DE9017443U1

DE9017443U1 - Vorrichtung zur Bestimmung von Lage und Orientierung eines Röntgen-C-Bogens gegenüber einem Therapiegerät

Info

Publication number: DE9017443U1
Application number: DE9017443U
Authority: DE
Original assignee: Dornier Medizintechnik GmbH
Current assignee: Dornier Medizintechnik GmbH
Priority date: 1990-12-24
Filing date: 1990-12-24
Publication date: 1991-03-07
Anticipated expiration: 2000-12-25

Description

DORNIER MEDIZINTECHNIK GMBH
8000 München

Reg. M 1185Gm

Vorrichtung zur Bestimmung von Lage und Orientierung eines Röntgen-C-Bogens gegenüber einem Therapiegerät

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung von Lage und Orientierung eines Röntgen-C-Bogens nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.

Moderne Therapiegeräte zum berührungslosen Zertrümmern eines sich im Körper eines Lebewesens befindlichen Konkrements bestehen im wesentlichen aus einem Therapiekopf, in dem Stoßwellen zur Zerkleinerung des Konkrement erzeugt und fokussiert werden. Dabei ist die Lage des Stoßwellenfokus durch die Lage und Orientierung des Therapiekopfs fest vorgegeben. Zur Ortung des Konkrements im Körper bedient man sich unter anderem auch Verfahren unter Verwendung von Röntgenstrahlung. Eine Ausführung einer solchen Röntgenortungsvorrichtung stellt ein sogenannter Röntgen-C-Bogen dar. Es umfaßt eine C-förmigen Halterahmen, an dessen Enden Röntgenquelle und Röntgenbildverstärker angebracht sind. Röntgen-C-Bögen sind eigenständige, mobile Geräte, die bei Bedarf an die Patientenliege des Therapiegerätes herangefahren werden. Entscheidend für die Zielgenauigkeit des Therapiegeräts bei der Röntgenortung ist, daß die Lage des Stoßwellenfokus gegenüber Lage und Orientierung des Röntgen-C-Bogens, also insbesondere

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gegenüber Lage und Richtung von dessen Zentralstrahl, genau bekannt ist. Eine einfache Methode hierfür ist z.B, den optimalen Standpunkt des Röntgen-C-Bogens auf dem Boden des Behandlungsraumes zu markieren. Dabei tritt jedoch die Schwierigkeit auf, daß das Röntgen-C-Bogen sich aufgrund seines eigenen Gewichts im Lauf der Zeit verformt und somit Ungenauigkeiten auftreten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hochgenaue Vorrichtung zur Bestimmung der relativen Lage und Orientierung von Röntgen-C-Bogen und Therapieeinheit zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruch 1. Ausführungen der Erfindung sind Gegenstände von Unteransprüchen.
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Grundlage der Erfindung ist die Positionsbestimmung durch Laufzeitmessung akustischer Signale. Mit Hilfe eines Computers werden die Schallaufzeiten zwischen Schallquellen und Schallaufnehmer über die bekannte Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls in Abstände und im weiteren in Relativkoordinaten von Röntgen-C-Bogen und Therapiegerät umgerechnet. Die Schallquellen, deren Lage untereinander fest ist, legen ein Koordinatensystem fest, ebenso die untereinander ortsfesten Schallaufnehmer, und so kann Lage und Bewegung eines Koordinatensystems im jeweils anderen Koordinatensystem beschrieben werden. Insbesondere ist durch eine Koordinatentransformation die Umrechnung der Koordinaten eines Systems in die Koordinaten des anderen möglich.

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In einer vorteilhaften Ausführung werden auf dem Röntgen-C-Bogen drei Schallquellen, bevorzugt Zündfunkenstrecken, und auf dem Therapiegerät drei Schallaufnehmer, z.B. Mikrophone angebracht. Jedoch ist auch die umgekehrte Anordnung, also Schallsender auf dem Therapiegerät und Schallaufnehmer auf dem Röntgen-C-Bogen, möglich.

Nacheinander sendet jede der Schallquellen ein akustisches Signal aus. Die Mikrophone registrieren die Laufzeiten der Signale. Aufgrund der Laufzeiten kann die Lage jeder einzelnen Schallquelle errechnet werden. Mit der Lage der Schallquellen ist auch Lage und Orientierung des Röntgen-C-Bogens, auf dem die Schallquellen hier angebracht sind, bestimmt.

Für die eindeutige Bestimmung der Lage einer Schallquelle müssen theoretisch mindestens vier Schallaufnehmer vorhanden sein. Für konkrete Anwendungen reichen jedoch drei, die nicht alle auf einer Geraden liegen dürfen, aus, da die ungefähre Lage der Schallquellen bekannt ist und man deshalb

eine lediglich theoretisch mögliche Position ausschließen kann. Andererseits sind drei Schallquellen, die nicht alle auf einer Gerade liegen dürfen, notwendig, damit Lage und Orientierung des Geräts, auf dem diese Schallsender angebracht sind, eindeutig bestimmt werden kann. 20

Die Erfindung wird anhand von zwei Figuren näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Röntgen-C-Bogen

Fig. 2 eine Skizze zur Veranschaulichung der geometrischen Verhältnisse bei der Ermittlung der Lage einer Schallquelle bei der Verwendung

von drei Mikrophonen

In Fig. 1 ist ein typischer Röntgen-C-Bogen CB abgebildet. Er umfaßt einen

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C-förmigen Halterahmen HR, an dessen unteren Ende eine Röntgenquelle RQ und am gegenüberliegenden Ende ein Röntgenbildverstärker BV angebracht ist. Die Richtung des Hauptstrahls RS der Röntgenquelle RQ ist ebenfalls eingezeichnet. Das Gerät kann mit Hilfe von Rädern, die hier nicht zu sehen sind, als ganzes über den Boden gerollt werden. Die erfindungsgemässen Schallquellen sind nicht eingezeichnet.

Fig. 2 zeigt eine Skizze zur geometrischen Veranschaulichung der Ermittlung der Lage einer Schallquelle S. Zuerst werden die Schallaufzeiten zwischen dieser Schallquelle S und den drei Mikrophonen M1, M2, M3 ermittelt und über die bekannte Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls in Abstände A1, A2, A3 zwischen Schallquelle S und den Mikrophonen M1, M2, M3 umgerechnet. Die Lage der Schallquelle S wird durch den Schnittpunkt dreier Kugelschalen K1, K2, K3 mit den Radien A1, A2, A3 und den Positionen der drei Mikrophone M1, M2, M3 als Mittelpunkte festgelegt. In dieser zweidimensionalen Darstellung sind die Kugelschalen als Kreise angedeutet, außerdem wird der Ort der Schallwellenquelle S im allgemeinen nicht in derselben Ebene wie die durch die Lage der drei Mikrophone M1, M2, M3 aufgespannten Ebene (Zeichenebene) liegen.

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Claims

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Ansprüche:

1. Vorrichtung zur Bestimmung von Lage und Orientierung eines Röntgen-C-Bogens (CB) gegenüber einem Lithotripter, dadurch ge kennzeichnet, daß an einem der beiden Geräte mindestens drei Schallquellen (S) und am anderen Gerät mindestens drei Schallaufnehmer (M1, M2, M3) angebracht sind und über einen Computer aufgrund der Schallaufzeiten Lage und Orientierung der beiden Geräte zueinander ermittelt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallquellen am Röntgen-C-Bogen (CB) angebracht sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallquellen Zündfunkenstrecken sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Schallaufnehmer verwendet werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Schallquellen verwendet werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallaufnehmer nicht alle auf einer Geraden liegen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallquellen nicht alle auf einer Geraden liegen.

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