DE10215987A1

DE10215987A1 - Röntgeneinrichtung

Info

Publication number: DE10215987A1
Application number: DE2002115987
Authority: DE
Inventors: Thomas Schmitt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2002-04-11
Publication date: 2003-11-06

Abstract

Röntgeneinrichtung, umfassend eine Strahlungsquelle und einen Strahlungsempfänger, die beide bodenseitig bewegbar gelagert sind, wobei die Strahlungsquelle (2, 13, 13') und der Strahlungsempfänger (4, 14, 14') an einer gemeinsamen oder jeweils an einer separaten bodenseitig verfahrbaren roboterartigen Bewegungseinrichtung (3, 5, 11, 11') angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgeneinrichtung umfassend eine Strahlungsquelle und einen Strahlungsempfänger, die beide bodenseitig bewegbar gelagert sind.

Derartige Röntgeneinrichtungen sind bekannt und dienen dazu, von einem auf einer Patientenliege befindlichen Patienten Strahlungsbilder aufzunehmen, wozu die Strahlungsquelle und der Strahlungsempfänger zur Bildaufnahme stationär bezüglich des Patienten ausgerichtet werden. Dabei ist die Verstellbarkeit und damit die Möglichkeit die Strahlungsquelle und den Strahlungsempfänger bezüglich des Patienten positionieren zu können, ein wichtiges Kriterium hinsichtlich der Funktionalität einer Röntgeneinrichtung, da Strahlungsbilder häufig aus verschiedenen Richtungen zur Durchführung unterschiedlicher Untersuchungstechniken oder unterschiedlicher Untersuchungsarten aufzunehmen sind.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Untersuchungseinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die Strahlungsquelle und der Strahlungsempfänger in vielfältiger Weise bezüglich eines Patienten bewegt und positioniert werden können.

Zur Lösung des Problems ist bei einer Röntgeneinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Strahlungsquelle und der Strahlungsempfänger an einer gemeinsamen oder jeweils an einer separaten roboterartigen Bewegungseinrichtung angeordnet sind.

Die Erfindung geht ab von der bekannten Stativlagerung der Strahlungsquelle und des Strahlungsempfängers und schlägt dem gegenüber die Verwendung einer oder jeweils separater roboterartige Bewegungseinrichtungen vor, über die die Strahlungsquelle und der Strahlungsempfänger bezüglich des Patientenlagerungstischs, auf dem ein zu untersuchender Patient liegt, verfahrbar sind. Der Betrieb der roboterartigen Bewegungseinrichtung wird über eine geeignete Steuerung gesteuert, die entweder in der Bewegungseinrichtung selbst integriert oder dezentral dazu sein kann. Die bodenseitig verfahrbare roboterartige Bewegungseinrichtung ermöglicht mit besonderem Vorteil ein einfaches Navigieren und damit Bewegen der Strahlungsquelle und des Strahlungsempfängers bezüglich des Patienten, so dass unterschiedliche Aufnahme- und Untersuchungstechniken möglich sind.

Dabei kann in einer ersten Erfindungsalternative eine roboterseitige Einrichtung schienengeführt sein, vorzugsweise längs einer Kreisbahn um die im Inneren des Kreises befindliche Patientenlagerungseinrichtung.

Eine besonders zweckmäßige Erfindungsalternative sieht dem gegenüber vor, dass eine roboterartige Bewegungseinrichtung frei im Raum bewegbar ist, das heißt sie kann im Raum beliebig verfahren und mithin beliebig bezüglich des Patientenlagerungstisches bewegt und positioniert werden.

Zur weiteren Verbesserung der Positionierbarkeit der Strahlungsquelle und des Strahlungsempfängers kann vorgesehen sein, dass die Strahlungsquelle und der Strahlungsempfänger bezüglich der roboterartigen Bewegungseinrichtung um mehrere Freiheitsgrade bewegbar sind, das heißt, sie können nach einer Grobpositionierung der Bewegungseinrichtung bezüglich der selben nochmals mehrfach verstellt werden.

Dabei kann die Strahlungsquelle und der Strahlungsempfänger bezüglich der roboterartigen Bewegungseinrichtung höhenverstellbar und um eine Vertikalachse drehbar sein. Zweckmäßigerweise ist die Strahlungsquelle und der Strahlungsempfänger direkt oder mittelbar über einen Vertikalträger mit der Bewegungseinrichtung verbunden, der beispielsweise teleskopierbar beziehungsweise in sich drehbar ist, um die Verstellmöglichkeit zu realisieren.

Ferner kann die Strahlungsquelle und der Strahlungsempfänger um oder längs wenigstens einer gegebenenfalls weiteren Achse bezüglich der Bewegungseinrichtung verkippbar, verdrehbar und/oder verschiebbar sein. Beispielsweise kann eine Verdreh- oder Verkippbarkeit um eine im Wesentlichen horizontal verlaufende Achse möglich sein, auch ist eine Verschiebung längs eines am Vertikalträger, der die Höhenverstellbarkeit ermöglicht, im Wesentlichen horizontal abstehenden weiteren Auslegers denkbar. Hier sind unterschiedlichste Ausgestaltungen möglich, die eine weitgehende Bewegung um mehrere Freiheitsgrade zulassen.

Zweckmäßig ist es, wenn die Strahlungsquelle und der Strahlungsempfänger an einem gemeinsamen C-Bogen, der seinerseits über eine beliebig ausgeführte Träger- oder Auslegeranordnung an der Bewegungseinrichtung angeordnet ist, angeordnet sind. Das heißt, es wird ein C-Bogen-Roboter-System angegeben. Es lassen sich mit diesem System die bekannten Eigenschaften einer C-Bogen-Einrichtung mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Roboterbewegbarkeit kombinieren. Dabei ist es natürlich auch denkbar, zwei roboterartige Bewegungseinrichtungen mit jeweils einem C-Bogen, von denen jeder eine Strahlungsquelle und einen Strahlungsempfänger trägt, vorzusehen. Hier ist es also möglich, durch geeignete Positionierung der beiden C- Bögen bezüglich des Patienten Strahlungsbilder zeitgleich aufzunehmen, die unter einem Winkel, z. B. von 90° zueinander stehen. Diese Untersuchungstechnik entspricht der eines bekannten Biplan-Geräts, verbunden jedoch mit der erfindungsgemäß zweckmäßigen Roboterbewegbarkeit.

Schließlich kann eine den Bewegungsbetrieb der beiden Bewegungseinrichtungen, die jeweils die Strahlungsquelle oder den Strahlungsempfänger oder die jeweils einen C-Bogen tragen, und gegebenenfalls den Bewegungsbetrieb zum Bewegen der Strahlungsquelle und des Strahlungsempfängers steuernde Steuerungseinrichtung vorgesehen sein, die beispielsweise dezentral steht und mit der jeweiligen Bewegungseinrichtung beispielsweise über eine Steuerleitung oder aber über eine Funkstrecke in Kommunikationsverbindung steht. Diese Steuerungseinrichtung kann natürlich auch zum Steuern des allgemeinen Bildaufnahmebetriebs dienen.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Steuerungseinrichtung den Bewegungsbetrieb derart steuert, dass die Strahlungsquelle und der Strahlungsempfänger oder die beiden C-Bogen automatisch bezüglich einander ausrichtbar sind. Gemäß dieser Ausgestaltung wird eine Selbstzentrierung der Strahlungsquelle und des Strahlungsempfängers, wenn diese beispielsweise jeweils an einer separaten roboterartigen Bewegungseinrichtung angeordnet sind, ermöglicht. Entsprechendes gilt für die Ausgestaltung, bei der zwei C-Bogen an jeweils einer Bewegungseinrichtung angeordnet sind. Hierzu wird zweckmäßigerweise eine geeignete, nicht näher zu beschreibende Sensorik verwendet, die die jeweilige Position der miteinander zu zentrierenden Komponenten erfasst, wobei die Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit des Erfassungsergebnisses den Betrieb gestaltet.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung, und
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung.
Fig. 1 zeigt in Form einer Prinzipskizze eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung 1. Diese umfasst zunächst eine Strahlungsquelle 2, die an einer bodenseitig verfahrbaren roboterartigen Bewegungseinrichtung 3 angeordnet ist. Sie umfasst ferner einen Strahlungsempfänger 4, der ebenfalls an einer roboterartig verfahrbaren Bewegungseinrichtung 5 angeordnet ist. Die beiden roboterartigen Bewegungseinrichtungen 3, 5 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel frei im Raum beweglich, das heißt sie können in jede beliebige Richtung im Raum und damit in jede beliebige Richtung und Position bezüglich eines Patientenlagerungstischs 6 bewegt und gebracht werden. Zur Steuerung des Bewegungsbetriebs ist im gezeigten Beispiel eine zentrale Steuerungsvorrichtung 7 vorgesehen, die über eine Funkstrecke mit den beiden Bewegungseinrichtungen 3, 5, die über entsprechende Funkschnittstellen und Antennen etc. verfügen, kommunizieren.
Die Strahlungsquelle 2 wie auch der Strahlungsempfänger 4 sind bezüglich der jeweiligen Bewegungseinrichtung um mehrere Freiheitsgrade bewegbar, wobei im Folgenden lediglich die Anordnung der Strahlungsquelle 2 an der Bewegungseinrichtung 3 beschrieben wird, die Anordnung des Strahlungsempfängers 4 an der Bewegungseinrichtung 5 ist entsprechend.
Zunächst ist ein Vertikalträger 8 vorgesehen, der, siehe den Doppelpfeil A, teleskopierbar, mithin also in seiner Länge veränderbar ist. An dem Vertikalträger 8 ist im gezeigten Beispiel ein Horizontalträger 9 angeordnet, der die Strahlungsquelle 2 trägt. Auch der Horizontalträger 9 ist teleskopierbar, wie durch den Doppelpfeil B beschrieben ist. Er kann auch um die von dem Vertikalträger 8 gebildete Achse verdrehbar sein, also um den Vertikalträger 8 gedreht werden. Selbstverständlich ist es auch denkbar, die Strahlungsquelle 2 am Horizontalträger 9 verschiebbar anzuordnen. Die Strahlungsquelle 2 ihrerseits ist am Horizontalträger 9 verkippbar oder verdrehbar positioniert, das heißt sie kann in ihrer Stellung bezüglich des Horizontalträgers 9 verändert werden. Dies ist durch die beiden Doppelpfeile C und D angedeutet. Beispielsweise ist es denkbar, die Strahlungsquelle über ein Kugellagergelenk oder ein sonstiges Dreh- oder Kippgelenk anzuordnen, das die Verstellbarkeit ermöglicht.
Aufgrund des analogen Aufbaus der den Strahlungsempfänger 4 tragenden Anordnung ergibt sich in Verbindung mit der im Raum freien Roboterbewegbarkeit, dass sowohl die Strahlungsquelle 2 als auch der Strahlungsempfänger 4 beliebig bezüglich des Patientenlagerungstischs 6 und damit des Patienten positioniert werden können. Es sind Einstrahlungen aus allen Richtungen, sei es von der Seite oder von Oben oder von Unten unter einem beliebigen Winkel möglich, auch ist ein problemloser Wechsel der Einstrahlseite bezogen auf den Patienten möglich, das heißt die Positionierung der Strahlungsquelle 2 und des Strahlungsempfängers 4 links- oder rechtsseitig vom Patientenlagerungstisch 6 kann ohne weiteres durch Verfahren der Bewegungseinrichtungen 3, 5 verändert werden.
Fig. 2 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Röntgeneinrichtung 10. Diese umfasst primär eine roboterartige, bodenseitig verfahrbare Bewegungseinrichtung 11, deren Bewegungsbetrieb über die auch hier zentrale Steuerungseinrichtung 12 über eine Funkstrecke gesteuert wird. Die Strahlungsquelle 13 sowie der Strahlungsempfänger 14, beispielsweise eine Röntgenquelle und ein Festkörperbilddetektor, sind bei dieser Ausführungsform an einem C-Bogen 15 angeordnet, der seinerseits an einem Horizontalträger 16 angeordnet ist, der wiederum an einem Vertikalträger 17 befestigt ist. Der C-Bogen 15 ist zum einen bezüglich des Horizontalträgers 16 verdrehbar, wie durch den Doppelpfeil E angedeutet. Auch ist er längs der von ihm vorgegebenen Bogenbahn bezüglich des Horizontalträgers 16 verschiebbar, wie durch den Doppelpfeil F angedeutet ist. Das heißt, die Strahlungsquelle 13 und der Strahlungsempfänger 14 können in eine beliebige Winkelposition bezüglich des Patientenlagerungstischs verschoben und verdreht werden. Ferner kann der Horizontalträger 16 teleskopierbar sein, wie durch den Doppelpfeil G angedeutet ist. In jedem Fall teleskopierbar ist der Vertikalträger 17, siehe den Doppelpfeil H. Um die von ihm gebildete Vertikalachse ist schließlich der Horizontalträger 16 und mit ihm der C-Bogen mit der gesamten Bildaufnahmemimik drehbar, siehe Doppelpfeil I.
Aufgrund der freien Bewegbarkeit der Bewegungseinrichtung 11 im Raum sowie der mehrfachen Verstellbarkeit der Strahlungsquelle 13 und des Strahlungsempfängers 14 ist auch hier die Einnahme einer beliebigen Aufnahmeposition bezüglich des Patientenlagerungstischs beziehungsweise des Patienten möglich.
In Fig. 2 ist eine zweite Bewegungseinrichtung 11' beschrieben, die ebenfalls einen C-Bogen 15' mit einer Strahlungsquelle 13' und einem Strahlungsempfänger 14' trägt. Der Aufbau der gesamten Anordnung ist analog dem wie er oben bezüglich der Anordnung des C-Bogens 15 an der Bewegungseinrichtung 11 beschrieben wurde. Da auch die Bewegungseinrichtung 11' beliebig im Raum bewegbar und mithin die Strahlungsquelle 13' und der Strahlungsempfänger 14' beliebig bezüglich des Patienten positionierbar sind ist es möglich, die beiden C- Bogen 15 und 15' so bezüglich einander zu positionieren, dass über die jeweiligen Strahlungsquellen 13 beziehungsweise 13' und Strahlungsempfänger 14 beziehungsweise 14' zeitgleich Strahlungsbilder, beispielsweise Durchleuchtungsbilder von dem Untersuchungsbereich aufgenommen werden können, die unter einem Winkel von beispielsweise 90° zueinander stehen. Es ist hier eine einem bekannten Biplan-Gerät ähnliche Anordnung realisiert, wobei hier jedoch die beiden C-Bogen beliebig bewegt werden können.
Jede der Steuerungseinrichtungen 7 und 12 kann ferner derart ausgebildet sein, dass die Bewegungseinrichtungen 3 und 5 beziehungsweise 11 und 11' so gesteuert werden, dass im erst genannten Fall die Strahlungsquelle 2 und der Strahlungsempfänger 4 beziehungsweise im zweiten Fall die beiden C-Bogen 15, 15' und ihre jeweiligen Bildaufnahmekomponenten bezüglich einander automatisch zentriert werden. Hierzu sind geeignete Sensorelemente 18, 19 an der Strahlungsquelle 2 beziehungsweise dem Strahlungsempfänger 4 beziehungsweise Sensorelemente 20, 20' an den C-Bogen 15, 15' angeordnet, deren räumliche Position beispielsweise von der jeweiligen Steuerungseinrichtung 7 beziehungsweise 12 erfasst wird. Alternativ dazu sind auch die Verwendung separater Positionserfassungssysteme denkbar, die dann ihrerseits mit der jeweiligen Steuerungseinrichtung kommunizieren. Auf diese Weise erhält die jeweilige Steuerungseinrichtung 7, 12 kontinuierlich Informationen darüber, wie die jeweilige Komponente im Raum steht, so dass beide miteinander zu zentrierenden Komponenten so bezüglich einander bewegt werden können, dass sich nach Einnahme der Endposition eine automatische Selbstzentrierung ergibt.

Claims

1. Röntgeneinrichtung umfassend eine Strahlungsquelle und einen Strahlungsempfänger, die beide bodenseitig bewegbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (2, 13, 13') und der Strahlungsempfänger (4, 14, 14') an einer gemeinsamen oder jeweils an einer separaten bodenseitig verfahrbaren, roboterartigen Bewegungseinrichtung (3, 5, 11, 11') angeordnet sind.

2. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine roboterartige Bewegungseinrichtung (3, 5, 11, 11') schienengeführt ist.

3. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine roboterartige Bewegungseinrichtung (3, 5, 11, 11') frei im Raum bewegbar ist.

4. Röntgeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (2, 13, 13') und der Strahlungsempfänger (4, 14, 14') bezüglich der roboterartigen Bewegungseinrichtung (3, 5, 11, 11') um mehrere Freiheitsgrade bewegbar sind.

5. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (2, 13, 13') und der Strahlungsempfänger (4, 14, 14') bezüglich der roboterartigen Bewegungseinrichtung (3, 5, 11, 11') höhenverstellbar und um eine Vertikalachse drehbar sind.

6. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (2, 13, 13') und der Strahlungsempfänger (4, 14, 14') um oder längs wenigstens einer gegebenenfalls weiteren Achse bezüglich der Bewegungseinrichtung verkippbar, verdrehbar und/oder verschiebbar sind.

7. Röntgeneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (13, 13') und der Strahlungsempfänger (14, 14') an einem gemeinsamen C-Bogen (15, 15') angeordnet sind.

8. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei roboterartige Bewegungseinrichtungen (11, 11') mit jeweils einem C-Bogen (15, 15'), von denen jeder eine Strahlungsquelle (13, 13') und einen Strahlungsempfänger (14, 14') trägt, vorgesehen sind.

9. Röntgeneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Bewegungsbetrieb der beiden Bewegungseinrichtungen (3, 5, 11, 11'), die jeweils die Strahlungsquelle (2) oder den Strahlungsempfänger (4) oder jeweils einen C-Bogen (15, 15') tragen, und gegebenenfalls den Bewegungsbetrieb zum Bewegen der Strahlungsquelle (2, 13, 13') und des Strahlungsempfängers (4, 14, 14') steuernde Steuerungseinrichtung (7, 12) vorgesehen ist.

10. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (7, 12) den Bewegungsbetrieb derart steuern, dass die Strahlungsquelle (2, 13, 13') und der Strahlungsempfänger (4, 14, 14') oder die beiden C-Bogen (15, 15') automatisch bezüglich einander ausrichtbar sind.