DE102017207689A1

DE102017207689A1 - X-ray device and phantom and method for calibration of an X-ray device

Info

Publication number: DE102017207689A1
Application number: DE102017207689.5A
Authority: DE
Inventors: Andreas Fieselmann
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2017-05-08
Filing date: 2017-05-08
Publication date: 2018-11-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Röntgeneinrichtung (1) zur Aufnahme von 2D-Projektionsbilddatensätzen eines Untersuchungsobjektes zur Rekonstruierung von 3D-Bilddatensätzen, zumindest umfassend: eine Aufnahmeeinrichtung zumindest mit einem Röntgenröhre (5) und einem Röntgendetektor (6), wobei die Röntgenröhre (5) und der Röntgendetektor (6) unabhängig voneinander auf unterschiedlichen Bahnkurven um das Untersuchungsobjekt bewegbar sind, wobei die Aufnahmeeinrichtung mindestens eine Halterung (16) aufweist, mittels der ein zur Kalibrierung der Röntgeneinrichtung (1) verwendetes Phantom (17) positioniert werden kann. Weiter betrifft die Erfindung ein Phantom (16) zur Verwendung bei der Kalibrierung einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung (1) sowie ein Verfahren zur Kalibrierung einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung (1).

The invention relates to an X-ray device (1) for recording 2D projection image data records of an examination object for reconstructing 3D image data sets, comprising at least: a recording device having at least one X-ray tube (5) and one X-ray detector (6), wherein the X-ray tube (5) and the X-ray detector (6) are independently movable on different trajectories around the object to be examined, wherein the receiving device has at least one holder (16) by means of which a phantom (17) used for calibration of the X-ray device (1) can be positioned. Furthermore, the invention relates to a phantom (16) for use in the calibration of an X-ray device (1) according to the invention and a method for calibrating an X-ray device (1) according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgeneinrichtung zur Aufnahme von 2D-Projektionsbilddatensätzen eines Untersuchungsobjektes zur Rekonstruierung von 3D-Bilddatensätzen, zumindest umfassend: eine Aufnahmeeinrichtung zumindest mit einer Röntgenröhre und einem Röntgendetektor, wobei die Röntgenröhre und der Röntgendetektor unabhängig voneinander auf unterschiedlichen Bahnkurven um das Untersuchungsobjekt bewegbar sind.The invention relates to an X-ray device for recording 2D projection image data records of an examination object for reconstructing 3D image data sets, comprising at least one recording device with at least one X-ray tube and one X-ray detector, wherein the X-ray tube and the X-ray detector are independently movable on different trajectories around the examination subject.

Weiter betrifft die Erfindung ein Phantom und ein Verfahren zur Kalibrierung einer Röntgeneinrichtung.Furthermore, the invention relates to a phantom and a method for calibrating an X-ray device.

Roboter-basierte Röntgeneinrichtungen wie das sogenannte Multitom Rax oder das Artis Pheno sind in der Lage, 2D-Projektionsbilder eines Untersuchungsobjektes wie eines Patienten aufzunehmen, die beispielsweise für die Kegelstrahl-CT-Bildrekonstruktion verwendet werden können. Für eine zuverlässige und genaue Rekonstruktion der 3D-Bilddatensätze ist es notwendig, die Röntgeneinrichtung in regelmäßigen Zeitabständen zu kalibrieren.Robot-based X-ray devices such as the so-called Multitom Rax or the Artis Pheno are capable of taking 2D projection images of an examination subject such as a patient, which can be used for example for the cone-beam CT image reconstruction. For a reliable and accurate reconstruction of the 3D image data sets, it is necessary to calibrate the X-ray device at regular intervals.

Derartige Röntgeneinrichtungen können entlang vieler Freiheitsgrade bewegt werden, sodass zum Beispiel für einen Kegelstrahl-CT-Scan viele Bahnkurven zur Verfügung stehen, wobei jede Bahnkurve an unterschiedlichen Positionen im Bezugssystem der Röntgeneinrichtung beginnt. Um nun eine geometrische Kalibrierung der Röntgeneinrichtung zu ermöglichen, werden separate Scans eines speziellen Kalibrierungsphantoms für jede der möglichen Bahnkurven durchgeführt. Ein Verfahren zur geometrischen Kalibrierung wird beispielsweise in dem Artikel „Improving 3D image quality of x-ray C-arm imaging systems by using properly designed pose determination systems for calibrating the projection geometry“ von Strobel et al. in [Proc. SPIE Medical Imaging 2003: Physics of Medical Imaging], 5030, 943-954 (2003), beschrieben.Such X-ray devices can be moved along many degrees of freedom, so that, for example, for a cone beam CT scan many trajectories are available, each trajectory starting at different positions in the reference system of the X-ray device. In order to enable geometrical calibration of the X-ray device, separate scans of a specific calibration phantom are performed for each of the possible trajectories. A method for geometric calibration is described, for example, in the article "Improving 3D image quality of x-ray C-arm imaging systems by using properly designed pose determination systems for calibrating the projection geometry" by Strobel et al. in [Proc. SPIE Medical Imaging 2003: Physics of Medical Imaging], 5030, 943-954 (2003).

Bisher wird dabei das Phantom vor jedem Kalibrierungsscan manuell neu positioniert, damit es im Isozentrum der jeweiligen zu kalibrierenden Bahnkurve liegt, was jedoch sehr zeitaufwendig ist. Aus dem Stand der Technik sind keine Röntgeneinrichtungen bekannt, die dieses Problem lösen.So far, the phantom is manually repositioned before each calibration scan so that it lies in the isocenter of each trajectory to be calibrated, which is very time consuming. From the prior art, no X-ray devices are known which solve this problem.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Röntgeneinrichtung sowie ein Verfahren zur Kalibrierung einer Röntgeneinrichtung zu schaffen, welche(s) den Zeitaufwand durch das manuelle Positionieren des Phantoms zwischen den einzelnen Kalibrierungsscans verringert.It is therefore an object of the invention to provide an X-ray device and a method for calibrating an X-ray device, which (s) reduces the time required by manually positioning the phantom between the individual calibration scans.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.This object is solved by the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention are the subject of the subordinate claims.

Der Erfinder hat erkannt, dass die automatische Durchführung der Kalibrierung, vor allem ohne manuelles Positionieren des Phantoms, erhebliche Zeit und dadurch auch Kosten einspart. Beispielsweise könnte auf diese Art der gesamte Kalibrierungsvorgang über Nacht durchgeführt werden, sodass die Ausfallzeit der Röntgeneinrichtung und der damit einhergehende Kostenaufwand reduziert werden kann.The inventor has recognized that automatically performing the calibration, especially without manually positioning the phantom, saves significant time and thereby also costs. For example, in this way, the entire calibration process could be performed overnight, so that the down time of the X-ray device and the associated cost can be reduced.

Dies kann realisiert werden, indem mittels der bewegbaren Röntgeneinrichtung selbst, insbesondere mittels der Aufnahmeeinrichtung, das Phantom für jeden Kalibrierungsscan versetzt und an die entsprechende Position gebracht wird. Hierfür kann die Bewegbarkeit der Aufnahmeeinrichtung, also des Röntgendetektors und der Röntgenröhre, genutzt werden.This can be realized by means of the movable X-ray device itself, in particular by means of the recording device, the phantom for each calibration scan is offset and brought to the appropriate position. For this purpose, the mobility of the receiving device, so the X-ray detector and the X-ray tube can be used.

Beispielsweise ist bei den Multitom Rax Geräten die Röntgenröhre in allen drei Dimensionen translatorisch und um zwei Achsen rotatorisch bewegbar. Durch eine Halterung an der Röntgenröhre kann das Phantom aufgegriffen und positioniert werden. Die Halterung kann entweder dauerhaft an der Röntgenröhre befestigt sein oder ausschließlich für die Kalibrierung an der Röntgenröhre angebracht werden.For example, in the Multitom Rax devices, the X-ray tube is translationally movable in all three dimensions and rotatable about two axes. Through a holder on the X-ray tube, the phantom can be picked up and positioned. The holder can either be permanently attached to the x-ray tube or attached to the x-ray tube for calibration only.

Das Phantom kann mit einer Gegenhalterung ausgestattet werden, die ein einfaches Aufgreifen durch die Halterung an der Aufnahmeeinrichtung, insbesondere an der Röntgenquelle, ermöglicht.The phantom can be equipped with a counter support, which allows easy grasping by the holder on the receiving device, in particular at the X-ray source.

Auf diese Weise kann das Phantom einfach und automatisch für jeden Kalibrierungsscan an die entsprechende Position gebracht werden. Der Zeit- und Kostenaufwand für einen Servicetechniker zum Umsetzten des Phantoms kann eingespart werden. Durch die somit automatisch mögliche Durchführung der Kalibrierung kann diese gezielt zu Leerlaufzeiten der Röntgeneinrichtung, vor allem nachts, durchgeführt werden.In this way, the phantom can be easily and automatically brought to the appropriate position for each calibration scan. The time and cost of a service technician to implement the phantom can be saved. As a result of the calibration, which is thus possible automatically, this can be carried out in a targeted manner at idle times of the X-ray device, especially at night.

Demgemäß schlägt der Erfinder vor, eine Röntgeneinrichtung zur Aufnahme von 2D-Projektionsbilddatensätzen eines Untersuchungsobjektes, insbesondere eines Patienten, zur Rekonstruierung von 3D-Bilddatensätzen, zumindest umfassend: eine Aufnahmeeinrichtung zumindest mit einer Röntgenröhre und einem Röntgendetektor, wobei die Röntgenröhre und der Röntgendetektor unabhängig voneinander auf unterschiedlichen Bahnkurven um das Untersuchungsobjekt bewegbar sind, dahingehend zu verbessern, dass die Aufnahmeeinrichtung mindestens eine Halterung aufweist, mittels der ein zur Kalibrierung der Röntgeneinrichtung verwendetes Phantom positioniert, also zuerst aufgegriffen und dann versetzt, werden kann. Das Aufgreifen und Versetzen des Phantoms erfolgt erfindungsgemäß automatisch, das heißt ohne manuelles Eingreifen eines Servicetechnikers oder dergleichen und lediglich unter zu Hilfenahme der bewegbaren Aufnahmeeinrichtung.Accordingly, the inventor proposes an X-ray device for recording 2D projection image data sets of an examination object, in particular a patient, for reconstructing 3D image data sets, comprising at least: a recording device having at least one X-ray tube and one X-ray detector, wherein the X-ray tube and the X-ray detector are independent of one another different trajectories are movable around the object to be examined, to improve to the effect that the receiving device has at least one holder by means of which a phantom used for calibration of the X-ray device positioned, so first picked up and then offset, can be. The picking up and putting on of the phantom takes place according to the invention automatically, that is without manual intervention by a service technician or the like and only with the aid of the movable receiving device.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung sieht vor, dass die mindestens eine Halterung an der Röntgenröhre befestigt ist. Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass die mindestens eine Halterung an dem Röntgendetektor befestigt ist. Vorzugsweise ist die mindestens eine Halterung an der Röntgenquelle befestigt, da diese aufgrund ihrer geringeren Größe einfacher zu bewegen ist und die Bewegung in mehr Freiheitsgraden erfolgen kann.An embodiment of the X-ray device according to the invention provides that the at least one holder is attached to the X-ray tube. Another embodiment provides that the at least one holder is attached to the X-ray detector. Preferably, the at least one holder is attached to the X-ray source, as this is easier to move due to their smaller size and the movement can be done in more degrees of freedom.

Beispielsweise können eine oder mehrere Halterungen ausgeführt sein, wobei die Halterungen an die jeweiligen verwendeten Phantome angepasst sein können. Dabei kann die Halterung in einer Variante lösbar an der Aufnahmeeinrichtung befestigt sein. In einer anderen Variante ist die Halterung dauerhaft, jedoch bevorzugt ausfahrbar oder ausklappbar, an der Aufnahmeeinrichtung befestigt. Entsprechend kann die Halterung vor der Durchführung der Kalibrierung angebracht oder ausgefahren und anschließend wieder entfernt oder eingefahren werden.For example, one or more mounts may be implemented, wherein the mounts may be adapted to the particular phantoms used. In this case, the holder can be releasably attached to the receiving device in a variant. In another variant, the holder is permanently, but preferably extendable or foldable, attached to the receiving device. Accordingly, the holder may be attached or extended prior to performing the calibration, and then removed or retracted.

Die mindestens eine Halterung kann als Stab oder Stange, Haken, Öse, Greifarm oder dergleichen ausgebildet werden. Vorteilhafterweise ist die Halterung derart ausgebildet, dass das Aufgreifen und wieder Loslassen des Phantoms ohne weitere mechanische Aktionen, wie das aktive Öffnen der Halterung, einfach ausgeführt werden kann.The at least one holder can be formed as a rod or rod, hook, eye, gripper arm or the like. Advantageously, the holder is designed such that the picking up and releasing the phantom without further mechanical actions, such as the active opening of the holder, can be easily performed.

Weiterhin ist in einer Ausführungsform der Röntgeneinrichtung eine Positionierungseinheit zur insbesondere vertikal unterschiedlichen Positionierung des Phantoms ausgebildet, welche beispielsweise an einer Patientenlagerung anbringbar ist. In einer einfachen Ausführungsform ist die Positionierungseinheit als eine Art Leiter mit mehreren, unterschiedlich hohen Stufen, Sprossen oder Haken ausgebildet, auf die das Phantom abgestellt oder angehängt werden kann. Die Positionierungseinheit kann bevorzugt und der Einfachheit halber an der vorhandenen Patientenlagerung befestigt werden. Bei der Patientenlagerung handelt es sich entweder um eine Liege oder eine Einrichtung zum Anlehnen des Patienten im Stehen oder im Sitzen.Furthermore, in one embodiment of the x-ray device, a positioning unit is provided for positioning the phantom, in particular vertically different, which can be attached, for example, to a patient support. In a simple embodiment, the positioning unit is designed as a kind of ladder with several, differently high steps, rungs or hooks on which the phantom can be parked or attached. The positioning unit may preferably and for simplicity be attached to the existing patient support. The patient positioning is either a couch or a device for leaning on the patient while standing or sitting.

Noch eine Ausführungsform sieht eine Kamera vor, mittels welcher das Positionieren des Phantoms überwacht werden kann. Yet another embodiment provides a camera by means of which the positioning of the phantom can be monitored.

Die Kamera ist vorzugsweise an der Aufnahmeeinrichtung, weiterhin vorzugsweise in der Nähe der Halterung, angebracht. Besonders vorteilhaft ist die Kamera als 3D-Kamera ausgebildet.The camera is preferably attached to the receiving device, further preferably in the vicinity of the holder. Particularly advantageous is the camera designed as a 3D camera.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Phantom zur Verwendung bei der Kalibrierung einer voranstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung, wobei das Phantom mindestens eine Gegenhalterung aufweist, mittels welcher das Phantom von der mindestens einen Halterung an der Aufnahmeeinrichtung aufgegriffen und positioniert werden kann.Furthermore, the invention relates to a phantom for use in the calibration of an X-ray device according to the invention described above, wherein the phantom has at least one counter-holder, by means of which the phantom can be picked up and positioned by the at least one holder on the receiving device.

Vorteilhafterweise ist das Phantom aus mindestens einem röntgendurchlässigen Kunststoff ausgebildet ist. Weiterhin vorteilhaft weist das Phantom eine der nachfolgenden geometrischen Formen auf: Kugel, (Hohl-)Zylinder, Polyeder, wie zum Beispiel Würfel, Quader, Pyramide, Prisma, oder dergleichen.Advantageously, the phantom is formed of at least one radiolucent plastic. Further advantageously, the phantom has one of the following geometric shapes: sphere, (hollow) cylinder, polyhedron, such as cube, cuboid, pyramid, prism, or the like.

Die Gegenhalterung ist beispielsweise als Loch, Durchführung, Stange, Haken, Öse oder dergleichen ausgebildet. Dabei sind die Halterung und die Gegenhalterung bevorzugt komplementär ausgebildet, zum Beispiel ist die Halterung als Haken ausgebildet, welcher in eine Öse am Phantom eingreifen kann, um dieses anzuheben und zu positionieren.The counter-holder is formed, for example, as a hole, bushing, rod, hook, eye or the like. In this case, the holder and the counter-holder are preferably designed to be complementary, for example, the holder is designed as a hook, which can engage in an eyelet on the phantom to lift this and position it.

Zudem sieht eine Ausführungsform vor, dass ein Standfuss zur sicheren Positionierung des Phantoms vorgesehen ist. Ist das Phantom beispielsweise als Kugel oder Zylinder ausgebildet, wird mittels des Standfusses das Wegrollen verhindert beziehungsweise eine eindeutige Positionierung des Phantoms gewährleistet. Beispielsweise ist das Standfuss fest mit dem Phantom verbunden oder separat ausgeführt. Der Standfuss kann beispielsweise aus einem Schaumstoff ausgebildet sein. In einer Ausführungsform ist der Standfuss als Sockel ausgebildet.In addition, an embodiment provides that a stand for safe positioning of the phantom is provided. If the phantom is designed, for example, as a ball or cylinder, rolling away is prevented by means of the stand, or a clear positioning of the phantom is ensured. For example, the stand is firmly connected to the phantom or executed separately. The stand can be formed for example of a foam. In one embodiment, the stand is designed as a base.

Die Erfindung betrifft noch ein Verfahren zur Kalibrierung einer voranstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung unter Verwendung eines voranstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Phantoms, wobei das Phantom vor der Durchführung eines Kalibrierungsscan mittels der Aufnahmeeinrichtung positioniert wird. Erfindungsgemäß wird also das Phantom für jeden Kalibrierungsscan an eine individuelle, voreinstellbare Position gebracht. Vorteilhafterweise erfolgt das Versetzen beziehungsweise Positionieren des Phantoms automatisch, ohne manuelle Hilfe. Dies spart enormen Zeit- und Kostenaufwand. Das Phantom wird erfindungsgemäß vor dem Durchlaufen der einzelnen Kalibrierungsscans neu positioniert.The invention also relates to a method for calibrating an above-described X-ray device according to the invention using a phantom according to the invention described above, wherein the phantom is positioned by means of the receiving device before performing a calibration scan. According to the invention, therefore, the phantom is brought to an individual, presettable position for each calibration scan. Advantageously, the displacement or positioning of the phantom takes place automatically, without manual assistance. This saves enormous time and money. According to the invention, the phantom is repositioned before passing through the individual calibration scans.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele mit Hilfe der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind. Es zeigen im Einzelnen: 1: Röntgeneinrichtung; 4: Patientenliege; 5: Röntgenröhre; 6: Röntgendetektor; 7: Teleskophalterung der Röntgenröhre; 8: Teleskophalterung des Röntgendetektors; 9, 10, 11: Translationsbewegungsachsen der Röntgenröhre; 12, 13: Rotationsbewegungsachsen der Röntgenröhre; 14, 15: Rotationsbewegungsachsen des Röntgendetektors; 16: Stabhalterung an der Röntgenröhre; 17: Phantom; 18: Öse; 19: Standfuss; 20: Positionierungseinheit; 21: Längsbefestigung; 22: Sprossen; 23: Haken; 24: Patientenlagerung; P1, P2, H1, H2: unterschiedliche Positionen des Phantoms;In the following the invention with reference to the preferred embodiments with reference to the figures will be described in more detail, with only the features necessary for understanding the invention features are shown. They show in detail: 1 : X-ray device; 4 : Patient couch; 5 : X-ray tube; 6 : X-ray detector; 7 : Telescope holder of the X-ray tube; 8th : Telescope holder of the X-ray detector; 9 . 10 . 11 : Translational motion axes of the x-ray tube; 12 . 13 : Rotational motion axes of the X-ray tube; 14 . 15 : Rotational movement axes of the X-ray detector; 16 : Rod holder on the X-ray tube; 17 : Phantom; 18 : Eyelet; 19 : Stand; 20 : Positioning unit; 21 : Longitudinal attachment; 22 : Sprouts; 23 : Hook; 24 : Patient positioning; P1, P2, H1, H2: different positions of the phantom;

Es zeigt:

1 bis 4: schematisch die Schritte der horizontalen Positionierung eines Phantoms mittels einer Röntgenquelle einer Röntgeneinrichtung,
5 bis 8: schematisch die Schritte der horizontalen Positionierung eines Phantoms mittels einer Röntgenquelle einer Röntgeneinrichtung,
9: eine schematische erste Seitenansicht eines Phantoms,
10: eine schematische zweite Seitenansicht des Phantoms gemäß der 9,
11: eine schematische Seitenansicht eines Phantoms mit einem Standfuss,
12: eine schematische Vorderansicht der Patientenlagerung mit der Positionierungseinheit gemäß den 5 bis 8, und
13: eine schematische Darstellung einer Röntgeneinrichtung.

It shows:

1 to 4 FIG. 2 schematically shows the steps of the horizontal positioning of a phantom by means of an X-ray source of an X-ray device, FIG.
5 to 8th FIG. 2 schematically shows the steps of the horizontal positioning of a phantom by means of an X-ray source of an X-ray device, FIG.
9 : a schematic first side view of a phantom,
10 FIG. 2: a schematic second side view of the phantom according to FIG 9 .
11 : a schematic side view of a phantom with a stand,
12 FIG. 2: a schematic front view of the patient support with the positioning unit according to FIGS 5 to 8th , and
13 : a schematic representation of an X-ray device.

Die 1 bis 4 zeigen schematisch den Ablauf einer horizontalen Positionierung eines Phantoms 17 zwischen zwei Kalibrierungsscans mittels einer Röntgenröhre 5 einer Röntgeneinrichtung. Die Röntgeneinrichtung ist als sogenanntes Multitom Rax Gerät ausgebildet, siehe 13. Zu sehen ist jeweils die an einem Teleskoparm 7 befestigte Röntgenröhre 5, an welcher eine Halterung 16 befestigt ist. In dieser beispielhaft gezeigten Ausführungsform ist die Halterung 16 als Stab ausgebildet. Weiterhin ist eine Patientenliege 4 gezeigt, auf welcher das Phantom 17 liegt. Das Phantom 17 ist in dieser Ausführungsform als Zylinder mit einer Öffnung als Gegenhalterung an der unteren beziehungsweise hinteren Seite aus einem röntgendurchlässigen Kunststoff ausgebildet.The 1 to 4 show schematically the process of a horizontal positioning of a phantom 17 between two calibration scans using an X-ray tube 5 an X-ray device. The X-ray device is designed as a so-called multitom Rax device, see 13 , You can see them each on a telescopic arm 7 attached x-ray tube 5 on which a holder 16 is attached. In this embodiment shown by way of example, the holder is 16 trained as a staff. Furthermore, there is a patient bed 4 shown on which the phantom 17 lies. The Phantom 17 is formed in this embodiment as a cylinder with an opening as a counter-holder on the lower or rear side of a radiolucent plastic.

In der 1 befindet sich das Phantom 17 an einer ersten Position P1 auf der Patientenliege 4. Die 2 und 3 zeigen, wie das Phantom 17 von der Halterung 16 an der Röntgenröhre 5 aufgegriffen und hoch gehoben wird, indem der Stab einfach durch den Hohlzylinder geführt wird. Die Bewegung wird realisiert, indem zum einen der Teleskoparm 7 ausgefahren wird und zum anderen die gesamte Röntgenröhre 5 in Richtung des Phantoms 17 bewegt wird. Anschließend wird das Phantom 17 an einer zweiten Position P2 auf der Patientenliege 4 wieder abgesetzt, siehe 4, und die Halterung 16 wird herausgezogen. Hierzu wird zuerst die Röntgenröhre 5 vom Phantom 17 weg bewegt, sodass die Halterung 16 herausgezogen wird, und der Teleskoparm 7 wird wieder hoch- beziehungsweise eingefahren.In the 1 is the phantom 17 at a first position P1 on the patient bed 4 , The 2 and 3 show how the phantom 17 from the holder 16 at the x-ray tube 5 picked up and lifted by the rod is simply passed through the hollow cylinder. The movement is realized by, on the one hand, the telescopic arm 7 is extended and the other the entire X-ray tube 5 in the direction of the phantom 17 is moved. Subsequently, the phantom 17 at a second position P2 on the patient bed 4 set down again, see 4 , and the holder 16 is pulled out. For this purpose, first the X-ray tube 5 from the phantom 17 moved away, leaving the bracket 16 is pulled out, and the telescopic arm 7 is raised again or retracted.

Bei diesem Beispiel wird das Phantom 17 in einer horizontalen Ebene, nämlich der Ebene der Patientenliege 4, neu positioniert. Die Positionierung des Phantoms 17 erfolgt automatisch ohne manuelle Hilfe vor jedem Kalibrierungsscan.In this example, the phantom 17 in a horizontal plane, namely the plane of the patient couch 4 , repositioned. The positioning of the phantom 17 takes place automatically without manual assistance before each calibration scan.

Weiterhin ist selbstverständlich auch eine vertikale Neupositionierung beziehungsweise Positionsänderung des Phantoms 17 möglich. Der entsprechende Ablauf ist in den 5 bis 8 beispielhaft verdeutlicht.Furthermore, of course, a vertical repositioning or position change of the phantom 17 possible. The corresponding procedure is in the 5 to 8th exemplified.

Die gezeigte Röntgenröhre 5 mit der Halterung 16 entspricht der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform. Das Phantom 17 ist in dieser Ausführungsform als Vollzylinder mit einer runden Öse 18 an der oberen Grundfläche ausgebildet. Entsprechend steht das Phantom 17 auf der unteren Grundfläche.The X-ray tube shown 5 with the bracket 16 corresponds to the in the 1 to 4 shown embodiment. The Phantom 17 is in this embodiment as a solid cylinder with a round eyelet 18 formed on the upper base. Accordingly, the phantom is 17 on the bottom surface.

Weiterhin ist noch eine Patientenlagerung 24 mit einer Positionierungseinheit 20 zur vertikal unterschiedlichen Positionierung des Phantoms 17 abgebildet. Die Patientenlagerung 24 dient zum Anlehen und Fixieren eines zu untersuchenden Patienten. Die Positionierungseinheit 20 ist als eine Art Leiter mit mehreren unterschiedlich hohen Sprossen 22 ausgebildet. Auf den Sprossen 22 kann das Phantom 17 positioniert werden. Zum Durchführen des Kalibrierungsvorganges wird die Positionierungseinheit 20 einfach an der Patientenlagerung 24 befestigt, beispielsweise von oben eingehängt.Furthermore, there is still a patient positioning 24 with a positioning unit 20 for vertically different positioning of the phantom 17 displayed. The patient positioning 24 serves to lend and fix a patient to be examined. The positioning unit 20 is a kind of ladder with several different high rungs 22 educated. On the sprouts 22 can the phantom 17 be positioned. To perform the calibration process, the positioning unit 20 simply at the patient positioning 24 attached, for example, hung from above.

In der Ausgangssituation, siehe 5, befindet sich das Phantom 17 auf einer Sprosse 22 der Positionierungseinheit 20 auf einer ersten Höhe (Position H1). Zum Aufgreifen und Positionieren fährt die Stabhalterung 16 in die Öse 18 am oberen Ende des Phantoms 17 durch eine Bewegung der Röntgenröhre 5 ein und hebt dieses hoch, siehe 6 und 7. Anschließend wird das Phantom 17 auf einer anderen Sprosse 22 auf unterschiedlicher Höhe in der Position H2 wieder abgesetzt. Die Positionierung des Phantoms 17 erfolgt ausschließlich durch eine Bewegung der Röntgenröhre 5. In der 8 befindet sich das Phantom 17 in der Endposition H2In the starting situation, see 5 , is the phantom 17 on a rung 22 the positioning unit 20 at a first height (position H1). For picking up and positioning moves the rod holder 16 into the eye 18 at the top of the phantom 17 by a movement of the X-ray tube 5 and lift this up, see 6 and 7 , Subsequently, the phantom 17 on another rung 22 offset at different heights in position H2. The positioning of the phantom 17 takes place exclusively by a movement of the x-ray tube 5 , In the 8th is the phantom 17 in the end position H2

Die Ausführungsform des Phantoms 17 gemäß den 5 bis 8 ist in den 9 und 10 in zwei verschiedenen Seitenansichten nochmals vergrößert dargestellt. In der 11 ist noch eine andere Ausführungsform des Phantoms 17 als Hohlzylinder und einem Standfuss 19 gezeigt. Der Hohlzylinder liegt auf dem Standfuss 19, welcher das Wegrollen des Phantoms 17 verhindert.The embodiment of the phantom 17 according to the 5 to 8th is in the 9 and 10 shown enlarged again in two different side views. In the 11 is yet another embodiment of the phantom 17 as a hollow cylinder and a stand 19 shown. The hollow cylinder lies on the stand 19 , which is the rolling away of the phantom 17 prevented.

Die 12 zeigt eine schematische Vorderansicht der Patientenlagerung 24 mit der Positionierungseinheit 20 gemäß den 5 bis 8. Die Positionierungseinheit 20 umfasst eine Längsbefestigung 21 an der quer mehrere Sprossen 22 zum Positionieren des Phantoms auf unterschiedlichen Höhen angebracht sind. Am oberen Ende weist die Längshalterung 21 einen Haken 23 auf, mit dem sie an dem oberen Ende der Patientenlagerung 24 eingehängt werden kann.The 12 shows a schematic front view of the patient positioning 24 with the positioning unit 20 according to the 5 to 8th , The positioning unit 20 includes a longitudinal attachment 21 at the cross several rungs 22 for positioning the phantom at different heights. At the upper end has the longitudinal bracket 21 a hook 23 on, with which they are at the top of the patient's couch 24 can be hung.

In der 13 ist eine beispielhafte Darstellung einer Röntgeneinrichtung 1 gezeigt, welche als sogenanntes Multitom Rax Gerät ausgebildet ist. Die Röntgeneinrichtung 1 umfasst eine Röntgenröhre 5 und einen Röntgendetektor 6, welche jeweils mit einer teleskopierbaren Halterung 7 beziehungsweise 8 an einer Decke des Untersuchungsraumes befestigt sind. Die Röntgenröhre 5 ist in den drei Translationsbewegungsachsen 9, 10 und 11 sowie in den beiden Rotationsbewegungsachsen 12 und 13 bewegbar. Weiterhin ist der Röntgendetektor 6 um beide Rotationsbewegungsachsen 14 und 15 drehbar. Hierdurch sind die Röntgenröhre 5 und der Röntgendetektor 6 unabhängig voneinander auf unterschiedlichen Bahnkurven um ein Untersuchungsobjekt bewegbar. Durch die Bewegbarkeit der Röntgenröhre 5 und des Röntgendetektors 6 ist es möglich, von einem auf der beispielhaft gezeigten Patientenliege 4 gelagerten Patienten aus beliebigen Blickwinkeln 2D-Projektionsbilddatensätze aufzunehmen, aus denen weiterhin 3D-Bilddatensätze rekonstruiert werden können.In the 13 is an exemplary representation of an X-ray device 1 shown, which is designed as a so-called multitom Rax device. The X-ray device 1 includes an x-ray tube 5 and an X-ray detector 6 , each with a telescopic holder 7 respectively 8th attached to a ceiling of the examination room. The x-ray tube 5 is in the three translational motion axes 9 . 10 and 11 as well as in the two rotational motion axes 12 and 13 movable. Furthermore, the X-ray detector is 6 around both rotational axes of motion 14 and 15 rotatable. This is the X-ray tube 5 and the X-ray detector 6 independently movable on different trajectories around a subject. Due to the mobility of the X-ray tube 5 and the X-ray detector 6 it is possible from a patient couch shown on the example 4 stored patients from any angle 2D 2D projection image records from which still can be reconstructed 3D image data sets.

Insgesamt wird mit der Erfindung also eine Röntgeneinrichtung zur Aufnahme von 2D-Projektionsbilddatensätzen eines Untersuchungsobjektes zur Rekonstruierung von 3D-Bilddatensätzen, zumindest umfassend: eine Aufnahmeeinrichtung zumindest mit einer Röntgenröhre und einem Röntgendetektor, wobei die Röntgenröhre und der Röntgendetektor unabhängig voneinander auf unterschiedlichen Bahnkurven um das Untersuchungsobjekt bewegbar sind, wobei die Aufnahmeeinrichtung mindestens eine Halterung aufweist, mittels der ein zur Kalibrierung der Röntgeneinrichtung verwendetes Phantom positioniert werden kann. Weiter betrifft die Erfindung ein Phantom zur Verwendung bei der Kalibrierung einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung sowie ein Verfahren zur Kalibrierung einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung.Overall, the invention thus an X-ray device for recording 2D projection image data sets of an examination object for reconstructing 3D image data sets, comprising at least: a receiving device at least with an X-ray tube and an X-ray detector, wherein the X-ray tube and the X-ray detector independently on different trajectories around the examination subject are movable, wherein the receiving device has at least one holder, by means of which a phantom used for calibration of the X-ray device can be positioned. Furthermore, the invention relates to a phantom for use in the calibration of an X-ray device according to the invention and a method for calibrating an X-ray device according to the invention.

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. Insbesondere beschränkt sich die Erfindung nicht auf die nachfolgend angegebenen Merkmalskombinationen, sondern es können auch für den Fachmann offensichtlich ausführbare andere Kombinationen und Teilkombinationen aus den offenbarten Merkmalen gebildet werden.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. In particular, the invention is not limited to the combination of features given below, but other apparent combinations and sub-combinations of the disclosed features may be formed for those skilled in the obvious.

Claims

X-ray device (1) for recording 2D projection image data sets of an examination object, in particular a patient, for reconstructing 3D image data sets, at least comprising: 1.1. a receiving device with at least one x-ray tube (5) and an x-ray detector (6), wherein the x-ray tube (5) and the x-ray detector (6) are independently movable on different trajectories around the examination subject, characterized in that 1.2. the receiving device has at least one holder (16) by means of which a phantom (17) used for calibrating the X-ray device (1) can be positioned.

X-ray device (1) according to the preceding Claim 1 , characterized in that the at least one holder (16) is attached to the x-ray tube (5).

X-ray device (1) according to one of the preceding Claims 1 to 2 , characterized in that the at least one holder (16) is attached to the X-ray detector (6).

X-ray device (1) according to one of the preceding Claims 1 to 3 , characterized in that the at least one holder (16) is releasably secured to the receiving device.

X-ray device (1) according to one of the preceding Claims 1 to 3 , characterized in that the at least one holder (16) is attached extendable or foldable on the receiving device.

X-ray device (1) according to one of the preceding Claims 1 to 5 , characterized in that the at least one holder (16) is selected from the following list: rod, hook, eye, gripper arm or the like.

X-ray device (1) according to one of the preceding Claims 1 to 6 , characterized in that a positioning unit (20) for in particular vertically different positioning of the phantom (17) is formed.

X-ray device (1) according to one of the preceding Claims 1 to 7 , characterized in that a camera is formed, by means of which the positioning of the phantom (16) can be monitored.

A phantom (16) for use in calibrating an X-ray device (1) according to any one of the preceding Claims 1 to 8th , characterized in that the phantom (17) has at least one counter-holder (18), by means of which the phantom (17) can be picked up and positioned by the at least one holder (16) on the receiving device.

Phantom (16) according to the preceding Claim 9 , characterized in that the phantom (16) is formed of at least one radiolucent plastic.

Phantom (16) according to one of the preceding Claims 9 to 10 , characterized in that the phantom (16) has one of the following geometric shapes: sphere, (hollow) cylinder, polyhedron or the like.

Phantom (16) according to one of the preceding Claims 9 to 11 , characterized in that the at least counter support (18) is selected from the following list: hole, bushing, rod, hook, eye or the like.

Phantom (17) according to one of the preceding Claims 11 to 12 , characterized in that a stand (19) for safe positioning of the phantom (17) is provided.

Method for calibrating an X-ray device (1) according to one of the preceding Claims 1 to 8th using a phantom (16) according to any one of the preceding Claims 9 to 13 , characterized in that the phantom (16) is positioned by means of the receiving device before performing a calibration scan.