DE102019212066A1

DE102019212066A1 - Mammographieeinrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Mammographieeinrichtung

Info

Publication number: DE102019212066A1
Application number: DE102019212066.0A
Authority: DE
Inventors: Helmut Gollwitzer; Wolfgang Neuber
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2019-08-12
Filing date: 2019-08-12
Publication date: 2021-02-18
Anticipated expiration: 2039-08-13
Also published as: DE102019212066B4

Abstract

Eine Mammographieeinrichtung (1) umfasst einen an einem schwenkbaren Strahlerarm (2) befestigten Röntgenstrahler (3), einen an einer schwenkbaren Halterung (4) befestigten Objekttisch (5), in dem ein Röntgendetektor (6) integriert ist, und einen Antrieb (10) zum Verschwenken des Strahlerarms (2) und/oder der Halterung (4). Gemäß der Erfindung ist der Antrieb (10) dazu ausgebildet, die Halterung (4) und den Strahlerarm (2) bezüglich einer drehfest gelagerten Komponente (7) zu verschwenken. Eine erste Fixereinrichtung (11) ist dazu ausgebildet, die Winkelorientierung des Strahlerarms (2) bezüglich der Halterung (4) zu fixieren und eine zweite Fixereinrichtung (12) ist dazu ausgebildet, die Winkelorientierung der Halterung (4) bezüglich der drehfest gelagerten Komponente (7) zu fixieren. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Mammographieeinrichtung (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Mammographieeinrichtung mit einem an einem schwenkbaren Strahlerarm gelagerten Röntgenstrahler, einem an einer schwenkbaren Halterung gelagerten Objekttisch, in dem ein Röntgendetektor integriert ist, und einem Antrieb zum Verschwenken des Strahlerarms und/oder der Halterung bezüglich einer drehfest gelagerten Komponente. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Mammographieeinrichtung.
Bildgebende Verfahren, die auf der Erfassung von Röntgenstrahlung basieren, sind im Bereich der Medizintechnik weitgehend etabliert. Im Allgemeinen wird hierbei ein Untersuchungsobjekt, insbesondere ein zu untersuchender Körperbereich eines Patienten, mittels Röntgenstrahlen durchleuchtet, wobei die Röntgenstrahlen abgeschwächt werden. Die typischerweise mit Hilfe von ortsauflösenden Röntgendetektoren erfasste Intensitätsverteilung der abgeschwächten Röntgenstrahlen gibt Aufschluss über die Dichteverteilung des durchstrahlten Untersuchungsobjektes.
Herkömmliche Röntgengeräte stellen typischerweise zweidimensionale Projektionsaufnahmen (auch: Projektionen, Projektionsbilder) bereit, die mittels eines Röntgendetektors, insbesondere eines Flachbilddetektors, erfasst wurden. Es ist weiterhin bekannt, dreidimensionale Bilddaten (auch: Volumendaten) aus einer Vielzahl von solchen Projektionsaufnahmen, die aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen aufgenommen wurden, digital zu rekonstruieren. So wird beispielsweise bei der Computertomographie (CT) das Untersuchungsobjekt über einen weiten Winkelbereich von mindestens 180°, vorzugsweise über den gesamten Winkelbereich von 360°, abgetastet. Dies geschieht im Allgemeinen dadurch, dass einander gegenüberliegend angeordnete Röntgenstrahler und Röntgendetektoren um das dazwischenliegende Untersuchungsobjekt rotiert werden.
Grundlage für eine tomographische Rekonstruktion ist eine Abtastung des Untersuchungsobjektes über einen weiten Winkelbereich. Dies ist bei der Mammographie im Allgemeinen nicht möglich, vielmehr wird hierbei das Untersuchungsobjekt über einen deutlich eingeschränkten Winkelbereich abgetastet. Eine näherungsweise Rekonstruktion von Volumendaten ist durch die Tomosynthese ermöglicht, die insbesondere Stapel von Schichtbildern liefert.
Bei medizinischen Untersuchungen der Mamma werden heutzutage standardmäßig cranio-caudal (CC) Aufnahmen und mediolateral-oblique (MLO) Aufnahmen angefertigt. Zusätzlich können beispielsweise mediolateral (ML) und/oder lateralmedial (LM) Aufnahmen erstellt werden. Diese Aufnahmen entsprechen Projektionsaufnahmen mit unterschiedlichen Projektionsrichtungen, die typischerweise bei komprimierter Brust aufgenommen werden. CC-Aufnahmen korrespondieren beispielsweise zu einer Abtastung des Untersuchungsobjektes über einen Projektionswinkelbereich, der um einen Aufnahmewinkel von 0°, der einer Durchleuchtung des Untersuchungsobjektes in vertikaler Richtung entspricht, zentriert ist. MLO-, ML- und LM-Aufnahmen korrespondieren beispielsweise zu einer Abtastung des Untersuchungsobjektes über einen Projektionswinkelbereich, der um einen von 0° verschiedenen Aufnahmewinkel zentriert ist.
Zum Erfassen von CC-Aufnahmen und MLO-, ML- und LM-Aufnahmen ist sowohl der Röntgenstrahler als auch der Röntgendetektor schwenkbar gelagert, letzterer insbesondere um die korrekte Orientierung zum Röntgenstrahler sicherzustellen. Zum Ausrichten des Objekttisches mit darin integriertem Röntgendetektor bzw. zum Ausrichten des Röntgenstrahlers weisen Mammographieeinrichtungen typischerweise mehrere Antriebe auf, die insbesondere in einer Standsäule der Mammographieeinrichtung integriert sind. Es ist bekannt, die Antriebe mit den daran befestigten patientenseitigen Komponenten, wie etwa dem bereits genannten und typischerweise an einem verschwenkbaren Strahlerarm gelagerten Röntgenstrahler und/oder dem Objekttisch mit Röntgendetektor und Kompressionseinheit, an einer Standsäule in einer Linearführung höhenverstellbar zu lagern.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Mammographieeinrichtung mit einfachem und damit kostengünstigem Aufbau sowie ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Mammographieeinrichtung anzugeben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Mammographieeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren zum Betrieb einer derartigen Mammographieeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Eine Mammographieeinrichtung umfasst

- einen an einem schwenkbaren Strahlerarm befestigten Röntgenstrahler,
- einen an einer schwenkbaren Halterung befestigten Objekttisch, in dem ein Röntgendetektor integriert ist, und
- einen Antrieb zum Verschwenken des Strahlerarms und/oder der Halterung.

Gemäß der Erfindung ist der Antrieb dazu ausgebildet, die Halterung und den Strahlerarm bezüglich einer drehfest gelagerten Komponente zu verschwenken, wobei eine erste Fixereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Winkelorientierung des Strahlerarms bezüglich der Halterung zu fixieren und eine zweite Fixereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Winkelorientierung der Halterung bezüglich der drehfest gelagerten Komponente zu fixieren.
Die erste Fixiereinrichtung ermöglicht eine Fixierung des Strahlerarms relativ zur Halterung des Objekttischs. Die zweite Fixiereinrichtung ist dazu ausgebildet, den Strahlerarm relativ zu der drehfest gelagerten Komponente zu fixieren. Bei arretierter erster Fixiereinrichtung und geöffneter zweiter Fixiereinrichtung sind somit der Strahlerarm und die Halterung mittels des Antriebs simultan bewegbar. Bei dieser Drehbewegung ist die Orientierung des Strahlerarms relativ zur Halterung fixiert. Bei arretierter zweiter Fixiereinrichtung und geöffneter erster Fixiereinrichtung ist der Strahlerarm relativ zur Halterung mittels des Antriebs bewegbar.
Die Erfindung schlägt somit eine Mammographieeinrichtung mit vereinfachtem Aufbau vor, die alle bei der Mammographie typischerweise benötigten Komponentenbewegungen implementiert. Insbesondere ist ermöglicht, den Objekttisch mit dem darin integrierten Röntgendetektor beispielsweise zum Aufnehmen von mediolateral-oblique-Aufnahmen (auch: MLO-Aufnahmen), mediolateral-Aufnahmen (auch: ML-Aufnahmen) oder lateralmedial-Aufnahmen (auch: LM-Aufnahmen) des Untersuchungsobjektes, beispielsweise der weiblichen Brust einer Patientin, bezüglich der Sagittalebene der Patientin in lateraler Richtung zu verschwenken. Die Bewegung des Strahlerarms mit daran befestigtem Röntgenstrahler relativ zum Objekttisch ermöglicht insbesondere das Abtasten des Untersuchungsobjekts über einen Winkelbereich, um beispielsweise einen tomosynthesefähigen Satz von Projektionen (auch: Projektionsaufnahmen, Projektionsbilder) zu erstellen. Diese Komponentenbewegungen können von demselben Antrieb durchgeführt werden. Zudem ist dieser Antrieb stets an die drehfest gelagerte Komponente angekoppelt, aufwändige Kupplungen oder dergleichen, die dazu ausgebildet sind, die vom Antrieb vermittelte Antriebskraft an unterschiedliche Komponenten anzubinden, können durch den erfindungsgemäßen Aufbau der ersten und zweiten Fixiereinrichtungen vermieden werden. Es sind somit insbesondere keine komplexen Mechaniken notwendig, um die Strahlwinkeleinstellung bei einem Tomosynthese-Scan zu realisieren. Durch den vereinfachten Aufbau der Mammographieeinrichtung lässt sich diese kostengünstig herstellen.
Die drehfest gelagerte Komponente im Sinne der vorliegenden Beschreibung ist mit Hinblick auf die Drehbewegung der Halterung und des Strahlerarms drehfest gelagert. Die drehfest gelagerte Komponente kann in Ausgestaltungen bezüglich anderen Freiheitsgraden verstellbar gelagert sein. Insbesondere kann die drehfest gelagerte Komponente bezüglich einer Hochachse, also in vertikaler Richtung, verstellbar oder um die Hochachse drehbar gelagert sein. Die Halterung kann insbesondere als Teil des Objekttisches mit diesem einstückig ausgebildet sein.
Die hier verwendeten anatomischen Richtungsbezeichnungen, wie insbesondere caudal, cranial, medial und lateral bzw. cranio-caudal (CC), mediolateral (ML) und lateralmedial (LM), sind in an sich gängiger Weise mit Hinblick auf die menschliche Anatomie definiert.
In Ausgestaltungen sind bzw. ist die erste und/oder zweite Fixiereinrichtung als Haltebremsen bzw. Haltebremse ausgebildet. Die Haltebremse ist beispielsweise als mechanische Bremse, elektrische Bremse oder magnetische Bremse ausgestaltet.
In Ausgestaltungen sind die Halterung und der Strahlerarm um zueinander koaxial verlaufende Drehachsen verschwenkbar gelagert. Mit anderen Worten sind die Halterung und der Strahlerarm um dieselbe Drehachse verschwenkbar gelagert.
In Ausgestaltungen sind bzw. ist der Strahlerarm und/oder die Halterung an der drehfest gelagerten Komponente drehbar gelagert.
Der Objekttisch umfasst in Ausgestaltungen eine Kompressionseinheit zur Kompression des Untersuchungsobjekts bei einer radiologischen Untersuchung. Die Kompressionseinheit umfasst beispielsweise zumindest eine Kompressionsplatte oder zumindest ein Kompressionspaddel, die vorzugsweise röntgentransparent ausgestaltet sind.
In Ausgestaltungen ist der Antrieb im Strahlerarm integriert. Auf diese Weise wird das Antriebsaggregat zur Durchführung der bei der Mammographie typischerweise anfallenden Komponentenbewegungen in den patientenseitigen Teil der Mammographieeinrichtung verlegt. Der patientenseitige Teil im Sinne dieser Beschreibung umfasst insbesondere den Aufbau aus drehfest gelagerter Komponente, Halterung mit Objekttisch und Röntgendetektor und Strahlerarm mit Röntgenstrahler. Durch die Verlagerung des Antriebs in den patientenseitigen Teil kann die Aufhängung des patientenseitigen Teils insbesondere an einer Standsäule oder an einem Deckenstativ vereinfacht werden.
In Ausgestaltungen ist zumindest die drehfest gelagerte Komponente, vorzugsweise der gesamte patientenseitige Teil der Mammographieeinrichtung, an einer Standsäule höhenverstellbar gelagert. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei Ausgestaltungen, bei denen der Antrieb für die Winkeleinstellung des Objekttisches und des Röntgenstrahlers außerhalb der Standsäule angeordnet ist. In diesem Fall kann die Führung, insbesondere Linearführung, für die Höhenverstellung der drehfest gelagerte Komponente bzw. des patientenseitigen Teils vereinfacht werden, da kein Antriebaggregat innerhalb der Standsäule höhenverstellbar geführt werden muss. Die Führung für die Höhenverstellung der drehfest gelagerten Komponente bzw. des patientenseitigen Teils kann insbesondere deutlich kleiner ausgeführt werden, so dass auch die Verletzungsgefahr reduziert werden kann, da es zumindest unwahrscheinlicher ist, dass ein Körperteil eines Patienten oder eines Benutzers, unbeabsichtigt in den Bereich der Führung gerät und dort durch eine Komponentenbewegung eingeklemmt wird. Verschlusselemente für die Führung der Höhenverstellung, wie etwa Bürsten oder Rollladen ähnlich ausgeführte Verschlusselemente, die bei handelsüblichen Mammographiegeräten eingesetzt werden, können daher in vorteilhaften Ausgestaltungen entfallen.
In Ausgestaltungen ist die drehfest gelagerte Komponente über ein Befestigungselement an der Standsäule höhenverstellbar gelagert, wobei das Befestigungselement eine Tragstruktur der Standsäule außenseitig zumindest abschnittsweise umgreift. Das Befestigungselement ist beispielsweise klammerartig ausgeführt und umgreift die Tragstruktur der Standsäule derart, dass die drehfest gelagerte Komponente bzw. der patientenseitige Teil an der Tragstruktur rückseitig, also an der dem patientenseitigen Teil abgewandten Seite der Standsäule, abgestützt ist. Auf diese Weise wird eine einfach zu realisierende Befestigung vorgeschlagen, die dazu ausgebildet ist, die zur Befestigung der drehfest gelagerten Komponente bzw. die zur Befestigung des patientenseitigen Teils notwendigen Lasten und Momente aufzunehmen.
In Ausgestaltungen ist der Antrieb dazu ausgebildet, eine Rolle (auch: Antriebsrolle, Antriebsrad, Antriebsscheibe, Zahnriemenrad) einer Omega-Antriebseinrichtung (auch: Omega-Antrieb) anzutreiben, die über einen Riemen, insbesondere Zahnriemen mit der drehfest Komponente wechselwirkt. Bei einer Omega-Antriebseinrichtung befindet sich die vom Antrieb angetriebene Rolle typischerweise zwischen zwei Umlenkrollen, über die der Riemen geführt ist. Der Riemen liegt in Ausgestaltungen reibschlüssig an der drehfest gelagerten Komponente an, so dass sich die Rolle entlang des Riemens relativ zur drehfest gelagerten Komponente bewegt, wenn die Rolle in eine Drehbewegung versetzt wird.
In Weiterbildung weist die drehfest gelagerte Komponente eine umfängliche, insbesondere kreisbogenförmige, Kontur auf, die von dem Riemen, insbesondere Zahnriemen, umspannt ist. Auf diese Weise implementiert die Omega-Antriebseinrichtung einen Antrieb zum Verstellen der an der Omega-Antriebseinrichtung angebundenen Komponenten entlang der umfänglichen Kontur der drehfest gelagerten Komponente. In Ausgestaltungen weist die drehfest gelagerte Komponente eine kreisbogenförmige Kontur auf, die sich insbesondere konzentrisch um die Drehachse der Halterung und/oder des Strahlerarms erstreckt. Die kreisbogenförmige Kontur betrifft beispielsweise eine Außenkontur der drehfest gelagerten Komponente, an der der Riemen insbesondere zumindest in Umfangsrichtung, also in tangentialer Richtung, reib- und/oder formschlüssig anliegt. Alternativ oder zusätzlich können die Enden des Riemens an der kreisbogenförmigen Kontur befestigt sein.
In Ausgestaltungen ist die erste Fixiereinrichtung über ein Getriebe an der Halterung und/oder an dem Strahlerarm angekoppelt oder ankoppelbar. In Ausgestaltungen umfasst das Getriebe zumindest zwei ineinander eingreifende Zahnräder. Alternativ oder zusätzlich kann das Getriebe ein Zahnriemen, beispielsweise in Kombination mit den vorstehend genannten Zahnrädern oder in Kombination mit einem Zahnriemenrad umfassen. In anderen Ausgestaltungen weist das Getriebe ein Kettentrieb oder ist als Kettengetriebe ausgestaltet. Das Getriebe ist insbesondere derart ausgestaltet, dass bei einem Eingriff der ersten Fixiereinrichtung eine Bewegung der Halterung relativ zum Strahlerarm blockiert ist. Entsprechend kann bei einer Freigabe der ersten Fixiereinrichtung die Halterung relativ zum Strahlerarm insbesondere mit Hilfe des Antriebs bewegt werden.
In Ausgestaltungen ist die zweite Fixiereinrichtung über ein Getriebe an der drehfest gelagerten Komponente und/oder an der Halterung angekoppelt oder ankoppelbar. In Ausgestaltungen umfasst das Getriebe zumindest zwei ineinander eingreifende Zahnräder. Alternativ oder zusätzlich kann das Getriebe ein Zahnriemen, beispielsweise in Kombination mit den vorstehend genannten Zahnrädern oder in Kombination mit einem Zahnriemenrad, umfassen. In anderen Ausgestaltungen weist das Getriebe ein Kettentrieb oder ist als Kettengetriebe ausgestaltet. Das Getriebe ist insbesondere derart ausgestaltet, dass bei einem Eingriff der zweiten Fixiereinrichtung eine Bewegung der Halterung relativ zur drehfest gelagerten Komponente blockiert. Bei einer Freigabe der zweiten Fixiereinrichtung kann die Halterung relativ zur drehfest gelagerten Komponente insbesondere mit Hilfe des Antriebs bewegt werden.
In Ausgestaltungen ist zumindest ein Zahnrad mit der Halterung oder dem Strahlerarm fest verbunden. Die erste oder zweite Fixiereinrichtung weist beispielsweise ein Ritzel auf, das mit einem mit der Halterung fest verbundenen Zahnrad in Eingriff steht oder in Eingriff bringbar ist. Mit anderen Worten ist die in Ausgestaltungen insbesondere als Haltebremse ausgeführte erste oder zweite Fixiereinrichtung über ein Ritzel und ein Zahnrad an die Halterung oder dem Strahlerarm angekoppelt.
Als Ritzel im Sinne dieser Beschreibung wird insbesondere ein Zahnrad angesehen, dessen Durchmesser kleiner ist, als der Durchmesser des mit der Halterung bzw. des mit dem Strahlerarm verbundenen Zahnrads.
Da bei der Mammographie typischerweise lediglich Komponentenbewegungen über eingeschränkte Winkelbereiche realisiert werden müssen, genügt es im Allgemeinen, die zur Kopplung an die erste und/oder zweite Fixiervorrichtung vorgesehenen Zahnräder nicht vollumfänglich auszubilden. Mit anderen Worten kann die im Rahmen dieser Beschreibung als Zahnrad bezeichnete Kopplungskomponente sich lediglich über einen eingeschränkten Winkelbereich erstrecken und somit als Sektor eines Zahnrads bzw. Zahnradsegment ausgebildet sein.
In Ausgestaltungen umfasst das Getriebe ein abgestuftes Zahnrad, an das die erste und zweite Fixiereinrichtung angekoppelt ist. Das abgestufte Zahnrad umfasst insbesondere zumindest zwei Zahnkränze, die an die erste und zweite Fixiereinrichtung beispielsweise über Ritzel angekoppelt sind oder ankoppelbar sind.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb einer der vorstehend bereits beschriebenen Mammographieeinrichtungen.
Bei einem Verfahren zum Betrieb der Mammographieeinrichtung wird gemäß der Erfindung der Antrieb bei geschlossener erster Fixiereinrichtung und geöffneter zweiter Fixiereinrichtung angetrieben, um den an der Halterung befestigten Objekttisch simultan mit dem an dem Strahlerarm befestigten Röntgenstrahler in eine Aufnahmeposition zu positionieren. Anschließend wird die erste Fixiereinrichtung geöffnet und die zweite Fixiereinrichtung geschlossen. Der Antrieb wird bei geöffneter erster Fixiereinrichtung und geschlossener zweiter Fixiereinrichtung angetrieben, um den Röntgenstrahler bezüglich des Objekttisches zum Abtasten eines Untersuchungsobjektes über einen Winkelbereich zu schwenken.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere als computerimplementiertes Verfahren Teil eines automatischen Steuerungsablaufs und/oder als Voreinstellung für einen Untersuchungsablauf der Mammographie realisiert.
In Ausgestaltungen werden der Röntgenstrahler und der Röntgendetektor beim Abtasten des Untersuchungsobjektes über den Winkelbereich (auch: Tomo-Winkel) zur Aufnahme eines Satzes von Projektionen betrieben. Das Abtasten des Untersuchungsobjektes erfolgt insbesondere im Rahmen eines Tomosynthese-Scans bei geöffneter erster Fixiereinrichtung und geschlossener zweiter Fixiereinrichtung. In Ausgestaltungen wird der Röntgenstrahler bezüglich des Objekttisches beim Erfassen der Projektionen über einen Winkelbereich von mehr als 5° und weniger als 120°, insbesondere von mehr als 30° und weniger als 70°, typischerweise über einen Winkelbereich von etwa 50°, verschwenkt.
In Ausgestaltungen wird das Untersuchungsobjekt zumindest näherungsweise anhand des Satzes von Projektionen mittels Tomosynthese digital rekonstruiert. In Ausgestaltungen beinhaltet die zumindest näherungsweise digitale Rekonstruktion des Untersuchungsobjektes das Ermitteln von dreidimensionalen Volumendaten und/oder zumindest eines Stapels von Schnittbildern. Mit anderen Worten repräsentieren die ermittelten Volumendaten bzw. die ermittelten Schnittbilder die Dichteverteilung des abgetasteten Untersuchungsobjektes zumindest näherungsweise.
In Ausgestaltungen sind die aufgenommenen Projektionen cranio-caudal-Aufnahmen (auch: CC-Aufnahmen), mediolateral-oblique-Aufnahmen (auch: MLO-Aufnahmen), mediolateral-Aufnahmen (auch: ML-Aufnahmen) oder lateralmedial-Aufnahmen (auch: LM-Aufnahmen) des Untersuchungsobjektes. Zum Erzeugen insbesondere von tomosynthesefähigen Bilddaten wird typischerweise ein Satz von Projektionsaufnahmen mit unterschiedlichen Projektionsrichtungen aufgenommen. Hierbei wird der Röntgenstrahler relativ zum Objekttisch über einen bestimmten Winkelbereich bewegt. Dieser Winkelbereich liegt bei CC- Aufnahmen symmetrisch zur Sagittalebene bzw. zur vertikalen Richtung, da eine Mammographie typischerweise bei aufrechter Körperhaltung erfolgt. Bei MLO-, ML- und LM- Aufnahmen liegt der Winkelbereich, über den der Röntgenstrahler relativ zum Objekttisch während der Bilderfassung bewegt wird, in lateraler Richtung verkippt. Entsprechend ist auch die Ausrichtung des Objekttisches bei MLO-, ML- und LM- Aufnahmen mit Bezug auf die vertikale Richtung vertikal verkippt. Die Ausrichtung des Objekttisches kann insbesondere bei geschlossener erster Fixiereinrichtung und geöffneter zweiter Fixereinrichtung erfolgen. Das Abtasten des Untersuchungsobjekts über den gewünschten Winkelbereich während der Erfassung eines tomosynthesefähigen Satzes von Projektionen kann bei geschlossener zweiter Fixiereinrichtung und geöffneter erster Fixereinrichtung erfolgen.
In Ausgestaltungen werden synthetische Projektionsbilder aus den Volumendaten oder dem Stapel Schnittbilder ermittelt. Synthetische Projektionsbilder bzw. Mammogramme ergänzen in vorteilhafter Weise Schnittbilder, die insbesondere aus den erfassten Projektionen digital ermittelt werden, so dass die Wahrscheinlichkeit von Fehldiagnosen im Idealfall verringert werden kann. Synthetische Projektionsbilder bzw. Mammogramme werden aus den Schnittbildern oder aus den Volumendaten digital rekonstruiert, so dass für die Patientin keine zusätzliche Strahlenbelastung entsteht.
In Ausgestaltungen ist eine Recheneinheit, insbesondere ein Computersystem mit einer Bildverarbeitung, dazu ausgebildet, Volumendaten und/oder zumindest einen Stapel von Schnittbildern aus den Projektionen mittels Tomosynthese zu rekonstruieren. In Ausgestaltungen ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, synthetische Projektionsbilder aus den Volumendaten oder dem zumindest einen Stapel Schnittbilder zu ermitteln. In Ausgestaltungen ist eine Anzeigeeinheit, beispielsweise ein Monitor, zur Darstellung von Bilddaten, insbesondere der rekonstruierten Schnittbilder und/oder synthetischen Projektionsbilder, vorgesehen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt mit maschinenlesbaren Instruktionen, die beim Ausführen mittels eines Prozessors das vorstehend beschriebene Verfahren durchführen. Das Computerprogrammprodukt umfasst in Ausgestaltungen einen physischen Datenträger, insbesondere einen nichtflüchtigen Datenträger, als Speichermedium. Das Computerprogrammprodukt umfasst in Ausgestaltungen beispielsweise einen Flash-Speicher, eine Festplatte, eine Speicherkarte, einen Speicherchip oder eine andere physische Realisierung, die dazu ausgebildet ist, das Computerprogrammprodukt in maschinenlesbarer Form abzuspeichern. Das Computerprogrammprodukt ist in Ausgestaltungen als physikalisch erfassbare Signalfolge realisiert. Das Computerprogrammprodukt umfasst in Ausgestaltungen insbesondere eine Datei, die beispielsweise über das Internet zum Herunterladen (Download) bereitgestellt wird oder werden kann.
Für eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf die in den Zeichnungsfiguren gezeigten Ausführungsbeispiele verwiesen. Es zeigen in einer schematischen Darstellung:

1: eine Mammographieeinrichtung in einer Frontansicht;
2: die Mammographieeinrichtung in einer Schnittdarstellung;
3: den schematischen Aufbau einer Omega-Antriebseinrichtung;
4: eine Standsäule der Mammographieeinrichtung in einer Querschnittsdarstellung;
5: die Standsäule der 4 in einer Frontansicht;
6: die Standsäule der 4 in einer Rückansicht;
7: eine weitere Mammographieeinrichtung in einer Schnittdarstellung.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine Mammographieeinrichtung 1 in einer Frontansicht. 2 zeigt die Mammographieeinrichtung 1 in einer Schnittdarstellung.
Die Mammographieeinrichtung 1 umfasst einen um eine Drehachse D schwenkbar gelagerten Strahlerarm 2, in dem ein Röntgenstrahler 3 mit Kollimator integriert ist, einen an einer ebenfalls um die Drehachse D schwenkbar gelagerten Halterung 4 befestigten Objekttisch 5, in dem ein Röntgendetektor 6 integriert ist, und eine drehfest gelagerte Komponente 7, die scheibenförmig ausgebildet ist. Die drehfest gelagerte Komponente 7 weist ein Beleuchtungsmittel zur Ambientebeleuchtung der Umgebung der Mammographieeinrichtung auf, die hierzu diffus gestreutes Licht emittiert.
Der Objekttisch 5 umfasst eine Kompressionseinheit 8 zur Kompression eines Untersuchungsobjektes, insbesondere der Brust einer Patientin, zwischen einer Kompressionsplatte 9 und dem Objekttisch 5.
Ein patientenseitiger Teil der Mammographieeinrichtung 1, der die drehfest gelagerte Komponente 7, die Halterung 4 mit dem Objekttisch 5 und dem Röntgendetektor 6 und den Strahlerarm 2 mit dem Röntgenstrahler 3 umfasst, ist an einer Standsäule 13 der Mammographieeinrichtung 1 höhenverstellbar gelagert.
Im Strahlerarm 2 ist ein Antrieb 10, beispielsweise ein Elektromotor, integriert. Der Antrieb 10 ist dazu ausgebildet, die Halterung 4 und den Strahlerarm 2 bezüglich der drehfest gelagerten Komponente 7 zu verschwenken.
Eine erste Fixereinrichtung 11 ist dazu ausgebildet, die Winkelorientierung des Strahlerarms 2 bezüglich der Halterung 4 um die Drehachse D zu fixieren. Eine zweite Fixereinrichtung 12 ist dazu ausgebildet, die Winkelorientierung der Halterung 4 bezüglich der drehfest gelagerten Komponente 7 zu fixieren. Die erste Fixiereinrichtung 11 und die zweite Fixiereinrichtung 12 sind im dargestellten und nicht einschränkend auszulegendem Ausführungsbeispiel als mechanische Haltebremsen ausgeführt. Bei arretierter erster Fixiereinrichtung 11 und geöffneter zweiter Fixiereinrichtung 12 sind somit der Strahlerarm 2 und die Halterung 4 mittels des Antriebs 10 simultan bewegbar. Auf diese Weise kann der Objekttisch 5 und der Röntgenstrahler 3 mittels des Antriebs 10 in eine Aufnahmeposition bewegt werden, die sich insbesondere als Ausgangspunkt zur Aufnahme von Projektionen in cranio-caudalen Projektionsrichtungen oder in medio-lateralen Projektionsrichtungen eignen. Bei arretierter zweiter Fixiereinrichtung 12 und geöffneter erster Fixiereinrichtung 11 ist der Strahlerarm 2 relativ zur Halterung 4 mittels des Antriebs 10 bewegbar. Auf diese Weise kann der Röntgenstrahler 3 relativ zum Objekttisch 5 bewegt werden, um beispielsweise Projektionen eines Untersuchungsobjektes, das zwischen der Kompressionsplatte 9 und dem Objekttisch 5 komprimiert ist, in unterschiedlichen Projektionsrichtungen zu erfassen.
Der Strahlerarm 2 und die Halterung 4 sind an der drehfest gelagerten Komponente 7 drehbar gelagert. Zwischen dem Strahlerarm 2, der Halterung 4 und der drehfestgelagerten Komponente 7 sind Lager 14, insbesondere Wälzlager, Nadellager, Kugellager oder dergleichen, angeordnet, um eine reibungsarme Bewegung dieser Komponenten insbesondere bei der Bilderfassung sicherzustellen.
Der Antrieb 10 ist dazu ausgebildet, eine Welle 15, an der endseitig eine Rolle 16 befestigt ist, anzutreiben. Der Antrieb 10, die Welle 15 und die Rolle 16 sind Teil einer Omega-Antriebseinrichtung 17, die schematisch in 3 illustriert ist. Der in 3 gezeigte Schnitt verläuft senkrecht zu der Zeichnungsebene der 2.
Die Omega-Antriebseinrichtung 17 umfasst einen Riemen 18, insbesondere Zahnriemen, der umlaufend um die im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildete drehfeste Komponente angeordnet ist und an dieser anliegt. Der Riemen 18 ist an dessen Enden formschlüssig an der der drehfest gelagerten Komponente 7 befestigt. Die vom Antrieb 10 angetriebene bzw. antreibbare Rolle 16 befindet sich zwischen zwei Umlenkrollen 19, über die der Riemen 18 geführt ist. Wenn die Rolle 16 mittels des Antriebs 10 in eine Drehbewegung versetzt wird, so wandert diese entlang der kreisbogenförmigen Außenkontur der drehfest gelagerten Komponente 7 und bewegt dabei zumindest den mit dem Antrieb 10 verbundenen Strahlerarm 2 mit. Diese Bewegung ist in 3 durch einen Doppelpfeil angedeutet.
Die erste Fixiereinrichtung 11 ist mit dem Strahlerarm 2 fest verbunden und über ein Getriebe 20 an der Halterung 4 angekoppelt. Das Getriebe 20 des in 2 illustrierten ersten Ausführungsbeispiels umfasst ein erstes Ritzel 21, das in ein sektorförmig ausgebildetes Zahnradsegment 22, das mit der Halterung 4 fest verbunden ist, eingreift und somit die als Haltebremse ausgeführte erste Fixiereinrichtung 11 an die Halterung 4 des Objekttisches 5 ankoppelt.
Bei einem Eingriff der ersten Fixiereinrichtung 11 ist eine Drehbewegung des ersten Ritzels 21 und somit eine Bewegung der Halterung 4 relativ zum Strahlerarm 2 blockiert. Bei einer Freigabe der ersten Fixiereinrichtung 11 kann sich das erste Ritzel 21 drehen und somit die Halterung 4 relativ zum Strahlerarm 2 insbesondere mit Hilfe des Antriebs bewegt werden.
Die zweite Fixiereinrichtung 12 ist mit der drehfest gelagerten Komponente 7 fest verbunden und über ein weiteres Getriebe 23 an der Halterung 4 angekoppelt. Das Getriebe 23 umfasst ein zweites Ritzel 24, das in das sektorförmige Zahnradsegment 22 eingreift und somit die als Haltebremse ausgeführte zweite Fixiereinrichtung 12 an die Halterung 4 des Objekttisches 5 ankoppelt.
Bei einem Eingriff der zweiten Fixiereinrichtung 12 ist eine Drehbewegung des zweiten Ritzels 24 und somit eine Bewegung der Halterung 4 relativ zur drehfest gelagerten Komponente 7 blockiert. Bei einer Freigabe der zweiten Fixiereinrichtung 12 kann sich das zweite Ritzel 24 drehen und somit die Halterung 4 relativ zur drehfest gelagerten Komponente 7 insbesondere mit Hilfe des Antriebs bewegt werden.
Der patientenseitige Teil der Mammographieeinrichtung 1 ist über die drehfest gelagerte Komponente 7 an einer Standsäule 13 höhenverstellbar gelagert. Hierzu ist ein endseitiger Achsstummel der drehfest gelagerten Komponente 7 in einer Führung 25, insbesondere Linearführung, die in 4 dargestellt ist, geführt.
4 zeigt einen Querschnitt durch die Standsäule 13 der Mammographieeinrichtung 1. Die Standsäule 13 ist in 5 in einer Frontansicht und in 6 in einer Rückansicht dargestellt.
Die Standsäule 13 umfasst eine stationäre Tragstruktur 26, die von einem klammerartig ausgestalteten Befestigungselement 27 außenseitig umgriffen wird. Die Rückseite der Standsäule 12 hat Durchgriffschlitze um das Befestigungselement 27 mit der Führung 25 zu koppeln. Durch diese Ausbildung sind die sichtbaren Schlitze patientenabgewandt. Alternativ könnten auch patientenseitig angeordnete Schlitze vorgesehen sind, die in diesem Fall dann sichtbar sind. Eine Verbindung zwischen dem Befestigungselement 27 und der Führung 25 besteht dann weiterhin, das Befestigungselement 27 kann in dieser Ausführung nicht als Klammer, sondern als einfacher Verbindungssteg ausgeführt sein.
Das Befestigungselement 27 befestigt den patientenseitigen Teil der Mammographieeinrichtung 1 an der Standsäule 13 und stellt insbesondere eine rückseitige (siehe insbesondere 6) Unterstützung für die befestigten Komponenten bereit. Das Befestigungselement 27 ist zusammen mit dem patientenseitigen Teil höhenverstellbar gelagert. Zur Höhenverstellung ist in der Standsäule 13 ein Hubantrieb mit Hubspindel 28 integriert. In einer Energieführungskette 29, die ebenfalls innerhalb der Standsäule 13 angeordnet ist, sind insbesondere Leitungen für die Bildgebungskomponenten, wie etwa den Röntgenstrahler 3 und/oder den Röntgendetektor 6 geführt.
Der Antrieb 10 für die Winkeleinstellung des Objekttisches 4 und des Röntgenstrahlers 3 ist außerhalb der Standsäule 13 angeordnet. Die Führung 25 weist daher zur höhenverstellbaren Lagerung des patientenseitigen Teils nur eine vergleichsweise geringe Tiefe auf. Der eingesparte Bauraum ermöglich beispielsweise das Vorsehen eines Volumens 30 mit trapezförmigem Querschnitt an der Rückseite der Standsäule 13, das insbesondere zur Installation von Elektronikkomponenten genutzt wird.
7 illustriert ein zweites mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Funktionsweise und Ausführung des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht im Wesentlichen derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, so dass zunächst auf die Beschreibung mit Bezug auf 1 bis 6 verwiesen wird. Im Folgenden werden mit Bezug auf 7 lediglich die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel dargestellt.
Die Getriebe 20, 23 des zweiten Ausführungsbeispiels umfassen ein abgestuftes Zahnrad 31, das fest mit der Halterung 4 verbunden ist. Die erste und zweite Fixiereinrichtung 11, 12 sind an das abgestufte Zahnrad 31 angekoppelt.
Das abgestufte Zahnrad 31 umfasst zwei Zahnkränze 32, 33, nämlich einen radial außenliegenden Zahnkranz 32 und einen radial innenliegenden Zahnkranz 33. Das Ritzel 21 greift in den radial außenliegenden Zahnkranz 32 ein und koppelt so die erste Fixiereinrichtung 11, die mit dem Strahlerarm 2 fest verbunden ist, an die Halterung 4 an. Das Ritzel 23 greift in den radial innenliegenden Zahnkranz 33 ein und koppelt so die zweite Fixiereinrichtung 12, die mit der drehfest gelagerten Komponente 7 fest verbunden ist, an die Halterung 4 an. Die erste und zweite Fixiereinrichtung 11, 12, die drehfest gelagerten Komponente 7 und das abgestufte Zahnrad 31 des zweiten Ausführungsbeispiels sind unterhalb einer feststehenden, also an der drehfest gelagerten Komponente 7 befestigten, Gehäuseabdeckung 34 angeordnet.
Die Mammographieeinrichtung 1 der exemplarisch illustrierten Ausführungen ist insbesondere zum Erfassen eines Satzes tomosynthesefähiger Projektionen ausgebildet. Hierbei wird der der Antrieb 10 bei geschlossener erster Fixiereinrichtung 11 und geöffneter zweiter Fixiereinrichtung 12 angetrieben, um den an der Halterung 4 befestigten Objekttisch 5 simultan mit dem an dem Strahlerarm 2 befestigten Röntgenstrahler 3 in eine Aufnahmeposition zu positionieren. Beispielsweise wird der Objekttisch 4 in lateraler Richtung verkippt, um eine Aufnahmeposition einzunehmen, die zum Erfassen von MLO-Aufnahmen geeignet ist Anschließend wird die erste Fixiereinrichtung 11 geöffnet und die zweite Fixiereinrichtung 12 arretiert. Der Antrieb 10 wird bei geöffneter erster Fixiereinrichtung 11 und geschlossener zweiter Fixiereinrichtung 12 angetrieben, um den Röntgenstrahler 3 bezüglich des Objekttisches 4 zum Abtasten eines Untersuchungsobjektes über einen Winkelbereich zu schwenken, wobei die Bildgebungsmodalitäten der Mammographieeinrichtung 1 zum Erfassen des Satzes von Projektionen betrieben wird.
Obwohl die Erfindung im Detail mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht hierdurch eingeschränkt. Andere Variationen und Kombinationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne vom wesentlichen Gedanken der Erfindung abzuweichen.

Claims

Mammographieeinrichtung (1) mit - einem an einem schwenkbaren Strahlerarm (2) befestigten Röntgenstrahler (3), - einem an einer schwenkbaren Halterung (4) befestigten Objekttisch (5), in dem ein Röntgendetektor (6) integriert ist, und - einem Antrieb (10) zum Verschwenken des Strahlerarms (2) und/oder der Halterung (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (10) dazu ausgebildet ist, die Halterung (4) und den Strahlerarm (2) bezüglich einer drehfest gelagerten Komponente (7) zu verschwenken, wobei eine erste Fixereinrichtung (11) dazu ausgebildet ist, die Winkelorientierung des Strahlerarms (2) bezüglich der Halterung (4) zu fixieren und eine zweite Fixereinrichtung (12) dazu ausgebildet ist, die Winkelorientierung der Halterung (4) bezüglich der drehfest gelagerten Komponente (7) zu fixieren.
Mammographieeinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Fixiereinrichtung (11, 12) als Haltebremsen bzw. Haltebremse ausgebildet sind bzw. ist.
Mammographieeinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (4) und der Strahlerarm (2) um zueinander koaxial verlaufende Drehachsen (D) verschwenkbar gelagert sind.
Mammographieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlerarm (2) und/oder die Halterung (4) an der drehfest gelagerten Komponente (7) drehbar gelagert sind bzw. ist.
Mammographieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (10) im Strahlerarm (2) integriert ist.
Mammographieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drehfest gelagerte Komponente (7) an einer Standsäule (13) höhenverstellbar gelagert ist.
Mammographieeinrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die drehfest gelagerte Komponente über ein Befestigungselement (27) an der Standsäule (13) höhenverstellbar gelagert ist, wobei das Befestigungselement (27) eine Tragstruktur (26) der Standsäule (13) außenseitig zumindest abschnittsweise umgreift.
Mammographieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (10) dazu ausgebildet ist, eine Rolle (16) einer Omega-Antriebseinrichtung (17) anzutreiben, die über einen Riemen (18), insbesondere Zahnriemen mit der drehfesten Komponente (7) wechselwirkt.
Mammographieeinrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die drehfest gelagerte Komponente (7) eine umfängliche, insbesondere kreisbogenförmige, Kontur aufweist, die von dem Riemen (18), insbesondere Zahnriemen, umspannt ist.
Mammographieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fixiereinrichtung (11) über ein Getriebe (20) an der Halterung (4) und/oder an dem Strahlerarm (2) angekoppelt oder ankoppelbar ist.
Mammographieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Fixiereinrichtung (12) über ein weiteres Getriebe (23) an der drehfest gelagerten Komponente und/oder an der Halterung (4) angekoppelt ist oder ankoppelbar ist.
Mammographieeinrichtung (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (20, 23) ein abgestuftes Zahnrad (31) umfasst, an das die erste und zweite Fixiereinrichtung (11, 12) angekoppelt ist.
Verfahren zu Betrieb einer Mammographieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (10) bei geschlossener erster Fixiereinrichtung (11) und geöffneter zweiter Fixiereinrichtung (12) angetrieben wird, um den an der Halterung (4) befestigten Objekttisch (5) simultan mit dem an dem Strahlerarm befestigten Röntgenstrahler (3) in eine Aufnahmeposition zu positionieren, wobei anschließend die erste Fixiereinrichtung (11) geöffnet wird und die zweite Fixiereinrichtung (12) geschlossen wird und der Antrieb (10) bei geöffneter erster Fixiereinrichtung (11) und geschlossener zweiter Fixiereinrichtung (12) angetrieben wird, um den Röntgenstrahler (3) bezüglich des Objekttisches (5) zum Abtasten eines Untersuchungsobjektes über einen Winkelbereich zu schwenken.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Röntgenstrahler (3) und der Röntgendetektor (6) beim Abtasten des Untersuchungsobjektes über den Winkelbereich zur Aufnahme eines Satzes von Projektionen betrieben werden.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersuchungsobjekt zumindest näherungsweise anhand des Satzes von Projektionen mittels Tomosynthese digital rekonstruiert wird, wobei insbesondere die zumindest näherungsweise digitale Rekonstruktion des Untersuchungsobjektes das Ermitteln von dreidimensionalen Volumendaten und/oder zumindest eines Stapels von Schnittbildern beinhaltet.