DE10338693B3

DE10338693B3 - Verfahren zum Abschätzen der Restlebensdauer eines Röntgenstrahlers

Info

Publication number: DE10338693B3
Application number: DE10338693A
Authority: DE
Inventors: Josef Dr. Deuringer; Jörg Dr. Freudenberger; Peter Dr. Schardt; Markus Dr. Schild
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2023-08-23
Also published as: US20070189463A1; US7302041B2

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Abschätzen der Restlebensdauer eines in Betrieb befindlichen und in einem Röntgengerät (1) eingebauten Röntgenstrahlers (4). Unter festgelegten Testbedingungen (31) wird in zeitlichen Abständen ein für die Restlebensdauer des in Betrieb befindlichen Röntgenstrahlers (4) geeigneter Messwert (30) ermittelt und in einer Speichervorrichtung (7) gespeichert. Aus dem aktuellen Messwert (34) und den in der Speichervorrichtung (7) gespeicherten, unter denselben Testbedingungen (31) ermittelten vergangenen Messwerten (30) wird anschließend ein prognostizierter Verlauf zukünftig zu ermittelnder Messwerte abgeschätzt und aufgrund des prognostizierten Verlaufs und eines dem individuellen Röntgenstrahler (4) zugeordneten und in der Speichervorrichtung (7) hinterlegten Grenzwerts (32) die prognostizierte Restlebensdauer des Röntgenstrahlers (4) ermittelt. Alternativ bzw. zusätzlich ist in der Speichervorrichtung (7) eine dem Messwert (30) und dem individuellen Röntgenstrahler (4) zugeordnete Kennlinie (33) gespeichert. Aufgrund des aktuellen Messwerts (34), der Kennlinie (33) und des Grenzwerts (32) wird dann die prognostizierte Restlebensdauer des Röntgenstrahlers (4) abgeschätzt.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Abschätzen der Restlebensdauer eines in Betrieb befindlichen und in einem Röntgengerät eingebauten Röntgenstrahlers.
Ein Röntgengerät, worunter im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung insbesondere jegliche Art von Röntgengerät zum Herstellen eines Röntgenbildes oder eines Röntgenbilddatensatzes sowie für die therapeutische Bestrahlung aber auch ein Röntgencomputertomografiegerät verstanden wird, umfasst einen Röntgenstrahler. Wenn dieser ausfällt, kann das Röntgengerät nicht mehr betrieben und der Röntgenstrahler muss ausgetauscht werden. Insbesondere bei einem unerwarteten Ausfall kann dies zu unerwünschten Ausfallzeiten führen. Es ist daher wünschenswert, einen potenziellen Ausfall eines Röntgenstrahlers rechtzeitig zu erkennen, um einen Austausch des Röntgenstrahlers entsprechend planen zu können und insbesondere den Austausch auf Zeiten zu legen, in denen das Röntgengerät nicht benützt wird. Während einer Untersuchung eines Patienten mit dem Röntgengerät sollte ein Ausfall des Röntgenstrahlers schon aus Strahlenschutzgründen vermieden werden.

Aus der US 6 212 256 B1 und der US 6 453 009 B2 sind Verfahren bekannt, mittels derer vorzeitig ein Fehler einer Röntgenröhre mittels statistischer Methoden erkannt werden soll. Dabei werden mehrere Betriebsparameter einer in Betrieb befindlichen Röntgenröhre überwacht und die überwachten Betriebsparameter mit vorgegebenen Referenzwerten, die aufgrund der Analyse einer Menge vergleichbarer Röntgenröhren ermittelt wurden, verglichen. Ergibt der Vergleich, dass die Röntgenröhre wahrscheinlich kurzfristig ausfallen wird, wird ein Warnsignal erzeugt oder automatisch ein Wechsel der Röntgenröhre geplant.

Aus der US 6 426 997 B1 ist eine Röntgenröhre mit einem thermischen Emitter und einer Warnvorrichtung bekannt, die aufgrund wenigstens eines gemessenen und analysierten Parameters des thermischen Emitters ein Warnsignal bei einem bevorstehenden Ausfall des thermischen Emitters abgibt.

In der US 6 325 540 B1 ist ferner ein Verfahren zur Ferndiagnose und Fernkonfiguration eines in Betrieb befindlichen medizintechnischen Gerätes beschrieben.

Zur Zeit ist es jedoch üblich, den Röntgenstrahler erst dann auszutauschen, nachdem er ausgefallen ist. Dies kann daher zu einer ungewollten Nichtverfügbarkeit des Röntgengerätes führen. Da außerdem Servicearbeiten in der Regel geplant werden müssen, führt ein plötzlicher Ausfall des Röntgenstrahlers zu relativ langen Ausfallzeiten.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Restlebensdauer eines in Betrieb befindlichen Röntgenstrahlers genauer prognostiziert werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Abschätzen der Restlebensdauer eines in Betrieb befindlichen und in einem Röntgengerät eingebauten Röntgenstrahlers, aufweisend folgende Verfahrensschritte:

– Unter festgelegten Testbedingungen und in zeitlichen Abständen Ermitteln eines für die Restlebensdauer des in Betrieb befindlichen Röntgenstrahlers geeigneten Messwertes,
– Speichern des ermittelten Messwerts in einer Speichervorrichtung,
– aus dem aktuellen Messwert und den in der Speichervorrichtung gespeicherten unter denselben Testbedingungen ermit telten vergangenen Messwerten, Ermitteln eines prognostizierten Verlaufs zukünftig zu ermittelnder Messwerte und
– aufgrund des prognostizierten Verlaufs und eines dem individuellen Röntgenstrahler zugeordneten und im Speicher hinterlegten Grenzwerts, Ermitteln einer prognostizierten Restlebensdauer des Röntgenstrahlers. Die Aufgabe wird auch gelöst mit einem Verfahren zum Abschätzen der Restlebensdauer eines in Betrieb befindlichen und in einem Röntgengerät eingebauten Röntgenstrahlers, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
– Unter festgelegten Testbedingungen und in zeitlichen Abständen Ermitteln eines für die Restlebensdauer des in Betrieb befindlichen Röntgenstrahlers geeigneten Messwertes, und
– aus dem Messwert, aufgrund einer in einer Speichervorrichtung hinterlegten, dem Messwert und dem individuellen Röntgenstrahler zugeordneten Kennlinie und eines dem individuellen Röntgenstrahler zugeordneten, in der Speichervorrichtung hinterlegten Grenzwerts, Ermitteln einer prognostizierten Restlebensdauer des Röntgenstrahlers.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren befindet sich der Röntgenstrahler in Betrieb, d.h. er ist im Röntgengerät auch während der Messung im Röntgengerät eingebaut. Um die Genauigkeit der prognostizierten Restlebensdauer des Röntgenstrahlers zu erhöhen, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung für verschiedenartige Messwerte jeweils eine den einzelnen Messwerten zugeordnete prognostizierte Restlebensdauer ermittelt. Die prognostizierte Restlebensdauer des Röntgenstrahlers ist dann die kürzeste der den einzelnen Messwerten zugeordneten prognostizierten Restlebensdauern. Die Vorhersage des Ausfalls des Röntgenstrahlers kann demzufolge für verschiedene Messparameter, d.h. Effekte nach den entsprechenden Messparametern angepassten Algorithmen erfolgen.

Die Vorhersage der potenziellen Restlebensdauer erfolgt anhand bekannter physikalischer Zusammenhänge. Datenbasis sind Messwerte, die unter den festgelegten Testbedingungen, d.h. ausgewählten Betriebsbedingungen aufgenommen wurden. Bevorzugt wird eine statistisch ausreichende Datenmenge einer Betriebszeit mit nicht verändertem Nutzungsverhalten zur Prognose herangezogen. Für den Fall, dass eine Fehlfunktion zur kontinuierlichen Verschlechterung führt, können die Daten erst ab diesem Zeitpunkt ausgewertet werden.

Der prinzipielle Verlauf der Veränderung des Verhaltens des Röntgenstrahlers ist durch theoretische oder experimentell ermittelte Erkenntnisse bekannt. Es können sich beispielsweise Amplituden, Spektren oder Häufigkeiten einzelner Messwerte verändern. Die strahlerspezifischen Messwerte lassen sich durch prinzipiell bekannte Kurvenverläufe annähern. Der für jeden Effekt geltende Grenzwert ist ebenfalls prinzipiell entweder theoretisch berechenbar, experimentell ermittelbar oder ist aufgrund von gesetzlichen Randbedingungen vorgegeben. Damit kann für betrachtete Effekte ein dem individuellen Röntgenstrahler zugeordneter wahrscheinlicher Verlauf der Lebensdauer und somit aufgrund der ermittelten Messwerte die prognostizierte Restlebensdauer angegeben werden. Der prognostizierte Verlauf zukünftiger Messwerte kann aber auch mittels Extrapolation der Historie gemessener Messwerte ermittelt werden. Die prognostizierte Restlebensdauer des Röntgenstrahlers ist dann die kürzeste der den einzelnen Messwerten zugeordneten prognostizierten Restlebensdauern.

Zur Verifikation der Vorhersageergebnisse lassen sich Informationen u.a. zur Betriebszeit, Scanzeit oder integralen Scanenergie heranziehen. Weitere Qualitätskriterien oder Einflussgrößen auf die Restlebenszeit können durch geeignete Messsysteme erfasst und in die Prognose einbezogen werden.

Gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren wird der Grenzwert individuell dem Röntgenstrahler zugeordnet. Somit werden bei der Ermittlung der prognostizierten Restlebensdauer unvermeidbare Streuungen bei der Herstellung von Röntgenstrahlern berücksichtigt, weshalb die Genauigkeit der prognostizierten Restlebensdauer erhöht wird. Die prognostizierte Restlebensdauer kann daher insbesondere genauer ermittelt werden, als wenn ein Grenzwert für alle Röntgenstrahler derselbe ist. So ist das Strahlergehäuse eines Röntgenstrahlers in der Regel mit einem Öl als Kühlmittel für die in dem Strahlergehäuse angeordneten Röntgenröhre gefüllt. Der Öldruck unterscheidet sich jedoch von Röntgenstrahler zu Röntgenstrahler vor deren Auslieferungen, so dass für eine gute prognostizierte Restlebensdauer der Grenzwert für einen Öldruck, bei dem der Röntgenstrahler wahrscheinlich ausfällt, individuell eingestellt werden muss. Auch der Widerstand des Emitters der Röntgenröhre ist bei der Produktion Schwankungen unterworfen, weshalb auch bei einer Messung, mit der der Verschleiß des Emitters erkannt werden soll, ein individueller Grenzwert notwendig ist.

Der dem individuellen Röntgenstrahler zugeordnete Grenzwert wird nach einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgrund einer Messung des individuellen Röntgenstrahlers vor dem Einbau in das Röntgengerät ermittelt. Dieser dem individuellen Röntgenstrahler im Neuzustand aufgenommene Messwert kann daher beispielsweise im Röhrenwerk, also beim Hersteller, mit relativ genauen Messgeräten ermittelt werden. Auch kann der Röntgenstrahler beim Hersteller genauer messtechnisch untersucht werden als im eingebauten Zustand. Der vorab ermittelte Messwert ist somit der Startwert des individuellen Kurvenverlaufs eines bestimmten Röntgenstrahlerparameters. Der erwartete Kurvenverlauf des untersuchten Parameters, d.h. Messwertes, kann somit dem untersuchten Röntgenstrahler individuell angepasst werden, wodurch sich die Genauigkeit der prognostizierten Restlebensdauer erhöht.

Die Messwerte werden z.B. im Betrieb des Röntgenstrahlers bevorzugt nicht mit externen Messgeräten ermittelt, sondern mit dem Röntgengerät selbst. Um die Messtoleranzen des Röntgengeräts zumindest teilweise auszugleichen, wird gemäß einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens der vor dem Einbau des Röntgenstrahlers ermittelte Messwert beim Einbau des Röntgenstrahlers in das Röntgengerät mit einer entsprechenden mit dem Röntgengerät durchgeführten Messung abgeglichen. Unterschiede zwischen der Messung mit dem Röntgengerät beim Einbau und der Messung vor dem Einbau können somit ausgeglichen werden.

Die Messwerte werden während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Röntgengerätes mit dem Röntgengerät selbst ermittelt. So kann bei jeder Aufnahme die Temperatur oder der Druck im Röntgenstrahler gemessen und daraus die Restlebensdauer ermittelt werden. Aus der Zeitabhängigkeit der Aufheiz- und Abkühlkurven ist der Zustand des Kühlsystems ermittelbar und aus den Absolutwerten eventuelle Undichtigkeiten und Leckraten ableitbar. Eine Veränderung der Spannungsfestigkeit ist durch Beobachtung der Häufigkeit von Überschlägen oder der transportierten Ladungsmenge pro Überschlag erkennbar. Eine Unterscheidung zwischen einem Röhrenarcing, das der Röntgenstrahler im Normalzustand aufweist, und Überschlägen im Röntgenstrahler ist durch Messung einer Druckwelle erkennbar. Solche Überschläge indizieren eine relativ kurze Restlebensdauer. Die Ölqualität lässt sich mit modernen Ölsensoren permanent ermitteln.

Alternativ werden Messwerte zwar mit eingebauter Röntgenröhre aber nicht während einer Röntgenaufnahme sondern unter weiteren festgelegten Testbedingungen, beispielsweise im Rahmen einer Qualitätsmessung, ermittelt. Das Besondere am Ermitteln der Messwerte im Rahmen der Qualitätsmessung ist es, dass die Messwerte nicht nur beim regulären klinischen Betrieb, also im Rahmen des bestimmungsgemäßen Betriebs des Röntgengerätes bzw. des Röntgenstrahlers aufgenommen werden, sondern zusätzliche Scans unter genau festgelegten Rahmenbedingungen ausgeführt werden. Es können auch Scans mittels eines Scanfilters ausgeführt werden.

Festgelegte Testbedingungen und die dazugehörigen Messwerte sind z.B. folgende:

1. Testbedingung: Konstante Dosisleistung bzw. konstanter Röhrenstrom und konstante Röhrenspannung; Messwert: Dosisleistung bzw. Röhrenstrom; ermittelter Effekt: kontinuierliche Dosisleistungsabnahme.
2. Testbedingung: Konstanter Röhrenstrom bzw. Heizstrom und konstante Röhrenspannung; Messwert: Heizstrom bzw. Röhrenstrom; ermittelter Effekt: Emitterverschleiß durch Verdampfen.
3. Testbedingung: Relativ lange Beaufschlagung des Röntgenstrahlers mit einem Röhrenstrom; Messwert: Ermitteln der zeitlichen Veränderung des Heizstroms; Effekt: Rückschluss auf den Innendruck der Röntgenröhre.
4. Bei Verwendung eines Röntgenstrahlers mit einer Drehanodenröhre: Testbedingung: Festgelegte Anodendrehzahl; Messwert: Ermitteln einer von der Anode erzeugten Vibration z.B. mit einem Bewegungssensor oder eines von der Anode erzeugten Geräusches mit z.B. einem Mikrofon; Effekt: Veränderung oder Defekt des Anodenlagers.
5. Bei Verwendung eines Röntgenstrahlers mit einer Drehanodenröhre: Testbedingung: Festgelegte Anodendrehzahl; Messwert: Ermitteln des Verlaufs der Anodendrehzahl nach dem Abschalten des für die Anode vorgesehenen Antriebs; Effekt: Veränderung oder Defekt des Anodenlagers.

Wenn die Speichervorrichtung am Röntgenstrahler angeordnet ist, wie dies nach einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen ist, dann kann der vor dem Einbau ermittelte Messwert bereits in der Speichervorrichtung bei der Auslieferung des Röntgenstrahlers abgelegt sein. Wenn der Röntgenstrahler ausgetauscht wird, dann umfasst die Speichervorrichtung die Historie der ermittelten Messwerte, weshalb der Röntgenstrahler, wenn gewünscht, z.B. im Röhrenwerk in relativ einfacher Weise weiter analysiert werden kann.

Die prognostizierte Restlebensdauer des Röntgenstrahlers wird beispielsweise mit einer ersten Datenverarbeitungseinrichtung des Röntgengerätes ermittelt. Ist das Röntgengerät an ein Informationsübertragungsnetz anschließbar, wie nach einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dann kann eine Information über die prognostizierte Restlebensdauer des Röntgenstrahlers von der ersten Datenverarbeitungseinrichtung an eine an das Informationsübertragungsnetz angeschlossene zweite Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt werden. Die Information der prognostizierten Restlebensdauer kann dann z.B. mit der zweiten Datenverarbeitungseinrichtung ausgewertet werden, um beispielsweise einen notwendigen Austausch des Röntgenstrahlers vorzubereiten.

Alternativ kann auch gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Speichervorrichtung der zweiten Datenverarbeitungseinrichtung zugeordnet sein und der Messwert über das Informationsübertragungsnetz an die zweite Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt werden, damit diese die prognostizierte Restlebensdauer des Röntgenstrahlers ermittelt. Insbesondere wenn an die zweite Datenverarbeitungseinrichtung Messwerte mehrerer in Betrieb befindlicher Röntgenstrahler übermittelt werden, hat der Hersteller der Röntgenstrahler einen relativ guten Überblick über die potenziellen Restlebensdauern seiner verkauften und in Betrieb befind lichen Röntgenstrahler. Diese Information ist z.B. nützlich bei der Vorhaltung von Röntgenstrahlern als Ersatzteile.

Wenn insbesondere automatisch verglichen wird, ob die Restlebensdauer des Röntgenstrahlers einen vorgegebene Wert unterschreitet, dann kann gemäß einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens automatisch ein Auswechseln des Röntgenstrahlers geplant werden. Der vorgegebene Wert ist beispielsweise in Betriebszeit, Scansekunden oder Energie angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel ist exemplarisch in den schematischen Zeichnungen beigefügt. Es zeigen:
1 Ein in Betrieb befindliches Röntgengerät
2 die erfindungsgemäßen Verfahren veranschaulichendes Flussdiagramm und
3 ein Messdiagramm.
Die 1 zeigt ein Röntgengerät, das im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Computertomograph 1 mit einem feststehenden Teil 2 und einer relativ zum feststehenden Teil 2 drehbar angeordneten Gantry 3 ist. An der Gantry 3 ist ein Röntgenstrahler 4 mit einer in der 1 nicht dargestellten Drehanodenröhre angeordnet. Dem Röntgenstrahler 4 gegenüberliegend ist an der Gantry 3 ein Röntgenstrahlendetektor 5 angeordnet, der die von dem Röntgenstrahler 4 im Betrieb abgegebene, in der 1 nicht dargestellte Röntgenstrahlung, die beim Durchtritt eines in der 1 nicht dargestellten Untersuchungsobjekts geschwächt wird, empfängt. Außerdem dreht sich die Gantry 3 im Betrieb des Computertomographen 1 relativ zum feststehenden Teil 2 um das Untersuchungsobjekt, so dass ein Rechner 6 des Computertomographen 1 aus den mit dem Röntgenstrahlendetektor 5 erzeugten elektrischen Signalen in für den Fachmann bekannter Weise CT-Aufnahmen vom interessierenden Untersuchungsobjekt erstellt.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst der Röntgenstrahler 4 außerdem einen Speicher 7, wie er z.B. aus der US 6 325 540 B1 bekannt ist. Im Speicher 7 sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels folgende Messwerte gespeichert, die unter festgelegten Testbedingungen im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels vor der Auslieferung des Röntgenstrahlers 4 beim Hersteller des Röntgenstrahlers 4 aufgenommen wurden, d.h. im Speicher 7 sind dem Röntgenstrahler 4 individuell zugeordnete Messwerte gespeichert, die der Röntgenstrahler 4 im Neuzustand aufweist (Schritt A des in der 2 dargestellten Flussdiagramms):

– gemessener Röhrenstrom bei konstanter festgelegter Dosisleistung,
– gemessener Heizstrom bei konstantem Röhrenstrom und konstanter Röhrenspannung,
– gemessene Vibration und Lautstärke der Anode der Drehanodenröhre bei vorgegebener konstanter Anodendrehzahl,
– Zeitverlauf der Anodendrehzahl bei plötzlich abgeschaltetem Anodenantrieb ausgehend von einer festgelegten konstanten Anodendrehzahl,
– gemessene zeitliche Änderung des Röhrenheizstroms bei einer zeitlich vorgegebenen relativ langen Beaufschlagung des Röntgenstrahlers 4 mit einem vorgegebenen relativ hohen Röhrenstrom,
– Öldruck des Öls, mit dem als Kühlung der Drehanodenröhre des Röntgenstrahlers 4 das nicht dargestellte Strahlergehäuses des Röntgenstrahlers 4 gefüllt ist,
– die Öltrübung des Öls und
– Spannungsfestigkeit der Röntgenröhre.

Außerdem sind im Speicher 7 des Röntgenstrahlers 4 für jeden der gemessenen Messwerte dem Röntgenstrahler 4 zugeordnete Grenzwerte gespeichert. Erreicht der Röntgenstrahler 4 einen der Grenzwerte, so hat der Röntgenstrahler 4 seine Lebenszeit erreicht. Diese Grenzwerte sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels aufgrund von theoretischen Berechnungen und experimentellen Untersuchungen ermittelt und aufgrund der Messwerte des Röntgenstrahlers 4 individuell an den Röntgenstrahler 4 angepasst worden. Auch sind im Speicher 7 zu erwartende Verläufe der einzelnen Messwerte (Kennlinien), d.h. der Röntgenstrahlerparameter als Funktion der Anzahl durchgeführter Untersuchungen, der Zeit oder der abgegebenen Röntgenstrahlendosisleistung hinterlegt. Die prinzipiellen Verläufe sind theoretisch oder experimentell ermittelt und zusätzlich aufgrund der vorab gemessenen Messwerte individuell an den Röntgenstrahler 4 angepasst worden (Schritt B des in der 2 dargestellten Flussdiagramms).
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind wahrscheinliche Verläufe (Kennlinien) u.a. der wahrscheinliche Verlauf des gemessenen Röhrenstroms bei einer festgelegten konstanten Dosisleistung als Funktion der akkumulierten vom Röntgenstrahler 4 abgegebenen Dosisleistung, der wahrscheinliche Verlauf der gemessenen Vibration und Lautstärke der Anode der Drehanodenröhre bei vorgegebener konstanter Anodendrehzahl als Funktion der Betriebszeit, die wahrscheinliche Änderung des Zeitverlaufs der Anodendrehzahl bei plötzlich abgeschaltetem Anodenantrieb ausgehend von einer festgelegten konstanten Anodendrehzahl als Funktion der Betriebszeit und die wahrscheinliche Veränderung der zeitlichen Änderung des Röhrenheizstroms bei einer zeitlich vorgegebenen relativ langen Beaufschlagung des Röntgenstrahlers 4 mit einem vorgegebenen relativ hohen Röhrenstrom als Funktion der Betriebs zeit, gespeichert. Die wahrscheinlichen Verläufe der Betriebsparameter sind, wie bereits erläutert, individuell an den Röntgenstrahler 4 angepasst.
Im Betrieb werden den vorab ermittelten und im Speicher 7 hinterlegten Messwerten entsprechende Messwerte mit dem Computertomographen 1 unter festgelegten Testbedingungen, die zumindest mit den Testbedingungen vergleichbar sind, unter denen die vorab ermittelten und im Speicher 7 hinterlegten Messwerte aufgenommen wurden, gemessen. Beim Einbau des Röntgenstrahlers 4 in den Computertomographen 1 wurden außerdem im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels die vorab aufgenommenen Messparameter nochmals mit dem Computertomographen 1 aufgenommen und mit den vorab ermittelten und bereits im Speicher 7 abgelegten Messwerten abgeglichen (Schritt C des in der 2 dargestellten Flussdiagramms).
Um die Restlebensdauer des Röntgenstrahlers 4 im eingebauten Zustand aus im eingebauten Zustand ermittelten Messungen zu prognostizieren, werden im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels bei jeder CT-Aufnahme mit dem Computertomographen 1 der Öldruck des Öls, mit dem das Strahlergehäuse gefüllt ist, die Öltrübung des Öls und die Spannungsfestigkeit der Röntgenröhre gemessen und im Speicher 7 abgespeichert. Zusätzlich werden im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels im Rahmen von Qualitätsmessungen weitere Testscans durchgeführt, um den Röhrenstrom bei konstanter festgelegter Dosisleistung, den Heizstrom bei konstantem Röhrenstrom und konstanter Röhrenspannung, die Vibration und Lautstärke der Anode bei vorgegebener konstanter Anodendrehzahl, den Zeitverlauf der Anodendrehzahl bei plötzlich abgeschaltetem Anodenantrieb ausgehend von einer festgelegten konstanten Anodendrehzahl und die zeitliche Änderung des Röhrenheizstroms bei einer zeitlich vorgegebenen relativ langen Beaufschlagung des Röntgenstrahlers 4 mit einem vorgegebenen relativ hohen Röhrenstrom zu messen (Schritte D und G des in der 2 dargestellten Flussdiagramms). Die ermittelten Messwerte werden ebenfalls im Speicher 7 abgelegt.
Aus den im Speicher 7 gespeicherten früher ermittelten Messwerten, den aktuell ermittelten Messwerten und den zu erwartenden Messwerten und den im Speicher 7 abgelegten individuellen Grenzwerten und zu erwartenden Verläufen berechnet der Rechner 6 des Computertomographen 1 mit einem Rechnerprogramm die den einzelnen Messparametern zugeordneten prognostizierten Restlebensdauern des Röntgenstrahlers 4 (Schritt H des in der 2 dargestellten Flussdiagramms). Die kürzeste dieser Restlebensdauern ist dann die prognostizierte Restlebensdauer des Röntgensstrahlers 4. Unterschreitet die prognostizierte Restlebensdauer des Röntgenstrahlers 4 einen bestimmten, im Speicher 7 hinterlegten Wert, so generiert im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Rechner 6 des Computertomographen 1 eine Nachricht über einen zu erwartenden Ausfall des Röntgenstrahlers 4 und übermittelt die Nachricht über ein Informationsübertragungsnetz 8 an einen zentralen Rechner 9, wobei der Rechner 6 des Computertomographen 1 und der zentrale Rechner 9 an das Informationsübertragungsnetz 8 angeschlossen sind. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird der zentrale Rechner 9 von dem Hersteller des Röntgenstrahlers 4 betrieben, so dass dieser aufgrund der empfangenen Nachricht einen notwendigen Strahleraustausch vorbereiten kann, bevor der Röntgenstrahler 4 ausfällt (Schritte E und F des in der 2 dargestellten Flussdiagramms).
Als Beispiel für eine Berechnung einer einem individuellen Messwert zugeordneten Restlebensdauer sind in der 3 sich ändernde gemessene Röhrenströme 30 bei konstanter gemessener Dosisleistung 31 als Funktion der akkumulierten Betriebszeit t dargestellt. Wie der 3 entnommen werden kann, steigt der notwendige Röhrenstrom 30 mit akkumulierter Betriebszeit t, um eine konstante Dosisleistung 31 zu erhalten. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels wurde vor dem Einbau des Röntgenstrahlers 4 ermittelt, dass dessen Lebenszeit zu Ende ist, wenn der individuelle Röntgenstrahler 4 einen Röhrenstrom von 250 mA benötigt, um die festgelegte konstante Dosisleistung 31 zu generieren. Dies ist der dem Messwert "Röhrenstrom 30 bei konstanter Dosisleistung 31" zugeordnete Grenzwert 32.
Aus theoretischen Ermittlungen und Erfahrungswerten ist es ferner bekannt, dass sich der benötigte Röhrenstrom 30 mit akkumulierter Betriebszeit t (in der 3 in Sekunden angegeben) in etwa linear ändert, wie der in der 3 dargestellten Kennlinie 33 zu entnehmen ist. Die Kennlinie 33 ist im Speicher 7 hinterlegt und an den individuellen Röntgenstrahler 4 angepasst.
Aufgrund der aktuellen Messung des Röhrenstroms 30, wobei der aktuelle Messwert mit dem Bezugszeichen 34 versehen ist, der Kennlinie 33 und dem vorgegebenen Grenzwert 32 kann somit abgeschätzt werden, in welcher Betriebszeit der Röntgenstrahler 4 aufgrund des Messparameters "Röhrenstrom bei konstanter Dosisleistung" ausfallen wird, d.h. es kann die dem Messparameter "Röhrenstrom bei konstanter Dosisleistung" zugeordnete prognostizierte Restlebensdauer berechnet werden. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels benötigt der Röntgenstrahler 4 aktuell um die konstante Dosisleistung 32 abzugeben einen Röhrenstrom 30 von etwa 215 mA. Aufgrund der Kennlinie 33 ergibt sich somit eine prognostizierte Restlebensdauer von etwa 550000 Sekunden Betriebszeit. Aufgrund der durchschnittlichen täglichen Betriebszeit des Computertomographen 1, die mit dem Rechner 6 dokumentiert werden kann, lässt sich auch abschätzen, in welcher Zeit der Röntgenstrahler 4 ausgetauscht werden muss.
Alternativ kann die prognostizierte Restlebensdauer auch derart abgeschätzt werden, dass aufgrund der früher aufgenommenen und im Speicher 7 hinterlegten Messwerte für den Röhrenstrom 30 und dem aktuell gemessene Wert 34 der Verlauf des Röhrenstroms 30 bei konstanter Dosisleistung 31 extrapoliert wird. Aufgrund der Extrapolation und dem Grenzwert 32 kann wiederum die dem Messparameter "Röhrenstrom bei konstanter Dosisleistung" zugeordnete prognostizierte Restlebensdauer berechnet werden.
Im beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Messwerte, die individuellen Grenzwerte und die zu erwartenden Verläufe im Speicher 7 des Röntgenstrahlers 4 gespeichert. Es ist aber auch insbesondere möglich, dass diese Werte in einer dem zentralen Rechner 9 zugeordneten Datenbank 10 hinterlegt sind und der Rechner 6 des Computertomographen 1 die mit dem Computertomographen 1 ermittelten Messwerte über das Informationsübertragungsnetz 8 an den zentralen Rechner 9 übermittelt, so dass die prognostizierte Restlebensdauer mit einem auf dem zentralen Rechner 9 laufenden Rechnerprogramm ermittelt wird.

Claims

Verfahren zum Abschätzen der Restlebensdauer eines in Betrieb befindlichen und in einem Röntgengerät (1) eingebauten Röntgenstrahlers (4), aufweisend folgende Verfahrensschritte: – Unter festgelegten Testbedingungen (31) und in zeitlichen Abständen Ermitteln eines für die Restlebensdauer des in Betrieb befindlichen Röntgenstrahlers (4) geeigneten Messwertes (30), – Speichern des ermittelten Messwerts (30) in einer Speichervorrichtung (7), – aus dem aktuellen Messwert (34) und den in der Speichervorrichtung (7) gespeicherten unter denselben Testbedingungen (31) ermittelten vergangenen Messwerten (30), Ermitteln eines prognostizierten Verlaufs zukünftig zu ermittelnder Messwerte und – aufgrund des prognostizierten Verlaufs und eines dem individuellen Röntgenstrahler (4) zugeordneten und im Speicher (7) hinterlegten Grenzwerts (32), Ermitteln einer prognostizierten Restlebensdauer des Röntgenstrahlers (4).
Verfahren zum Abschätzen der Restlebensdauer eines in Betrieb befindlichen und in einem Röntgengerät (1) eingebauten Röntgenstrahlers (4), aufweisend folgende Verfahrensschritte: – Unter festgelegten Testbedingungen (31) und in zeitlichen Abständen Ermitteln eines für die Restlebensdauer des in Betrieb befindlichen Röntgenstrahlers (4) geeigneten Messwertes (30), und – aus dem Messwert (30), aufgrund einer in einer Speichervorrichtung (7) hinterlegten, dem Messwert (30) und dem individuellen Röntgenstrahler (4) zugeordneten Kennlinie (33) und eines dem individuellen Röntgenstrahler (4) zugeordneten, in der Speichervorrichtung (7) hinterlegten Grenzwerts (32), Ermitteln einer prognostizierten Restlebensdauer des Röntgenstrahlers (4).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem für verschiedenartige Messwerte jeweils eine den einzelnen Messwerten zugeordnete prognostizierte Restlebensdauer ermittelt wird und die prognostizierte Restlebensdauer des Röntgenstrahlers (4) die kürzeste der den einzelnen Messwerten zugeordneten prognostizierten Restlebensdauern ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der dem individuellen Röntgenstrahler (4) zugeordnete Grenzwert (32) aufgrund einer Messung des individuellen Röntgenstrahlers (4) vor dem Einbau in das Röntgengerät (1) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der vor dem Einbau des Röntgenstrahlers (4) ermittelte Messwert (30) beim Einbau des Röntgenstrahlers (4) in das Röntgengerät (1) mit einer entsprechenden mit dem Röntgengerät (1) durchgeführten Messung abgeglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Speichervorrichtung (7) am Röntgenstrahler (4) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die prognostizierte Restlebensdauer des Röntgenstrahlers (4) mit einer ersten Datenverarbeitungseinrichtung (6) des Röntgengerätes (1) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das Röntgengerät (1) an ein Informationsübertragungsnetz (8) anschließbar ist und eine Information über die prognostizierte Restlebensdauer des Röntgenstrahlers (4) von der ersten Datenverarbeitungsein richtung (6) an eine an das Informationsübertragungsnetz (8) angeschlossene zweite Datenverarbeitungseinrichtung (9) übermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Röntgengerät (1) eine erste Datenverarbeitungseinrichtung (6) umfasst und an ein Informationsübertragungsnetz (8) anschließbar ist und die Messwerte (30) über das Informationsübertragungsnetz (8) an eine an das Informationsübertragungsnetz (8) angeschlossene zweite Datenverarbeitungseinrichtung (9), der die Speichervorrichtung (10) zugeordnet ist, übermittelt, und die zweite Datenverarbeitungseinrichtung (9) die prognostizierte Restlebensdauer des Röntgenstrahlers (4) ermittelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem automatisch ein Auswechseln des Röntgenstrahlers (4) geplant wird, wenn die Restlebensdauer des Röntgenstrahlers (4) einen vorgegebenen Wert unterschreitet.