DE102011084295A1

DE102011084295A1 - Verfahrbares C-Bogen-Röntgengerät

Info

Publication number: DE102011084295A1
Application number: DE102011084295A
Authority: DE
Inventors: Rainer Graumann; Gerhard Kleinszig; Martin Ringholz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2013-04-11
Anticipated expiration: 2031-10-12
Also published as: DE102011084295B4

Abstract

Die Erfindung beansprucht ein verfahrbares C-Bogen-Röntgengerät mit einem eine Röntgenquelle (4) und einen Röntgendetektor (5) umfassenden C-Bogen (1). An dem C-Bogen (1) ist mindestens ein Messmittel (8, 9) angeordnet, das mit dem C-Bogen (1) derart in Wirkverbindung steht, dass eine Beschleunigung des C-Bogens (1) messbar ist. Aus den ermittelten Beschleunigungswerten ist das Nachschwingverhalten des C-Bogens (1) bestimmbar. Damit kann der Zeitpunkt zur Auslösung einer Strahlungsbeschickung zur Bildaufnahme verbessert ermittelt und somit die Bildqualität der Röntgenaufnahme gesteigert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein verfahrbares C-Bogen-Röntgengerät mit einer eine Röntgenstrahlung abgebenden Röntgenquelle und einem Röntgendetektor.
Verfahrbare C-Bogen-Röntgengeräte sind auf dem Gebiet der Medizin weit verbreitet. Der Begriff C-Bogen bezeichnet dabei allgemein ein C-förmiges Element, das eine Röntgenquelle und einen Bildempfänger oder Detektor aufweist, die an entgegen gesetzten Enden des C-Bogens angeordnet sind. Auf diese Art und Weise treffen von der Röntgenquelle emittierte Röntgenstrahlen auf den Bildempfänger und werden von diesem detektiert. Im medizinischen Anwendungsfall wird der C-Bogen derart um den zu durchstrahlenden Körperteil positioniert, dass dieses zwischen Röntgenquelle und Bildempfänger angeordnet ist und der Röntgenstrahlung ausgesetzt werden kann. Die vom Detektor erzeugten Daten werden auf einem Monitor dargestellt und zur Kontrolle der durchgeführten Operation, wie zum Beispiel dem Einbringen von Metallimplantaten, oder bei interventionellen Eingriffen verwendet.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines verfahrbaren C-Bogen-Röntgengeräts, wie es beispielsweise in der DE 10 111 798 A1 offenbart ist. Ein C-Bogen 1 ist über eine Hubsäule 2 auf einem Fahrrahmen 3 angeordnet. An den Enden des C-Bogens 1 sind eine Röntgenquelle 4 bzw. ein Röntgendetektor 5 angeordnet. Mit Hilfe der Röntgenquelle 4 kann beispielsweise ein auf einer Liege befindlicher Patient mit Röntgenstrahlen durchstrahlt werden, die von dem Röntgendetektor 5 aufgenommen werden. Eine Verfahrbarkeit des C-Bogen-Röntgengeräts ist beispielsweise über zwei Hinterräder 6 und zwei Vorderräder 7, die an dem Fahrrahmen 3 angeordnet sind, hergestellt.
Bei der Aufnahme von Röntgenbildern mittels eines verfahrbaren C-Bogenröntgengeräts kommt es in der klinischen Praxis oft zu dem Verhalten, dass der am Grundgerät aufgehängte C-Bogen beim plötzlichen Beschleunigen oder Abbremsen nachschwingt. Dies liegt in der Massenträgheit begründet und ist insbesondere bei einer abrupten seitlichen Fahrt bei einer Ausrichtung bei 0° bzw. 180° orbital des C-Bogens zu erkennen, wenn prompt gestoppt wird. Löst das Bedienpersonal nun eine Strahlungsbeschickung zur Bildaufnahme aus, so ist das resultierende Bild zumeinst verschmiert, da der C-Bogen nachschwingt. Dieses Verhalten führt zu einer nutzlosen Erhöhung der Strahlenbelastung für den Patienten, da das entstandene Bild nicht klinisch verwendet werden kann und eine erneute Strahlungsauslösung erfolgen muss. Weiterhin wird im Laufe der Zeit beim Bedienpersonal die subjektive Wahrnehmung erzeugt, dass der C-Bogen Bilder von schlechter Qualität liefert. Im Falle eines 3D-Scans ist das Nachschwingen nach Durchführung einer Kollisionsprüfung ebenso hinderlich. Hier wird dem Anwender empfohlen, solange zu warten, bis sich der C-Bogen ausgeschwungen hat, um optimale Bilder zu erhalten und in einem zweiten Schritt eine präzise Navigationsanwendung zu ermöglichen. Die Verantwortung liegt hier also beim Bedienpersonal, das sich dieser Tatsache gegebenenfalls nicht bewusst ist oder ihr nicht die nötige Tragweite beimisst.
In anderen bekannten Ausführungsformen von verfahrbaren C-Bogen-Röntgengeräten, wie beispielsweise der Baureihe ARCADIS (z. B. Modell Orbic, Varic & Avantic) des Herstellers Siemens AG, wird eine höhere Bildqualität dadurch erreicht, dass durch entsprechende bauliche Ausgestaltungen des C-Bogen-Röntgengeräts das mechanische Nachschwingen des C-Bogens minimiert ist. So wird beispielsweise bei der Anbringung der Hubsäule auf dem Fahrrahmen eine geeignete Materialkombination gewählt. Es gilt zu vermeiden, dass der C-Bogen zeitlich lange, aber mit kleiner Amplitude bzw. zeitlich kurz, aber großer Amplitude schwingt. Hierzu werden weiterhin im Fahrwerk geeignete Dämpfungselemente integriert.
Andere bekannte verfahrbaren C-Bogen-Röntgengeräte, wie beispielsweise das Modell Arcadis Orbic 3D des Herstellers Siemens AG, erhöhen die Qualität der erstellten Bilder dadurch, dass in den Navigationssystemen, über die die Steuerung des Zeitpunktes der Bildaufnahme erfolgt, softwaretechnisch eine Totzeit hinterlegt wird. Erst nach Ablauf dieser Zeit meldet das Navigationssystem, dass es bereit ist, den Scan zu empfangen. So wird die Amplitude des Nachschwingens durch Abwarten reduziert.
Aufgabe der Erfindung ist, ein weiteres verfahrbares C-Bogen-Röntgengerät anzugeben, das eine hohe Bildqualität gewährleistet.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein verfahrbares C-Bogen-Röntgengerät des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung beansprucht ein verfahrbares C-Bogen-Röntgengerät mit einem eine Röntgenquelle und einen Röntgendetektor umfassenden C-Bogen. An dem C-Bogen ist mindestens ein Messmittel angeordnet, das mit dem C-Bogen derart in Wirkverbindung steht, dass eine Beschleunigung des C-Bogens messbar ist. Aus den ermittelten Beschleunigungswerten ist das Nachschwingverhalten des C-Bogens bestimmbar. Damit kann der Zeitpunkt zur Auslösung einer Strahlungsbeschickung zur Bildaufnahme mit höherer Genauigkeit ermittelt und somit die Bildqualität der Röntgenaufnahme gesteigert werden. Weiterhin wird eine unnötige Strahlenbelastung für einen zu untersuchenden Patienten vermieden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann dass das Messmittel an der Röntgenquelle angeordnet sein und mit dieser derart in Wirkverbindung stehen, dass die Beschleunigung der Röntgenquelle messbar ist.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann das Messmittel an dem Röntgendetektor angeordnet sein und mit diesem derart in Wirkverbindung stehen, dass die Beschleunigung des Röntgendetektors messbar ist.
Weiterhin kann das verfahrbare C-Bogen-Röntgengerät zwei Messmittel umfassen. Dabei ist das eine Messmittel an der Röntgenquelle angeordnet und steht mit dieser derart in Wirkverbindung steht, dass die Beschleunigung der Röntgenquelle messbar ist. Das andere Messmittel ist an dem Röntgendetektor angeordnet und steht mit diesem derart in Wirkverbindung, dass die Beschleunigung des Röntgendetektors messbar ist.
Auch können das eine Messmittel fest mit der Röntgenquelle und das andere Messmittel fest mit dem Röntgendetektor verbunden sein.
Vorteilhaft kann das Messmittel drei Beschleunigungssensoren umfassen, mit denen die Beschleunigung der Röntgenquelle und des Röntgendetektors in drei orthogonalen Richtungen bestimmbar sind. Damit sind die Frequenz und die Amplitude des aktuellen Nachschwingverhaltens des C-Bogens exakt bestimmbar.
Die Erfindung beansprucht auch ein Verfahren zur Bilderfassung mit einem verfahrbaren C-Bogen-Röntgengerät. Eine Beschleunigung des C-Bogens wird wiederholt gemessen. Unterschreitet die gemessene Beschleunigung einen vorgebbaren Schwellwert, so wird die Bilderfassung ausgelöst. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise die Qualität der aufgenommen Bilder erhöhen.
In einer vorteilhaften Ausprägung der Erfindung kann die Beschleunigung der Röntgenquelle wiederholt gemessen werden.
Weiterhin kann in vorteilhafter Weise die Beschleunigung des Röntgendetektors wiederholt gemessen werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen anhand von schematischen Zeichnungen.
Es zeigen:
1: eine perspektivische Ansicht eines verfahrbaren C-Bogen-Röntgengeräts gemäß Stand der Technik,
2: eine perspektivische Ansicht eines verfahrbaren C-Bogen-Röntgengeräts mit zwei Beschleunigungssensoren, und
3: ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Bilderfassung mit einem verfahrbaren C-Bogen-Röntgengerät mit einem Beschleunigungssensor.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen verfahrbaren C-Bogen-Röntgengeräts mit zwei Beschleunigungssensoren. Ein C-Bogen 1 ist über eine Hubsäule 2 auf einem Fahrrahmen 3 angeordnet. An den Enden des C-Bogens 1 sind eine Röntgenquelle 4 bzw. ein Röntgendetektor 5 angeordnet. Mit Hilfe der Röntgenquelle 4 kann beispielsweise ein auf einer Liege befindlicher Patient mit Röntgenstrahlen durchstrahlt werden, die von dem Röntgendetektor 5 aufgenommen werden. Das C-Bogen-Röntgengerät umfasst zwei Messmittel 8, 9. Das eine Messmittel 8 ist an der Röntgenquelle 4 angeordnet und steht mit dieser derart in Wirkverbindung, dass die Beschleunigung der Röntgenquelle 4 messbar ist. Das andere Messmittel 9 ist an dem Röntgendetektor 5 angeordnet und steht mit diesem derart in Wirkverbindung, dass die Beschleunigung des Röntgendetektors 5 messbar ist.
Die Messmittel 8, 9 liefern kontinuierlich aktuelle Beschleunigungswerte der Röntgenquelle 4 bzw. des Röntgendetektors 5 an eine nicht dargestellte Rechen- und Steuerungseinheit und ermöglichen somit Rückschlüsse über die Frequenz und die Amplitude des aktuellen Nachschwingverhaltens dieser Komponenten. Durch entsprechende Parametrisierung können nun Wertebereiche festgelegt werden, um die gemessenen Schwingungen als nicht tolerabel, als tolerabel oder als vernachlässigbar einzustufen. Wird beispielsweise eine nicht tolerable Nachschwingung gemessen, so könnte eine entsprechende Warnmeldung an einer nicht gezeigten Bedieneinheit des verfahrbaren C-Bogen-Röntgengerätes angezeigt werden. Über die Rechen- und Steuerungseinheit könnte solange eine durch die Messmittel 8, 9 durchgeführte erneute Messung des Nachschwingverhaltens gesteuert werden, bis die Nachschwingung einen tolerablen Wert erreicht hat. Alternativ könnte bei einer zu hohen gemessenen Schwingung eine Warnmeldung an der Bedieneinheit ausgegeben und ein automatisches Nachmessen des Nachschwingens solange gestoppt werden, bis das Bedienpersonal mittels einer Benutzerfunktion an der Bedieneinheit oder durch Steuerung über einen Fussschalter an dem C-Bogen-Röntgengerät die nächste Strahlungsbeschickung selbst auslöst.
Weiterhin ist denkbar, die über die Messmittel 8, 9 ermittelbare Nachschwingungen der Röntgenkomponenten 4, 5 im Rahmen der Kalibrierung eines 3D-Scans einzusetzen, indem über einen bestimmbaren Zeitraum neben den Kalibrierdaten auch Messwerte zum Nachschwingverhalten gespeichert werden. Bei jedem weiteren klinische 3D Scan könnten dann diese Werte mit den Kalibrier-Referenzwerten verglichen werden. Dadurch könnten in vorteilhafter Weise Erkenntnisse über die Alterungsgeschwindigkeit der Mechanik im Feld gewonnen werden.
Eine weitere Einsatzmöglichkeit der Messmittel 8, 9 besteht bei der Einführung eines bedarfsgerechten, dynamischen Wartungskonzeptes. So könnten für exzessiv genutzte C-Bogen-Röntgengeräte die Wartungsintervalle verkürzt werden. Dadurch ließen sich Fehleranalyse und -tracking verbessern.
In 3 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Bilderfassung mit einem verfahrbaren C-Bogen-Röntgengerät mit einem Beschleunigungssensor dargestellt. Im Schritt 100 wird die Beschleunigung eines C-Bogens eines verfahrbaren C-Bogen-Röntgengerätes durch ein an dem C-Bogen angeordnetes Messmittel gemessen. In Schritt 110 wird der gemessene Beschleunigungswert mit einem vorgebbaren Schwellwert verglichen. Ist der gemessene Beschleunigungswert größer oder gleich dem Schwellwert, so wird zum Schritt 100 zurück verzweigt und es erfolgt eine erneute Messung der Beschleunigung des C-Bogens. Unterschreitet der gemessene Beschleunigungswert den Schwellwert, so wird im Schritt 120 die Bilderfassung ausgelöst.
Bezugszeichenliste

1: C-Bogen
2: Hubsäule
3: Fahrrahmen
4: Röntgenquelle
5: Röntgendetektor
6: Hinterrad
7: Vorderrad
8: Messmittel
9: Messmittel
100: Messen Beschleunigung
110: Vergleich Messwert mit vorgebbaren Schwellwert
120: Auslösen Bilderfassung

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 10111798 A1 [0003]

Claims

Verfahrbares C-Bogen-Röntgengerät mit einem eine Röntgenquelle (4) und einen Röntgendetektor (5) umfassenden C-Bogen (1), gekennzeichnet durch: mindestens ein Messmittel (8, 9), das an dem C-Bogen (1) angeordnet ist und mit diesem derart in Wirkverbindung steht, dass eine Beschleunigung des C-Bogens (1) messbar ist.
Verfahrbares C-Bogen-Röntgengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messmittel (8) an der Röntgenquelle (4) angeordnet ist und mit dieser derart in Wirkverbindung steht, dass die Beschleunigung der Röntgenquelle (4) messbar ist.
Verfahrbares C-Bogen-Röntgengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messmittel (9) an dem Röntgendetektor (5) angeordnet ist und mit diesem derart in Wirkverbindung steht, dass die Beschleunigung des Röntgendetektors (5) messbar ist.
Verfahrbares C-Bogen-Röntgengerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch: zwei Messmittel (8, 9), wobei das eine Messmittel (8) an der Röntgenquelle (4) angeordnet ist und mit dieser derart in Wirkverbindung steht, dass die Beschleunigung der Röntgenquelle (4) messbar ist, und wobei das andere Messmittel (9) an dem Röntgendetektor (5) angeordnet ist und mit diesem derart in Wirkverbindung steht, dass die Beschleunigung des Röntgendetektors (5) messbar ist.
Verfahrbares C-Bogen-Röntgengerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Messmittel (8) fest mit das Röntgenquelle (4) und das andere Messmittel (9) fest mit dem Röntgendetektor (5) verbunden ist.
Verfahrbares C-Bogen-Röntgengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messmittel (8, 9) drei Beschleunigungssensoren umfasst, mit denen die Beschleunigung der Röntgenquelle (4) und des Röntgendetektors (5) in drei orthogonalen Richtungen bestimmbar sind.
Verfahren zur Bilderfassung mit einem verfahrbaren C-Bogen-Röntgengerät nach einem der vorherigen Ansprüchen, gekennzeichnet durch: – wiederholtes Messen der Beschleunigung des C-Bogens (1) und – Auslösen der Bilderfassung, wenn die gemessene Beschleunigung einen vorgebbaren Schwellwert unterschreitet.
Verfahren zur Bilderfassung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch: wiederholtes Messen der Beschleunigung der Röntgenquelle (4).
Verfahren zur Bilderfassung nach einem Anspruch 7 und 8, gekennzeichnet durch: wiederholtes Messen der Beschleunigung des Röntgendetektors (5).