DE69415725T2

DE69415725T2 - Röntgen-Untersuchungsgerät

Info

Publication number: DE69415725T2
Application number: DE69415725T
Authority: DE
Inventors: Bart Pierre Antoine Jozef Nl-5656 Aa Eindhoven Hoornaert; Adrianus Cornelis Nl-5656 Aa Eindhoven Van Benthem
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1993-03-12
Filing date: 1994-03-07
Publication date: 1999-07-22
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: JPH06292664A; DE69415725D1; US5483572A; JP3506477B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Röntgenuntersuchungsgerät mit einem Träger zum Unterstützen einer Röntgenquelle zum Erzeugen eines Röntgenstrahls, mit einem der Röntgenquelle zugewandten Röntgendetektor und mit einem einstellbaren Absorptionsfilter, das zwischen der Röntgenquelle und dem Röntgendetektor angeordnet ist, wobei der Träger zum Richten des Röntgenstrahlweges verschiebbar ist.
Ein Röntgenuntersuchungsgerät eingangs erwähnter Art ist aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 496 438 bekannt.
Ein Röntgengerät nach der Beschreibung in der eben erwähnten europäischen Patentanmeldung ist mit Absorptionsfiltern in Form verschiebbarer Keilfilter versehen. Zum Verhindern von Überbelichtung von Gebieten in einem Röntgenbild werden Keilfilter derart angeordnet, daß Gebiete mit sehr niedriger Röntgenabsorptionsnebengebieten mit kräftiger Röntgenabsorption einigermaßen abgeblockt werden. Keilfilter werden im bekannten Röntgenuntersuchungsgerät auf der Basis von Konturerkennung bei der Erzeugung des Röntgenbildes positioniert.
Infolgedessen sind komplizierte Bildverarbeitungsmittel erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Röntgenuntersuchungsgerät zum Erzeugen eines Röntgenbildes zu schaffen, in dem überbelichtete Gebiete reduziert werden. Ebenfalls ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine erforderliche Röntgenstrahlungsdosis zum Erzeugen des Röntgenbildes zu reduzieren.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein erfindungsgemäßes Röntgenuntersuchungsgerät dadurch gekennzeichnet, daß das Röntgenuntersuchungsgerät mit Filtersteuermitteln zum Einnehmen einer Stellung des Trägers und zum Versorgen einer Position des Absorptionsfilters zum Steuern der Einstellung des Absorptionsfilters versehen ist.
Wenn ein Schattenbild eines Teils eines mit Hilfe von Röntgenstrahlung zu untersuchenden Patientenkörpers erzeugt wird, gibt es Gebiete im Röntgenbild, in denen Überbelichtung derart vermieden wird, daß diese Bereiche mit Hilfe eines Absorptionsfilters abgeblockt werden. Die Ortslage derartiger Bereiche in Bezug auf ein interessantes Gebiet im Röntgenbild wird durch die Orientierung des Röntgenstrahlweges in Bezug auf den Patienten bestimmt. Da anatomische Strukturen eine verhältnismäßig beschränkte Änderung zwischen mehreren Patienten zeigt, wird die Ortslage von Bereichen, die die Gefahr von Überbelichtung laufen, vorherrschend von der Position des Trägers aus bestimmt, auf dem die Röntgenquellen und der Röntgendetektor angebracht sind. Also sind Absorptionsfilter auf geeignete Weise durch Anbringen von Filtersteuermitteln positioniert, die die Positionierung des verschiebbaren Absorptionsfilters auf der Basis der Stellung des Trägers steuert. Auf diese Weise wird in bezug auf den Patienten und mit Rücksicht auf einen Patientenuntersuchungstisch zeitlich längerte Bestrahlung des Patienten vermieden, wenn eine Bediener des Röntgenuntersuchungsgeräts das Absorptionsfilter einstellt. Also wird das Aussetzen sowohl des Patienten also auch des Bedienungspersonals der schädigenden Röntgenstrahlung reduziert.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Röntgenuntersuchungsgeräts nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Filtersteuermittel eine Speicheranordnung zum Speichern von Paaren von Positionsdaten enthält, wobei ein Paar aus Positionsdaten des Absorptionsfilters und einer Stellung des Trägers besteht. Das Filtersteuermittel wird weiterhin auf geeignete Weise durch Einschalten einer Speicheranordnung betrieben, in denen Positionen des Trägers und entsprechende Positionseinstelldaten des Absorptionsfilters gespeichert werden. Diese Daten bilden eine oder mehrere Einstellkurven, die die Position des Absorptionsfilters auf der Basis der Trägerstellung darstellen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Röntgenuntersuchungsgeräts ist dadurch gekennzeichnet, daß das Filtersteuermittel zum Ausführen einer Translation des Absorptionsfilters in Bezug auf den Röntgenstrahlweg von der Trägerstellung aus angeordnet ist.
Insbesondere wird Überbelichtung in einem Bereich im Röntgenbild vermieden, indem das Absorptionsfilter durch Translation des Absorptionsfilters in Bezug auf den Röntgenstrahlweg einigermaßen in den Röntgenstrahl hineingeschoben wird. Auf diese Weise wird der Röntgenstrahl einigermaßen geschwächt.
Wenn das Filtersteuermittel mit einer Speicheranordnung ausgerüstet wird, enthält die Speicheranordnung vorzugsweise eine Einstellkurve mit Translationsabständen des Absorptionsfilters entsprechend den Trägerstellungen.
Ein bevorzugtes weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Röntgenuntersuchungsgeräts ist dadurch gekennzeichnet, daß das Absorptionsfilter drehbar ist und einen Röntgenabsorptionsteil sowie einen Röntgenübertragungsteil enthält, und daß das Filtersteuermittel zum Versorgen einer Orientierung des Absorptionsfilters in Bezug auf eine Drehachse des Absorptionsfilters angeordnet ist.
Ein hochwertiges Absorptionsfilter enthält einen Röntgenabsorptionsteil und einen Röntgenübertragungsteil, der die Form eines Abschnitts einer im wesentlichen kreisförmigen Platte hat, und ein derartiges Absorptionsfilter ist in den Röntgenstrahlweg oder daraus heraus schiebbar und außerdem um eine Drehachse drehbar, der senkrecht zur Ebene des Plattenabschnitts verläuft. Beim Drehen des Absorptionsfilters in oder in der Nähe des Röntgenstrahlweges können Anteile des Röntgenstrahls mit einer verhältnismäßig komplizierteren Form abgeblockt werden. In einem erfindungsgemäßen Röntgenuntersuchungsgerät wird das Absorptionsfilter im Filtersteuermittel gesteuert, um auf geeignete Weise das Absorptionsfilter zu positionieren und einen relevanten Anteil des Röntgenstrahls abzublocken. Wenn das Filtersteuermittel mit einer Speicheranordnung versehen ist, enthält diese Speicheranordnung vorzugsweise eine Einstellkurve zur Darstellung von Orientationswinkeln des Absorptionsfilters entsprechend Trägerstellungen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Röntgenuntersuchungsgeräts ist dadurch gekennzeichnet, daß die Speicheranordnung zum Speichern einer Vielzahl von Gruppen der Paare von Positionsdaten angeordnet ist, wobei jede Gruppe einer Gattung zu untersuchender Objekte entspricht.
Obgleich die anatomische Struktur verschiedener Patienten verhältnismäßig gleich sein kann, gibt es einige Unterschiede zwischen mehreren Patientengruppen, wie z. B. dicke oder magere Patienten oder Erwachsene oder Jugendliche. Wenn Patienten einer solchen Gruppe untersucht werden, wird eine sogar geeignetere Einstellung des Absorptionsfilters erreicht, wenn in der Speicheranordnung mehrere Einstellkurven vorgesehen sind, wobei jede Einstellkurve zu einer der Patientengruppen gehört.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein schematisches Schaltbild eines erfindungsgemäßen Röntgenuntersuchungsgeräts,
Fig. 2 eine Seitenansicht einer Filteranordnung zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Röntgenuntersuchungsgerät,
Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Absorptionsfilter, das in eine Filteranordnung nach Fig. 2 eingebaut ist,
Fig. 4a eine graphische Darstellung einer ersten Einstellkurve zur Darstellung eines Drehwinkels des Absorptionsfilters abhängig vom Strahlwegorientierung,
Fig. 4b eine graphische Darstellung einer zweiten Einstellkurve zur Darstellung der Translation des Absorptionsfilters in Bezug auf den Strahlweg abhängig von der Strahlwegorientierung.
In Fig. 1 ist ein schematisches Schaltbild eines erfindungsgemäßen Röntgengeräts dargestellt. Ein Träger 1 in Form eines 0förmigen Armträgers unterstützt eine Röntgenquelleneinheit 2 und einen Röntgendetektor 3 in Form eines der Röntgenquelleneinheit zugewandten Röntgenbildverstärkers. Der Träger ist durch eine Muffe 4 und mit Hilfe einer Lagerung 5 verschiebbar. Der Träger ist mittels der Lagerung 5 an einem vorwiegend vertikalen Ständer 6 befestigt, der drehbar an einer Decke eines Raumes aufgehängt ist, in dem das Röntgengerät aufgestellt ist. Also sind die Röntgenquelleneinheit und der Röntgendetektor zum Orientieren eines Strahlweges 7 für die aus der Röntgenquelleneinheit ausgegebene Röntgenstrahlung verschiebbar, so daß mehrere Projektionen zum Erzeugen eines Röntgenbildes einstellbar sind. Eine Filteranordnung 10 mit den Absorptionsfiltern 11 und den Filterantriebsmitteln 12 ist in die Röntgenquelleneinheit 2 aufgenommen, wobei die Filteranordnung 10 zwischen der Röntgenquelle 2a und dem Röntgendetektor 3 angeordnet ist. Bei der Erzeugung eines Röntgenbildes muß Überbelichtung in bestimmten Bereichen des Röntgenbildes vermieden werden. Überbelichtung tritt leicht auf, wenn Bereiche mit sehr niedriger Röntgenabsorption und benachbarte Bereiche mit hoher Röntgenabsorption im selben Röntgenbild abgebildet werden. Beispielsweise beim Abbilden des Herzens eines Patienten mit einer hohen Röntgenstrahlungsabsorption wird das umgebende Lungengewebe mit einer geringen Röntgenabsorption überbelichtet. Beim Abdecken von Bereichen mit hoher Röntgentransparenz durch die Positionierung von Absorptionsfiltern 11 in den Röntgenstrahlweg 7 wird Überbelichtung durch Bereiche mit hoher Transparenz vermieden.
Richtiges Positionieren der Absorptionsfilter ist von der Orientierung des Röntgenstrahlweges in Bezug auf ein untersuchtes Objekt abhängig, da das Objekt entsprechend einer Projektion in Übereinstimmung mit der Orientierung des Strahlweges abgebildet wird. Filterantriebsmittel 12 werden zum Positionieren der Absorptionsfilter 11 vorgesehen. Die Filterantriebsmittel werden an Antriebssteuermittel 13 angeschlossen, mit denen auch Trägerantriebsmittel 14 gekoppelt sind. Zum Orientieren des Strahlweges 7 und zum entsprechenden Einstellen der Absorptionsfilter wird ein Wählmittel 15 zum Ausgeben eines Positioniersignals an den Geometriekontroller 19 vorgesehen. Außerdem wird ein Stellungssensor 1 noch vorgesehen, um ein zur Position des Trägers geordnetes Stellungssignal zu erzeugen. Das Stellungssignal gelangt an den Geometriekontroller. Der Geometriekontroller 19 erzeugt ein Positionierungssignal zum Antriebssteuermittel 13 zum Positionieren des Trägers 1 entsprechend einer erforderlichen Strahlwegorientierung. Das Trägerantriebsmittel 14 wird vom Antriebssteuermittel 13 zum Verschieben des Trägers 1 gesteuert. Der Geometriekontroller 19 legt ebenfalls das Positioniersignal an eine Speicheranordnung 16 zum Wählen einer Filterposition. Zu diesem Zweck wird eine oder eine Vielzahl von Filterpositionskurven in der Speicheranordnung 16 gespeichert; jede der Filterpositionskurven stellt Filtereinstellungen abhängig von der Position des Trägers 1 dar. Wenn ein Positioniersignal an die Speicheranordnung 16 gelegt wird, wird ein Filtereinstellsignal vom Speichermittel an das Antriebssteuermittel 13 gelegt. Auf diese Weise wird das Filtersteuermittel 17 vom Antriebssteuermittel in Kombination mit der Speicheranordnung 16 gebildet. Anschließend steuert das Antriebssteuermittel das Filterantriebsmittel 12 zum geeigneten Positionieren der Absorptionsfilter 11.
Das Positionieren der Absorptionsfilter wird mit weiteren Einzelheiten anhand der Fig. 2 und 3 näher erläutert, in Fig. 2 ist eine Seitenansicht einer Filteranordnung zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Röntgengerät dargestellt. Die Absorptionsfilter haben ein keilförmiges Ende, so daß ein allmählicher Übergang zwischen einem Zielgebiet und einem Nicht-Zielgebiet erhalten wird und anschließend steile Gradienten im Röntgenbild vermieden werden. Die Absorptionsfilter werden derart an Filterantriebsmittel 12 montiert, daß die Filter in den Röntgenstrahlweg 7 und daraus heraus verschoben werden können, wie mit Pfeilspitzen 20 angegeben.
Außerdem sind die Absorptionsfilter um Achsen 22 drehbar, wie mit den Pfeilspitzen 21 angegeben.
In Fig. 3 ist eine Draufsicht auf ein in einer Filteranordnung nach Fig. 2 aufgenommenen Absorptionsfilter dargestellt. Das Absorptionsfilter hat einen röntgenabsorbierenden Teil 23, zum Beispiel mit Bleizusatz, und einen Röntgenübertragungsteil 24, das die Form eines Abschnitts einer im wesentlichen kreisförmigen Platte hat. Also beim Drehen eines der Absorptionsfilter 11 um seine Achse 22 wird der Teil des auf das Absorptionsfilter landenden Röntgenstrahls geändert und daher wird der Teil der vom Absorptionsfilter bestrichenen Röntgenbildes geändert.
In Fig. 4a ist eine graphisch Darstellung einer ersten Einstellkurve dargestellt, die einen Drehwinkel des Absorptionsfilters abhängig von der Strahlwegorientierung darstellt. Der Drehwinkel (, nach dem das Absorptionsfilter positioniert ist, wird abhängig vom Winkel θ gegeben, der die Orientierung des Strahlweges in bezug auf einen zu untersuchenden Patienten bestimmt. Zur weiteren Veranschaulichung sind einige wenige besondere Orientierungen des Absorptionsfilters als kleine Schaltbilder entlang der Abzisse dargestellt. Wenn der Träger entsprechend θ = -80º positioniert ist, wird das Absorptionsfilter in einer Orientierung von = -50º angebracht. Wenn der Träger zum Ändern der Strahlwegorientierung in θ = 10º verschoben wird, wird nach = 86º erhöht. Schließlich wenn der Strahl- Wegorintierungswinkel weiter vergrößert wird, wird der Orientierungswinkel des Absorptionsfilters geringfügig verkleinert.
In Fig. 4b ist eine graphisch Darstellung einer zweiten Einstellkurve zur Darstellung der Translation des Absorptionsfilters in Bezug auf den Strahlweg abhängig von der Strahlwegorientierung wiedergegeben. Nach Angabe in der Kurve wird das Absorptionsfilter weiter in den Strahlweg hineinverschoben, wenn der Strahlweg vom senkrechten Einfallen abgelenkt wird, nämlich hat Δ einen Mindestwert, wenn θ = 0º beträgt, und A wird größer wenn θ größer wird.
Die Eigenschaften der Einstellkurven werden durch anatomische Eigenschaften bestimmt, insbesondere die Ortslage eines Herzens eines Patienten in Bezug auf das umgebende Lungengewebe. In der Praxis können diese Kurven empirisch bestimmt werden, insbesondere durch handbetätigtes Positionieren von Absorptionsfiltern für eine Vielzahl von Trägerorientierungen, um optimale Bildqualität zu erhalten. Es stellt sich heraus, daß eine einfache Gruppe von Einstellkurven bereits ganz zufriedenstellend für eine Vielzahl von Patienten. Weiteres Verbessern kann jedoch durch Bestimmung von Gruppen von Einstellkurven erreicht werden, wobei jede Gruppe zu einer Klasse von Patienten gehört, wie zum Beispiel dicke oder magere Patienten, Erwachsene oder Jugendliche, usw.

Claims

1. Röntgengerät mit

- einem Träger (1) zum Unterstützen einer Röntgenquelle (2) zum Erzeugen eines Röntgenstrahls (7),

- einem Röntgendetektor (3), der der Röntgenquelle (2) zugewandt ist, und

- einem einstellbaren Absorptionsfilter (11), der zwischen der Röntgenquelle (2) und dem Röntgendetektor (3) angeordnet ist,

- wobei der Träger (1) zum Richten des Röntgenstrahlweges verschiebbar ist, dadurch; gekennzeichnet, daß

- das Röntgenuntersuchungsgerät mit einem Filtersteuermittel (17) zum Einnehmen einer Stellung des Trägers (1) und zum Versorgen einer Position des Absorptionsfilters (11) zur Steuerung der Einstellung des Absorptionsfilters (11) versehen ist.

2. Röntgenuntersuchungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtersteuermittel (17) eine Speicheranordnung (16) zum Speichern von Paaren von Positionsdaten, und ein Paar aus Positionsdaten des Absorptionsfilters (11) und einer Stellung des Trägers (1) bestehendes Paar enthält.

3. Röntgengerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtersteuermittel (17) zum Versorgen einer Translation des Absorptionsfilters in Bezug auf den Röntgenstrahlweg aus der Stellung des Trägers (1) heraus angeordnet ist.

4. Röntgenapparat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorptionsfilter (11) drehbar ist, und einen röntgenabsorbierenden Teil (23) sowie einen röntgenübertragenden Teil (24) enthält, und daß das Filtersteuermittel (17) zum Versorgen einer Orientierung des Absorptionsfilters (11) in Bezug auf eine Drehachse (22) des Absorptionsfilters (11) angeordnet ist.

5. Röntgenuntersuchungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicheranordnung (16) zum Speichern einer Anzahl von Gruppen der Positionsdatenpaare angeordnet ist, wobei jede Gruppe einer Klasse zu untersuchender Objekte entspricht.