DE10204543A1 - Verfahren und Einrichtung zur automatischen Überprüfung eines Röntgensystems - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur automatischen Überprüfung eines Röntgensystems (2). Die Türen (5a, 5b), welche zum Aufstellungsraum (1) des Röntgensystems (2) führen, werden dabei von Sensoren (4a, 4b) überwacht. Ferner können weitere Sensoren wie etwa Videokameras (3) den Zustand des Aufstellungsraumes (2) beobachten. Eine automatische Überprüfung des Rötgensystems (2) unter Einsatz von Röntgenstrahlung wird nur begonnen, wenn und solange alle Türen geschlossen sind und die übrigen Sensoren nicht das Verlassen eines Sicherheitszustandes anzeigen. Die Einrichtung kann ferner Vorrichtungen umfassen, mit denen ein Phantom automatisch im Strahlengang positioniert werden kann. Die Vorrichtungen können dabei ein auf einer flexiblen Folie aufgebrachtes Phantom umfassen.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur automatischen Überprüfung eines bildgebenden Röntgensystems unter Erzeugung von Röntgenstrahlung.
• Bildgebende Röntgensysteme finden sowohl in der Medizin als auch in anderen Anwendungen wie etwa der Werkstoffprüfung vielfältigen Einsatz. Sie enthalten eine Röntgenstrahlungsquelle zur Erzeugung von Röntgenstrahlung, welche ein zu untersuchendes Objekt durchstrahlt und daran anschließend in einem Röntgendetektor nachgewiesen wird.
• Die für die Bilderzeugung maßgeblichen Parameter derartiger Röntgensysteme tendieren dazu, sich im Laufe der Zeit zu verändern. Dies hat in der Regel eine Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des bildgebenden Systems zur Folge. Wenn sich die Bildqualität zum Beispiel eines medizinischen Röntgensystems über ein gewisses Maß hinaus verschlechtert hat, wird auf Anforderung des Krankenhauspersonals hin eine Überprüfung des Röntgensystems durch Techniker vorgenommen. Hierzu gehört die Gewinnung von Gain-Bildern und arideren Kalibrierungsabbildungen. Da für die Gewinnung der Bilder Röntgenstrahlung erzeugt werden muss, ist aus Sicherheitsgründen eine ständige Überwachung der Überprüfungsprozedur durch qualifiziertes Personal erforderlich. Dabei ist zu erwähnen, dass zum Beispiel bei einem flachen dynamischen Röntgendetektor (FDXD) eine Gain- Kalibrierung etwa zwanzig Minuten für eine Kombination von Gain und Modus erfordert, wobei während der gesamten Zeit eine Bedienperson anwesend sein muss, um Strahlungsunfälle zu verhindern und Testphantome zu wechseln. Bei zukünftigen Detektoren mit typischerweise sieben Modi und vier Gain-Sätzen beläuft sich die gesamte Kalibrierungsdauer sogar auf mehrere Stunden. Während einer Überprüfung entstehen aber nicht nur ein Zeit- und ein Arbeitsaufwand für das hiermit direkt beschäftigte Personal, sondern auch Kosten und Umstände durch den Ausfall des Röntgensystems für seinen normalen Einsatz. Aufgrund dieser Probleme werden Rekalibrierungen des Systems derzeit nur verhältnismäßig selten durchgeführt und gewisse Verschlechterungen der Bildqualität in Kauf genommen.
• Zur Beschleunigung und Vereinfachung der Überprüfung der Bildqualität eines Röntgensystems wird in der EP 0 874 536 A1 ein in sehr spezieller Weise ausgestaltetes Phantom vorgeschlagen. Bei einem Phantom handelt es sich um einen Gegenstand mit einer bekannten Form und Struktur, welcher zu Testzwecken in den Strahlengang zwischen Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor eingeführt werden kann, um nachzuprüfen, wie er vom Röntgensystem abgebildet wird. Das in der EP 0 874 536 A1 vorgeschlagene Phantom ist speziell dazu eingerichtet, bestimmte Aspekte der Bildqualität wie etwa Auflösung und Kontrast in einer einzigen Röntgenaufnahme erfassen zu können. Eine umfassendere Überprüfung des Röntgensystems ist hiermit jedoch nicht möglich.
• Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Überprüfung eines bildgebenden Röntgensystems bereitzustellen, welche eine erheblich einfachere und kostengünstigere Überprüfung erlauben.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5, eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 sowie eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
• Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur automatischen Überprüfung eines bildgebenden Röntgensystems unter Erzeugung von Röntgenstrahlung, wobei die Überprüfung hier wie im Folgenden einen Selbsttest, eine Rekalibrierung zur Kompensation von Parameterdriften, den Start eines Algorithmus beziehungsweise Baumes zur Fehlersuche oder dergleichen bedeuten kann. Während der Durchführung des Verfahrens wird mittels mindestens eines Sensors die Einhaltung eines definierten Sicherheitszustandes in einem Sicherheitsraum um das Röntgensystem überwacht, und die Erzeugung von Röntgenstrahlung wird unterbrochen, falls ein Verlassen des genannten Sicherheitszustandes festgestellt wird.
• Das vorgeschlagene Verfahren garantiert durch die automatische Überwachung mit Hilfe des mindestens einen Sensors, dass während der laufenden Überprüfung ein Sicherheitszustand um das Röntgensystem herum eingehalten wird, so dass eine Gefährdung von Menschen durch die erzeugte Röntgenstrahlung ausgeschlossen ist. Eine solche automatische Sicherheitsüberwachung ist eine notwendige Voraussetzung dafür, dass die Überprüfung des Röntgensystems insgesamt automatisiert werden kann und dass auf die ständige Präsenz eines Technikers verzichtet werden kann.
• Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung gehört definitionsgemäß zum Sicherheitszustand das Geschlossensein mindestens eines mittelbar oder unmittelbar zum Sicherheitsraum um das Röntgensystem führenden Zugangs, welcher geöffnet und geschlossen werden kann. Dabei kann der Sicherheitsraum insbesondere als der Aufstellungsraum des Röntgensystems definiert sein und der Zugang durch eine Tür, ein Fenster oder dergleichen gebildet werden. Vorzugsweise beinhaltet der Sicherheitszustand das Geschlossensein aller zum Sicherheitsraum mittelbar oder unmittelbar führenden Zugänge, z. B. das Geschlossensein aller Türen des Aufstellungsraumes des Röntgensystems. Die Überwachung der zum Röntgensystem führenden Türen garantiert, dass während des laufenden Verfahrens keine Person versehentlich in die Umgebung des Röntgensystems gelangen kann, wo sie einer Gefährdung durch Röntgenstrahlung ausgesetzt wäre. Die Anwesenheit eines Technikers kann in diesem Falle auf eine zeitlich begrenzte Startphase beschränkt werden, in welcher sichergestellt wird, dass sich keine Person im Aufstellungsraum des Röntgensystems befindet.
• Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens wird das während einer Definitionsphase festgestellte beziehungsweise beobachtete Muster an Sensorsignalen zur Definition des Sicherheitszustandes der Umgebung des Röntgensystems verwendet. Auf diese Weise ist es möglich, das Verfahren flexibel an verschiedene Einsatzorte (zum Beispiel verschiedene Krankenhäuser) anzupassen, in denen jeweils unterschiedliche Muster von Sensorsignalen beobachtet werden. Unter der Überwachung eines Technikers kann dann ein bestimmtes Muster an Sensorsignalen als dasjenige des Sicherheitszustandes definiert werden, woraufhin die nachfolgende Überwachung der Einhaltung des Sicherheitszustandes automatisiert erfolgen kann.
• Bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die Überwachung des Sicherheitszustandes begonnen, wenn erstens alle mittelbar oder unmittelbar zum Aufstellungsraum des Röntgensystems führenden Türen (einschließlich sonstiger Zugänge für Personen) bis auf eine letzte Tür geschlossen sind (und geschlossen bleiben), und wenn zweitens ein der letzten Tür zugeordnetes Aktivierungssignal beginnt, während die letzte Tür noch geöffnet ist, und endet, wenn die letzte Tür geschlossen ist. Ein derartiges Vorgehen erlaubt es z. B. einem Techniker, welcher das automatische Überprüfungsverfahren starten möchte, zunächst alle Zugangstüren zum Aufstellungsraum des Röntgensystems bis auf eine letzte Tür zu schließen und sich dabei zu vergewissern, dass sich niemand mehr im Aufstellungsraum des Röntgensystems befindet. Nachdem diese Bedingung erfüllt ist, kann der Techniker - zum Beispiel durch einen außen an der letzten Tür angebrachten Betätigungsknopf - ein Aktivierungssignal bei noch geöffneter letzter Tür geben und so lange anhalten, bis er die letzte Tür verschlossen hat. Die Anbringung des Betätigungsknopfes außerhalb des Aufstellungsraums des Röntgensystems stellt dabei sicher, dass auch der Techniker selbst den Aufstellungsraum verlassen hat.
• Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur automatischen Überprüfung eines bildgebenden Röntgensystems unter Erzeugung von Röntgenstrahlung, bei dem während der Überprüfung ein Phantom automatisch in den Raum zwischen Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor eingebracht und mindestens eine Aufnahme mit dem Phantom im Strahlengang angefertigt wird. Vorzugsweise wird zusätzlich mindestens eine Aufnahme ohne das Phantom im Strahlengang angefertigt. Weiterhin kann das Phantom während einer Aufnahme auch im Strahlengang zwischen Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor automatisch bewegt werden, so dass zeitliche Effekte untersucht werden können.
• Ein derartiges Verfahren wird vorzugsweise in Kombination mit einem Verfahren der oben erläuterten Art angewendet, das heißt mit der sensorischen Überwachung eines definierten Sicherheitszustandes der Umgebung des Röntgensystems und mit der automatischen Unterbrechung der Röntgenstrahlung bei Verlassen des Sicherheitszustandes.
• Die automatische Einbringung des Phantoms in den Strahlengang ermöglicht es, dass verschiedene Kalibrierungsaufnahmen angefertigt werden, ohne dass hierzu von einer Bedienperson von Hand das Phantom gewechselt oder entfernt werden müsste. Hierdurch kann der gesamte Überprüfungsprozess automatisch und zum Beispiel während der Nacht durchgeführt werden. Des Weiteren erlaubt die verschiedene Positionierung bzw. die Bewegung des Phantoms im Bereich zwischen Röntgenstrahlungsquelle und Detektor eine räumlich aufgelöste Bildqualitätsuntersuchung, da das Phantom an verschiedenen Stellen im Bildbereich positioniert werden kann. Dies ermöglicht wiederum eine Diagnose und Lokalisierung defekter Komponenten im Detektor, so dass eine Fehlersuche vor dem gezielten Einsatz von Servicepersonal durchgeführt werden kann. Ferner ist es denkbar, dass nach Durchführung des Überprüfungsverfahrens aktiv beziehungsweise selbsttätig eine Wartung angefordert wird, falls diese aufgrund der Überprüfungsergebnisse notwendig erscheint.
• Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur automatischen Überprüfung eines bildgebenden Röntgensystems unter Erzeugung von Röntgenstrahlung, welches die folgenden Elemente enthält:
  
• a) mindestens einen Sensor zur Überwachung eines Sicherheitsraumes um das Röntgensystem; und
• b) eine Steuereinheit, die mit dem Sensor und dem Röntgensystem gekoppelt und dazu eingerichtet ist, die Erzeugung von Röntgenstrahlung zu unterbrechen, wenn die Sensorsignale das Verlassen eines definierten Sicherheitszustandes anzeigen.
• Die Einrichtung enthält vorzugsweise Betätigungselemente, mit denen die Überprüfung des Röntgensystems gestartet und/oder unterbrochen werden kann. Mit der Einrichtung ist die Durchführung eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung möglich, so dass eine automatische Überprüfung des Röntgensystems bei gleichzeitiger Gewährleistung der Sicherheit erzielt werden kann.
• Die Sensoren zur Überwachung der Umgebung des Röntgensystems können insbesondere einen oder mehrere der folgenden Sensoren enthalten:
  
• - Türkontakte zur Feststellung des Geschlossenseins von Zugängen wie insbesondere Türen.
• - Bewegungsmelder zur Feststellung einer in der Umgebung des Röntgensystems stattfindenden Bewegung, so dass insbesondere die unplanmäßige Anwesenheit einer Person im Bereich des Röntgensystems festgestellt werden kann. Die Bewegungsmelder können dabei auf der Basis von Infrarotsignalen, von Ultraschallsignalen (zum Beispiel unter Ausnutzung des Ultraschall-Dopplereffektes) und/oder von Videosignalen arbeiten, wobei die Videosignale mit einer Bildverarbeitungs-Software zur Detektion von Veränderungen des Bildes analysiert werden können.
• - Gasdetektoren, mit denen eine Veränderung der Atmosphäre im Sicherheitsraum erkannt werden kann. Insbesondere kann es sich dabei um Kohlendioxidsensoren handeln, die eine Anreichung von CO₂ durch die Atmung einer anwesenden Person erkennen;
• - Drucksensoren, die eine Berührung durch eine im Sicherheitsraum anwesende Person erkennen können. Hierbei können insbesondere am Boden liegende Matten von Belastungssensoren vorgesehen werden, die bei Betreten ein Signal auslösen.
• - Lichtschranken, welche eine Unterbrechung durch eine in ihrem Strahlengang befindliche Person erkennen können. Die Lichtschranken können z. B. in der Umgebung des Röntgensystems durch den Raum verlaufen und dabei etwa durch spiegelnde Flächen auf ihrem Weg zwischen Quelle und Detektor mehrfach umgelenkt werden.
• Des Weiteren ist es möglich, den Sicherheitsraum sehr eng auf den Strahlungsbereich (Strahlungskegel) der (primären) Röntgenstrahlung zu begrenzen und die Ränder dieses Sicherheitsraumes durch ein dichtes Netz von Lichtschranken oder durch eine Lichtschranken-Fläche zu überwachen. Ein Durchbrechen dieser Ränder würde dann zum sofortigen Abschalten der Röntgenstrahlung führen, so dass das in den Sicherheitsraum eindringende Objekt keiner Gefährdung mehr ausgesetzt wäre.
• Vorzugsweise werden die Lichtschranken dabei gepulst betrieben, z. B. mit einer Frequenz von 300 Hz, um ihr Signal sicher von Hintergrundlicht trennen zu können.
• - Einen akustischen Sensor, etwa in Form eines Mikrofons mit angeschlossener Überwachung.
• - Den Röntgendetektor des Röntgensystems, wobei ein in den Röntgenstrahlengang eindringendes Objekt durch die resultierende Veränderung der Röntgenabbildung erkannt würde. Hierzu könnte z. B. ein Bildanalysesystem alle Abweichungen von dem erwarteten Bild detektieren und daraufhin das Abschalten der Röntgenstrahlung auslösen.
• Schließlich gehört zur Erfindung eine Einrichtung zur automatischen Überprüfung eines bildgebenden Röntgensystems unter Erzeugung von Röntgenstrahlung, welches eine Vorrichtung zur automatischen Positionierung mindestens eines Phantoms im Bereich zwischen Röntgenstrahlungsquelle und Detektor enthält. Mit einer derartigen Einrichtung lässt sich das oben erläuterte Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung durchführen, bei dem mindestens eine Aufnahme mit dem Phantom angefertigt wird.
• Gemäß einer ersten Ausgestaltung kann das Phantom dabei auf einem flexiblen Träger, etwa einer Folie oder einem Draht, angeordnet sein, wobei der Träger über Umlenkrollen in den Bereich zwischen Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor geführt wird. Durch die Aktivierung von Antriebsrollen lässt sich ein derartiger flexibler Träger in einfacher Weise gezielt bewegen und somit das Phantom nach Bedarf vor dem Detektor positionieren. Der flexible Träger kann über mehrere Umlenkrollen endlos umlaufen oder aber an seinen Enden jeweils von einer Wickelrolle auf beziehungsweise abgewickelt werden.
• Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist das Phantom in einer Schwenkachse beweglich gelagert, so dass es durch eine einfache Schwenkbewegung in den Strahlengang zwischen Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor hineinbewegt beziehungsweise hierin verschieden positioniert werden kann.
• Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigt:
• Fig. 1 schematisch die Umgebung eines Röntgensystems, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren überwacht wird;
• Fig. 2 eine erste Ausgestaltung eines auf einer flexiblen Folie angeordneten Phantoms, wobei die Folie endlos umlaufend ist;
• Fig. 3 eine zweite Ausgestaltung eines auf einer flexiblen Folie angeordneten Phantoms, wobei die Folie an ihren Enden auf Rollen aufgewickelt wird und das Phantom in eine seitliche Lage gebracht werden kann;
• Fig. 4 eine dritte Ausgestaltung eines auf einer flexiblen Folie angeordneten Phantoms, wobei die Folie mit dem Phantom an ihren Enden auf Rollen aufgewickelt wird;
• Fig. 5 eine vierte Ausgestaltung eines auf einer flexiblen Folie angeordneten Phantoms, wobei die Folie an ihren Enden auf Rollen aufgewickelt wird und das Phantom in einem nicht-sensitiven Bereich neben dem Detektor angeordnet werden kann;
• Fig. 6 verschiedene mögliche Anordnungen der Phantome nach den Fig. 2 bis 5 in einer Aufsicht;
• Fig. 7 eine fünfte Ausgestaltung mit einem durch einen Draht gebildeten Phantom in einer Seitenansicht und in einer Aufsicht;
• Fig. 8 ein schwenkbar am Rande eines Röntgendetektors angeordnetes Phantom.
• Fig. 1 zeigt schematisch die Umgebung eines medizinischen bildgebenden Röntgensystems 2, bei dem es sich zum Beispiel um ein Röntgenkatheterlabor oder auch einen Computertomographen handeln kann. Von Zeit zu Zeit ist eine Überprüfung eines derartigen Röntgensystems 2 erforderlich, wozu insbesondere eine Rekalibrierung zur Kompensation von Parameterdriften, aber auch ein Selbsttest oder eine automatische Fehlerdiagnose gehören kann. Eine derartige Überprüfung soll ohne Risiken für das Krankenhauspersonal, für Patienten oder für andere Personen durchgeführt werden und dabei angesichts der Verfahrensdauern von typischerweise mehreren Stunden ohne ständige Überwachung durch eine Bedienperson auskommen.
• Zur Automatisierung eines Überprüfungsverfahrens und zur Gewährleistung der Sicherheit wird erfindungsgemäß eine Einrichtung vorgeschlagen, welche die Überprüfung nötigenfalls zu jedem Zeitpunkt unterbrechen und in einen normalen Betrieb wechseln kann und welche darüber hinaus in der Lage ist, alle für die Überprüfung notwendigen Operationen wie insbesondere die Anordnung eines Phantoms im Strahlengang vorzunehmen. Ein automatisiertes Verfahren zur Überprüfung von Systemteilen, die zur Kalibrierung (z. B. Gain-Kalibrierung) Röntgenstrahlung benötigen, kann erheblich zur Reduktion der Betriebskosten und des Bedarfes an Bedienungspersonal beitragen und gleichzeitig eine zeitlich stabile Leistung der Bilderzeugung sicherstellen.
• Das vielleicht wichtigste Problem bei der Automatisierung von Überprüfungsaufgaben eines Röntgensystems unter Erzeugung von ionisierender Strahlung besteht darin zu vermeiden, dass Menschen unbeabsichtigt und zufällig der Röntgenstrahlung ausgesetzt werden. Zu den gefährdeten Personen können dabei zum Beispiel das Reinigungspersonal, Ärzte, die Untersuchungen vorbereiten, Techniker und/oder Patienten auf ihrem Weg durch das Krankenhaus oder zu einer Untersuchung gehören.
• Fig. 1 zeigt diesbezüglich an einem Ausführungsbeispiel die erfindungsgemäße Einrichtung zur Verhinderung von Strahlungsunfällen. Das zu überprüfende Röntgensystem 2 befindet sich in einem Aufstellungsraum 1, zu dem zwei Türen 5a und 5b führen. Benachbart zum Aufstellungsraum 1 ist ein Kontrollraum 6, von welchem aus das Röntgensystem 2 gesteuert werden kann. Erfindungsgemäß wird nun von einem qualifizierten menschlichen Bediener vor Beginn einer automatischen Überprüfung des Röntgensystems 2 verifiziert, dass in einem Sicherheitsraum um das Röntgensystem 2 (d. h. im Aufstellungsraum 1) ein sicherer Zustand herrscht. Anschließend wird dieser Sicherheitszustand in dem Sinne "konserviert", dass alle relevanten Änderungen des Sicherheitszustandes automatisch detektiert werden und automatisch zu einem sofortigen Stopp der Erzeugung von Röntgenstrahlung sowie zu einem Rücksetzen des Systems in den Bereitschaftszustand führen. Dieses Verhalten wird im Wesentlichen durch drei Systemkomponenten erreicht:
  
• - Durch Überwachungssensoren an allen Eingängen zum Aufstellungsraum 1 des Röntgensystems 2. Bei der Einrichtung nach Fig. 1 sind diese Überwachungssensoren durch Türkontakte 4a und 46 realisiert, welche feststellen und dem Kontrollraum 6 melden können, ob die Türen 5a und 5b geschlossen sind oder nicht.
• - Ein Bedienelement zum Starten der automatischen Überprüfungsprozedur, welches zum Beispiel durch einen "CALIBRATION ENABLE" Knopf 7 im Kontrollraum 6 realisiert sein kann.
• - Eine Steuereinheit 9, welche mit geeigneten Sensoren wie etwa den Türkontakten 4a, 46 in Verbindung steht und dazu eingerichtet ist, eine Verletzung der Isolation des Aufstellungsraumes 1 zu detektieren sowie in Reaktion hierauf das Röntgensystem 2 abzustellen. Zu den Sensoren können ferner zum Beispiel eine oder mehrere Videokameras 3 mit entsprechender Bildanalyse-Software gehören, welche die Detektion von Veränderungen des Bildes des Aufstellungsraumes 1 erlauben. Ferner können Infrarot oder Doppler-Ultraschall Bewegungsmelder, Gasdetektoren, ein Mikrofon, Lichtschranken oder dergleichen mit der Steuereinheit 9 verbunden sein (nicht dargestellt).
  Ebenso kann der Detektor des Röntgensystems 2 mit einer (verhältnismäßig einfachen) Bildanalyseeinrichtung gekoppelt sein, welche das Vorhandensein unerwarteter Strukturen in der Röntgenabbildung erkennt. So ließe sich beispielsweise erkennen, wenn eine im Raum anwesende Person mit der Hand in den Strahlengang des aktiven Röntgensystems 2 geriete.
• Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung kann in einen Selbsttest-/Kalibrierungsmodus versetzt werden, wenn alle Türen 5a, 5b zum Aufstellungsraum 1 geschlossen sind und der "CALIBRATION ENABLE" Knopf 7 im Kontrollraum 6 gedrückt wird. Die Freigabe der Teststrahlung wird dabei nach einer visuellen Inspektion des Aufstellungsraumes 1 durch einen autorisierten Arzt, einen Techniker oder eine andere zur Durchführung von Röntgenuntersuchungen oder Kalibrierungen autorisierte Person ausgelöst.
• Wenn abweichend von der in Fig. 1 dargestellten Situation kein Kontrollraum 6 vorhanden ist, welcher eine ständige visuelle Überwachung des Röntgensystems 2 erlaubt, werden vorzugsweise "CALIBRATION ENABLE" Taster 7 an jedem Eingang angeordnet. Bei dieser Anordnung muss der Arzt oder Techniker den Knopf 7 während des Schließens der Tür gedrückt halten, um ein Aktivierungssignal zu erzeugen. Dieses Aktivierungssignal wird von der Steuereinheit des Systems als gültig angesehen, wenn erstens beim Drücken des Tasters alle Eingänge bis auf einen geschlossen sind und während der gesamten Konservierungsprozedur geschlossen bleiben, und wenn zweitens die dem Taster benachbarte Tür beim Drücken des Tasters geöffnet ist und beim Loslassen des Tasters geschlossen ist.
• In Reaktion auf das genannte Aktivierungssignal beginnt die Steuereinheit damit, den Status aller Sicherheitspunkte an den Eingängen zum Aufstellungsraum 1 des Röntgensystems 2 zu kontrollieren. Falls die "Versiegelung" des Aufstellungsraums 1 intakt ist, wird der Zustand des Raumes für eine gewisse Zeitdauer von den vorhandenen Sensoren beobachtet, um ein Muster von Sensorsignalen zu gewinnen, die zu einem normalen, unverletzten Sicherheitszustand des Röntgenraumes gehören. Das Muster kann dabei Messungen einer Reihe von Sensoren umfassen, wobei vorzugsweise eine preisgünstige Videokamera 3 in Verbindung mit einer standardmäßigen Software zur Bildverarbeitung verwendet wird. Nachdem auf diese Weise das Sensormuster des Sicherheitszustandes gewonnen und auf Konsistenz sowie langsame zeitliche Änderungen überprüft wurde, wird die Kalibrierungsprozedur gestartet.
• Die Kalibrierungsprozedur wird wieder beendet, wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
  
• 1. Ein "CALIBRATION DISABLE" Taster 8 wird gedrückt, welcher benachbart zum "CALIBRATION ENABLE" Taster angeordnet ist.
• 2. Eine der Türen 5a, 5b des versiegelten Raumes 1 wird geöffnet.
• 3. Die Steuereinheit 9 entdeckt mit Hilfe der angeschlossenen Sensoren 3 verdächtige Aktivität im versiegelten Raum 1, zum Beispiel durch Abweichungen von dem gewonnenen Sensormuster, die durch eine Bewegung verursacht wurden.
• Im Falle einer solchen Unterbrechung fällt die Einrichtung zurück in einen Standby- Status, in dem es wieder zur Bildgewinnung bereit ist.
• An allen Eingängen 5a, 5b werden vorzugsweise Warnsignale angebracht, die auf die Röntgenaktivität hinweisen, so dass eine unbeabsichtigte Unterbrechung der Kalibrierung beziehungsweise des Selbsttestes durch eine eintretende Person äußerst unwahrscheinlich wird.
• Um die Notwendigkeit von Bedienungseingriffen zu minimieren, sollte die Einrichtung so viel Vorkehrungen wie möglich automatisch für einen Selbsttest durchführen können. Während eine automatisierte Gain-Kalibrierung nur eine Initialisierung der SID (Source- Image-Distance) und der Kollimatorposition (falls diese nicht automatisiert ist) benötigt, erfordert die Überprüfung des Betriebsverhaltens des Systems und das Eintreten in einen Baum zur Fehlersuche ein oder mehrere Phantome in der Nähe des Detektors. Nachfolgend werden mit Hilfe der Fig. 2 bis 8 verschiedene Anordnungen beschrieben, um Testphantome für die Modulationsübertragungsfunktion (MTF) automatisch im Strahlengang anzuordnen, um die MTF und die DQE (Detective Quantum Efficiency) zu überprüfen.
• In Fig. 2 ist in einem Querschnitt ein Röntgendetektor mit einer röntgensensitiven Schicht 10 dargestellt, bei welchem das Phantom 23 sich auf einer Kunststofffolie 11 befindet. Die Kunststofffolie 11 ist mittels vier Umlenkrollen 22 endlos um die sensitive Schicht 10 herum geführt, wobei sich im dargestellten Zustand das aus flexiblem Blei gebildete Phantom 23 in der Standardposition unterhalb des Detektors befindet, also nicht im Strahlengang liegt. Bei der Durchführung einer Überprüfung kann durch Antrieb mindestens einer der Rollen 22 die Folie 11 mit dem Phantom 23 an die Oberseite vor die sensitive Schicht 10 bewegt werden, so dass das Phantom im Strahlengang von der Röntgenstrahlungsquelle (nicht dargestellt) zum Detektor liegt.
• In Fig. 3 ist in einem Querschnitt eine alternative Ausgestaltung der beschriebenen Vorrichtung dargestellt, wobei im Unterschied zu Fig. 2 die Trägerfolie 11 nicht endlos ist, sondern an ihren beiden Enden jeweils um eine Rolle 32 gewickelt wird. Das Phantom 33 befindet sich im Standardzustand seitlich der sensitiven Fläche 10. Durch Abwickeln der Trägerfolie 11 von der einen und Aufwickeln auf der anderen Rolle 32 kann das Phantom 33 vor die Fläche des Detektors positioniert werden. Die dargestellte Anordnung erlaubt einen leichten Zugriff auf den Detektor von dessen Rückseite aus.
• Fig. 4 zeigt eine Abwandlung der zuvor beschriebenen Vorrichtung, wobei das Phantom 43 zusammen mit dem Träger 11 auf einer endseitigen Rolle aufgewickelt wird, wenn es nicht vor der sensitiven Fläche 10 positioniert werden soll.
• Fig. 5 zeigt eine weitere Abwandlung der Vorrichtung nach Fig. 3, wobei im nicht benutzten Zustand das Phantom 53 in einem Bereich neben der sensitiven Fläche 10 in der Frontebene des Detektors angeordnet ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass das Phantom 53 nicht über eine Knickstelle der Trägerfolie 11 laufen muss, um vor der Sensorfläche 10 entfernt zu werden.
• Die in den Fig. 2 bis 5 dargestellten Folien 11 können weniger als die gesamte Breite des Detektors abdecken, um einen leichten Zugang zu der Verdrahtung und dem Kühlsystem zu ermöglichen. In Fig. 6 sind in einer Aufsicht drei Beispiele für mögliche Anordnungen von Trägerfolien 11 dargestellt. Bei Variante a) wird etwa die Hälfte der Detektorfläche 10 mit einer Folie 11 bedeckt, bei der Variante b) werden Teile der Detektorfläche mit zwei Folien abgedeckt, und bei der Variante c) wird die gesamte Detektorfläche abgedeckt, wobei Letzteres einen seitlichen Zugang zu der Verdrahtung des Detektors erfordert.
• Fig. 7 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Phantoms, welches durch einen Draht 73 gebildet wird. Der Draht 73 ist an seinen Enden jeweils an einem Trägerdraht 71 befestigt, wobei der Trägerdraht ähnlich wie die Folie 11 in Fig. 2 endlos um die sensitive Fläche 10 herum geführt ist. Durch Drehung mindestens einer der Rollen 72 um ihre Längsachse kann der Draht 73 somit nach Belieben vor der sensitiven Fläche 10 positioniert oder aber aus dem Strahlengang entfernt werden.
• Eine weitere Ausgestaltung eines automatisch beweglichen Phantoms ist in Fig. 8 dargestellt. Diese Figur zeigt in einer Aufsicht die sensitive Fläche 10 eines Röntgendetektors. Das streifenförmige Phantom ist in der Standardposition (Ziffer 83) benachbart zur sensitiven Fläche 10 schwenkbeweglich um einen Punkt 81 angeordnet. Bei Bedarf kann es automatisch um die senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Schwenkachse gedreht und somit in den Strahlengang zwischen Strahlungsquelle (nicht dargestellt) und sensitiver Fläche 10 eingebracht werden (Position 83').
• Die mit Hilfe der Figuren erläuterte Einrichtung erlaubt die automatische Anpassung von Parametern wie zum Beispiel Gain-Einstellungen ohne die Gefährdung von Krankenhauspersonal, Patienten oder anderen Personen bei gleichzeitig nur minimaler menschlicher Überwachung. Die automatische Röntgenkalibrierung kann sogar ohne jegliches Personal während der Nachtzeit durchgeführt werden, wodurch die Wartungskosten reduziert und eine stabile Bilderzeugungsleistung über die Zeit sichergestellt wird.
• Ferner erlaubt die Erfindung die rein bildbasierte Erkennung verschiedener Fehler von Komponenten der Röntgensystems wie defekte Pixel, Zeilen oder Spalten, die z. B. aufgrund fehlerhafter Verdrahtung, Transistoren oder Zeilentreiber entstehen; defekte AD- Wandler-Chips; eine Korrosion der Szintillatorschicht; einen Defekt der Röntgenröhre etc.

Claims (10)

1. Verfahren zur automatischen Überprüfung eines bildgebenden Röntgensystems unter Erzeugung von Röntgenstrahlung, wobei

a) mittels Sensoren die Einhaltung eines definierten Sicherheitszustandes in einem Sicherheitsraum um das Röntgensystem überwacht wird;

b) die Erzeugung von Röntgenstrahlung unterbrochen wird, wenn ein Verlassen des Sicherheitszustandes festgestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitszustand das Geschlossensein mindestens eines zum Sicherheitsraum führenden Zugangs umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das während einer Definitionsphase beobachtete Muster an Sensorsignalen den Sicherheitszustand definiert.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Überwachung des Sicherheitszustandes begonnen wird, wenn
alle zum Aufstellungsraum des Röntgensystems führenden Türen bis auf eine letzte Tür geschlossen sind, und
ein der letzten Tür zugeordnetes Aktivierungssignal beginnt, während die letzte Tür noch geöffnet ist, und endet, wenn die letzte Tür geschlossen ist.

5. Verfahren zur automatischen Überprüfung eines bildgebenden Röntgensystems unter Erzeugung von Röntgenstrahlung, insbesondere nach Anspruch 1, wobei ein Phantom automatisch in den Raum zwischen Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor eingebracht und mindestens eine Aufnahme mit dem Phantom im Strahlengang angefertigt wird.

6. Einrichtung zur automatischen Überprüfung eines bildgebenden Röntgensystems unter Erzeugung von Röntgenstrahlung, enthaltend

a) mindestens einen Sensor zur Überwachung eines Sicherheitsraumes um das Röntgensystem;

b) eine Steuereinheit, die mit dem Sensor und dem Röntgensystem gekoppelt und dazu eingerichtet ist, die Erzeugung von Röntgenstrahlung zu unterbrechen, wenn die Sensorsignale das Verlassen eines definierten Sicherheitszustandes anzeigen.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Sensoren umfassen:
Türkontakte zur Feststellung des Geschlossenseins von Zugängen;
Bewegungsmelder auf der Basis von Infrarotsignalen, Ultraschallsignalen und/oder einer Videoüberwachung;
Gasdetektoren, insbesondere Kohlendioxidsensoren;
Drucksensoren, die insbesondere am Boden angeordnet sein können;
Lichtschranken;
akustische Sensoren; und/oder
den Röntgendetektor des Röntgensystems.

8. Einrichtung zur automatischen Überprüfung eines bildgebenden Röntgensystems unter Erzeugung von Röntgenstrahlung, insbesondere nach Anspruch 6, enthaltend eine Vorrichtung zur automatischen Positionierung mindestens eines Phantoms im Bereich zwischen Röntgenstrahlungsquelle und Detektor.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Phantom auf einem flexiblen Träger angeordnet ist, welcher über Umlenkrollen in den Bereich zwischen Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor geführt ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Phantom in einer Schwenkachse beweglich gelagert ist.