-
Die Computertomographie ist ein bildgebendes Verfahren, welches vor allem zur medizinischen Diagnostik sowie zur Materialuntersuchung eingesetzt wird. Zur Aufnahme dreidimensionaler, tomographischer Röntgenbilder rotieren ein Röntgenemitter sowie ein mit diesem zusammen wirkender Röntgendetektor um ein Untersuchungsobjekt. Während der Rotationsbewegung wird eine Vielzahl von Röntgenprojektionen unter unterschiedlichen Aufnahmewinkeln aufgenommen und zu einem dreidimensionalen Röntgenbild rekonstruiert. Die Entwicklung dedizierter Computertomographiegeräte bringt besondere Erfordernisse an die verbauten Komponenten mit sich. Beispielsweise müssen Röntgenemitter und Röntgendetektor zur Aufnahme tomographischer Röntgenbilder hohe Rotationskräfte aushalten. Weiterhin weisen die Röntgendetektoren für die tomographische Bildgebung ein hohes Aspektverhältnis auf, so dass sich diese in radialer Richtung wesentlich weiter erstecken als entlang der Rotationsachse. Außerdem sind die Röntgendetektoren dedizierter Computertomographiegeräte oft gekrümmt, und zwar in Richtung der Rotationsachse bzw. des Fokuspunktes des Röntgenemitters.
-
Im Unterschied zur Computertomographie steht die Aufnahme von Röntgenprojektionen unter einem festen Aufnahmewinkel. Eine solche Art der Aufnahme wird im Folgenden auch als Aufnahme von konventionellen oder nicht-tomographische Röntgenbildern bezeichnet. Die schnelle Aufnahme einer ganzen Serie konventioneller Röntgenbildern wird auch als Durchleuchtung bezeichnet, welche beispielsweise bei der Angiographie von großer Bedeutung ist. Bei der Durchleuchtung findet in der Regel keine Rekonstruktion statt, sondern die Röntgenprojektionen werden im Wesentlichen unverarbeitet dargestellt. Die Detektoren zur Aufnahme nicht-tomographischer Röntgenbilder weisen in der Regel eine höhere räumliche Auflösung auf als für die tomographische Bildgebung optimierte Röntgendetektoren. Oft kommen bei der konventionellen Röntgenbildgebung sogenannte Flachdetektoren zum Einsatz, welche flach ausgebildet sind und große Detektionsflächen sowie ein geringes Aspektverhältnis aufweisen.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung die Aufnahme von konventionellen Röntgenbildern auch mittels eines Computertomographie-Systems zu ermöglichen.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Patiententisch nach Anspruch 1 sowie durch ein Computertomographie-System nach Anspruch 8.
-
Die Erfindung beruht auf der Idee einen Patiententisch zur Lagerung eines Patienten während einer tomographischen Röntgenaufnahme derart zu gestalten, dass der Patiententisch eine Aussparung aufweist, in welche ein flacher, erster Röntgendetektor derart eingefügt werden kann, dass der eingefügte erste Röntgendetektor dazu ausgelegt ist Röntgenstrahlen zur Aufnahme eines Röntgenbildes eines auf dem Patiententisch liegenden Patienten zu detektieren. Denn ein solcher Patiententisch ermöglicht es mit einem Computertomographie-System konventionelle Röntgenbilder aufzunehmen, welche auf der Detektion von Röntgenstrahlen mittels eines flachen Detektors beruhen. Weiterhin kann ein Übersichtsbild zur Planung einer tomographischen Aufnahme mittels des ersten Röntgendetektors aufgenommen werden.
-
Insbesondere kann der erst Röntgendetektor als digitaler Flachdetektor ausgebildet sein, welcher eine digitale Aufnahme mit hoher räumlicher Auflösung ermöglicht.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst der Patiententisch eine Lagerungsplatte, wobei sich die Aussparung in der Lagerungsplatte befindet. Dadurch lässt sich der erste Röntgendetektor besonders einfach in den Patiententisch integrieren. Außerdem wird eine möglichst hohe Bildqualität bei der Aufnahme mit dem ersten Röntgendetektor erreicht, da sich kein oder nur möglichst wenig Röntgenstrahlung absorbierendes Material zwischen dem Patienten und dem ersten Röntgendetektor befindet.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der erste Röntgendetektor von der Oberseite des stehenden Patiententisches aus in die Lagerungsplatte einfügbar, so dass der erste Röntgendetektor besonders einfach gewechselt werden kann.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der erste Röntgendetektor seitlich in den stehenden Patiententisch einfügbar, so dass der erste Röntgendetektor besonders einfach gewechselt werden kann.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der erste Röntgendetektor innerhalb des Patiententisches in einer Ebene parallel zur Lagerungsebene des Patienten verschiebbar, so dass der Patiententisch eine hohe Flexibilität bei der Aufnahme von konventionellen Röntgenbildern, insbesondere bezüglich des aufzunehmenden Bereiches des Patienten, aufweist. Dies ist vor allem bei gebrechlichen oder schwer verletzten Patienten von Vorteil, welche nur sehr bedingt umgelagert werden können.
-
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computertomographie-System, umfassend eine um die Systemachse rotierbare Aufnahmeeinheit, wobei die Aufnahmeeinheit einen Röntgenemitter zur Emission von Röntgenstrahlen sowie einen zweiten Röntgendetektor zur Detektion der Röntgenstrahlen umfasst, wobei das Computertomographie-System einen erfindungsgemäßen Patiententisch umfasst. Mittels eines solchen Computertomographie-Systems lassen sich konventionelle Röntgenbilder in der beschriebenen vorteilhaften Art und Weise aufnehmen.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung handelt es sich beim dem Röntgenemitter um eine Röntgenröhre, wobei die Röntgenröhre über wenigstens zwei Fokusgrößen verfügt, wobei eine erste Fokusgröße zur Aufnahme eines Röntgenbildes mittels des eingefügten, ersten Röntgendetektors ausgebildet ist, und wobei eine zweite Fokusgröße zur Aufnahme eines Röntgenbildes mittels des zweiten Röntgendetektors ausgebildet ist. Damit ermöglicht ein solches Computertomographie-System besonders schnell zwischen einem tomographischen Aufnahmemodus und einem Durchleuchtungsmodus zu wechseln.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
-
Es zeigen:
-
1 ein Computertomographie-System, umfassend einen Patiententisch,
-
2 bis 4 einen Teil des erfindungsgemäßen Patiententisches im Querschnitt, und
-
5 bis 6 einen erfindungsgemäßen Patiententisch in Aufsicht.
-
In 1 ist in schematischer, teilweise blockschaltbildartiger Darstellung ein Computertomographie-System gezeigt, umfassend sowohl ein Computertomographiegerät 1 als auch einen Patiententisch 6. Das Computertomographiegerät 1 umfasst eine Gantry 2 mit einem in der Gantry 2 angeordneten, um eine Systemachse Z des Computertomographiegerätes 1 drehbaren Drehrahmen 3. An dem Drehrahmen 3 ist eine Röntgenemitter 4 angeordnet, von deren Fokus F ein Röntgenstrahlenbündel RS ausgeht, welches mit in 1 nicht dargestellten, aber an sich bekannten Blenden, beispielsweise fächerförmig oder pyramidenförmig, geformt wird. Ein im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mehrzeiliger Röntgendetektor 5 ist dem Röntgenemitter 4 gegenüberliegend an dem Drehrahmen 3 angeordnet. Dieser in das Computertomographiegerät integrierte Röntgendetektor 5 wird im Folgenden auch als zweiter Röntgendetektor bezeichnet.
-
Das Computertomographie-System umfasst weiterhin einen Patiententisch 6 mit einem Sockel 7, einer Hubsäule 8, einem eine Längsachse L aufweisenden Basisteil 9 und einer Lagerungsplatte 10. Die Lagerungsplatte 10 ist in Richtung der im Wesentlichen parallel zu der Systemachse Z verlaufenden Längsachse L des Basisteils 9 im Wesentlichen parallel zu der Längsachse L verstellbar. Das Verstellen der Lagerungsplatte 10 im Wesentlichen parallel zur Längsachse L erfolgte beispielsweise mittels Schienen, wobei an der Lagerungsplatte 10 angeordnete Gleitschienen in Schienenelementen laufen. Unabhängig davon, ob Schienen zum Verstellen eingesetzt werden, kann die Verstellbewegung manuell oder motorisch, beispielsweise mittels nicht explizit dargestellter Elektromotoren, erfolgen.
-
Zur Untersuchung eines in den Figuren nicht dargestellten Patienten wird dieser auf der Lagerungsplatte 10 positioniert und diese mit dem Patienten in bzw. durch die Öffnung 13 der Gantry 2 gefahren. Bei der Aufnahme eines tomographischen Röntgenbildes, beispielsweise im Spiralmodus, durchdringt von dem Fokus F des Röntgenemitters 4 ausgehende Röntgenstrahlung RS den zu untersuchenden Patienten und trifft auf den Röntgendetektor 5 auf. Dabei dreht sich der Drehrahmen 3 mit der Röntgenemitter 4 und dem Röntgendetektor 5 um die Systemachse Z des Computertomographiegerätes 1 bzw. um den Patienten, wobei aus unterschiedlichen Aufnahmewinkeln Röntgenprojektion von dem Patienten gewonnen werden. Pro Röntgenprojektion trifft auf den Röntgendetektor 5 durch den Patienten hindurch getretene und durch den Durchtritt durch den Patienten geschwächte Röntgenstrahlung auf. Der Röntgendetektor 5 erzeugt dabei der Intensität der aufgetroffenen Röntgenstrahlung entsprechende Signale. Aus den mit dem Röntgendetektor 5 ermittelten Signalen berechnet anschließend ein Rechner 14 in an sich bekannter Weise eines oder mehrere zwei- oder dreidimensionale Bilder des Patienten, welche auf einem Ausgabeeinheit 15 darstellbar sind. Zur Bedienung des Computertomographiegerätes 1 sind Eingabemittel, wie die in 1 exemplarisch dargestellte Eingabeeinheit 16 in Form einer Tastatur, vorhanden.
-
2 zeigt einen Teil des erfindungsgemäßen Patiententisches 6 im Querschnitt. Der Erfindung liegt die Idee zu Grunde, die Vorteile konventioneller Röntgenbildgebung für ein Computertomographie-System bereit zu stellen, indem man einen flachen, ersten Röntgendetektor 11 in einen Patiententisch 6 integriert. Dabei weist die Lagerungsplatte 10 des Patiententisches 6 eine Aussparung auf, in welche der flache, erste Röntgendetektor 11 derart einfügbar ist, dass der eingefügte erste Röntgendetektor 11 dazu ausgelegt ist Röntgenstrahlen RS zur Aufnahme eines Röntgenbildes eines auf dem Patiententisch 6 liegenden Patienten zu detektieren. Bei dem ersten Röntgendetektor 11 handelt es sich beispielsweise um eine Speicherfolie, Röntgenfilm oder einen digitalen Flachdetektor. Digitale Flachdetektoren ermöglichen durch ihre geringe Pixelgröße eine hohe räumliche Auflösung. Außerdem lassen sich großflächige Flachdetektoren einfach und im Verhältnis zu Röntgendetektoren zur tomographischen Bildgebung kostengünstig herstellen. In einer Ausführungsform der Erfindung weist der erste Röntgendetektor 11, insbesondere in Form eines digitalen Flachdetektors, ein geringeres Aspektverhältnis als ein üblicher für die Computertomographie verwendeter Röntgendetektor auf. Weiterhin kann der erste Röntgendetektor eine quadratische Grundform aufweisen.
-
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich die Aussparung in der Lagerungsplatte 11 derart, dass der erste Röntgendetektor 11 von der Oberseite des stehenden Patiententisches 6 aus in die Lagerungsplatte 10 einfügbar ist. Insbesondere kann die nach oben zeigende Oberfläche des eingefügten ersten Röntgendetektors 11 mit der umgebenden Oberfläche der Lagerungsplatte 10 eine Ebene ausbilden, welche insbesondere die Lagerungsebene LE für den Patienten darstellen kann. Dabei kann es sich bei der in 2 nach oben zeigenden Oberfläche des ersten Röntgendetektors 11 auch um eine Schutzschicht handeln, welche auf den Detektorelementen des ersten Röntgendetektors 11 aufgebracht ist. Die Schutzschicht kann die Detektorelemente sowohl vor mechanischem Verschleiß schützen als auch eine besonders einfache Reinigung oder Desinfektion der Oberfläche des ersten Röntgendetektors 11 ermöglichen. In der hier gezeigten Ausführungsform ist die Lagerungsebene LE durch die gestrichelte, waagerechte Linie sowie eine in die Zeichenebene hineinragende Achse gegeben. In weiteren Variationen der hier gezeigten Ausführungsformen sind Aussparung und der erste Röntgendetektor 11 so ausgebildet sein, dass der erste Röntgendetektor 11 formschlüssig in die Aussparung einfügbar ist. Dabei können die Aussparung und erster Röntgendetektor 11 so ausgebildet sein, dass ein flächiger Kontakt zwischen dem Röntgendetektor und der Lagerungsplatte 10 hergestellt wird.
-
Weiterhin sind in der hier gezeigten Ausführungsform Steckverbindungen 12 gezeigt, welche sowohl für eine Arretierung des ersten Röntgendetektors 11 sorgen als auch eine Datenverbindung bereit stellen, beispielsweise um die detektierten Daten an einen Rechner 14 zu übertragen. Von den Steckverbindungen 12 können insbesondere kabelgebundene Datenträger durch den Patiententisch 6 verlaufen. Alternative Ausführungsformen stellen andere Formen der Datenübertragung bereit, insbesondere nicht kabelgebundene Formen der Datenübertragung. Auch die anderen hier beschriebenen Ausführungsformen können mit Verbindungen wie den hier gezeigten Steckverbindungen zu Zweck der Arretierung und/oder Datenübertragung ausgestattet sein, obgleich dies nicht näher beschrieben oder in den weiteren Zeichnungen dargestellt wird. Weiterhin können alle hier beschriebenen Ausführungsformen mit verschiedenen Typen der Datenübertragung realisiert werden.
-
Die Vorteile der Erfindung entfalten sich beispielsweise bei der Planung einer dreidimensionalen, tomographischen Röntgenbildes. Dazu wird oft mit einem Computertomograhiegerät 1 ein Übersichtsbild, ein sogenanntes Topogramm, erstellt. Bei dem Topogramm handelt es sich im Prinzip um ein zweidimensionales Röntgenbild, welches aus unter einem festen Aufnahmewinkel aufgenommenen Röntgenprojektionen rekonstruiert wird. Allerdings wird das Topogramm nur selten zu diagnostischen Zwecken über die Planung der tomographischen Aufnahme hinaus benutzt. Dabei unterscheidet sich die Topogramm-Funktion eines Computertomographiegeräts 1 deutlich von der Aufnahme-Funktion eines konventionellen Röntgengeräts, welches zur Aufnahme von Röntgenbildern unter einem festen Aufnahmewinkeln mittels eines flachen Röntgendetektors optimiert ist. Die Erfindung ermöglicht nun, ein Übersichtsbild mittels eines flachen Röntgendetektors 11 direkt mit einem Computertomographiegerät 1 aufzunehmen. Ein so aufgenommenes Übersichtsbild kann bei der Verwendung eines entsprechenden ersten Röntgendetektors 11 insbesondere eine erhöhte Auflösung gegenüber einem Topogramm aufweisen. Die Aufnahme eines solchen Übersichtsbildes kann insbesondere unter Verfahren des Patienten mittels einer Verschiebung der Lagerungsplatte 10 erfolgen, wobei die Röntgenstrahlen RS durch entsprechende Blenden kollimiert werden, insbesondere zu einem in Richtung der Systemachse Z sehr schmalen Fächer.
-
3 zeigte eine alternative Ausführungsform eines Teils des erfindungsgemäßen Patiententisches 6. In der hier gezeigten Ausführungsform ist der erste Röntgendetektor 11 so in die Lagerungsplatte 10 versenkbar, dass die Oberfläche des Röntgendetektors 11 nicht eine Ebene mit der umgebenden Oberfläche der Lagerungsplatte 10 ausbildet. In einer solchen Ausführungsform ist ein Abdeckelement 18 vorgesehen, beispielsweise in Form einer Platte oder Matte. Insbesondere kann das Abdeckelement 18, anders als hier gezeigt, in Richtung des Patienten offen gekrümmt sein, um so eine möglichst angenehme Lagerungsposition für den Patienten zu ermöglichen. Das Abdeckelement 18 schließt in dem hier gezeigten Beispiel formschlüssig mit der Lagerungsplatte 10 und ist weiterhin lösbar in die Aussparung eingefügt. In dem hier gezeigten Beispiel ist die Lagerungsebene LE durch die nach oben gerichtete Oberfläche des Abdeckelements 18 vorgegeben. Weiterhin kann die Lagerungsebene LE des Patienten durch die Ebene gegeben sein, in welcher der Patient tatsächlich gelagert ist.
-
4 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform eines Teils des erfindungsgemäßen Patiententisches 6, wobei der erste Röntgendetektor 11 seitlich in den stehenden Patiententisch 6 einfügbar ist. Beispielsweise ist der erste Röntgendetektor 11 durch Schieben einfügbar, wobei die Schiebebewegung durch hier nicht gezeigte Gleitelemente wie Rollen oder Schienen gestützt sein kann. Zum Einfügen sowie Entnehmen des ersten Röntgendetektors 11 in bzw. aus der Aussparung ist dieser seitlich mit einem Griffelement 17 ausgestattet.
-
5 und 6 zeigen einen erfindungsgemäßen Patiententisch 6 in Schrägsicht, wobei der Patiententisch 6 wenigstens zwei Aussparungen zur Aufnahme jeweils eines Röntgendetektors 11 aufweist. Durch diesen Aspekt der Erfindung lässt sich der Aufnahmebereich besonders einfach bestimmen. Die Aussparungen können jeweils wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen gestaltet sein. So ist in 5 eine Variante gezeigt, bei der die Aussparung zur Oberseite des stehenden Patiententisches 6 hin offen ist, wohingegen die in 6 gezeigte Variante zur Oberseite des stehenden Patiententisches hin geschlossen ist. Weiterhin können gemäß weiteren Aspekten der Erfindung die Aussparungen und in die Aussparung einfügbare Elemente wie beispielsweise Abdeckelemente 18 unterschiedlich gestaltet sein.
-
In einer weiteren, hier nicht explizit gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist der erste Röntgendetektor 11 innerhalb des Patiententisches 6 in einer Ebene parallel zur Lagerungsebene LE des Patienten verschiebbar. Eine solche Verschiebbarkeit kann beispielsweise durch eine Aussparung in der Lagerungsplatte 10 ermöglicht werden, welche wesentlich größer als ein einzelner erster Röntgendetektor 11 ausgebildet ist. Insbesondere kann eine solche die Aussparung eine größere Länge als Breite aufweisen, also eine größere Ausdehnung entlang der Systemachse Z als in der dazu senkrechten Richtung in der Lagerungsebene LE. Eine solche große Aussparung kann sowohl von der Oberseite des stehenden Patiententisches 6 offen (siehe 2 und 3) als auch geschlossen (siehe 4) sein. Insbesondere kann die Verschiebbarkeit durch Gleitelemente wie Rollen oder Schienen unterstützt werden, welche beispielsweise in die Unterseite der Aussparung in der Lagerungsplatte 10 integriert sind.
-
In einer hier nicht gezeigten Ausführungsform befindet sich die Aussparung in einem zusätzlichen Element des Patiententisches 6, welches unter der Lagerungsplatte 10 des stehenden Patiententisches 10 angebracht ist. Ein solches Element kann sowohl mit dem Basisteil 9 als auch mit der Hubsäule 8 verbunden sein. In einer Variante dieser Ausführungsform sind dieses Element und die in ihr enthaltene Aussparung so ausgeformt, dass der erste Röntgendetektor 11 um wenigstens eine Achse kippbar ist. In einem solchen Fall schließt die die Aussparung begrenzende Oberfläche nicht schlüssig mit der Oberfläche des ersten eingefügten Röntgendetektors 11. Weiterhin kann in einer solchen Aussparung eine Halterung für einen ersten Röntgendetektor 11 vorgesehen sein. Insbesondere kann die Halterung derart bewegbar sein, dass sie das Kippen des in der Halterung befestigten ersten Röntgendetektors 11 ermöglicht. In einer weiteren Variante dieser Ausführungsform sind in dem unter der Lagerungsplatte 10 des Patiententisches 6 angebrachten Element verschiedene Aussparungen vorgesehen, welche jeweils so geformt und angeordnet sind, dass sie jeweils einen unterschiedlichen Winkel zwischen der Oberfläche des ersten Röntgendetektors 11 und der Lagerungsebene LE des Patienten bedingen. In einer solchen Ausführungsform ist es besonders einfach den Projektionswinkel einzustellen, da er bereits durch die Wahl einer entsprechenden Aussparung für einen ersten Röntgendetektor 11 vorgegeben wird.
-
Eine solche Ausführungsform der Erfindung ist vorteilhaft, da durch den variablen Winkel zwischen der Lagerungsebene LE des Patienten und der Oberfläche des flachen, ersten Röntgendetektors 11 verschiedene Projektionsrichtung bei der Aufnahme eines Röntgenbildes ermöglicht werden. Dabei weisen Aufnahmen von Röntgenbildern, welcher unter verschiedenen Projektionsrichtungen aufgenommen wurden, einen komplementären Informationsgehalt auf und erleichtern somit die Diagnose. Weiterhin ist eine solche Ausgestaltung der Erfindung besonders bei Patienten von Vorteil, welche nur schwer umgelagert werden können, beispielsweise aufgrund schwerer Verletzungen.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein erfindungsgemäßes Röntgengerät 1 eine Röntgenröhre als Röntgenemitter 4 auf, wobei die Röntgenröhre über wenigstens zwei Fokusgrößen verfügt, wobei eine erste Fokusgröße zur Aufnahme eines Röntgenbildes mittels des eingefügten, ersten Röntgendetektors 11 ausgebildet ist, und wobei eine zweite Fokusgröße zur Aufnahme eines Röntgenbildes mittels des zweiten Röntgendetektors 5 ausgebildet ist. Insbesondere kann die erste Fokusgröße geringer als die zweite Fokusgröße ausgebildet sein. In weiteren Ausführungsformen der Erfindung kann eine solche Röntgenröhre sowohl zum gepulsten als auch zum kontinuierlichen Betrieb ausgelegt sein.
-
Der Patiententisch 6 wurde vorstehend im Zusammenhang mit einem Computertomographiegerät 1 beschrieben. Der Patiententisch 6 ist jedoch nicht auf den Einsatz in oder an Computertomographiegeräten beschränkt. Vielmehr ist der Patiententisch auch für andere Tomographiegeräte geeignet, welche zur Aufnahme tomographischer Röntgenbilder ausgebildet sind. Bei einem Einsatz des Patiententisches 6 an Tomographiegeräten, die mit Röntgenstrahlung RS arbeiten, ist dabei darauf zu achten, dass die Komponenten des Patiententisches aus geeigneten röntgentransparenten Materialen ausgebildet sind, um die Diagnostik nicht negativ zu beeinflussen. Im Übrigen sind im Rahmen der Erfindung Modifikationen des Patiententisches möglich, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.
