DE102013215445A1

DE102013215445A1 - Positioning of a recording device for performing medical recordings

Info

Publication number: DE102013215445A1
Application number: DE102013215445.3A
Authority: DE
Inventors: Rainer Graumann; Sultan Haider
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2013-08-06
Filing date: 2013-08-06
Publication date: 2015-02-12
Also published as: CN204207844U

Abstract

Für eine einfache Neupositionierung einer Aufnahmeeinrichtung zur Durchführung medizinischer Aufnahmen wird vorgeschlagen, mit optischen Mitteln eine Anzahl von dem Patienten zugeordneten definierten Referenzflächen zu erfassen. Die optischen Mittel werden zu diesem Zweck derart eingestellt, dass das durch sie erzeugte Lichtmuster den Flächeninhalt und/oder die Form der wenigstens einen Referenzfläche repräsentiert.For a simple repositioning of a recording device for performing medical recordings, it is proposed to detect a number of defined reference surfaces associated with the patient by optical means. The optical means are adjusted for this purpose such that the light pattern generated by them represents the surface area and / or the shape of the at least one reference surface.

Description

Die Erfindung betrifft die Positionierung einer Aufnahmeeinrichtung zur Durchführung medizinischer Aufnahmen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und ein System zur Positionierung einer solchen Aufnahmeeinrichtung sowie eine zur Durchführung des Verfahrens ausgebildete Aufnahmeeinrichtung. The invention relates to the positioning of a receiving device for performing medical recordings. In particular, the invention relates to a method and a system for positioning such a receiving device as well as a trained for performing the method receiving device.

Unter einer medizinischen Aufnahme wird dabei eine Aufnahme verstanden, die mit Hilfe eines medizinischen bildgebenden Verfahrens entstanden ist. Unter einem bildgebenden Verfahren wird dabei jede Untersuchungsmethode verstanden, die zwei- oder dreidimensionale Bilddaten von Organen und Strukturen eines zu untersuchenden Körpers bereitstellt. A medical recording is understood to be a recording that has been created with the aid of a medical imaging method. In this context, an imaging method is understood as any examination method which provides two- or three-dimensional image data of organs and structures of a body to be examined.

In Operationsräumen ist der für Apparate zur Verfügung stehende Platz meist beschränkt. Ein in dem Operationsraum vorhandenes C-Bogen-Röntgengerät wird daher üblicherweise nur nach Bedarf in seine Aufnahmeposition gebracht. Dies ist typischerweise vor und nach einer Operation der Fall, um zu Dokumentations- oder Kontrollzwecken Aufnahmen des Patienten durchzuführen. Nach einer ersten Aufnahme wird das C-Bogen-Röntgengerät aus seiner Aufnahmeposition entfernt, um ausreichend Platz für die Operation zur Verfügung zu haben. Wird das C-Bogen-Röntgengerät dann erneut in eine Aufnahmeposition positioniert, so ist es für eine gute Vergleichbarkeit der früheren mit der späteren Aufnahmen von großer Bedeutung, dass die Aufnahmepositionen übereinstimmen. Nur wenn die Aufnahmen gut miteinander vergleichbar sind, ist eine qualitativ hochwertige Beurteilung des Operationserfolges möglich. In operating rooms, the space available for apparatus is usually limited. Therefore, a C-arm X-ray machine present in the operating room is usually brought into its receiving position only as required. This is typically the case before and after an operation to record the patient for documentation or control purposes. After a first shot, the C-arm X-ray machine is removed from its receiving position to allow sufficient space for the operation. If the C-arm X-ray device is then positioned again in a recording position, it is of great importance for a good comparability of the earlier and later recordings that the recording positions coincide. Only if the images are well comparable with each other, a high-quality assessment of the surgical success is possible.

Bisher erfolgt die Neupositionierung des C-Bogen-Röntgengerätes zur Durchführung der postoperativen Aufnahme ausschließlich nach Gefühl. Der Bediener erhält dabei keinerlei Rückmeldung, ob die aktuelle Aufnahmeposition der ursprünglichen Aufnahmeposition entspricht. Bei dieser Art der Neupositionierung stimmen die Aufnahmepositionen sehr oft nicht oder nur ungenügend überein. Die Aufnahmen lassen sich daher nur schlecht miteinander vergleichen. Zudem kann es notwendig sein, Aufnahmen wiederholt durchzuführen. Dies verlängert nicht nur die Behandlungs- und Apparatezeit, wodurch sich die medizinische Behandlung verteuert. Es führt auch zu einer erhöhten Strahlenbelastung, was vor allem bei Röntgenverfahren nachteilig für die Gesundheit des Patienten ist. So far, the repositioning of the C-arm X-ray machine to carry out the postoperative recording is done exclusively by feeling. The operator receives no feedback as to whether the current recording position corresponds to the original recording position. In this type of repositioning the recording positions very often do not match or only insufficiently. The pictures are therefore difficult to compare. It may also be necessary to repeat recordings. This not only extends the treatment and apparatus time, making the medical treatment more expensive. It also leads to an increased radiation exposure, which is disadvantageous, especially in X-ray procedures for the health of the patient.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Technik zur Positionierung einer Aufnahmeeinrichtung zur Durchführung medizinischer Aufnahmen bereitzustellen, mit deren Hilfe es auf einfache Art und Weise möglich ist, eine Aufnahmeposition erneut einzunehmen, nachdem die Aufnahmeeinrichtung diese Aufnahmeposition verlassen hat. It is an object of the present invention to provide a technique for positioning a recording device for performing medical recordings, with the aid of which it is possible in a simple manner to retake a recording position after the recording device has left this recording position.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren Anspruch 1 bzw. ein System nach Anspruch 4 bzw. eine Aufnahmeeinrichtung nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by a method claim 1 or a system according to claim 4 or a receiving device according to claim 10. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Die im Folgenden im Zusammenhang mit dem Verfahren erläuterten Vorteile und Ausgestaltungen gelten sinngemäß auch für das erfindungsgemäße System bzw. für die erfindungsgemäße Aufnahmeeinrichtung und umgekehrt. The advantages and embodiments explained below in connection with the method also apply mutatis mutandis to the system according to the invention or to the receiving device according to the invention and vice versa.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Positionierung einer Aufnahmeeinrichtung zur Durchführung medizinischer Aufnahmen eines Patienten umfasst die vor einer ersten medizinischen Aufnahme des Patienten durchzuführenden Schritte: Positionierung der Aufnahmeeinrichtung in einer Aufnahmeposition und Einstellen einer der Aufnahmeeinrichtung zugeordneten Beleuchtungseinrichtung derart, dass sie ein Lichtmuster erzeugt, das den Flächeninhalt und/oder die Form wenigstens einer dem Patienten zugeordneten Referenzfläche repräsentiert. Das Verfahren umfasst weiterhin den nach einer Änderung der Position der Aufnahmeeinrichtung und vor einer zweiten medizinischen Aufnahme des Patienten durchzuführenden Schritt: Erneutes Auffinden der Aufnahmeposition, indem die Aufnahmeeinrichtung so positioniert wird, dass die Beleuchtungseinrichtung bei unveränderter Einstellung dasselbe Lichtmuster erzeugt. An inventive method for positioning a recording device for performing medical recordings of a patient includes the steps to be performed before a first medical recording of the patient: positioning the recording device in a recording position and adjusting the illumination device associated with the receiving device such that it generates a light pattern that the surface content and or represents the shape of at least one reference surface assigned to the patient. The method further comprises the step to be performed after a change in the position of the receiving device and before a second medical image of the patient: finding the receiving position again by positioning the receiving device so that the illumination device produces the same light pattern when set unchanged.

Ein erfindungsgemäßes System zur Positionierung einer Aufnahmeeinrichtung zur Durchführung medizinischer Aufnahmen eines Patienten umfasst eine der Aufnahmeeinrichtung zugeordneten Beleuchtungseinrichtung, wenigstens eine dem Patienten zugeordneten Referenzfläche und Mittel zum Einstellen der Beleuchtungseinrichtung derart, dass sie ein Lichtmuster erzeugt, das den Flächeninhalt und/oder die Form wenigstens einer dem Patienten zugeordneten Referenzfläche repräsentiert, nachdem die Aufnahmeeinrichtung in einer Aufnahmeposition positioniert ist. An inventive system for positioning a receiving device for performing medical recordings of a patient comprises a lighting device associated with the recording device, at least one reference surface assigned to the patient and means for adjusting the illumination device such that it generates a light pattern that the surface area and / or the shape of at least one represents the patient associated reference surface after the receiving device is positioned in a receiving position.

Eine erfindungsgemäße Aufnahmeeinrichtung zur Durchführung medizinischer Aufnahmen eines Patienten umfasst eine Beleuchtungseinrichtung, derart einstellbar ist, dass sie ein Lichtmuster erzeugt, das den Flächeninhalt und/oder die Form wenigstens einer dem Patienten zugeordneten Referenzfläche repräsentiert. A recording device according to the invention for performing medical recordings of a patient comprises a lighting device which is adjustable such that it generates a light pattern which represents the surface area and / or the shape of at least one reference surface assigned to the patient.

Eine Kernidee der Erfindung ist es, mit optischen Mitteln eine Anzahl von dem Patienten zugeordneten definierten Referenzflächen zu erfassen, um dadurch wiederholt eine bestimmte Aufnahmeposition einnehmen zu können. Zu diesem Zweck wird in der Aufnahmeposition eine der Aufnahmeeinrichtung zugeordnete Beleuchtungseinrichtung so eingestellt, dass sie den Flächeninhalt und/oder die Form der wenigstens einen Referenzfläche repräsentierende Lichtmuster erzeugt. Stimmen bei identischen Einstellungen die Lichtmuster bei einer Neupositionierung mit den Lichtmustern bei der Erstaufnahme überein, ist die ursprüngliche Aufnahmeposition wieder erreicht. Anders ausgedrückt wird in der gewünschten Aufnahmeposition der Flächeninhalt und/oder die Form der wenigstens einen Referenzfläche mit Hilfe der Beleuchtungseinrichtung erstmals erfasst und die Aufnahmeeinrichtung wird bei der Neupositionierung so positioniert, dass der Flächeninhalt und/oder die Form der wenigstens einen Referenzfläche von der Beleuchtungseinrichtung erneut erfasst wird. A core idea of the invention is to detect by optical means a number of defined reference areas associated with the patient, in order to be able to repeatedly assume a certain receiving position. For this purpose, a lighting device associated with the recording device is adjusted in the recording position such that it generates the light pattern and / or the shape of the light pattern representing at least one reference surface. If, in the case of identical settings, the light patterns coincide with the light patterns during the first recording, the original recording position has been reached again. In other words, the surface content and / or the shape of the at least one reference surface is detected for the first time by means of the illumination device in the desired recording position and the recording device is positioned during repositioning in such a way that the area content and / or the shape of the at least one reference surface are again reflected by the illumination device is detected.

Mit Hilfe der Erfindung ist es möglich, dass postoperative Aufnahmen unter den gleichen Bedingungen (Position der Aufnahmeeinrichtung zum Patienten und/oder zum Patiententisch) erfolgen, wie die präoperativen Aufnahmen. Mit der Erfindung wird der Bediener der Aufnahmeeinrichtung mit der Erfindung in die Lage versetzt, die Aufnahmeeinrichtung in eine zweite Aufnahmeposition zu überführen, die mit einer ersten Aufnahmeposition identisch oder dieser ersten Aufnahmeposition zumindest angenähert ist. Erfolgt die Positionierung der Aufnahmeeinrichtung nicht durch einen Bediener, sondern ist die Aufnahmeeinrichtung selbstpositionierend ausgeführt, so wird mit der Erfindung die Aufnahmeeinrichtung in die Lage versetzt, die Aufnahmeposition einzunehmen. Das durch die Erfindung ermöglichte wiederholgenaue Anfahren der Aufnahmeposition führt zu einer kürzeren Behandlung, einer genaueren Bewertung der Behandlungsergebnisse und einer Verringerung der Patientenstrahlendosis. With the aid of the invention it is possible that postoperative recordings take place under the same conditions (position of the receiving device to the patient and / or to the patient table) as the preoperative recordings. With the invention, the operator of the receiving device is enabled by the invention to transfer the receiving device in a second receiving position, which is identical to a first receiving position or at least approximately this first receiving position. If the positioning of the receiving device is not performed by an operator, but the receiving device is self-positioning, the invention enables the receiving device to assume the receiving position. The repeatable approach of the receiving position made possible by the invention leads to a shorter treatment, a more accurate evaluation of the treatment results and a reduction of the patient radiation dose.

Ein Erfassen des Flächeninhalts und/oder der Form der wenigstens einen Referenzfläche bedeutet dabei nicht, dass die Größen des Flächeninhalts zahlenmäßig ermittelt oder dass die genaue geometrische Form der Referenzfläche bestimmt werden. Das Erfassen bezieht sich lediglich auf das Feststellen eines vorliegenden Flächeninhalts und/oder das Feststellen einer vorliegenden Form mit den optischen Mitteln der Beleuchtungseinrichtung. Die optischen Mittel werden zu diesem Zweck derart eingestellt, dass das durch sie erzeugte Lichtmuster den Flächeninhalt und/oder die Form der wenigstens einen Referenzfläche repräsentiert. Dadurch, dass in der Einstellung der Beleuchtungseinrichtung der Flächeninhalt und/oder die Form der wenigstens einen Referenzfläche abgebildet ist, ist eine erneute Positionierung der Aufnahmeeinrichtung mit zeitlichem Abstand möglich. Die bei einer Neupositionierung angestrebte Aufnahmeposition stimmt dann mit der ursprünglichen Aufnahmeposition zumindest annähernd überein, wenn die Beleuchtungseinrichtung bei unveränderter Einstellung den Flächeneinhalt und/oder die Form der wenigstens einen Referenzfläche erneut erfasst, das entsprechende Lichtmuster also wieder hergestellt ist. A detection of the surface area and / or the shape of the at least one reference surface does not mean that the sizes of the surface area numerically determined or that the exact geometric shape of the reference surface are determined. The detection refers only to the detection of a present surface area and / or the determination of a present shape with the optical means of the illumination device. The optical means are adjusted for this purpose such that the light pattern generated by them represents the surface area and / or the shape of the at least one reference surface. Characterized in that in the setting of the lighting device, the surface area and / or the shape of the at least one reference surface is shown, a repositioning of the receiving device with a time interval is possible. The desired in a repositioning shooting position then at least approximately coincides with the original recording position when the lighting device detects the area content and / or the shape of the at least one reference surface again with unchanged setting, the corresponding light pattern is thus restored.

Bei den dem Patienten zugeordneten Referenzflächen handelt es sich vorzugsweise um Referenzflächen, die unmittelbar an dem Patienten selbst angebracht sind. Die Referenzflächen können aber auch an einem Patiententisch oder einem anderen, dem Patienten zugeordneten Gegenstand angebracht sein, solange eine zumindest zeitweise unveränderliche Lagebeziehung zwischen dem Patienten und dem Gegenstand besteht. The reference surfaces assigned to the patient are preferably reference surfaces that are attached directly to the patient himself. However, the reference surfaces can also be attached to a patient table or another object associated with the patient as long as there is an at least temporarily unchangeable positional relationship between the patient and the object.

Referenzflächen können dabei zusätzliche, für diesen Zweck angebrachte Objekte sein. Als Referenzflächen können aber auch Objekte oder Strukturen verwendet werden, die aufgrund der Gegebenheiten, wie beispielsweise einer bevorstehenden Operation, bereits vorhanden sind. Reference surfaces may be additional objects attached for this purpose. As reference surfaces but also objects or structures can be used, which are already present due to the circumstances, such as an upcoming operation.

Sind Referenzflächen an einem sich bewegenden Bereich des Patienten angebracht, beispielsweise an dem Brustkorb, dann kann es aufgrund von Patientenbewegungen zu Ungenauigkeiten kommen. Besonders in solchen Fällen hat sich die Verwendung von nicht unmittelbar an dem Patienten angebrachten Referenzflächen als besonders vorteilhaft erwiesen, ebenso wie die Verwendung von Referenzflächen an benachbarten, nicht oder weniger bewegten Patientenbereichen, wie einem Bein oder Arm. If reference surfaces are attached to a moving region of the patient, for example on the thorax, then inaccuracies may occur due to patient movements. Particularly in such cases, the use of reference surfaces not directly attached to the patient has proven to be particularly advantageous, as well as the use of reference surfaces on adjacent, non or less moving patient areas, such as a leg or arm.

Eine Neupositionierung ist bereits bei der Verwendung einer einzigen Referenzfläche möglich. Werden mehrere Referenzflächen verwendet, erhöht sich die Genauigkeit der Neupositionierung. Wie Versuche gezeigt haben, kann bereits bei einer Verwendung von zwei Referenzflächen eine Neupositionierung mit einer Genauigkeit von ±5 mm erfolgen. Eine solche gute Übereinstimmung der Aufnahmepositionen ist sehr zu begrüßen. Mit der Erfindung wird aber auch bei weniger genauen Neupositionierungen eine gegenüber dem Stand der Technik signifikante Erhöhung der Positionierungsgenauigkeit erreicht. A repositioning is already possible when using a single reference surface. If multiple reference surfaces are used, the accuracy of the repositioning increases. As tests have shown, a repositioning with an accuracy of ± 5 mm can already take place when two reference surfaces are used. Such a good match of the reception positions is very welcome. With the invention but also with less accurate repositioning a significant over the prior art increase in positioning accuracy is achieved.

Die Beleuchtungseinrichtung zur Erfassung der wenigstens einen Referenzfläche umfasst zumindest eine Lichtquelle. Hierfür sind alle geeigneten optischen Lichtquellen einsetzbar. Die Beleuchtungseinrichtung ist der Aufnahmeeinrichtung zugeordnet. Das bedeutet, dass die Beleuchtungseinrichtung eine dauerhaft unveränderliche oder zumindest wieder herstellbare Lagebeziehung mit der Aufnahmeeinrichtung aufweist. Im einfachsten Fall ist die Beleuchtungseinrichtung mit der Aufnahmeeinrichtung fest verbunden. Die Beleuchtungseinrichtung kann dabei in die Aufnahmeeinrichtung integriert sein. Es ist jedoch ebenfalls möglich, Aufnahmeeinrichtungen mit einer geeigneten Beleuchtungseinrichtung nachzurüsten. In der Aufnahmeeinrichtung ist die Beleuchtungseinrichtung vorzugsweise in der Nähe des Aufnahmesensors, Detektors oder dergleichen und/oder – je nach Bauart und Funktionsweise – in der Nähe der Strahlungsquelle angeordnet. The illumination device for detecting the at least one reference surface comprises at least one light source. For this purpose, all suitable optical light sources can be used. The illumination device is assigned to the receiving device. This means that the illumination device has a permanently unchangeable or at least restorable positional relationship with the receiving device. In the simplest case, the lighting device is firmly connected to the receiving device. The illumination device can be integrated into the receiving device. It is However, also possible to retrofit recording devices with a suitable lighting device. In the receiving device, the illumination device is preferably arranged in the vicinity of the recording sensor, detector or the like and / or - depending on the design and operation - in the vicinity of the radiation source.

Die Wahl der verwendeten Referenzflächen sowie die Wahl der verwendeten Beleuchtungseinrichtung ist in erster Linie von der Art und Weise der Erfassung der Referenzflächen abhängig. The choice of the reference surfaces used and the choice of the illumination device used depends primarily on the manner in which the reference surfaces are detected.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird der Flächeninhalt der wenigstens einen Referenzfläche dadurch erfasst, dass die Referenzfläche unter Verwendung wenigstens eines Lichtbündels ausgeleuchtet wird. Die Beleuchtungseinrichtung wird mit anderen Worten so eingestellt, dass die Referenzfläche ausgeleuchtet wird. Das erzeugte Lichtmuster ist eine ausgedehnte, dem Flächeninhalt der Referenzflächen entsprechende Lichtfläche. In diesem Fall sind geometrisch aufeinander abgestimmte Referenzflächen und Beleuchtungseinrichtungen besonders geeignet. Bei den Referenzflächen handelt es sich im einfachsten Fall um kreisrunde Markierungen, beispielsweise in Form von Aufklebern, die an dem Patienten angebracht sind. Anstelle von Aufklebern können andere preiswerte und schnelle zu befestigende Objekte mit geeigneter Referenzfläche verwendet werden. In a first embodiment of the invention, the surface area of the at least one reference surface is detected by illuminating the reference surface using at least one light beam. In other words, the illumination device is adjusted so that the reference surface is illuminated. The generated light pattern is an extended area of light corresponding to the surface area of the reference surfaces. In this case, geometrically matched reference surfaces and lighting devices are particularly suitable. The reference surfaces are in the simplest case circular markers, for example in the form of stickers, which are attached to the patient. Instead of stickers, other inexpensive and fast objects to be fixed with a suitable reference surface can be used.

Die Beleuchtungseinrichtung umfasst in diesem Fall eine fokussierbare Lichtquelle, die beispielsweise ein divergentes oder konvergentes Lichtbündel aussendet. Mit Hilfe der Fokussierung wird das konische Lichtbündel derart auf die Referenzfläche gerichtet, dass die Referenzfläche vollständig ausgeleuchtet ist. Somit ist der Flächeneinhalt der Referenzfläche erfasst und als Fokuseinstellung der Lichtquelle manifestiert. The illumination device in this case comprises a focusable light source which emits, for example, a divergent or convergent light beam. With the aid of the focusing, the conical light beam is directed onto the reference surface in such a way that the reference surface is completely illuminated. Thus, the surface area of the reference surface is detected and manifested as focus adjustment of the light source.

Bei einer Neupositionierung ist die gewünschte Aufnahmeposition der Aufnahmeeinrichtung erreicht, wenn das Lichtbündel die Markierung erneut vollständig ausleuchtet und somit das ursprüngliche Lichtmuster erneut vorliegt. In a repositioning the desired recording position of the receiving device is reached when the light beam completely re-illuminates the mark and thus the original light pattern is present again.

Der Schritt des Ausleuchtens der Referenzfläche kann zugleich für eine Kalibrierung der Aufnahmeeinrichtung verwendet werden. Auch können bereits vorhandene Marker als Referenzflächen verwendet werden, beispielsweise solche, die als Landmarken für eine Registrierung von Bilddaten oder die perspektivische Orientierung eingesetzt werden. The step of illuminating the reference surface can also be used for calibration of the recording device. Also existing markers can be used as reference surfaces, for example, those that are used as landmarks for registration of image data or the perspective orientation.

Die Beleuchtungseinrichtung weist vorzugsweise für jede Referenzfläche eine eigene Lichtquelle auf. Bei der Lichtquelle kann es sich beispielsweise um eine Leuchtdiode (LED) oder eine Laserdiode handeln. Referenzflächen und/oder Lichtbündel können auch nichtrund ausgeführt sein, beispielsweise rechteckig. Entsprechend die geometrischen Formen von Referenzfläche und Lichtbündel einander, dann ist eine besonders einfache optische Auswertung oder Kontrolle möglich. Um die Querschnittsform des Lichtbündels an die Form der Referenzfläche anzupassen, kann die Beleuchtungseinrichtung Linsen oder andere geeignete optische Abbildungsmittel umfassen. The illumination device preferably has a separate light source for each reference surface. The light source may be, for example, a light emitting diode (LED) or a laser diode. Reference surfaces and / or light bundles may also be non-circular, for example rectangular. According to the geometric shapes of reference surface and light beam each other, then a particularly simple visual evaluation or control is possible. In order to adapt the cross-sectional shape of the light beam to the shape of the reference surface, the illumination device may comprise lenses or other suitable optical imaging means.

Sowohl die initiale Positionierung, als auch die Neupositionierung kann manuell durch den Bediener als auch teil- oder vollautomatisch erfolgen. Das betrifft insbesondere die Teilschritte des Ausrichtens des Lichtbündels auf die Referenzfläche sowie des Fokussierens des Lichtbündels zum Zweck des Ausleuchtens der Referenzfläche, einschließlich des Feststellens des erreichten Grades der Ausleuchtung. Hierfür kann die Beleuchtungseinrichtung mit einem geeigneten Kamerasystem mit angeschlossener Auswerteeinheit verbunden sein. Die Auswerteeinheit dient dabei zur Ausgabe der entsprechenden Informationen an den Bediener und/oder zur Übertragung entsprechender Informationen an eine Steuereinheit einer elektromotorisch angetriebenen Fokussiervorrichtung für die Lichtquelle. Both initial positioning and repositioning can be done manually by the operator or semi-automatically or fully automatically. This particularly concerns the substeps of aligning the light beam with the reference surface and focusing the light beam for the purpose of illuminating the reference surface, including detecting the degree of illumination achieved. For this purpose, the illumination device can be connected to a suitable camera system with an attached evaluation unit. The evaluation unit serves to output the corresponding information to the operator and / or to transmit corresponding information to a control unit of an electric motor driven focusing device for the light source.

In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird die Form der wenigstens einen Referenzfläche dadurch erfasst, dass mindestens drei voneinander beabstandete Punkte der wenigstens einen Referenzfläche unter Verwendung einer entsprechenden Anzahl von Lichtbündeln anvisiert oder angepeilt werden. Die Beleuchtungseinrichtung wird mit anderen Worten so eingestellt, dass die Form der wenigstens einen Referenzfläche erfasst wird. Das erzeugte Lichtmuster umfasst mehrere, entsprechend der Form der Referenzfläche zueinander angeordnete Lichtpunkte. Der Durchmesser dieser Lichtpunkte ist vorzugsweise eng begrenzt ist, um eine möglichst genaue Anvisierung zu ermöglichen. Diese Punkte werden nachfolgend auch als Referenzpunkte bezeichnet. In a second embodiment of the invention, the shape of the at least one reference surface is detected by aiming or aiming at least three spaced-apart points of the at least one reference surface using a corresponding number of light bundles. In other words, the illumination device is adjusted such that the shape of the at least one reference surface is detected. The generated light pattern comprises a plurality of light points which are arranged relative to one another according to the shape of the reference surface. The diameter of these points of light is preferably narrow, in order to allow the most accurate possible viewing. These points are also referred to as reference points below.

Bei der Referenzfläche handelt es sich in einem einfachen Fall um ein Operationsfeld, wie es mit vier sich überlappenden Tüchern abgegrenzt wird. Die Rechteckform des Operationsfeldes ausnutzend werden alle vier Eckpunkte des Operationsfeldes anvisiert, so dass sich ein aus vier Lichtpunkten bestehendes Lichtmuster ergibt. Eine Erfassung der Form des Operationsfeldes zur Ausführung der Erfindung wäre bereits auch bei der Anvisierung von drei Eckpunkten möglich. In a simple case, the reference surface is a surgical field as defined by four overlapping tissues. Utilizing the rectangular shape of the surgical field, all four vertices of the surgical field are targeted, resulting in a light pattern consisting of four light points. A detection of the shape of the surgical field for carrying out the invention would be possible even in the Anvisierung of three vertices.

Ein solches durch Tücher abgegrenztes Operationsfeld ist als Referenzfläche geeignet, da sich seine Lage zum Patienten während und nach der Operation üblicherweise nicht verändert. Such a surgical field delimited by tissue is suitable as a reference surface, since its position to the patient during and after surgery usually does not change.

Vorzugsweise ist in diesem Fall eine weitere Referenzfläche innerhalb des Operationsfeldes vorgesehen, um eine etwaige Veränderung der Lage des Operationsfeldes feststellen zu können. In this case, a further reference surface is preferably provided within the surgical field in order to be able to determine any change in the position of the surgical field.

Als Referenzfläche eignet sich grundsätzlich jede beliebige, dem Patienten zugeordnete Struktur, vorzugsweise eine geometrische Figur, etwa in Form eines Dreiecks oder Vierecks, deren als Referenzpunkte dienende Eckpunkte beispielsweise als Kreuze mit einem Kugelschreiber oder einem anderen Stift auf die Haut des Patienten gemalt oder durch kleine Aufkleber markiert sind. As a reference surface is basically any, the patient associated structure, preferably a geometric figure, approximately in the form of a triangle or quadrilateral, serving as reference points vertices painted as crosses with a ballpoint pen or another pen on the skin of the patient or by small Stickers are marked.

Von der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform unterscheidet sich diese Variante dadurch, dass kein Ausleuchten einer Fläche erfolgt. Ein entsprechend geformtes Lichtbündel ist daher nicht erforderlich. Die Beleuchtungseinrichtung umfasst statt dessen eine Mehrzahl von Lichtquellen, die zum Anvisieren der Referenzpunkte geeignet sind. Vorzugsweise handelt es sich um Strahler, die ein sehr dünnes Lichtbündel abgeben, wie beispielsweise Laserdioden. Durch ein Anvisieren der Punkte wird die Form der Referenzfläche erfasst und in Gestalt der Winkelbeziehungen der einzelnen Lichtquellen, genauer gesagt der Strahlungsachsen der einzelnen Laserdioden, zueinander manifestiert. Bei einer Neupositionierung ist die gewünschte Aufnahmeposition der Aufnahmeeinrichtung erreicht, wenn – ohne eine Änderung der Winkelbeziehungen der einzelnen Lichtquellen zueinander – die Referenzpunkte erneut anvisiert werden, die Enden der Lichtbündel also erneut auf den Referenzpunkten liegen und somit das ursprüngliche Lichtmuster erneut vorliegt. From the first embodiment described above, this variant differs in that no illumination of a surface takes place. A correspondingly shaped light beam is therefore not required. The illumination device instead comprises a plurality of light sources which are suitable for sighting the reference points. Preferably, they are emitters that emit a very thin bundle of light, such as laser diodes. By aiming at the points, the shape of the reference surface is detected and manifested to each other in the form of the angular relationships of the individual light sources, more precisely the radiation axes of the individual laser diodes. In a repositioning, the desired recording position of the receiving device is reached when - without a change in the angular relationships of the individual light sources to each other - the reference points are re-sighted, so the ends of the light bundles are again on the reference points and thus the original light pattern is present again.

Sowohl die initiale Positionierung, als auch die Neupositionierung kann wiederum manuell durch den Bediener als auch teil- oder vollautomatisch erfolgen. Das betrifft insbesondere den Teilschritt des Anvisierens der Referenzpunkte, einschließlich des Feststellens der erreichten Überdeckungen. Hierfür kann die Beleuchtungseinrichtung mit einem geeigneten Kamerasystem mit angeschlossener Auswerteeinheit verbunden sein. Die Auswerteeinheit dient dabei zur Ausgabe der entsprechenden Informationen an den Bediener und/oder zur Übertragung entsprechender Informationen an eine Steuereinheit einer elektromotorisch angetriebenen Visiervorrichtung für die Lichtquellen. Both the initial positioning, as well as the repositioning can in turn be done manually by the operator as well as partially or fully automatically. In particular, this concerns the substep of targeting the reference points, including determining the overlaps achieved. For this purpose, the illumination device can be connected to a suitable camera system with an attached evaluation unit. The evaluation unit serves to output the corresponding information to the operator and / or to transmit corresponding information to a control unit of an electric motor-driven sighting device for the light sources.

In einer dritten Ausführungsform der Erfindung wird sowohl der Flächeninhalt als auch die Form der wenigstens einen Referenzfläche erfasst. Hierzu werden die Mittel und Funktionalitäten der beiden zuvor beschriebenen Ausführungsformen auf geeignete Weise miteinander kombiniert. In a third embodiment of the invention, both the surface area and the shape of the at least one reference surface are detected. For this purpose, the means and functionalities of the two embodiments described above are combined with each other in a suitable manner.

Eine besonders vorteilhafte Anwendung findet die Erfindung, insbesondere in Gestalt der drei zuvor beschriebenen Ausführungsformen, bei mobilen C-Bogen-Geräten, wie sie beispielsweise in Krankenhäusern eingesetzt werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf C-Bogen- oder Röntgengeräte allgemein beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich bei allen medizinischen bildgebenden Verfahren anwenden, unabhängig von der Art der erzeugten Bilddaten (Schnittbilder, Projektionsbilder, Oberflächenabbildungen) und auch unabhängig davon, ob die Bilderzeugung unter Verwendung von Röntgenstrahlung, Radionukliden, Ultraschall, Kernspinresonanz, Infrarotstrahlung oder sichtbarem Licht erfolgt. A particularly advantageous application finds the invention, in particular in the form of the three embodiments described above, in mobile C-arm devices, such as those used in hospitals. However, the invention is not limited to C-arm or X-ray apparatus in general, but can basically be applied to all medical imaging methods, regardless of the type of image data generated (slice images, projection images, surface images) and also regardless of whether the image formation using X-ray radiation, radionuclides, ultrasound, nuclear magnetic resonance, infrared radiation or visible light takes place.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen: The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in detail in conjunction with the drawings. Showing:

1 eine Überblicksdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels, 1 an overview of the first embodiment,

2 eine Detaildarstellung der Aufnahmevorrichtung aus 1, 2 a detailed representation of the recording device 1 .

3 eine Detaildarstellung des Patienten aus 1, 3 a detailed view of the patient 1 .

4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Systems, 4 a schematic representation of the system according to the invention,

5 eine Überblicksdarstellung des zweiten Ausführungsbeispiels, 5 an overview of the second embodiment,

6 eine erste Detaildarstellung des Patienten aus 5, 6 a first detail of the patient 5 .

7 eine zweite Detaildarstellung des Patienten aus 5. 7 a second detail of the patient 5 ,

Sämtliche Figuren zeigen die Erfindung lediglich schematisch und mit ihren wesentlichen Bestandteilen. Gleiche Bezugszeichen entsprechen dabei Elementen gleicher oder vergleichbarer Funktion. All figures show the invention only schematically and with its essential components. The same reference numerals correspond to elements of the same or comparable function.

In einem ersten Ausführungsbeispiel (1 bis 4) wird als Aufnahmeeinrichtung zur Durchführung medizinischer Aufnahmen eines Patienten 2 ein C-Bogen-Röntgengerät 1 gezeigt. Das Röntgengerät 1 umfasst unter anderem eine Röntgenröhre 3 und einen Röntgendetektor 3, siehe 4. Aufbau und Funktionsweise eines solchen Röntgengerätes 1 sind dem Fachmann bekannt. In a first embodiment ( 1 to 4 ) is used as a recording device for performing medical recordings of a patient 2 a C-arm X-ray machine 1 shown. The X-ray machine 1 includes, inter alia, an x-ray tube 3 and an X-ray detector 3 , please refer 4 , Structure and operation of such an X-ray device 1 are known in the art.

Das erfindungsgemäße System 10 zur Positionierung des Röntgengerätes 1 umfasst eine in das Röntgengerät 1 integrierte Beleuchtungseinrichtung 5 und eine Anzahl von Referenzflächen. Auf einem Patiententisch 8 liegt der Patient 2 mit einem zu untersuchenden Bereich 9. Zu beiden Seiten des zu untersuchenden Bereiches 9 sind an dem Patienten 2 kreisrunde Marker 6, 7 als Referenzflächen aufgeklebt. Die Marker 6, 7 weisen beispielsweise einen Durchmesser von 3 cm auf. Die Beleuchtungseinrichtung 5 umfasst eine Anzahl von Lichtquellen, hier zwei Laserdioden 11, die jeweils ein konisches Lichtbündel 12 aussenden. Die Beleuchtungseinrichtung 5 umfasst für jede Laserdiode 11 eine Einstellvorrichtung 14 zum Anvisieren eines Markers 6, 7. Die Beleuchtungseinrichtung 5 umfasst weiterhin für jede Laserdiode 11 eine Fokussiervorrichtung 15 zum Fokussieren des Lichtbündels 12. Ein Bediener des Röntgengerätes 1 stellt die beiden Lichtbündel 12 mit Hilfe der Einstellvorrichtungen 14 und der Fokussiervorrichtungen 15 so ein, dass beide Marker 6, 7 ausgeleuchtet werden. Die durch die Enden der Lichtbündel 12 abgebildeten Lichtflächen entsprechend dann den Flächeninhalten der Marker 6, 7. Die Einstellungen der Einstellvorrichtungen 14 und der Fokussiervorrichtungen 15 repräsentieren somit die Flächeninhalte der beiden Marker 6, 7. Anschließend wird in der so festgehaltenen Aufnahmeposition des Röntgengerätes 1 eine Röntgenaufnahme des zu untersuchenden Bereiches 9 durchgeführt. Soll nun nach einer Operation oder eine sonstigen Behandlung des Patienten 2 erneut eine Röntgenaufnahme des zu untersuchenden Bereiches 9 durchgeführt werden, wird das zuvor aus der Aufnahmeposition entfernte Röntgengerät 1 von dem Bediener wieder in eine Position gebracht, die ungefähr der ursprünglichen Aufnahmeposition entspricht. Anschließend positioniert der Bediener das Röntgengerät 1 so, dass die beiden Lichtbündel 12 der unveränderten Beleuchtungseinrichtung 5 die Marker 6, 7 erneut ausleuchten. Ist dies der Fall, wurde die ursprüngliche Aufnahmeposition des Röntgengerätes 1 wieder aufgefunden. The system according to the invention 10 for positioning the X-ray device 1 includes one in the x-ray machine 1 integrated lighting device 5 and a number of reference surfaces. On a patient table 8th lies the patient 2 with an area to be examined 9 , On both sides of the area to be examined 9 are on the patient 2 circular markers 6 . 7 glued as reference surfaces. The markers 6 . 7 have, for example, a diameter of 3 cm. The lighting device 5 comprises a number of light sources, here two laser diodes 11 , each a conical light beam 12 send out. The lighting device 5 includes for each laser diode 11 an adjustment device 14 to target a marker 6 . 7 , The lighting device 5 further includes for each laser diode 11 a focusing device 15 for focusing the light beam 12 , An operator of the X-ray machine 1 represents the two light bundles 12 with the help of adjusting devices 14 and the focusing devices 15 such that both markers 6 . 7 be lit up. The through the ends of the light bundles 12 corresponding to the area of the markers 6 . 7 , The settings of the adjusting devices 14 and the focusing devices 15 thus represent the areas of the two markers 6 . 7 , Subsequently, in the thus held recording position of the X-ray machine 1 an X-ray of the area to be examined 9 carried out. Should now after surgery or other treatment of the patient 2 again an X-ray of the area to be examined 9 are performed, the previously removed from the recording position X-ray machine 1 brought back by the operator in a position which corresponds approximately to the original recording position. Then the operator positions the X-ray machine 1 so that the two light bundles 12 the unchanged lighting device 5 the markers 6 . 7 Illuminate again. If this is the case, the original recording position of the X-ray machine became 1 found again.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel (5 bis 7) wird erneut ein C-Bogen-Röntgengerät gezeigt. In a second embodiment ( 5 to 7 ) again shows a C-arm X-ray machine.

Das erfindungsgemäße System 10 zur Positionierung des Röntgengerätes 1 umfasst in diesem Fall eine in das Röntgengerät 1 integrierte Beleuchtungseinrichtung 5 mit acht Laserdioden 11, die jeweils ein sehr dünnes Lichtbündel aussenden und eine punktförmige Lichtfläche erzeugen. Auf dem Patiententisch 8 liegt der Patient 2 mit einem zu untersuchenden Bereich 9. Dabei ist bereits ein Operationsfeld 16 mit vier sich überlappenden Tüchern 17 abgegrenzt. Dieses rechteckige Operationsfeld 16 dient als erste Referenzfläche. Dabei dienen die vier Eckpunkte 18 des Operationsfeldes 16 als Referenzpunkte. Innerhalb des Operationsfeldes 16 befindet sich eine zweite rechteckige, nur mit durchbrochenen Linien dargestelltes Rechteck 19, das als weitere Referenzfläche dient. Die Eckpunkte des Rechtecks 19 sind in Gestalt von kreuzförmigen Markierungen 20 auf die Haut des Patienten 2 gemalt und dienen als weitere Referenzpunkte. Diese innere Referenzfläche ist nur in 7 dargestellt. Die Beleuchtungseinrichtung 5 umfasst für jede der acht Laserdioden 11 eine Einstellvorrichtung 14 zum Anvisieren eines der Referenzpunktes 18, 19. Ein Bediener des Röntgengerätes 1 stellt die acht Lichtbündel 12 mit Hilfe der Einstellvorrichtungen 14 so ein, dass alle acht Punkte 18, 19 anvisiert werden. Die Einstellungen der Einstellvorrichtungen 14 repräsentieren dann die Formen der beiden Referenzflächen 16, 20. Zum Zweck der Neupositionierung positioniert der Bediener das Röntgengerät 1 so, dass die acht Lichtbündel 12 die Referenzpunkte 18, 19 erneut anvisieren. Ist dies der Fall, wurde die ursprüngliche Aufnahmeposition des Röntgengerätes 1 wieder aufgefunden. The system according to the invention 10 for positioning the X-ray device 1 in this case includes one in the X-ray machine 1 integrated lighting device 5 with eight laser diodes 11 each emitting a very thin bundle of light and producing a point-shaped light surface. On the patient table 8th lies the patient 2 with an area to be examined 9 , This is already a surgical field 16 with four overlapping towels 17 demarcated. This rectangular operation field 16 serves as the first reference surface. The four corner points serve this purpose 18 of the surgical field 16 as reference points. Within the surgical field 16 There is a second rectangular rectangle, shown with broken lines only 19 , which serves as another reference surface. The vertices of the rectangle 19 are in the form of cross-shaped markings 20 on the skin of the patient 2 painted and serve as further reference points. This inner reference surface is only in 7 shown. The lighting device 5 includes for each of the eight laser diodes 11 an adjustment device 14 to aim at one of the reference points 18 . 19 , An operator of the X-ray machine 1 represents the eight light bundles 12 with the help of adjusting devices 14 so that all eight points 18 . 19 be targeted. The settings of the adjusting devices 14 then represent the shapes of the two reference surfaces 16 . 20 , For the purpose of repositioning, the operator positions the X-ray machine 1 so that the eight light bundles 12 the reference points 18 . 19 aim again. If this is the case, the original recording position of the X-ray machine became 1 found again.

Der Aufbau der Beleuchtungseinrichtung 5 in dem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen dem Aufbau der Beleuchtungseinrichtung 5 in dem ersten Ausführungsbeispiel. Jedoch sind keine Fokussierungsvorrichtungen 15 erforderlich. The structure of the lighting device 5 in the second embodiment corresponds substantially to the structure of the illumination device 5 in the first embodiment. However, there are no focusing devices 15 required.

Zur automatischen Neupositionierung des Röntgengerätes 1 kann das System 10 Positioniermitteln 21 umfassen, beispielsweise in Form von elektromotorisch angetriebenen Stellmitteln, die von einer geeigneten Steuereinheit angesteuert werden (nicht dargestellt). For automatic repositioning of the X-ray machine 1 can the system 10 positioning 21 include, for example in the form of electric motor-driven actuating means, which are controlled by a suitable control unit (not shown).

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited to the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: RöntgengerätX-ray machine
2 2: Patientpatient
3 3: RöntgenröhreX-ray tube
4 4: RöntgendetektorX-ray detector
5 5: Beleuchtungseinrichtunglighting device
6 6: Markermarker
7 7: Markermarker
8 8th: Patiententischpatient table
9 9: Untersuchungsbereichstudy area
1010: System system
1111: Laserdiode laser diode
1212: Lichtbündel light beam
1313: (frei) (free)
1414: Einstellvorrichtung adjustment
1515: Fokussiervorrichtung focusing
1616: Operationsfeld surgical field
1717: Tuch cloth
1818: Eckpunkt vertex
1919: Rechteck rectangle
2020: Markierung mark
2121: Positioniermittel positioning

Claims

Method for positioning a receiving device ( 1 ) for taking medical images of a patient ( 2 ), with those before a first medical admission of the patient ( 2 ) steps: - Positioning of the recording device ( 1 ) in a receiving position, - adjusting one of the receiving device ( 1 ) associated lighting device ( 5 ) in such a way that it generates a light pattern that the surface area and / or the shape of at least one patient ( 2 ) associated reference surface ( 6 . 7 ; 16 . 19 ) and after changing the position of the receiving device ( 1 ) and before a second medical admission of the patient ( 2 ) step: - re-locating the recording position by the recording device ( 1 ) is positioned so that the illumination device ( 5 ) produces the same light pattern with unchanged setting.

Method according to claim 1, wherein adjusting the illumination device ( 5 ) illuminating the at least one reference surface ( 6 . 7 ) using at least one light beam ( 12 ).

Method according to claim 1 or 2, wherein the adjustment of the illumination device ( 5 ) a sighting of at least three spaced apart points ( 18 . 20 ) of the at least one reference surface ( 16 . 19 ) using a corresponding number of light bundles ( 12 ).

System ( 10 ) for positioning a receiving device ( 1 ) for taking medical images of a patient ( 2 ), - with one of the receiving device ( 1 ) associated lighting device ( 5 ), - with at least one patient ( 2 ) associated reference surface ( 6 . 7 ; 16 . 19 ) and - with means ( 14 . 15 ) for adjusting the illumination device ( 5 ) in such a way that it generates a light pattern that the surface area and / or the shape of at least one patient ( 2 ) associated reference surface ( 6 . 7 ; 16 . 19 ) after the receiving device ( 1 ) is positioned in a pickup position.

System ( 10 ) according to claim 4, with means ( 21 ) for preferably automatically positioning the receiving device ( 1 ) such that the illumination device ( 5 ) produces the same light pattern with unchanged setting after the position of the recording device ( 1 ) was changed.

System ( 10 ) according to claim 4 or 5, wherein the illumination device ( 5 ) at the receiving device ( 1 ) is attached.

System ( 10 ) according to claim 4 or 5, wherein the illumination device ( 5 ) in the receiving device ( 1 ) is integrated.

System ( 10 ) according to one of claims 4 to 7, wherein the at least one patient ( 5 ) associated reference surface ( 6 . 7 ) directly on the patient ( 2 ) itself is attached.

System ( 10 ) according to one of claims 4 to 8, with a patient table ( 8th ) at which the at least one patient ( 2 ) associated reference surface ( 6 . 7 ) is attached.

Recording device ( 1 ) for taking medical images of a patient ( 2 ), with a lighting device ( 5 ), which lighting device ( 5 ) is adjustable so that it generates a light pattern that the surface area and / or the shape of at least one of the patient ( 2 ) associated reference surface ( 6 . 7 ; 16 . 19 ).