DE102008034178B4 - Determine the positioning settings of an imaging medical system - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Ermitteln der Positionierungseinstellungen eines bildgebenden medizinischen Systems (100), welches ein um ein Isozentrum (126) rotierbares radiologisches Therapie- und/oder Untersuchungsgerät (120) umfassend eine Strahlungserzeugungseinheit (122) und eine Detektoreinheit (124) aufweist und welches translatorische Bewegungen einer Patientenlagervorrichtung (110) relativ zum Isozentrum (126) erlaubt, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Akquirieren erster Positionsdaten der Patientenlagervorrichtung (110) sowie eines ersten Rotationswinkels des radiologischen Geräts (120), bei denen sich ein zu untersuchendes bzw. zu behandelndes Organ (140) eines Patienten (130) mittels entsprechendem Positionieren der Patientenlagervorrichtung (110) durch einen Behandler im Bildzentrum (128) des radiologischen Geräts (120) befindet; – Akquirieren zweiter Positionsdaten der Patientenlagervorrichtung (110) bei einem zweiten Rotationswinkel des radiologischen Geräts (120), bei denen sich das Organ (140) ebenfalls mittels entsprechenden Positionieren der Patientenlagervorrichtung (110) durch den Behandler im Bildzentrum (128) des radiologischen Geräts (120) befindet; und – Berechnen der Positionierungseinstellungen des Systems (100) aus den ersten und zweiten Positionsdaten sowie dem ersten Rotationswinkel und/oder dem zweiten Rotationswinkel derart, daß sich das Organ (140) nach Positionierung mittels der berechneten Positionierungseinstellungen im Isozentrum (126) befindet.Method for determining the positioning settings of an imaging medical system (100) which has a radiological therapy and / or examination device (120) rotatable about an isocenter (126) comprising a radiation generation unit (122) and a detector unit (124) and which translational movements of a Patient positioning device (110) relative to the isocenter (126), characterized by the following steps: acquiring first position data of the patient positioning device (110) and a first rotation angle of the radiological device (120) in which an organ to be examined or treated (140 ) of a patient (130) by appropriately positioning the patient support device (110) by a practitioner in the imaging center (128) of the radiological device (120); Acquiring second position data of the patient-positioning device (110) at a second rotation angle of the radiological device (120), in which the organ (140) also by means of corresponding positioning of the patient support device (110) by the practitioner in the image center (128) of the radiological device (120 ) is located; and - calculating the positioning settings of the system (100) from the first and second position data, and the first rotation angle and / or the second rotation angle such that the organ (140) is positioned in the isocenter (126) after positioning using the calculated positioning settings.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Positionierungseinstellungen eines bildgebenden medizinischen Systems, mit welchem ein zu untersuchendes Organ einfacher in einem Isozentrum des Systems positioniert werden kann.The present invention relates to a method for determining the positioning settings of an imaging medical system with which an organ to be examined can be positioned more easily in an isocenter of the system.

Im medizinischen Bereich werden sowohl in der Diagnostik als auch in der Therapeutik häufig Röntgensysteme zur Bildgebung eingesetzt, beispielsweise auf den Gebieten Kardiologie, diagnostische sowie interventionelle Radiologie und Neurochirurgie.In the medical field, X-ray imaging systems are often used in diagnostics as well as in therapeutics, for example in the fields of cardiology, diagnostic and interventional radiology and neurosurgery.

Ein Beispiel eines derartigen Röntgensystems 100 ist schematisch in 1 dargestellt. Ein Stativ oder Roboter 105 trägt ein radiologisches Gerät 120, bestehend aus einem C-förmig ausgestalteten Arm, an dessen gegenüberliegenden Seiten eine Strahlungserzeugungseinheit 122 und eine Detektoreinheit 124 angebracht sind. Ein Patientenlagertisch 110 dient zur Lagerung eines Patienten 130 während der Untersuchung bzw. während des Eingriffs.An example of such an X-ray system 100 is schematic in 1 shown. A tripod or robot 105 carries a radiological device 120 consisting of a C-shaped arm, on its opposite sides a radiation generating unit 122 and a detector unit 124 are attached. A patient table 110 is used to store a patient 130 during the examination or during the procedure.

Roboter 105, Gerät 120 und Patientenlagertisch 110 sind dabei so angeordnet und zueinander beweglich ausgestaltet, daß die von der Strahlungserzeugungseinheit 122 erzeugte Strahlung das jeweils darzustellende Organ des auf dem Tisch 110 gelagerten Patienten 130 durchdringt und von der Detektoreinheit 124 optimal empfangen wird, wobei die Durchdringung entlang einer beliebigen Raumachse erfolgen kann.robot 105 , Device 120 and patient table 110 are arranged so arranged and mutually movable that the of the radiation generating unit 122 Radiation produced the respective organ to be displayed on the table 110 stored patients 130 penetrates and from the detector unit 124 is optimally received, whereby the penetration can take place along any spatial axis.

In Ausgestaltungen bekannter Röntgensysteme wird das radiologische Gerät 120 nicht von einem Roboter, sondern beispielsweise von einer Deckenkonstruktion getragen (nicht dargestellt).In embodiments of known X-ray systems, the radiological device 120 not by a robot, but for example by a ceiling construction (not shown).

Ein solches Röntgensystem weist ein sogenanntes Rotations- oder Isozentrum auf. Dabei handelt es sich um jenen Punkt, um den Strahlungserzeugungseinheit 122 und Detektoreinheit 124 gemeinsam rotieren und der in jeder beliebigen Rotationsstellung des Geräts 120 von der von der Strahlungserzeugungseinheit 122 erzeugten Strahlung durchdrungen wird, sofern das Gerät 120 nicht zusätzlich translatorisch bewegt wurde.Such an X-ray system has a so-called rotation or isocenter. This is the point around the radiation generating unit 122 and detector unit 124 rotate together and in any rotational position of the device 120 from that of the radiation generating unit 122 radiation is penetrated, provided the device 120 was not additionally moved translationally.

Es ist von großem Interesse, das zu untersuchende bzw. zu behandelnde Organ 140 des Patienten 130 im Isozentrum des medizinischen Geräts zu plazieren. Befindet sich das darzustellende Organ 140 einmal im Isozentrum, so kann dieses Organ 140 entlang jeder Raumachse abgebildet werden, ohne daß am Röntgensystem 100 (zumeist am Patientenlagertisch 110, bei besonderen Konstruktionen auch am Gerät 120) translatorische Bewegungen ausgeführt werden müßten; eine reine Rotation des Geräts 120 genügt hierzu.It is of great interest to examine the organ to be examined or treated 140 of the patient 130 to place in the isocenter of the medical device. Is the organ to be displayed 140 Once in the isocenter, this organ can 140 along each spatial axis, without the X-ray system 100 (mostly at the patient table 110 , for special constructions also on the device 120 ) translational movements should be carried out; a pure rotation of the device 120 is enough.

Da es recht schwierig ist, durch Verschiebung und Höhenverstellung des Patientenlagertischs 110 das darzustellende Organ in das Isozentrum zu positionieren, wird in vielen Fällen darauf verzichtet.Because it is quite difficult, by displacement and height adjustment of the patient table 110 Positioning the organ to be displayed in the isocenter is often waived.

Ein denkbares manuelles Verfahren zum Positionieren des darzustellenden Organs in das Isozentrum läßt sich wie folgt zusammenfassen: Zunächst wird das Gerät 120 in AP-Position gedreht, d. h. die Bilderfassung erfolgt entlang einer senkrechten Raumachse, und durch horizontale Bewegungen des Patientenlagertisches 110 kann das dazustellende Organ in den Abbildungsbereich verbracht werden. Anschließend wird das Gerät 120 um 90° in eine laterale Position gedreht, und das darzustellende Organ wird durch ausschließlich vertikale Bewegungen des Patientenlagertisches 110 erneut in den Abbildungsbereich verbracht. Anschließend befindet sich das darzustellende Organ 140 im Isozentrum.A conceivable manual method for positioning the organ to be displayed in the isocenter can be summarized as follows: First, the device 120 rotated in the AP position, ie the image acquisition takes place along a vertical spatial axis, and by horizontal movements of the patient table 110 the organ to be presented can be brought into the imaging area. Subsequently, the device becomes 120 rotated by 90 ° in a lateral position, and the organ to be displayed by exclusively vertical movements of the patient table 110 again spent in the imaging area. Then there is the organ to be displayed 140 in the isocenter.

Dieses Verfahren weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. Einerseits ist es sehr zeitaufwendig, da das Drehen des C-Arms des Geräts 120 um 90° lange dauert und beide beschriebenen Positionen in der Regel für die eigentlichen Aufnahmen nicht interessant sind. Andererseits führt es zu unnötiger Strahlenbelastung, da während des Ausrichtungsvorgangs Patient und Behandler der Strahlung einzig und allein zum Zweck der Ausrichtung ausgesetzt sind.However, this method has a number of disadvantages. On the one hand, it is very time-consuming, as turning the C-arm of the device 120 lasts around 90 ° and both described positions are usually not interesting for the actual shots. On the other hand, it leads to unnecessary radiation exposure, as during the alignment process the patient and practitioner are exposed to the radiation solely for the purpose of alignment.

In der Praxis versuchen Ärzte daher, die Lage des Isozentrums zu schätzen und den Patientenlagertisch 110 manuell entsprechend einzustellen. Dies gelingt allerdings nur mit sehr viel Erfahrung und Übung, und auch dann in der Regel nur annähernd.In practice, physicians therefore try to estimate the location of the isocenter and the patient table 110 manually adjust accordingly. However, this succeeds only with a great deal of experience and practice, and even then only approximate.

Druckschrift WO 2008/015612 A2 offenbart eine Izozentrierung mit zwei Projektionen, wobei ein Verschiebungsvektor aus verschiedenen Bildpozitionen berechnet wird.pamphlet WO 2008/015612 A2 discloses an ionization with two projections, where a displacement vector is calculated from different image pots.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Ermitteln der Positionierungseinstellungen eines bildgebenden medizinischen Systems anzugeben, mit welchem ein zu untersuchendes Organ einfacher in einem Isozentrum des Geräts positioniert werden kann. It is therefore an object of the present invention to provide a method for determining the positioning settings of an imaging medical system, with which an organ to be examined can be easily positioned in an isocenter of the device.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß wie folgt gelöst: Ein bildgebendes medizinisches System weist ein um ein Isozentrum rotierbares radiologisches Therapie- und/oder Untersuchungsgerät umfassend eine Strahlungserzeugungseinheit und eine Detektoreinheit auf und erlaubt translatorische Bewegungen einer Patientenlagervorrichtung relativ zum Isozentrum. Zunächst werden erste Positionsdaten der Patientenlagervorrichtung sowie ein erster Rotationswinkel des radiologischen Geräts akquiriert, bei denen sich ein zu untersuchendes bzw. zu behandelndes Organ eines Patienten mittels entsprechendem Positionieren der Patientenlagervorrichtung durch einen Behandler im Bildzentrum des radiologischen Geräts befindet. Anschließend werden bei einem zweiten Rotationswinkel zweite Positionsdaten der Patientenlagervorrichtung akquiriert, bei denen sich das Organ ebenfalls mittels entsprechendem Positionieren der Patientenlagervorrichtung durch den Behandler im Bildzentrum des radiologischen Geräts befindet. Schließlich werden die Positionierungseinstellungen der Patientenlagervorrichtunng aus den ersten und zweiten Positionsdaten sowie dem ersten und/oder dem zweiten Rotationswinkel derart berechnet, daß sich das Organ nach Positionierung der Patientenlagervorrichtung mittels der berechneten Positionierungseinstellungen im Isozentrum befindet.This object is achieved according to the invention as follows: An imaging medical system has a radiological therapy and / or examination device rotatable about an isocenter comprising a radiation generation unit and a detector unit and permits translational movements of a patient positioning device relative to the isocenter. First, first position data of the patient support device and a first rotation angle of the radiological device are acquired, in which a patient's to be examined or treated by means of appropriate positioning of the patient support device by a practitioner in the image center of the radiological device. Subsequently, at a second rotation angle, second position data of the patient positioning device are acquired, in which the organ is likewise located in the image center of the radiological device by means of corresponding positioning of the patient positioning device by the practitioner. Finally, the positioning settings of the patient positioning device are calculated from the first and second position data and the first and / or second rotation angles such that the organ is positioned after positioning the patient positioning device using the calculated positioning settings in the isocenter.

Die errechneten Positionierungseinstellungen können dabei einem Behandler angezeigt werden, oder die Patientenlagervorrichtung kann automatisch entsprechend positioniert werden.The calculated positioning settings can be displayed to a practitioner, or the patient positioning device can be automatically positioned accordingly.

Vorteilhaft können die Positionierungseinstellungen der Patientenlagervorrichtung wie folgt berechnet werden:

  • – Berechnen eines normierten Richtungsvektors d1 aus einem ersten Ortsvektor c1, welcher den Ort eines Bildzentrums der Detektoreinheit beschreibt, und einem zweiten Ortsvektor c, welcher den Ort des Isozentrums beschreibt, gemäß folgender Formel
    Figure DE102008034178B4_0002
  • – Berechnen eines Ziel-Ortsvektors der Patientenlagervorrichtung aus den ersten Positionsdaten, die einen Ortsvektor t1 der Patientenlagervorrichtung umfassen, und den zweiten Positionsdaten, die einen weiteren Ortsvektor t2 der Patientenlagervorrichtung umfassen, gemäß folgender Formel t = t1 + 〈t2 – t1, d1〉·d1.
Advantageously, the positioning settings of the patient support device can be calculated as follows:
  • Calculating a normalized direction vector d 1 from a first position vector c 1 , which describes the location of an image center of the detector unit, and a second position vector c, which describes the location of the isocenter, according to the following formula
    Figure DE102008034178B4_0002
  • Calculating a target position vector of the patient positioning device from the first position data comprising a position vector t 1 of the patient positioning device and the second position data comprising a further position vector t 2 of the patient positioning device according to the following formula t = t 1 + <t 2 -t 1 , d 1 > · d 1 .

Dabei kann der erste Ortsvektor c1 unter Zuhilfenahme des ersten Rotationswinkels berechnet werden.In this case, the first position vector c 1 can be calculated with the aid of the first rotation angle.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein medizinisches Gerät, welches ein um ein Isozentrum rotierbares radiologisches Therapie- und/oder Untersuchungsgerät aufweist umfassend eine Strahlungserzeugungseinheit und eine Detektoreinheit und welches relative translatorische Bewegungen zwischen einer Patientenlagervorrichtung und dem Isozentrum erlaubt, wobei sich das System auszeichnet durch Mittel zum Akquirieren von Positionsdaten der Patientenlagervorrichtung und/oder des radiologischen Geräts, Mittel zum Akquirieren eines Rotationswinkels des radiologischen Geräts und Mittel zum Umsetzen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The present invention further relates to a medical device having a radiological therapy and / or examination apparatus rotatable about an isocenter, comprising a radiation generating unit and a detector unit and allowing relative translational movements between a patient support device and the isocenter, the system being characterized by means for Acquiring position data of the patient support device and / or the radiological device, means for acquiring a rotation angle of the radiological device and means for implementing the method according to the invention.

Die vorliegende Erfindung weist gegenüber den bekannten Möglichkeiten eine Reihe von Vorteilen auf. Zunächst kann mit dem Verfahren Zeit gespart werden, da einerseits beliebige Rotationswinkel des radiologischen Geräts genutzt werden können und insbesondere das zeitaufwendige Drehen um 90° nicht notwendig ist. Dabei ist die Präzision deutlich höher als jede Schätzung durch einen Arzt oder Behandler und zudem unabhängig von dessen Erfahrung. Die Aufnahmen, die beim Verbringen des zu behandelnden Organs in das Bildzentrum des radiologischen Geräts zwangsläufig entstehen, können – da beliebige Rotationswinkel möglich sind – bereits zur Diagnose bzw. Therapie genutzt werden, wodurch die Strahlenbelastung von Patient und Arzt oder Behandler sinkt. Das Verfahren läßt sich mit wenig Aufwand in bereits installierte medizinische Systeme integrieren.The present invention has a number of advantages over the known possibilities. First of all, time can be saved with the method since, on the one hand, any desired angle of rotation of the radiological device can be used and, in particular, the time-consuming turning by 90 ° is not necessary. The precision is significantly higher than any estimate by a doctor or practitioner and also independent of its experience. The recordings, which inevitably occur when the organ to be treated is moved to the image center of the radiological device, can already be used for diagnosis or therapy, since any angles of rotation are possible, as a result of which the radiation exposure of the patient and the doctor or the practitioner decreases. The method can be integrated with little effort into already installed medical systems.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand von 2 Figuren näher erläutert. Es zeigen:In the following embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to 2 figures. Show it:

1 ein bildgebendes medizinisches Gerät in schematischer Darstellung, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft angewendet werden kann; und 1 an imaging medical device in a schematic representation, in which the inventive method can be advantageously applied; and

2 einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens im Zusammenhang mit dem Gerät aus 1. 2 an exemplary sequence of the method according to the invention in connection with the device 1 ,

In 1 ist ein medizinisches Behandlungssystem 100 schematisch dargestellt, welches einen Patientenlagertisch 110 und ein radiologisches Gerät 120 umfaßt. Beim radiologischen Gerät 120 handelt es sich in 1 um ein bildgebendes Gerät, bei dem an gegenüberliegenden Enden eines C-förmigen Trägers eine Strahlenquelle 122 und ein Detektor 124 angebracht sind. Strahlenquelle 122 und Detektor 124 sind mit dem Träger verbunden, und der Träger ist beweglich mit einem Stativ 105 verbunden, wobei die ausführbaren Bewegungen des Geräts 120 eine jeweils optimale Abbildung eines beliebigen Organs 140 eines auf dem Tisch 110 gelagerten Patienten 130 entlang einer beliebigen Raumachse erlauben.In 1 is a medical treatment system 100 shown schematically, which is a patient table 110 and a radiological device 120 includes. At the radiological device 120 is it in 1 an imaging device having a radiation source at opposite ends of a C-shaped support 122 and a detector 124 are attached. radiation source 122 and detector 124 are connected to the carrier, and the carrier is movable with a tripod 105 connected, with the executable movements of the device 120 a respective optimal image of any organ 140 one on the table 110 stored patients 130 allow along any spatial axis.

Das System 100 weist dabei Sensoren und ggf. dazugehörige Auswerteelektronik auf, um sowohl die Raumposition des Tisches 110 als auch den Rotationswinkel des radiologischen Geräts 120 zu erfassen und an eine Auswerteeinheit (nicht dargestellt) zu übermitteln.The system 100 has sensors and possibly associated evaluation electronics to both the spatial position of the table 110 as well as the rotation angle of the radiological device 120 to be detected and transmitted to an evaluation unit (not shown).

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahren zum Ermitteln der Positionierungseinstellungen des Tisches 110 so, daß das abzubildende Organ 140 im Isozentrum des Geräts 120 positioniert wird, wird im folgenden mit Bezug auf 2 beschrieben.An embodiment of the method according to the invention for determining the positioning settings of the table 110 so that the organ to be imaged 140 in the isocenter of the device 120 is positioned below with reference to 2 described.

2a zeigt einen beliebigen Ausgangszustand. Dabei ist das abzubildende Organ 140 nicht im Bildzentrum (gestrichelte Linie 128) des Geräts 120 positioniert, der sich zwischen Strahlenquelle 122 und Detektor 124 erstreckt. Organ 140 befindet sich dabei nicht im Isozentrum 126 des Geräts. 2a shows an arbitrary initial state. Here is the organ to be imaged 140 not in the picture center (dashed line 128 ) of the device 120 positioned between the radiation source 122 and detector 124 extends. organ 140 is not in the isocenter 126 of the device.

Der Behandler bedient nun das System 100 und positioniert den Tisch 110 so, daß das Organ 149 de auf dem Tisch 110 liegenden Patienten 130 in das Bildzentrum 128 des Geräts 120 gelangt (2b). Dabei wird das Organ 140 i. d. R. nicht in das Isozentrum 126 gelangen. Die nun erreichte erste Position des Tisches wird durch erste Positionsdaten charakterisiert, die insbesondere den ersten Ortsvektor t1 des Tisches umfassen können. Dieser korrespondiert mit einem ersten Ortsvektor p1 des abzubildenden Organs.The practitioner now operates the system 100 and positioned the table 110 so that the organ 149 de on the table 110 lying patients 130 in the picture center 128 of the device 120 arrives ( 2 B ). In doing so, the organ becomes 140 usually not in the isocenter 126 reach. The now reached first position of the table is characterized by first position data, which may include in particular the first position vector t 1 of the table. This corresponds to a first position vector p 1 of the organ to be imaged.

Die ersten Positionsdaten werden gemeinsam mit dem ersten Rotationswinkel, bei welchem die Positionsdaten akquiriert wurden, gespeichert, beispielsweise nachdem der Behandler das Erreichen der Position p1 an einem Steuer- und/oder Anzeigegerät bestätigt hat.The first position data are stored together with the first rotation angle at which the position data were acquired, for example after the handler has confirmed the reaching of position p 1 on a control and / or display device.

Der erste Rotationswinkel des Geräts 120 ist dabei bevorzugt ein Rotationswinkel, der eine weitere Nutzung der beim Positionierungsvorgang zwangsläufig anfallenden radiologischen Aufnahmen erlaubt.The first rotation angle of the device 120 is preferably a rotation angle, which allows further use of inevitably resulting in the positioning process radiological recordings.

Aus dem ersten Rotationswinkel läßt sich unmittelbar der Ortsvektor c1 des Bildzentrums des Detektors 124 berechnen. Die dazu notwendigen, i. d. R. unveränderlichen Positionsinformationen (Standort des Stativs 105, Form und Länge von etwaigen Auslegern, Form und Dimensionen des C-förmigen Trägers usw.) sind in der Auswerteeinheit gespeichert.From the first rotation angle can be directly the location vector c 1 of the image center of the detector 124 to calculate. The necessary, usually unchangeable position information (location of the tripod 105 , Shape and length of any cantilevers, shape and dimensions of the C-shaped beam, etc.) are stored in the evaluation unit.

Anschließend wird das radiologische Gerät 120 in eine zweite Position rotiert (2c), bei der es sich ebenfalls um eine diagnostisch bzw. therapeutisch sinnvolle Stellung handelt. Auch für diesen zweiten Rotationswinkel des Geräts 120 positioniert der Behandler den Tisch 110 so, daß das Organ 140 des auf dem Tisch 110 liegenden Patienten 130 in das Bildzentrum 128 des Geräts 120 gelangt (2d), wobei das Organ 140 wiederum i. d. R. nicht in das Isozentrum 126 gelangen wird.Subsequently, the radiological device 120 rotated to a second position ( 2c ), which is also a diagnostically or therapeutically meaningful position. Also for this second rotation angle of the device 120 the practitioner positions the table 110 so that the organ 140 on the table 110 lying patients 130 in the picture center 128 of the device 120 arrives ( 2d ), the organ 140 again usually not in the isocenter 126 will arrive.

Die nun erreichte zweite Position des Tisches wird durch zweite Positionsdaten charakterisiert, die insbesondere den zweiten Ortsvektor t2 des Tisches umfassen können. Dieser korrespondiert mit einem zweiten Ortsvektor p2 des abzubildenden Organs.The now reached second position of the table is characterized by second position data, which may include in particular the second position vector t 2 of the table. This corresponds to a second position vector p 2 of the organ to be imaged.

Die zweiten Positionsdaten werden gespeichert, beispielsweise nachdem der Behandler das Erreichen der Position p2 an einem Steuer- und/oder Anzeigegerät bestätigt hat. Optional wird der zweite Rotationswinkel ebenfalls gespeichert.The second position data are stored, for example, after the practitioner has confirmed the achievement of the position p 2 on a control and / or display device. Optionally, the second rotation angle is also stored.

Aus dem bekannten Ortsvektor c des Isozentrums 126 können nunmehr die Positionierungseinstellungen des Systems 100 ermittelt werden, bei denen sich das abzubildende Organ 140 im Isozentrum 126 befindet. Beispielsweise kann diese Berechnung eine absolute Tischposition oder auch eine Verschiebung des Tisches aus der letzten Position p2 in die Zielposition liefern.From the known location vector c of the Isocenter 126 Now you can adjust the positioning settings of the system 100 be determined, in which the organ to be imaged 140 in the isocenter 126 located. For example, this calculation can provide an absolute table position or even a displacement of the table from the last position p2 to the target position.

Eine beispielhafte Berechnungsmethode ist im folgenden angegeben. Zunächst wird ein normierter Richtungsvektor d1 aus dem Ortsvektor c1 des Bildzentrums der Detektoreinheit 124 und dem Ortsvektor c des Isozentrums 126 gemäß folgender Formel berechnet:

Figure DE102008034178B4_0003
An exemplary calculation method is given below. First, a normalized direction vector d 1 from the location vector c 1 of the image center of the detector unit 124 and the location vector c of the isocenter 126 calculated according to the following formula:
Figure DE102008034178B4_0003

Anschließend wird der Ziel-Ortsvektor t der Patientenlagervorrichtung 110 aus den Ortsvektoren t1 und t2 gemäß folgender Formel berechnet: t = t1 + 〈t2 – t1, d1〉·d1. Subsequently, the target location vector t of the patient storage device 110 calculated from the position vectors t 1 and t 2 according to the following formula: t = t 1 + <t 2 -t 1 , d 1 > · d 1 .

Dabei bedeutet die Operation <t2 – t1, d1> das Skalarprodukt der Vektoren (t2 – t1) und d1, welches anschließend skalar mit dem normierter Richtungsvektor d1 multipliziert wird.The operation <t 2 -t 1 , d 1 > means the scalar product of the vectors (t 2 -t 1 ) and d 1 , which is then scalar multiplied by the normalized direction vector d 1 .

Mit diesem Berechnungsergebnis kann nun der Tisch 110 automatisch in die optimale Position (2e) verbracht werden. Alternativ kann dem Behandler über eine geeignete Anzeige signalisiert werden, wie er den Tisch bewegen muß, um das Organ 140 in das Isozentrum 126 zu positionieren. Beispielsweise kann die berechneten Positionierungseinstellung wie folgt grafisch an einem Monitor angezeigt werden: Die Position des Organs 140 wird im Bild markiert, und es ist dann möglich, den Tisch 110 zu positionieren, ohne Röntgenstrahlung auszulösen oder Kontrastmittel zu geben.With this calculation result can now the table 110 automatically to the optimal position ( 2e ). Alternatively, the practitioner can be signaled via a suitable display as he must move the table to the organ 140 into the isocenter 126 to position. For example, the calculated positioning setting can be graphically displayed on a monitor as follows: The position of the organ 140 is marked in the picture, and it is then possible to set the table 110 to position without triggering X-rays or to give contrast agents.

Es ist nicht notwendig, daß die zur Berechnung genutzten ersten und zweiten Positionsdaten unmittelbar nacheinander gewonnen werden; vielmehr können beliebige Bewegungen des Geräts 120 und/oder des Tisches 110 zwischendurch stattgefunden haben.It is not necessary for the first and second position data used for the calculation to be obtained in immediate succession; Rather, any movements of the device 120 and / or the table 110 have taken place in between.

Der Richtungsvektor d1 kann alternativ auch aus den Rotationswinkeln ermittelt werden. Seien α, β die Winkel, die die Position des C-förmigen Trägers beschreiben und sei der Vektor d1 = (1, 0, 0) bei C-Bogen-Stellung α = β = 0. Für beliebige Winkel gilt: d1 = Rβ·Rα·(1, 0, 0) wobei Rα und Rβ die Drehungen um α bzw. β beschreiben:

Figure DE102008034178B4_0004
The direction vector d 1 can alternatively also be determined from the rotation angles. Let α, β be the angles describing the position of the C-shaped support and let the vector d 1 = (1, 0, 0) be at C-arm position α = β = 0. For any angles: d 1 = Rβ * Rα * (1, 0, 0) where Rα and Rβ describe the rotations around α and β, respectively:
Figure DE102008034178B4_0004

In einer weiteren Abwandlung der vorliegenden Erfindung wird das zu untersuchende Organ 140 nicht mittels der berechneten Positionseinstellungen in das Isozentrum verbracht, sondern lediglich in das Bildzentrum des radiologischen Geräts 120. Beispielsweise kann es notwendig sein, die Höhe des Tischs 110 während der Untersuchung/Therapie konstant zu halten und nur Tischbewegungen in gleicher Höhe auszuführen. In diesem Fall ist es i. d. R. nicht möglich, das Organ 140 in das Isozentrum 126 zu bewegen, aber der Arzt/Behandler kann durch die Erfindung unterstützt werden, eine Tischposition aufzufinden, bei der sich das Organ 140 im Bildzentrum 128 des Geräts 120 befindet.In a further modification of the present invention, the organ to be examined is 140 not brought into the isocenter by means of the calculated positional settings, but only to the image center of the radiological device 120 , For example, it may be necessary to adjust the height of the table 110 to keep constant during the examination / therapy and to carry out only table movements of the same height. In this case it is usually not possible to use the organ 140 into the isocenter 126 to move, but the doctor / practitioner can be assisted by the invention to find a table position in which the organ 140 in the picture center 128 of the device 120 located.

Dies läßt sich beispielsweise wie folgt erreichen: es ist mit dem vorstehend ausführlich beschriebenen Verfahren möglich, zu berechnen, wie der Tisch positioniert sein müßte, um das Organ 140 in das Isozentrum 126 zu verbringen. Aus dieser Position wird der Tisch rechnerisch entlang des Zentralstrahls (entspricht dem berechneten Richtungsvektor d1 vom Detektormittelpunkt zum Isozentrum) verschoben, bis der Tisch die gewünschte (unveränderte) Tischhöhe hat. Diese so errechnete Tischposition bei unveränderter Höhe wird nun wiederum angezeigt und/oder automatisch eingestellt.This can be achieved, for example, as follows: it is possible with the method described in detail above to calculate how the table would have to be positioned to the organ 140 into the isocenter 126 to spend. From this position, the table is mathematically shifted along the central ray (corresponding to the calculated direction vector d 1 from the detector center to the isocenter) until the table has the desired (unchanged) table height. This calculated table position with unchanged height is now displayed again and / or set automatically.

Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend im Zusammenhang mit einem Patientenlagertisch 130 und einem C-förmigen radiologischen Gerät 120 beschrieben, ist allerdings nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Vielmehr sind beliebige Patientenlagervorrichtungen und radiologische Geräte denkbar, bei denen eine oder mehrere Strahlenquellen und/oder Detektoren rotierbar oder fest um ein Isozentrum gruppiert sind, beispielsweise um dreidimensionale Aufnahmen sich bewegender Organe zu ermöglichen oder ein im Isozentrum befindliches Organ gezielt therapeutisch zu bestrahlen.The present invention has been described above in connection with a patient table 130 and a C-shaped radiological device 120 however, it is not limited to this embodiment. Rather, any patient storage devices and radiological devices are conceivable in which one or more radiation sources and / or detectors are rotatable or tightly grouped around an isocenter, for example, to allow three-dimensional recordings of moving organs or targeted to irradiate an organ located in the isocenter therapeutically.

Claims (10)

Verfahren zum Ermitteln der Positionierungseinstellungen eines bildgebenden medizinischen Systems (100), welches ein um ein Isozentrum (126) rotierbares radiologisches Therapie- und/oder Untersuchungsgerät (120) umfassend eine Strahlungserzeugungseinheit (122) und eine Detektoreinheit (124) aufweist und welches translatorische Bewegungen einer Patientenlagervorrichtung (110) relativ zum Isozentrum (126) erlaubt, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Akquirieren erster Positionsdaten der Patientenlagervorrichtung (110) sowie eines ersten Rotationswinkels des radiologischen Geräts (120), bei denen sich ein zu untersuchendes bzw. zu behandelndes Organ (140) eines Patienten (130) mittels entsprechendem Positionieren der Patientenlagervorrichtung (110) durch einen Behandler im Bildzentrum (128) des radiologischen Geräts (120) befindet; – Akquirieren zweiter Positionsdaten der Patientenlagervorrichtung (110) bei einem zweiten Rotationswinkel des radiologischen Geräts (120), bei denen sich das Organ (140) ebenfalls mittels entsprechenden Positionieren der Patientenlagervorrichtung (110) durch den Behandler im Bildzentrum (128) des radiologischen Geräts (120) befindet; und – Berechnen der Positionierungseinstellungen des Systems (100) aus den ersten und zweiten Positionsdaten sowie dem ersten Rotationswinkel und/oder dem zweiten Rotationswinkel derart, daß sich das Organ (140) nach Positionierung mittels der berechneten Positionierungseinstellungen im Isozentrum (126) befindet.Method for determining the positioning settings of an imaging medical system ( 100 ) which is one around an isocenter ( 126 ) rotatable radiological therapy and / or examination device ( 120 ) comprising a radiation generating unit ( 122 ) and a detector unit ( 124 ) and which translational movements of a patient support device ( 110 ) relative to the isocenter ( 126 ), characterized by the following steps: acquiring first position data of the patient positioning device ( 110 ) and a first angle of rotation of the radiological device ( 120 ), in which an organ to be examined or treated ( 140 ) of a patient ( 130 ) by appropriate positioning of the patient support device ( 110 ) by a practitioner in the image center ( 128 ) of the radiological device ( 120 ) is located; Acquiring second position data of the patient storage device ( 110 ) at a second rotation angle of the radiological device ( 120 ) in which the organ ( 140 ) also by means of corresponding positioning of the patient support device ( 110 ) by the practitioner in the image center ( 128 ) of the radiological device ( 120 ) is located; and - calculating the positioning settings of the system ( 100 ) of the first and second position data and the first rotation angle and / or the second rotation angle such that the organ ( 140 ) after positioning using the calculated positioning settings in the isocenter ( 126 ) is located. Verfahren nach Anspruch 1, zusätzlich umfassend die Anzeige der berechneten Positionierungseinstellungen.The method of claim 1, further comprising displaying the calculated positioning settings. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zusätzlich umfassend die automatische Positionierung der Patientenlagervorrichtung (110) oder des radiologischen Geräts (120) mittels der berechneten Positionierungseinstellungen.Method according to one of the preceding claims, additionally comprising the automatic positioning of the patient support device ( 110 ) or the radiological device ( 120 ) using the calculated positioning settings. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Positionierungseinstellungen wie folgt berechnet werden: – Berechnen eines normierten Richtungsvektors d1 aus einem ersten Ortsvektor c1, welcher den Ort eines Bildzentrums der Detektoreinheit (124) beschreibt, und einem zweiten Ortsvektor c, welcher den Ort des Isozentrums (126) beschreibt, gemäß folgender Formel
Figure DE102008034178B4_0005
– Berechnen eines Ziel-Ortsvektors t der Patientenlagervorrichtung aus den ersten Positionsdaten, die einen Ortsvektor t1 der Patientenlagervorrichtung (110) umfassen, und den zweiten Positionsdaten, die einen weiteren Ortsvektor t2 der Patientenlagervorrichtung (110) umfassen, gemäß folgender Formel t = t1 + 〈t2 – t1, d1〉·d1. Method according to one of the preceding claims, in which the positioning settings are calculated as follows: calculating a normalized direction vector d 1 from a first position vector c 1 which determines the location of an image center of the detector unit ( 124 ) and a second location vector c, which determines the location of the isocenter ( 126 ), according to the following formula
Figure DE102008034178B4_0005
Calculating a target position vector t of the patient positioning device from the first position data that contains a position vector t 1 of the patient positioning device ( 110 ) and the second position data, which includes a further position vector t 2 of the patient positioning device ( 110 ) according to the following formula t = t 1 + <t 2 -t 1 , d 1 > · d 1 . Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Richtungsvektor d1, welcher die Richtung vom Isozentrum (126) zum Ort des Bildzentrums der Detektoreinheit (124) beschreibt, unter Zuhilfenahme des ersten Rotationswinkels und/oder des zweiten Rotationswinkels berechnet wird.Method according to Claim 4, in which the direction vector d 1 which determines the direction from the isocenter ( 126 ) to the location of the image center of the detector unit ( 124 ) is calculated with the aid of the first rotation angle and / or the second rotation angle. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Richtungsvektor d1 aus dem ersten Rotationswinkel α und dem zweiten Rotationswinkel β berechnet wird, indem zunächst Hilfsmatrizen Rα und Rß wie folgt berechnet werden:
Figure DE102008034178B4_0006
wobei anschließend der Richtungsvektor d1 wie folgt berechnet wird: d1 = Rβ·Rα·(1, 0, 0). Method according to Claim 5, in which the direction vector d 1 is calculated from the first rotation angle α and the second rotation angle β by first calculating auxiliary matrices Rα and R β as follows:
Figure DE102008034178B4_0006
then the direction vector d 1 is calculated as follows: d 1 = Rβ · Rα · (1, 0, 0). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die berechneten Positionierungseinstellungen zum Plazieren des Organs (140) im Isozentrum (126) des Systems (100) genutzt werden, um weitere Positionierungseinstellungen zu ermitteln, welche bei unveränderter Höhe der Patientenlagervorrichtung eine Plazierung des Organs (140) im Bildzentrum (128) des radiologischen Geräts (120) erreichen.Method according to one of the preceding claims, in which the calculated positioning settings for placing the organ ( 140 ) in the isocenter ( 126 ) of the system ( 100 ) can be used to determine further positioning settings which, with the height of the patient support device unchanged, permit a placement of the organ (FIG. 140 ) in the image center ( 128 ) of the radiological device ( 120 ) to reach. Verfahren nach Anspruch 7, zusätzlich umfassend die Anzeige der weiteren Positionierungseinstellungen.The method of claim 7, further comprising displaying the further positioning settings. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, zusätzlich umfassend die automatische Positionierung der Patientenlagervorrichtung (110) oder des radiologischen Geräts (120) mittels der weiteren Positionierungseinstellungen.Method according to one of claims 7 or 8, additionally comprising the automatic positioning of the patient support device ( 110 ) or the radiological device ( 120 ) by means of the further positioning settings. Medizinisches System (100), welches ein um ein Isozentrum (126) rotierbares radiologisches Therapie- und/oder Untersuchungsgerät (120) umfassend eine Strahlungserzeugungseinheit (122) und eine Detektoreinheit (124) aufweist und welches translatorische Bewegungen einer Patientenlagervorrichtung (110) und/oder des Isozentrum (126) relativ zueinander erlaubt, gekennzeichnet durch – Mittel zum Akquirieren von Positionsdaten der Patientenlagervorrichtung (110) und/oder des radiologischen Geräts (120); – Mittel zum Akquirieren von Rotationswinkeln des radiologischen Geräts (120); und – Mittel zum Umsetzen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Medical system ( 100 ) which is one around an isocenter ( 126 ) rotatable radiological therapy and / or examination device ( 120 ) comprising a radiation generating unit ( 122 ) and a detector unit ( 124 ) and which translational movements of a patient support device ( 110 ) and / or the isocenter ( 126 ) relative to one another, characterized by - means for acquiring position data of the patient support device ( 110 ) and / or the radiological device ( 120 ); Means for acquiring rotational angles of the radiological device ( 120 ); and - means for implementing the method according to one of claims 1 to 9.
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