DE4423360A1

DE4423360A1 - Chirurgisches Kompakt-Röntgendiagnostikgerät

Info

Publication number: DE4423360A1
Application number: DE19944423360
Authority: DE
Inventors: Juergen Ziehm
Original assignee: Individual
Current assignee: Ziehm Imaging GmbH
Priority date: 1994-07-04
Filing date: 1994-07-04
Publication date: 1996-01-11
Also published as: DE29510803U1

Description

Die Erfindung betrifft ein chirurgisches Kompakt-Röntgendiagnostikgerät, bestehend aus einem Wagen und einer darauf angebrachten Anordnung aus einem mehrfach verstellbaren C-Bogen mit einer Röntgenstrahler-/Röntgenbildverstärkereinheit, einem Generator, einer Steuerungseinheit mit Bedienkonsole und einem Kontrollbildschirm, einer Fernsehcamera zur Aufnahme des Röntgenbildverstärkerausgangsbildes und einer Vorrichtung zur Bearbeitung, Speicherung und Ausgabe der Videobildern.

Röntgendiagnostikeinrichtungen, die auf einem Wagen einen mehrfach verstellbaren C-Bogen mit Röntgenstrahler und Röntgenbildverstärker sind in der Patentliteratur seit langem bekannt. So beschreibt zum Beispiel die europäische Patentanmeldung EP 0231969 einen beweglichen Röntgenapparat mit einem Bildverstärker und einer Röntgenröhre der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Teile sehr leicht für den Transport bewegt werden können. Eine weitere Anmeldung (EP 0367836) beschreibt ein fahrbares Röntgendiagnostikgerät mit einer höhenverstellbaren Säule. Die Höhenverstellung der Säule soll dabei ohne einen elektromotorischen Antrieb möglich sein. Der zum Verstellen der Säule notwendige Kraftaufwand ist bei der beschriebenen Einrichtung über den gesamten Verstellweg annähernd gleich. Eine weitere Anmeldung (EP 0236864) betrifft ein fahrbares Röntgenuntersuchungsgerät mit einem C-Bogen, der an seinen Enden einen Röntgenstrahler und einen Röntgenstrahlempfänger trägt, wobei der C-Bogen auf einen Wagen verstellbar gelagert ist und der Wagen mit einem Scherengestänge höhenverstellbar ist.

Auf dem Markt sind mobile Röntgendiagnostikgeräte bekannt (z. B. SIREMOBIL der Fa. SIEMENS AG), bei denen die Vorrichtungen zur Bearbeitung, Speicherung und Ausgabe von Videobildern auf einem separaten Wagen angeordnet sind. Dieser Wagen ist durch ein Kabel mit dem den C-Bogen tragenden Wagen verbunden.

Um bei chirurgischen Eingriffen das Röntgendiagnostikgerät durch eine einzige Bedienperson schnell und reproduzierbar bedienen zu können werden Bedieneinheiten in der Patentliteratur vorgeschlagen, die auf eine Recheneinheit zum Steuern der Komponenten wirken. In der Schrift DE 43 17 716 ist eine Bedieneinheit mit Kontrollmonitor und Eingabetastatur für eine stationäre medizinische Röntgendiagnoseanlage mit separat aufgestellter Monitoreinheit beschrieben. Durch Verwendung von Programm-Menues kann die Bedienung der Anlage mit einer kleinen Anzahl von Bedienelementen realisiert werden. Ein weiteres Beispiel für die Verwendung von Bedienkonsolen findet sich in der Schrift DE 42 20 923.

Nachteil aller bekannten fahrbaren Röntgendiagnostikeinrichtungen ist, daß neben dem Wagen, der den C-Bogen trägt, ein Monitorwagen zur Aufnahme des Monitors und der Bildverarbeitungselektronik benötigt wird und dieser während der Operation separat vom C- Bogen-Wagen bewegt werden muß, damit die Sicht des Operateurs auf den Monitor während der Operation nicht durch Teile des C-Bogens verstellt wird. Ferner ist es ein Nachteil, daß zwischen den beiden Wagen störende Kabel angebracht sind, die nicht nur die Verfahrbarkeit der Wagen einschränken sondern auch zu einem erhöhten Zeitbedarf bei der Sterilisation des gesamten Gerätes führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein fahrbares chirurgisches Kompakt-Röntgendiagnostikgerät zu schaffen, das bei Verwendung weniger und kostengünstiger Komponenten eine Vielzahl an Untersuchungs- und Konfigurationsmöglichkeiten zuläßt, mindestens aber die Verstellmöglichkeiten herkömmlicher C-Bogengeräte beeinhaltet und von einer einzigen Person im nichtsterilen Bereich außerhalb des Operationsfeldes bedienbar und selbst bei beengten Platzverhältnissen im Operationsraum von einer Person schnell positionierbar und schnell und kostengünstig sterilisierbar ist sowie die oben genannten Nachteile der bekannten Lösungen nicht aufweist.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein fahrbares chirurgisches Kompakt- Röntgendiagnostikgerät gelöst, es besteht aus einem einzigen Wagen, der neben dem C- Bogen auch alle anderen für die chirurgische Röntgendiagnostik notwendigen Komponenten, insbesondere diejenigen zur Erzeugung der Röntgenstrahlung, für die Aufnahme, Bearbeitung, Speicherung und Ausgabe der Bilder auf Film oder Papier. Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

In Fig. 1 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung während des Betriebes gezeigt. Die Röntgendiagnostikeinrichtung (1) trägt an ihrer Oberseite eine Bedieneinheit (2) in einer für den Bediener (6) ergonomischen Höhe. Ein C-Bogen (3) mit Röntgenstrahler (4) und einem Bildverstärker (5) ist an einer Halterung (9) so angebracht, daß der C-Bogen längs seines Umfanges geführt ist und so bewegt werden kann, daß der C-Bogen-Mittelpunkt während der Bewegung ortsfest bleibt. Die Halterung (9) ist beweglich an einen Säulenkopf (8) angebracht. Dieser Säulenkopf bildet den Abschluß einer höhenverstellbaren Säule (7), welche in einer Säulenträgereinheit (10) integriert ist. Der Säulenkopf kann in einem begrenzten Winkelbereich um die Säulenachse rotiert werden. Auf dem Säulenkopf (8) ist eine bewegliche Monitorhalterung (31) angebracht, die einen Betrachtungsmonitor (30) trägt. Der Monitor wird - falls dies für den Operateur erforderlich ist - durch den Bediener (6) von der dem Operationstisch abgewandten Seite des C-Bogens aus justiert.

In Fig. 2 ist das Fahrgestell (11) des Wagens der Kompakt-Röntgendiagnostikeinrichtung schematisch dargestellt. In einer Ausführung mit zwei lenkbaren Rollen (20, 20′) werden mittels eines Lenkhebels (24) oder mittels einer elektrischen Lenkverstellung über ein Lenkgestänge (23) die parallel ausgerichteten Lenkrollen in die gewünschte Richtung positioniert; Pendelrollen (21, 21′) richten sich beim Verfahren der Anordnung in Fahrtrichtung aus.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung trägt das Fahrgestell im Bereich unterhalb des Bedienelementes (2) zwei Pendelrollen (21, 21′), deren Pendelachsen symmetrisch zur Mittelebene (29) des Wagenkörpers (11) angeordnet sind.

In Fig. 3 ist das Kompakt-Röntgendiagnostikgerät im Einsatz während einer Operation schematisch dargestellt. Der Operateur (28) arbeitet am Operationstisch (27) unter Röntgenkontrolle. Im Ausführungsbeispiel ist der Röntgenbildverstärker über dem Operationsfeld angeordnet. Der Untersuchungsbereich ist auf dem Monitor (30) dargestellt, der an einer beweglichen Monitorhalterung (31) angebracht ist, welche wiederum am Säulenkopf der höhenverstellbaren Säule (7) befestigt ist. Alle Kabel werden vom Monitorgehäuse in der beweglichen Halterung verdeckt geführt und über die hohle Säule der elektronischen Steuerung zugeführt. Die Verstellbarkeit der Monitorhalterung ist durch mechanische Begrenzer derart begrenzt, daß es zu keinen Kollisionen mit den Teilen des C- Bogens kommt. Die Endstellungen der Monitorhalterung sind in der Fig. 3 durch die strichpunktierten Linien dargestellt. Der Bediener (6) des Kompakt-Röntgendiagnostikgerätes bedient über das Bedienelement (2) alle Funktionen des Gerätes, wobei er über einen Kontrollmonitor (33) das Bild, das der Operateur auf dem Betrachtungsmonitor (30) sieht, optisch überprüfen kann.

In Fig. 4 ist die Eingabe- und Anzeigeoberfläche des Bedienelementes (2) schematisch dargestellt. Um einen Kontrollmonitor (32) sind Eingabeelemente, vorzugsweise als leicht zu desinfizierende und reinigende Folientastatur ausgeführt, angeordnet. Im Ausführungsbeispiel der Abbildung enthält das Bedienelement eine alphanumerische Tastatur (45) zur Eingabe von Texten ( z. B. der Patientendaten), Schaltelemente (46) mit fester Zuordnung der Schaltfunktionen, Pfeiltasten (47) zum Bewegen von Zeigern in Bildschirmmenues sowie Tasten (40) mit anwenderspezifischer Funktionszuordnung, wobei die Zuordnung der Funktion zu den nicht gekennzeichneten Tasten über ein Bildelement (41) im Kontrollmonitor in unmittelbarer Nachbarschaft zur Taste (40) erfolgt. Die Zuordnung der Tastenfunktion kann über eine Software mittels eines Bildschirmmenues (42) selektiert werden. Der Kontrollmonitor enthält im Ausführungsbeispiel neben den Bildelementen für die Tastenzuordnung ein Feld (36), in dem alle aktuell ausgewählten Funktionen des Röntgendiagnostikgerätes angezeigt werden, ferner ein Parameterfeld (35) in dem alle Röntgenstrahlenparameter dargestellt sind, ein Feld mit einem Kontrollbild (33) des Untersuchungsbereiches und ein Feld (34) für aufnahme- und patientenspezifische Daten. Die Bedieneinheit (2) kann für die unterschiedlichsten Systemkonfigurationen verwendet werden; es wird jeweils nur durch eine kundenspezifisch angepaßte Software die Belegung der Tasten neu definiert.

In Fig. 5 ist die Kabelführung in der Halterung (9) zwischen C-Bogen (3) und höhenverstellbarer, hohler Säule (7) schematisch im Schnitt gezeigt, wobei der C-Bogen in der Ebene der Achse der höhenverstellbaren Säule liegt. Im Ausführungsbeispiel werden ein oberes Kabel (54) vom Bildverstärker und ein unteres Kabel (55) vom Röntgenstrahler über ein am C-Bogen angebrachtes Paar von Kabelführungsrollen (51) in die Halterung (9) eingeführt. Die Kabel werden über ein weiteres Rollenpaar (53), das mit der Säule bzw. mit dem Säulenkopf (8) fest verbunden ist, in die Säule (7) eingeführt. Unterhalb der Säule werden die Kabel mit einer, dem Stand der Technik entsprechenden und an der Säulentragevorrichtung angebrachten Kabelstramm- und Aufwickelvorrichtung gespannt. Es ist unerheblich, ob bei der beschriebenen Anordnung eines der beiden Kabel durch ein Seil oder Band ersetzt wird. In diesem Fall wird nur ein Kabel am C-Bogen an einer Stelle in den C-Bogen eingeführt und innerhalb des C-Bogens aufgespleißt , so daß Röntgenbildverstärker und Röntgenstrahler angeschlossen werden können. In der Abbildung ist die Verdrehmöglichkeit des C-Bogens um eine Achse (52) schematisch durch ein Wälzlager (50) dargestellt. Bei Verdrehen des C- Bogens gleiten die Kabel aneinander vorbei. In Fig. 7 ist die Kabelführung in der Schnittfläche AA′ in Blickrichtung auf den C-Bogen zu, gezeigt.

In Fig. 6 ist die schematische Anordnung der Einzelkomponenten des Kompakt- Röntgendiagnostikgerätes gezeigt. An einen Datenbus für Steuerungsdaten (60) sind alle kundenspezifisch gewünschten Gerätekomponenten (65, 66, 67) modular über eine identische Datenschnittstelle angeschlossen. Anschlußmöglichkeiten für spätere Erweiterungen (68, 68′) der Gerätekonfiguration sind durch Anschlußmöglichkeit an den Datenbus vorgesehen. In der Minimalkonfiguration sind die Elektronikbaugruppen der Bedieneinheit (61), des Betrachtungsmonitors (62), des Röntgenbildverstärkers (63) und des Röntgenstrahlers (64) enthalten. Kundenseitig gewünschte Komponenten, wie eine Elektronik zur Bearbeitung, Speichung und Ausgabe von Bilddaten (65), einer Elektronik zur Steuerung von motorisch bewegten mechanischen Komponenten des Kompaktgerätes (66) oder einer Filmbelichtungseinrichtung zur Ausgabe von Diafilmen (67) werden an den Datenbus angeschlossen und über die zentrale Steuerungssoftware des Kompaktgerätes initialisiert. Es ist unerheblich, ob der Datenbus (60) nur für Steuerungsdaten verwendet wird, oder ob über diesen auch die Bilddaten geführt werden.

In Fig. 7 ist die Kabelführung im Tragarm des C-Bogens in der Schnittfläche AA′ in Blickrichtung auf den C-Bogen dargestellt, wobei der C-Bogen gegenüber der Darstellung in Fig. 5 um 90° im Gegenuhrzeigersinn verdreht ist (die Strahlenachse zwischen Bildverstärker und Röntgenstrahler liegt horizontal). In Teil a) der Abbildung sind als Kabel zwei Flachkabel (70) verwendet, bei denen die Einzelkabel (71) zwischen Trägergurten mit gleitfähiger Oberfläche eingebettet sind. Bei einer Bewegung des C-Bogens längs seines Umfanges gleiten die Flachkabel flächig aneinander vorbei. Bei Verwendung von Rundkabeln (73) (Teil b) der Abbildung) ist zur Verbesserung der Gleiteigenschaften und zum Schutz der Kabel vor Abnutzung eine gleitfähig beschichtete Trennscheide (72) gezeigt, die fest zwischen die Führungsrollenpaare am C-Bogen und an der Säule eingespannt ist und die bei Verdrehen des C-Bogens um die Achse (52) verdrillt wird.

Abbildungen:

Fig. 1 Von Hand zu schiebender Wagen für eine Röntgendiagnostikeinrichtung

Fig. 2 Wagenkörper mit Rollen

Fig. 3 Kompakt-Röntgendiagnostikgerät im Operationseinsatz

Fig. 4 Bedien- und Anzeigeoberfläche der Bedieneinheit

Fig. 5 Kabelführung im Tragarm des C-Bogens

Fig. 6 Schematisches Schaltbild der Steuerungselektronik

Fig. 7 Schnitt A-A′ durch den Tragarm aus Fig. 5.: a.): Ausführung mit Flachkabeln, b.) Ausführung mit 2 Rundkabeln und einer gleitfähigen Trennscheide

Bezugszeichenliste

1 Kompakt-Röntgendiagnostikgerät
2 Bedienelement
3 C-Bogen
4 Röntgenstrahler
5 Bildverstärker
6 Bediener
7 Säule
8 Säulenkopf
9 Halterung
10 Säulentragevorrichtung
11 Wagenkörper
12 Mittelpunkt des C-Bogens
13 Strahlungsachse
19 Lenk- und Bremshebel
20 Lenkrolle
21 Pendelrolle
23 Lenkgestänge
24 Lenkhebel
25 Fußboden
27 Operationstisch
28 Operateur
29 Mittelebene des Wagenkörpers
30 Betrachtungsmonitor
31 Monitorhalterung
32 Kontrollmonitor
33 Kontrollbild des Untersuchungsbereiches
34 Textfeld für aufnahmespezifische Daten
35 Parameterfeld des Kontrollmonitors
36 Funktionsfeld des Kontrollmonitors
40 Schaltelemente mit anwenderspezifischer Funktionszuordnung
41 Tastendarstellung auf dem Kontrollmonitor
42 Pull-down-Menue für Tastenzuordnung
45 Eingabetastatur für Texte und Ziffern
46 Schaltelemente mit fester Funktionszuordnung
47 Pfeiltasten zum Bewegen eines Cursors
50 Wälzlager am Tragarm
51 am C-Bogen fixiertes Kabelführungsrollen-Paar
52 Rotationsachse
53 an der Säule fixiertes Kabelführungsrollen-Paar
54 oberes Kabel
55 unteres Kabel
60 Datenbus für Steuerungsdaten
61 Elektronikeinheit der Bedieneinheit
62 Elektronikeinheit des Betrachtungsmonitors
63 Elektronikeinheit des Röntgenbildverstärkers
64 Elektronikeinheit des Röntgenstrahlers
65 Elektronik zur Bildbearbeitung, -speicherung und -ausgabe
66 Elektronik zur Steuerung mechanischer Komponenten
67 Elektronik zur Ausgabe von Diafilmen
68 Schnittstellen für Systemerweiterungen
70 Flachkabel
71 Einzelkabel
72 gleitfähige Trennscheide
73 Rundkabel

Claims

1. Chirurgisches Kompakt-Röntgendiagnostikgerät, bestehend aus einem von Hand zu schiebenden Wagen, einer Anordnung aus einem mehrfach verstellbaren C-Bogen mit einer Röntgenstrahler-/Röntgenbildverstärkereinheit, einem Generator, einer Steuerungseinheit mit Bedienkonsole und einem Kontrollbildschirm, einer Fernsehcamera zur Aufnahme des Röntgenbildverstärkerausgangsbildes und einer Vorrichtung zur Bearbeitung, Speicherung und Ausgabe der Videobilder, dadurch gekennzeichnet, daß alle Komponenten des betriebsbereiten Röntgendiagnostikgerätes auf dem Wagen angeordnet sind.

2. Chirurgisches Kompakt-Röntgendianostikgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedieneinheit (2) aus einer Eingabetastatur mit festgelegten Bedienfunktionen zugeordneten und mit benutzerspezifisch programmierbaren Eingabetasten sowie einem Kontrollmonitor besteht und daß auf dem Kontrollmonitor die Funktionsbelegung der programmierbaren Eingabetasten anzeigbar ist.

3. Chirurgisches Kompakt-Röntgendianostikgerät nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskabel zwischen den einzelnen Bestandteilen des Röntgendiagnostikgerätes in Kabelkanälen verdeckt geführt sind.

4. Chirurgisches Kompakt-Röntgendianostikgerät nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß alle elektrischen Komponenten des eine einheitliche Datenein- und -ausgabeschnittstelle besitzen und daß alle Komponenten an einem von einer zentralen Recheneinheit kontrollierten Datenbus angeschlossen sind.

5. Chirurgisches Kompakt-Röntgendianostikgerät nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabe der der optischen Information der Röntgenbilder auf einem flachen Trägermaterial erfolgt.

6. Chirurgisches Kompakt-Röntgendianostikgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das flache Trägermaterial eine Transparentfolie und die Ausgabeeinheit ein Laserdrucker ist.

7. Chirurgisches Kompakt-Röntgendianostikgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das flache Trägermaterial ein Papierbogen ist und die Ausgabeeinheit ein Videoprinter ist.

8. Chirurgisches Kompakt-Röntgendianostikgerät nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das flache Trägermaterial ein Film ist, auf dem über eine Optik das Bild eines Kontrollmonitors abgebildet wird und daß die Ausgabeeinheit ein Filmentwicklungsautomat ist.

9. Chirurgisches Kompakt-Röntgendianostikgerät nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Komponenten eine Datenschnittstelle zur Übertragung von Videobilddaten an ein extern anschließbares Gerät zur Archivierung von Bilddaten enthält.

10. Chirurgisches Kompakt-Röntgendianostikgerät nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedieneinheit einen Bildschirm enthält, auf den das aktuelle Röntgenbild darstellbar ist.

11. Chirurgisches Kompakt-Röntgendianostikgerät nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Ausgabeeinheiten für die Röntgenbilder ein mit seiner Bildseite dem Operateur zugewandter Betrachtungsmonitor ist.

12. Chirurgisches Kompakt-Röntgendianostikgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrachtungsmonitor über eine mehrfach verstellbare Halterung am Tragarm des C-Bogens angebracht ist.

13. Chirurgisches Kompakt-Röntgendianostikgerät nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskabel zwischen Röntgenstrahler und Röntgenbildverstärker einerseits und den Steuer- und Bildverarbeitungsgeräten andererseits im Tragarm des C-Bogens geführt werden und außerhalb des Tragarmes gestrafft sowie auf- und abgewickelt werden.

14. Chirurgisches Kompakt-Röntgendianostikgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskabel zwischen dem Röntgenbildverstärker und dem Röntgengenerator am C-Bogen und der Elektronik im Kompaktgerät zwei Flachkabel sind, die über Führungsrollenpaare (51, 53) im Tragarm des C-Bogens und in der hohlen Säule (7) geführt und die außerhalb der höhenverstellbaren Säule aufgewickelt und gestrafft werden.

15. Chirurgisches Kompakt-Röntgendianostikgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskabel zwischen dem Röntgenbildverstärker und dem Röntgengenerator am C-Bogen und der Elektronik im Kompaktgerät zwei durch eine gleitfähige Trennscheide voneinander separierte Rundkabel sind, die über Führungsrollenpaare (51, 53) im Tragarm des C-Bogens und in der hohlen Säule (7) geführt und die außerhalb der höhenverstellbaren Säule aufgewickelt und gestrafft werden.

16. Chirurgisches Kompakt-Röntgendianostikgerät nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen wenigstens 3 Rollen trägt, von denen 2 Rollen Pendelrollen (21, 21′) sind, die unterhalb der Bedienkonsole (2) angeordnet sind und daß wenigstens eine lenkbare Rolle unterhalb (20) des C-Bogens angeordnet ist.

17. Chirurgisches Kompakt-Röntgendianostikgerät nach einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen bremsbar sind.