DE102010043528A1

DE102010043528A1 - Angiographiesystem mit einer Vorrichtung zur Kollisionsvermeidung

Info

Publication number: DE102010043528A1
Application number: DE102010043528A
Authority: DE
Inventors: Dr. Zellerhoff Michael
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2010-11-08
Publication date: 2012-05-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Angiographiesystem zur angiographischen Untersuchung eines Organs oder anderer Körperregionen eines Patienten (6) mit einem Röntgenstrahler (3), einem Röntgenbilddetektor (4), einem Patientenlagerungstisch (11) mit einer Tischplatte (5) zur Lagerung eines Patienten (6) als Untersuchungsobjekt, einer Systemsteuerungseinheit (7), einem Bildsystem (8) und einer Vorrichtung (10) zur Kollisionsvermeidung. Ein derartiges Angiographiesystem ist beispielsweise aus der US 7,564,949 B2 bekannt. Die Vorrichtung (10) zur Kollisionsvermeidung erkennt während einer manuellen Angulation durch einen Bediener eine Kollision des Röntgenstrahlers (3) und/oder des Röntgenbilddetektors (4) mit dem Patientenlagerungstisch (11) und/oder der Tischplatte (5) und/oder dem Patienten (6) und bewirkt bei fortgesetzter manueller Angulation durch den Bediener mittels der Systemsteuerungseinheit (7) eine derartige Relativverschiebung des Röntgenstrahlers (3), des Röntgenbilddetektors (4), des Patientenlagerungstischs (11) und/oder der Tischplatte (5) als Komponenten, dass die gewünschte Angulation ermöglicht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Angiographiesystem zur angiographischen Untersuchung eines Organs oder anderer Körperregionen eines Patienten mit einem Röntgenstrahler, einem Röntgenbilddetektor, einem Patientenlagerungstisch mit einer Tischplatte zur Lagerung eines Patienten als Untersuchungsobjekt, einer Systemsteuerungseinheit, einem Bildsystem und einer Vorrichtung zur Kollisionsvermeidung. Ein derartiges Angiographiesystem ist beispielsweise aus der US 7,564,949 B2 bekannt.
Während angiographischer Untersuchungen des Herzens und anderer Körperregionen mit C-Bogen-Angiographiesystemen werden oft Projektionsbilder aus sehr steilen Angulationen, d. h. Angulationen nahe der Körperlängsachse, benötigt. Dabei befindet sich das Herz oder ein anderes zu untersuchendes Organ im Isozentrum des C-Bogens.
Die Einstellung der gewünschten Angulationen wird oft dadurch eingeschränkt bzw. beeinträchtigt, dass die Röntgenröhre oder deren Verkleidung mit dem Patientenlagerungstisch kollidiert.
Durch eine manuelle Verfahrung des Patientenlagerungstisches nach oben durch einen Untersucher bzw. Bediener kann oft eine steilere Angulation ermöglicht werden. Hierbei entschwindet der zu untersuchende Bereich jedoch aus dem Bildbereich und muss durch Verschieben der Tischplatte in Längs- und Querrichtung neu eingerichtet werden. Dies muss in der Regel unter Röntgendurchleuchtung erfolgen, so dass der Patient einer zusätzlichen Strahlenbelastung ausgesetzt wird.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, auf einfache Weise eine steilere Angulation ohne zusätzliche Strahlenbelastung zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Angiographiesystem der eingangs genannten Art durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung zur Kollisionsvermeidung während einer manuellen Angulation durch einen Bediener eine Kollision des Röntgenstrahlers und/oder des Röntgenbilddetektors mit dem Patientenlagerungstisch und/oder der Tischplatte und/oder dem Patienten erkennt und bei fortgesetzter manueller Angulation durch den Bediener mittels der Systemsteuerungseinheit eine derartige Relativverschiebung des Röntgenstrahlers, des Röntgenbilddetektors, des Patientenlagerungstischs und/oder der Tischplatte als Komponenten bewirkt, dass die gewünschte Angulation ermöglicht wird.
Durch diese automatische Steuerung der relativen Lage des Isozentrums zu den anderen Komponenten wird eine Erweiterung des Angulationsbereichs bei C-Bogen-Angiographiesystemen erreicht.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Röntgenstrahler und der Röntgenbilddetektor an einem C-Bogen angebracht sind.
Eine Rückkehr in die Ausgangspositionen der Komponenten vor der Verschiebung wird erfindungsgemäß erreicht, wenn diese Ausgangspositionen von der Systemsteuerungseinheit gespeichert werden.
In vorteilhafter Weise kann die Tischplatte durch die Systemsteuerungseinheit nach oben und/oder längs und/oder quer verschoben werden.
Eine Durchführung der Verfahrung oder Verschiebung bei ruhendem Patienten wird ermöglicht, wenn das Isozentrum des Röntgenstrahlers und des Röntgenbilddetektors durch die Systemsteuerungseinheit nach unten und/oder längs und/oder quer verschoben wird.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein bekanntes C-Bogen-Angiographiesystem mit einem Industrieroboter als Tragvorrichtung,
2 eine Aufnahmestellung eines C-Bogens vor automatischer Verfahrung und
3 eine Aufnahmestellung eines C-Bogens nach der erfindungsgemäßen automatischen Verfahrung.
Die 1 zeigt ein als Beispiel dargestelltes monoplanes Röntgensystem mit einem von einem Ständer 1 in Form eines sechsachsigen Industrie- oder Knickarmroboters gehaltenen C-Bogen 2, an dessen Enden eine Röntgenstrahlungsquelle, beispielsweise ein Röntgenstrahler 3 mit Röntgenröhre und Kollimator, und ein Röntgenbilddetektor 4 als Bildaufnahmeeinheit angebracht sind.
Mittels des beispielsweise aus der US 7,500,784 B2 bekannten Knickarmroboters, welcher bevorzugt sechs Drehachsen und damit sechs Freiheitsgrade aufweist, kann der C-Bogen 2 beliebig räumlich verstellt werden, zum Beispiel indem er um ein Drehzentrum zwischen dem Röntgenstrahler 3 und dem Röntgenbilddetektor 4 gedreht wird. Das erfindungsgemäße angiographische Röntgensystem 1 bis 4 ist insbesondere um Drehzentren und Drehachsen in der C-Bogen-Ebene des Röntgenbilddetektors 4 drehbar, bevorzugt um den Mittelpunkt des Röntgenbilddetektors 4 und um den Mittelpunkt des Röntgenbilddetektors 4 schneidende Drehachsen.
Der bekannte Knickarmroboter weist ein Grundgestell auf, welches beispielsweise auf einem Boden fest montiert ist. Daran ist drehbar um eine erste Drehachse ein Karussell befestigt. Am Karussell ist schwenkbar um eine zweite Drehachse eine Roboterschwinge angebracht, an der drehbar um eine dritte Drehachse ein Roboterarm befestigt ist. Am Ende des Roboterarms ist drehbar um eine vierte Drehachse eine Roboterhand angebracht. Die Roboterhand weist ein Befestigungselement für den C-Bogen 2 auf, welches um eine fünfte Drehachse schwenkbar und um eine senkrecht dazu verlaufende sechste Rotationsachse rotierbar ist.
Die Realisierung der Röntgendiagnostikeinrichtung ist nicht auf den Industrieroboter angewiesen. Es können auch übliche C-Bogen-Geräte Verwendung finden.
Der Röntgenbilddetektor 4 kann ein rechteckiger oder quadratischer, flacher Halbleiterdetektor sein, der vorzugsweise aus amorphem Silizium (a-Si) erstellt ist. Es können aber auch integrierende und eventuell zählende CMOS-Detektoren Anwendung finden.
Im Strahlengang des Röntgenstrahlers 3 befindet sich auf einer Tischplatte 5 eines Patientenlagerungstisches ein zu untersuchender Patient 6 als Untersuchungsobjekt. An der Röntgendiagnostikeinrichtung ist eine Systemsteuerungseinheit 7 mit einem Bildsystem 8 angeschlossen, das die Bildsignale des Röntgenbilddetektors 4 empfängt und verarbeitet (Bedienelemente sind beispielsweise nicht dargestellt). Die Röntgenbilder können dann auf Displays einer Monitorampel 9 betrachtet werden. In der Systemsteuerungseinheit 7 ist weiterhin ein bekannter Kollisionsrechner 10 vorgesehen, dessen Funktion noch genauer beschrieben wird.
Anstelle des in 1 beispielsweise dargestellten Röntgensystems mit dem Ständer 1 in Form des sechsachsigen Industrie- oder Knickarmroboters kann, wie in 2 vereinfacht dargestellt, das angiographische Röntgensystem auch eine normale decken- oder bodenmontierte Halterung für den C-Bogen 2 aufweisen. Auf der Tischplatte 5 des Patientenlagerungstisches 11 liegt der Patient 6, dessen zu untersuchendes Organ 12, beispielsweise das Herz, sich im Isozentrum 13 des Röntgensystems und somit im Strahlengang des vom Röntgenstrahler 3 ausgehenden Röntgenstrahlenbündels 14 befindet.
Soll nun der C-Bogen 2 weiter in Richtung eines Doppelpfeils 15 verschwenkt werden, um eine erweiterte Angulation zu ermöglichen, stößt der Röntgenstrahler 3 an dem Patientenlagerungstisch 11 oder der Tischplatte 5 an. Dies wird durch den Kollisionsrechner 10 in der Systemsteuerungseinheit 7 erkannt, der derart auf den Patientenlagerungstisch 11 einwirkt, dass die Tischplatte 5 in Richtung eines Doppelpfeils 16 angehoben wird. Damit aber das zu untersuchende Organ 12 weiterhin sich mittig im Strahlengang des Röntgenstrahlenbündels 14 befindet, wird die Tischplatte 5 in Richtung eines Doppelpfeils 17 entsprechend in Längs- und Querrichtung durch den Kollisionsrechner 10 verschoben. Zweckmäßigerweise wird aber die Position vor der Verfahrung der Tischplatte 5 des Patientenlagerungstisches 11 abgespeichert, damit man gegebenenfalls wieder leicht in diese Ausgangsposition zurückkehren kann. Die durchgeführten Bewegungen gemäß den Doppelpfeilen 15 bis 17, aufgrund derer sich das Organ 12 nunmehr außerhalb des Isozentrums 13 befindet, sind in der 3 dargestellt. Die Gesamtverschiebung erfolgt längs der Aufnahmerichtung.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird erreicht, dass, wenn der Untersucher bzw. Bediener den C-Bogen 2 in Richtung einer steilen Angulation so weit bewegt, dass es zu einer Kollision mit dem Patientenlagerungstisch 11 kommen würde, die Systemsteuerungseinheit 7 die Kollision beispielsweise mittels eines bekannten Kollisionsrechners erkennt.
Um eine erweiterte Angulation gemäß 3 zu ermöglichen, müsste die Tischplatte 5 des Patientenlagerungstisches 11 nach oben gefahren werden. Das Organ 12 würde damit aus der Bildmitte nach oben wandern. Durch die zusätzliche Verschiebung in Richtung Kopfende ist das Organ 12 wieder mittig im Bild. Die Gesamtverschiebung erfolgt längs der Aufnahmerichtung.
Basierend auf der Position des C-Bogens 2 berechnet also eine in der Systemsteuerungseinheit 7 angeordnete Recheneinheit, beispielsweise der Kollisionsrechner 10, die momentane Richtung des Zentralstrahles des Röntgenstrahlenbündels 14. Die Systemsteuerungseinheit 7 verfährt daraufhin die Tischplatte 5 des Patientenlagerungstisches 11 automatisch um ein inkrementelles Stück in Richtung des Röntgenbilddetektors 4 auf dem Zentralstrahl des Röntgenstrahlenbündels 14. Durch den dadurch gewonnen Platz kann der C-Bogen 2 ein Stück weiter in die gewünschte Richtung gemäß dem Doppelpfeil 15 angulieren, bis erneut eine Kollision erkannt wird. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis der gewünschte Winkel erreicht ist oder eine zusätzliche Kollision auf der Seite des Röntgenbilddetektors 4 erkannt wird.
Um nach einer automatischen Verfahrung der Tischplatte 5 des Patientenlagerungstisches 11 zur ursprünglichen Position zurückkehren zu können, wird diese Position vorher gespeichert.
Kollidiert der Röntgendetektor 4 mit dem Patienten 6 oder dem Patientenlagerungstisch 11, bevor die Röntgenröhre 3 kollidiert, kann die Verfahrung der Tischplatte 5 des Patientenlagerungstisches 11 in entgegengesetzter Richtung analog angewendet werden.
Ist es möglich, das Isozentrum 13 des C-Bogens 2 zu verfahren, wie dies beispielsweise bei dem C-Bogen-Angiographiesystem Artis Zeego der Siemens AG der Fall ist, so kann die Verschiebung des Patientenlagerungstisches 11 auch durch eine entgegengesetzte Verschiebung des C-Bogens 2 ersetzt werden. Dies ermöglicht die Durchführung der Verfahrung der Tischplatte 5 bei ruhendem Patienten 6.
Anstelle des beispielsweise dargestellten C-Bogen 2 kann das angiographische Röntgensystem auch getrennte decken- und/oder bodenmontierte Halterungen für den Röntgenstrahler 3 und den Röntgenbilddetektor 4 aufweisen, die beispielsweise elektronisch starr gekoppelt sind.
Durch die automatische Verfahrung des Patientenlagerungstisches 11 und/oder des C-Bogens 2 unter Berücksichtigung des Isozentrums 13 können steilere Angulationen erreicht werden, ohne dass das Sichtfeld manuell unter Röntgenstrahlung durch einen Bediener neu eingerichtet werden muss.
Durch die Speicherung der Ausgangsposition ist eine automatische Rückkehr in diese Position problemlos möglich.
Durch die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung mit der automatischen Steuerung des Isozentrums wird der Arbeitsablauf für den Untersucher bei Angiographiesystemen einfacher und schneller.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7564949 B2 [0001]
US 7500784 B2 [0018]

Claims

Angiographiesystem zur angiographischen Untersuchung eines Organs oder anderer Körperregionen eines Patienten (6) mit einem Röntgenstrahler (3), einem Röntgenbilddetektor (4), einem Patientenlagerungstisch (11) mit einer Tischplatte (5) zur Lagerung eines Patienten (6) als Untersuchungsobjekt, einer Systemsteuerungseinheit (7), einem Bildsystem (8) und einer Vorrichtung (10) zur Kollisionsvermeidung, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) zur Kollisionsvermeidung während einer manuellen Angulation durch einen Bediener eine Kollision des Röntgenstrahlers (3) und/oder des Röntgenbilddetektors (4) mit dem Patientenlagerungstisch (11) und/oder der Tischplatte (5) und/oder dem Patienten (6) erkennt und bei fortgesetzter manueller Angulation durch den Bediener mittels der Systemsteuerungseinheit (7) eine derartige Relativverschiebung des Röntgenstrahlers (3), des Röntgenbilddetektors (4), des Patientenlagerungstischs (11) und/oder der Tischplatte (5) als Komponenten bewirkt, dass die gewünschte Angulation ermöglicht wird.
Angiographiesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Röntgenstrahler (3) und der Röntgenbilddetektor (4) an einem C-Bogen (2) angebracht sind.
Angiographiesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangspositionen der Komponenten vor der Verschiebung von der Systemsteuerungseinheit (7) gespeichert werden.
Angiographiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tischplatte (5) durch die Systemsteuerungseinheit (7) nach oben und/oder längs und/oder quer verschoben wird.
Angiographiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Isozentrum des Röntgenstrahlers (3) und des Röntgenbilddetektors (4) durch die Systemsteuerungseinheit (7) nach unten und/oder längs und/oder quer verschoben wird.