geht, die durch zwei C-Arme, die
nebeneinander angeordnet sind, beschrieben wird. Diese Achse 119 steht
darüber
hinaus für
die gezeigte Position senkrecht zu der Achse 116 und zu
der Achse 113.
-
Wenn
die Bewegungen der Drehung um die drei Achsen 113, 116 und 119 kombiniert
werden, ermöglicht
die Verbindung 118 das Strahlenbündel 103 der Röntgenstrahlen
alle Richtungen der Emission der Röntgenstrahlen einschließlich innerhalb
einer Kugel zu beschrieben. Durch die Motoren 112 und 115 und
die Verbindung 118 kann der Strahl 103 durch Teile
des Patienten entlang einer Vielzahl von möglichen Orientierungen treten.
-
Als
eine Variante ist es möglich,
mehr als die zwei Motoren 112 und 115 zu verwenden,
um die Anzahl der Freiheitsgrade der Vorrichtung 100 weiter
zu erhöhen.
Die Erhöhung
der Anzahl der Freiheitsgrade dieser Vorrichtung erleichtert die
Verschiebung der Röhre 101 und
des Detektors 102. Es ist folglich möglich, eine genau vorgegebene
Position auf verschiedenen Wegen zu erreichen.
-
Der
Detektor 102 weist Sensoren 102a auf, die an dessen
Kante angeordnet sind. Diese Sensoren 102a ermöglichen
der Vorrichtung 1 mit Informationen ausgestattet zu sein,
die mindestens eine Messung des Abstandes zwischen dem Detektor 102 und
den Teilen des Körpers
des Patienten 109, die nicht in dem Röntgenstrahlungsfeld 103 angeordnet sind.
-
Die
Sensoren 102a sind bevorzugt von einem kapazitiven Typ.
Andere Arten von Sensoren können
verwendet werden, beispielsweise vom Typus der optischen Sensoren,
der Ultraschall- oder Infrarot-Sensoren.
-
Die
kapazitiven Sensoren 102a ermöglichen es dem Patienten einer
Erfassung durch ein diesen abdeckendes steriles Tuch unterzogen
zu werden. Die Verwendung dieses Typs des kapazitiven Sensors, erniedrigt
die Anzahl der Sensoren, die auf dem Detektor 102 vorhanden
sind, deutlich. Der Sensor 102a hat keinen Filterschaltkreis,
da das sterile Tuch, das den Patienten 109 abdeckt, die
Messung der Sensoren nicht stört.
Mit der kapazitiven Erfassung wird das sterile, den Patienten 109 abdeckende
Tuch nicht von dem Sensor 102a detektiert.
-
Der
Detektor 102 hat eine Antenne auf einer Fläche, die
in dem Röntgenstrahlenfeld
angeordnet ist. Diese Antenne ist in 3 gezeigt.
Die Antenne wird verwendet, um den Sensor, der in dem Röntgenstrahlenfeld
zwischen dem Detektor und der Karte des Patientenkörpers angeordnet
ist, zu charakterisieren. In einem Beispiel charakterisiert eine
Antenne eine Distanz von 20 cm von dem Detektor bis zu der Karte
des Patientenkörpers
in dem Röntgenstrahlenfeld.
-
Diese
Antenne ist bestimmt, um alle leitenden Objekte, die in dem Röntgenstrahlenfeld
platziert sind, zu detektieren, ohne die Qualität des Bildes zu beeinträchtigen
oder zu stören
oder die Röntgenstrahlen
zu stoppen.
-
Diese
Antenne hat Elektroden. An jeder Position der beweglichen Teile
um den Patienten, messen die Elektroden gleichzeitig mit den Sensoren
einen Abstand zwischen dem Patientenkörper und dem Detektor. Die
Elektroden sind so in der Antenne positioniert, dass diese die Messung
der Abstände zwischen
dem Patientenkörper
und dem Detektor mit einer Präzision
von ungefähr
einem Zentimeter ermöglichen,
wenn der Detektor nahe dem Patienten ist. Folglich je näher der
Detektor an den Patienten kommt, desto größer ist die Genauigkeit der
Messung der Abstände
und desto größer ist
die Präzision der
Rekonstruktion der Körperkarte.
-
Die
Messungen, die mit den kapazitiven Sensoren und den Elektroden der
Antenne durchgeführt wurden,
werden mittels eines externen Bus B an eine Steuer-Logik 120 in
Form von elektrischen Signalen übertragen.
Die elektrischen Signale ermöglichen dieser
Steuer-Logik 120 ein 3D-Bild durch Lernen aus einer Datenbank
von Bildern zu rekonstruieren, wobei dieses 3D-Bild einer Karte
des Patientenkörpers
entspricht. Diese Bilder ermöglichen
der Steuer-Logikeinheit 120 ein Wissen zu jedem Zeitpunkt von
der Position des Patientenkörpers
relativ zu dem Detektor 102 zu haben, um eine automatische
Steuerverbindung entsprechend der beweglichen Teile der Röntgenvorrichtung 100 aufzubauen,
um automatische Steuerverbindung für einen zu detektierende Positionsabstand
des Detektors aufzubauen, um eine akkumulierte Röntgendosis für jeden
Sektor der bestrahlten Körperkarte
zu berechnen und um die Röntgendosis,
die vom Patienten empfangen wird, einzustellen.
-
In
einem Beispiel weist die Steuer-Logikeinheit 120 einen
Mikroprozessor 121 auf, einen Programmspeicher 122,
einen Datenspeicher 123, einen Darstellungsschirm 126,
der mit einer Tastatur 127 ausgestattet ist, und eine Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle 124 und 125.
Der Mikroprozessor 121, der Programmspeicher 122,
der Datenspeicher 123, der Darstellungs-Bildschirm 126,
der mit der Tastatur ausgestattet ist, und die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 124 und 125 sind
durch einen internen Bus 128 miteinander verbunden.
-
Im
Betrieb, wenn eine Handlung einer Einrichtung zugeordnet wird, wird
diese durch einen Mikroprozessor der Einrichtung ausgeführt, die
durch Anweisungs-Codes gesteuert wird, die in einem Programmspeicher
der Einrichtung gespeichert sind.
-
Die
Steuer-Logikeinheit 120 ist eine solche Einrichtung. Diese
Steuer-Logikeinheit 120 wird oft in Form eines integrierten
Schaltkreises ausgeführt.
-
Der
Programmspeicher 122 ist in verschiedene Zonen unterteilt,
wobei jede Zone zu Anweisungs-Codes gehört, um eine Funktion der Einrichtung
zu erfüllen.
Abhängig
von den Variationen der Erfindung, hat der Speicher 122 eine
Zone 129, die Befehle oder Anweisungs-Codes aufweist, um
eine Trajektorie der Röhre 3 aufzubauen,
und um eine Vielzahl von Projektionen entlang dieser Trajektorien anzuweisen.
Der Speicher 122 hat eine Zone 130, die Anweisungs-Codes
aufweist, um die Sensoren und Elektroden der Antenne anzuweisen,
bevorzugt gleichzeitige Messungen des Abstandes zwischen dem Detektor
und dem Patientenkörper
durchzuführen.
Der Speicher 122 hat eine Zone 131, die Anweisungs-Codes aufweist, um
eine volumetrische Rekonstruktion der Karte des Patientenkörpers durchzuführen. Der
Speicher 122 hat eine Zone 132, die Anweisungs-Codes
aufweist, um eine automatische Steuerverbindung zur automatischen
Steuerung der Geschwindigkeit der beweglichen Teile der Röntgenvorrichtung 100 und
des Erfassungspositionsabstandes des Detektors aufzubauen, um eine
bessere Bildqualität
des radiologischen Bildes zu erhalten.
-
Der
Speicher 122 hat eine Zone 133, die Anweisungs-Codes
aufweist, um die Intensität
der auf den Patienten angewendeten Röntgenstrahlen für eine radiologische
Untersuchung entsprechend der Abstände, die in dem Schritt 130 gemessen
sind und der Rekonstruktion des Patientenkörpers, einzustellen. Der Speicher 122 weist
eine Zone 125 auf, die Anweisungs-Codes aufweist, um die
Bestrahlungszeit der auftreffenden Röntgenstrahlen für jedes
Auftreffen oder Pro jektion zu messen, und um die Akkumulation der
Röntgendosis
für die
bestrahlte Körperfläche zu berechnen.
Der Speicher 122 hat eine Zone 125, die Anweisungs-Codes
zum automatischen Platzieren des zu untersuchenden Organs im Isozentrum
der Vorrichtung auf der Basis der Rekonstruktion des Patentenkörpers aufweist.
-
Die
Steuer-Logikeinheit 122 ist ein Geschwindigkeitssteuersystem,
das eine automatische Steuerung auf der Basis von Informationen
ermöglicht,
die durch verschiedene Sensoren 102a und die Elektroden
der Antenne, des Arms 105 und/oder des Pfostens 106 und/oder
des drehbaren Arms 107 und/oder der Aufzugseinrichtung
A der Röntgenvorrichtung 100 geliefert
werden. Die Steuer-Logikeinheit 122 ist eine Vorrichtung
zur Regelung der von dem Patienten empfangenen Dosis bei der Optimierung
der Messungen des Abstandes zwischen den Elementen der Röntgenvorrichtung 100 und
der Haut des Patienten 109. Die Steuer-Logikeinheit 122 ist ebenfalls
ein System zum Aufbauen einer automatischen Steuerung mittels der
Positionsabstände
des Detektors entsprechend der erhaltenen Bildqualität, der Annäherungsgeschwindigkeit
der Aufzugseinrichtung A und der Rekonstruktion der Körperkarte. Die
Steuerlogikeinheit 122 ist ein System zum Berechnen einer
Akkumulation der Röntgendosis
für die bestrahlte
Hautfläche.
-
In
einer radiologischen Untersuchung gibt der praktische Arzt die Befehle
C1 und/oder C2 und/oder C3 und/oder C4 der Eingabe-Schnittstelle 124 ein
und die Steuer-Logikeinheit sendet dann die Befehle O1 und/oder
O2 und/oder O3 und/oder O4 an die Ausgabe-Schnittstelle 125,
wobei diese Befehle zu den ausführenden
Befehlen gehören.
Diese Befehle O1, O2, O3, O4 werden verwendet, um jeweils Bewegung
an die Motoren 112, den Motor 115, die Verbindung 118,
die Aufzugseinrichtung A zu geben. Der Motor 112 verschiebt
den Pfosten 106 um die Achse 113, die Verbindung 118 verschiebt
den Arm 105 um die Achse 119 und die Aufzugseinrichtung
A verschiebt den Detektor 102.
-
3 stellt
Einrichtungen dar, die das Verfahren der Erfindung implementieren.
In der Implementierung der Erfindung, wird das Verfahren der Rekonstruktion
des Patientenkörpers
aus den Daten erhalten, die direkt von dem digitalen Detektor zu
der Steuer-Logikeinheit gegeben werden.
-
Bezugnehmend
auf 3, gibt in Schritt 200 der praktische
Arzt die Befehle C1 und/oder C2 und/oder C3 und/oder C4 für eine gegebene
Einstellung aus. Die Steuer-Logikeinheit wendet Schritt 201 an,
in dem diese den Sensoren und der Strahlenantenne einen Befehl für die Messung
des Abstandes zwischen dem Detektor und dem Patientenkörper gibt,
bevorzugt als einen absoluten Wert.
-
Sobald
die ersten Messungen erhalten sind, wendet die Steuer-Logikeinheit
den Schritt 202 an. Im Schritt 202 wendet die
Steuer-Logikeinheit einen Algorithmus zur Rekonstruktion der Karte
des Patientenkörpers
an. Dieser Rekonstruktionsalgorithmus wird aus der lernenden Datenbank
erhalten, die zum Beispiel Entscheidungsbäume, ein neuronales Netzwerk
oder ähnliche
Unterstützungsvektormaschinen aufweist.
Um diese Rekonstruktion durchzuführen, überträgt die Steuer-Logikeinheit
die Messung der Abstände
in die Bild-Lernbasis, die einen gemessenen Abstand zu jedem Pixel
des Körpers
zuordnet. Die lernende Basis gibt Parameter für die 3D-Rekonstruktion der
Körperkarte
aus.
-
In
der Tat erlaubt die vorherige Kenntnis der Gestalt des Patienten,
die einmalig ist, und der räumlichen
Position des Untersuchungstisches, der Röhre und des Detektors die Rekonstruktion
des Patientenkörpers
aus den Abstandsmessungen.
-
Die
Steuerlogikeinheit gibt eine grobe Rekonstruktion der Karte des
Patientenkörpers
aus diesen ersten zwei Abstandsmessungen, die durch die Sensoren
und die Antenne gemacht werden.
-
In
Schritt 203 verwendet die Steuerlogikeinheit die grobe
Rekonstruktion der Karte des Patientenkörpers, um das zu untersuchende
Organ direkt am Isozentrum der Röntgenvorrichtung
zu platzieren. Dies ermöglicht
erstens die Eliminierung, der Repositonierungszeit, die im Stand
der Technik mehr als zwei Minuten benötigt. Zweitens spart es die
Röntgenstrahlen
ein, die erforderlich sind, um das zu untersuchende Organ am Isozentrum
zu platzieren.
-
In
Schritt 204 wird ein Aufzug A in Richtung des Patienten 109 abgesenkt.
Während
dieses Absenkens fahren die Sensoren und die Antenne des Detektors
fort, gleichzeitig Messungen des Abstandes durchzuführen, bevorzugt
eine absolute Entfernung, zwischen dem Detektor und dem Patientenkörper.
-
In
Schritt 205 werden die Messungen, die in Schritt 203 durchgeführt wurden
zu der Steuerlogikeinheit übertragen.
Je enger der Detektorkörperschutz,
beispielsweise der absolute Wert des Abstandes verschwindet, desto
stärker
ist das Signal, das durch die Steuerlogikeinheit empfangen wird.
-
In
Schritt 206 wendet die Steuer-Logikeinheit den Rekonstruktionsalgorithmus
auf jede neue Messung an, die von dem Detektor akquiriert wird.
Je größer die
Anzahl der gemessenen Entfernungen ist, die durch den Detektor gegeben
ist, desto feiner ist die Rekonstruktion der Körperkarte. Deshalb sind mehr Daten
für die
Verbesserung der Präzision
der Rekonstruktion der Karte des Patientenkörpers verfügbar.
-
In
Schritt 207 baut die Steuer-Logikeinheit eine automatische
Steuerung über
die Geschwindigkeiten des Armes 105 und/oder des Pfosten 106 und/oder
des drehbaren Arms 107 und/oder der Aufzugseinrichtung
A der Röntgenvorrichtung
entsprechend der Rekonstruktion des Patientenkörpers auf und misst die Abstände. Die
Steuer-Logikeinheit gibt das Folgende an die Röntgenvorrichtung weiter: die Verlangsamung
oder die gleichmäßige Beschleunigung
oder das Stoppen des Arms 105 und/oder des Pfostens 106 und/oder
des rotierenden Arms 107 und/oder der Aufzugseinrichtung
A. Die Tatsache, dass diese Abbremsung der Geschwindigkeit der Aufzugseinrichtung
durch die Steuerlogikeinheit durchgeführt wird, optimiert die Zeit
für die
die Aufzugseinrichtung, die bei einer maximalen Geschwindigkeit
verbleibt. Es verringert das Risiko der Kollision zwischen dem Detektor
und dem Patienten 109 auf ein Minimum.
-
In
Schritt 207 baut die Steuer-Logikeinheit eine automatische
Kontrolle über
die zu detektierenden Positionsabstände des Detektors entsprechend der
Geschwindigkeit der Aufzugseinrichtung A, der zu erhaltenden Bildqualität und der
Rekonstruktion der Körperkarte
auf. Die Steuer-Logikeinheit macht es folglich möglich, einen optimalen Positionsabstand
für den
Detektor zu ermitteln. An diesem optimalen Positionsabstand ist
der Detektor so nahe wie möglich
an dem Pa tienten ohne auf irgendeine Art und Weise in Kollision
mit dem Patienten zu kommen, während
zur selben Zeit eine optimale Bildqualität des Radiogramms ermöglicht wird.
-
Sobald
die Röntgenvorrichtung
im richtigen Einfallswinkel ist, beispielsweise wenn der Detektor an
einem optimalen Detektionspositionsabstand ist, steuert der praktische
Arzt einen Befehl, um die Emission der Röntgenstrahlen zu triggern oder
auszulösen.
Konsequenterweise emittiert die Röntgenröhre Röntgenstrahlenintensitäten, gewöhnlich als Röntgendosis
bezeichnet, die den Patientenkörper zur
Untersuchung durchqueren. Diese Röntgenstrahlen werden durch
die Röhre
in Form eines Röntgenstrahls
emittiert. Ein auf der Röhre
montierter Kollimator wird verwendet, um die Größe des Röntgenstrahls zu bestimmen.
-
In
diesem Schritt 208 regelt die Steuer-Logikeinheit die vom
Patienten empfangene Dosis. Zu diesem Zweck, berechnet die Steuer-Logikeinheit
die Dicke des Patienten. Diese Dicke wird auf der Basis der gemessenen
Abstände
und der Rekonstruktion der Körperkarte
berechnet. Die Regelung der Dosis wird entsprechend der Rekonstruktion
der Karte des Patientenkörpers
und der berechneten Dicke des Patienten durchgeführt.
-
In
Schritt 209 berechnet die Steuer-Logikeinheit die akkumulierte
Röntgendosis
auf jeder bestrahlten Fläche
des Patienten. Zu diesem Zweck misst die Steuer-Logikeinheit eine
Bestrahlungszeit der Röntgenstrahlen
zur rekonstruierten Körperkarte, die
unterhalb des Röntgenstrahls
angeordnet ist. Abhängig
von der Größe des Strahls
und der gemessenen Bestrahlungszeit, berechnet die Steuer-Logikeinheit
die akkumulierte Röntgendosis
für diesen Sektor
der Körperkarte.
-
Diese
akkumulierte Dosis der Röntgenstrahlen
muss auf eine Unersuchung begrenzt sein, da oberhalb einer bestimmten
Quantität
die Röntgenstrahlen
erbschädigende
Substanzen werden.
-
Die
Berechnung der akkumulierten Dosis für einen bestrahlten Sektor
macht es möglich,
ohne die Qualität
des Bildes zu verschlechtern, den Moment zu bestimmen, bei dem die
Röhre in
Richtung eines neuen Sensors der Karte des Patientenkörpers verschoben
werden muss. Dies macht es beispielsweise möglich während eines chirugischen Eingriffs,
wenn die Bestrahlungszeit im Allgemeinen sehr lang ist, die kritische
Zeit für
die vom Patienten empfangene Dosis für einen Teil des Patientenkörpers zu
kennen.
-
Im
Schritt 210 hebt die Steuer-Logikeinheit den Detektor an
und verschiebt die Röhre
zu einem neuen Einfallswinkel um das zu untersuchende Organ des
Patientenkörpers.
In bestimmten radiographischen Untersuchungen kehrt die Steuer-Logikeinheit zu Schritt 204 zurück, um eine
neues Durchstrahlungsbild des zu untersuchenden Organs zu erhalten.
-
In
diesem Fall einer Bild-Subtraktionsuntersuchung, wendet die Steuer-Logikeinheit
die Schritte 211 und 215 an. Das radiographische
Bild, das durch die Steuerlogikeinheit in Schritt 209 erhalten
ist, wird in diesem Fall gewöhnlich
ein Maskenbild genannt.
-
In
Schritt 211 überträgt die Steuer-Logikeinheit
einen Befehl an die Sensoren und zu der Antenne für die Messung
des Abstandes zwischen dem Detektor und dem Patientenkörper.
-
Sobald
die ersten Messungen unter diesem Einfallswinkel erhalten sind,
wendet die Steuer-Logikeinheit den Schritt 212 an. Bei
Schritt 212 wendet die Steuer-Logikeinheit den Algorithmus
für die
Rekonstruktion der Karte des Patientenkörpers an.
-
Die
Steuer-Logikeinheit gibt eine grobe Rekonstruktion des Patientenkörpers von
diesen ersten zwei Messungen des Abstandes, der durch die Sensoren
und die Antenne durchgeführt
wurde.
-
In
Schritt 213 verifiziert die Steuer-Logikeinheit die Möglichkeit
einer Verschiebung zwischen der neuen Rekonstruktion der Karte des
Patientenkörpers,
die in Schritt 212 erhalten wird, und der alten oder vorherigen
Rekonstruktion der Karte des Patientenkörpers, die in Schritt 202 und 206 erhalten sind.
-
Wenn
die zwei Körperkarten
nicht in derselben Position relativ zueinander sind, dann wendet
die Steuer-Logikeinheit den Schritt 214 an. Wenn nicht, wendet
sie Schritt 215 an.
-
In
Schritt 214 wendet die Steuer-Logikeinheit wieder die Schritte 200 und 213 an
solange die zwei Körperkarten
in derselben Position sind. In Schritt 215 injiziert die
Steuer-Logikeinheit ein Kontrastmittel in den Körper des Patienten bezogen
auf das zu untersuchende Organ. Die Steuer-Logikeinheit gibt ein neues radiographisches
Bild des zu untersuchenden Organs mit dem Kontrastmittel.
-
Die
Steuer-Logikeinheit subtrahiert das radiographische Bild, das ohne
Kontrastmittel erhalten ist, von dem radiographischen Bild, das
mit Kontrastmittel erhalten ist. Die se Subtraktion gibt dem praktischen
Arzt ein endgültiges
Bild, das für
die Analyse geeigneter ist.
-
Die
Bilder, die folglich erhalten werden, werden durch einen spezialisierten
praktischen Arzt interpretiert, um eine Diagnose durchzuführen, oder um
als Hilfe für
eine chirugische Operation oder einen Eingriff zu dienen.
-
Für den Patienten,
zielt die Erfindung darauf ab, seine oder ihre Sicherheit, die Geschwindigkeit der
Untersuchung und seinen oder ihren persönlichen Komfort zu erhöhen. Für den praktischen
Arzt ist ebenfalls darauf abgezielt, die Sicherheit, die Bildqualität, die Geschwindigkeit,
die ergonomische Qualität
und dien Bedienungskomfort zu erhöhen.
-
Diese
Art der Röntgenvorrichtung
verringert den Grad des Drucks auf den praktischen Arzt während der
Bewegung des Arms 105 und/oder des Pfostens 106 und/oder
des rotierenden Arms 107 und/oder der Auszugseinrichtung
A um den Patienten. Die Tatsache, dass die Geschwindigkeit des Arms 105 und/oder
des Pfostens 106 und/oder des rotierenden Arms 107 und/oder
der Aufzugseinrichtung A durch die Steuer-Logikeinheit gesteuert
sind, verringert in beträchtlichem
Maße die
Handlung des praktischen Arztes bezogen auf die Geschwindigkeit der
Befehle für
die Bewegung, während
zu derselben Zeit die Produktivität der Röntgenvorrichtung 100 erhöht wird.
-
Die
Erfindung optimiert die Zeit, die benötigt wird, um den Detektor
nahe an den Patienten zu positionieren, ohne das Risiko für eine Verletzung
des Patienten, wenn der drehbare Arm 107 und/oder der Pfosten 106 und/oder
der Arm 105 bei maximaler Geschwindigkeit sind. Es wird
folglich eine auto matische Kontrolle über die Geschwindigkeit des
Detektors aufgebaut und die Dosis der Röntgenstrahlen, die durch den
Patienten empfangen wird, eingestellt und geregelt.
-
4 zeigt
ein Beispiel einer schematischen Darstellung einer Antenne. Die
Antenne 300 ist auf einer Fläche des Detektors in dem Röntgenstrahlenfeld
angeordnet. Die Antenne 300 ist aus einem für Röntgenstrahlen
transparenten Material, wie beispielsweise Plastik, gefertigt. Die
Antenne 300 ist eine flexible, mehrlagige gedruckte Schaltung.
Die Antenne hat mindestens zwei Elektroden 301. Im Beispiel
von 3 hat die Antenne 300 fünfundzwanzig
Elektroden 301.
-
Die
Elektroden 301 sind auf den Kunststofffilm der Antenne 300 gemäß einer
vorher ermittelten Geometrie gedruckt. Diese Geometrie ist entsprechend
den Messungen ermittelt, die erhalten sind, und entsprechend dem
zu detektierenden Organ. Diese Elektroden sind in verschiedenen
Achsen orientiert, um die gesamte nützlichen Zonen abzudecken.
In dem Beispiel von 3, bilden die Elektroden 301 ein
regelmäßiges Gitter.
In einer Varianten können
diese ein unregelmäßiges Gitter
bilden. Die Elektroden 301 können unterschiedliche Größen haben.
In dem Beispiel von 3 haben die Elektroden 301 alle
dieselbe Größe.
-
Es
können
so viele Antennen wie möglich
in dem Röntgenstrahlungsfeld
platziert werden, um die Genauigkeit der Messungen zu steigern.
Je größer die
Anzahl der Elektroden ist, desto höher wird die Auflösung der
Messungen sein. Darüber
hinaus, verbessert die Kombination verschiedener Elektroden mit
verschiedenen Kunststofffilmen die Auflösung des gemessenen Abstandes.
-
Die
Fläche
der Oberfläche
der Elektroden 301 gibt die Genauigkeit der gemessenen
Abstände wieder.
Folglich kann für
eine Oberfläche
mit der Fläche
von 36 cm2, wobei beispielsweise eine Elektrode eine
Seitenlänge
von 6 cm aufweist, der Abstand der Messungen 15 cm mit einer Genauigkeit
von 1 cm betragen, wenn der Detektor in einem bestimmten Abstand
von dem Patienten ist. Je näher
der Detektor an den Patientenkörper
kommt, desto größer ist
die Steigerung der Genauigkeit, die Millimeter werden kann.
-
Die
Steuer-Logikeinheit befiehlt gleichzeitig die Messungen des Abstandes
zwischen der Antenne 300 und dem Körper des Patienten durch die
Elektroden 301. Diese Messungen werden an die Elektronikeinheit
durch die leitenden Pfade 302 gesendet. Letztendlich überträgt die Elektronikeinheit
die durchgeführten
Messungen an die Steuer-Logikeinheit. Diese Messungen werden mit
durchgeführten
Messungen kombiniert, die durch die kapazitiven Sensoren der Abdeckung
durchgeführt
wurden, um die Karte des Patientenkörpers zu rekonstruieren, und
folglich die automatische Kontrolle oder Steuerung des Geschewindigkeitsansatzes
der Röhre
und/oder des Detektors zu ermöglichen,
die automatischen Kontrolle der Abstände zwischen dem Detektor und
der rekonstruierten Körperkarte,
der Berechnung der akkumulierten Röntgendosis für jede der
bestrahlten Hautflächen
des Patienten und der Einstellung und Regulierung der Röntgendosis.
-
Die
Elektroden der Antenne und die Sensoren des Detektors bilden das Äquivalent
einer Pixelkamera, in der jedes Pixel durch eine Elektrode dargestellt
ist. Die Kamera, die entlang des Patientenkörpers verschoben ist, wird
die Bildung einer 3D-Rekonstuktion der Karte des Patientenkörpers durch
einen lernenden Prozess ermöglichen.
-
Um
ein Verfahren zur Rekonstruktion einer Karte eines Patientenkörpers durchzuführen weist ein
Detektor zusätzlich
zu den konventionellen Sensoren eine Antenne auf, die in der Richtung
der Emission der Röntgenstrahlen
angeordnet ist. An jeder Position der beweglichen Teile um den Patienten, messen
Elektroden der Antenne und die Sensoren gleichzeitig einen Abstand
zwischen dem Patientenkörper
und dem Detektor. Einrichtungen werden verwendet, um diese Rekonstruktion
auf der Basis der gemessenen Abstände durchzuführen. Die
Vorrichtung weist Einrichtungen auf, um das Folgende auf der Basis
der Rekonstruktion zu erreichen: automatische Steuerung der Geschwindigkeiten
der beweglichen Teile der Vorrichtung, Einstellung der Röntgendosis
und Berechnen der Zeit zur Bestrahlung mit den Röntgenstrahlen.
-
- 1
- Röntgenstrahlenvorrichtung oder
Röntgenvorrichtung
- 2
- C-Arm
- 3
- Röntgenstrahlenröhre oder Röntgenröhre
- 4
- Detektor
- 5
- Aufzugseinrichtung
- 6
- Pfosten
- 7
- drehbarer
Arm oder Dreharm
- 8
- Untersuchungstisch
- 9
- Patient
- 10
- Anti-Kollisionssystem
- 11
- Achse
- 12
- Isozentrum
- 13
- Achse
- 100
- Röntgenvorrichtung
- 101
- Röntgenvorrichtung
- 102
- Röntgendetektor
- 102a
- Sensor
- 103
- Röntgenstrahl
- 104
- Richtung
der Emission
- 105
- C-Arm
- 106
- L-förmiger Pfosten
- 107
- drehbarer
Arm
- 108
- Untersuchungstisch
- 109
- Patient
- 110
- Rahmen
- 111
- Computer
- 112
- erster
Motor
- 113
- vertikale
Achse
- 114
- Winkel
- 115
- zweiter
Motor
- 116
- horizontale
Achse
- 117
- Winkel
- 118
- Verbindung
- 119
- Achse
- 120
- Steuer-Logikeinheit
- 121
- Mikroprozessor
- 122
- Programmspeicher
- 123
- Datenspeicher
- 124
- Eingabe-Schnittstelle
- 125
- Ausgabe-Schnittstelle
- 126
- Darstellungsbildschirm
oder Display
- 127
- Tastatur
oder Keyboard
- 128
- interner
Bus
- 129-135
- Zonen
- A
- Aufzugseinrichtung
- B
- externer
Bus
- C1,
C2, C3, C4
- Befehle
- O1,
O2, O3, O4
- Kommandos
- 200-215
- Verfahrensschritte
oder Schritte
- 300
- Antenne
- 301
- Elektroden
- 302
- leitender
Pfad oder Leiterbahn