DE102014114321B4

DE102014114321B4 - Röntgenanwendungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102014114321B4
Application number: DE102014114321.3A
Authority: DE
Inventors: Jakob Falk
Original assignee: Roesys Medtec GmbH
Current assignee: Roesys Medtec De GmbH
Priority date: 2014-05-14
Filing date: 2014-10-02
Publication date: 2021-09-09
Anticipated expiration: 2034-10-03
Also published as: DE102014114321A1

Abstract

Röntgenanwendungsvorrichtung mit zwei auf einer gemeinsamen Längsführung (1) nebeneinander und parallel zueinander verfahrbaren Säulen (2; 3) mit einem höhen- und winkelverstellbar und in horizontaler Querrichtung zur möglichen Verfahrrichtung der Säulen (2; 3) verstellbar daran angeordneten Röntgenstrahler (4) und Bildempfänger (5), sowie mit einem Steuerrechner mit einer Eingabevorrichtung, wobei ihr ein von der Längsführung (1) räumlich beabstandeter durchstrahlbarer Patientenlagerungstisch (6) zugeordnet ist, der bodenmontiert sowie höhen- und um eine horizontale und eine vertikale Achse winkelverstellbar in einer Entfernung von der Längsführung (1) mindestens vom Maß der Breite des Patientenlagerungstisches (6) an einem ortsfesten Tischfuß (7) angeordnet ist und der Röntgenstrahler (4) und der Bildempfänger (5) sich vor den Säulen (2; 3) in einen Raum hinein erstrecken und an horizontalen Auslegern (8; 9) quer zur Längsrichtung der Längsführung (1) beweglich angeordnet sind, wobei der Röntgenstrahler (4) und der Bildempfänger (5) bei dem quer zur möglichen Verfahrrichtung der Säulen (2; 3) verschwenkten Patientenlagerungstisch (6) für einen liegenden Patienten so steuerbar ausgeführt sind, dass sie über zusammengesetzte lineare Bewegungen und Schwenkbewegungen in einem Teilkreisbogen um einen Winkel α um eine gedachte Längsachse über dem Patientenlagerungstisch (6) oder um einen Patienten herum und/ oder in eine Längsrichtung des Patientenlagerungstisches (6) bewegbar und über den Steuerrechner 3D-Aufnahmen generierbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenanwendungsvorrichtung mit zwei auf einer gemeinsamen Längsführung nebeneinander und parallel zueinander verfahrbaren Säulen mit höhen- und winkelverstellbar und in horizontaler Querrichtung zur möglichen Verfahrrichtung der Säulen verstellbar daran angeordneten Röntgenstrahler und Bildempfänger sowie mit einem Steuerrechner mit einer Eingabevorrichtung.
Eine solche Röntgenanwendungsvorrichtung ist bekannt, DE 20 2012 100 363 U1 , deren Röntgenstrahler und Bildempfänger über den Steuerrechner so miteinander verbunden sind, dass der Zentralstrahl des Röntgenstrahlers stets auf die Mitte des Bildempfängers ausgerichtet bleibt, wobei der Bildempfänger den Bewegungen des Röntgenstrahlers steuerungstechnisch nachgeführt ist.
Gleiches gilt für ein bekanntes Schienensystem als Längsführung und ein Röntgenbildgebungsgerät,welches dieses verwendet, US 2010 / 0 232 574 A1 wobei dessen Röntgenstrahler und Bildempfänger nicht horizontal quer zur Längsführung bewegt werden können. Bekannt ist des Weiteren eine Roboter-Patientenpositionierungsbaugruppe, US 2005 / 0 234 327 A1 die eine Patientenbehandlungsliege und einen mit der Patientenbehandlungsliege gekoppelten Roboterarm umfasst, wobei der Roboterarm die Patientenbehandlungsliege entlang von fünf Rotationsfreiheitsgraden und einem im Wesentlichen vertikalen, linearen Freiheitsgrad bewegen kann, um die Patientenbehandlungsliege zwischen fix angeordneten Röntgenstrahlern und Bildempfängern positionieren zu können. Es ist weiterhin ein Patientenpositionierungssystem bekannt, US 2009/0070 936 A1 , welches ein ortsfestes computergesteuertes Robotersystem zum Positionieren eines Patienten auf einem Patientenlagerungstisch, aber keine mechanische oder elektronische Verbindung zu einem Röntgensystem besitzt. Bekannt ist zudem eine Röntgenbiplananlage, DE 10 2007 033 716 A1 , mit zwei an Roboterarmen befestigten Röntgen-C-Bögen mit jeweils fix daran befestigen Röntgenstrahlungsquellen und Röntgendetektoren, wobei einer der Röntgen-C-Bögen durch einen Patientenlagerungstisch ersetzt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Röntgenanwendungsvorrichtung in ihrem Funktionsbereich zu erweitern, ohne die bisherige Funktionalität einzuschränken.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich dadurch, dass der Röntgenanwendungsvorrichtung vor der Längsführung ein räumlich beabstandeter durchstrahlbarer Patientenlagerungstisch zugeordnet ist, der fix auf dem Boden montiert ist und höhen-, sowie um eine horizontale und eine vertikale Achse winkelverstellbar ausgeführt ist, wobei der Patientenlagerungstisch einen Tischfuß aufweist, der in einer Entfernung von den Längsführungen entfernt positioniert ist, die mindestens dem Maß der Breite eines Patientenlagerungstisches entspricht.
Dadurch, dass die Säulen auf einer gemeinsamen Längsführung verfahrbar angeordnet sind wird sichergestellt, dass kein seitlicher Versatz oder Winkelversatz zweier in Längsrichtung hintereinander angeordneter Längsführungen auftreten kann, der ansonsten von dem beteiligten Steuerrechner aufwendig aus den digitalen Röntgenergebnissen wieder herausgerechnet werden müsste.
Weiterhin sind die Röntgenstrahler und der Bildempfänger an sich in den Raum erstreckenden horizontalen Auslegern quer zur Längsrichtung der Längsführung beweglich vor den Säulen angeordnet, wobei das mögliche Maß einer horizontalen Verstellung mindestens dem Maß der Breite eines Patientenlagerungstisches entspricht oder sogar der Breite eines Patientenbettes, sodass beispielsweise Traumapatienten nicht umgelagert werden müssen und in ihrem Patientenbett verbleiben können und trotzdem die erforderlichen Röntgenaufnahmen erzeugt werden können.
Des Weiteren lässt sich der Patientenlagerungstisch so quer zur möglichen Verfahrrichtung der Längsführung um 90° einer vertikalen Drehachse des Tischfußes ausrichten, dass der Röntgenstrahler und der Bildempfänger durch zusammengesetzte lineare Bewegungen und entsprechende Schwenkbewegungen einen Teilkreisbogen um eine gedachte Längsachse über dem Patientenlagerungstisch bzw. um die Längsachse eines Patienten erzeugen können, wobei Röntgenstrahler und Bildempfänger schrittweise oder kontinuierlich in Längsrichtung des Patientenlagerungstisches weiterbewegbar sind, wodurch über den Steuerrechner 3D-Aufnahmen generierbar sind, die exakt denen von mit einem C-Bogen aufgenommenen Röntgenaufnahmen entsprechen.
Mit dieser neuerungsgemäßen Röntgenanwendungsvorrichtung lassen sich weiterhin alle bekannten Aufnahmen für Lungen, Wirbelsäulen und Extremitäten an stehenden, liegenden und sitzenden Patienten durchführen, ebenso wie bei einem ausgeschwenkten Patientenlagerungstisch weiterhin Patientenbetten, beispielsweise von Traumapatienten, parallel oder stirnseitig an die Längsführungen herangefahren werden können und auch Fluoroaufnahmen möglich sind, wenn die Röntgenanwendungsvorrichtung als Fernsteuerarbeitsplatz ausgebildet ist. Zusätzlich lässt sich die erfindungsgemäße Röntgenanwendungsvorrichtung nun auch für eine lineare Tomographie von stehenden Patienten unter natürlicher Belastung des Körpers nutzen, bei der der Röntgenstrahler und der Bildempfänger während einer Aufnahme so bewegt werden, dass ein Punkt im Körperinneren andauernd an der gleichen Stelle abgelichtet wird, wodurch Details einer Schicht eines Körpers, die auf einer Ebene parallel zur Filmebene liegt, scharf abgebildet werden, wohingegen Details außerhalb dieser Schicht nicht zu erkennen sind, wodurch insgesamt scharfe Schnittbilder von Körperteilen oder Organen eines Körpers herstellbar sind.
Die freie Ansteuerbarkeit der Stellmotoren ermöglicht dabei eine Vielzahl von Aufnahmepositionen und Aufnahmevarianten, da Röntgenstrahler und Bildempfänger nicht nur linear, sondern auch auf kreisförmigen oder elliptischen Bahnen oder auch auf Zykloiden bewegt werden können, um die Schärfe der Abbildungen einer Schicht zu verbessern.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich mit und in Kombination aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Alle Bewegungen werden über Elektromotoren als Bewegungsantriebe erzeugt, die von dem Steuerrechner angesteuert werden, sodass die gesamte Röntgenanwendungsvorrichtung fernsteuerbar ist, wodurch sich weitere vorteilhafte Aufnahmevarianten durchführen lassen.
Der Winkel α, der von dem Röntgenstrahler und dem Bildempfänger überstrichen wird, entspricht einem Teilkreisbogen von bis zu 210°. Die mögliche Querbewegung von Röntgenstrahler und Bildempfänger in horizontaler Richtung kann hier bis zu 600 mm betragen, sodass sich mit der erfinderischen Röntgenanwendungsvorrichtung auch Computertomogramme und 3D-Rekonstruktionen erzeugen lassen.
Nachfolgend sind einige Aufnahmepositionen der Röntgenanwendungsvorrichtung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

1 die Röntgenanwendungsvorrichtung in einer Vorderansicht einer Aufnahmeposition mit parallel zur Längsführung geschwenkten Patientenlagerungstisch,
2 eine Seitenansicht der Röntgenanwendungsvorrichtung gemäß 1 in Minimalauslenkung von Röntgenstrahler und Bildempfänger,
3 eine Seitenansicht der Röntgenanwendungsvorrichtung gemäß 1 mit Maximalauslenkung von Röntgenstrahler und Bildempfänger,
4 eine Draufsicht auf die Aufnahmeposition der Röntgenanwendungsvorrichtung gemäß 2,
5 eine Draufsicht auf die Aufnahmeposition der Röntgenanwendungsvorrichtung gemäß 3,
6 eine Vorderansicht der Röntgenanwendungsvorrichtung in einer Aufnahmeposition mit quer zur Längsführung geschwenkten Patientenlagerungstisch,
7 eine Seitenansicht der Aufnahmeposition der Röntgenanwendungsvorrichtung gemäß 6 in Minimalauslenkung des Röntgenstrahlers und des Bildempfängers,
8 eine Seitenansicht der Aufnahmeposition der Röntgenanwendungsvorrichtung gemäß 6 in Maximalauslenkung des Röntgenstrahlers und des Bildempfängers,
9 eine Draufsicht auf die Röntgenanwendungsvorrichtung in einer Aufnahmeposition gemäß 7,
10 eine Draufsicht auf eine Röntgenanwendungsvorrichtung in einer Aufnahmeposition gemäß 8,
11 eine Vorderansicht der Röntgenanwendungsvorrichtung in einer Aufnahmeposition mit parallel der Längsführung angeordneten Patientenlagerungstisch in um eine horizontale Drehachse gekippten Stellung,
12 eine Vorderansicht der Röntgenanwendungsvorrichtung in einer Aufnahmeposition mit parallel zur Längsführung angeordneten Patientenlagerungstisch mit zu 11 entgegengesetzt gekippten Patientenlagerungstisch,
13 eine Draufsicht auf die Aufnahmeposition der Röntgenanwendungsvorrichtung gemäß 12,
14 eine Vorderansicht der Röntgenanwendungsvorrichtung in einer Aufnahmeposition mit senkrecht stehendem Patientenlagerungstisch und auf einen Angelpunkt ausgerichteten Aufnahmeposition von Röntgenstrahler und Bildempfänger,
15 eine Vorderansicht der Röntgenanwendungsvorrichtung gemäß 14 mit um den Angelpunkt in entgegengesetzt bewegten Röntgenstrahler und Bildempfänger für eine tomografische Aufnahme,
16 eine Draufsicht auf die Röntgenanwendungsvorrichtung gemäß 14,
17 eine Seitenansicht der Röntgenanwendungsvorrichtung in einer Aufnahmeposition mit quer zur Längsführung angeordneten Patientenlagerungstisch in einer Ausgangsposition von Röntgenstrahler und Bildempfänger für eine C-Bogen-Aufnahme,
18 eine Vorderansicht der Röntgenanwendungsvorrichtung in einer Aufnahmeposition gemäß 17,
19 eine Seitenansicht der Röntgenanwendungsvorrichtung in einer Aufnahmeposition des Patientenlagerungstisches gemäß 17 und 18 in einer Endposition des Röntgenstrahlers und Bildempfänger einer C-Bogen-Aufnahme,
20 eine Vorderansicht der Röntgenanwendungsvorrichtung in einer Aufnahmeposition gemäß 19 mit gekennzeichnetem maximalen Schwenkwinkel α, und
21 eine Draufsicht auf die Röntgenanwendungsvorrichtung gemäß 20 mit gekennzeichnetem maximalen Auslenkungsweg a.

Die Röntgenanwendungsvorrichtung besteht aus einer einteiligen Längsführung 1, auf der zwei senkrechtstehende Säulen 2; 3 längsverfahrbar angeordnet sind, an denen höhenverfahrbar an horizontalen Auslegern 8;9 in Quer- und Längsrichtung verfahr und verschwenkbare Röntgenstrahler 4 und Bildempfänger 5 angeordnet sind, wobei der Röntgenanwendungsvorrichtung in Abstand etwa der Breite eines durchstrahlbaren Patientenlagerungstisches 6 oder eines Patientenbettes ein solcher Patientenlagerungstisch 6 zugeordnet ist, dessen Tischfuß 7 ortsfest auf dem Boden eines Raumes fixiert angeordnet ist.
Der Patientenlagerungstisch 6 lässt sich um eine vertikale Hochachse 12 des Tischfußes 7 in eine parallele Stellung zur Längsführung 1 verschwenken oder auch in eine dazu rechtswinklige Position, wie auch in eine 180° von der Längsführung 1 abgewandte und jede andere Position, ebenso wie der Patientenlagerungstisch 6 um eine horizontale Drehachse 13 so gekippt werden kann, dass ein Patient mit dem Kopf bis zu etwa 20° nach unten gelagert werden kann, wie dies in 11 dargestellt ist, oder aber auch bis auf 60° in entgegengesetzte Richtung geschwenkt werden kann, wie dies in 12 dargestellt ist, oder aber auch um 90° senkrecht auf dem Patientenlagerungstisch 6 positionierbar ist, wie dies in den 14 bis 16 gezeigt ist.
Röntgenstrahler 4 und Bildempfänger 5 sind an den horizontalen Auslegern 8;9 mindestens über die Breite eines Patientenlagerungstisches 6 entlang eines Auslenkungsweges a bewegbar, der ausreichend lang ist, um Röntgenaufnahmen auch quer zur Längsführung 1 davor angeordneter Patientenbetten, beispielsweise das eines Traumapatientens, problemlos durchführen zu können.
Wie in den 14 bis 16 dargestellt, lässt sich mit der Röntgenanwendungsvorrichtung eine lineare Tomografie an einem stehenden Patienten durchführen, indem der Röntgenstrahler 4 und der Bildempfänger 5 mit einem auf einem Angelpunkt 10 gerichteten Zentralstrahl herumgeschwenkt werden und sie dabei in entgegengesetzter Richtung linear bewegt werden, wobei hier beispielsweise ein Schwenkwinkel von insgesamt 40° dargestellt ist.
Wie dagegen in den 17 bis 21 gezeigt ist, lassen sich mit der Röntgenanwendungsvorrichtung C-Bogen-ähnliche computertomografische Aufnahmen herstellen, indem der Röntgenstrahler 4 und der Bildempfänger 5 um eine Längsachse eines Patienten auf einer Kreisbahn herum geführt werden, welche, wie in 20 dargestellt, hier einen Winkel α von 210° aufweist. Zur Vervollständigung dieser Aufnahmetechnik lassen sich Röntgenstrahler 4 und Bildempfänger 5 von den horizontalen Auslegern 8; 9 um einen Auslenkungsweg a von bis zu 600 mm schrittweise oder kontinuierlich verfahren, um die gewünschten Röntgen-aufnahmen erzeugen zu können.

Claims

Röntgenanwendungsvorrichtung mit zwei auf einer gemeinsamen Längsführung (1) nebeneinander und parallel zueinander verfahrbaren Säulen (2; 3) mit einem höhen- und winkelverstellbar und in horizontaler Querrichtung zur möglichen Verfahrrichtung der Säulen (2; 3) verstellbar daran angeordneten Röntgenstrahler (4) und Bildempfänger (5), sowie mit einem Steuerrechner mit einer Eingabevorrichtung, wobei ihr ein von der Längsführung (1) räumlich beabstandeter durchstrahlbarer Patientenlagerungstisch (6) zugeordnet ist, der bodenmontiert sowie höhen- und um eine horizontale und eine vertikale Achse winkelverstellbar in einer Entfernung von der Längsführung (1) mindestens vom Maß der Breite des Patientenlagerungstisches (6) an einem ortsfesten Tischfuß (7) angeordnet ist und der Röntgenstrahler (4) und der Bildempfänger (5) sich vor den Säulen (2; 3) in einen Raum hinein erstrecken und an horizontalen Auslegern (8; 9) quer zur Längsrichtung der Längsführung (1) beweglich angeordnet sind, wobei der Röntgenstrahler (4) und der Bildempfänger (5) bei dem quer zur möglichen Verfahrrichtung der Säulen (2; 3) verschwenkten Patientenlagerungstisch (6) für einen liegenden Patienten so steuerbar ausgeführt sind, dass sie über zusammengesetzte lineare Bewegungen und Schwenkbewegungen in einem Teilkreisbogen um einen Winkel α um eine gedachte Längsachse über dem Patientenlagerungstisch (6) oder um einen Patienten herum und/ oder in eine Längsrichtung des Patientenlagerungstisches (6) bewegbar und über den Steuerrechner 3D-Aufnahmen generierbar sind.
Röntgenanwendungsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Röntgenstrahler (4) und der Bildempfänger (5) an den Auslegern (8; 9) um ein Maß in der Horizontalen verstellbar sind, welches mindestens dem Maß der Breite des Patientenlagerungstisches (6) oder dem eines Patientenbettes entspricht.
Röntgenanwendungsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei sie Elektromotoren als Bewegungsantriebe aufweist und wobei alle Bewegungsantriebe über den Steuerrechner ansteuerbar sind und die Röntgenanwendungsvorrichtung insgesamt fernsteuerbar ausgeführt ist.
Röntgenanwendungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Teilkreisbogen einen maximalen Winkel von 210° aufweist.
Röntgenanwendungsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die mögliche Querbewegung vom Röntgenstrahler (4) und Bildempfänger (5) quer zur Längsrichtung der Längsführung (1) in horizontaler Richtung bis zu 600 mm beträgt.