DE102013215516B4

DE102013215516B4 - Röntgengerät und Verfahren zum Steuern eines Röntgengeräts

Info

Publication number: DE102013215516B4
Application number: DE102013215516.6A
Authority: DE
Inventors: Ralf Nanke; Michael Zeus; Franziska Dinse; Sultan Haider; Clemens Jörger; Sabine Schäffer-Kundler
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2021-11-11
Anticipated expiration: 2033-08-08
Also published as: DE102013215516A1; CN205658920U; WO2015018566A1

Abstract

Röntgengerät (100), das eingerichtet ist, um zumindest teilweise durch Benutzereingabe an einem berührungsempfindlichen Bildschirm (140) gesteuert zu werden, wobei das Röntgengerät (100) umfasst:- einen Tisch (115), auf dem ein Untersuchungsobjekt (116) angeordnet werden kann,- eine Röntgenquelle (111) zum Aussenden von Röntgenstrahlen, wobei der Tisch (115) und die Röntgenquelle (111) relativ zueinander positioniert werden können, sodass die Röntgenquelle (111) eine bestimmte Pose aufweist, wodurch ein zu belichtender Untersuchungsbereich (150) des Untersuchungsobjekts (116) festgelegt ist,- eine optische Kamera (120), welche eingerichtet ist, um ein Bild (200) zumindest des Untersuchungsbereichs (150) zu erfassen,- einen Sendeempfänger (131), welcher eingerichtet ist, um das Bild (200) an den berührungsempfindlichen Bildschirm (140) zu übertragen,- den berührungsempfindlichen Bildschirm (140), welcher eingerichtet ist, um das übertragene Bild (200) darzustellen und um eine Benutzereingabe von einem Benutzer zu erkennen, die den Untersuchungsbereich (150) betrifft, wobei das Röntgengerät (100) weiterhin eingerichtet ist, um in Abhängigkeit von der Benutzereingabe den Tisch (115) und die Röntgenquelle (111) relativ zueinander zu positionieren, um die Pose einzustellen,- eine Recheneinheit (132), welche mit der optischen Kamera (120) und dem berührungsempfindlichen Bildschirm (140) in Datenverbindung steht, wobei die Recheneinheit (132) eingerichtet ist, um ein Steuersignal, das indikativ für die Benutzereingabe ist, von dem berührungsempfindlichen Bildschirm (140) zu empfangen, das Steuersignal weiterzuverarbeiten und das weiterverarbeitete Steuersignal an die Röntgenquelle (111) zu senden, wobei eine Pose der optischen Kamera (120) in Bezug auf den Tisch (115) einen Versatz gegenüber der Pose der Röntgenquelle (111) aufweist,wobei die Recheneinheit (132) eingerichtet ist, um das Steuersignal derart weiterzuverarbeiten, dass der Versatz kompensiert wird,wobei die Recheneinheit (132) weiterhin eingerichtet ist, um das Weiterverarbeiten zum Kompensieren des Versatzes basierend auf einem Abbild einer Projektion eines Strahlengangs der Röntgenstrahlen auf das Untersuchungsobjekt (116) im Bild (200) der optischen Kamera (120) durchzuführen, wobei die Projektion des Strahlengangs mittels einer Lichtquelle, die in der Röntgenquelle (111) angeordnet ist, erzeugt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Röntgengerät, welches eingerichtet ist, um zumindest teilweise durch Benutzereingabe an einem berührungsempfindlichen Bildschirm gesteuert zu werden und ein Verfahren zum Steuern eines Röntgengeräts. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Techniken, bei welchen eine Pose einer Röntgenquelle des Röntgengeräts in Abhängigkeit von einer Benutzereingabe auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm gesteuert werden kann.
In der klinischen Routine ist es typischerweise notwendig, eine Pose einer Röntgenquelle, d.h. eine Position und Orientierung der Röntgenquelle in einem Referenzkoordinatensystem, vor der eigentlichen Röntgenbildgebung einzustellen. So kann es notwendig sein, einen Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts, der beim Aussenden von Röntgenstrahlen durch die Röntgenquelle belichtet wird, festzulegen.
Diesbezüglich kann es erstrebenswert sein, den Untersuchungsbereich einerseits möglichst genau festzulegen und andererseits nur eine vergleichsweise geringe Zeitspanne für das Festlegen des Untersuchungsbereichs aufzuwenden. So kann ein zu großer Untersuchungsbereich hinsichtlich einer Röntgenstrahlenbelastung des Untersuchungsobjekts nachteilige Effekte aufweisen. Andererseits kann ein zu klein festgelegter Untersuchungsbereich bewirken, dass nicht alle zur umfassenden und fehlerfreien medizinischen Diagnose notwendigen anatomischen Merkmale in dem nachfolgend erfassten Röntgenbild abgebildet sind. Wird eine vergleichsweise lange Zeit zum Festlegen des Untersuchungsbereichs benötigt, so kann eine Auslastung des Röntgengeräts, d.h. eine Anzahl von Röntgenbildern und Untersuchungsobjekten pro Zeit, begrenzt sein. Dadurch können Kosten im Betrieb des Röntgengeräts erhöht werden.
Es sind zum Beispiel Techniken bekannt, bei welchen eine im Strahlengang der Röntgenstrahlen angebrachte Lichtquelle eine Projektion des Strahlengangs der Röntgenstrahlen auf dem Untersuchungsobjekt optisch visualisiert. Anhand dieser Projektion kann das Festlegen des Untersuchungsbereichs durch z.B. händisches Positionieren der Röntgenquelle in Bezug auf den Tisch, auf dem sich das Untersuchungsobjekt befindet, erfolgen. Ferner sind Techniken bekannt, bei welchen eine Verschiebung und/oder Orientierung der Röntgenquellen entlang der verschiedenen Raumachsen durch eine Fernsteuerung kontrolliert und motorisiert erfolgen kann. Eine solche Festlegung des Untersuchungsbereichs kann vergleichsweise zeitaufwendig sein und nur eine begrenzte Intuitivität aufweisen.
Aus der Druckschrift DE 103 34 073 A1 ist ein medizintechnisches Steuerungssystem bekannt, welches ein Untersuchungs-/Behandlungsgerät, ein zur Erfassung von Gestik-Eingaben vorgesehenes optisches Erfassungssystem sowie ein Auswertesystem umfasst, welches zur Einstellung von Betriebsparametern des Untersuchungs-/Behandlungsgerätes in Abhängigkeit von über die Gestik-Eingabe erfassten Daten vorgesehen ist.
Aus der Druckschrift DE 10 2008 035 412 A1 ist ein Verfahren zur Erstellung einer dentalen 3-D-Röntgenaufnahme zumindest eines als Volumen ausgebildeten Teilbereichs eines Objekts mit einem Röntgengerät bekannt. Dabei kann aus mehreren Projektionsaufnahmen während eines Umlaufs um das Objekt das Volumen als 3-D-Röntgenbild erstellt werden. Dabei wird vor der Erstellung der Röntgenaufnahme des Volumens mindestens ein Teil des Objekts in einer bildlichen Darstellung, wobei die relative Lage der bildlichen Darstellung zu der aktuellen Geräte- und Patientenposition bekannt ist. Das von der Positionierung des Objekts bezüglich des Gerätes und von der Wahl der Einstellungs- und/oder Steuerdaten abhängige aufzunehmende Volumen wird in die bildliche Darstellung zumindest näherungsweise lagerichtig eingeblendet und bei einer Veränderung der Lage und/oder Größe des aufzunehmenden Volumens in der bildlichen Darstellung werden die Einstellungs- und/oder Steuerdaten zur Erstellung der 3-D-Röntgenaufnahme bestimmt.
Aus der Druckschrift US 2013 / 0 077 745 A1 ist ein Verfahren zum automatischen Einstellen eines Sichtfeldes eines Röntgensystems zur Bestrahlung bekannt. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Aufnehmen eines Bildes eines Patienten auf einem Untersuchungstisch des Röntgensystems durch einen Bildsensor, wobei der Bildsensor an einer vorgegebenen Position im Röntgensystem angeordnet ist; Anzeigen des aufgenommenen Bildes auf einer Anzeige zur Auswahl eines Bereichs von Interesse oder eines Punkts von Interesse auf dem Bild durch einen Anwender; automatisches Bestimmen einer Zielposition einer Röntgenquelle als Reaktion auf die Auswahl des Bereichs von Interesse oder des Punkts von Interesse auf dem Bild, wobei das gewünschte Sichtfeld zur Bestrahlung, das den Bereich von Interesse oder den Punkt von Interesse abdeckt, erhalten wird, wenn die Röntgenquelle an der Zielposition angeordnet ist; und automatisches Anordnen der Röntgenquelle an der Zielposition als Reaktion auf die Bestimmung der Zielposition.
Deshalb besteht ein Bedarf an verbesserten Techniken zum Einstellen der Pose der Röntgenquelle, um den Untersuchungsbereich festzulegen. Insbesondere besteht ein Bedarf für solche Techniken, welche ein intuitives, genaues und vergleichsweise wenig zeitintensives Festlegen des Untersuchungsbereichs ermöglichen.
Diese Aufgabe wird von den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren Ausführungsformen.
Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Röntgengerät, das eingerichtet ist, um zumindest teilweise durch Benutzereingabe an einem berührungsempfindlichen Bildschirm gesteuert zu werden. Das Röntgengerät umfasst einen Tisch, auf dem ein Untersuchungsobjekt angeordnet werden kann. Ferner umfasst das Röntgengerät eine Röntgenquelle zum Aussenden von Röntgenstrahlen. Der Tisch und die Röntgenquelle sind relativ zueinander positionierbar, so dass die Röntgenquelle eine bestimmte Pose aufweist, wodurch ein zu belichtender Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts festgelegt ist. Das Röntgengerät umfasst weiterhin eine optische Kamera, welche eingerichtet ist, um ein Bild zumindest des Untersuchungsbereichs zu erfassen. Das Röntgengerät umfasst auch einen Sender, welcher eingerichtet ist, um das Bild an einen berührungsempfindlichen Bildschirm zu übertragen. Das Röntgengerät umfasst auch den berührungsempfindlichen Bildschirm, welcher eingerichtet ist, um das übertragene Bild darzustellen und um eine Benutzereingabe von einem Benutzer zu erkennen, die den Untersuchungsbereich betrifft. Das Röntgengerät ist weiterhin eingerichtet, um in Abhängigkeit von der Benutzereingabe den Tisch und die Röntgenquelle relativ zueinander zu positionieren, um die Pose einzustellen.
Zum Beispiel kann das Röntgengerät ein analoges oder digitales Radiographiesystem sein. Zum Beispiel kann das Röntgengerät ein C-Bogengerät sein. Das Röntgengerät kann fest installiert sein oder kann portabel sein.
Das relative Positionieren des Tischs und der Röntgenquelle kann bedeuten: Verschieben und/oder Orientieren des Tisches - und/oder Verschieben und/oder Orientieren der Röntgenquelle. Die Pose bezeichnet typischerweise eine Position und eine Orientierung der Röntgenquelle in einem Referenzkoordinatensystem. Das Referenzkoordinatensystem kann auf verschiedenste Arten und Weisen festgelegt sein, etwa in Bezug auf den Tisch, als ein Maschinenkoordinatensystem oder auch in Bezug auf einen Röntgendetektor des Röntgengeräts. Die Position der Röntgenquelle z.B. in Bezug auf den Tisch, das Untersuchungsobjekt bzw. den Röntgendetektor kann einen Abstand von dem Tisch, dem Untersuchungsobjekt bzw. dem Röntgendetektor bezeichnen.
Durch das Verändern der Pose der Röntgenquelle wird typischerweise auch die Perspektive, mit der das Untersuchungsobjekt abgebildet wird, verändert. Daher kann die Pose den Untersuchungsbereich festlegen. Durch die Pose der Röntgenquelle kann also eine Perspektive und ein Abbildungsmaßstab eines nachfolgend erfassten Röntgenbildes festgelegt sein. Wenn ein Untersuchungsobjekt auf dem Tisch angeordnet ist, kann derart auch ein abgebildeter Bereich des Untersuchungsobjekts festgelegt werden.
Der berührungsempfindliche Bildschirm kann z.B. tragbar sein, kann also etwa ein Teil eines mobilen Rechners oder Touch-Pads sein. Der Sendeempfänger kann dann eingerichtet sein, das Bild an den tragbaren berührungsempfindlichen Bildschirm drahtlos zu übertragen.
Das Bild kann zwei dimensionale (2D) Information beinhalten, also etwa Kontrast- und / oder Farbwerte. Insbesondere in einem solchen Fall kann die Kamera eine 2D Kamera sein. So kann die optische Kamera zum Beispiel eine herkömmliche Charge-Coupled Device (CCD) Kamera sein oder eine Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) Kamera sein. Es ist auch möglich, dass das Bild drei dimensionale (3D) Information beinhaltet, also etwa zusätzlich zu der 2D Information auch eine Abstandsinformation zwischen der Kamera und dem Untersuchungsobjekt bzw. anderen Objekten im Blickfeld. Diesbezüglich kann die optische Kamera auch eine 3D Kamera sein, etwa eine Flugzeit-Kamera (engl. time of flight, TOF) oder eine Stereokamera.
Insbesondere kann es entbehrlich sein, dass die Pose der optischen Kamera identisch zu der Pose der Röntgenquelle ist. Es ist dabei jedoch möglich, dass die Posen der Kamera und der Röntgenquelle identisch sind. Letzteres kann zum Beispiel durch ein Anordnen der optischen Kamera innerhalb des Röntgenstrahlengangs und/oder durch geeignete Linsen- und Spiegelkonstruktionen erreicht werden. Optische Kamera kann bedeuten, dass die optische Kamera eine Sensitivität innerhalb des sichtbaren Spektrums des Lichts aufweist - zum Beispiel im Gegensatz zu Röntgenstrahlen, welche eine kürzere Wellenlänge als sichtbare elektromagnetische Strahlung aufweisen können.
Der Sendeempfänger kann zum Beispiel ein Funknetzwerk (WLAN) Sender sein, der mittels einer WLAN-Verbindung die Daten des Bilds drahtlos an den tragbaren berührungsempfindlichen Bildschirm überträgt. Es wäre jedoch auch möglich, dass der Sender gemäß einem anderen Funkstandards oder gemäß einem proprietären Funksystem operiert. Der Sendeempfänger kann Daten auch drahtgebunden übertragen, z.B. über eine LAN Verbindung oder eine Universal Serial Bus (USB) Verbindung, etc.
Die Art der Benutzereingabe ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel kann der berührungsempfindliche Bildschirm eingerichtet sein, um Benutzereingaben des Benutzers zu erkennen, welche aus der Gruppe ausgewählt sind, die folgende Elemente umfasst: eine Ein-Finger-Berührung, eine Zwei-Finger-Berührung, eine Ein-Finger-Wisch-Berührung, eine Zwei-Finger-Spreiz Bewegung, eine Zwei-Finger Rotations-Bewegung, zwei aufeinanderfolgende Berührungen, und eine Mehrfachberührung. Zum Beispiel können solche Berührungen des berührungsempfindlichen Bildschirms geeignet sein, um die Perspektive und/oder den Abbildungsmaßstab, also die Abmessung des Untersuchungsbereichs des zu erfassenden Röntgenbilds, festzulegen - wodurch es wiederum möglich sein kann, die Pose festzulegen. In Abhängigkeit von der Pose kann dann das relative Positionieren der Röntgenquelle und des Tisches zueinander erfolgen. In anderen Worten kann es möglich sein, dass die Benutzereingabe das Festlegen des Untersuchungsbereichs des Untersuchungsobjektes betrifft.
Durch solche Techniken kann der Effekt einer besonders intuitiven Festlegung des Untersuchungsbereichs erreicht werden.
Im Allgemeinen kann der Untersuchungsbereich hinsichtlich seiner Position und / oder Abmessung und / oder Orientierung festgelegt sein. Die Position und / oder die Orientierung des Untersuchungsbereichs kann insbesondere durch die Pose der Röntgenquelle festgelegt werden. Die Abmessung kann z.B. über das Einstellen eines Blendensystems festgelegt sein und / oder über einen Abstand zwischen der Röntgenquelle und dem Untersuchungsobjekt.
Mittels der oben beschriebenen Techniken kann es möglich sein, dass ein Festlegen des Untersuchungsbereichs und ein entsprechendes Einstellen der Pose erfolgen kann, ohne dass der Benutzer manuelle Steuerfaktoren, wie zum Beispiel Richtung, Abmessung und / oder der Abstand zwischen der Röntgenquelle und dem Untersuchungsobjekt, berücksichtigen müsste.
Es wäre zum Beispiel möglich, dass in dem dargestellten Bild der Untersuchungsbereich indiziert ist. Der Untersuchungsbereich kann zum Beispiel über einen Rahmen oder eine andere graphische Hervorhebung indiziert sein, etwa durch eine Überlagerung auf das dargestellte Bild. Beim Anwenden solcher Techniken kann es besonders einfach möglich sein, den festgelegten Untersuchungsbereich zu verifizieren und/oder zu verändern.
Erfindungsgemäß umfasst das Röntgengerät weiterhin eine Recheneinheit. Die Recheneinheit steht mit der optischen Kamera und dem berührungsempfindlichen Bildschirm in Datenverbindung. Die Recheneinheit ist eingerichtet, um ein Steuersignal, welches indikativ für die Benutzereingabe ist, von dem berührungsempfindlichen Bildschirm zu empfangen, das Steuersignal weiterzuverarbeiten und das weiterverarbeitete Steuersignal an die Röntgenquelle zu senden.
Durch das Weiterverarbeiten kann es möglich sein, bestimmte, zum Beispiel technisch bedingte Umrechnungsfaktoren und/oder perspektivische Verzerrungen zwischen dem von der optischen Kamera erfassten Bild und dem anschließend zu erfassenden Röntgenbild zu berücksichtigen. Ferner kann das Weiterverarbeiten den Abstand zwischen der Röntgenquelle und dem Untersuchungsobjekt, sowie einen Öffnungswinkel des typischerweise kegelstrahlförmigen Strahlengangs der Röntgenstrahlen berücksichtigen. Diese Berücksichtigung kann zum Beispiel automatisch erfolgen. Verschiedene Werte können gemessen werden und / oder können vorgespeichert sein. Derart kann der Effekt erzielt werden, dass solche Geräte-spezifischen Eigenarten von einem Benutzer des Röntgengeräts nicht oder nur eingeschränkt berücksichtigt werden müssen. Dadurch kann eine intuitivere Steuerung ermöglicht werden.
Im Allgemeinen kann nämlich die Pose der optischen Kamera unterschiedlich von der Pose der Röntgenquelle sein. Erfindungsgemäß weist die Pose der optischen Kamera einen Versatz, also eine Verschiebung und/oder Verdrehung, gegenüber der Pose der Röntgenquelle auf. Die Recheneinheit ist eingerichtet, um das Steuersignal derart weiterzuverarbeiten, dass der Versatz beim Einstellen der Pose kompensiert wird. Entsprechend kann die Rechnereinheit eingerichtet sein, den Abstand zwischen der Röntgenquelle und dem Untersuchungsobjekt basierend auf einem gemessenen Abstand zwischen der Kamera und dem Untersuchungsobjekt zu berechnen.
Durch Anwendung solcher Techniken kann ein vergleichsweise aufwendiges und technischen Limitationen unterworfenes spezielles Befestigen der optischen Kamera in Bezug auf die Röntgenquelle vermieden werden. Zum Beispiel kann es entbehrlich sein, dass ein Strahlengang der Röntgenstrahlen zumindest teilweise parallel mit einem Strahlengang ist, der von den von der optischen Kamera erfassten Lichtstrahlen verläuft. Derart kann es zum Beispiel möglich sein, dass die optische Kamera mit einem Versatz und/oder baulich getrennt von der Röntgenquelle befestigt ist.
Verschiedene Effekte können resultieren. So kann dies eine Komplexität des Röntgensystems reduzieren. Z.B. kann die Kamera nachträglich befestigbar sein und/oder leichter austauschbar sein. Eine Systemmodularität kann erreicht werden. Ferner kann eine Systemstabilität erhöht werden, da es z.B. entbehrlich sein kann, über eine längere Betriebsdauer eine besonders feste relative Anordnung der Kamera zu der Röntgenquelle zu gewährleisten.
Die Recheneinheit kann weiterhin eingerichtet sein, um das Weiterverarbeiten zum Kompensieren des Versatzes basierend auf Elementen durchzuführen, welche aus folgender Gruppe ausgewählt sind: ein voreingestellter und fester Wert für den Versatz; ein ermittelter Wert für den Versatz, wobei der Wert für den Versatz optional auf einer Motoreinstellung eines Positionier-Motors und/oder aus einer Messung ermittelt wird. Erfindungsgemäß ist die Recheneinheit weiterhin eingerichtet, um das Weiterverarbeiten zum Kompensieren des Versatzes basierend auf einem Abbild einer Projektion eines Strahlengangs der Röntgenstrahlen auf das Untersuchungsobjekt im Bild der optischen Kamera durchgeführt, wobei die Projektion des Strahlengangs mittels einer Lichtquelle, die an der Röntgenquelle angeordnet ist, erzeugt wird.
Der voreingestellte und fest Wert für den Versatz kann zum Beispiel insbesondere dann verwendet werden, wenn die Pose der Kamera einen festen Versatz gegenüber der Pose der Röntgenquelle aufweist, zum Beispiel unabhängig von der Position des Tisches und/oder der Röntgenquelle und/oder zeitunabhängig. Ein solcher Fall kann zum Beispiel dann vorliegen, wenn bei dem Positionieren der Röntgenquelle und/oder des Tisches gleichzeitig auch die optische Kamera positioniert wird und geeignete bauliche Maßnahmen getroffen wurden, um die feste Anordnung der Röntgenquelle und der optischen Kamera zueinander zu erreichen.
Ferner kann es möglich sein, dass je nach Position der Röntgenquelle und/oder des Tisches relativ zueinander ein Versatz zwischen den Posen der optischen Kamera und der Röntgenquelle variabel ist bzw. eine gewisse Zeitvariabilität vorliegt. Dann kann es zum Beispiel erstrebenswert sein, zunächst die relative Position der Röntgenquelle und/oder des Tisches zu bestimmen, und dann in Abhängigkeit von diesem Bestimmen den Wert für den Versatz zu ermitteln. Dies kann einer wiederholt durchgeführten Kalibrierung des optischen Strahlengangs relativ zu dem Röntgenstrahlengang entsprechen.
Alternativ oder zusätzlich kann es möglich sein, in Abhängigkeit von der Projektion des Strahlengangs der Röntgenstrahlen auf das Untersuchungsobjekt zum Beispiel durch Bildanalyse und Bildsegmentierung des optischen Bilds jeweils den Versatz auf dem optischen Bild selbst zu bestimmen. Dies kann insbesondere ein besonders genaues Kompensieren des Versatzes ermöglichen.
Mittels solcher Techniken kann der Effekt einer besonders genauen, Zeit-stabilen und effizienten Steuerung erreicht werden.
Es ist möglich, dass das erfasste Bild einen Bereich abbildet, der sich im Wesentlichen entlang des Tisches erstreckt. Die Recheneinheit kann weiterhin eingerichtet sein, um in dem Bild mindestens eine Landmarke zu erkennen. Die Landmarke kann zum Beispiel aus der Gruppe ausgewählt sein, welche umfasst: ein charakteristisches anatomisches Merkmal des Untersuchungsobjekts; ein maschinenlesbares Zeichen und eine Hand- oder Fingerpartie eines Benutzers; eine Gestik der Hand- oder Fingerpartei des Benutzers. Z.B. kann eine Position der mindestens einen Landmarke erkannt werden und / oder in die Landmarke eincodierte Information erkannt werden.
In anderen Worten kann das Bild zum Beispiel ein Übersichtsbild sein, welches das Untersuchungsobjekt größtenteils abbildet. Handelt es sich bei dem Untersuchungsobjekt zum Beispiel um eine Untersuchungsperson, so kann das erfasste Bild einen Bereich des Tisches abbilden, welcher die Untersuchungsperson im Wesentlichen von Scheitel bis Fuß abbildet. In einem solchen Fall kann eine besonders einfache Festlegung des Untersuchungsbereichs erfolgen, da eine schnelle Orientierung möglich sein kann. In einer nachfolgenden Feinjustierung kann es entbehrlich sein, dass Übersichtsbild darzustellen.
Das charakteristische anatomische Merkmal kann zum Beispiel aus der Gruppe ausgewählt sein, die umfasst: linker Arm, rechter Arm, linkes Bein, rechtes Bein, linkes Knie, rechtes Knie, Torso, Brust, Kopf, Schulter, linker Fuß, rechter Fuß, etc. Zum Beispiel kann es möglich sein, mittels eines Auswahlfeldes, einen entsprechenden Körperbereich des Untersuchungsobjektes festzulegen, und anhand dieser Festlegung eine Grobpositionierung des Tisches und der Röntgenquelle relativ zueinander durchzuführen. Anschließend kann es zum Beispiel möglich sein, über eine entsprechende Berührung des berührungsempfindlichen Bildschirms eine feinere Positionierung des Tisches und der Röntgenquelle relativ zueinander durchzuführen. Dadurch kann es möglich sein, den Untersuchungsbereich intuitiv und besonders genau, sowie zügig festzulegen.
Das maschinenlesbare Zeichen kann zum Beispiel eine Plakette mit einem aus dem Bild ermittelbaren Code sein. Zum Beispiel kann es möglich sein, die Plakette an einer entsprechenden Stelle des Untersuchungsobjektes zu platzieren. Die Recheneinheit kann dann eingerichtet sein, anhand der erkannten Position der Plakette eine Vorpositionierung des Tisches und der Röntgenquelle relativ zueinander durchzuführen, zum Beispiel um den Untersuchungsbereich derart festzulegen, dass er an der Plakette zentriert ist oder definiert an der Plakette ausgerichtet ist. Zum Beispiel könnte der maschinenlesbare Code der Plakette eine Größe des Untersuchungsbereichs identifizieren, so dass anhand eines Erkennens dieses Codes - zusätzlich zum Festlegen etwa des Zentrums des Untersuchungsbereichs - auch die Abmessung des Untersuchungsbereichs festgelegt werden kann. Das Festlegen des Untersuchungsbereichs kann z.B. mittels Einstellen eines Blendensystems und / oder durch Ändern eines Abstands zwischen der Röntgenquelle und dem Untersuchungsobjekt erfolgen.
Das Erkennen der Hand- oder der Fingerpartie des Benutzers kann es zum Beispiel ermöglichen, dass durch einfaches Zeigen auf einen bestimmten Bereich des Untersuchungsobjektes durch den Benutzer die Festlegung des Untersuchungsbereichs erfolgen kann. Zum Beispiel kann ein Benutzer auf das Knie einer Untersuchungsperson zeigen, so dass durch das entsprechende Erkennen und Positionieren ein Festlegen des Untersuchungsbereichs derart erfolgt, dass der Untersuchungsbereich am Knie der Untersuchungsperson zentriert ist. Der Benutzer kann dann durch Betrachten des dargestellten Bildes unmittelbar verifizieren, ob die Festlegung des Untersuchungsbereichs richtig erfolgt ist und ggf. erneut den Untersuchungsbereich festlegen.
Die Gestik der Hand- oder Fingerpartie kann z.B. eine zeitliche Abfolge einer Anordnung von Fingern des Benutzers zueinander bezeichnen. So kann die Gestik etwa ausgewählt sein aus folgender Gruppe: Wink-Bewegung, Spreiz-Bewegung, Dreh-Bewegung, Kipp-Bewegung. Führt der Benutzer beispielhaft eine Wink-Bewegung nach links aus, so kann der Untersuchungsbereich nach links verschoben werden. Führt der Benutzer eine Spreiz-Bewegung mit den Fingern aus, öffnet also die Finger der Hand aus einer Faust-Haltung heraus, so kann der Untersuchungsbereich vergrößert werden.
Die oben genannten Beispiele sind nicht limitierend und rein illustrativ. Verschiedene Abwandlungen sind möglich. Insbesondere sind die genannten anatomischen Regionen nicht beschränkend und entsprechende Techniken können unmittelbar auf andere anatomische Regionen angewendet werden.
Das Röntgengerät kann also eingerichtet sein, um in Abhängigkeit von der mindestens einen Landmarke den Tisch und die Röntgenquelle relativ zueinander positionieren, um die Pose einzustellen. Derart kann ein besonders einfaches und schnelles Festlegen des Untersuchungsbereichs erfolgen.
Es wäre z.B. möglich, dass das Röntgengerät eingerichtet ist, um in Abhängigkeit von der erkannten Position der mindestens einen Landmarke den Tisch und die Röntgenquelle relativ zueinander positionieren. Alternativ oder zusätzlich könnte die Positionierung in Abhängigkeit von Information, die in die Landmarke eincodiert ist, erfolgen.
Das Röntgengerät kann weiterhin einen Röntgendetektor zum Detektieren der ausgesendeten Röntgenstrahlen und zum Bereitstellen eines Röntgenbilds in Abhängigkeit von dem Detektieren umfassen. Der Sendeempfänger kann eingerichtet sein, um das Röntgenbild an den und berührungsempfindlichen Bildschirm zu übertragen. Der berührungsempfindliche Bildschirm kann eingerichtet sein, um das übertragene Röntgenbild darzustellen. Derart kann es möglich sein, unmittelbar nach dem Erfassen des Röntgenbildes das Röntgenbild dem Benutzer bereitzustellen und/oder eine Darstellung für die Untersuchungsperson zu ermöglichen. Es kann derart möglich sein, der Untersuchungsperson selbst das Ergebnis der Untersuchung zeitnah zu präsentieren, was diverse Vorteile in der klinischen Routine nach sich ziehen kann.
Das Röntgengerät kann weiterhin ein Gestell umfassen, an welchem die Röntgenquelle angebracht ist. Der Tisch und/oder das Gestell können zum Positionieren der Röntgenquelle relativ zueinander beweglich sein. Es ist zum Beispiel möglich, dass die optische Kamera an dem Gestell angebracht ist und beim Positionieren mit der Röntgenquelle beweglich ist. Es wäre auch möglich, dass die optische Kamera an einem weiteren Gestell in Bezug auf den Tisch angebracht ist, und beim Positionieren der Lichtquelle nicht mit der Röntgenquelle bewegt wird. Mittels derartiger Techniken kann ein besonders einfacher Systemaufbau erreicht werden. Gleichzeitig kann erreicht werden, dass das von der optischen Kamera erfasste Bild einen ausreichenden Bereich des Untersuchungsobjekts abbildet.
Das Röntgengerät kann eingerichtet sein, um beim relativen Positionieren der Röntgenquelle und des Tisches zueinander Bewegungen durchzuführen, die aus folgender Gruppe ausgewählt sind: Verschieben der Röntgenquelle und/oder des Tisches entlang einer Achse, die im Wesentlichen in einer durch eine Liegefläche des Tisches definierten Ebene liegt; Verschieben der Röntgenquelle und/oder des Tisches entlang einer Achse, die im Wesentlichen parallel zu einer Ebenennormalen der durch die Liegefläche des Tisches definierten Ebene liegt; Verkippen der Röntgenquelle und/oder des Tisches relativ zueinander; und Einstellen eines Blendensystems der Röntgenquelle..
Durch solche Techniken kann eine flexible Einstellung der Pose der Röntgenquelle erfolgen. Insbesondere kann die Position und die Orientierung der Röntgenquelle in Bezug auf den Tisch verändert werden. Durch das Einstellen des Blendensystems kann weiterhin ein Vergrößern bzw. Verkleinern des Untersuchungsbereiches erfolgen. Dadurch kann erreicht werden, dass eine größere oder kleinere Röntgenstrahlendosis in dem Untersuchungsobjekt bei der Belichtung mit Röntgenstrahlen deponiert wird.
Das Röntgengerät kann weiterhin eingerichtet sein, um in Abhängigkeit von der Benutzereingabe ein Blendensystem einzustellen. Das Blendensystem kann ein Kollimatorfenster festlegen. Das Kollimatorfenster begrenzt typischerweise die lateralen Ausmaße der Röntgenstrahlen, also die Ausmaße senkrecht zu einem Zentralstrahl. Das Blendensystem kann ein oder mehrere Blenden aus einem Absorbtionsmaterial umfassen. Durch das Einstellen des Blendensystems kann eine Abmessung des Untersuchungsbereichs festgelegt werden.
Typischerweise weisen den Röntgenstrahlen einen kegelförmigen Strahlengang auf, der für größere (kleinere) Abstände zur Röntgenquelle (größere) kleinere laterale Abmessungen aufweist. Deshalb kann die Abmessung des Untersuchungsbereichs abhängig sein von dem Abstand zwischen der Röntgenquelle und dem Untersuchungsobjekt.
In einer besonders einfachen Ausführungsform kann die Abmessung des Untersuchungsbereichs abgeschätzt werden, etwa anhand eines vorgegebenen oder geschätzten Abstandes zwischen der Röntgenquelle und dem Untersuchungsobjekts. Das Abschätzen kann z.B. die Pose der Röntgenquelle und / oder eine Position des Tisches berücksichtigen.
In einer einfachen Ausführungsform kann die Abmessung des Untersuchungsbereich z.B. durch die Projektion einer in dem Strahlengang der Röntgenstrahlen befindlichen Lichtquelle auf das Untersuchungsobjekt bestimmt werden. Diese Projektion kann z.B. aus dem erfassten Bild bestimmt werden und derart das Blendensystem eingestellt werden.
Es wäre auch möglich, dass das Röntgengerät weiterhin eine eine Abstandssensorik zum Bestimmen eines Abstandes zwischen der Röntgenquelle und dem Untersuchungsobjekt umfasst. Das Blendensystem kann weiterhin in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen der Röntgenquelle und dem Untersuchungsobjekt eingestellt werden.
Z.B. kann die Abstandssensorik Teil der optischen Kamera sein, etwa wenn diese als 3D Kamera ausgeführt ist, also z.B. eine TOF-Kamera oder eine Stereokamera ist. Dann kann aus dem Bild der Abstand zwischen der Röntgenquelle und dem Untersuchungsobjekt besonders genau bestimmt werden. Anhand des Abstands zwischen der Röntgenquelle und dem Untersuchungsobjekt können die Ausmaße des Untersuchungsbereichs besonders genau bestimmt werden.
Wird auch das Blendensystem eingestellt, d.h. wird auch die Abmessung des Untersuchungsbereichs eingestellt, kann der Effekt einer vergleichsweise verringerten Röntgenstrahlendosis erreicht werden. So kann es derart z.B. möglich sein, den bestrahlten Untersuchungsbereich zu minimieren und derart eine besonders geringe Röntgenstrahlendosis zu erreichen.
Es wäre z.B. möglich, dass das Blendensystem in Abhängigkeit von einer Zwei-Finger Spreiz-Bewegung eingestellt wird. Derart wäre es dem Benutzer möglich, durch Aufziehen (Verkleinern) mittels der (inversen) Zwei-Finger Spreiz-Bewegung das Blendenssystem so einzustellen, dass ein größerer (kleinerer) Untersuchungsbereich erhalten wird; entsprechend wäre es alternativ oder zusätzlich möglich, unter Ausnutzung der Kegelstrahlengeometrie der Röntgenstrahlen den Abstand zwischen der Röntgenquelle und dem Untersuchungsobjekt zu vergrößern (verkleinern).
Es wäre alternativ oder zusätzlich möglich, dass das Blendensystem in Abhängigkeit von der erkannten Landmarke eingestellt wird, z.B. in Abhängigkeit von einer Position der Landmarke und / oder in Abhängigkeit von einer in die Landmarke eincodierten Information. Z.B. kann die Landmarke das maschinen lesbares Zeichen sein, wobei der Code die Abmessung des Untersuchungsbereichs quantifiziert.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Röntgengeräts zumindest teilweise durch Benutzereingabe auf einem berührungsempfindlichen Bildschirm. Das Verfahren umfasst das Erfassen eines Bilds mittels einer optischen Kamera. Das Bild bildet zumindest einen Untersuchungsbereich eines auf einem Tisch des Röntgengeräts angeordneten Untersuchungsobjekts ab. Das Verfahren umfasst ferner das Übertragen des Bilds an den berührungsempfindlichen Bildschirm und das Darstellen des Bilds auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm. Das Verfahren umfasst weiterhin das Erkennen einer den Untersuchungsbereich betreffenden Benutzereingabe eines Benutzers auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm. Das Verfahren umfasst auch das relative Positionieren des Tisches und einer Röntgenquelle des Röntgengeräts zueinander in Abhängigkeit von der Benutzereingabe, um eine Pose der Röntgenquelle einzustellen.
Für das Verfahren gemäß dem gegenwärtig diskutierten Aspekt können Effekte erzielt werden, welche vergleichbar sind mit den Effekten, die für das Röntgengerät eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung erzielt werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Röntgengerät, das eingerichtet ist, um zumindest teilweise durch Benutzereingabe gesteuert zu werden. Das Röntgengerät umfasst einen Tisch, auf dem ein Untersuchungsobjekt angeordnet werden kann und eine Röntgenquelle zum Aussenden von Röntgenstrahlen. Der Tisch und die Röntgenquelle können relativ zueinander positioniert werden, sodass die Röntgenquelle eine bestimmte Pose aufweist, wodurch ein zu belichtender Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts festgelegt ist. Das Röntgengerät umfasst weiterhin eine optische Kamera, die eingereichtet ist, um ein Bild zumindest des Untersuchungsbereichs zu erfassen. Das Röntgengerät umfasst weiterhin einen Sendeempfänger, welcher eingerichtet ist, um das Bild an einen Bildschirm zu übertragen. Das Röntgengerät umfasst weiterhin den Bildschirm, welcher eingerichtet ist, um das übertragene Bild darzustellen. Das Röntgengerät umfasst weiterhin eine Rechnereinheit, die eingerichtet ist, um basierend auf dem Bild eine Benutzereingabe von einem Benutzer zu erkennen und in Abhängigkeit von der Benutzereingabe den Tisch und die Röntgenquelle relativ zueinander zu positionieren.
Z.B. kann die Benutzereingabe eine Geste einer Hand- oder Fingerpartie des Benutzers sein. Dadurch kann der Benutzer über Positionieren und Bewegen der Hand- oder Fingerpartie in einem von der optischen Kamera erfassten Bereich den Untersuchungsbereich festlegen. Z.B. kann der Untersuchungsbereich um einen Zeigefinger des Benutzers zentriert werden. Die Abmessung des Untersuchungsbereichs kann z.B. über zwei Fingerspitzen, die jeweils die äußeren Ecken definieren, festgelegt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Röntgengerät, das eingerichtet ist, um zumindest teilweise durch Benutzereingabe gesteuert zu werden. Das Röntgengerät umfasst einen Tisch, auf dem ein Untersuchungsobjekt angeordnet werden kann und eine Röntgenquelle zum Aussenden von Röntgenstrahlen. Der Tisch und die Röntgenquelle können relativ zueinander positioniert werden, sodass die Röntgenquelle eine bestimmte Pose aufweist, wodurch eine Abmessung eines zu belichtender Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts festgelegt ist. Das Röntgengerät umfasst weiterhin eine dreidimensionale optische Kamera, die eingerichtet ist, um ein Bild zumindest des Untersuchungsbereichs zu erfassen. Das Röntgengerät umfasst weiterhin einen Sendeempfänger, welcher eingerichtet ist, um das Bild an einen berührungsempfindlichen Bildschirm zu übertragen. Das Röntgengerät umfasst weiterhin den berührungsempfindlichen Bildschirm, welcher eingerichtet ist, um das übertragene Bild darzustellen. Das Röntgengerät umfasst weiterhin eine Rechnereinheit, die eingerichtet ist, um basierend auf dem Bild einen Abstand zwischen der Röntgenquelle und dem Untersuchungsobjekt zu bestimmen. Die Rechnereinheit ist weiterhin eingerichtet, um basierend auf dem Bild und / oder basierend auf einer Berührung des berührungsempfindlichen Bildschirms durch einen Benutzer eine Benutzereingabe zu erkennen und in Abhängigkeit von der Benutzereingabe den Tisch und die Röntgenquelle relativ zueinander zu positionieren.
Z.B. kann die Benutzereingabe eine Geste einer Hand- oder Fingerpartie des Benutzers sein. Die Abmessung des Untersuchungsbereichs kann z.B. über zwei Fingerspitzen, die jeweils die äußeren Ecken definieren, festgelegt werden. Die Abmessungen des Untersuchungsbereichs können z.B. alternativ oder zusätzlich über eine Zwei-Finger Spreiz-Bewegung auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm festgelegt werden.
Das Bild kann Abstandsinformationen zwischen der 3D Kamera und dem Untersuchungsobjekt beinhalten. Daraus kann es möglich sein, den Abstand zwischen der Röntgenquelle und dem Untersuchungsobjekt zu bestimmen. Dieser Abstand kann unter Berücksichtigung eines typischerweise kegelförmigen Strahlengangs der Röntgenstrahlen die Abmessung des Untersuchungsbereichs maßgeblich bestimmen.
Die oben dargelegten Merkmale und Merkmale, die nachfolgend beschrieben werden, können nicht nur in den entsprechenden explizit dargelegten Kombinationen verwendet werden, sondern auch in weiteren Kombinationen oder isoliert, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. So können insbesondere Techniken in Bezug auf die Benutzereingabe, die Gestik der Hand- oder Fingerpartie und die optische Kamera, die obenstehend in Bezug auf einen oder mehrere der Aspekte beschrieben sind, miteinander kombiniert werden.
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.

1 ist eine schematische Ansicht eines Röntgengeräts.
2 ist eine detailliertere Ansicht des Röntgengeräts der 1.
3 illustriert einen Versatz einer Pose einer optischen Kamera und einer Pose einer Röntgenquelle des Röntgengeräts der 3 zueinander.
4 illustriert ein Bild, das mittels der optischen Kamera erfasst wird und auf einem tragbaren berührungsempfindlichen Bildschirm dargestellt wird.
5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Röntgengeräts gemäß verschiedener Ausführungsformen.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente. Die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren soll nicht limitierend ausgelegt werden. Die Figuren sind rein illustrativ. Die Figuren sind schematische Repräsentationen verschiedener Ausführungsformen der Erfindung. In den Figuren dargestellte Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Vielmehr sind die verschiedenen in den Figuren dargestellten Elemente derart wiedergegeben, dass ihre Funktion und ihr genereller Zweck dem Fachmann verständlich wird. In den Figuren dargestellte Verbindungen und Kopplungen zwischen funktionellen Einheiten und Elementen können auch als indirekte Verbindungen oder Kopplungen implementiert werden. Eine Verbindung oder Kopplung kann drahtgebunden oder drahtlos implementiert sein, wenn es nicht anders explizit angegeben ist.
Nachfolgend werden Techniken diskutiert, die ein Festlegen eines Untersuchungsbereichs im Rahmen der Röntgenbildgebung ermöglichen. Hierzu ist es möglich, mittels einer Benutzereingabe an einem tragbaren berührungsempfindlichen Bildschirm eine Position eines Tisches eines Röntgengeräts relativ zu einer Position einer Röntgenquelle des Röntgengeräts zu steuern. Dadurch wird eine Pose der Röntgenquelle festgelegt, was wiederum den Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts festlegt. Die Pose kann z.B. in Bezug auf den Tisch festgelegt sein oder aber auch in Bezug auf einen Röntgendetektor.
In 1 ist ein Röntgengerät 100 dargestellt. Das Röntgengerät 100 umfasst eine Röntgenquelle 111 und einen Röntgendetektor 112. Die Röntgenquelle 111 sendet Röntgenstrahlen aus, die von dem Röntgendetektor 112 detektiert werden. In 1 ist ein kegelförmiger Strahlengang der Röntgenstrahlen mittels gestrichelter Linien dargestellt.
Im Allgemeinen kann der Röntgendetektor 112 in Bezug auf die Röntgenquelle 111 frei positionierbar sein. Z.B. kann der Röntgendetektor 112 tragbar sein und über eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit dem Röntgengerät 100 kommunizieren. Es ist aber auch möglich, dass der Röntgendetektor 112 in wohldefinierte, z.B. mechanisch einstellbare relative Positionierung in Bezug auf die Röntgenquelle 111 aufweist.
Neben der Röntgenquelle 111 umfasst das Röntgengerät 100 auch eine optische Kamera 120. Die optische Kamera bildet einen Bereich ab (in 1 mit der gestrichelt-gepunkteten Linie dargestellt), der zumindest teilweise mit dem Strahlengang der Röntgenstrahlen überlappt. Die Röntgenquelle 111 umfasst ein Blendensystem 111a. Das Blendensystem 111a kann eingestellt werden, wodurch laterale Abmessungen des Röntgenstrahls, d.h. senkrecht zu einem Zentralstrahl und z.B. in einer Detektorebene des Röntgendetektors 112, eingestellt werden.
Die optische Kamera 120 kann z.B. eine 2D Kamera oder eine 3D Kamera sei, etwa eine TOF Kamera oder eine Stereokamera.
Es ist möglich, die Röntgenquelle 111 und/oder den Röntgendetektor 112 und/oder die optische Kamera 120 zu positionieren und / oder das Blendensystem 11a einzustellen. Dazu ist eine Positioniereinheit 130 vorgesehen. Zum Beispiel kann die Positioniereinheit 130 eine Steuereinheit zur Ansteuerung von elektrischen Motoren umfassen (in 1 nicht dargestellt). Die elektrischen Motoren können ein Verschieben und/oder Rotieren der verschiedenen vorgenannten Einheiten bewirken.
Das Röntgengerät 100 weist auch eine Recheneinheit 132 auf. Die Recheneinheit 132 kann verschiedene Aufgaben erfüllen, so zum Beispiel: Auslesen der Kamera 120, Erstellen von Bilddaten anhand der ausgelesenen Kamera 120, Bildverarbeitung, Weiterverarbeitung von Steuersignalen, Auslesen des Röntgendetektors 112, Erstellen von Röntgenbildern anhand des ausgelesenen Röntgendetektors 112, Weiterverarbeitung von Röntgenbildern, etc. Zum Beispiel kann die Recheneinheit 132 ein Computersystem mit einem Prozessor und einem Speicher sein.
Es ist möglich, dass die Recheneinheit 132 aus mehreren, z.B. örtlich verteilten Einheiten besteht.
Das Röntgengerät 100 weist auch einen Sendeempfänger 131 auf. Der Sendeempfänger 131 ist eingerichtet, um eine drahtlose und bidirektionale Datenverbindung mit einem tragbaren berührungsempfindlichen Bildschirm 140 herzustellen. Für diesen Zweck kann der tragbare berührungsempfindliche Bildschirm 140 einen korrespondierenden Sendeempfänger aufweisen (in 1 nicht gezeigt). Zum Beispiel kann die drahtlose Datenverbindung gemäß des WLAN Standards operieren.
In 2 ist das Röntgengerät 100 in größerem Detail dargestellt. Insbesondere ist in 2 indiziert, dass die Röntgenquelle 111, der Röntgendetektor 112 und die optische Kamera 120 entlang einer Längsrichtung des Tisches 115 verschoben sowie rotiert werden können. Es ist zum Beispiel alternativ oder zusätzlich möglich, dass der Tisch 115 entlang seiner Längsrichtung verschoben wird und / oder verkippt wird. Es ist auch möglich, dass die Röntgenquelle 111, der Röntgendetektor 112 und die Kamera 120 senkrecht zu der Oberfläche des Tisches 115 positioniert werden.
Die Röntgenquelle 111 und die optische Kamera 120 sind an ein und demselben Gestell 117 befestigt. Deshalb wird in der Ausführungsform der 2 ein Verschieben und/oder Rotieren immer gleichzeitig für die Röntgenquelle 111 und die optische Kamera 120 durchgeführt. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Röntgenquelle 111 separat von der optischen Kamera 120 verschoben und/oder rotiert werden kann. Dazu können zum Beispiel zwei Gestelle vorgesehen sein.
In 2 ist auch Untersuchungsbereich 150 eine Untersuchungsperson 116 abgebildet. Der Untersuchungsbereich 150 bezeichnet denjenigen Bereich der Untersuchungsperson 116, welcher von dem Strahlengang der von der Röntgenquelle 111 ausgesendeten Röntgenstrahlen belichtet wird. Wie aus 2 ferner ersichtlich ist, bildet ein von der optischen Kamera 120 erfasstes Bild den Untersuchungsbereich 150 sowie anliegende Regionen ab.
In 2 ist auch ein Abstand 116a zwischen der Röntgenquelle 111 und dem Untersuchungsobjekt 150 eingezeichnet. Der Abstand 116a bestimmt die Abmessung des Untersuchungsbereichs 150. Ist der Abstand größer (kleiner), so ist die Abmessung des Untersuchungsbereichs 150 größer (kleiner). Z.B. kann die Recheneinheit 132 eingerichtet sein, um die möglicherweise erforderlichen Umrechnungen zwischen dem Abstand 116a und der Abmessung des Untersuchungsbereichs 150 durchzuführen.
Es ist möglich den Abstand 116a zu schätzen, z.B. aus der typischerweise bekannten relativen Positionierung des Tisches 115 zu den Röntgenquelle 111. Es wäre auch möglich den Abstand 116a zu messen, etwa wenn die optische Kamera 120 3D Daten liefert. Aus solcher Abstandsinformation kann dann - möglicherweise unter Berücksichtigung eines Versatzes der optischen Kamera 120 und der Röntgenquelle 111 - der Abstand 116a bestimmt werden.
Aus 2 ist auch ersichtlich, dass die optische Kamera 120 und die Röntgenquelle 111 einen Versatz zueinander aufweisen. Dadurch wird bewirkt, dass die optische Kamera 120 und die Röntgenquelle 111 eine unterschiedliche Pose etwa in Bezug auf den Tisch 115 oder die Untersuchungsperson 116 oder den Röntgendetektor 112 bzw. den Untersuchungsbereich 150 aufweisen. Dieser Sachverhalt ist auch in 3 illustriert. In 3 ist ersichtlich, dass die Pose 300 insbesondere durch einen Abstand 301 und eine Orientierung 302 definiert sein kann. Aus 3 ist ferner ersichtlich, dass die Pose 300 der optischen Kamera 120 unterschiedlich zu der Pose 300 der Röntgenquelle 111 ist. Deshalb weist das von der optischen Kamera 120 erfasste Bild eine andere Perspektive des Untersuchungsbereichs 150 auf als das von dem Röntgendetektor 112 erfasste Röntgenbild des Untersuchungsbereichs 150.
Deshalb werden nachfolgend verschiedene Techniken erläutert, die es erlauben, trotz der unterschiedlichen Perspektiven eine Festlegung des - in Bezug auf das Röntgenbild definierten - Untersuchungsbereichs anhand des Bilds der optischen Kamera 120 durchzuführen.
Wieder Bezug nehmend auf 2 ist die optische Kamera 120 eingerichtet, um ein Bild zumindest des Untersuchungsbereichs 150 zu erfassen. Über den Sendeempfänger 131 (in 2 nicht dargestellt) wird das Bild an den tragbaren berührungsempfindlichen Bildschirm 140 drahtlos übertragen. Der tragbare berührungsempfindliche Bildschirm 140 ist dann eingerichtet, um das drahtlos übertragene Bild darzustellen. Wenn es sich bei der Kamera um eine 3D Kamera handelt, so kann das dargestellte Bild die 3D Information geeignet beinhalten, z.B. illustriert über Kontur-Linien etc. Es wäre auch möglich, dass der Bildschirm 140 ein 3D Bildschirm ist - dann kann die 3D Information direkt wiedergegeben werden.
In 4 ist das Darstellen des Bilds 200 auf dem Bildschirm 140 illustriert. Aus 4 ist ersichtlich, dass das Bild 200 auf dem tragbaren berührungsempfindlichen Bildschirm 140 neben weiteren Steuerelementen 220 dargestellt wird. Ferner ist in dem Bild 200 der Untersuchungsbereich 150 durch einen Rahmen indiziert.
Im Falle der 4 ist ersichtlich, dass der Untersuchungsbereich 150 um eine Landmarke in Form eines maschinenlesbaren Zeichens 210 zentriert ist. Das maschinenlesbare Zeichen 210 kann in dem Bild 200 von der Recheneinheit 132 erkannt werden, und anschließend kann automatisch ein Einstellen der Pose der Röntgenquelle 111 derart erfolgen, dass der Untersuchungsbereich 150 um das erkannte maschinenlesbare Zeichen 210 zentriert ist oder in einer anderen Art und Weise definiert an dem maschinenlesbaren Zeichen 210 ausgerichtet ist. In das maschinenlesbare Zeichen 210 kann eine Information eincodiert sein. Zum Beispiel wäre es möglich, dass das maschinenlesbare Zeichen 210 einen Code beinhaltet, welcher eine Abmessung des Untersuchungsbereichs 150 und/oder sonstige Bildgebungsparameter wie Belichtungszeit und Dosis des zu erfassenden Röntgenbildes beinhaltet. Diese Zeichen können wiederum durch die Recheneinheit 132 ausgelesen werden und im Rahmen der Planung der Belichtung durch die Röntgenquelle berücksichtigt werden. Z.B. kann das Blendensystem 111a der Röntgenquelle 111 in Abhängigkeit von der ausgelesenen Abmessung des Untersuchungsbereichs eingestellt werden. Durch das Platzieren des entsprechenden maschinenlesbaren Zeichens 210 auf dem Untersuchungsobjekt bzw. der Untersuchungsperson kann dann ein besonders einfaches und schnelles Steuern des Röntgengeräts vor dem Erfassen des Röntgenbilds erfolgen. Die verschiedenen Abbildungsparameter, insbesondere der Untersuchungsbereich 150, können schnell und intuitiv festgelegt werden. Alternativ zu den maschinenlesbaren Zeichen 210 könnte z.B. auch ein Finger eines Benutzers für das Festlegen des Untersuchungsbereichs 150 verwendet werden.
Zum Beispiel über eines der weiteren Steuerelemente 220 kann ein Auslösen der Belichtung erfolgen. Es wäre auch möglich, dass über die Steuerelemente 220 weitere Belichtungsparameter, etwa Belichtungszeit, Röntgenstrahlenintensität, etc. festgelegt werden.
Ferner kann es möglich sein, dass der berührungsempfindliche Bildschirm 140 eingerichtet ist, um Benutzereingaben des Benutzers auf dem Bildschirm 140 zu erkennen. Zum Beispiel könnte der Benutzer durch eine Ein-Finger-Berührung oder eine Wischberührung den Untersuchungsbereich 150 in Bezug auf die Untersuchungsperson 116 verschieben. Berührt zum Beispiel der Benutzer den Bildschirm 140, um derart den Untersuchungsbereich 150 festzulegen, kann dies in einer entsprechenden Positionierung der Röntgenquelle 111 (vgl. 2) resultieren. Die Positionierung kann grundsätzlich zeitnah erfolgen, also mit unmittelbarer Umsetzung der Benutzereingabe durch das System, oder kann nachgelagert erfolgen. Gleichzeitig wird die optische Kamera 120 verschoben, so dass auf dem Bildschirm 140 ein aktualisiertes Bild 200 bereitgestellt werden kann, indem der neu festgelegte Untersuchungsbereich 150 indiziert ist.
In Abhängigkeit der Benutzereingaben des Benutzers auf dem Bildschirm 140 kann alternativ oder zusätzlich auch das Blendensystem 111a eingestellt werden und damit die Abmessung des Untersuchungsbereichs 150 festgelegt werden. Dabei kann z.B. der Abstand 116a (cf. 2) berücksichtigt werden. Wird der Abstand 116a z.B. abgeschätzt oder gemessen, so kann die Abmessung des Untersuchungsbereichs 150 besonders genau festgelegt werden.
Wie in Bezug auf die 2 und 3 voranstehend diskutiert, weist die Pose der optischen Kamera einen Versatz gegenüber der Pose der Röntgenquelle 111 auf. Dies kann von der Recheneinheit 132 sowohl beim Indizieren des Untersuchungsbereichs 150 in dem Bild 200, wie in 4 dargestellt, berücksichtigt werden, als auch bei dem Steuern der Positionierung der Röntgenquelle 111 auf eine Benutzereingabe an dem berührungsempfindlichen Bildschirm 140 folgend. Dazu kann die Recheneinheit 132 zum Beispiel eingerichtet sein, um ein Steuersignal, das indikativ für die Benutzereingabe ist, von dem berührungsempfindlichen Bildschirm 140 zu empfangen, das Steuersignal weiterzuverarbeiten und das weiterverarbeitete Steuersignal an die Röntgenquelle 111 für die Positionierung und/oder die Positioniereinheit 130 zu senden. Die Recheneinheit 132 kann insbesondere eingerichtet sein, um das Steuersignal derart weiterzuverarbeiten, dass der Versatz zwischen der Röntgenquelle 111 und der optischen Kamera 120 kompensiert wird. Zum Beispiel können je nachdem, ob und wie der Versatz zwischen der Röntgenquelle 111 und der optischen Kamera 120 von der Position der Röntgenquelle 111 selbst abhängig ist, unterschiedliche Techniken für das Kompensieren berücksichtigt werden. Zum Beispiel kann ein voreingestellter und fester Wert für den Versatz verwendet werden oder aber der Wert für den Versatz kann ermittelt werden, zum Beispiel aus einer Motoreinstellung eines Positioniermotors und/oder einer Messung. Insbesondere kann es auch möglich sein, mittels dem Bild 200, das durch die optische Kamera 120 erfasst wird, ein Abbild einer Projektion eines Strahlengangs der Röntgenstrahlen, das durch eine Lichtquelle, die innerhalb der Röntgenquelle 111 angeordnet ist, erzeugt wird, zu detektieren. Anhand dieser Projektion kann dann der Versatz zwischen dem Bild 200 der optischen Kamera 120 und den von den Röntgenstrahlen belichteten Untersuchungsbereich 150 bestimmt werden.
In 5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Röntgengeräts dargestellt. Das Verfahren beginnt in Schritt S1. In Schritt S2 wird das Bild 200, das das Untersuchungsobjekt 116, insbesondere den Untersuchungsbereich 150 abbildet, mit der optischen Kamera 120 erfasst. Das Bild 200 wird drahtlos an den tragbaren berührungsempfindlichen Bildschirm 140 gesendet. Auf dem tragbaren berührungsempfindlichen Bildschirm 140 wird anschließend das Bild dargestellt (Schritt S3).
Es kann dann eine Benutzereingabe auf dem tragbaren berührungsempfindlichen Bildschirm 140 erkannt werden (Schritt S4). Anhand der Benutzereingabe wird in Schritt S5 die Röntgenquelle 112 derart positioniert, dass der Untersuchungsbereich 150 entsprechend der Benutzereingabe aus Schritt S4 festgelegt wird.
Das Verfahren endet in Schritt S6.
Selbstverständlich können die Merkmale der vorab beschriebenen Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale nicht nur in den beschriebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder nur für sich genommen verwendet werden, ohne das Gebiet der Erfindung zu verlassen.
So wurden voranstehend diverse Konzepte in Bezug auf einen tragbaren berührungsempfindlichen Bildschirm erläutert. Es wäre aber auch möglich, dass ein stationärer Bildschirm eingesetzt wird.
Ferner wurden voranstehend vornehmlich solche Techniken beschrieben, bei denen der Röntgendetektor 112 eine wohldefinierte Position in Bezug auf die Röntgenquelle 111 aufweist. Die oben beschriebenen Techniken und Aspekte können aber auch unmittelbar auf solche Szenarien übertragen werden, bei denen der Röntgendetektor 112 z.B. tragbar ist und frei im Raum positioniert werden kann.

Claims

Röntgengerät (100), das eingerichtet ist, um zumindest teilweise durch Benutzereingabe an einem berührungsempfindlichen Bildschirm (140) gesteuert zu werden, wobei das Röntgengerät (100) umfasst: - einen Tisch (115), auf dem ein Untersuchungsobjekt (116) angeordnet werden kann, - eine Röntgenquelle (111) zum Aussenden von Röntgenstrahlen, wobei der Tisch (115) und die Röntgenquelle (111) relativ zueinander positioniert werden können, sodass die Röntgenquelle (111) eine bestimmte Pose aufweist, wodurch ein zu belichtender Untersuchungsbereich (150) des Untersuchungsobjekts (116) festgelegt ist, - eine optische Kamera (120), welche eingerichtet ist, um ein Bild (200) zumindest des Untersuchungsbereichs (150) zu erfassen, - einen Sendeempfänger (131), welcher eingerichtet ist, um das Bild (200) an den berührungsempfindlichen Bildschirm (140) zu übertragen, - den berührungsempfindlichen Bildschirm (140), welcher eingerichtet ist, um das übertragene Bild (200) darzustellen und um eine Benutzereingabe von einem Benutzer zu erkennen, die den Untersuchungsbereich (150) betrifft, wobei das Röntgengerät (100) weiterhin eingerichtet ist, um in Abhängigkeit von der Benutzereingabe den Tisch (115) und die Röntgenquelle (111) relativ zueinander zu positionieren, um die Pose einzustellen, - eine Recheneinheit (132), welche mit der optischen Kamera (120) und dem berührungsempfindlichen Bildschirm (140) in Datenverbindung steht, wobei die Recheneinheit (132) eingerichtet ist, um ein Steuersignal, das indikativ für die Benutzereingabe ist, von dem berührungsempfindlichen Bildschirm (140) zu empfangen, das Steuersignal weiterzuverarbeiten und das weiterverarbeitete Steuersignal an die Röntgenquelle (111) zu senden, wobei eine Pose der optischen Kamera (120) in Bezug auf den Tisch (115) einen Versatz gegenüber der Pose der Röntgenquelle (111) aufweist, wobei die Recheneinheit (132) eingerichtet ist, um das Steuersignal derart weiterzuverarbeiten, dass der Versatz kompensiert wird, wobei die Recheneinheit (132) weiterhin eingerichtet ist, um das Weiterverarbeiten zum Kompensieren des Versatzes basierend auf einem Abbild einer Projektion eines Strahlengangs der Röntgenstrahlen auf das Untersuchungsobjekt (116) im Bild (200) der optischen Kamera (120) durchzuführen, wobei die Projektion des Strahlengangs mittels einer Lichtquelle, die in der Röntgenquelle (111) angeordnet ist, erzeugt wird.
Röntgengerät (100) nach Anspruch 1, wobei der berührungsempfindliche Bildschirm (140) tragbar ist und wobei der Sendeempfänger (131) eingerichtet ist, um das Bild (200) an den tragbaren berührungsempfindlichen Bildschirm (140) drahtlos zu übertragen.
Röntgengerät (100) nach Anspruch 1, wobei die Recheneinheit (132) weiterhin eingerichtet ist, um das Weiterverarbeiten zum Kompensieren des Versatzes weiterhin basierend auf Elementen durchzuführen, die aus folgender Gruppe ausgewählt sind: - ein voreingestellter und fester Wert für den Versatz; - ein ermittelter Wert für den Versatz, wobei der Wert für den Versatz optional aus einer Motoreinstellung eines Positionier-Motors und/oder aus einer Messung ermittelt wird.
Röntgengerät (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das erfasste Bild (200) einen Bereich abbildet, der sich im Wesentlichen entlang des Tisches (115) erstreckt, wobei die Recheneinheit (132) weiterhin eingerichtet ist, um in dem Bild (200) mindestens eine Landmarke zu erkennen, wobei die Landmarke ausgewählt ist aus der Gruppe, die umfasst: - ein charakteristisches anatomisches Merkmal des Untersuchungsobjekts (116); - ein maschinenlesbares Zeichen (210); - eine Hand- oder Fingerpartie eines Benutzers; - eine Gestik der Hand- oder Fingerpartei des Benutzers.
Röntgengerät (100) nach Anspruch 4, wobei das Röntgengerät (100) weiterhin eingerichtet ist, um in Abhängigkeit von der erkannten mindestens einen Landmarke den Tisch (115) und die Röntgenquelle (111) relativ zueinander zu positionieren, um die Pose einzustellen.
Röntgengerät (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche wobei der berührungsempfindliche Bildschirm (140) eingerichtet ist, um Benutzereingaben des Benutzers zu erkennen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die folgende Elemente umfasst: - eine Ein-Finger Berührung, - eine Zwei-Finger Berührung, - eine Ein-Finger Wisch-Berührung, - eine Zwei-Finger Spreiz-Bewegung, - eine Zwei-Finger Dreh-Bewegung, - zwei aufeinanderfolgende Berührungen, - eine Mehrfachberührung.
Röntgengerät (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, welches weiterhin umfasst: - einen Röntgendetektor (112) zum Detektieren der ausgesendeten Röntgenstrahlen und zum Bereitstellen eines Röntgenbilds in Abhängigkeit von dem Detektieren, wobei der Sendeempfänger (131) eingerichtet ist, um das Röntgenbild an den berührungsempfindlichen Bildschirm (140) zu übertragen, wobei der berührungsempfindliche Bildschirm (140) eingerichtet ist, um das übertragene Röntgenbild darzustellen.
Röntgengerät (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, welches weiterhin umfasst: - ein Gestell (117), an welchem die Röntgenquelle (111) angebracht ist, wobei der Tisch (115) und/oder das Gestell (117) zum Positionieren der Röntgenquelle (111) relativ zueinander beweglich sind.
Röntgengerät (100) nach Anspruch 8, wobei die optische Kamera (120) an dem Gestell (117) angebracht ist und beim Positionieren mit der Röntgenquelle (111) beweglich ist oder wobei die optische Kamera (120) an einem weiteren Gestell (117) ortsfest in Bezug auf den Tisch (115) angebracht ist, und beim Positionieren der Röntgenquelle (111) nicht mit der Röntgenquelle (111) bewegt wird.
Röntgengerät (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Röntgengerät (100) weiterhin eingerichtet ist, um in Abhängigkeit von der Benutzereingabe ein Blendensystem (lila) einzustellen.
Röntgengerät (100) nach Anspruch 10, wobei das Röntgengerät (100) weiterhin umfasst: - eine Abstandssensorik zum Bestimmen eines Abstandes zwischen der Röntgenquelle (111) und dem Untersuchungsobjekt (116) wobei das Blendensystem (lila) weiterhin in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen der Röntgenquelle (111) und dem Untersuchungsobjekt (116) eingestellt wird.
Röntgengerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Röntgengerät (100) weiterhin eingerichtet ist, um in Abhängigkeit von der Projektion des Strahlengangs der Röntgenstrahlen auf das Untersuchungsobjekt (116) durch Bildanalyse und Bildsegmentierung des Bilds (200) jeweils den Versatz auf dem Bild (200) selbst zu bestimmen.
Verfahren zum Steuern eines Röntgengeräts (100) zumindest teilweise durch Benutzereingabe auf einem berührungsempfindlichen Bildschirm (140), wobei das Verfahren umfasst: - Erfassen eines Bilds (200) mittels einer optischen Kamera (120), wobei das Bild (200) zumindest einen Untersuchungsbereich (150) eines auf einem Tisch (115) des Röntgengeräts (100) angeordneten Untersuchungsobjekts (116) abbildet, - Übertragen des Bilds (200) an den berührungsempfindlichen Bildschirm (140), - Darstellen des Bilds (200) auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm (140), - Erkennen einer den Untersuchungsbereich (150) betreffenden Benutzereingabe eines Benutzers auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm (140), - Empfangen eines Steuersignals, das indikativ für die Benutzereingabe ist, - Weiterverarbeiten des Steuersignals, - Senden des weiterverarbeiteten Steuersignals an eine Röntgenquelle (111), - relatives Positionieren des Tisches (115) und der Röntgenquelle (111) des Röntgengeräts (100) zueinander in Abhängigkeit von der Benutzereingabe, um eine Pose der Röntgenquelle (111) in Bezug auf den Tisch (115) einzustellen, wobei eine Pose der optischen Kamera (120) in Bezug auf den Tisch (115) einen Versatz gegenüber der Pose der Röntgenquelle (111) aufweist, wobei das Weiterverarbeiten des Steuersignals derart basierend auf einem Abbild einer Projektion eines Strahlengangs der Röntgenstrahlen auf das Untersuchungsobjekt (116) im Bild (200) der optischen Kamera (120) geschieht, dass der Versatz kompensiert wird, wobei die Projektion des Strahlengangs mittels einer Lichtquelle, die in der Röntgenquelle (111) angeordnet ist, erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: - Detektieren von ausgesendeten Röntgenstrahlen durch einen Röntgendetektor (112) zum Bereitstellen eines Röntgenbilds, - Übertragen des Röntgenbilds an den berührungsempfindlichen Bildschirm (140), - Darstellen des Röntgenbilds auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm (140).
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 14, wobei in Abhängigkeit von der Projektion des Strahlengangs der Röntgenstrahlen auf das Untersuchungsobjekt (116) durch Bildanalyse und Bildsegmentierung des Bilds (200) jeweils der Versatz auf dem Bild (200) selbst bestimmt wird.