DE102013103419A1

DE102013103419A1 - Systeme und Verfahren zum Steuern von Röntgenbildgebungssystemen

Info

Publication number: DE102013103419A1
Application number: DE102013103419A
Authority: DE
Inventors: John Matthew Simmons; David Barker; Samuel Adler; Bret Nicholson; Robert Bruce Spratt, JR.
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2012-04-13
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2013-10-17
Also published as: CN103371841A; CN103371841B; US20130272499A1; US9693437B2

Abstract

Es werden System und Verfahren zum Steuern eines Röntgenbildgebungssystems beschrieben. Die Systeme und Verfahren beinhalten typischerweise einen Tragarm mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende. Das erste Ende des Tragarms ist mit einer Gelenkarmbaugruppe verbunden und das zweite Ende des Tragarms ist schwenkbar an einem Röntgenbildgebungsarm an einem Drehgelenk so befestigt, dass das Drehgelenk als eine Kreisbahndrehachse für den Röntgenbildgebungsarm funktioniert. Eine oder mehrere Steuerungen für das Röntgenbildgebungssystem sind auf dem Tragarm für das Röntgenbildgebungssystem angeordnet. Die Steuerungen können daher feststehend bleiben, während sich der Röntgenbildgebungsarm auf der Kreisbahn dreht. Der Tragarm kann ein einzelnes Element oder ein Doppelelement enthalten und eine oder mehrere Steuerungen können auf jedem Ele ment des Tragarms angeordnet sein. Weitere Ausführungsformen werden ebenfalls beschrieben.

Description

GEBIET
Diese Anmeldung betrifft allgemein Röntgengeräte. Insbesondere betrifft diese Anmeldung Systeme und Verfahren zum Steuern von Röntgengeräten durch die Verwendung einer oder mehrerer Steuerungen, die auf einem Tragarm der Röntgengeräte angeordnet sind.
HINTERGRUND
Ein typisches Röntgenbildgebungssystem weist eine Röntgenquelle und einen Röntgendetektor auf. Von der Röntgenquelle emittierte Röntgenstrahlen können auf dem Röntgendetektor auftreffen und ein Röntgenbild eines Objektes oder eines Patienten liefern, der zwischen der Röntgenquelle und dem Detektor angeordnet ist. In einer Art von Röntgenbildgebungssystem, einem Durchleuchtungsbildgebungssystem, ist der Röntgendetektor oft ein Bildverstärker oder, in letzter Zeit, ein flacher digitaler Plattendetektor.
Durchleuchtungsbildgebungssysteme können entweder fest installiert oder mobil sein. Beispielsweise enthalten fest installierte Durchleuchtungsbildgebungssysteme oft ein Tragegestell, das an Boden, Wand oder Decke befestigt ist. Zusätzlich sind mobile Durchleuchtungssysteme beweglich, dass sie in einer Vielfalt klinischer Umgebungen, wie z.B. Radiologie- und Notfallabteilungen einer medizinischen Einrichtung, eingesetzt werden können. Die mobilen Durchleuchtungsbildgebungssysteme können einen C-Arm, G-Arm, O-Arm, L-Arm oder eine andere Bildgebungsarm- oder Traggestellbaugruppe enthalten. Ein mobiles Durchleuchtungsbildgebungssystem kann auch als ein Mini-C-Arm ausgebildet sein.
In einigen Ausgestaltungen bleibt eine C-Arm-Baugruppe eines Durchleuchtungsbildgebungssystems in Bezug auf einen Patienten zur Bildgebung in nur einem Winkel feststehend. In weiteren Ausgestaltungen bewegt sich jedoch die C-Arm-Baugruppe in Bezug auf den Patienten, um Bilder aus mehreren Winkeln zu erfassen. In einigen Anordnungen wird die C-Baugruppe manuell neu positioniert, um Bilder aus unterschiedlichen Winkeln zu erzeugen, während in anderen Anordnungen die C-Arm-Baugruppe entlang eines vorbestimmten Pfades durch den Betrieb eines Motorantriebsmechanismus bewegt wird, um Bilder aus mehreren Winkeln zu erhalten.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Anmeldung betrifft im Wesentlichen Röntgenbildgebungssysteme. Insbesondere betrifft diese Anmeldung Systeme und Verfahren zum Steuern eines Röntgenbildgebungssystems. Die Systeme und Verfahren beinhalten typischerweise einen Tragarm mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende. Das erste Ende des Tragarms ist mit einer Gelenkarmbaugruppe verbunden und das zweite Ende des Tragarms ist schwenkbar an einem Röntgenbildgebungsarm an einem Drehgelenk so befestigt, dass das Drehgelenk als eine Kreisbahndrehachse für den Röntgenbildgebungsarm funktioniert. Eine oder mehrere Steuerungen für das Röntgenbildgebungssystem sind auf dem Tragarm für das Röntgenbildgebungssystem angeordnet. Die Steuerungen können daher feststehend bleiben, während sich der Röntgenbildgebungsarm auf der Kreisbahn dreht. Der Tragarm kann ein einzelnes Element oder ein Doppelelement enthalten und eine oder mehrere Steuerungen können auf jedem Element des Tragarms angeordnet sein.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die nachstehende Beschreibung wird angesichts der Figuren verständlicher, in welchen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Röntgenbildgebungssystems mit einem auf einem Tragarm für ein Röntgenbildgebungssystem angeordneten Bedienfeld darstellt;
2 eine perspektivische Ansicht einiger Ausführungsformen des Röntgenbildgebungsarms und des Tragarms für ein drahtgebundenes Bedienfeld darstellt;
3 eine perspektivische Ansicht einiger Ausführungsformen des Röntgenbildgebungsarms und des Tragarms für ein drahtloses Bedienfeld darstellt;
4 eine perspektivische Ansicht einiger Ausführungsformen des Röntgenbildgebungsarms und eines Doppelelement-Tragarms für ein drahtgebundenes Bedienfeld mit einem mit jedem Element des Doppelelement-Tragarms gekoppelten Bedienfeldes darstellt;
5 eine perspektivische Ansicht einiger Ausführungsformen des Röntgenbildgebungsarms und eines Einelement-Tragarms mit einem mit dem Einelement-Tragarm gekoppelten Bedienfeld darstellt;
6 eine perspektivische Ansicht einiger Ausführungsformen des Röntgenbildgebungsarms und des Tragarms mit dem Tragarm in einer ersten Position darstellt;
7 eine perspektivische Ansicht einiger Ausführungsformen des Röntgenbildgebungsarms und des Tragarms mit dem Tragarm in einer zweiten Position darstellt;
8 eine perspektivische Ansicht einiger Ausführungsformen des Röntgenbildgebungsarms und des Tragarms mit einer vergrößerten Ansicht eines exemplarischen Bedienfeldes darstellt;
9 eine Blockdarstellung einiger Ausführungsformen des Bedienfeldes mit mehreren Schaltern und deren Wechselwirkung mit einem Systemcomputer darstellt; und
10 eine perspektivische Ansicht von einigen Ausführungsformen des Röntgenbildgebungsarms mit einem unmittelbar an einem Griff des Bildgebungsarmes angeordneten Bedienfeld darstellt.
Die Figuren stellen spezifische Aspekte der beschriebenen Systeme und Verfahren zum Steuern eines Röntgenbildgebungssystems dar. Zusammen mit der nachfolgenden Beschreibung demonstrieren und erläutern die Figuren die Prinzipien der Strukturen, Systeme, Verfahren und hierin beschriebenen Prinzipien. In den Zeichnungen kann die Dicke und Größe von Komponenten übertrieben oder anderweitig modifiziert zur Verdeutlichung dargestellt sein. Dieselben Bezugszeichen in unterschiedlichen Zeichnungen stellen dasselbe Element dar dessen Beschreibungen nicht wiederholt wird. Des Weiteren werden allgemein bekannte Strukturen, Materialien oder Operationen nicht dargestellt oder im Detail beschrieben, um eine Verdeckung von Aspekten der beschriebenen Systeme und Verfahren zu vermeiden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die nachstehende Beschreibung liefert spezifische Details, um für ein gründliches Verständnis zu sorgen. Trotzdem wird der Fachmann erkennen, dass die beschriebenen Systeme und Verfahren zum Steuern von Röntgenbildgebungssystemen ohne Anwendung dieser spezifischen Details implementiert und genutzt werden können. Tatsächlich können die beschriebenen Systeme und Verfahren zum Steuern von Röntgenbildgebungssystemen durch Modifizieren der beschriebenen Systeme und Verfahren in die Praxis umgesetzt und in Verbindung mit beliebigen anderen Vorrichtungen und Techniken, die üblicherweise in der Industrie eingesetzt werden, genutzt werden. Beispielsweise können, obwohl sich die nachstehende Beschreibung auf Verfahren zur Bereitstellung und Benutzung von Steuerungen fokussiert, die auf einem Tragarm angeordnet sind, der schwenkbar mit einem Röntgenbildgebungsarm (wie z.B. einem Mini-C-Arm verbunden ist) verbunden ist, die Steuerungen und der Tragarm mit jedem anderen Typ von Röntgenbildgebungssystem verwendet werden, in welchem ein Röntgenbildgebungsarm in einer Kreisbahnart um ein an dem Röntgenbildgebungsarm befestigtes Drehgelenk schwenken kann. Einige Beispiele derartiger Röntgenbildgebungsarme beinhalten einen Standard-C-Arm, einen Kompakt-C-Arm, einen Mini-C-Arm, einen G-Arm, einen O-Arm, einen L-Arm und weitere Röntgenbildgebungsarme.
Zusätzlich kann, wenn die Begriffe "auf, angeordnet auf, befestigt an, verbunden mit oder gekoppelt mit, usw." hierin verwendet werden, ein Objekt (z.B. ein Material, Element, eine Struktur, ein Element usw.) auf einem anderen Objekt angeordnet, befestigt, damit verbunden oder gekoppelt sein – unabhängig davon, ob ein Objekt direkt auf dem anderen Objekt befestigt, damit verbunden oder gekoppelt ist, oder ob ein oder mehrere dazwischenliegende Objekte zwischen dem einen Objekt und dem anderen Objekt vorhanden sind. Ebenso sind Richtungen (z.B. auf der Oberseite von, darunter, darüber, oben, unten, seitlich, oben, unten, unter, über, oberer, unterer, seitlich, kreisbahnförmig, horizontal, usw., wenn sie angegeben werden, relativ und werden lediglich im Rahmen eines Beispiels und zur Erleichterung der Darstellung und Diskussion und nicht im Rahmen einer Einschränkung angegeben. Wenn auf eine Liste von Elementen (z.B. Elemente a, b, c) Bezug genommen wird, soll eine derartige Bezugnahme jedes einzelne von den aufgelisteten Elementen selbst, jede Kombination von weniger als allen aufgelisteten Elementen und/oder eine Kombination von allen aufgelisteten Elementen beinhalten. Ferner können, sowie hierin verwendet, die Begriffe "ein.., und nur ein.." jeweils mit den Begriffen "wenigstens ein.. und ein.. oder mehr" austauschbar sein.
Diese Anmeldung betrifft Systeme und Verfahren zum Steuern von Röntgenbildgebungssystemen unter Verwendung einer oder mehrerer Steuerungen, die auf einem Tragarm angeordnet sind. 1 stellt einige Ausführungsformen dar, in welchen das beschriebene Röntgenbildgebungssystem 100 eine Röntgenbildgebungsarm-Tragstruktur (z.B. eine bewegliche Grundgestellbaugruppe 230 mit mehreren an dessen Unterseite befestigten Rädern), eine Gelenkarmbaugruppe 240, die mit der Tragstruktur gekoppelt ist, eine Tragarm-Baugruppe 115 mit einem ersten Ende 172, das mit der Gelenkarmbaugruppe gekoppelt ist, einen Röntgenbildgebungsarm 105, der mit einem zweiten Ende 175 der Tragarm-Baugruppe an einem Kreisbahndrehgelenk 110 gekoppelt ist, und eine Anzeigeeinrichtung 244, die mit der Tragstruktur gekoppelt ist, aufweist. Die Tragarm-Baugruppe 115 enthält eine oder mehrere darauf angeordnete Steuerungen (d.h. Röntgenbedienfelder 120). Bei einer derartigen Ausgestaltung kann das Bedienfeld feststehend bleiben, während sich der Röntgenbildgebungsarm kreisbahnartig dreht. 2 und 3 stellen einige Ausführungsformen dar, in welchen das Bedienfeld 120 auf dem Tragarm 115 feststehend bleibt, während sich der Bildgebungsarm 105 kreisbahnartig aus einer (in 2 dargestellten) unteren Scanposition in eine (in 3 dargestellte) obere Scanposition bewegt.
Das Röntgenbildgebungssystem 100 kann einen Röntgenbildgebungsarm 105 aufweisen, der dem System ermöglicht, Röntgenbilder von jedem Abschnitt eines (nicht dargestellten) Patienten aufzunehmen. In einigen Ausführungsformen kann der Röntgenbildgebungsarm einen Mini-C-Arm, einen Kompakt-C-Arm, einen Standard-C-Arm, einen G-Arm, einen O-Arm, einen L-Arm oder irgendeinen anderen Röntgenbildgebungsarm aufweisen. 3 stellt eine Ausgestaltung dar, in welcher der Röntgenbildgebungsarm 105 ein Mini-C-Arm 130 ist.
In einigen Ausführungsformen weist der Bildgebungsarm 105 eine Röntgenquelle 135, einen Röntgendetektor 140 und das gesamte oder einen Teil des Kreisbahndrehgelenks 110 gemäß Darstellung in 3 auf. Der Bildgebungsarm 105 kann jede Röntgenquelle 135 und jeden Röntgendetektor 140 aufweisen, die dem Röntgensystem 100 ermöglichen, Röntgenbilder aufzunehmen. Beispielsweise kann die Röntgenquelle jede Quelle aufweisen, die Röntgenstrahlen erzeugt und emittiert, einschließlich einer Standard-Röntgenquelle, einer Drehanoden-Röntgenquelle, einer Stationär- oder Festanoden-Röntgenquelle, einer Festkörper-Röntgenemissionsquelle und/oder einer Durchleuchtungs-Röntgenquelle. Der Röntgendetektor kann jeden beliebigen Detektor aufweisen, der Röntgenstrahlen detektiert, einschließlich eines Bildverstärkers und/oder eines ebenen digitalen Plattendetektors 150 (gemäß Darstellung in 3). Der Bildgebungsarm 105 kann dafür eingerichtet sein, die Röntgenquelle 135 und den Röntgendetektor 140 so zu unterstützen, dass sie jeweils an nahezu gegenüberliegenden Enden des Bildgebungsarmes angeordnet sind, im Wesentlichen einander gegenüberliegen und/oder sich um das Kreisbahndrehgelenk 110 drehen können.
Das Röntgenbildgebungssystem 100 kann jedes beliebige Kreisbahndrehgelenk 110 aufweisen, die eine drehbare Befestigung des Bildgebungsarms 105 an dem Tragarm 115 dergestalt ermöglicht, dass das Drehgelenk eine Kreisbahndrehachse für den Bildgebungsarm bereitstellt. 3 stellt einige Ausführungsformen dar, in welchen das Kreisbahndrehgelenk 110 einen Gelenkstift 155 enthält, welcher an dem Tragarm 115 befestigt ist und sich durch den Bildgebungsarm 105 in einer Weise hindurch erstreckt, die eine kreisbahnartige Drehung des Bildgebungsarms um den Stift ermöglicht. Somit dreht sich der Bildgebungsarm 105 kreisbahnartig um einen physikalischen Drehpunkt 156.
Das Röntgenbildgebungssystem 100 kann einen Tragarm 115 aufweisen. Dieser Tragarm kann dafür eingerichtet sein, den Bildgebungsarm 105 zu tragen, den Bildgebungsarm an der Gelenkarmbaugruppe 240 zu befestigen, den Bildgebungsarm mit einer Achse für eine kreisbahnartige Drehung zu versehen und/oder den Bildgebungsarm mit einer Achse für seitliche Drehung (z.B. einer Drehachse, die im Wesentlichen rechtwinklig zu der Kreisbahndrehachse ist) zu versehen. In einigen Ausführungsformen weist der Tragarm 115 eine beliebige Anzahl von Bildgebungsarm-Tragelementen auf, die 1, 2 oder mehr umfassen. 4 stellt einige Ausführungsformen dar, in welchen der Tragarm 115 (z.B. ein Doppelelement-Tragarm) ein erstes Tragelement 116 und ein zweites Tragelement 118 aufweist. 5 stellt weitere Ausführungsformen dar, in welchen der Tragarm 115 (z.B. ein Einelement-Tragarm) nur ein Tragelement 118 aufweist.
In einigen Ausführungsformen stattet der Tragarm 115 optional den Bildgebungsarm 105 mit einer Seitendrehachse Drehung aus. Beispielsweise stellt 6 dar, dass ein zweites Ende 172 des Tragarms 115 mit dem Kreisbahndrehgelenk 110 verbunden ist. 6 stellt auch dar, dass das erste Ende 175 des Tragarms an einem Seitendrehgelenk 180 angebracht sein kann, dass eine Drehung des Tragarms im Uhrzeigersinn und/oder Gegenuhrzeigersinn gemäß Darstellung durch den Doppelspitzenpfeil 185 ermöglicht. 7 stellt einige Ausführungsformen dar, in welchen der Tragarm 115 um 180 Grad aus der in 6 dargestellten Position gedreht ist.
Das Bedienfeld 120 ermöglicht einem Benutzer, eine oder mehrere Funktionen des Röntgensystems 100 auszuführen. Das Bedienfeld 120 kann jede Art von elektronischen Steuerelementen enthalten. Einige Beispiele von geeigneten Steuerelementen umfassen eine oder mehrere taktile Membranschalter, Kippschalter, Tasten, berührungsempfindliche Bildschirmschnittstellen, Einstellknöpfe, Schiebeschalter, einstellbare Schalter, Kuppelschalter, Hebel, Annäherungsschalter, Druckschalter, Geschwindigkeitsschalter, Temperaturschalter, taktile Schalter, Relais, Momentanschalter, Bewegungsdetektionsschalter, Empfänger, Joysticks und andere Schalter, die zum Steuern einer oder mehrerer Funktionen des Röntgensystems verwendet werden können. In einigen Ausführungsformen weist jedoch das Bedienfeld einen oder mehrere herkömmliche taktile Membranschalter und/oder berührungsempfindliche Bildschirmschnittstellen auf. Das Bedienfeld kann eine beliebige Anzahl von Steuerelementen aufweisen, die 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehr umfassen.
8 stellt einige Ausführungsformen eines Bedienfeldes 120 dar. In diesen Ausführungsformen weist das Bedienfeld 120 einen Hauptschalter zum Ein- und Ausschalten der Energieversorgung des Bildgebungsarms 105 auf. Das Bedienfeld kann auch einen Röntgen-Aktivierungsschalter (z.B. die Röntgen-Taste 186 in 8) aufweisen, der der Röntgenquelle 135 ermöglicht, ein einzelnes Röntgenbild, mehrere Bilder und/oder eine kontinuierliche Bildgebung nach Bedarf zu erzeugen. Um nur ein einziges Bild zu erzeugen, kann ein Benutzer den Röntgen-Steuerschalter zweimal in rascher Abfolge drücken und dann den Schalter loslassen, so dass die Röntgenquelle 135 für ein Einzelbild oder eine Momentaufnahme aktiviert wird. Für eine kontinuierliche Bildgebung kann der Benutzer den Röntgen-Steuerschalter zweimal in rascher Abfolge drücken und dann den Schalter weiter drücken (oder nach unten halten), so dass die Röntgenquelle aktiviert wird und fortgesetzt Röntgenbilder erzeugt, solange der Schalter gedrückt ist, um ein Echtzeit-, Dauer- oder filmartiges Durchleuchtungsbild zu erzeugen.
Das Bedienfeld 120 kann auch einen Druckerschalter (z.B. Druckertaste 187 in 8) aufweisen, die dazu genutzt werden kann, das Ausdrucken eines von dem System 10 empfangenen Röntgenbildes zu bewirken. Das Bedienfeld 120 kann auch einen herkömmlichen Rauschunterdrückungsschalter (z.B. die Rauschtaste 188 in 8) aufweisen, die die Rauschunterdrückungsverarbeitung des Systems steuern kann. Der Rauschunterdrückungsschalter kann schrittweise die Videoeinzelbildmittelung durchführen, so dass jedes Mal, wenn der Schalter gedrückt wird, die Videorauschunterdrückungs-Einzelbildmittelung geändert wird. In einigen Ausführungsformen kann jedes Drücken des Schalters die Einzelbildmittelung schrittweise von 0 Einzelbildern zu 2, 4, 8 und 16 Einzelbildern der Reihe nach durchlaufen, wobei mit einem aktuellen Einzelbildmittelungswert gestartet wird und von hier aus erhöht wird. Mit derartigen Ausführungsformen kann, wenn die Einzelbildmittelung auf 16 steht und der Schalter gedrückt wird, der Einzelbildmittelungswert dann über 0 hinaus gehen und mit der Rotation wieder beginnen.
Das Bedienfeld 120 kann auch einen oder mehrere Schalter, Joysticks oder andere Steuerelemente aufweisen, die zum Steuern von einem oder mehreren Servos, Kolben, Motoren, Betätigungselementen, Gelenken, Bremsen, Wandlern, Stromversorgungen, Rotationselementen, Computern, Kompressoren und/ oder anderen Mechanismen oder Komponenten verwendet werden können, die den Bildgebungsarm 105 positionieren können (z.B. das Anheben, Absenken, Vorwärtsbewegen, Rückwärtsbewegen, Linksbewegen, Rechtsbewegen, Drehen im Uhrzeigersinn, Drehen gegen den Uhrzeigersinn, Kreisbahndrehen im Uhrzeigersinn, Kreisbahndrehen gegen den Uhrzeigersinn und/oder anderweitig in einer gewünschten Richtung bewirken können). Beispielsweise kann eine Rückmeldung bezüglich der Position des Bildgebungsarmes in einem Bewegungsbereich der Servosteuerung durch die Verwendung eines sich bewegenden Symbolbildes auf der Videoanzeigeeinrichtung 244 des Bildgebungssystems 100 bereitgestellt werden.
Das Bedienfeld 120 kann einen oder mehrere Steuermechanismen aufweisen. Die Steuermechanismen können Helligkeits-, Kontrast-Tasten 189 und 190 in 8 zum Steuern von Kontrast/Helligkeit eines Röntgenbildes enthalten. Das Bedienfeld 120 kann auch eine Spannungs/Strom-Steuerung (z.B. kV/µA-Tasten 191 und 192 in 8) enthalten, die es einem Benutzer ermöglichen, die vorgegebenen kV und µA-Einstellungen zu erhöhen oder zu verringern, um dadurch einige von den Röntgen-Durchleuchtungstechnikfaktoren zu steuern, die zum Erzeugen eines Bildes genutzt werden. Das Bedienfeld 120 kann auch eine oder mehrere Drehungs-Steuerelemente (z.B. Drehungstasten 178 und 179 in 8) aufweisen, die eine Drehung des Bildes auf einer oder mehreren Anzeigeeinrichtungen 244 ermöglichen. Die Drehsteuerung kann einem Benutzer ermöglichen, das Bild auf der Anzeigeeinrichtung in einem Winkel von bis zu 360 Grad zu drehen. Das Bedienfeld 120 kann auch eine oder mehrere Spiegelungssteuerelemente enthalten, welche es einem Benutzer ermöglichen, ein Bild um eine horizontale Achse (gemäß Darstellung durch die Spiegelungstaste 193) und/oder um eine vertikale Achse (gemäß Darstellung durch die Spiegelungstaste 194) zu spiegeln.
Das Bedienfeld 120 kann zusätzliche oder alternative Steuerelemente enthalten. Beispielsweise kann das Bedienfeld 120 ein Steuerelement aufweisen, das es einem Benutzer ermöglicht, Bilder/Video zu speichern (z.B. die Speichertaste 195 in 8), ein Austauschsteuerelement (z.B. die Austauschtaste 196 in 8), die es einem Benutzer ermöglicht, Bilder zwischen der linken und rechten Seite des Monitors auszutauschen, ein Negativ-Steuerelement (z.B. die Negativ-Steuertaste 197 in 8), die es einem Benutzer ermöglichen kann, Hell- und Dunkelwerte in einem Bild umgekehrt darzustellen, ein Automatik-Steuerelement (z.B. die Automatiktaste 198 in 8), die es einem Benutzer ermöglicht, das System automatisch die optimalen Kontrast- und Helligkeitswerte für ein Bild zu wählen zu lassen, ein Niedrigdosis-Steuerelement (z.B. Niedrigdosis-Taste 199), die es einem Benutzer ermöglichen kann, den Betrag einer dem Patienten zugeführten Strahlungsdosis zu reduzieren, eine Metall-Anpassung (z.B. die Metall-Anpassungstaste 200 in 8), die es einem Benutzer ermöglichen kann, das Erscheinen von Metall in einem Bild zu reduzieren, ein Vergrößerungs-Steuerelement (z.B. die Vergrößerungstaste 201 in 8), die die Vergrößerung des Röntgenbildes anpassen kann, ein Alarmrücksetz-Steuerelement (z.B. die Alarmrücksetzsteuertaste 202 in 8), die einen akustischen Alarm abschalten kann, ein Betrachter-Steuerelement (z.B. die Betrachtertaste 203 in 8), die dazu genutzt werden kann, gespeicherte Bilder auf dem Arbeitsstationsmonitor anzuzeigen, ein Zoom/Pan-Steuerelement (z.B. die Zoom/Pan-Taste 204 in 8), die es dem System ermöglicht, ein Röntgenbild zu vergrößern und/oder zu verschieben, Cursor-Steuerelemente (z.B. die Cursortasten 213 in 8), die es dem Benutzer ermöglichen, durch die Benutzerschnittstelle zu navigieren, ein Eingabesteuerelement (z.B. die Eingabesteuertaste 205 in 8), die dazu verwendet werden kann, eine Taste oder eine Steuerung aus der Arbeitsstationsbenutzerschnittstelle auszuwählen, und/oder ein beliebiges anderes Steuerelement, das es dem Röntgensystem 100 ermöglicht, gewünschte Röntgenbilder zu erfassen.
Das Bedienfeld 120 kann in jeder Lage auf dem Tragarm 115 angeordnet sein. 4 stellt einige Ausführungsformen dar, in welchen das Bedienfeld 120 auf zwei Tragelementen (z.B. den Tragelementen 116 und 118) angeordnet ist. 5 stellt weitere Ausführungsformen dar, in welchen das Bedienfeld 120 auf nur einem Element (z.B. dem Tragelement 118) angeordnet ist. Obwohl das Bedienfeld in jeder beliebigen Lage entlang der Länge eines Tragelementes (z.B. in der Nähe des ersten Endes 172, des zweiten Endes 175 oder zwischen den beiden auf dem Tragarm) angeordnet sein kann, stellt 4 einige Ausführungsformen dar, in welchem das Bedienfeld 120 zwischen dem ersten 172 und zweiten 175 Ende des Tragarms 115 (z.B. auf dem ersten Tragelement 116) angeordnet ist.
Das Bedienfeld 120 kann jede geeignete Ausrichtung in Bezug auf den Tragarm 115 haben. In einem Beispiel stellt 1 das Bedienfeld 120 mit der richtigen Seite nach oben dar, wenn sich der Stützarm 115 in einer Standardposition befindet. Und während sich ein erstes Bedienfeld auf dem ersten Tragarm 116 mit der richtigen Seite nach oben befinden kann, wenn sich der Tragarm 115 in der Standardposition befindet, kann ein zweites Bedienfeld auf dem zweiten Stützelement 118 umgedreht angeordnet sein. Demzufolge befindet sich, wenn ein Benutzer den Tragarm seitlich um 180 Grad dreht, das zweite Bedienfeld in einer aufrechtstehenden Position.
In einigen Ausgestaltungen ist das Bedienfeld 120 drehbar, um so zu ermöglichen, dass das Bedienfeld eine aufrechtstehende Ausrichtung beibehält, wenn der Tragarm 115 seitlich manuell, automatisch und/oder virtuell gedreht werden kann. In einem Beispiel ist das Bedienfeld mit dem Tragarm durch die Verwendung einer Drehplatte oder eines Drehgelenkes (z.B. einer sogenannten "Faulen-Susanne-Drehplatte") verbunden. Demzufolge kann bewirkt werden, dass, wenn der Tragarm seitlich gedreht wird, das Bedienfeld seine aufrechte Position beibehält. In einem weiteren Beispiel, bei dem das Bedienfeld eine berührungsempfindliche Bildschirmschnittstelle (oder eine herkömmliche oder neue elektronische visuelle Anzeigeeinrichtung aufweist, die das Vorliegen und die Lage einer Berührung in dem Anzeigebereich detektieren kann) aufweist, kann die Anzeige oder die graphische Benutzerschnittstelle (ähnlich wie bei der automatischen Drehung von Smartphone-Bildschirmen) gedreht werden, um die korrekte Ausrichtung beizubehalten. 6 und 7 stellen dar, dass dort, wo das Bedienfeld 120 eine berührungsempfindliche Bildschirmschnittstelle 220 aufweist, das Bedienfeld eine erste Ausrichtung (z.B. eine mit der Ziffer 1 bezeichnete aufrechte Ausrichtung) beibehalten kann, wenn der Tragarm 115 um 180 Grad aus der in 6 dargestellten Standardposition gedreht wird.
In einigen Ausführungsformen kommuniziert das Bedienfeld 120 mit einem Verarbeitungssystem (z.B. auf der Tragstruktur oder anderswo), um die verschiedenen Funktionen des Röntgensystems 100 auszuführen. Das Röntgensystem kann jedes geeignete Verarbeitungssystem, wie z.B. einen Computer aufweisen, welcher optional eine oder mehrere periphere Geräte beinhaltet, wie z.B. ein oder mehrere Anzeigeeinrichtungen, Drucker, Bildspeichervorrichtungen, Tastaturen usw. Das Verarbeitungssystem kann (unter der Steuerung durch das Bedienfeld 120) den Betrieb der verschiedenen Komponenten des Bildgebungssystems steuern; eine Bildverarbeitungsfunktion bereitstellen, um nahezu in Echtzeit von dem Röntgendetektor empfangene Bilddaten zur Darstellung zu transformieren, zu drucken und mit peripheren Geräten auszutauschen; und eine Vielfalt weiterer Funktionen auszuführen. Das Verarbeitungssystem kann auch dafür ausgestaltet sein, mit einem oder mehreren lokalen Netzwerken zum Übertragen von Daten (z.B. Bilddaten) an Stellen kommunizieren, die von dem Bildgebungsarm 105 entfernt sind. Das Verarbeitungssystem kann jede geeignete Berechnungsvorrichtung (wie z.B. einen Personal Computer, einen Großcomputer, einen Handcomputer, einen Minicomputer, einen Supercomputer, einen Netzwerkcomputer, ein prozessorbasierendes Consumerelektronikgerät oder dergleichen) enthalten. In einigen Ausgestaltungen weist das Verarbeitungssystem einen Personal Computer auf, der mit einem Microsoft Windows-, MacOS-, DOS-, Unix- oder anderen Computerbetriebssystem arbeitet.
Das Bedienfeld 120 kann dafür ausgestaltet sein, Energie aufzunehmen und/oder Daten (z.B. Befehle) an das Verarbeitungssystem zu liefern. In einigen Ausführungsformen überträgt das Bedienfeld Daten drahtlos (z.B. weist das Bedienfeld eine interne Energiequelle auf, oder wird anderweitig mit Energie versorgt, so dass es drahtlos (z.B. über Wi-Fi, Bluetooth, Nahfeldkommunikation, Funk, Mikrowelle, Infrarot usw.) Signale an das Verarbeitungssystem übertragen kann. In weiteren Ausführungsformen ist jedoch das Bedienfeld mit dem Bildgebungsarm 105 über ein oder mehrere Kabel verbunden, die an jeder geeigneten Stelle in den Bildgebungsarm eintreten können. 8 stellt einige Ausführungsformen dar, in welchen ein Kabel 210 das Bedienfeld 120 mit dem Bildgebungsarm 105 über ein Kreisbahndrehgelenk 110 verbindet (indem es beispielsweise durch das (oder in der Nähe) des Kreisbahndrehgelenkes durchgeführt und/oder elektrisch mit dem Bildgebungsarm über einen in dem Kreisbahndrehgelenk angeordneten Schleifring verbunden ist). 9 stellt eine Blockdarstellung dar, die einige Ausführungsformen der elektrischen Verbindungen zwischen dem Bedienfeld 120 und einem Systemcomputer 215 veranschaulicht.
Der Tragarm 115 und das Bedienfeld 120 (und somit der Bildgebungsarm 105) können physikalisch mit jeder Tragstruktur verbunden sein, die in der Lage ist, den Bildgebungsarm in einer gewünschten vertikalen und/oder horizontalen Position zu halten. In einigen Ausgestaltungen sind der Tragarm und das Bedienfeld physikalisch (z.B. über einen Gelenkarm 240, ein Tragegestell, usw.) mit einer festen Tragstruktur, wie z.B. einer Wand, einer Säule, einem Boden, einer Konsole, einem Schrank, einem feststehenden Rahmen, einer Decke, einer Tür, einer Gleitstruktur, einem Bett, einer Trage, einer Schiene und/oder irgendeiner anderen Tragstruktur verbunden, die nicht zur leichten Bewegung und Neupositionierung um einen Patienten vorgesehen ist.
In weiteren Ausgestaltungen sind allerdings der Tragarm 115 und das Bedienfeld 120 (und somit der Bildgebungsarm 105) physikalisch mit einer beweglichen Tragstruktur (z.B. einer beweglichen Grundgestellbaugruppe 230) verbunden. In derartigen Ausgestaltungen kann die bewegliche Tragstruktur dafür eingerichtet sein, sich über einen Boden zu bewegen, während gleichzeitig der Tragarm und wenigstens einige weitere Komponenten des Röntgensystems 100 getragen werden. Somit kann die bewegliche Tragstruktur ein oder mehrere Räder, Konsolen, Griffe, Monitore, Computer, Stabilisierungselemente, Glieder, Schenkel, Streben, Kabel und/oder Gewichte aufweisen (um zu verhindern, dass das Gewicht des Bildgebungsarms und/oder irgendeiner anderen Komponente die bewegliche Tragstruktur kippt). 1 stellt einige Ausführungsformen dar, in welchen die bewegliche Tragstruktur 230 ein mit Rädern versehenes Gestell 235 aufweist, das den Tragarm 115, das Bedienfeld 120 und den Bildgebungsarm 105 (z.B. über eine Armbaugruppe 240 oder eine andere Tragbaugruppe) trägt.
Die beschriebenen Systeme und Verfahren können in jeder geeigneten Weise modifiziert werden, die eine Anordnung des Bedienfeldes 120 auf dem Tragarm 115 ermöglicht, und die ansonsten den Betrieb des Röntgensystems 100 ermöglicht. In einem Beispiel weist das System einen Verbindungsmechanismus auf, der eine selektive Verbindung und Trennung des Bedienfeldes von dem Tragarm 115 ermöglicht. In diesem Beispiel kann das Bedienfeld mit dem Röntgensystem drahtlos oder über einen oder mehrere Drähte kommunizieren, die eine Entfernung des Bedienfeldes von dem Tragarm ermöglichen, während sie gleichzeitig eine Kommunikation des Bedienfeldes mit dem Verarbeitungssystem (z.B. Computer 215) ermöglichen. Demzufolge kann dort, wo das Bedienfeld drahtgebunden oder drahtlos ist, ein Benutzer das Bedienfeld dazu nutzen, das System zu betreiben, wenn der Benutzer von dem Tragarm entfernt ist. Das Bedienfeld 120 kann sich auf dem oder in der Nähe des Bildgebungsarms 105 befinden, wobei ein Griff mit dem Bildgebungsarm, der beweglichen Grundgestellbaugruppe 230 oder der Armbaugruppe 240 verbunden ist. 10 stellt einige Ausgestaltungen dar, in welchen das Steuerfeld 120 auf einem Griff 245 angeordnet ist, welcher an dem Bildgebungsarm 105 in der Nähe der Röntgenquelle 135 angebracht ist. In weiteren Ausgestaltungen können der Griff (und das daran angebrachte Bedienfeld 120 an dem Bildgebungsarm an jeder beliebigen anderen Stelle befestigt sein, die dem Benutzer ermöglicht, den Bildgebungsarm durch Bewegen des Griffes zu bewegen.
Die Systeme und Verfahren zum Steuern eines Röntgenbildgebungssystems können für jeden beliebigen Röntgenbildgebungsprozess verwendet werden. Beispielsweise kann eine Bedienungsperson in der Nähe des Tragarms 115 stehen und den Röntgenbildgebungsarm 105 kreisbahnartig drehen, während gleichzeitig das Bedienfeld 120 im Wesentlichen seine Lage und Ausrichtung beibehält.
Die vorstehend beschriebenen Systeme und Verfahren haben mehrere nützliche Merkmale. Erstens kann dort, wo das Bedienfeld 120 auf dem Tragarm 115 platziert ist, sich das Bedienfeld 120 in einer günstigen Lage befinden, die dessen leichten Zugang und Nutzung durch einen Benutzer ermöglicht. Zweitens kann, weil das Bedienfeld auf dem Tragarm im Gegensatz zu dem Mini-C-Arm 130 angeordnet sein kann, das Bedienfeld im Wesentlichen in derselben Position verbleiben, wenn der C-Arm gedreht wird. Drittens kann dort, wo das Bedienfeld auf dem Tragarm angeordnet ist, ein Benutzer das Röntgensystem steuern, während gleichzeitig die Hände des Benutzers außerhalb des Röntgenstrahls gehalten werden. Viertens kann, indem das Bedienfeld auf dem Tragarm platziert wird, ein Benutzer in unmittelbarer Nähe zu dem Bildgebungsarm (z.B. eine Person in einer sterilen Zone eines Operationsraums) den Arm nutzen und steuern, ohne gezwungen zu sein, sich von der Maschine weg zu bewegen oder eine weitere Person in einer Fernsteuerungsposition der Maschine zu haben. Fünftens kann, dort wo das Bedienfeld auf einem Griff angeordnet ist, der an dem Bildgebungsarm befestigt ist, das Bedienfeld in einer günstigen Lage verbleiben, während ein Benutzer den Handgriff zum Bewegen des Bildgebungsarms verwendet.
Zusätzlich zu jeder vorstehend angegebenen Modifikation können zahlreiche weitere Varianten und alternativen Anordnungen von dem Fachmann ohne Abweichung von dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang dieser Beschreibung erdacht werden, und die beigefügten Ansprüche sollen derartige Modifikationen und Anordnungen abdecken. Somit dürfte es, obwohl die Erfindung vorstehend im Einzelnen und im Detail in Verbindung mit dem beschrieben worden ist, was derzeit als die praktikabelsten und bevorzugtesten Aspekte angesehen wird, für den Fachmann ersichtlich sein, dass zahlreiche Modifikationen, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, solcher in Form, Funktion, Art des Betriebs und der Anwendung ausgeführt werden können, ohne von den hierin dargestellten Prinzipien und Konzepten abzuweichen. Außerdem sind, so wie hierin angewendet, die Beispiele und Ausführungsformen in jeder Hinsicht als veranschaulichend gemeint und sollen in keiner Weise als Einschränkung betrachtet werden.
Es werden System und Verfahren zum Steuern eines Röntgenbildgebungssystems beschrieben. Die Systeme und Verfahren beinhalten typischerweise einen Tragarm mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende. Das erste Ende des Tragarms ist mit einer Gelenkarmbaugruppe verbunden und das zweite Ende des Tragarms ist schwenkbar an einem Röntgenbildgebungsarm an einem Drehgelenk so befestigt, dass das Drehgelenk als eine Kreisbahndrehachse für den Röntgenbildgebungsarm funktioniert. Eine oder mehrere Steuerungen für das Röntgenbildgebungssystem sind auf dem Tragarm für das Röntgenbildgebungssystem angeordnet. Die Steuerungen können daher feststehend bleiben, während sich der Röntgenbildgebungsarm auf der Kreisbahn dreht. Der Tragarm kann ein einzelnes Element oder ein Doppelelement enthalten und eine oder mehrere Steuerungen können auf jedem Element des Tragarms angeordnet sein. Weitere Ausführungsformen werden ebenfalls beschrieben.
Bezugszeichenliste

100: Röntgenbildgebungssystem
105: Röntgenbildgebungsarm
110: Kreisbahndrehgelenk
115: Tragarmbaugruppe
116: erstes Tragelement
118: zweites Tragelement
120: Bedienfeld
130: Mini-C-Arm
135: Röntgenquelle
140: Röntgendetektor
150: flacher Plattendetektor
155: Drehstift
160: Drehpunkt
172: erstes Ende der Tragarmbaugruppe
175: zweites Ende der Tragarmbaugruppe
178: Uhrzeigersinn-Drehtaste
179: Gegenuhrzeigersinn-Drehtaste
180: Seitendrehgelenk
185: Doppelspitzenpfeil
186: Röntgen-Taste
178: Drucken-Taste
188: Rauschen-Taste
189: Helligkeits/Kontrast-Taste +
190: Helligkeits/Kontrast-Taste –
191: kV/µA-Taste +
192: kV/µA-Taste –
193: Horizontalachsenspiegelungs-Taste
194: Vertikalachsenspiegelungs-Taste
195: Speichern-Taste
196: Austauschen-Taste
197: Negativdarstellungs-Taste
198: Automatik-Taste
199: Niedrigdosis-Taste
200: Metallanpassungs-Taste
201: Vergrößern-Taste
201: Alarmrücksetzen-Taste
203: Betrachter-Taste
204: Zoom/Pan-Taste
205: Eingabe-Taste
210: Kabel
213: Cursor-Tasten
215: System-Computer
220: berührungsempfindliche Schnittstelle
230: bewegliche Grundgestellbaugruppe
235: Radgestell
240: Gelenkarmbaugruppe
244: Videoanzeigeeinrichtung
245: Griff

Claims

Tragarm für ein Röntgensystem, aufweisend: ein erstes Tragelement; wobei ein erstes Ende des ersten Tragelementes mit einer Röntgenbildgebungsarm-Tragstruktur verbunden ist; wobei ein zweites Ende des ersten Tragelementes schwenkbar mit einem Röntgenbildgebungsarm an einem Drehgelenk befestigt ist, die als eine Kreisbahndrehachse für den Röntgenbildgebungsarm funktioniert; und wobei eine erste Röntgensteuerung auf dem ersten Tragelement angeordnet ist.
Tragarm nach Anspruch 1, welcher ferner ein zweites Tragelement aufweist, wobei ein erstes Ende des zweiten Tragelementes mit der Tragstruktur verbunden ist und ein zweites Ende des zweiten Tragelementes an dem Röntgenbildgebungsarm an dem Drehgelenk befestigt ist.
Tragarm nach Anspruch 2, wobei eine zweite Röntgensteuerung auf dem zweiten Tragelement angeordnet ist.
Tragarm nach Anspruch 1, wobei das erste Ende des ersten Tragelementes schwenkbar mit der Tragstruktur verbunden ist, um den Tragarm mit einer Achse für seitliche Drehung zu versehen, und wobei die erste Steuerung in der Lage ist, eine erste Ausrichtung beizubehalten, während der Tragarm seitlich gedreht wird.
Tragarm nach Anspruch 1, wobei die erste Steuerung eine berührungsempfindliche Bildschirmschnittstelle aufweist.
Tragarm nach Anspruch 5, wobei die berührungsempfindliche Bildschirmschnittstelle automatisch ihre Darstellung dreht, um eine erste Ausrichtung beizubehalten, wenn der Tragarm um eine Seitenachse gedreht wird.
Tragarm nach Anspruch 1, wobei die erste Steuerung selektiv an dem ersten Tragelement angebracht und davon abgenommen werden kann.
Tragarm nach Anspruch 1, wobei eine Verdrahtung die erste Steuerung elektrisch mit dem Röntgenbildgebungsarm durch das Drehgelenk hindurch verbindet.
Tragarm nach Anspruch 1, wobei die erste Röntgensteuerung drahtlos mit dem Röntgenbildgebungsarm kommuniziert.
Röntgensystem, aufweisend: einen Tragarm; einen Röntgenbildgebungsarm mit einer Röntgenquelle und einem Röntgendetektor, die an nahezu gegenüberliegenden Stellen auf dem Arm angeordnet sind; und eine Gelenkarmbaugruppe; wobei ein erstes Ende des Tragarms mit der Gelenkarmbaugruppe verbunden ist; wobei ein zweites Ende des Tragarms schwenkbar an dem Röntgenbildgebungsarm an einem Drehgelenk so befestigt ist, dass das Drehgelenk als eine Kreisbahndrehachse für den Bildgebungsarm funktioniert; und wobei eine erste Röntgensteuerung auf einem ersten Tragelement des Tragarms angeordnet ist.
System nach Anspruch 10, das ferner ein zweites Tragelemente aufweist.
System nach Anspruch 11, wobei eine zweite Röntgensteuerung auf dem zweiten Tragelement angeordnet ist.
System nach Anspruch 10, wobei das erste Ende des Tragarms schwenkbar mit der Gelenkarmbaugruppe verbunden ist, um einen Tragarm mit einer Achse für seitliche Drehung bereitzustellen, und wobei die erste Steuerung in der Lage ist, eine erste Ausrichtung beizubehalten, wenn der Tragarm seitlich gedreht wird.
System nach Anspruch 10, wobei eine Verdrahtung elektrisch die erste Steuerung des Röntgenbildgebungsarms durch das Drehgelenk hindurch verbindet.
System nach Anspruch 10, wobei die erste Steuerung eine berührungsempfindliche Bildschirmschnittstelle aufweist.
System nach Anspruch 15, wobei die berührungsempfindliche Bildschirmschnittstelle automatisch ihre Darstellung dreht, um eine erste Ausrichtung beizubehalten, wenn der Tragarm um eine Seitenachse gedreht wird.
Röntgensystem, aufweisend: einen Röntgenbildgebungstragarm mit einem ersten Tragelement und einem zweiten Tragelement; einen Röntgenbildgebungsarm mit einer Röntgenquelle und einem Röntgendetektor, die an nahezu gegenüberliegenden Stellen auf dem Arm angeordnet sind; und eine Röntgenbildgebungsarm-Tragstruktur; eine Gelenkarmbaugruppe; wobei ein erstes Ende sowohl von dem ersten als auch zweiten Tragelement mit der Tragstruktur verbunden ist; wobei ein zweites Ende sowohl von dem ersten als auch zweiten Tragelement schwenkbar an dem Röntgenbildgebungsarm an einem Drehgelenk so befestigt ist, dass das Drehgelenk als eine Kreisbahndrehachse des Bildgebungsarms funktioniert; und wobei eines erstes Röntgenbedienfeld auf dem ersten Tragelement des Tragarms angeordnet ist.
System nach Anspruch 17, wobei ein zweites Röntgenbedienfeld auf dem zweiten Tragelement angeordnet ist.
System nach Anspruch 17, wobei eine Verdrahtung elektrisch das erste Bedienfeld mit dem Bildgebungsarm durch das Drehgelenk hindurch verbindet.
System nach Anspruch 17, wobei die erste Steuerung in der Lage ist, eine erste Ausrichtung beizubehalten, wenn der Tragarm seitlich gedreht wird.
System nach Anspruch 17, wobei das erste Bedienfeld eine berührungsempfindliche Bildschirmschnittstelle aufweist.
System nach Anspruch 17, wobei das erste Röntgenbedienfeld mit dem Röntgenbildgebungsarm über einen drahtlosen Mechanismus kommuniziert.
Röntgensystem, aufweisend: einen Tragarm; einen Röntgenbildgebungsarm mit einer Röntgenquelle und einem Röntgendetektor, die an nahezu gegenüberliegenden Stellen auf dem Arm angeordnet sind; eine Röntgenarmstragstruktur; und einen an dem Bildgebungsarm befestigten Griff; wobei ein erstes Ende des Tragarms mit der Röntgenarmtragstruktur verbunden ist; wobei ein zweites Ende des Tragarms schwenkbar an dem Röntgenbildgebungsarm an einem Drehgelenk so befestigt ist, dass das Drehgelenk als eine Achse für eine Kreisbahndrehung des Bildgebungsarms funktioniert; und wobei eine erste Röntgensteuerung auf dem Griff angeordnet ist.