DE3031458A1

DE3031458A1 - Radiologische untersuchungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3031458A1
Application number: DE19803031458
Authority: DE
Inventors: John Kevin Harvard Mass. Grady
Original assignee: Individual
Current assignee: GRADY, JOHN KEVIN, HARVARD, MASS., US
Priority date: 1979-08-20
Filing date: 1980-08-20
Publication date: 1981-03-26
Also published as: GB2056830A; GB2056830B

Description

303U58

Die Erfindung betrifft radiologische Untersuchungsvorrichtungen und insbesondere eine Vorrichtung zur radiologischen Untersuchung eines Patienten oder eines anderen Subjektes mit der Strahlung einer Röntgenröhre oder, eines radioaktiven Elementes, die den Patienten öder das Subjekt in zwei Ebenen durchdringt, ohne daß der Patient bewegt wird.

Bei bestimmten radiologischen Untersuchungen ist es wünschenswert geworden, zwei Ebenen des zu untersuchenden Körpers zu erfassen und vorzugsweise diese beiden Ebenen gleichzeitig zu untersuchen. Bei Patienten mit Koronararterienleiden werden schräge Blickrichtungen auf die rechte und die linke Herzvorkammer für optimal gehalten, um zu einer Beurteilung der örtlichen Herzwandbewegung zu gelangen. Bei den meisten bisher verwendeten Vorrichtungen wird der Patient an einem Gestell bzw. einem Schlitten festgeschnallt und es wird eine radiologische· Untersuchung in einer Ebene durchgeführt, worauf der Patient auf dem Schlitten verkippt bzw. gedreht wird, um die Untersuchung in der zweiten Ebene durchzuführen. Dieses Vorgehen ist nicht optimal, da die Prozedur des Kippens des Patienten zur Aufnahme von in zwei Ebenen liegenden Blickrichtungen traumatische Folgen haben kann.

Gewisse zur Zeit in Verwendung befindliche radiologische Vorrichtungen ermöglichen es, daß der zu untersuchende Körper in einer festen Lage bleibt, während das Strahlungsbündel durch verschiedene Winkelpfade um den zu untersuchenden Körper herum geneigt wird. Im allgemeinen ist eine Röntgenröhre auf einem Rahmen montiert, der die Röhre durch verschiedene Winkelpositionen bezüglich der Ebene eines Filmhalters bewegt und der parallel zu einer festen Ebene ist. Eine solche Vorrichtung ist für die sogenannte Tomographie geeignet, bei der ein einzelner Film kontinuierlich aus verschiedenen Winkeln belichtet wird. Die Variation des Auffallwinkels des Röntgen-

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Strahlbündels auf die feste Ebene des Films erzeugt eine Änderung des Abstandes zwischen der Röntgenquelle und verschiedenen Teilen des Films, die unterschiedlich von der mit Röntgenstrahlen zu untersuchenden Ebene ist, was zur Folge hat, daß Teile des zu untersuchenden Körpers, die außerhalb der. ausgewählten, durch den zu untersuchenden Körper parallel zum Film verlaufenden Ebene liegen, durch verschiedene Vergrößerungen und Strahlungsintensiäten verzerrt werden.

In der US-PS 3 892 967 ist eine Vorrichtung beschrieben, die das rasterförmige Abtasten eines zu untersuchenden Körpers mit durchdringender Strahlung unter verschiedenen Winkeln über einen Raumwinkel hinweg ermöglicht, wobei die Ausrichtung der Strahlungsquelle und des Strahlungsempfängers auf einer Strahlungsachse, die mit ihren jeweiligen Achsen gemeinsam ist bzw. zusammenfällt, aufrechterhalten bleibt. Dieses rasterförmige Abtasten hält auch die Strahlungsquelle und den Empfänger in einem konstanten Abstand von dem zu untersuchenden Körper.

Während diese bekannte Vorrichtung außerordentlich geeignet ist, um einen zu untersuchenden Körper in einer einzelnen Ebene und um die Längsachse herum zu untersuchen, wurde erfindungsgemäß gefunden, daß zwei Blickrichtungen aufgenommen werden können, wenn eine zweite Strahlungsquelle und ein zweiter Empfänger (die auf einer gemeinsamen Achse ausgerichtet sind) auf das gemeinsame Zentrum-bzw. Isozentrum fokussiert werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist so aufgebaut, daß die zweite Strahlungsquelle längs der gemeinsamen Achse bewegt werden kann, um in der im folgenden beschriebenen Weise vergrößerte Darstellungen bzw. Ansichten zu liefern, und daß diese zweite Strahlungsquelle weiterhin leicht aus ihrer Ausrichtung mit dem Isozentrum entfernt werden kann, um einen einfachen Zugang zum Patienten während der Behandlung bzw. Untersuchung zu ermöglichen. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine in zwei Ebenen stattfindende Untersuchung durch-

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geführt werden, ohne daß der Patient oder der Untersuchungstisch, auf dem er sich befindet, bewegt wird.

Gemäß der Erfindung umfaßt die radiologische Vorrichtung für eine in zwei Ebenen stattfindende Untersuchung eines Patienten eine radiologische Untersuchungseinrichtung, die aus einer Strahlungsquelle und einem Strahlungsempfänger besteht, die auf einer gemeinsamen Achse fokussiert sind. Die radiologische Untersuchungseinrichtung ist um eine zentrale Achse drehbar und die gemeinsame Strahlungsachse verläuft durch die zentrale Achse in einem IsoZentrum. Die Vorrichtung -umfaßt auch ein radiologisches Untersuchungsgerät, das aus einer Strahlungsquelle und einem Strahlungsempfänger besteht, die auf einer zweiten gemeinsamen Achse fokussiert sind, wobei diese zweite gemeinsame Strahlungsachse ebenfalls durch das Isozentrum verläuft. Die zweite gemeinsame Achse ist unter einem beträchtlichen Winkel gegenüber der ersten gemeinsamen Achse ausgerichtet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das radiologische Untersuchungsgerät auf einem oberen und einem unteren Schlitten bewegbar, wobei diese beiden Schlitten zueinander parallel an der Decke bzw. dem Boden eines Untersuchungsräumes angeordnet sind. Diese Einheiten des Gerätes sind längs Linien bewegbar, die parallel zur zentralen Achse verlaufen, um die herum die radiologische Untersuchungseinrichtung rotieren kann, so daß die zweite gemeinsame Achse so bewegt werden kann, daß sie mit dem Isozentrum zusammenfällt. Vorteilhafterweise ist die Strahlungsquelle des radiologischen Untersuchungsgerätes auf einer Strahlungsachse gemeinsam njit dem Strahlungsempfänger angeordnet und kann auf dieser Achse hin- und herbewegt werden, um Bilder mit verschiedenen Vergrößerungen zu erhalten, während der Fokus an einem Ort des zu untersuchenden Körpers gehalten wird. Die Einheiten, die die radiologische Untersuchungseinrichtung bilden, sind durch Punkte bewegbar, die eine Kugelschale um das zu untersuchende Isozentrum herum

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definieren, wodurch viele verschiedene Ansichten des Isozentrums aufgenommen werden können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht der radiologischen Untersuchungsvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei die Positionierung eines Patienten bezüglich der radiologischen Untersuchungsvorrichtung dargestellt ist, die in etwa 30 gegen die Horizontale geneigt ist und bei dem die radiologischen Untersuchungsgeräte bezüglich der gemeinsamen Achse ungefähr einen rechten Winkel einschließen und beide Teile der Vorrichtung auf ein gemeinsames Zentrum fokussiert sind, das auf einer Längsachse des Patienten liegt, und

Fig. 2 eine Endansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung.

In den beiden Figuren sind gleichen Elementen gleiche Bezugszeichen zugeordnet.

Gemäß den Figuren befindet sich der Patient P in einer festen Lage auf einem strahlungsdurchlässigen Tisch T. Der Patient ist so angeordnet, daß sich sein Herz in einem Isozentrum C befindet, das durch den Schnittpunkt einer Rotationsachse A1 der radiologischen Untersuchungsein richtung, einer gemeinsamen Strahlungsachse A2 zwischen einer Röntgenröhre 23 und einem Strahlungs-Bildverstärker 22 und einer gemeinsamen Strahlungsachse A3 zwischen einer Röntgenröhre 41 und einem Strahlungs-Bildverstärker 40 gebildet wird. Wenn die sich im Isozentrum C befindende Herzkammer aufgenommen wird, kann die Achse A3 senkrecht auf der Achse A2 stehen, die ihrerseits

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senkrecht zur Achse A1 sein kann. Wenn eine Herz-Angiographie durchgeführt werden soll, kann das Herz dadurch untersucht werden, daß man die Röntgenröhre über einen Winkel von 360° um die zentrale Achse A1 der Vorrichtung herum verschwenkt bzw. verkippt, die mit der Längsachse des Patienten ausgerichtet ist. Die gemeinsame Achse A2 kann auch um eine Sekundärachse um 90 gedreht werden, die senkrecht zur zentralen Achse A2 um das Isozentrum C steht, d.h. um einen Raumwinkel, der vom Kopf bis zum Fuß definiert ist. Gleichzeitig ist das radiologische Gerät 40,41 auf das Isozentrum C fokussiert, wodurch eine schräge Aufnahme bzw. Filmaufnahme desselben Punktes in zwei Ebenen möglich wird.

Die Vorrichtung zur Erzeugung dieser Arten von Röntgenstrahlen umfa.ßt eine schwere Basis 1 , die am Boden 5O des Untersuchung sraumes verankert ist und eine zentrale Rotor-Welle 2 aufweist, die in einem Rotorlager 51 drehbar gelagert ist. Ein erstes querverlaufendes Element 3, das sich unter einem rechten Winkel zur Rotorwelle 2 erstreckt, ist bei 4 schwenkbar an der Rotorwelle angelenkt. Ein zweites querverlaufendes Element 5, das parallel zum ersten querverlaufenden Element 3 ist, ist in schwenkbarer Weise am entfernt liegenden Ende 7 der Rotorwelle 2 schwenkbar gelagert. Ein oberer und ein unterer Tragarm 8 und 9 sind in schwenkbarer Weise durch Lagerbolzen bzw. Lagerzapfen 10,11, 12 und 13 so verbunden, daß sie ein winkelmäßig einstellbares Parallelogramm 3,5,8,9 bilden, dessen Seiten zwischen den Schwenkverbindungen eine feste Länge besitzen; d.h. der

i Abstand zwischen den Zapfen 10 und 12 ist dergleiche wie der Abstand zwischen den Zapfen 11 und 13 und der Abstand zwischen den Zapfen 10 und 11 ist derselbe wie der Abstand zwischen den Zapfen 12 und 13. Der obere und der untere Tragarm 8 und 9 besitzen Verlängerungen 8A und 9A, die über das Parallelogramm mit einem solchen Abstand hinausstehen,

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daß es möglich ist, den Tisch T und den Patienten P in der Nähe des querverlaufenden Elementes 5 zu positionieren. An den von der Basis 1 entfernt liegenden Enden der Verlängerungen 8A und 9A ist jeweils ein Gelenk 52 bzw. 17 für den Bildverstärker 22 und die Röntgenröhre 23 angeordnet. Die Gelenkpunkte 12,13 und 17 befinden sich auf einer geraden Linie, die parallel zur zentralen Achse A1 verläuft und denselben Abstand von der zentralen Achse wie eine Linie durch die Gelenkpunkte 10, 11 und 52 besitzt. Ein Ende eines ersten Lenkers 15 ist in schwenkbarer Weise an dem zweiten querverlaufenden Element 5 befestigt, während das andere Ende im Punkt 53 am Bildverstärker 22 angelenkt ist. In entsprechender Weise ist das eine Ende eines zweiten Lenkers 19 in schwenkbarer Weise an einem Schwenk- bzw. Lagerzapfen 18 in dem zweiten querverlaufenden Element 5 gelagert, während das zweite Ende dieses Lenkers 19 im Punkt 20 an der Röntgenröhre 23 angelenkt ist. Die Abstände zwischen den Punkten 17 und 20 und den Punkten 52 und 53 sind ebenso gleich, wie die Abstände zwischen den Punkten 18 und 13 und dem Punkt 11 und einem nicht dargestellten Punkt, in dem der Lenker an dem zweiten querverlaufenden Element 5 befestigt ist. Auf diese Weise bewirkt eine Bewegung des ersten querverlaufenden Elementes 3 um den Punkt 4, dass sich die Röntgenröhre 23 und der Bildverstärker 22 gleichzeitig jeweils um gleiche Winkel um die Punkte 17 und 52 bewegen. Gleichzeitig hält die gleiche Winkelbewegung der Röntgenröhre 23 und des Bildverstärkers 22 diese beiden Einheiten auf einer gemeinsamen Achse, wenn die Vorrichtung die Längsachse A1 des Patienten um das Isozentrum C winkelmäßig bewegt wird.j

Der Bildverstärker 22 umfaßt eine fluoreszierende Abbildungsplatte 22A, die die Bildverstärkerstufen dazu anregt, ein optisches Bild der erforderlichen Helligkeit zu erzeugen. Das verstärkte Bild gelangt in einen eine Strahlaufteilung

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bewirkenden Bildverteiler 26 bekannter Bauart, der das Bild zu einer Bildaufzeichnungsvorrichtung 27, beispielsweise einer Fernsehkamera überträgt. Die Kamera 27, der Bildverteiler 26 und der Verstärker 22A sind auf einer gemeinsamen Achse angeordnet, die mit der Strahlungsachse A2 zusammenfällt.

Es hat sich gezeigt, daß es durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich ist, für bestimmte angiographische Untersuchungen die Röntgenröhre 23 und den Bildverstärker 22 durch Punkte hindurchzubewegen, die eine Kugelschale um das Isozentrum C herum definieren können, wobei gleichzeitig eine Fokussierung auf dasselbe Isozentrum von einem verschiedenen Winkel her erfolgt. Solche Untersuchungen sind insbesondere bei der Bestimmung des Herzkammer-Volumens von großem Wert. Diese schräge, in zwei Ebenen erfolgende Untersuchung kann durchgeführt werden, ohne daß der Patient bewegt wird, wobei ein radiologisches Untersuchungsgerät in der radiologischen Untersuchungsvorrichtung verwendet wird. Das Gerät umfaßt eine Röntgenröhre 54 und einen Bildverstärker 40. Der Bildverstärker und die Röntgenröhre sind in der gleichen Weise aufgebaut, wie die bei der zuvor beschriebenen radiologischen Untersuchungs ~ einrichtung verwendete Ausrüstung.

Der radiologische Verstärker 40 ist an einem Tragkolben 41 befestigt, der in verschieblicher Weise von einem Zylinder 42 gehalten wird. Der Tragkolben 41 ist senkrecht zur zentralen Achse A1 angeordnet und kann über nicht dargestellte Gegengewichte so angehoben oder abgesenkt werden, daß sich der Verstärker 40 auf der mit der Röntgenröhre 54 gemeinsamen Achse A3 befindet. Der Röntgenstrahlenverstärker 40 ist auf dem Tragkolben 41 ebenfalls verschieblich gehalten, so daß er längs der gemeinsamen Achse A3 zur Veränderung des Fokus hin- und herbewegt werden kann (wie durch die Position

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40 dargestellt), um so die Fläche des mit Röntgenstrahlen zu untersuchenden Organs zu vergrößern. Der Zylinder 42 ist an einem Träger 43 befestigt, der Räder 45 aufweist, die in Kanälen bzw. Profilschienen 46 angeordnet sind, von denen jede vorzugsweise parallel zur zentralen Achse A1 angeordnet ist. Die Röntgenröhre 54 ist auf einem Tisch und einem Ständer 4 7 angeordnet, der von Rädern 48 getragen wird, die in Schienen 49 laufen, von denen jede parallel zur zentralen Achse A1 angeordnet ist. Bei der Verwendung werden die Einheiten des radiologischen Untersuchungsgerätes auf den beiden Schienenpaaren 46 und 49 so bewegt, daß die gemeinsame Achse A3 durch das Isozentrum C verläuft. Vorzugsweise sind Anschläge an den Schienen 46 und 49 vorgesehen, so daß die Vorrichtung leicht durch die querverlaufenden Elemente 3 und 5 verfahren werden kann, damit die Techniker am Patienten arbeiten können.

Im Betrieb wird ein Patient auf dem Tisch gelagert, der in horizontalen und vertikalen Ebenen beweglich ist. Diese Bewegung wird dadurch bewirkt, daß man die Höhe des Tisches einstellt öler ihn von einer Seite zur anderen verschiebt. Auf diese Weise wird das zu untersuchende Organ, beispielsweise das Herz im Isozentrum der Anordnung angeordnet. Um die radiologische Untersuchung des Herzens durchzuführen, werden 50 cm einer Strahlenkontrastflüssigkeit in eine periphere Arterie mit Hilfe eines Katheters injiziert. Dann werden die Röntgengeräte aktiviert und es werden Film- oder Videoband-Aufnahmen der Dynamik der Herzbewegung gemacht. Diese Aufzeichnungen werden dann zur Bestimmung des Ventrikularvolumens und der Herzklappentätigkeit verwendet. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems können zwei Ansichten bzw. Blickrichtungen des Organs mit einer Injektion von Kontrastflüssigkeit aufgenommen werden und es ist nicht erforderlich, den Patienten auf dem Tisch zu verkippen, um die beiden An-

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sichten bzw. Blickrichtungen zu erhalten.

Im Rahmen der Erfindung kann die beschriebene Vorrichtung auch abgewandelt werden. Während zum Beispiel eine radiologische Vorrichtung mit einer Parallelogrammanordnung beschrieben wurde, die sich in Punkten bewegen kann, die eine Kugelschale um das Isozentrum herum definieren, kann man auch eine Vorrichtung verwenden, bei der die Arme fest an einem vertikalen Element oder ;um die Mittellinie herum angeordnet sind und die Quelle und der Empfänger in der vertikalen Ebene drehbar sind.

Somit schafft die Erfindung eine radiologische Untersuchungsvorrichtung, bei der zwei Röntgenröhren auf ein gemeinsames Zentrum (Isozentrum) fokussiert sind, wobei eine der Röhren hin- und herbewegbar und längs einer Längsachse bewegbar ist, während die andere längs Punkten bewegbar ist, die den Orten einer Kugel folgen. Der zu untersuchende Patient befindet sich auf einem Tisch, der¹einer festen Ebene angeordnet ist, und durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine schräge, in zwei Ebenen erfolgende Untersuchung durchgeführt werden, ohne daß der Patient bewegt wird.

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L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche

Radiologische Untersuchungsvorrichtung zur Untersuchung eines "Körpers in zwei Ebenen, mit einer ersten radiologischen Unter-

ersten suchungseinrichtung, die eine erste Strahlungsquelle und einen Strahlungsempfänger umfaßt, die eine erste gemeinsame Strahlungsachse aufweisen, wobei die erste radiologische Untersuchungseinrichtung um eine zentrale Achse drehbar ist, die durch die erste gemeinsame Strahlungsachse in einem Isozentrum hindurch verläuft, dadurch gekennzeichnet , daß ein zweites radiologisches Untersuchungsgerät eine zweite Strahlungsquelle und einen zweiten Strahlungsempfänger aufweist, die eine zweite gemeinsame Strahlungsachse besitzen, die unter einem beträchtlichen Winkel zur ersten gemeinsamen Strahlungsachse angeordnet ist, und daß Mittel zur Ausrichtung der zweiten gemeinsamen Strahlungsachse mit dem Isozentrum vorgesehen sind.

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2. Radiologische üntersuchungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das radiologische Untersuchungsgerät vom Isozentrum weg bewegbar ist.
3. Radiologische Untersuchungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das radiologische Untersuchungsgerät längs Linien bewegbar ist, die parallel zur zentralen Achse verlaufen.
4. Radiologische Untersuchungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g ekennzeichnet, daß die zweite Strahlungsquelle und der zweite Strahlungsempfänger des radiologischen Untersuchungsgerätes auf oberen und unteren Schienen bewegbar sind, die parallel' zueinander und parallel zur zentralen Aclase angeordnet sind, wobei tiie obere Schiene oberhalb der zentralen Achse und die untere Schiene unterhalb der zentralen Achse angeordnet ist.
5. Radiologische Untersuchungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet., daß die obere Schiene an der Decke und die untere Schiene am Boden eines eine Decke und einen Boden aufweisenden Raumes angeordnet sind.
6. Radiologische Untersuchungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß Anschläge an der oberen und der unteren Schiene vorgesehen sind, so daß die Achse der zweiten Strahlungsquelle in Koinzidenz mit der Achse des zweiten Strahlungsempfängers und senkrecht zur zentralen Achse ausgerichtet ist.
7. Radiologische Untersuchungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste gemeinsame Strahlungsachse senkrecht auf der zweiten gemeinsamen Strahlurigsachse steht.

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8. Radiologische üntersuchungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge der zweiten gemeinsamen Achse geändert werden kann, um den Abstand zwischen der Quelle und dem Empfänger zu modifizieren.
9. Radiologische Untersuchungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Strahlungsempfänger auf der zweiten gemeinsamen Strahlungsachse hin- und herbewegbar ist.
10. Radiologische Untersuchungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Strahlungsquelle und der erste Strahlungsempfänger durch Punkte bewegbar sind, die eine Kugelschale um das isozentrum herum definieren.
11. Radiologische Untersuchungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite gemeinsame Strahlungsachse in einer Linie durch das Isozentrum hindurch festgelegt ist und daß die erste gemeinsame Strahlungsachse bezüglich der zweiten gemeinsamen Strahlungsachse senkrecht ausrichtbar ist.

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