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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bewegungssteuerung einer Röntgenvorrichtung. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Röntgensystem.
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Medizinische Diagnose- und Interventionssysteme in der Angiographie, Kardiologie und Neurologie nutzen heute vielfach Röntgengeräte oder Röntgenvorrichtungen als Basis für eine Bildgebung. Die Röntgengeräte sind häufig mit einem sogenannten C-Bogen, auch C-Arm genannt, ausgestattet. Ein C-Bogen umfasst meist eine Röntgenquelle und über einen C-förmig ausgeführten, meist metallischen Verbindungsträger, in gegenüberliegender Lage einen Röntgendetektor. Der C-Bogen kann beispielsweise an einem sogenannten Stativ, an der Decke oder an einer roboterähnlichen Vorrichtung montiert sein. Mehrere Bewegungsachsen und Verstellmöglichkeiten, die auch motorisch angetrieben werden können, gestatten eine flexible Positionierung der Röntgenquelle und des Röntgendetektors relativ zu einem Untersuchungsobjekt, beispielsweise einem menschlichen oder tierischen Patienten, das auf einem Untersuchungstisch oder einer Patientenliege liegt. Die Positionierung des C-Bogens und der daran angebrachten Komponenten wird auch als Verfahren des C-Bogens bezeichnet. Zunehmende Bedeutung gewinnen auch Aufnahmeverfahren bei denen der C-Bogen in einer Rotationsbewegung um einen Untersuchungsbereich, auch engl. „Region of Interest“, ROI, genannt, verfahren wird, während eine größere Anzahl an Röntgenbildern aufgenommen wird. Mit Hilfe von mathematischen Algorithmen werden diese sogenannten Rotationsröntgenbilder zu einem 3D-Bilddatensatz rekonstruiert.
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Eine Problematik für einen Nutzer eines solchen Systems, wie z.B. einen Arzt oder einen Medizinisch-technischen Assistenten, stellt die nicht zu vernachlässigende Komplexität der Bedienung dar. Üblicherweise erfolgt die Angabe über eine gewünschte Verfahrung des Röntgengerätes und insbesondere des C-Bogens mittels Joysticks, wippenähnlichen Tastern oder ähnlichen Bedienelementen. Je nach Anlagentyp, z.B. abhängig vom mechanischen Aufbau, der Anzahl an Freiheitsgraden etc., können mehrere Joysticks und/oder Mehrfachbelegungen notwendig sein, um alle möglichen und notwendigen Bewegungen ausführen zu können. So kann beispielsweise im Fall eines roboterbasierten C-Bogen-Stativs alleine für das Stativ die Notwendigkeit bestehen, sechs Freiheitsgrade getrennt anzusteuern, nämlich drei lineare Bewegungsrichtungen, z.B. x-, y-, z-Richtung und drei Orientierungswinkel des C-Bogens, LAO/RAO, cranial/caudal und den C-Arm-Swivel. Eine schnelle und fehlerfreie Bedienung ist in solchen Fällen nur mit sehr viel Erfahrung möglich und bedarf einer hohen Konzentration auf die Bedienung, nicht zuletzt auch um Kollisionen im Raum zu vermeiden. Zudem kann eine Position bei manueller Fahrt meist nur durch nacheinander ausgeführte Bewegungen erreicht werden, da manuell jeweils nur einer der sechs Freiheitsgrade angesteuert werden kann. Dies kostet Zeit. Eine intuitive Bedienung in dem gegebenen Umfeld ist damit erschwert. Ein weiterer Aspekt ergibt sich dadurch, dass in der Praxis oft auch die Vorpositionierung des Röntgengerätes unter Strahlung durchgeführt wird, was eine zusätzliche Strahlenbelastung darstellt und das verbundene Risiko einer fehlerhaften Bedienung, z.B. wenn der C-Bogen in eine falsche Richtung verfahren wird, wird erhöht. Die Folge können eine Verzögerung der Behandlung, unbeabsichtigte Kollision mit Gegenständen oder Personal, oder eine unnötige Applikation von Röntgenstrahlung sein.
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Bislang wird die C-Bogenposition und -ausrichtung durch Bedienmodule gesteuert, die meist als Joysticks und/oder Tasten ausgelegt sind, d.h. eine Steuerung mittels elektromechanischer Schaltelementen, z.B. Potentiometern. Der Benutzer lenkt dabei die meist fest an der Röntgenvorrichtung montierten, an einem Trolley oder im Untersuchungsraum installierten Joysticks mechanisch aus, wodurch Kontakte geschlossen bzw. Potentiometer-/Geberstellungen verändert werden, die ausgewertet und in eine entsprechende Gerätebewegung umgesetzt werden. Des Weiteren gibt es noch feste Bedienschalter mit limitierter Bewegungsmöglichkeit, die am Flachbilddetektor integriert sind. Zusätzlich sind Hebel oder Griffe Standard bei C-Bogensystemen, die sich durch eine gewichtsausgeglichene und leichtläufige Mechanik auszeichnen, jedoch oft nur zur Patientenbergung bei einem Systemausfall gedacht sind. Wahlweise kann die Anfahrt an eine andere Systemposition, die durch die C-Bogen-Position und eine dazu korrelierte Untersuchungstischposition gegeben ist, auch über System- oder sogenannte Userpositionen erfolgen. Diese sind entweder fest vorgegeben, im Falle einer Systemposition z.B. die sogenannte Patiententransferposition oder die sogenannte Headside-Position, oder können als sogenannte User-Positionen durch den Nutzer programmiert werden, wobei in die Programmierung die kartesischen Koordinaten der C-Bogen-Position und die zugehörigen Orientierungswinkel, wie Cranial/Caudal (CRAN/CAUD), Right Anterior Oblique / Left Anterior Oblique (LAO/RAO), bezogen auf den Untersuchungstisch, eingehen. Die Patientenposition oder die Lage des zu untersuchenden Bereiches, z.B. ein bestimmtes Organ, wird nicht berücksichtigt. Somit kann durch eine Userposition nur eine grobe Vorpositionierung erfolgen, wenn die Bedienperson die Userposition anhand eines anderen Patienten programmiert hat. Durch unterschiedliche Größen der Patienten und verschiedene Positionierungen der Patienten auf dem Untersuchungstisch ist die Nutzung solcher Userpositionen nur eingeschränkt nutzbar und wird laut Erfahrungsberichten in der Praxis selten, bzw. nur für eine grobe Vorpositionierung verwendet.
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Aus der
DE 10 2009 004 766 A1 ist eine Röntgeneinrichtung bekannt, deren Komponententeile mit Hilfe eines Miniaturmodells der Röntgeneinrichtung eingestellt werden, wobei Manipulationen eines Modellkomponententeils in eine Einstellung des entsprechenden Komponententeils der Röntgeneinrichtung übertragen werden. Nachteilig an dieser Einrichtung ist, dass zwar die Bedienung intuitiv erfolgen kann, aber die Positionierung dennoch von der Individualität des Patienten abhängt.
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Die Patentschrift
DE 44 23 359 B4 beschreibt eine mobile Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem parallel zum Fußboden längsverstellbaren C-Bogen, mit einer daran angebrachten Röntgenstrahler-Bildverstärker-Einheit, einer an einer höhenverstellbaren Säule angebrachten mehrstückigen, durch Gelenke miteinander verbundenen Halterung, mit einer auf eine Steuerung wirkende Bedieneinheit und mit einem Wagen. Jedes Gelenk und Verstellelement ist mit einer die Bewegung charakterisierenden Messeinrichtung zur Erfassung des Maßes einer Verstellung ausgerüstet, die Signale der Messeinrichtungen werden einer Anzeige- und Bedieneinheit zugeführt und werden für eine Weiterverarbeitung und Speicherung aufbereitet. Die Messwerte einer aktuellen Position der Gelenke und Verstellelemente werden jeweils in zurücksetzbaren Pufferspeichern gespeichert und auf einem Display angezeigt.
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In der Patentschrift
DE 692 14 490 T2 wird ein Röntgenuntersuchungsapparat mit unter anderem einem Ständer, einer Röntgenquelle, einem Röntgendetektor und mit einem Kontrollgerät, das mit einer Zentraleinheit verbunden ist und Steuerungen zum Steuern der Zentraleinheit enthält, vorgestellt. Das Kontrollgerät enthält zwei unabhängig voneinander verschiebbare Steuerpulte mit gegenseitig verschiedenen Steueraufgaben, mit wenigstens einem Steuerpult mit Positionseinstellmitteln zum Anpassen der Steuersignale an verschiedene Steuerpultpositionen
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In der Offenlegungsschrift
DE 101 18 183 A1 wird beschrieben, dass mit einer Messeinrichtung, z.B. einer CCD-Kamera oder ein nach dem Laufzeitprinzip arbeitender Lichtempfänger, laterale Abmessungen oder Abstände gemessen werden können. Aus den gewonnenen Messwerten können Einstellungen für ein Röntgengerät abgeleitet werden, die einer Steuereinheit des Röntgengerätes zugeführt werden können.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren zur Bewegungssteuerung einer Röntgenvorrichtung anzugeben, das eine schnelle und intuitive Positionierung der Röntgenvorrichtung ermöglicht. Darüber hinaus soll ein Röntgensystem angegeben werden, mit dem ein solches Verfahren zur Bewegungssteuerung einer Röntgenvorrichtung durchführbar ist.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einem Verfahren zur Bewegungssteuerung einer Röntgenvorrichtung mit den Merkmalen des ersten unabhängigen Patentanspruchs und einem Röntgensystem mit den Merkmalen des zweiten unabhängigen Patentanspruchs.
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Der Grundgedanke der Erfindung ist ein Verfahren zur Bewegungssteuerung einer Röntgenvorrichtung, wobei die Röntgenvorrichtung einen C-Bogen, an dem in gegenüberliegender Anordnung eine Röntgenquelle und ein Röntgendetektor anbringbar sind, wenigstens einen Aktor zur Positionierung des C-Bogens relativ zu einem Untersuchungsbereich eines Untersuchungsobjektes, das auf einer Lagerungseinrichtung lagerbar ist, eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Röntgenquelle und des Röntgendetektors und des wenigstens einen Aktors und eine, eine Anzeigevorrichtung und wenigstens ein Bedienmittel umfassende, Bedieneinrichtung aufweist, wobei die Anzeigevorrichtung der Bedieneinrichtung ein Abbild, das wenigstens einen Teil des Untersuchungsobjekts repräsentiert, darstellt, und abhängig von wenigstens einer Eingabe an dem Bedienmittel der Bedieneinrichtung wenigstens eine Ziellage des C-Bogens bestimmt wird, wobei die Ziellage eine Zielposition und eine Zielausrichtung des C-Bogens umfasst, mindestens eine Steuergröße des wenigstens einen Aktors zur Positionierung des C-Bogens bestimmt wird und die mindestens eine Steuergröße der Steuereinrichtung zur Steuerung des wenigstens einen Aktors zugeführt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren geht demnach von einer Röntgenvorrichtung mit einem C-Bogen aus. An dem C-Bogen können in gegenüberliegender Anordnung eine Röntgenquelle und ein Röntgendetektor angebracht sein. Mindestens ein Aktor kann, gesteuert von einer Steuereinrichtung, den C-Bogen in eine gewünschte Position bringen, wobei sich die gewünschte Position auf einen Untersuchungsbereich eines Untersuchungsobjektes, z.B. eines menschlichen oder tierischen Patienten, das auf einer Lagerungseinrichtung, z.B. einem Untersuchungstisch oder einer Patientenliege, gelagert ist, bezieht. Unter einem Untersuchungsbereich kann z.B. ein Organ oder ein Körperbereich verstanden werden, der untersucht oder behandelt werden soll. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise ein elektronisches Mittel, z.B. ein Computer, sein, die auch als integraler Bestandteil der Röntgenvorrichtung den wenigstens einen Aktor, sowie die Röntgenquelle und den Röntgendetektor steuern kann und günstig auch Bilder von dem Röntgendetektor empfangen kann. Weiter weist die Röntgenvorrichtung eine Bedieneinrichtung auf, die eine Anzeigevorrichtung, z.B. einen Monitor oder ein Display, und wenigstens ein Bedienmittel, z.B. eine Computermaus, umfasst. Erfindungsgemäß stellt die Anzeigevorrichtung der Bedieneinrichtung ein Abbild, das wenigstens einen Teil des Untersuchungsobjekts repräsentiert, dar. Vorzugsweise umfasst der im Abbild dargestellte wenigstens eine Teil des Untersuchungsobjektes den Untersuchungsbereich. Unter Repräsentieren wird dabei verstanden, dass das Abbild den Teil des Untersuchungsobjektes so darstellt, dass eine Bedienperson der Röntgenvorrichtung in der Lage ist, Bestandteile der Abbildung dem Untersuchungsobjekt und insbesondere einem Untersuchungsbereich zuzuordnen. Der dargestellte Teil des Untersuchungsobjektes ist also nicht zwingend möglichst realistisch ausgeführt, sondern ist sogar vorzugsweise vereinfachend und abstrahierend. Durch die Darstellung der bloßen Umrisslinie eines Menschen in einer Draufsicht sind beispielsweise Körperregionen wie der Kopf, die beiden Füße, die beiden Ellbogen usw. leicht identifizierbar. Erfindungsgemäß kann durch eine oder mehrere Eingaben an dem Bedienmittel der Bedieneinrichtung wenigstens eine Ziellage des C-Bogens, die wenigstens eine Zielposition und eine Zielausrichtung des C-Bogens umfasst, bestimmt werden. Durch die Anordnung von Röntgenquelle und Röntgendetektor an dem C-Bogen, sind durch die Ziellage des C-Bogens auch die Position und die Ausrichtung der Röntgenquelle und des Röntgendetektors definiert. Günstigerweise erfolgt die Eingabe unter Berücksichtigung des Abbildes, das die Anzeigevorrichtung der Bedieneinrichtung darstellt. Das bedeutet, dass z.B. eine Bedienperson der Röntgenvorrichtung eine Eingabe an dem Bedienmittel der Bedieneinrichtung vornehmen kann, indem die Bedienperson z.B. mit einer Computermaus eine Stelle des auf der Anzeigevorrichtung der Bedieneinrichtung dargestellten Abbildes klickt. Unter Berücksichtigung dieser eingegebenen Stelle können eine oder mehrere Ziellagen des C-Bogens bestimmt werden. Beispielsweise durch eine Tabelle mit Zuordnungen von Eingabestellen und Ziellagen. Weiter können aus der einen oder aus den mehreren Ziellagen mindestens eine Steuergröße des wenigstens einen Aktors zur Positionierung des C-Bogens bestimmt werden. Die mindestens eine Steuergröße kann sodann der Steuereinrichtung zur Steuerung des wenigstens einen Aktors zugeführt werden. Schließlich kann die zugeführte Steuergröße dazu beitragen, dass durch die Ansteuerung des wenigstens einen Aktors der C-Bogen in die Ziellage verfahren wird.
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Vorzugsweise geht in die Bestimmung der Ziellage des C-Bogens das wenigstens einen Teil des Untersuchungsobjekts repräsentierende Abbild ein. Hier ist denkbar, dass Positionen des Abbildes, das auf der Anzeigevorrichtung der Bedieneinrichtung angezeigt wird, Ziellagen des C-Bogens zugeordnet sind.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist in dem Abbild an anatomisch richtiger Position die Lage wenigstens eines Organs und/oder die Lage wenigstens einer Körperregion markiert und die Markierung des wenigstens einen Organs und/oder die Markierung der wenigstens einen Körperregion ist durch das Bedienmittel auswählbar. In dem Abbild, das wenigstens einen Teil des Untersuchungsobjekts repräsentiert, sollen ein oder mehrere Organe, z.B. die Lunge, das Herz, die Nieren, der Magen, der Darm, usw., und/oder ein oder mehrere Körperregionen oder Körperbereiche, wie z.B. der Kopf, die Unterarme, die Oberarme, die Beine, usw., markiert sein. Dies kann zum Beispiel durch Kreise oder Ellipsen erfolgen. Weiter sollen die Markierungen an anatomisch richtiger Position in dem Abbild dargestellt werden und mit dem Bedienmittel der Bedieneinrichtung z.B. von einer Bedienperson angewählt werden können. Dies stellt eine sehr intuitive Eingabemöglichkeit für eine Ziellage für den C-Bogen der Röntgenvorrichtung dar.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung geht in die Bestimmung der Ziellage des C-Bogens wenigstens eine Statistik von Abmessungen und/oder von Größenverhältnissen des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjekts von mehreren Untersuchungsobjekten und/oder eine Standardposition des Untersuchungsbereiches des Untersuchungsobjektes relativ zu der Lagerungseinrichtung und/oder weitere Informationen des Untersuchungsobjektes, insbesondere Informationen aus einer Krankenakte, ein. Hier werden zur Bestimmung der Ziellage des C-Bogens nach Eingabe auf dem Abbild wenigstens eine Statistik von Abmessungen und/oder von Größenverhältnissen des wenigstens einen Teils des Untersuchungsobjekts von mehreren Untersuchungsobjekten berücksichtigt, d.h. Positionen des Abbildes, die z.B. auf der Anzeigevorrichtung der Bedieneinrichtung angezeigt werden, werden Ziellagen des C-Bogens zugewiesen, die wahrscheinlich gut mit den tatsächlichen Positionen des Untersuchungsbereiches des Untersuchungsobjektes übereinstimmen. Dazu trägt auch bei, wenn Standardpositionen des Untersuchungsbereiches des Untersuchungsobjektes relativ zu der Lagerungseinrichtung berücksichtigt werden. Das bedeutet, dass für Aufnahmen des Kopfes, der Kopf eines Patienten eine bevorzugte Lage, d.h. eine Standardposition, in Bezug auf die Lagerungseinrichtung, z.B. den Untersuchungstisch, einnimmt. Eine noch genauere Bestimmung der Ziellage ist möglich, wenn zusätzliche Informationen zu dem Untersuchungsobjekt in die Bestimmung eingehen, wie z.B. die Größe oder das Gewicht eines Patienten. Unter Zuhilfenahme von Statistiken, beispielsweise eine Statistik in der abhängig von der Größe eines Patienten die Lage des Magens untersucht wurde, können damit die Ziellagen von Organen und/oder Körperregionen sehr genau geschätzt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass in die Bestimmung der Ziellage des C-Bogens eine Messung mit einem Messmittel von wenigstens einem Teil des Untersuchungsobjekts eingeht, wobei das Messmittel insbesondere ein oder mehrere Messmittel aus der Gruppe von Kameras im sichtbaren Wellenlängenbereich, IR-Kamera, Time-of-Flight-Kamera, Laserscanner, druckempfindliches Messmittel, auf einem induktiven Messeffekt beruhendes Messmittel, auf einem kapazitiven Messeffekt beruhendes Messmittel, auf Wärmestrahlungserkennung beruhenden Messmittel, eine Nahfeldantenne umfassendes Messmittel, umfasst. Für eine Zuordnung einer mit dem Bedienteil des Bedienmittels ausgewählten Stelle zu einer Ziellage des C-Bogens ist eine Ermittlung der tatsächlichen Gegebenheiten bzgl. des Untersuchungsobjektes, wie z.B. die tatsächliche Größe und/oder die tatsächliche Position bzw. Orientierung des Untersuchungsobjektes auf der Lagerungseinrichtung, hilfreich. Liegt beispielsweise ein Patient nicht in der Standardposition, würde die Annahme, er läge in der Standardposition zu falschen Ziellagen führen. Für eine Messung können verschiedenste Messmittel verwendet werden. Kameras im sichtbaren Wellenlängenbereich sind weit verbreitet und können z.B. durch stereoskopische Aufnahmen auch eine räumliche Bilddarstellung ermöglichen. Kameras, die im infraroten (IR) Wellenlängenbereich empfindliche Bildaufnehmer besitzen, bieten den Vorteil, dass ein Untersuchungsobjekt auch in einem durch Tücher abgedeckten Zustand aufnehmbar ist. Als sogenannte Time-of-Flight-Kameras (TOF) werden 3D-Kamerasysteme bezeichnet, die mit einem Laufzeitverfahren Abstände messen. Das Prinzip ähnelt dem von Laserscannern, im Gegensatz dazu wird aber mit einem Messvorgang eine Matrix von Abständen erfasst. Unter einem druckempfindlichen Messmittel kann beispielsweise eine Matte mit druckempfindlichen Sensoren verstanden werden. Bei Belastung durch einen Patienten kann aus dem Muster der Druckmesswerte z.B. auf die Größe, die Lage und gegebenenfalls auch auf das Gewicht des Patienten geschlossen werden. Andere Messmittel beruhen auf Messprinzipien wie Änderung einer Induktion, Änderung einer Kapazität oder dem Erfassen von Wärmestrahlung.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung eines Grundgedankens der Erfindung sieht vor, dass in die Bestimmung der Ziellage des C-Bogens ein mit Hilfe der Röntgenvorrichtung aufgenommenes Bild von wenigstens einem Teil des Untersuchungsobjektes eingeht. In der Praxis werden während einer Untersuchung vielfach mehrere Röntgenbilder aufgenommen. Liegt bereits ein erstes, mit Hilfe der Röntgenvorrichtung aufgenommenes, Bild wenigstens eines Teils des Untersuchungsobjektes vor, kann dieses dazu verwendet werden, um die Ziellage bei der Aufnahme eines folgenden Bildes, auch wenn der Bildausschnitt geändert werden soll, genauer zu bestimmen. Dazu kann die Lage des C-Bogens bei der Aufnahme des ersten Bildes berücksichtigt werden, wenn z.B. sich die Position des Patienten nicht verändert. Denkbar ist, dass das aufgenommene Bild durch einen aus dem Stand der Technik bekannten Segmentierungsalgorithmus segmentiert wird, wodurch z.B. die Lage von Organen bestimmt werden kann, und die Ziellage unter Berücksichtigung der jetzt bekannten Lage der segmentierten Objekte bestimmt wird. Weiter ist denkbar, statt eines Bildes, das mit Hilfe der Röntgenvorrichtung aufgenommen wurde, ein oder mehrere Bilder anderer bildgebender Verfahren, wie z.B. CT, MR, Ultraschall, zu verwenden, die in dem Röntgensystem registriert werden können, um damit beispielsweise die Ziellage bei der Aufnahme eines folgenden Bildes genauer zu bestimmen.
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Zweckmäßig wird nach einer Eingabe mit dem wenigstens einen Bedienmittel ein Ausschnitt des Abbildes vergrößert dargestellt und/oder nach einer Eingabe mit dem wenigstens einen Bedienmittel wird eine andere Darstellung, insbesondere eine andere Hierarchie des Abbildes dargestellt. Zur exakteren Eingabe einer Bedienereingabe mit dem Bedienmittel der Bedieneinrichtung kann das Abbild vergrößert dargestellt werden, indem z.B. erst ein Bereich ausgewählt wird, der dann auf die gesamte Fläche der Anzeigevorrichtung vergrößert wird. Weiter kann eine andere Darstellung, z.B. ein Wechsel von einer symbolischen Darstellung auf eine gegenständlichere Darstellung helfen, eine genauere Eingabe zu ermöglichen. Weiter kann der Wechsel von einer Darstellung, die die Oberfläche eines Untersuchungsobjektes zeigt, zu einer Darstellung, die Blutgefäße und/oder die Knochenstruktur nachbildet, hilfreich für eine intuitive Benutzereingabe sein.
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Mit besonderem Vorteil umfasst die Bedieneinrichtung einen berührungsempfindlichen Bildschirm und/oder einen Bildschirm mit einem Eingabemittel, insbesondere einer Computermaus, und die Eingabe umfasst eine Selektion eines Punktes oder eines Bereiches auf dem Bildschirm. Ein besonders einfach zu verstehendes Eingabemittel stellt ein berührungsempfindlicher Bildschirm, engl. Touchscreen, dar, da er sowohl das Abbild mit gegebenenfalls Markierungen darstellen kann, als auch die Eingabe direkt durch Berühren des Abbildes bzw. der Markierungen ermöglicht. Die Kombination aus Bildschirm oder Monitor und einem Eingabemittel, z.B. einer Computermaus oder einem Joystick, stellt eine weitere etablierte Möglichkeit dar, eine Eingabe zu tätigen. Mit allen beschriebenen Eingabeverfahren können Punkte ausgewählt oder selektiert werden oder auch Bereiche, z.B. zur Vergrößerung eines Ausschnittes, ausgewählt oder selektiert werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung geht in die Bestimmung der mindestens einen Steuergröße des wenigstens einen Aktors zur Positionierung des C-Bogens ein Algorithmus zur Optimierung der Steuergröße ein, wobei sich die Optimierung insbesondere auf eine Minimierung der Positionierungszeit des C-Bogens bezieht. Wie in der Einleitung beschrieben sind Röntgenvorrichtungen oft mit mehreren Bewegungsachsen und Verstellmöglichkeiten ausgestattet, so dass das Verfahren eines C-Bogens zu einer Ziellage zeitaufwändig werden kann, z.B. wenn mehrere Einzelbewegungen seriell ausgeführt werden, und weiter kann der Vorgang sehr komplex werden. Häufig gibt es auch nicht nur eine Möglichkeit den C-Bogen in eine Ziellage zu verfahren, so dass es viel Erfahrung auf Seiten des Bedienpersonals bedarf, um den C-Bogen in effektiver Weise zu verfahren. Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen, einen Algorithmus zu verwenden, der die Steuergrößen zur Ansteuerung des oder der Aktoren dahingehend optimiert, dass insbesondere die Positionierungszeit des C-Bogens minimal wird. Das Ergebnis könnte eine Folge von Steuergrößen für mehrere Aktoren sein, die der Steuereinrichtung zugeführt werden und mit Hilfe derer die Aktoren parallel und in optimaler Weise angesteuert werden können, so dass die Zeit zum Verfahren des C-Bogens in die Ziellage minimal wird. Algorithmen zur Optimierung von Bewegungen mehrachsiger Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik, insbesondere aus dem Bereich der Robotik, z.B. unter dem Begriff Pfadplaner, bekannt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gehen in die Bestimmung der mindestens einen Steuergröße des wenigstens einen Aktors zur Positionierung des C-Bogens ein Kollisionsvermeidungsalgorithmus ein, der insbesondere die Lage der Bedieneinrichtung, der Lagerungseinrichtung und des Untersuchungsobjektes berücksichtigt. Beim Verfahren des C-Bogens besteht grundsätzlich die Gefahr, dass der C-Bogen mit Objekten in der Umgebung der Röntgenvorrichtung kollidiert. Um dies zu vermeiden, wird vorgeschlagen, einen Algorithmus zu verwenden, der die Steuergrößen zur Ansteuerung des oder der Aktoren dahingehend verändert oder optimiert, dass es bei der Verfahrung des C-Bogens zu keiner Kollision oder Auffahrt kommt. Objekte deren Lage und Ausdehnung berücksichtigt werden müssen sind beispielsweise die Bedieneinrichtung, die Lagerungseinrichtung und das Untersuchungsobjekt. Die Position und die Ausdehnung der Objekte können in einer Datei gespeichert sein oder sie werden mit Hilfe von Messmitteln, wie z.B. Kameras, erfasst. Bei der Verwendung von Kameras mit Bildaufnahmefrequenzen von z.B. fünf Bildern pro Sekunde oder mehr, können auch sich bewegende Objekte, wie z.B. das Bedienpersonal, berücksichtigt werden. Kollisionsvermeidungsalgorithmen sind aus dem Stand der Technik, insbesondere aus dem Bereich der Robotik bekannt. Beispiele sind auch aus der
DE 10 2005 028 215 A1 , bei der magnetische Positionssensoren Verwendung finden oder aus der
DE 10 2008 046 346 A1 , bei der der Einsatz verschiedener Messmittel, wie schwenkbare Laserscanner, beschrieben wird, ersichtlich.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass abhängig von der Eingabe an dem Bedienmittel der Bedieneinrichtung wenigstens ein Parameter zur Aufnahme eines Röntgenbildes mit der Röntgenvorrichtung, insbesondere eine Belichtungszeit, eine Bildwiederholrate, eine Strahlenstärke, ein Röntgenquellen-Detektor Abstand, und/oder eine Kollimatoreinstellung, bestimmt und der Steuereinrichtung zugeführt wird. Neben der Ziellage des C-Bogens können auch andere Parameter, die zur Aufnahme eines Röntgenbildes mit der Röntgenvorrichtung ausgewählt werden müssen, abhängig von der Eingabe mit dem Bedienmittel der Bedieneinrichtung bestimmt werden und der Steuereinrichtung zugeführt werden. Hierunter ist beispielsweise zu verstehen, dass schon durch die Wahl einer Ziellage, z.B. Wahl des linken Sprunggelenkes, Parameter zur Aufnahme des Röntgenbildes, z.B. eine Belichtungszeit von 10 ms, festgelegt sein können. Für andere Bereiche oder Organe gelten andere Einstellungen, die z.B. in einer der Steuereinrichtung zugänglichen Datei gespeichert sein können. Spezielle Parametersätze für bestimmte Untersuchungsbereiche können auch als Organprogramme bezeichnet werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass abhängig von der Eingabe an dem Bedienmittel der Bedieneinrichtung eine Folge von Ziellagen des C-Bogens und/oder eine Folge von Parametereinstellungen zur Aufnahme eines Röntgenbildes mit der Röntgenvorrichtung, bestimmt wird. Abhängig von der Eingabe mit dem Bedienmittel der Bedieneinrichtung kann in dieser Ausgestaltung z.B. eine Folge von Ziellagen des C-Bogens ausgewählt werden. Z.B. bei der Wahl des rechten Beins und gegebenenfalls einer zusätzlichen Eingabe mit dem Bedienmittel der Bedieneinrichtung wird der C-Bogen so verfahren, dass eine Digitale-Subtraktions-Angiographie, DSA, durchführbar ist.
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Zweckmäßig wird das Verfahren wiederholt ausgeführt bis ein Abbruchkriterium, insbesondere das Erreichen einer vorgebbaren Anzahl an Verfahrensdurchläufen oder das Erreichen einer vorgebbaren Zeitdauer oder das Betätigen eines Tasters oder das Betätigen eines Schalters erfüllt ist. Das heißt, das Verfahren wird beendet, wenn ein Abbruchkriterium erfüllt ist.
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Günstig wird das Verfahren automatisch ausgeführt. Somit bedarf die Ausführung des Verfahrens nur einer Eingabe an dem Bedienmittel der Bedieneinrichtung, alle weiteren Verfahrensschritte werden automatisch durchgeführt.
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Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung betrifft ein Röntgensystem, umfassend eine Röntgenvorrichtung, wobei die Röntgenvorrichtung einen C-Bogen, an dem in gegenüberliegender Anordnung eine Röntgenquelle und ein Röntgendetektor anbringbar sind, aufweist, wenigstens einen Aktor zur Positionierung des C-Bogens relativ zu einem Untersuchungsbereich eines Untersuchungsobjektes, das auf einer Lagerungseinrichtung lagerbar ist, eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Röntgenvorrichtung und des wenigstens einen Aktors und eine, eine Anzeigevorrichtung und wenigstens ein Bedienmittel umfassende, Bedieneinrichtung. Die Anzeigevorrichtung der Bedieneinrichtung ist dazu ausgeführt ein Abbild, das wenigstens einen Teil des Untersuchungsobjekts repräsentiert, darzustellen, und abhängig von wenigstens einer Eingabe an dem Bedienmittel der Bedieneinrichtung wenigstens eine Ziellage des C-Bogens zu bestimmen, wobei die Ziellage eine Zielposition und eine Zielausrichtung des C-Bogens umfasst, mindestens eine Steuergröße des wenigstens einen Aktors zur Positionierung des C-Bogens zu bestimmen und die mindestens eine Steuergröße der Steuereinrichtung zur Steuerung des wenigstens einen Aktors zuzuführen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Röntgensystem dazu ausgeführt, ein zuvor beschriebenes Verfahren auszuführen. Insbesondere weist ein solches Röntgensystem Mittel, wie z.B. elektronische Rechner oder Eingabemittel, wie berührungsempfindliche Anzeigen, oder Messmittel, wie Kameras etc., auf, die in der Lage sind, ein zuvor beschriebenes Verfahren ausführen zu können.
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Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden Figuren samt Beschreibung. Es zeigen:
- 1 eine Röntgenvorrichtung nach dem Stand der Technik;
- 2 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 3 ein Beispiel eines Abbildes eines Untersuchungsobjekts;
- 4 ein Beispiel eines Abbildes eines Teils eines Untersuchungsobjekts;
- 5 ein Diagramm zur Beschreibung von Funktionseinheiten eines Beispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 6 eine schematische Darstellung einer exemplarischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Röntgensystems.
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In 1 ist eine Röntgenvorrichtung 10' nach dem Stand der Technik dargestellt. Die Röntgenvorrichtung 10' weist einen C-Bogen 11' auf, an dem in gegenüberliegender Lage eine Röntgenquelle 12' und ein Röntgendetektor 13' angeordnet sind. Auf einer Lagerungseinrichtung 18', z.B. einem Untersuchungstisch, der von einer Säule der Lagerungseinrichtung 25' verfahrbar gehalten wird, liegt ein Untersuchungsobjekt 17', hier ein Mensch. Die Röntgenvorrichtung 10' wird durch eine Bedieneinrichtung 20', die mehrere Bedienmittel 22', hier Joysticks, und eine Anzeigevorrichtung 21', hier ein Monitor, umfasst, und eine Steuereinrichtung 19' gesteuert. Die Steuereinrichtung 19' leitet unter anderem Steuergrößen, oder Steuersignale an Aktoren, exemplarisch sind die Aktoren 14' und 15' eingezeichnet, der Röntgenvorrichtung 10' weiter. Der C-Bogen 11' der Röntgenvorrichtung 10' ist an einer roboterähnlichen Vorrichtung angeordnet, die mehrere Freiheitsgrade bei der Positionierung und Ausrichtung des C-Bogens 11' und somit der Röntgenquelle 12' und des Röntgendetektors 13' ermöglicht. Eine Ziellage des C-Bogens 11', bzw. der Röntgenquelle 12' und des Röntgendetektors 13', ist in 1 eingenommen, so dass der Zentralstrahl 26' der Röntgenquelle 12' einen Untersuchungsbereich 16', hier der Magen, des Untersuchungsobjektes 17' durchstrahlt. Weiter wurde ein Parameter zur Aufnahme des Bildes, der Röntgenquellen-Detektor-Abstand 27', engl. SID, eingestellt.
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2 zeigt beispielhaft ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bewegungssteuerung einer Röntgenvorrichtung. Das Verfahren umfasst die Verfahrensschritte S1 bis S5, beginnt „Start“ mit Verfahrensschritt S1 und endet „End“ nach Verfahrensschritt S5. Die einzelnen Verfahrensschritte lauten:
- S1) Erfassen einer Eingabe an dem Bedienmittel der Bedieneinrichtung;
- S2) Bestimmung einer Ziellage des C-Bogens;
- S3) Bestimmung mindestens einer Steuergröße des wenigstens einen Aktors zur Positionierung des C-Bogens;
- S4) Zuführung der mindestens einen Steuergröße der Steuereinrichtung zur Steuerung des wenigstens einen Aktors;
- S5) Abfrage eines Abbruchkriteriums;
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Wenn das Abbruchkriterium S5, insbesondere das Erreichen einer vorgebbaren Anzahl an Verfahrensdurchläufen oder das Erreichen einer vorgebbaren Zeitdauer oder das Betätigen eines Tasters oder das Betätigen eines Schalters erfüllt, „Y“, ist, wird das Verfahren beendet. Wenn das Abbruchkriterium nicht erfüllt ist, „N“, wird zu Verfahrensschritt S1 gesprungen.
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3 zeigt ein Beispiel eines Abbildes 23 eines Untersuchungsobjekts. Das Abbild 23 stellt in einer Draufsicht in sehr vereinfachter Form einen Menschen dar. An anatomisch richtiger Position sind die Lage von Organen und die Lage von Körperregionen durch Ellipsen markiert. Exemplarisch ist das Gehirn 29 und die rechte Lunge 28 markiert. Ohne Bezugszeichen sind Herz, Oberarme, Ellbogengelenke, Handgelenke, Nieren, Bauch mit Leber und Körperregionen der unteren Extremitäten dargestellt.
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In 4 ist ein Beispiel eines Abbildes 24 eines Teils eines Untersuchungsobjekts dargestellt. In dieser Abbildung ist insbesondere der rechte Lungenflügel 28 in einer anderen Darstellung gezeigt. Während in der Darstellung aus 3 quasi nur die Oberfläche des Untersuchungsobjektes zu sehen ist, zeigt 4 Blutgefäße und Knochenstrukturen. Denkbar ist, dass eine Bedienperson, z.B. an einem berührungsempfindlichen Bildschirm, erst den rechten Lungenflügel 28 ausgewählt hat und in der Darstellung des Abbildes 24 dann den oberen Teil 30 des Lungenflügels 28 auswählt.
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5 stellt ein Diagramm zur Beschreibung von möglichen Funktionseinheiten eines Beispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Ausgehend von einem Normpatienten werden Basisinformation bezüglich Größe und Lage von Organen oder Körperbereich eines auf einer Patientenliege liegenden und zu untersuchenden Patienten aufgenommen, S52. Durch eine Videoverarbeitung S51 werden weitere Daten über den Patienten, Patientengröße, Körperform und Lage des Patienten auf der Patientenliege, gewonnen und fließen in eine Patientendatenberechnung S54 ein. Diese Patientendaten gehen mit den Daten des Normpatienten in die Berechnung S55 der Lage von Organen und/oder Körperregionen ein. Eine Bedienperson wählt, S53, an einem Abbild, das zumindest einen Teil des zu untersuchenden Patienten darstellt oder repräsentiert, das zu untersuchende Organ oder den zu untersuchenden Körperbereich aus. Die Patientenposition und die Lage des zu untersuchende Organs oder des zu untersuchenden Körperbereichs gehen in die Berechnung, S56, einer Systemposition oder Ziellage eines C-Bogens ein. Die anzufahrende Systemposition wird einer Bewegungssteuerung übermittelt, S57, die den C-Bogen in die gewünschte Position verfährt.
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In 6 schließlich ist eine schematische Darstellung einer exemplarischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Röntgensystems 100 gezeigt. Eine Röntgenvorrichtung 10 weist einen C-Bogen 11 auf, an dem in gegenüberliegender Lage eine Röntgenquelle 12 und ein Röntgendetektor 13 angeordnet sind. Auf einer Lagerungseinrichtung 18, z.B. einem Untersuchungstisch, die von einer Säule der Lagerungseinrichtung 25 verfahrbar gehalten wird, liegt ein Untersuchungsobjekt 17, hier ein menschlicher Patient. Die Röntgenvorrichtung 10 wird durch eine Bedieneinrichtung 20, die mehrere Bedienmittel, hier Sensorelemente 22 eines berührungsempfindlichen Bildschirms 21, auch Touchscreen genannt, Joysticks 38, Fußschalter 39 und einen Drucktaster 34, und eine Anzeigevorrichtung, hier der berührungsempfindliche Bildschirm 21, umfasst, und eine Steuereinrichtung 19 gesteuert. Die Steuereinrichtung 19 leitet unter anderem Steuergrößen, oder Steuersignale an Aktoren, exemplarisch sind die Aktoren 14 und 15 eingezeichnet, der Röntgenvorrichtung 10 weiter. Der C-Bogen 11 der Röntgenvorrichtung 10 ist an einer schematisch dargestellten, roboterähnlichen Vorrichtung angeordnet, die mehrere Freiheitsgrade bei der Positionierung und Ausrichtung des C-Bogens 11 und somit der Röntgenquelle 12 und des Röntgendetektors 13 ermöglicht. Eine Ziellage des C-Bogens 11, bzw. der Röntgenquelle 12 und des Röntgendetektors 13, ist in 6 eingenommen, so dass der Zentralstrahl 26 der Röntgenquelle 12 einen Untersuchungsbereich 16, hier der Kopf, des Untersuchungsobjektes 17 durchstrahlt. Der berührungsempfindliche Bildschirm stellt sowohl ein Abbild 23 des Untersuchungsobjektes 17 dar, wobei das Abbild 23 durch Markierungen von möglichen Untersuchungsbereichen, z.B. auch der Kopfregion 29, ergänzt ist, als ermöglicht er auch eine Eingabe des ausgewählten Untersuchungsbereiches 29 durch direktes Berühren des Abbildes 23 bzw. der Markierungen. Somit können Punkte ausgewählt oder selektiert werden oder auch Bereiche, z.B. zur Vergrößerung eines Ausschnittes, ausgewählt oder selektiert werden. Nach der Auswahl eines Untersuchungsbereiches 29 wird die Auswahl einem Ziellageberechnungsmittel 36 übertragen. Dieses Ziellageberechnungsmittel 36 erhält weitere Informationen von zusätzlichen Sensoren. In 6 sind exemplarisch und schematisch verschiedene Kameras dargestellt. Die Kamera 31 besitzt im infraroten (IR) Wellenlängenbereich empfindliche Bildaufnehmer, die Kamera 32 ist als sogenannte Time-of-Flight-Kamera (TOF) ausgeführt, die über ein Laufzeitmessverfahren in einem Messvorgang eine Matrix von Abständen erfassen kann. Die beiden Kameras 40 bilden ein stereoskopisches Kamerasystem aus, mit Hilfe dessen ein räumliches Bild erzeugt werden kann. Die Signale eines oder mehrerer dieser Messinstrumente werden einem Bildverarbeitungsmittel 35 zugeführt, das z.B. mittels eines Bildverarbeitungsalgorithmus, auch engl. Video Processing genannt, eine Ermittlung der tatsächlichen Gegebenheiten bzgl. des Untersuchungsobjektes, wie z.B. die tatsächliche Größe und/oder die tatsächliche Position des Untersuchungsobjektes 17 auf der Lagerungseinrichtung 18, aber auch bzgl. anderer, gegebenenfalls sich bewegender Objekte, durchführen kann. Mit einer in die Lagerungseinrichtung 18 integrierten druckempfindlichen Messmatte 33, d.h. einer Matte mit druckempfindlichen Sensoren, kann bei Belastung durch einen Patienten aus dem Muster der Druckmesswerte auf die Größe, die Lage, die Orientierung und gegebenenfalls auch auf das Gewicht des Patienten geschlossen werden. Diese Werte werden, wie auch die Daten aus dem Bildverarbeitungsmittel 35, an das Ziellageberechnungsmittel 36 übertragen. Das Ziellageberechnungsmittel 36 kann unter Berücksichtigung der Daten des Bildverarbeitungsmittels 35, der Sensorik 33 aus der Lagerungseinrichtung 18, hinterlegten anatomischen Modellen und Statistiken von Patienten bzw. der Lage von Organen und Körperregionen von Patienten, und der übertragenen Auswahl des Untersuchungsbereiches eine Ziellage für den C-Bogen bestimmen. Die von dem Ziellageberechnungsmittel 36 bestimmte Ziellage und die von dem Bildverarbeitungsmittel 35 bestimmten Daten werden einem Bewegungsberechnungsmittel 37 zugeführt. Das Bewegungsberechnungsmittel 37 umfasst einen Pfadplaner und einen Kollisionsrechner bzw. einen Kollisionsvermeidungsrechner. Aufgabe des Pfadplaners ist die Bestimmung der kinematischen Positionsänderung des C-Bogens von einer ersten zu einer zweiten, insbesondere der Ziellagen-, Position. Der Pfadplaner kann dabei den mechanischen Aufbau der Röntgenvorrichtung 10 und bekannte Objekte, wie unbewegliche Gegenstände, Decken, Säulen oder Wände, berücksichtigen und einen zeitoptimierten Bewegungsablauf bestimmen. Aufgabe des Kollisionsrechners ist auf Basis von Objektkoordinaten und deren Ausdehnung, die vorzugsweise von dem Bildverarbeitungsmittel 35 bereitgestellt werden, eine Kollision des C-Bogens bzw. anderer Komponenten der Röntgenvorrichtung 10 zu verhindern, indem die Hindernisse an den Pfadplaner zur Neuberechnung des Bewegungsablaufs weitergeleitet werden oder die Bewegung erst verlangsamt und nötigenfalls auch gestoppt wird. Weitere Eingangsgrößen in das Bewegungsberechnungsmittel 37 können die Ausgangsgrößen der Bedienmittel der Bedieneinrichtung 20 sein. Über die Joysticks 38 oder die Fußschalter 39 kann beispielsweise in den Bewegungsablauf eingegriffen werden, insbesondere kann nach einer ersten automatischen Fahrt der C-Bogen 11 manuell in eine finale Zielposition verfahren werden. Der Drucktaster 34 könnte dazu dienen ein automatisch durchgeführtes Verfahren abzubrechen. Die Signale des bestimmten Bewegungsablaufs werden von dem Bewegungsberechnungsmittel 37 an die Steuereinrichtung 19 geleitet, die z.B. die Aktoren 14 und 15 ansteuert, so dass sich der C-Bogen 11 zu der bestimmten Ziellage bewegt.
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Zusammenfassend werden einige Aspekte der Erfindung bzw. deren Ausführungsformen beschrieben. Die Bedienung über die Steuerung einzelner Richtungen und Raumwinkel mittels Bedienelementen wie z.B. Joysticks wird durch eine Organ- bzw. Körperregionenauswahl ersetzt. Der Bediener, z.B. ein Arzt oder ein Medizinisch-technischer Assistent, wählt vorzugsweise über einen berührungsempfindlichen Monitor, auch Touchpanel genannt, oder über Displays mittels z.B. Computermaussteuerung auf einem Anatomiebild eine darzustellende Region an, z.B. linke Niere, rechtes Knie, Herz. Gegebenenfalls kann die Anwahl in detailreichen Bereichen mehrstufig erfolgen, d.h. bei Anwahl des Bauchraumes wird ein zweites, detaillierteres anatomisches Bild des Bauchraums mit den Organen angezeigt und die Detailanwahl erfolgt erst in dieser zweiten Ebene. Eine Vorauswahl der Region oder der Organe kann auch über eine fachübliche Anwahl einer Funktionsgruppe, z.B. „Cardio“ oder „Neuro“ etc., eingegrenzt werden. Nach dieser Anwahl ist es denkbar, dass der Bediener über ein sicherheitsgerichtetes Bedienelement, z.B. einen Fußschalter, oder einen Joystick mit DMG, die Fahrt des C-Bogen-Systems auf die per Anatomieauswahl angewählte Zielregion auslöst. Hierbei können auch aus z.B. sechs Freiheitsgraden kombinierte Bewegungen ausgeführt werden, was eine Zeitersparnis beim Erreichen des Untersuchungsbereiches oder der engl. Region of Interest, ROI, bedeutet. Die Berechnung der zu fahrenden Bahn erfolgt in einer Steuereinrichtung, z.B. über einen Pfadplaner, so dass der Bediener sich um die einzelnen, zur Erreichung der Ziellage notwendigen, Einzelbewegungen nicht kümmern muss. Eine Kollision mit einer Patientenliege und anderen Raumelemente kann über eine mit dem Pfadplaner korrelierten Kollisionsüberwachung, die in der Steuereinrichtung integriert sein kann, vermieden werden. An der Zielposition angekommen kann der Bediener nun mittels Fluoroskopie noch die Feinjustage des bildtechnischen Blickwinkels mittels der „normalen“ Bedienelemente vornehmen. Im Normalfall, d.h. ohne weitere Sensorik, wird ein anatomischer Normpatient an einer Standardposition auf der Patientenliege vorausgesetzt. Aus diesen Basisdaten kann dann aus der Anwahl durch den Bediener und der im System hinterlegten anatomischen Repräsentation, d.h. durch den Normpatienten, die anzufahrende Position im Systemkoordinatensystem errechnet werden und an den Pfadplaner, die Kollisionsvermeidung und final an die Berechnung der Bewegungssteuerung, auch engl. Motion Control Steuerung genannt, übergeben werden. Diese Position kann dann nach Freigabe durch den Bediener angefahren werden. Eine weitere Optimierung des Verfahrens kann durch die Nutzung von zusätzlicher Sensorik erfolgen. Die möglicherweise relativ ungenaue Bestimmung der Ziellage des Untersuchungsbereiches, die abhängig von Patientenpositionierung und -größe ist, kann durch eine sensorische Erfassung des realen Patienten optimiert werden. Dazu können videobasierte Abtastungen, z.B. Time-of-Flight-Kameras, oder z.B. taktile Elemente im Tisch, sogenannte „Druckmatten“ dienen. Mit der Kenntnis der Positionen und der Abmaße des Patienten kann die Anatomie im Allgemeinen und auch die Position des im Anatomiebild angewählten Organs bzw. der Region im Speziellen genauer bestimmt und damit auch exakter angefahren werden. Eine Positionsoptimierung kann ebenfalls über eine Auswertung der ersten verfügbaren Röntgen-Fluoroskopie- oder Aufnahmebilder des realen Patienten erfolgen. Hierzu können anatomische Merkmale aus den Röntgenbildern herausgearbeitet werden und daraus die Repräsentation des Patienten im Anatomiebild in Bezug auf Größe, Abmaße und Lage der Organe optimiert werden. In einem günstigen Fall kann z.B. eine videobasierte Sensorik Informationen über Raumobjekte an den Kollisionsrechner und Pfadplaner melden, um die Kollisionsfreiheit des zu fahrenden Pfades noch zu erhöhen. Ebenso kann die exakte Raumorientierung der Bildgebung bei einer Anfahrt nach Auswahl durch den Bediener entweder jedem Organ fest zugeordnet werden oder optional durch eine Auswahl an den Bediener nach dessen Anwahl des Organs/Bereich erfolgen.
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Einige wesentliche Vorteile der Erfindung bzw. deren Ausführungsformen können wie folgt beschrieben werden:
- - Vereinfachte Bedienung durch Fokussierung auf den Untersuchungsbereich, d.h. ein Organ oder eine Körperregion;
- - Joysticks dienen nur noch der Feinjustierung bzw. exakten Einstellung des bildgebenden Blickswinkels, bzw. zur Bestätigung der sicherheitsgerichteten Ansteuerung;
- - Verkürzte Lernkurve bezüglich der Bedienung der Röntgenvorrichtung;
- - Workflow-Optimierung und Verkürzung der Bedien- und damit Behandlungszeit;
- - Effizienzsteigerung bei gleichzeitig erhöhter Bedienerzufriedenheit;
- - Verringerung des Risikos von Kollisionen;
- - Dosiseinsparung durch eine effizientere Grobjustierung des Systems ohne Fluoroskopie und der Hinterlegung des anatomischen Aufbaus eines Normpatienten.
