DE102011078677A1

DE102011078677A1 - Medizinisches Röntgengerät

Info

Publication number: DE102011078677A1
Application number: DE102011078677A
Authority: DE
Inventors: Köthe Thomas
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2011-07-05
Publication date: 2012-10-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein medizinisches Röntgengerät mit einer Trägervorrichtung in Form eines C-Bogens, wobei an einem ersten Ende des C-Bogens eine Röntgenquelle und an einem zweiten Ende des C-Bogens ein Röntgendetektor angeordnet sind, wobei der C-Bogen derart ausgebildet ist, dass der Radius des C-Bogens veränderbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein medizinisches Röntgengerät mit einer Trägervorrichtung in Form eines C-Bogens gemäß dem Patentanspruch 1.
In der minimalinvasiven, interventionellen Radiologie mit C-Bogen-Röntgengeräten werden mit Hilfe diagnostischer radiologischer Bildverfahren (z.B. Angiographie, Kardiologie, Neuroradiologie) therapeutische Eingriffe beispielsweise im vaskulären (z. B. periphere arterielle Verschlusserkrankung) oder biliären System (z. B. tumoröser Verschluss des Gallengangsystems) vorgenommen, um die Lebensqualität eines Patienten zu verbessern oder zu stabilisieren. Dabei ist es notwendig, pathologische Veränderungen z.B. in Form von Stenosen, Perforationen oder auch Aneurysmen des Gefäßsystems mittels der diagnostischen Bildverfahren zu erkennen und mit geeigneten Mitteln (z.B. Dilatation der Stenose, Implantation eines Stents, Clipping und Coiling) zu beseitigen. Die menschliche Anatomie macht es jedoch häufig sehr schwierig, die passenden und notwendigen Bildinformationen zu generieren, da die für die benötigten Angulationswinkel und Aufnahmepositionen des C-Bogens passenden Gerätepositionen teilweise nicht realisierbar sind.
Dies liegt begründet in den bautechnischen Gegebenheiten (mechanischer und technischer Natur) der aktuellen C-Bogen-Röntgengeräte, welche durch einen definierten, mechanischen Radius des C-Bogens und eine Mindestgröße notwendiger Baugruppen (Röntgenstrahler, Röntgendetektor, Blende) nur einige vorbestimmte Angulationsmöglichkeiten zulassen. So kann es vorkommen, dass notwendige Positionen nicht angefahren werden können und somit die Darstellung der anatomischen Gegebenheiten des Patienten nicht ausreichend gut ist, so dass die Qualität der Behandlung leidet. Bei bekannten C-Bogen-Röntgengeräten wird versucht, durch effiziente Konstruktion der beteiligten Baugruppen eine möglichst maximale Angulation zu erreichen. Je nach Anbieter und Systemausbau sind bestimmte maximale Angulationspositionen erreichbar. Typische Werte eines SIEMENS C-Bogen-Systems sind Angulationen von ±130° LAO/RAO (linksanterior oblique, rechtsanterior oblique) und +55°/–45° cran/caud (craniocaudal = Strahlengang von cranial nach caudal; caudiocranal = Strahlengang von caudal nach cranial) bei einer C-Bogen-Position am Kopfende des Patienten von 0°, sowie ±45° LAO/RAO und +15°/–45° cran/caud bei einer Position des C-Bogens an der linken Seite des Patienten von 35°.
Aus der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 10 2010 043 528 ist ein Röntgengerät bekannt, bei welchem mittels eines Steuerungssystems Relativverschiebungen des Röntgenstrahlers, des Röntgenbilddetektors und des Patientenlagerungstischs bewirkt werden, um gewünschte Angulationen zu ermöglichen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein medizinisches Röntgengerät bereitzustellen, welches erweiterte Einsatzmöglichkeiten insbesondere in Bezug auf Angulationen eines C-Bogens als Trägervorrichtung ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein medizinisches Röntgengerät mit einer Trägervorrichtung in Form eines C-Bogens gemäß dem Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen medizinischen Röntgengerät mit einer Trägervorrichtung in Form eines C-Bogens, wobei an einem ersten Ende des C-Bogens eine Röntgenquelle und an einem zweiten Ende des C-Bogens ein Röntgendetektor angeordnet sind, ist der C-Bogen derart ausgebildet, dass der Radius des C-Bogens veränderbar ist. Auf diese Weise stehen auf einfache Art und Weise erweiterte Angulationswinkel und Aufnahmepositionen zur Verfügung und können einfacher und schneller eingenommen werden, ohne dass eine Umpositionierung des Patienten notwendig wird. Die Anwendungsmöglichkeiten eines derartigen Röntgengerätes sind vielfältig und es kann vor allem auch im Bereich der interventionellen Radiologie eingesetzt werden. Es werden durch das erfindungsgemäße Röntgengerät sowohl die Qualität der Bildgebung als auch die Qualität eines eventuellen interventionellen Eingriffs im Vergleich zu einem bekannten C-Bogen Röntgengerät verbessert. Außerdem kann ein schnellerer Patientendurchsatz erzielt werden.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist der C-Bogen mindestens zwei Gelenke auf, mittels derer der C-Bogen in zumindest eine Richtung knickbar ausgebildet ist, und ist der C-Bogen in seiner Länge streckbar und/oder stauchbar ausgebildet. Auf diese Weise kann einfach und schnell der Radius des C-Bogens verändert werden, um so eine zusätzliche Auswahl an zuvor nicht realisierbaren Angulationen des C-Bogens in Bezug auf den Patienten zu erhalten. Besonders vorteilhaft zur Veränderung des Radius´ des C-Bogens ist die Verwendung von Motoren, z.B. Gelenkmotoren, an dem C-Bogen, mittels derer die Gelenke geknickt und der C-Bogen verlängert oder verkürzt werden kann. Bevorzugt ist der C-Bogen in mindestens drei, insbesondere eine Vielzahl von C-Bogen-Elementen unterteilt.
In vorteilhafter Weise für eine besonders gute Flexibilität des C-Bogens hinsichtlich einer Radiusänderung weist der C-Bogen eine Vielzahl von Gelenken auf. Auf diese Weise kann der Radius einfacher und schneller verändert werden unter Einhaltung der ursprünglichen Aufnahmegeometrie.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Gelenke von Teleskopgelenken gebildet.
Zweckmäßigerweise für eine besonders gute Bewegbarkeit des C-Bogens ist der C-Bogen an einem Roboterarm, insbesondere einem Knickarmroboter, angeordnet. In vorteilhafter Weise wird der Röntgendetektor von einem Flachbilddetektor, zum Beispiel mit einer aktiven Matrix auf der Basis von CMOS-Technologie, gebildet.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Röntgengerät eine Systemsteuerung auf, mittels der eine Veränderung des Radius des C-Bogens ansteuerbar ist. Eine derartige Systemsteuerung kann neben den Gelenken und den Gelenkmotoren auch alle anderen Funktionen des Röntgengeräts ansteuern.
In vorteilhafter Weise für eine besonders Patienten-sichere Bildgebung weist das Röntgengerät eine Kollisionsdetektionsvorrichtung auf, welche zur Detektion und Vermeidung von Kollisionen verwendbar ist. Es kann durch eine Kommunikation zwischen der Kollisionsdetektionsvorrichtung und der Systemsteuerung eine automatische Veränderung des Radius des C-Bogens bei drohender Kollision vorgesehen sein, um eine z.B. vom Nutzer gewünschte Angulation des C-Bogens zu realisieren.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im Folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert, ohne dass dadurch eine Beschränkung der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele erfolgt. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf ein C-Bogen-Röntgengerät nach dem Stand der Technik,
2 bis 4 einen erfindungsgemäßen, in seinem Radius veränderbaren C-Bogen mit Gelenken in drei verschiedenen Verstellmöglichkeiten und
5 ein erfindungsgemäßes Röntgengerät mit einem in seinem Radius veränderbaren C-Bogen in zwei verschiedenen Verstellmöglichkeiten.
In der 1 ist ein bekanntes C-Bogen-Röntgengerät 15 mit einem starren C-Bogen 10, an dessen erstem Ende eine Röntgenquelle 11 mit einer Blende und an dessen zweitem Ende ein Röntgendetektor 12 angeordnet sind, gezeigt. Auf der Tischplatte eines Patiententisches 13 liegt ein Patient 14, dessen zu untersuchendes Organ sich im Isozentrum des C-Bogens und somit im Strahlengang des von der Röntgenquelle 11 ausgehenden Röntgenstrahlenbündels befindet. Der starre C-Bogen 10 kann in verschiedene Richtungen gedreht und bewegt werden (siehe Pfeile, zum Beispiel Orbitalbewegung und Drehung), so dass mehrere Aufnahmen des Patienten bei verschiedenen Angulationen aufgenommen werden können. Eine Reihe von Angulationen können aufgrund des starren C-Bogens jedoch nicht oder nur mit großem Aufwand erreicht werden, zum Beispiel durch Umpositionierung des Patienten.
In der 2 ist ein erfindungsgemäßer C-Bogen 10.1 gezeigt, welcher mehrere Bogen-Elemente 18 und mehrere die Bogen-Elemente verbindende Gelenke 16 aufweist. Der C-Bogen kann im Bereich der Gelenke 16 gestreckt und/oder gestaucht und außerdem geknickt werden. Auf diese Weise kann der erste Radius R₀ des C-Bogens 10.1 geändert werden, indem der C-Bogen zum Beispiel in seinen Gelenken 16 verlängert und anschließend entsprechend geknickt wird. Der erfindungsgemäße C-Bogen weist zumindest zwei, bevorzugt zumindest vier, Gelenke 16 auf. Bevorzugt weist der C-Bogen auch an seinen beiden Enden Gelenke 16 auf, die die Röntgenquelle und den Röntgendetektor mit dem C-Bogen verbinden und bevorzugt ebenfalls sowohl knickbar als auch streck- und stauchbar sind. In den 3 und 4 ist der C-Bogen von 2 in gestauchter Position (3) mit einem kleineren zweiten Radius R₁ < R₀ sowie in gestreckter Position (4) mit einem größeren dritten Radius R₂ > R₀ gezeigt. Die Gelenke 16 können zum Beispiel von Teleskopgelenken gebildet werden oder Teleskoparme aufweisen, so dass eine Verlängerung oder Verkürzung des C-Bogens realisiert werden kann. Die Gelenke werden von automatischen Antrieben wie z.B. Gelenkmotoren angetrieben, um die Verformung oder das Ausfahren/Einfahren des Teleskoparmes zu realisieren. Die Gelenkmotoren bewirken das Ein- und Ausfahren der Teleskoparme oder Teleskopgelenke.
Zur Ansteuerung des Röntgengerätes, also zum Beispiel der Angulationseinstellung des C-Bogens, dem Auslösen der Röntgenstrahlung und der eigentlichen Röntgenaufnahme ist eine Systemsteuerungseinheit vorhanden. Die Systemsteuerungseinheit kann außerdem ein Bildsystem aufweisen, das die Bildsignale des Röntgendetektors empfängt und verarbeitet. Die Systemsteuerung kann ebenfalls für die Ansteuerung der Gelenke vorgesehen sein. Bei Bedarf kann mittels der Systemsteuerung ein größerer oder kleinerer Radius für den C-Bogen angesteuert und eingestellt werden. Dazu werden die Teleskoparme oder Teleskopgelenke mittels der Gelenkmotoren ein- oder ausgefahren und anschließend wird der C-Bogen in den Gelenken entsprechend geknickt, bis der notwendige Radius eingestellt ist. Hierbei wird die Systemsteuerungseinheit auch angesteuert und überwacht, dass die Projektionsachse zwischen Röntgenquelle mit Blende und Röntgendetektor erhalten bleibt, um die Projektionsgeometrie nicht zu verfälschen. Dies kann zum Beispiel durch die Gelenke gewährleistet werden, die die Röntgenquelle und den Röntgendetektor mit dem C-Bogen verbinden.
Das Röntgengerät kann außerdem eine Kollisionsdetektionsvorrichtung mit einer Kollisionssensorik aufweisen. Mittels der Kollisionsdetektionsvorrichtung können Kollisionen detektiert werden, die bei der Einstellung von Angulationen des C-Bogens drohen. Steht die Kollisionsdetektionsvorrichtung in Kontakt mit der Systemsteuerung, kann sie an diese ein Signal übertragen, welches vor einer Kollision warnt. Dadurch kann die Systemsteuerung eine Veränderung des Radius des C-Bogens veranlassen, so dass die gewünschte Angulation eingestellt werden kann, ohne dass es zu einer Kollision kommt. Durch eine derartige automatische Regelung in dem Röntgengerät können zuvor für einen starren C-Bogen nicht realisierbare Angulationen mittels des verstellbaren C-Bogens realisiert werden. In der 5 ist ein erfindungsgemäßes Röntgengerät mit einer Systemsteuerung 17 gezeigt, wobei zwei verschiedene Einstellmöglichkeiten des verstellbaren C-Bogens 10.1 gezeigt sind. Bei einer ersten Position mit einem kleineren Radius würde es zu einer Kollision mit dem Patienten kommen, wohingegen bei einer zweiten Position mit einem größeren Radius ohne Probleme Röntgenaufnahmen des Patienten durchgeführt werden können.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der C-Bogen an einem Roboterarm, zum Beispiel einem Knickarmroboter, angeordnet ist. Mittels des Knickarmroboters, welcher bevorzugt sechs Drehachsen und damit sechs Freiheitsgrade aufweist, kann der C-Bogen beliebig räumlich verstellt werden, zum Beispiel indem er um ein Drehzentrum zwischen der Röntgenquelle und dem Röntgendetektor gedreht wird.
Die Erfindung lässt sich in folgender Weise kurz zusammenfassen: Durch einen im Radius variablen C-Bogen kann bei einem C-Bogen-Röntgengerät die Anzahl der möglichen erreichbaren Angulationen deutlich erhöht werden. Hierfür wird der C-Bogen in Bogen-Elemente unterteilt und mittels Gelenken und motorischer Unterstützung gestreckt bzw. gestaucht. Dafür ist es notwendig, den konstruktiven Aufbau des C-Bogens so anzupassen, dass die einzelnen Bogen-Elemente durch Gelenkmotoren verfahren werden können. Die Gelenkmotoren werden von einer zentralen Stelle, z.B. der Systemsteuerung, aus gesteuert, damit die notwendige Projektionsachse zwischen Blende und Röntgendetektor erhalten bleibt. Um die Strahlungsebene zwischen Detektor und Blende zu erhalten, können die beiden Baugruppen über Ausgleichsantriebe verfahren werden, welche eine Kippbewegung entlang des C-Bogens ermöglichen.
Durch die Möglichkeit, den C-Bogen im Radius flexibel zu gestalten, entsteht der Vorteil, dass anatomische Informationen eines Patienten effizienter erstellt werden können, da die dafür notwendigen Positionen besser und schneller erreicht werden können. Bei Röntgengeräten nach dem Stand der Technik können diverse, für den medizinischen Einsatz als notwendig betrachtete Bildinformationen nicht vollständig aufgenommen werden, da dies die mechanische, herstellerspezifische Konstruktion nicht zulässt. (Kollision System-Patient bzw. Kollision C-Bogen-Tisch-Patient) Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Röntgengeräts kann der Angulationsbereich sehr kurzfristig und ohne aufwändige Umpositionierung des Patienten vergrößert werden und somit können einfach und schnell anatomisch notwendige Bildinformationen generiert werden. Dies bedeutet für den Kunden erhöhten Patientendurchsatz, differenziertere Applikationsmöglichkeiten und erhöhte Qualität bei der Behandlung der Patienten.
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

DE 102010043528 [0004]

Claims

Medizinisches Röntgengerät (15) mit einer Trägervorrichtung in Form eines C-Bogens (10.1), wobei an einem ersten Ende des C-Bogens eine Röntgenquelle (11) und an einem zweiten Ende des C-Bogens ein Röntgendetektor (12) angeordnet sind, wobei der C-Bogen derart ausgebildet ist, dass der Radius (R₀) des C-Bogens veränderbar ist.
Röntgengerät nach Anspruch 1, wobei der C-Bogen (10.1) mindestens zwei Gelenke (16) aufweist, mittels derer der C-Bogen in zumindest eine Richtung knickbar ausgebildet ist, und wobei der C-Bogen in seiner Länge streckbar und/oder stauchbar ausgebildet ist.
Röntgengerät nach Anspruch 2, wobei der C-Bogen (10.1) eine Vielzahl von Gelenken (16) aufweist.
Röntgengerät nach Anspruch 1, wobei der C-Bogen (10.1) in mindestens drei Elemente (18) unterteilt ist.
Röntgengerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der C-Bogen (10.1) Motoren aufweist, mittels derer die Gelenke (16) geknickt und/oder der C-Bogen (10.1) gestaucht oder gestreckt werden können.
Röntgengerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Gelenke (16) von Teleskopgelenken gebildet werden.
Röntgengerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der C-Bogen (10.1) an einem Roboterarm, insbesondere einem Knickarmroboter, angeordnet ist.
Röntgengerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Röntgendetektor (12) von einem Flachbilddetektor gebildet wird.
Röntgengerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Röntgengerät (15) eine Systemsteuerung (17) aufweist, mittels der eine Veränderung des Radius des C-Bogens ansteuerbar ist.
Röntgengerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend eine Kollisionsdetektionsvorrichtung, welche zur Detektion und Vermeidung von Kollisionen verwendbar ist.