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Die Erfindung betrifft einen Streustrahlungsschutz für ein Röntgensystem.
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Röntgenbasierte Bildgebungssysteme weisen als grundlegende Komponenten eine Röntgenstrahlquelle, einen Filter und einen Bilddetektor auf. Die grundlegenden Komponenten eines Röntgensystems sind in 1 schematisch dargestellt. Die Röntgenstrahlquelle 1 emittiert Röntgenstrahlung 5 in der Regel als punktförmige Quelle. Die emittierte Röntgenstrahlung 5 wird mittels des Filters 2 zur Erzielung eines für die Anwendung geeigneten Frequenzspektrums gefiltert. Nach Durchlaufen des Patientenkörpers 3 trifft die Röntgenstrahlung 5 auf den Bilddetektor 4 auf, durch den die Bildinformation aufgenommen wird. In ähnlicher Weise arbeiten auch Strahlentherapie-Röntgensysteme, die zudem auch mit bildgebenden Röntgensystemen kombiniert sein können.
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Innerhalb des Patientenkörpers 3 und beim Eintreten in denselben entsteht durch Streuprozesse und durch Rückstreuung Streustrahlung 6, die in alle Richtungen emittiert wird. Die Streustrahlung belastet das medizinische Personal ebenso wie den Patienten selbst. Es ist wünschenswert, die Strahlenbelastung der betroffenen Personen zu reduzieren.
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Um die Strahlenbelastung möglichst gering zu halten, wird der Röntgenstrahl bereits von vorneherein möglichst eng auf den interessierenden Bereich des Patientenkörpers fokussiert. Durch Abschirmungen, beispielsweise aus der Basis von Blei, werden weiter außerhalb des Fokus liegende Teile des Röntgenstrahls, bei einer punktförmig strahlenden Röntgenstrahlquelle des Röntgenstrahlkegels, durch die Abschirmung abgeblockt. Durch die Eingrenzung des Strahlungskegels wird indirekt auch die in Folge erzeugte Streustrahlung reduziert.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2005 005 604 A1 ist eine Blendenvorrichtung zur Eingrenzung eines Röntgenstrahls bekannt. Zu diesem Zweck sind verschiebbare Blendenelemente vorgesehen, die in den Röntgenstrahlkegel vom Rand her eingeschoben werden. Hierdurch kann eine flexible Einengung des Strahlungsfeldes erreicht werden. Durch die flexible Reduzierung des Strahlungsfeldes wird indirekt auch die in Folge erzeugte Streustrahlung flexibel reduziert.
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Die Eingrenzung des Strahlungskegels trägt indirekt zur Reduzierung der Streustrahlungsdosis bei. Sie kann unabhängig von der Art des Röntgensystems angewandt werden. Sie ist auch unabhängig davon anwendbar, ob das Röntgensystem statisch oder beweglich, wie es beispielsweise bei einem C-Bogen-Röntgensystem möglich ist, arbeitet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch Streuung und Rückstreuung in einem Röntgensystem erzeugte Streustrahlung unmittelbar abzublocken, und den Streustrahlungsschutz dabei flexibel für unterschiedliche Positionierungen des Röntgensystems und unterschiedliche Positionierungen und Beschaffenheiten des betreffenden Patientenkörpers einstellen zu können.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen Streustrahlungsschutz sowie ein Röntgensystem mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs.
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Ein Grundgedanke der Erfindung besteht in einem Streustrahlungsschutz für ein Röntgensystem, der einen Träger sowie mindestens ein in dem Träger beweglich gehaltertes Röntgenabschirmelement umfasst, wobei der Träger dazu ausgebildet ist, derart an dem Röntgensystem angeordnet zu werden, und wobei das Röntgenabschirmelement derart in dem Träger gehaltert ist, dass das Röntgenabschirmelement seitlich eines von einer Röntgenstrahlquelle des Röntgensystems zu einem Strahlenapplikationsbereich verlaufenden Röntgenstrahls angeordnet werden und parallel zu dem Röntgenstrahl vor und zurück bewegt werden kann.
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Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung besteht in einem Röntgensystem, an dem ein solcher Streustrahlungsschutz angeordnet ist.
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Streustrahlung entsteht vor allem am Eintrittspunkt der Primärstrahlung in den Patientenkörper oder das Untersuchungsobjekt. Mit Hilfe des erläuterten Röntgenabschirmelements kann die hauptsächliche Quelle von Streu- und Rückstreustrahlung gegenüber dem umliegenden Raum abgeschirmt werden. Je weiter das Röntgenabschirmelement in Richtung des Strahlenapplikationsbereichs vorbewegt wird, umso mehr Streustrahlung kann dabei abgeschirmt werden. Es ist offensichtlich, dass hierzu ein Röntgenabschirmelement in geeigneter geometrischer Ausdehnung bereit gestellt wird. Insbesondere muss die Ausdehnung ausreichend sein, um eine komplette Abschirmung des relevanten Umgebungsbereichs gegebenenfalls bis zur Röntgenstrahlquelle bewirken zu können. Eine Abschirmung von Streustrahlung muss dabei auch bei beweglichen Röntgensystemen gewährleistet werden können, beispielsweise C-Bogen-Röntgensystemen, die mit ständig wechselnder Angulation (Ausrichtung des C-Bogens). Dies wird durch die Beweglichkeit des Röntgenabschirmelements erreicht. Je nach Bedarf kann der Streustrahlungsschutz dabei mit beliebigem Querschnitt um den Röntgenstrahl herum gestaltet sein, beispielsweise rechteckig, rund oder oval.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Grundgedankens besteht darin, dass in dem Träger mehrere Röntgenabschirmelemente beweglich gehaltert sind, und wobei die Röntgenabschirmelemente unabhängig voneinander vor und zurück bewegt werden können. Dadurch, dass die mehreren Röntgenabschirmelemente jeweils individuell bewegt werden können, können sie in die jeweils individuell günstigste, Streustrahlung abschirmende Position gefahren werden. Hierdurch kann der Streustrahlungsschutz beispielsweise an unterschiedliche Konturen eines im Strahlenapplikationsbereich befindlichen Patientenkörpers angepasst werden, oder er kann an unterschiedliche Ausrichtungen der Patientenlagerung angepasst werden. So kann für unterschiedliche Gestalt und Positionierung des Patientenkörpers jeweils die größtmögliche Streustrahlungsschutz-Wirkung erzielt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Grundgedankens besteht darin, dass mindestens ein Röntgenabschirmelement motorisch vor und zurück bewegt werden kann. Die motorische Bewegung stellt eine Verringerung des manuellen Aufwands bei der Durchführung von diagnostischen oder therapeutischen Untersuchungen dar.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Grundgedankens besteht darin, dass das mindestens eine Röntgenabschirmelement automatisch in eine Position im Bereich des Strahlenapplikationsbereichs vorbewegt werden kann. Die automatische Bewegung in den Strahlenapplikationsbereich entlastet Benutzer bzw. Bedienpersonal dahingehend, dass sie den Streustrahlungsschutz nicht zusätzlich zu den oftmals zahlreichen weiteren Handhabungsschritten auch noch bedienen müssen.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Grundgedankens besteht darin, dass wobei das mindestens eine Röntgenabschirmelement nach einer Bewegung des Röntgensystems automatisch erneut in einer Position im Bereich des Strahlenapplikationsbereichs vorbewegt werden kann. Die automatische Neu-Positionierung setzt natürlich voraus, dass der Streustrahlungsschutz vor einer Bewegung des Röntgensystems zurückbewegt wird, um nicht im Weg zu sein oder mit einem Patientenkörper oder einem Untersuchungsobjekt zu kollidieren. Die automatische Neu-Positionierung entlastet Benutzer bzw. Bedienpersonal dahingehend, dass der Streustrahlungsschutz nicht mehrmalig eigens manuell positioniert werden muss. Insbesondere bei Untersuchungen, die einen mehrmaligen Wechsel der Bestrahlungs- oder Durchleuchtungsrichtung erfordern, kann die automatische Neu-Positionierung eine spürbare Entlastung bedeuten.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Grundgedankens besteht darin, dass wobei für das mindestens eine Röntgenabschirmelement ein Näherungssensor vorgesehen ist, der eine Annäherung des Röntgenabschirmelements an einen Patientenkörper oder ein Untersuchungsobjekt oder eine Berührung des Röntgenabschirmelements mit einem Patientenkörper oder einem Untersuchungsobjekt detektieren kann. Dadurch wird eine möglichst wirksame, automatische Positionierung des Streustrahlungsschutzes unterstützt. Da Streustrahlung durch Rückstreuung beim Eintritt von Röntgenstrahlung und außerdem im Patientenkörper oder Untersuchungsobjekt erzeugt wird, müssen das oder die Röntgenabschirmelemente möglichst nahe heran bewegt werden, um eine möglichst vollständige Abschirmung zu erreichen. Der Näherungssensor ermöglicht eine möglichst nahe Positionierung des Röntgenabschirmelements und kann dabei gleichzeitig ungewollte Kollisionen vermeiden. Falls das oder die Röntgenabschirmelemente flexibel ausgeführt sind, z.B. als Bleischürze, ist hierbei natürlich weniger Vorsicht geboten, als bei starr ausgeführten Röntgenabschirmelementen, z.B. Bleiplatten.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Figuren. Die Figuren zeigen:
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2 eine Röntgeneinrichtung mit zurückgezogenem Streustrahlungsschutz,
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3 eine Röntgeneinrichtung mit vorgefahrenem Streustrahlungsschutz,
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4 unabhängig bewegbare Röntgenabschirmelemente, und
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5 ein Röntgensystem mit Streustrahlungsschutz.
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In 2 ist eine Röntgeneinrichtung mit Streustrahlungsschutz schematisch dargestellt. Eine Röntgenstrahlquelle 1 emittiert als im Wesentlichen punktförmige Strahlungsquelle einen kegelförmigen Röntgenstrahl 5. Der Röntgenstrahl 5 durchläuft einen Filter 2, bevor er auf einen Patientenkörper 3 trifft. Beim Eintritt in den Patientenkörper wird durch Rückstrahlung Streustrahlung erzeugt, ebenso durch Streuvorgänge innerhalb des Patientenkörpers. Die Streustrahlung wird in beliebige Richtungen emittiert und belastet die Umgebung der Röntgeneinrichtung.
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Zwischen Röntgenstrahlquelle 1 und Patientenkörper 3, der in einem Strahlenapplikationsbereich 9 gelagert ist, sind Röntgenabschirmelemente 7 angeordnet. In der Abbildung sind zwei solche Röntgenabschirmelemente 7 angedeutet. Es können jedoch auch mehrere Röntgenabschirmelemente 7 beziehungsweise auch nur ein einziges vorgesehen sein. Die Röntgenabschirmelemente sind in Richtung des Strahlenapplikationsbereichs 9 vor- und zurückbewegbar, was in der Abbildung durch Doppelpfeile angedeutet ist. Sie sind in einem Träger 8 vor- und zurückbewegbar gehaltert, beispielsweise vor- und zurückverschiebbar. Die Röntgenabschirmelemente 7 können im Halter 8 manuell oder motorisch beweglich gehaltert sein. Sie können verschiebbar, schwenkbar, rotierbar oder in anderer Weise beweglich sein.
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In 3 ist die vorangehend erläuterte Röntgeneinrichtung nochmals schematisch dargestellt, jedoch im Gegensatz zur vorangehenden Darstellung mit vorbewegten Röntgenabschirmelementen 7. Die von der Röntgenstrahlquelle 1 emittiertet Röntgenstrahlung verläuft von der Röntgenstrahlquelle zum Röntgenstrahlapplikationsbereich 9 beziehungsweise dem darin befindlichen Patientenkörper 3 zwischen den vorbewegten Röntgenabschirmelementen 7. In diesem Sinne verläuft der Röntgenstrahl zwischen den Röntgenabschirmelementen 7. In der Darstellung ist angedeutet, dass der Bereich zwischen Patientenkörper 3 und Röntgenstrahlungsquelle zu den Seiten hin durch die Röntgenabschirmelemente 7 nahezu vollständig abgeschirmt ist.
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Daraus wird ersichtlich, dass Streustrahlung, die beim Eintritt in den Patientenkörper 3 erzeugt wird, sowie aus dem Inneren des Patientenkörpers 3 zurückgestreute Streustrahlung durch die Röntgenabschirmelemente 7 nahezu vollständig abgeschirmt wird. Die Belastung der Umgebung der Röntgeneinrichtung durch Streustrahlung ist somit wesentlich reduziert.
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In 4 ist schematisch eine Anordnung von Röntgenabschirmelementen 7′, 7'', 7''' dargestellt. Die Röntgenabschirmelemente 7′, 7'', 7''' sind um einen Röntgenapplikationsbereich 9′ herum angeordnet. Es ist dargestellt, dass die Röntgenabschirmelemente 7′, 7'', 7''' unterschiedlich geformt und unterschiedlich positioniert sein können. Ebenso können sie individuell bewegt werden.
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Durch geeignete, individuelle Formgebung und Bewegbarkeit kann auch bei unterschiedlichen Konturen des zu untersuchenden Patientenkörpers oder -objekts sowie bei unterschiedlichen Positionen und Ausrichtungen desselben eine möglichst komplette und rundum geschlossene Abschirmung durch die Röntgenabschirmelemente 7′, 7'', 7''' erreicht werden. Zu diesem Zweck sind insbesondere unterschiedliche Kanten einzelner Abschirmelemente an der dem Röntgenapplikationsbereich 9′ beziehungsweise dem Patientenkörper oder Untersuchungsobjekt zugewandten Seite möglich; beispielsweise könnte eine halbrund eingeschnittene Kante dafür vorgesehen sein, einen Patientenkorpus zu umschließen.
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In 5 ist eine C-Bogen-Röntgeneinrichtung schematisch dargestellt. Ein C-Bogen 20 trägt eine Röntgenstrahlquelle 11 sowie einen Bilddetektor 14. Der C-Bogen 20 ist in einer Steuerungseinrichtung 21 beweglich gelagert. Die Steuerungseinrichtung 21 steuert die Bewegung des C-Bogens ebenso wie die Röntgenstrahlquelle 11. Die Röntgenstrahlquelle 11 erzeugt einen kegelförmigen Röntgenstrahl, der zunächst einen Filter 12 durchläuft, bevor er auf einen Patientenkörper 13 auftrifft. Nach Durchlaufen des Patientenkörpers 13 erreicht die Röntgenstrahlung den Bilddetektor 14, indem Durchleuchtungsbilder aufgenommen werden.
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Im Strahlenapplikationsbereich 19 befinden sich Röntgenabschirmelemente 7′, 7'', die in einem Träger 18 vor- und zurückbewegbar gehaltert sind. Der Träger 18 ist an der oder nahe bei der Röntgenstrahlquelle 11 gehaltert. Die Röntgenabschirmelemente 7′, 7'' sind vor- und zurückbewegbar, was durch einen Doppelpfeil in der Abbildung angedeutet ist. Vor Erzeugung von Röntgenstrahlung durch die Röntgenstrahlquelle 11 werden die Röntgenabschirmelemente 7′, 7'' möglichst weit auf den Patientenkörper 13 herabgesenkt.
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Die Röntgenabschirmelemente 7′, 7'' sind motorisch getrieben. Sie weisen jeweils einen Näherungssensor 22′, 22'' auf, der eine Annäherung an den Patientenkörper 13 beziehungsweise das Berühren des Patientenkörpers 13 durch die Röntgenabschirmelemente 7′, 7'' detektieren kann. Eine Streustrahlungsschutz-Steuerungseinrichtung 23 empfängt die Signale der Näherungssensoren 22′, 22'' und senkt die Röntgenabschirmelemente 7′, 7'' in geeigneter Weise möglichst nahe auf den Patientenkörper 13 herab. Der Patientenkörper 13 ist auf einer Patientenlagerung 24 gelagert.
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Zur Erzeugung unterschiedlicher Aufnahmen beziehungsweise zur Durchführung unterschiedlicher Röntgenstrahlapplikationen können sowohl der Patientenkörper 13 mittels der Patientenlagerung 24 als auch der Röntgenstrahl und der Bilddetektor 14 mittels des C-Bogens 20 bewegt werden. Beispielsweise können durch unterschiedliche Drehstellungen (Angulation) des C-Bogens unterschiedliche Projektionen aufgenommen werden. Vor jeder Neuausrichtung des C-Bogens oder des Patientenkörpers 13 werden die Röntgenabschirmelemente 7′, 7'' zunächst zurückbewegt, so dass sie den Patientenkörper 13 nicht mehr berühren. Sodann erfolgt die jeweilige Bewegung des C-Bogens 20 oder des Patientenkörpers 13 und hernach wird durch die Streustrahlungsschutz-Steuerungseinrichtung 23 vor der erneuten Abgabe von Röntgenstrahlung die Röntgenabschirmelemente 7′, 7'' erneut auf den Patientenkörper 13 herabgesenkt. Auf diese Weise kann die Positionierung und Neu-Positionierung des Streustrahlungsschutzes vollautomatisch erfolgen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005005604 A1 [0005]
