DE102015204211A1

DE102015204211A1 - Verfahren zur Aufnahme von Projektionsbildern, Patientenlagerungseinrichtung und Röntgeneinrichtung

Info

Publication number: DE102015204211A1
Application number: DE102015204211.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dippl; Günther Gambke; Helmut Gollwitzer; Matthias Weig
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2015-03-10
Publication date: 2015-12-17

Abstract

Verfahren zur Aufnahme von der Rekonstruktion eines dreidimensionalen Bilddatensatzes zugrunde zu legenden Projektionsbildern eines Untersuchungsbereichs (10) eines Patienten (9) unter unterschiedlichen Projektionsrichtungen mit einer Röntgeneinrichtung (1a, 1b), die eine einen Röntgendetektor (5) und eine Röntgenquelle (4) umfassende Aufnahmeanordnung aufweist, wobei zur Herstellung der unterschiedlichen Projektionsrichtungen die Projektionsbilder bei rotierendem Patienten (9), aber feststehender Aufnahmeanordnung der Röntgeneinrichtung (12, 1b) aufgenommen werden, wobei zu jeder Aufnahme eines Projektionsbildes ein die aktuelle Orientierung des Patienten (9) beschreibender Orientierungswert aufgenommen und dem entsprechenden Projektionsbild zugeordnet abgespeichert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufnahme von der Rekonstruktion eines dreidimensionalen Bilddatensatzes zugrunde zu legenden Projektionsbildern eines Untersuchungsbereichs eines Patienten unter unterschiedlichen Projektionsrichtungen mit einer Röntgeneinrichtung, die eine einen Röntgendetektor und eine Röntgenquelle umfassende Aufnahmeanordnung aufweist. Daneben betrifft die Erfindung eine Patientenlagerungseinrichtung für eine Röntgeneinrichtung und eine Röntgeneinrichtung.
Im Bereich der Röntgenbildgebung sind bereits eine Vielzahl von Möglichkeiten bekannt, dreidimensionale Bilddatensätze eines Untersuchungsbereichs eines Patienten zu erhalten. Beispielsweise sind Computertomographieeinrichtungen als Röntgeneinrichtungen bekannt, bei denen eine Aufnahmeanordnung, bestehend aus einer Röntgenquelle und einem Röntgendetektor, in einer Gantry um den Patienten herumgeführt wird, um Projektionsbilder aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen aufzunehmen. Aus derartigen zweidimensionalen Projektionsbildern lassen sich über im Stand der Technik bekannte Rekonstruktionsverfahren, beispielsweise die gefilterte Rückprojektion, dreidimensionale Bilddatensätze ermitteln. Als günstigere Alternative und flexiblere Einsatzmöglichkeiten erlaubende Möglichkeit zur Aufnahme dreidimensionaler Bilddatensätze bzw. der diesen zugrundeliegenden Projektionsbilder wurde auch bereits vorgeschlagen, Röntgeneinrichtungen mit einem C-Bogen, an dem sich gegenüberliegend eine Röntgenquelle und ein Röntgendetektor angeordnet sind, zu verwenden. Mithilfe des C-Bogens können auch dort die Röntgenquelle und der Röntgendetektor auf einer Aufnahmetrajektorie um den Patienten herum bewegt werden.
Insgesamt ist für dreidimensionale Aufnahmen mit Röntgeneinrichtungen eine aufwendige Elektromechanik notwendig, um die Röntgenquelle und den Röntgendetektor in einer vorgeschriebenen Aufnahmetrajektorie um den aufzunehmenden Untersuchungsbereich zu bewegen. Dies wirkt sich auch auf die Kosten der Röntgeneinrichtungen aus, so dass es vorkommen kann, dass aufgrund des zu betreibenden Aufwands die Möglichkeit der Ermittlung dreidimensionaler Datensätze nicht zur Verfügung steht, beispielsweise in ärmeren Regionen der Welt. In solchen Fällen wird auf zweidimensionale Bildgebung zurückgegriffen, die die Grundlage zur Diagnose bieten soll. Dabei existieren jedoch eine Vielzahl von Anwendungen im medizintechnischen Bereich, bei denen eine auf zweidimensionalen Röntgenbildern basierende Diagnose ungenauer ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige und einfache, insbesondere für Röntgeneinrichtungen leicht nachrüstbare, Variante zur Aufnahme von zweidimensionalen Projektionsbildern aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen anzugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass zur Herstellung der unterschiedlichen Projektionsrichtungen die Projektionsbilder bei rotierendem Patienten, aber feststehender Aufnahmeanordnung der Röntgeneinrichtung aufgenommen werden, wobei zu jeder Aufnahme eines Projektionsbildes ein die aktuelle Orientierung des Patienten beschreibender Orientierungswert aufgenommen und dem entsprechenden Projektionsbild zugeordnet abgespeichert wird.
Die Erfindung schlägt mithin vor, die Aufnahmeanordnung, mithin die Röntgenquelle und den Röntgendetektor, während der Aufnahmen der Projektionsbilder ortsfest zu halten, beispielsweise an einer voreingestellten Position, wobei dennoch unterschiedliche Projektionsrichtungen durch den Untersuchungsbereich erreicht werden, indem der Patient selbst gedreht wird. Es werden mithin nicht die Röntgenquelle und der Röntgendetektor um den Patienten herum bewegt, sondern der Patient wird zwischen Röntgenquelle und Röntgendetektor gedreht. Dabei muss selbstverständlich die entsprechende Drehstellung, abgebildet durch den Orientierungswert, bei der Aufnahme jedes Projektionsbildes ermittelt und dem Projektionsbild zugeordnet abgespeichert werden, um die einzelnen Projektionsbilder zueinander in Beziehung setzen zu können und mithin die Rekonstruktion eines dreidimensionalen Bilddatensatzes zu ermöglichen. Dabei sei darauf hingewiesen, dass es im Rahmen der Erfindung bereits ausreichend sein kann, relative Orientierungswerte anzugeben, beispielsweise relativ zu einer Startposition, die nicht zwangsläufig bekannt sein muss, aber auch Ausgestaltungen denkbar sind, in denen ein absoluter Orientierungswert ermittelt und angegeben wird.
In dieser Ausgestaltung, in der statt der Aufnahmeanordnung der Patient bewegt wird, ergeben sich einige Vorteile. Zunächst kann die technisch aufwändige Bewegung der Röntgenquelle und des Röntgendetektors um den Patienten entfallen. Es muss lediglich eine Patientenlagerungseinrichtung vorhanden sein, auf welcher der Patient steht oder sitzt, die zwischen dem Röntgendetektor und der Röntgenquelle platziert wird. So kann im Übrigen auch die Aufnahme bei stehendem Patienten erfolgen, so dass es insbesondere auch ermöglicht wird, eine Aufnahme unter Belastung ohne weitere Hilfsmittel, wie sie heute bei der Computertomographie notwendig sind, zu ermöglichen. Um derartige Belastungsaufnahmen zu ermöglichen, können auch entsprechende zusätzlich, die gezielte Herbeiführung der Belastung erlaubende Belastungshilfsmittel Teil der Röntgeneinrichtung sein, wie sie im Stand der Technik bekannt sind; auch kann die Röntgeneinrichtung mit physiologischen Messmitteln, beispielsweise einer Pulsmesseinrichtung, versehen sein.
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise kann bei vielen heute bereits bekannten Arten von Röntgeneinrichtungen eingesetzt werden, beispielsweise bei Fluoroskopie-Röntgeneinrichtungen, Röntgeneinrichtungen mit einem U-Arm, Röntgeneinrichtungen mit einem C-Bogen und Radiographieeinrichtungen mit Rasterwandgeräten.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, wie bereits angedeutet wurde, vor, dass eine mittels einer manuell oder automatisch betriebenen Bewegungseinrichtung rotierbare Patientenlagerungseinrichtung, insbesondere als eine Sitzgelegenheit, beispielsweise ein Stuhl, oder eine Plattform bzw. diese umfassend, verwendet wird. Der Patient wird mithin auf einer Patientenlagerungseinrichtung platziert, welche als Ganzes, also mit dem darauf befindlichen Patienten, rotiert werden kann, um auch eine Rotation des Untersuchungsbereichs und somit eine Aufnahme desselben unter unterschiedlichen Projektionsrichtungen zu ermöglichen. Um dies zu bewerkstelligen, ist eine Bewegungseinrichtung vorgesehen, welche in einer ersten Ausgestaltung manuell betrieben werden kann, beispielsweise über eine entsprechende Handhabe. Dann ist eine besonders einfach realisierbare Ausgestaltung denkbar, nachdem automatisch, insbesondere elektrisch, betriebene Antriebsmittel nicht zwangsläufig vorgesehen werden müssen, sondern die Antriebskraft von einem Bediener geliefert werden kann. Denkbar ist es aber auch, die Rotationseinrichtung, beispielsweise über einen Elektromotor, automatisch betreibbar zu gestalten, insbesondere, da auf diese Weise eine gleichmäßige Bewegung herstellbar ist, es mithin einfacher wird, die Aufnahme der Projektionsbilder zeitlich abzustimmen.
Sind Aufnahmen bei einem sitzenden Patienten gewünscht, kann die Patientenlagerungseinrichtung als eine Sitzgelegenheit, insbesondere ein Stuhl, ausgebildet sein oder eine Sitzgelegenheit, insbesondere einen Stuhl, umfassen. Der Patient wird dann sitzend auf der Sitzgelegenheit, insbesondere dem Stuhl, angeordnet, woraufhin er gemeinsam mit der Sitzgelegenheit gedreht werden kann. Es sind auch Ausgestaltungen denkbar, in denen eine solche Sitzgelegenheit optional vorgesehen sein kann, beispielsweise auf einer Plattform befestigbar ist, wenn eine Aufnahme bei sitzenden Patienten gewünscht ist. Eine Plattform, auf der der Patient stehen kann, ist ideal geeignet, wenn Aufnahmen unter Belastung durchgeführt werden sollen. Die Patientenlagerungseinrichtung kann dann eine flache Basis aufweisen, insbesondere mit Markierungen und/oder Vertiefungen, um eine geeignete Positionierung des Patienten zu erlauben.
Selbstverständlich sind auch hiervon abweichende Realisierungen der Patientenlagerungseinrichtung denkbar, insbesondere auch solche, bei denen die Drehung nicht um eine vertikale Drehachse erfolgt, sondern um eine in einer von der Vertikalen abweichenden Richtung liegenden Richtung.
Insbesondere dann, wenn die Rotationseinrichtung manuell betrieben wird, aber auch bei automatischem Betrieb der Rotationseinrichtung, kann es sinnvoll sein, einen Sensor zur Aufnahme des Orientierungswerts zu verwenden. Dabei kann ein einfacher Positionssensor vorgesehen werden, der letztlich die Stellung eines beweglichen Teils der Patientenlagerungseinrichtung misst. Selbstverständlich sind Ausgestaltungen möglich, in denen ein Sensor bereits in die Bewegungseinrichtung integriert vorliegt.
Im Fall automatisch betriebener Bewegungseinrichtungen ist es besonders vorteilhaft, wenn ein eine eindeutige Zuordnung zwischen Betriebsdauer und Drehposition erlaubendes Antriebsmittel, insbesondere ein Schrittmotor oder ein Servomotor, verwendet wird, wobei der Orientierungswert aus den Betriebsdauern abgeleitet wird. Es sind bereits eine Vielzahl von automatischen, insbesondere elektrischen, Antriebsmitteln, beispielsweise Schrittmotoren, bekannt geworden, bei denen die Betriebsdauer zeitlich / nach Impulsen in unmittelbarem Zusammenhang mit der erzielten Bewegungsweite, hier Rotationsweite, steht. Diese können auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung zweckmäßig eingesetzt werden, nachdem dann ein spezieller Sensor nicht mehr zwangsläufig erforderlich ist. Ein solcher kann jedoch zur Plausibilisierung selbstverständlich weiter vorgesehen sein.
In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass eine zur Fixierung des Patienten, insbesondere wenigstens im Bereich des Untersuchungsbereichs, ausgebildete Fixiermittel aufweisende Patientenlagerungseinrichtung verwendet wird. Auf diese Weise sind mithin Hilfsmittel vorhanden, mit denen der Patient fixiert werden kann, um unerwünschte zusätzliche Bewegungen des Untersuchungsbereichs möglichst unterbinden zu können, wobei die Fixierung häufig außerhalb des eigentlichen Untersuchungsbereichs, diesen möglichst unbewegt haltend, stattfinden wird. Insbesondere ist es auch denkbar, eine Fixierung mit einer Kompression zu untersuchender Bereiche, beispielsweise des Bauchraums, zu kombinieren. Allgemein können als Fixiermittel beispielsweise können hierzu Gurte und dergleichen verwendet werden. Die Fixierung muss dabei nicht zwangsläufig für den gesamten Patienten gelten, sondern kann sich auf ein den Untersuchungsbereich umfassenden Teilbereich des Patienten beschränken.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Bewegungseinrichtung zur manuellen und/oder automatischen Bewegung des Patienten zusätzlich in wenigstens einer Translationsrichtung ausgebildet ist, wobei zur Realisierung einer von einer Kreisbahn abweichenden Aufnahmetrajektorie während der Aufnahme der Projektionsbilder wenigstens teilweise eine Bewegung in der Translationsrichtung erfolgt. Sind im Rahmen der Bewegungseinrichtung mehrere Bewegungsfreiheitsgrade realisiert, lassen sich auch komplexere Aufnahmetrajektorien auf eine Bewegung des Patienten abbilden. Beispielsweise ist es möglich, bei einer horizontalen Aufnahmerichtung und Drehung des Patienten um eine vertikale Drehachse durch Höhenveränderung des Untersuchungsbereichs dieselben Projektionsbilder zu erreichen, die bei Bewegung der Aufnahmetrajektorie auf einer Spiralbahn erhalten worden wären. Derartige Translationen des Patienten zur Modifikation von (relativen) Aufnahmetrajektorien sind im Stand der Technik bereits weitgehend bekannt und können selbstverständlich auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung zweckmäßig eingesetzt werden.
Wie bereits angedeutet wurde, sieht eine zweckmäßige Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass eine zumindest im Wesentlichen horizontale Ausrichtung eines Zentralstrahls der Aufnahmeanordnung, mithin eine horizontale Aufnahmerichtung, und eine zumindest im Wesentlichen vertikale Ausrichtung der Drehachse des Patienten verwendet werden. Gerade bei stehend und/oder sitzend gelagerten Patienten ist dies äußerst zweckmäßig. Eine Drehung des Patienten um eine vertikale Achse kann dabei für den Patienten weitaus komfortabler realisiert werden als eine Drehung um eine horizontale Drehachse.
Die Rekonstruktion des dreidimensionalen Bilddatensatzes kann nach Aufnahme der Projektionsbilder unter Berücksichtigung der Projektionsbilder und der zugeordneten Orientierungswerte erfolgen. Die Orientierungswerte ordnen dabei den Projektionsbildern, wie dargelegt wurde, eine entsprechende Projektionsrichtung zu, die beispielsweise in einer Rekonstruktionseinheit der Röntgeneinheit verarbeitet werden kann, um die in dem Projektionsbild enthaltenen Projektionsbilddaten korrekt zuordnen zu können, beispielsweise im Rahmen einer gefilterten Projektion.
Neben dem Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Patientenlagerungseinrichtung für eine Röntgeneinrichtung, wobei die Röntgeneinrichtung eine einen Röntgendetektor und eine Röntgenquelle umfassende Aufnahmeanordnung aufweist, zur Aufnahme von der Rekonstruktion eines dreidimensionalen Bilddatensatzes zugrunde zu legenden Projektionsbildern eines Untersuchungsbereichs eines Patienten unter unterschiedlichen Projektionsrichtungen bei feststehender Aufnahmeanordnung, wobei die Patientenlagerungseinrichtung eine manuell oder automatisch betriebene Bewegungseinrichtung zur Rotation der Patientenlagerungseinrichtung und ein Orientierungswertermittlungsmittel zur Ermittlung eines einem Projektionsbild zuordnenden, die Orientierung des Patienten beschreibenden Orientierungswerts bei Aufnahme des entsprechenden Projektionsbildes aufweist. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf die erfindungsgemäße Patientenlagerungseinrichtung übertragen, mit welcher mithin auch die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.
Insbesondere lässt sich die Patientenlagerungseinrichtung, bevorzugt gemeinsam mit einem geeigneten Softwarepaket für die Röntgeneinrichtung, als eine Art „Nachrüstset“ für Röntgeneinrichtungen zur Verfügung stellen, die bislang noch keine dreidimensionale Bildgebungsmöglichkeit aufweisen. Ist beispielsweise bislang an einer Röntgeneinrichtung lediglich eine Aufnahme zweidimensionaler Röntgenbilder aufgrund im Wesentlichen feststehender Aufnahmeanordnungen während der Aufnahme gegeben, so ist es möglich, der Röntgeneinrichtung das erfindungsgemäße Patientenlagerungsmittel hinzuzufügen, wobei durch das Softwarepaket beispielsweise eine Steuereinrichtung der Röntgeneinrichtung als Rekonstruktionseinheit bzw. diese umfassend dazu ausgebildet werden kann, unter zusätzlicher Entgegennahme der Orientierungswerte von der Patientenlagerungseinrichtung dreidimensionale Bilddatensätze aus Projektionsbildern zu rekonstruieren. Ein solches „Nachrüstset“ ist günstig realisierbar und einfach zu installieren und kann somit auch unter geringerem Kosteneinsatz, beispielsweise in ärmeren Regionen, realisiert werden und dort eine dreidimensionale Bildgebungsmöglichkeit bereitstellen.
Zweckmäßigerweise kann das Orientierungswertermittlungsmittel, insbesondere bei manuellem Betrieb der Bewegungseinrichtung, ein Sensor sein oder einen Sensor umfassen und/oder die Bewegungseinrichtung kann ein eine eindeutige Zuordnung zwischen Betriebsdauer und Drehposition erlaubendes Antriebsmittel aufweisen, insbesondere einen Schrittmotor oder einen Servomotor, wobei das Orientierungswertermittlungsmittel zur Ermittlung des Orientierungswerts aus den Betriebsdauern ausgebildet ist. Ferner kann, wie auch bereits bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, die Patientenlagerungseinrichtung zur Fixierung des Patienten, insbesondere wenigstens des Untersuchungsbereichs, ausgebildete Fixiermittel aufweisen. Es ist ferner auch denkbar, dass die Bewegungseinrichtung zusätzlich zur Translation des Patienten in wenigstens einer Translationsrichtung ausgebildet ist.
Eine besonders einfache, für den Patienten komfortable Realisierung der Drehbarkeit lässt sich mit einer Ausgestaltung der Bewegungseinrichtung derart erhalten, dass die Drehachse der Bewegungseinrichtung vertikal verläuft. In diesem Kontext ist es besonders vorteilhaft, wenn die Patientenlagerungseinrichtung als eine Sitzgelegenheit oder eine Plattform ausgebildet ist und/oder sie eine Sitzgelegenheit und/oder eine Plattform umfasst.
Vorzugsweise weist die Patientenlagerungseinrichtung eine Schnittstelle zur Übermittlung von Orientierungswerten an eine Steuereinrichtung der Röntgeneinrichtung auf. Dabei kann beispielsweise das Orientierungswertermittlungsmittel über eine Kabelverbindung mit einer Steuereinrichtung der Röntgeneinrichtung verbunden werden. Denkbar ist es auch, statt einer drahtgebundenen Schnittstelle eine drahtlose Schnittstelle zu verwenden, falls die Röntgeneinrichtung mit einer entsprechenden drahtlosen Kommunikationseinrichtung ausgebildet ist. Verschiedene konkrete Ausgestaltungen sind hier denkbar.
Schließlich betrifft die Erfindung auch eine Röntgeneinrichtung, aufweisend eine Patientenlagerungseinrichtung der erfindungsgemäßen Art. Auch bezüglich der Röntgeneinrichtung gelten mithin die bisherigen Ausführungen zur Patientenlagerungseinrichtung und zum erfindungsgemäßen Verfahren fort.
Die Röntgeneinrichtung kann sich dadurch weiter auszeichnen, dass sie bei Verwendung einer automatisch betriebenen Bewegungseinrichtung eine zur zeitabgestimmten Ansteuerung der Aufnahmeanordnung und der Bewegungseinrichtung ausgebildete Steuereinrichtung aufweist. Mithin ist es denkbar, dass die Steuereinrichtung, insbesondere über eine auch zur Übermittlung von Orientierungswerten genutzte Kommunikationsverbindung, gleichzeitig die Aufnahmeanordnung und die Bewegungseinrichtung ansteuern kann, um so einen koordinierten Ablauf zur Aufnahme der Projektionsbilder zu ermöglichen.
Ferner kann die Röntgeneinrichtung eine zur Rekonstruktion eines dreidimensionalen Bilddatensatzes aus den Projektionsbildern unter Berücksichtigung der Projektionswerte ausgebildete Rekonstruktionseinheit aufweisen. Eine derartige Rekonstruktionseinheit kann als Teil der Steuereinrichtung der Röntgeneinrichtung realisiert werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
1 eine erste erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung, und
2 eine zweite erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung.
1 zeigt eine Prinzipskizze eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung 1a. Diese weist zwei vorliegend, jedoch nicht zwangsläufig, miteinander verbundene Stativteile 2, 3 auf, an denen sich gegenüberliegend eine Röntgenquelle 4 und ein Röntgendetektor 5 angeordnet sind. Die Röntgenquelle 4 und der Röntgendetektor 5 sind zueinander justiert oder justierbar, wobei ein manuelles und/oder automatisches Vorgehen denkbar ist. Sie können beispielsweise gemeinsam höhenjustierbar sein oder andere Anpassungsmöglichkeiten aufweisen, stehen jedoch bei der im Folgenden beschriebenen Aufnahme von Projektionsbildern fest. Der die Aufnahmerichtung symbolisierende Zentralstrahl 6 verläuft vorliegend horizontal.
Als Patientenlagerungseinrichtung 7a ist vorliegend eine Plattform 8 vorgesehen, auf der ein Patient 9 stehen kann. Der Patient 9 weist einen Untersuchungsbereich 10 auf, von dem ein dreidimensionaler Bilddatensatz mit der Röntgeneinrichtung 1a ermittelt werden soll.
Um dies zu ermöglichen, ist die Plattform 8 um eine Drehachse 11 drehbar ausgestaltet, wozu ihr eine Bewegungseinrichtung 12 zugeordnet ist. Diese weist ein automatisches, hier elektrisch betriebenes Antriebsmittel 13, insbesondere einen Schrittmotor, auf. Trotzdem es die Natur des Antriebsmittels 13 erlaubt, auch aus der Betriebsdauer bereits auf die erhaltene Drehung zu schließen, ist zur Plausibilisierung einer derartigen Stellungsangabe auch ein Sensor 14 als Positionsgeber vorgesehen. Über die Sensormessungen 14 plausibilisierte Orientierungswerte, die die (relative oder absolute) Orientierung des Patienten 9 aufgrund einer Drehung der Plattform 8 beschreiben, werden von der Bewegungseinrichtung 12 an eine Steuereinrichtung 15 der Röntgeneinrichtung 1a weitergeliefert, wozu vorliegend eine Kabelverbindung 16 als Teil der Schnittstelle zwischen der Patientenlagerungseinrichtung 7a und der Steuereinrichtung 15 vorgesehen ist.
Auf der Plattform 8 können Haltekonstruktionen 25 vorgesehen sein, an denen sich zum einen der Patient festhalten kann, die zum anderen aber auch, bei notwendiger Fixierung des Patienten 9, entsprechende Fixiermittel, die hier nicht näher gezeigt sind, tragen können.
Um nun einen dreidimensionalen Bilddatensatz des Untersuchungsbereichs 10 zu erzeugen, wird der Patient 9 auf der Plattform 8, welche über die Bewegungseinrichtung 12 auch höhenverstellbar sein kann, derart platziert, dass sich der Untersuchungsbereich 10 im Erfassungsbereich der durch die Röntgenquelle 4 und den Röntgendetektor 5 gebildeten Aufnahmeanordnung befindet. Sodann wird der möglichst unbewegte Patient 9 mittels der Bewegungseinrichtung 12, angesteuert durch die Steuereinrichtung 15, in eine langsame, gleichmäßige Drehung um die Drehachse versetzt. Dabei werden regelmäßig zweidimensionale Projektionsbilder mit der Aufnahmeanordnung aufgenommen, denen jeweils vom Antriebsmittel 13 gelieferte und durch den Sensor 14 plausibilisierte Orientierungswerte zugeordnet werden, die angeben, in welcher Projektionsrichtung das Projektionsbild aufgenommen wurde. Wurde eine hinreichende Anzahl von Projektionsbildern unter unterschiedlichen Projektionsrichtungen aufgenommen, deaktiviert die Steuereinrichtung 15, die mithin auch die zeitliche Abstimmung der Aufnahme mit der Aufnahmeanordnung mit der Drehung mit dem Antriebsmittel 13 steuert, den Aufnahme- und Drehbetrieb, der also gestoppt wird. Mittels einer Rekonstruktionseinheit 17, die hier einen Teil der Steuereinrichtung 17 bildet, kann mit einem gängigen Rekonstruktionsverfahren aus den Projektionsbildern unter Berücksichtigung der Orientierungswerte ein dreidimensionaler Bilddatensatz rekonstruiert werden.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung 1b, wobei der Einfachheit halber die gleichen Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Im dort dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Röntgendetektor 5 und die Röntgenquelle 4 an einem U-Bogen 18 angeordnet, dessen Stativ 19 hinter dem hier wiederum gezeigten Patienten 9 und der Patientenlagerungseinrichtung 7b nicht vollständig zu sehen ist.
Die Patientenlagerungseinrichtung 7b umfasst einen Stuhl 20 als Sitzgelegenheit, auf dem der Patient 9 sitzend platznehmen kann. Eine Lehne 22 des Stuhls 20 kann genutzt werden, um hier in Form von Gurten vorgesehene Fixiermittel 21 zu haltern. Zumindest die Lehne 22 des Stuhls 20 ist aus einem röntgendurchlässigen Material ausgebildet, was bevorzugt auch für die Fixiermittel 21 gilt.
Auch der Stuhl 20 kann wie die Plattform 8 um eine Drehachse 11 gedreht werden, wofür wiederum eine Bewegungseinrichtung 12 vorgesehen ist. Diese kann vorliegend (gegebenenfalls zusätzlich zu einem automatischen Betrieb) manuell betrieben werden, wobei vorliegend eine Handhabungseinrichtung 23 mit einer als Kurbel 24 ausgebildeten Handhabe für eine Bedienperson gezeigt ist. Orientierungswerte werden in diesem Beispiel allein aufgrund Daten des Sensors 14 bestimmt. Die Aufnahme von Projektionsbildern für einen dreidimensionalen Bilddatensatz erfolgt wie bereits zur 1 beschrieben bei feststehender Aufnahmeanordnung, aber sich drehendem Patienten 9, wobei es bei der Röntgeneinrichtung 1b möglich ist, mittels der Kurbel 24 rein manuell die Drehung des Stuhls 20 und mithin des Patienten 9 zu bewirken. Die Aufnahme von Röntgenbildern kann dabei durch bestimmte Orientierungswerte getriggert werden.
Es sei noch angemerkt, dass es selbstverständlich auch denkbar ist, Merkmale der Röntgeneinrichtungen 1a, 1b entsprechend auf die andere Röntgeneinrichtung 1b, 1a zu übertragen. So ist es beispielsweise möglich, einen Stuhl 20 optional auf einer Plattform 8 anzuordnen.
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass es durchaus möglich ist, weitere Bewegungsfreiheitsgrade der Patientenlagerungseinrichtung 7a, 7b, die durch die Bewegungseinrichtung 12 zur Verfügung gestellt werden, zu nutzen, um von einer Kreisbahn abweichende Aufnahmetrajektorien, beispielsweise Spiraltrajektorien bei einer gleichmäßigen Höhenverschiebung, zu realisieren. Der Orientierungswert beschreibt dann auch die Translation.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1a: Röntgeneinrichtung
1b: Röntgeneinrichtung
2: Stativteil
3: Stativteil
4: Röntgenquelle
5: Röntgendetektor
6: Zentralstrahl
7a: Patientenlagerungseinrichtung
7b: Patientenlagerungseinrichtung
8: Plattform
9: Patient
10: Untersuchungsbereich
11: Drehachse
12: Bewegungseinrichtung
13: Antreibsmittel
14: Sensor
15: Steuereinrichtung
16: Kabelverbindung
17: Rekonstruktionseinheit
18: U-Bogen
19: Stativ
20: Stuhl
21: Fixiermittel
22: Lehne
23: Handhabungseinrichtung
24: Kurbel

Claims

Verfahren zur Aufnahme von der Rekonstruktion eines dreidimensionalen Bilddatensatzes zugrunde zu legenden Projektionsbildern eines Untersuchungsbereichs (10) eines Patienten (9) unter unterschiedlichen Projektionsrichtungen mit einer Röntgeneinrichtung (1a, 1b), die eine einen Röntgendetektor (5) und eine Röntgenquelle (4) umfassende Aufnahmeanordnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der unterschiedlichen Projektionsrichtungen die Projektionsbilder bei rotierendem Patienten (9), aber feststehender Aufnahmeanordnung der Röntgeneinrichtung (12, 1b) aufgenommen werden, wobei zu jeder Aufnahme eines Projektionsbildes ein die aktuelle Orientierung des Patienten (9) beschreibender Orientierungswert aufgenommen und dem entsprechenden Projektionsbild zugeordnet abgespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine mittels einer manuell oder automatisch betriebenen Bewegungseinrichtung (12) rotierbare Patientenlagerungseinrichtung (7a, 7b), insbesondere eine Sitzgelegenheit oder eine Plattform (8), verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere bei manuellem Betrieb der Bewegungseinrichtung (12), ein Sensor (14) zur Aufnahme des Orientierungswerts verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei automatischen Betrieb der Bewegungseinrichtung (12) ein eine eindeutige Zuordnung zwischen Betriebsdauer und Drehposition erlaubendes Antriebsmittel (13), insbesondere ein Schrittmotor oder ein Servormotor, verwendet wird, wobei der Orientierungswert aus den Betriebsdauern abgeleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Fixierung des Patienten (9), insbesondere wenigstens des Untersuchungsbereichs, ausgebildete Fixiermittel (21) aufweisende Patientenlagerungseinrichtung (7a, 7b) verwendet wird und/oder die Bewegungseinrichtung (12) zur manuellen und/oder automatischen Bewegung des Patienten (9) zusätzlich in wenigstens einer Translationsrichtung ausgebildet ist, wobei zur Realisierung einer von einer Kreisbahn abweichenden Aufnahmetrajektorie während der Aufnahme der Projektionsbilder wenigstens teilweise eine Bewegung in der Translationsrichtung erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zumindest im Wesentlichen horizontale Ausrichtung eines Zentralstrahls (6) der Aufnahmeanordnung und eine zumindest im Wesentlichen vertikale Ausrichtung der Drehachse (11) des Patienten (9) verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rekonstruktion des Bilddatensatzes unter Berücksichtigung der Projektionsbilder und zugeordneten Orientierungswerte erfolgt.
Patientenlagerungseinrichtung (7a, 7b) für eine Röntgeneinrichtung (1a, 1b), wobei die Röntgeneinrichtung (1a, 1b) eine einen Röntgendetektor (5) und eine Röntgenquelle (4) umfassende Aufnahmeanordnung aufweist, zur Aufnahme von der Rekonstruktion eines dreidimensionalen Bilddatensatzes zugrunde zu legenden Projektionsbildern eines Untersuchungsbereichs (10) eines Patienten (9) unter unterschiedlichen Projektionsrichtungen bei feststehender Aufnahmeanordnung, wobei die Patientenlagerungseinrichtung (7a, 7b) eine manuell oder automatisch betriebene Bewegungseinrichtung (12) zur Rotation der Patientenlagerungseinrichtung (7a, 7b) und ein Orientierungswertermittlungsmittel zur Ermittlung eines einem Projektionsbild zuzuordnenden, die Orientierung des Patienten (9) beschreibenden Orientierungswerts bei Aufnahme des entsprechenden Projektionsbildes aufweist.
Patientenlagerungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Orientierungswertermittlungsmittel, insbesondere bei manuellem Betrieb der Bewegungseinrichtung (12), ein Sensor (14) ist oder einen Sensor (14) umfasst und/oder dass die Bewegungseinrichtung (12) ein eine eindeutige Zuordnung zwischen Betriebsdauer und Drehposition erlaubendes Antriebsmittel (13) aufweist, insbesondere einen Schrittmotor oder einen Servomotor, wobei das Orientierungswertermittlungsmittel zur Ermittlung des Orientierungswerts aus den Betriebsdauern ausgebildet ist.
Patientenlagerungseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Fixierung des Patienten (9), insbesondere wenigstens des Untersuchungsbereichs (10), ausgebildete Fixiermittel (21) aufweist.
Patientenlagerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (11) der Bewegungseinrichtung (12) vertikal verläuft.
Patientenlagerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie als eine Sitzgelegenheit, insbesondere ein Stuhl (20), oder eine Plattform (8) ausgebildet ist und/oder eine Sitzgelegenheit, insbesondere einen Stuhl (20), und/oder eine Plattform (8) umfasst.
Patientenlagerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Schnittstelle zur Übermittlung von Orientierungswerten an eine Steuereinrichtung (15) der Röntgeneinrichtung (1a, 1b) aufweist.
Röntgeneinrichtung (1a, 1b), aufweisend eine Patientenlagerungseinrichtung (7a, 7b) nach einem der Ansprüche 8 bis 13.
Röntgeneinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner bei Verwendung einer automatisch betriebenen Bewegungseinrichtung (12) eine zur zeitabgestimmten Ansteuerung der Aufnahmeanordnung und der Bewegungseinrichtung (12) ausgebildete Steuereinrichtung (15) aufweist.
Röntgeneinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zur Rekonstruktion eines dreidimensionalen Bilddatensatzes aus den Projektionsbildern unter Berücksichtigung der Projektionswerte ausgebildete Rekonstruktionseinheit (17) aufweist.