WO2006111525A1 - Steuerungsverfahren zur bewegungsführung eines hinsichtlich seiner halteposition bewegbaren, dabei zu einer schwingung anregbaren röntgenstrahlers und/oder röntgenempfängers eines röntgenuntersuchungssystems - Google Patents

Steuerungsverfahren zur bewegungsführung eines hinsichtlich seiner halteposition bewegbaren, dabei zu einer schwingung anregbaren röntgenstrahlers und/oder röntgenempfängers eines röntgenuntersuchungssystems Download PDF

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WO2006111525A1
WO2006111525A1 PCT/EP2006/061636 EP2006061636W WO2006111525A1 WO 2006111525 A1 WO2006111525 A1 WO 2006111525A1 EP 2006061636 W EP2006061636 W EP 2006061636W WO 2006111525 A1 WO2006111525 A1 WO 2006111525A1
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WO
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ray
control method
receiver
control
movement
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PCT/EP2006/061636
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Inventor
Gerhard Forster
Jens Hamann
Uwe Ladra
Elmar SCHÄFERS
Claus-Günter Schliermann
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/24—Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
    • E06B9/26—Lamellar or like blinds, e.g. venetian blinds
    • E06B9/264—Combinations of lamellar blinds with roller shutters, screen windows, windows, or double panes; Lamellar blinds with special devices

Definitions

  • Control method for guiding the movement of an X-ray emitter and / or X-ray receiver of an X-ray examination system which can be moved with respect to its holding position and which can be excited to vibrate
  • the invention relates to a control method for the motion control of a drive means with respect to its holding position movable, thereby to an oscillation with a dependent of the respective holding position resonant frequency excitable X-ray and / or Röntgenemp- catcher of an X-ray examination system.
  • an X-ray examination system with an X-ray is its in different Garpo ⁇ movable X-ray and / or x-ray receiver sitions placed in a provided for the respective X-ray examination motion state, which is typically depending on the X-ray examination a stay or a uniform motion in a designated holding position equivalent.
  • the X-ray emitter and / or X-ray receiver can be excited with a resonant frequency dependent on the respective holding position relative to the X-ray examination system to a vibration which leads to a blur in an X-ray image created during the X-ray examination;
  • a resonant frequency dependent on the respective holding position relative to the X-ray examination system to a vibration which leads to a blur in an X-ray image created during the X-ray examination;
  • calming times are provided between the achievement of the intended for the respective X-ray examination state of motion and the creation of the X-ray image to a decay of the vibration.
  • the invention has for its object to provide a method for an X-ray examination system that allows in a simple manner, despite a vibratory system structure, a rapid performing an X-ray examination with a creation of a sharp X-ray image.
  • the solution to this problem is achieved by a control method according to claim 1; advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
  • a desired movement guidance is determined for reaching a movement state of an X-ray emitter and / or X-ray receiver provided for an X-ray examination, such that during a subsequent control of the movement guidance of the X-ray emitter and / or or X-ray receiver by a An ⁇ driving means according to the desired motion control an on ⁇ movement of an oscillation of the X-ray and / or X-ray receiver with a resonant frequency is avoided in advance and therefore omitted on the one hand a settling time to a decay of the vibration or on the other hand blurred in one in the X-ray examination can be prevented x-ray image can be prevented.
  • the desired movement guidance comprises a control of a temporal course of movement of the X-ray emitter and / or X-ray receiver.
  • a selection of at least one of He ⁇ the target movement guide means underlying size is made appropriate so that the at least one size frequency allows a conclusion on the respective expected Resonanzfre ⁇ , this selection being dependent on the particular application of the control method.
  • At least one variable in the form of at least one in each case detectable by measuring the measured variable can be ⁇ minimum size respectively are detected particularly accurately.
  • the at least one variable in the form of at least one control variable that can be detected from a movement control of the X-ray emitter and / or X-ray receiver can be detected with particularly little effort. It is possible at least to determine a control value from a ⁇ be already before the movement guide carried out movement control of the movable X-ray source by the drive means and / or x-ray receiver in consideration of a starting position for the motion control.
  • the starting position corresponds, for example, to a device-specific holding position into which the X-ray emitter and / or X-ray receiver is regularly returned, for example after each X-ray examination.
  • the application of the control method to an x-ray examination system with a displaceable in a horizontal plane, vertically oriented telescopic stand with a telescopic extendable to different extension lengths telescopic end is provided as Garpo ⁇ position for the X-ray and / or X-ray receiver, wherein the determination of the target -Motion guidance of a horizontal displacement position of the telescopic stand the respective extension length is based as a size.
  • the Tele ⁇ holds skopstativ exposed to X-ray and / or X-receivers, illustrates a particularly vibration prone mechanical system so that the inventive approximation methods Steue- particularly effective is applicable.
  • the application of the control method to such an X-ray examination system succeeds due to a geometrically simple construction of this X-ray examination system with essentially only one of the respective resonant frequency decisively determining size determining size particularly simple.
  • the application of the control method to an X-ray examination system with an upper table or under-table fluoroscopy device with a tiltable in different Verkippungs ⁇ angle patient table and with one below or above the patient table, each longitudinally displaceable holding position for the X-ray source on the one hand and the X-ray receiver on the other hand provided, wherein the determination of the desired motion control of the holding positions of the respective tilt angle is based as the size.
  • the application of the control method to an X-ray examination system with a C-arm stand with a C orbital angle and / or Angulations ⁇ rotating C-Bogenhaltearm for holding the X-ray source and the X-ray receiver is provided, wherein the determining the target movement guidance of the C-Bogenhaltearms the respective or ⁇ bitalwinkel and / or angulation angle is as sizes based. Since the C-arm holding arm is held particularly exposed and even has an elongated elongated shape, it represents a particularly susceptible to vibration mechanical structure in which the control method of the invention is particularly effective applicable.
  • the horizontal ver into different shift widths ⁇ be pushed it is advantageously provided that the Ermit ⁇ stuffs the target motion control is based on a horizontal displacement of the C-arm stand.
  • the target motion control with respect to the horizontal displacement of the C-arm stand with the X-ray determined floodlamp and the X-ray receiver, wherein the respective orbital and the angulation angle than the Resonanzfre acid sequence relevant sizes typically remain constant.
  • the invention is not only applicable to a movement state in the form of remaining in the holding position, but also applicable to movement states in the form of a movement of the holding position.
  • an application to an x-ray examination according to a planigraphy method with a straight-line state of motion at a constant speed is provided, where ⁇ in the avoidance of blurring in the planigraphy for image quality particularly relevant and the application of the invention thus particularly in terms an improvement in image quality is effective.
  • control method for an X-ray sub ⁇ investigation according to an angiography procedure with a step displacement of the X-ray source and / or x-ray receiver to various intended holding positions and with a motion state in the form of a respective temporary remaining in one of the holding positions enables a particularly rapid step shift in the respective holding position without the excitation of the vibration of the X-ray source and / or X-ray receiver.
  • the Rönt ⁇ genstrahler and / or X-receivers in the test series moves in different holding positions, excited by a shock or Auslenkungsanregung to the vibration and a respective oscillations ⁇ supply frequency, spoken by the respective resonant frequency corresponds measured.
  • a trial motion guide to achieve the intended state of motion without avoiding the oscillation and then from this experimental movement leadership by applying a vibration-preventing filter as a function of the at least one respec ⁇ gen size, the desired motion control is determined;
  • This linear method allows a simple application of the control method according to the invention.
  • the desired motion control is determined particularly simply using the linear method known as input shaping.
  • FIG. 1 shows a flow chart of the control method according to the invention for guiding the movement of an X-ray source and / or x-ray receiver with the addition of egg ⁇ nes control loop;
  • FIG. 2 shows a first X-ray examination system comprising a horizontally displaceable from a room ceiling Loaders ⁇ tiv with a different extension lengths vertically extendable telescopic end as a holding position for an X-ray source;
  • FIG. 3 shows a second X-ray examination system in the form of an upper-table fluoroscopy device with a tiltable in ⁇ different Verkippungswinkel patient table and a respective longitudinally displaceable X-ray and X-ray receiver;
  • FIG. 1 shows a flow diagram of a control method according to the invention for guiding the movement of an X-ray emitter and / or X-ray receiver of an X-ray examination system which can be moved with respect to its holding position by means of a drive means 10.
  • driving means 10 additionally a control loop 7 is provided;
  • This control method puts the X-ray source and / or X-ray receiver while avoiding oscillation with a resonant frequency 5 dependent on the respective holding position into an actual movement state 14 that corresponds to an intended movement state 2.
  • At least one gene of the jeweili ⁇ holding position of the X-ray source and / or Röntgenemp- scavenger is dependent recorded for the resonance frequency relevant measurement large.
  • determining 3 follows a desired motion guide 4 for achieving the intended motion state 2 by means of an input shaping process in dependence on by the at least one measured variable 1 limited hours ⁇ th resonance frequency 5, wherein a by means of a preliminary operation ⁇ Association table 6 created at least one metric 1 a respective resonance frequency 5 is zugeord ⁇ net.
  • an experimental motion control is first of all determined which has not yet been optimized with regard to avoiding the oscillation; this trial motion guide is then decomposed with a pulse sequence in a plurality of portions, so that after running ⁇ From the motion guide no oscillation in the actual motion state 14 is present.
  • a third step the motion control of the drive means 10 is controlled by means of a control loop 7 in accordance with the desired motion control 4.
  • the control loop 7 contains
  • a drive control 8 to which the desired motion control 4 is transmitted and which regulates a drive current 9, -
  • a drive means 10 which moves the X-ray source and / or X-ray receiver controlled by the drive current 9 and generates a motive force 11, and
  • the at least one measured variable 1 optionally other device specific ⁇ specific quantities such as to be a predetermined maximum acceleration and / or maximum speed considered.
  • the control method also includes the possibility to Be ⁇ consideration of multiple resonance frequencies on the same basic principle.
  • FIG. 2 shows a first X-ray examination system 15 with a telescopic stand 21 horizontally displaceable on a ceiling 16 by means of a rail system 17, 18 in two spatial directions 19, 20, which has a telescopic end 24 which can be vertically extended to different extension lengths 22 in a third spatial direction 23 as a holding position for one has two axes 25, 26 rotatable or tiltable X-ray source 27; one X-ray receivers and other components belonging to the first X-ray examination system 15, such as a patient table, are not shown.
  • a first pair of rails 17 of the rail system is at the
  • a second pair of rails 18 perpendicular to the first pair of rails 17 is fixed thereto and slidable in a first spatial direction 19 relative to the first pair of rails 17;
  • a base 28 of the telescopic stand 21 is attached to the second rail pair 18 and in a second
  • the X-ray source 27 and the X-ray receiver are set in accordance with the target value determined by the control method. Movement guide brought into a state of motion, so that the X-ray source 27 on one side of the patient and the X-ray receiver on an opposite side of the patient in a respective opposite direction at a constant speed along the patient along, here again the cooldown before creating the Rönt ⁇ gensentes eliminated.
  • the X-ray beam appropriately such mitge ⁇ is pivoted that it meets Running forward on the X-ray receiver; This is done by the corresponding rotation or tilting of the X-ray source or a corresponding fading in of the X-ray beam.
  • the patient table is held by a bottom base 41 and tilted by this via an electric drive 42 by changing the tilt angle 32, which the respective resonance frequency determined ⁇ prevail.
  • an electric drive 42 for the longitudinal displacement of the X-ray detector 35 and the X-ray source 27 along a longitudinal axis of the patient table 55 and forstructurenver ⁇ shift of the X-ray source 27 each have a further drive means is provided, above the respective tilt angle 32 also only the distance 37 mitbestimmt the respective resonant frequency.
  • the tilting angle 32 is determined as a measured variable, for example, using an in Bodenso ⁇ ckel 41 built-in sensor, and the distance 37 optionally recorded as a further measurement variable, a target motion control of the X-ray source 27 and the X-ray receiver 35 in dependence on the at least one measured variable and the at ⁇ drive means for moving the X-ray source in the direction 34 or the target motion guide ⁇ ent in direction 34 for moving the X-ray receiver 35 controlled speaking. Since the tilt angle 32 and the distance 37 typically remain constant during the motion control, a consideration of a change in these measured variables in determining the desired motion control is eliminated.
  • Such an angiography procedure is suitably used for examining the lower extremities of the patient, the stepping in a first passage typically occurring counter to a direction of blood flow in the vessels to be examined in the lower extremities and after injecting a contrast agent in a second passage with the blood flow direction ,
  • the X-ray source 27 and the X-ray receiver 35 are positioned to create congruent X-ray images by parallel displacement in direction 38 or 34 as accurately as possible to the preceding holding ⁇ positions, so that a difference image from a first X-ray image of the first passage and one with the first X-ray image congruent second X-ray image of the second passage showing the vessels; Renz this formation on a Diffe ⁇ based method is also known as Digital Sub- referred traction angiography.
  • Figure 4 shows a third X-ray examination system 43 with a sliding wide on a ceiling 16 by means of a pair of rails 44 in one spatial direction 45 horizontally in different Ver ⁇ 46 movable C-arm stand 47 having an about a second axis 48 in different orbital angle 49 and about a third axis 50 in different angulation angle 51 rotatable C-arm arc holder 52 for holding the X-ray source 27 and the X-ray receiver 35 has, and with a patient table 55th
  • a connection between the ceiling-mounted pair of rails 44 on the one hand and the C-arm stand on the other hand is made with a slidable in the pair of rails base 56, which makes it possible to pivot the C-arm stand about a vertical axis of space 57 by a pivot angle 58.
  • the C-arm stand is connected via an orbital 57 to the remaining part of the C-arm stand 47, wherein the orbital allows the rotation of the C-Bogenhaltearms about the second space axis 48 and the drit ⁇ te space axis 50th
  • the orbital angle 49 and / or the angulation angle 51 are determined as the measurement variables which decisively determine the resonance frequency, for example by means of corresponding sensors integrated in the orbital stroke 57.
  • the desired motion control and the control of the movement of the C-Bogenhaltearms 52 are three classes of investigation methods to distinguish:
  • the C-arm support arm 52 is rotated in the motion guide about the second spatial axis 48 and / or the third spatial axis 50, as in a Rotationsangio- graphy described below.
  • the C-Bogenhaltearm 52 is moved in the movement guide in the horizontal direction in space 45 tiententicians along a longitudinal axis of patent 55, analogous to that described in relation to Fi gur ⁇ 3 angiography step shift.
  • the movement guidance of the C-52 corresponds Bogenhaltearms ei ⁇ ner combination of the two forms of movement mentioned above, as it is seen in a method described in reference to Figure 2, automatic positioning of the X-ray source to an intended stop position appropriate.
  • the invention can in principle sixteenfas ⁇ as follows sen: To a simple manner with respect to its holding position by a drive means movable X-ray source and / or X-ray receiver of a Röntgenuntersuchungs- systems despite a stimulable into an oscillation with a frequency dependent on the JE mony holding position resonant frequency system structure perform an X-ray examination quickly and to create a sharp X-ray image, it is provided according to the control method according to the invention to detect at least one of the respective holding position dependent, relevant for the resonant frequency size, an excitation of the oscillation counteracting desired motion control to achieve a to determine the X-ray examination provided movement state of the X-ray source and / or X-ray receiver as a function of the at least one respective size and the motion control of the X-ray Rahlers and / or X-ray receiver by the on ⁇ driving means according to the desired motion control to ste ⁇ controller.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

Um auf einfache Weise mit einem hinsichtlich seiner Halteposition durch ein Antriebsmittel (10) bewegbaren Röntgenstrahlers (27) und/oder Röntgenempfängers (35) eines Röntgenuntersuchungssystems (15 bzw. 31 bzw. 43) trotz eines zu einer Schwingung mit einer von der jeweiligen Halteposition abhängigen Resonanzfrequenz (5) anregbaren Systemaufbaus eine Röntgenuntersuchung schnell durchführen und dabei ein scharfes Röntgenbild erstellen zu können, ist es nach dem erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren vorgesehen, zumindest eine von der jeweiligen Halteposition abhängige, für die Resonanzfrequenz (5) relevante Größe zu erfassen, eine einer Anregung der Schwingung entgegenwirkende Soll-Bewegungsführung (4) zum Erreichen eines für die Röntgenuntersuchung vorgesehenen Bewegungszustandes (2) des Röntgenstrahlers (27) und/oder Röntgenempfängers (35) in Abhängigkeit von der zumindest einen jeweiligen Größe zu ermitteln und die Bewegungsführung des Röntgenstrahlers (27) und/oder Röntgenempf ängers (35) durch das Antriebsmittels (10) entsprechend der Soll-Bewegungsführung (4) zu steuern.

Description

Beschreibung
Steuerungsverfahren zur Bewegungsführung eines hinsichtlich seiner Halteposition bewegbaren, dabei zu einer Schwingung anregbaren Röntgenstrahlers und/oder Röntgenempfängers eines RöntgenuntersuchungsSystems
Die Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren zur Bewegungsführung eines mithilfe eines Antriebsmittels hinsichtlich seiner Halteposition bewegbaren, dabei zu einer Schwingung mit einer von der jeweiligen Halteposition abhängigen Resonanzfrequenz anregbaren Röntgenstrahlers und/oder Röntgenemp- fängers eines Röntgenuntersuchungssystems .
Zur Durchführung einer Röntgenuntersuchung mit einem Röntgen- untersuchungssystem wird dessen in unterschiedliche Haltepo¬ sitionen bewegbarer Röntgenstrahler und/oder Röntgenempfänger in einen für die jeweilige Röntgenuntersuchung vorgesehenen Bewegungszustand gebracht, der typischer Weise je nach Rönt- genuntersuchung einem Verbleib oder einer gleichförmigen Bewegung in einer vorgesehenen Halteposition entspricht. Der Röntgenstrahler und/oder Röntgenempfänger kann mit einer von der jeweiligen Halteposition relativ zu dem Röntgenuntersu- chungssystem abhängigen Resonanzfrequenz zu einer Schwingung angeregt werden, die zu einer Unscharfe in einem während der Röntgenuntersuchung erstellten Röntgenbild führt; um diese Unscharfe zu vermeiden, sind bei bekannten Lösungen Beruhigungszeiten zwischen dem Erreichen des für die jeweilige Röntgenuntersuchung vorgesehenen Bewegungszustandes und dem Erstellen des Röntgenbildes zu einem Abklingen der Schwingung vorgesehen .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für ein Röntgenuntersuchungssystem anzugeben, dass auf einfache Weise trotz eines schwingungsfähigen Systemaufbaus ein schnelles Durchführen einer Röntgenuntersuchung mit einem Erstellen eines scharfen Röntgenbildes ermöglicht. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch ein Steuerungsverfahren gemäß Patentanspruch 1; vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.
In Abhängigkeit von einer zumindest einen zuvor erfassten, von einer jeweiligen Halteposition abhängigen Größe, wird eine Soll-Bewegungsführung zu einem Erreichen eines für eine Röntgenuntersuchung vorgesehenen Bewegungszustandes eines Röntgenstrahlers und/oder Röntgenempfängers ermittelt, derart dass bei einem anschließenden Steuern der Bewegungsführung des Röntgenstrahlers und/oder Röntgenempfängers durch ein An¬ triebsmittel entsprechend der Soll-Bewegungsführung eine An¬ regung einer Schwingung des Röntgenstrahlers und/oder Röntgenempfängers mit einer Resonanzfrequenz vorab vermieden wird und daher einerseits eine Beruhigungszeit zu einem Abklingen der Schwingung ausgelassen bzw. andererseits eine Unscharfe in einem bei der Röntgenuntersuchung erstellbaren Röntgenbild verhindert werden können.
Die Soll-Bewegungsführung umfasst dabei eine Steuerung eines zeitlichen Bewegungsverlaufs des Röntgenstrahlers und/oder Röntgenempfängers . Eine Auswahl der zumindest einen zum Er¬ mitteln der Soll-Bewegungsführung zugrunde liegenden Größe wird zweckmäßig so getroffen, dass die zumindest eine Größe einen Rückschluss auf die jeweils zu erwartende Resonanzfre¬ quenz erlaubt, wobei diese Auswahl von der jeweiligen Anwendung des Steuerungsverfahrens abhängt.
Durch die zumindest eine Größe in Form von zumindest einer jeweils durch eine Messung erfassbaren Messgröße kann die zu¬ mindest eine Größe jeweils besonders genau erfasst werden. Dabei ist es möglich, die zumindest Messgröße einmalig vor der Bewegungsführung und/oder zusätzlich auch wiederholt während der Bewegungsführung zu messen.
Durch die zumindest eine Größe in Form von zumindest einer aus einer Bewegungssteuerung des Röntgenstrahlers und/oder Röntgenempfängers erfassbaren Steuerungsgröße kann die zumin- dest eine Größe besonders aufwandsarm erfasst werden. Dabei ist es möglich, die zumindest eine Steuergröße aus einer be¬ reits vor der Bewegungsführung durchgeführten Bewegungssteuerung des durch das Antriebsmittel bewegbaren Röntgenstrahlers und/oder Röntgenempfängers unter Berücksichtigung einer Ausgangsposition für die Bewegungssteuerung zu ermitteln. Die Ausgangsposition entspricht z.B. einer gerätespezifischen Halteposition, in welche der Röntgenstrahler und/oder Röntgenempfänger regelmäßig, z.B. nach jeder Röntgenuntersuchung, zurückgefahren wird.
Die im Folgenden beschriebene Anwendung der Erfindung auf verschiedene Röntgenuntersuchungsgeräte mit schwingungsanfäl¬ lig gehalterten Röntgenstrahler und/oder Röntgenempfänger er- möglicht eine jeweils besonders effiziente Schwingungsvermei¬ dung.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Anwendung des Steuerungsverfahrens auf ein Röntgenuntersuchungssystem mit einem in einer horizontalen Ebene verschiebbaren, vertikal ausgerichteten Teleskopstativ mit einem auf unterschiedliche Ausfahrlängen vertikal ausfahrbaren Teleskopende als Haltepo¬ sition für den Röntgenstrahler und/oder Röntgenempfänger vorgesehen, wobei dem Ermitteln der Soll-Bewegungsführung einer horizontalen Verschiebeposition des Teleskopstativs die jeweilige Ausfahrlänge als Größe zugrunde liegt. Da das Tele¬ skopstativ den Röntgenstrahler und/oder Röntgenempfänger exponiert hält, stellt dies ein besonders schwingungsanfälliges mechanisches System dar, so dass das erfindungsgemäße Steue- rungsverfahren besonders wirksam anwendbar ist. Darüber hinaus gelingt die Anwendung des Steuerungsverfahrens auf ein solches Röntgenuntersuchungssystem aufgrund eines geometrisch einfachen Aufbaus dieses Röntgenuntersuchungssystems mit im Wesentlichen nur einer die jeweilige Resonanzfrequenz maßgeb- lieh bestimmenden Größe besonders einfach.
Um bei einem Teleskopstativ, an dessen Teleskopende der Röntgenstrahler und/oder Röntgenempfänger in seiner Ausrichtung auf unterschiedliche Verkippungswinkel verkippbar ist, die Resonanzfrequenz noch genauer bestimmen zu können, wird zusätzlich zu der Ausfahrlänge auch der jeweilige Verkippungs¬ winkel als weitere Größe bei dem Ermitteln der SoIl- Bewegungsführung berücksichtigt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Anwendung des Steuerungsverfahrens auf ein Röntgenuntersu- chungssystem mit einem Obertisch- oder Untertisch- Fluoroskopiegerät mit einem in unterschiedliche Verkippungs¬ winkel verkippbaren Patiententisch und mit je einem unterhalb bzw. oberhalb des Patiententisches angeordneten, jeweils längsverschiebbaren Halteposition für den Röntgenstrahler einerseits und den Röntgenempfänger andererseits vorgesehen, wobei dem Ermitteln der Soll-Bewegungsführung der Haltepositionen der jeweilige Verkippungswinkel als Größe zugrunde liegt .
Um bei einem Obertisch- oder Untertisch-Fluoroskopiegerät , dessen oberhalb des Patiententisches angeordnete Haltepositi¬ on auf unterschiedliche Abstände zu dem Patiententisch höhen¬ verschiebbar ist, die Resonanzfrequenz noch genauer bestimmen zu können, wird zusätzlich zu dem Verkippungswinkel auch der jeweilige Abstand als weitere Größe bei dem Ermitteln der Soll-Bewegungsführung berücksichtigt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Anwendung des Steuerungsverfahrens auf ein Röntgenuntersu- chungssystem mit einem C-Bogenstativ mit einem in unter- schiedliche Orbitalwinkel und/oder Angulationswinkel rotier¬ baren C-Bogenhaltearm zur Halterung des Röntgenstrahlers und des Röntgenempfängers vorgesehen, wobei dem Ermitteln der Soll-Bewegungsführung des C-Bogenhaltearms der jeweilige Or¬ bitalwinkel und/oder Angulationswinkel als Größen zugrunde liegt. Da der C-Bogenhaltearm besonders exponiert gehaltert ist und selbst eine länglich ausgedehnte Form aufweist, stellt er ein besonders schwingungsanfälliges mechanisches Gebilde dar, bei dem das erfindungsgemäße Steuerungsverfahren besonders wirkungsvoll anwendbar ist. Um bei dem Ermitteln der Soll-Bewegungsführung für eine Rotation des C-Bogenhalte- arms die Berücksichtigung von während der Bewegungsführung veränderlichen Größen zu vermeiden, reicht es typischer Weise aus, bei einer ausschließlichen Orbitalbewegung lediglich den Angulationswinkel und bei einer ausschließlichen Angulations- bewegung lediglich den Orbitalwinkel zu berücksichtigen.
Bei einem Röntgenuntersuchungssystem mit einem C-Bogenstativ, das in unterschiedliche Verschiebeweiten horizontal ver¬ schiebbar ist, ist es vorteilhaft vorgesehen, dass das Ermit¬ teln der Soll-Bewegungsführung auf ein horizontales Verschieben des C-Bogenstativ bezogen wird. Dies entspricht einer Bewegungsführung, bei welcher der Orbital- und der Angulations- winkel konstant bleiben, während sich lediglich die Verschie¬ beweite ändert, so dass die durch die beiden Winkel bestimmte Resonanzfrequenz während des Verschiebens nicht ändert.
Um bei einem Röntgenuntersuchungssystem mit einem C-Bogen- Stativ, das in unterschiedliche Verschiebeweiten horizontal verschiebbar ist, auch ein horizontales Verschieben des C- Bogenstativ ohne die Anregung einer Schwingung zu ermöglichen, wird die Soll-Bewegungsführung hinsichtlich des horizontalen Verschiebens des C-Bogenstativs mit dem Röntgen- strahier und dem Röntgenempfänger ermittelt, wobei der jeweilige Orbital- und der Angulationswinkel als die Resonanzfre¬ quenz maßgebliche Größen typischer Weise konstant bleiben.
Im Folgenden werden einige Methoden zur Röntgenuntersuchung beschrieben, auf die das erfindungsgemäße Steuerungsverfahren, insbesondere mit den zuvor genannten Röntgenuntersu- chungssystemen, vorteilhaft anwendbar ist.
Besonders einfach ist die Anwendung auf eine Röntgenuntersu- chung mit einem vorhergehenden automatischen Positionieren des Röntgenstrahlers und/oder Röntgenempfängers auf eine für die Röntgenuntersuchung vorgesehene, konstante Halteposition und mit einem Bewegungszustand in Form eines während der Röntgenuntersuchung andauernden Verbleibs in der vorgesehnen Halteposition; für diesen Bewegungszustand kann die Soll- Bewegungsführung zum Erreichen dieses Bewegungszustandes besonders aufwandsarm ermittelt werden.
Die Erfindung ist nicht nur für einen Bewegungszustand in Form des Verbleibs in der Halteposition anwendbar, sondern auch für Bewegungszustände in Form einer Bewegung der Halteposition anwendbar. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist z.B. eine Anwendung auf eine Röntgenuntersuchung gemäß einem Planigraphieverfahren mit einem gradlinigen Bewegungszustand mit einer konstanten Geschwindigkeit vorgesehen, wo¬ bei die Vermeidung von Unscharfe bei der Planigraphie für die Bildqualität besonders belangreich und die Anwendung der Er- findung somit besonders hinsichtlich einer Verbesserung der Bildqualität wirkungsvoll ist.
Die Anwendung des Steuerungsverfahrens auf eine Röntgenunter¬ suchung gemäß einem Angiographieverfahren mit einer Schritt- Verschiebung des Röntgenstrahlers und/oder Röntgenempfängers auf verschiedene, vorgesehene Haltepositionen und mit einem Bewegungszustand in Form eines jeweiligen, vorübergehenden Verbleibs in einer der Haltepositionen ermöglicht eine besonders schnelle Schrittverschiebung in die jeweilige Halteposi- tion ohne die Anregung der Schwingung des Röntgenstrahlers und/oder Röntgenempfängers .
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens auf eine Röntgenuntersuchung gemäß einem Rotationsangiographie- verfahren mit einem kreisförmigen Bewegungszustand mit einer konstanten Rotationsgeschwindigkeit ermöglicht eine in Hin¬ blick auf ein Erstellen eines scharfen und störungsfreien dreidimensionalen Röntgenbildes vorteilhafte schwingungsfreie Rotationsbewegung mit einer dennoch besonders hohen Rotati- onsgeschwindigkeit .
Es ist möglich, in einem eingefügten Verfahrensschritt zunächst anhand der jeweiligen zumindest einen Größe die Reso- nanzfrequenz zu bestimmen und anschließend in Abhängigkeit von dieser Resonanzfrequenz die Soll-Bewegungsführung zu ermitteln, die einer Schwingung des Röntgenstrahlers und/oder Röntgenempfängers mit der Resonanzfrequenz in dem vorgesehe- nen Bewegungszustand entgegenwirkt. Besonders einfach ge¬ schieht dies dadurch, dass die Zuordnung der Resonanzfrequenz zu der jeweiligen zumindest einen Größe basierend auf einer vorbetrieblichen Testreihe gespeichert und zu einem Bestimmen der jeweiligen Resonanzfrequenz im betriebsmäßigen Einsatz abgerufen wird. Zweckmäßig werden bei der Testreihe der Rönt¬ genstrahler und/oder Röntgenempfänger in unterschiedliche Haltepositionen bewegt, durch eine Stoß- oder Auslenkungsanregung zu der Schwingung angeregt und eine jeweilige Schwin¬ gungsfrequenz, die der jeweiligen Resonanzfrequenz ent- spricht, gemessen.
Zur schwingungsreduzierten Bewegungsführung sind im Zusammenhang mit industriellen Bearbeitungsmaschinen einige sowohl lineare als auch nicht-lineare Verfahren allgemein bekannt.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, das zunächst eine Versuchs-Bewegungsführung zum Erreichen des vorgesehenen Bewegungszustandes ohne eine Vermeidung der Schwingung und anschließend aus dieser Versuchs-Bewegungs- führung durch eine Anwendung eines die Schwingung verhindernden Filters in Abhängigkeit von der zumindest einen jeweili¬ gen Größe die Soll-Bewegungsführung ermittelt wird; dieses lineare Verfahren erlaubt eine einfache Anwendung der erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens .
Besonders einfach wird die Soll-Bewegungsführung unter Verwendung des als Input-Shaping-Verfahren bekannten, linearen Verfahrens ermittelt .
Besonders robust gegenüber äußeren Störeinflüssen wird die Soll-Bewegungsführung unter Verwendung eines nicht-linearen Ruckbegrenzungsverfahrens, insbesondere unter Berücksichti- gung eines aus der DE 102 00 680 B4 bekannten ruckäquivalenten Filters, ermittelt.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im folgenden anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert, ohne dass dadurch eine Beschränkung der Erfindung auf dieses Ausführungsbei¬ spiel erfolgt; es zeigen:
FIG 1 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens zur Bewegungsführung eines Röntgenstrahlers und/oder Röntgenempfängers unter Hinzunahme ei¬ nes Regelkreises;
FIG 2 ein erstes Röntgenuntersuchungssystem mit einem horizontal an einer Raumdecke verschiebbaren Teleskopsta¬ tiv mit einem auf unterschiedliche Ausfahrlängen vertikal ausfahrbaren Teleskopende als Halteposition für einen Röntgenstrahler;
FIG 3 ein zweites Röntgenuntersuchungssystem in Form eines Obertisch-Fluoroskopiegerätes mit einem in unter¬ schiedliche Verkippungswinkel verkippbaren Patienten- tisch sowie einem jeweils längsverschieblichen Röntgenstrahler und Röntgenempfänger;
FIG 4 ein drittes Röntgenuntersuchungssystem mit einem C-
Bogenstativ mit einem in unterschiedliche Orbitalwin- kel und Angulationswinkel rotierbaren C-Bogenhaltearm zur Halterung eines Röntgenstrahlers und eines Rönt¬ genempfängers .
Figur 1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens zur Bewegungsführung eines mithilfe ei¬ nes Antriebsmittels 10 hinsichtlich seiner Halteposition bewegbaren Röntgenstrahlers und/oder Röntgenempfängers eines Röntgenuntersuchungssystems, wobei zur Steuerung des An- triebsmittels 10 zusätzlich ein Regelkreis 7 vorgesehen ist; dieses Steuerungsverfahren versetzt den Röntgenstrahler und/oder Röntgenempfänger unter Vermeidung einer Schwingung mit einer von der jeweiligen Halteposition abhängigen Reso- nanzfrequenz 5 in einen tatsächlichen Bewegungszustand 14, der einem vorgesehenen Bewegungszustand 2 entspricht.
Das Ablaufdiagramm wird nachfolgend anhand von drei Schritten des Steuerungsverfahrens gemäß diesem Ausführungsbeispiel er- läutert:
In einem ersten Schritt wird zumindest eine von der jeweili¬ gen Halteposition des Röntgenstrahlers und/oder Röntgenemp- fängers abhängige, für die Resonanzfrequenz relevante Mess- große 1 erfasst.
In einem zweiten Schritt folgt das Ermitteln 3 einer Soll- Bewegungsführung 4 zum Erreichen des vorgesehenen Bewegungszustandes 2 mithilfe eines Input-Shaping-Verfahrens in Abhän- gigkeit von der durch die zumindest eine Messgröße 1 bestimm¬ ten Resonanzfrequenz 5, wobei eine mithilfe einer vorbetrieb¬ lichen Testreihe erstellten Zuordnungstabelle 6 der zumindest einen Messgröße 1 eine jeweilige Resonanzfrequenz 5 zugeord¬ net wird. Gemäß dem Input-Shaping-Verfahren wird zunächst ei- ne Versuchs-Bewegungsführung ermittelt, die noch nicht in Hinblick auf eine Vermeidung der Schwingung optimiert ist; diese Versuchs-Bewegungsführung wird anschließend mit einer Impulsfolge in mehrere Abschnitte zerlegt, so dass nach Ab¬ lauf der Bewegungsführung keine Schwingung im tatsächlichen Bewegungszustand 14 vorliegt.
In einem dritten Schritt wird die Bewegungsführung des Antriebsmittels 10 mithilfe eines Regelkreises 7 entsprechend der Soll-Bewegungsführung 4 gesteuert. Der Regelkreis 7 ent- hält
- eine Antriebsregelung 8, dem die Soll-Bewegungsführung 4 übermittelt wird und der einen Antriebsstrom 9 regelt, - ein Antriebsmittel 10, das den Röntgenstrahler und/oder Röntgenempfänger geregelt von dem Antriebsstrom 9 bewegt und eine Bewegungskraft 11 erzeugt, und
- eine den Röntgenstrahler und/oder Röntgenempfänger halten- de, von der Bewegungskraft 11 bewegte Stativmechanik 12 mit
Sensoren, die einerseits die zumindest eine Messgröße 1 und andererseits die Regelgrößen 13 des Regelkreises 7 erfassen, wobei die Regelgrößen 13 an die Antriebsregelung 8 zum Schließen des Regelkreises 7 übermittelt werden.
Um die Soll-Bewegungsführung 4 besonders exakt an die jewei¬ lige Resonanzfrequenz 5 anzupassen, wird dabei die, insbesondere die Resonanzfrequenz verschiebende, Dämpfungswirkung dieses Regelkreises 7 berücksichtigt.
Bei dem Ermitteln 3 der Soll-Bewegungsführung 4 können neben der zumindest einen Messgröße 1 ggf. weitere gerätespezifi¬ sche Größen, wie z.B. eine vorgegebene Maximalbeschleunigung und/oder Maximalgeschwindigkeit, berücksichtigt werden.
Darüber hinaus ist es möglich, die zumindest eine Messgröße 1 während der Bewegungsführung fortlaufend neu zu erfassen und die Soll-Bewegungsführung 4 dementsprechend anzupassen, so dass auf ein unvorhergesehenes Ereignis, z.B. ein Fehler in der Steuerung des Antriebsmittels 10, kurzfristig reagiert werden kann.
Das Steuerungsverfahren umfasst auch die Möglichkeit zur Be¬ rücksichtigung mehrerer Resonanzfrequenzen nach dem gleichen Grundprinzip.
Figur 2 zeigt ein erstes Röntgenuntersuchungssystem 15 mit einem an einer Raumdecke 16 mittels eines Schienensystems 17, 18 in zwei Raumrichtungen 19, 20 horizontal verschiebbaren Teleskopstativ 21, das ein auf unterschiedliche Ausfahrlängen 22 in einer dritten Raumrichtung 23 vertikal ausfahrbares Teleskopende 24 als Halteposition für einen um zwei Achsen 25, 26 dreh- bzw. kippbaren Röntgenstrahler 27 aufweist; ein Röntgenempfänger und weitere zu dem ersten Röntgenuntersu- chungssystem 15 gehörende Komponenten, wie z.B. ein Patiententisch, sind nicht dargestellt.
Ein erstes Schienenpaar 17 des Schienensystems ist an der
Raumdecke 16 befestigt; ein zweites Schienenpaar 18 senkrecht zum ersten Schienenpaar 17 ist an diesem befestigt und in einer ersten Raumrichtung 19 relativ zu dem ersten Schienenpaar 17 verschiebbar; ein Sockel 28 des Teleskopstativs 21 ist an dem zweiten Schienpaar 18 befestigt und in einer zweiten
Raumrichtung 20 senkrecht zur ersten Raumrichtung 19 relativ zu dem zweiten Schienenpaar 18 verschiebbar. Die Halteposition des Röntgenstrahlers 27 wird einerseits durch ein Ver¬ schieben des Teleskopstativs 21 und andererseits durch ein Ausfahren des Teleskopendes 24 in allen drei Raumrichtungen
18, 19, 23 verändert, wobei nur die jeweilige Ausfahrlänge 22 die Resonanzfrequenz maßgeblich bestimmt.
Durch ein Drehen des Röntgenstrahlers 27 um eine vertikale Achse 26 um einen Drehwinkel 29 und ein Verkippen des Rönt¬ genstrahlers 27 um eine horizontale Achse 25 um einen Verkip- pungswinkel 30 ist es möglich, eine von dem Röntgenstrahler 27 ausstrahlbares Röntgenstrahlungsbündel in seiner Strah¬ lungsrichtung einzustellen, wobei über die jeweilige Ausfahr- länge 22 hinaus nur der Verkippungswinkel 30 als Maß für das jeweilige Verkippen des Röntgenstrahlers 27 die Resonanzfre¬ quenz mitbestimmt.
Bei einer Anwendung des erfindungsgemäßen Steuerungsverfah- rens auf dieses erste Röntgenuntersuchungssystem 15 wird die Ausfahrlänge 22 als Messgröße, z.B. mithilfe eines in dem Te¬ leskopstativ 21 integrierten Seilzugpotentiometers, und ggf. auch der Verkippungswinkel 30 als weitere Messgröße erfasst, eine Soll-Bewegungsführung in Abhängigkeit von der zumindest einen Messgröße ermittelt, und jeweils ein Antriebsmittel zur Bewegung des Röntgenstrahlers 27 in die drei Raumrichtungen
19, 20, 22 entsprechend der Soll-Bewegungsführung gesteuert. Es ist möglich, die Ausfahrlänge 22 auch manuell zu variie- ren, so dass nur das Verschieben des Röntgenstrahlers 27 in den horizontalen Raumrichtungen 19, 20 gesteuert wird und somit bei dem Ermitteln der Soll-Bewegungsführung eine ansonsten notwendige Berücksichtigung einer Änderung der durch die Ausfahrlänge 22 maßgeblich bestimmten Resonanzfrequenz entfällt. Darüber hinaus ist es möglich, auch das Drehen des Röntgenstrahlers 27 um die vertikale Achse 26 und das Verkip¬ pen des Röntgenstrahlers 27 um die horizontale Achse 25 zu steuern .
Um mit dem ersten Röntgenuntersuchungssystem 15 ein konventionelles, zweidimensional projiziertes Röntgenbild zu erstel¬ len, wird entsprechend der mithilfe des Steuerungsverfahrens ermittelten Soll-Bewegungsführung der Röntgenstrahler (27) auf die für die Röntgenuntersuchung vorgesehene Halteposition positioniert, in welche der Röntgenstrahler 27 während der Röntgenuntersuchung verbleibt. Dabei entfällt eine ansonsten notwendige Abklingzeit für die Schwingung des Röntgenstrah¬ lers zwischen dem Positionieren des Röntgenstrahlers (27) auf diese Halteposition und dem Erstellen des Röntgenbildes.
Darüber hinaus ist es mithilfe eines Röntgenuntersuchungssys- tems mit dem Röntgenstrahler 27 und einem zusätzlichen Rönt- genempfänger, die jeweils an einem unabhängig voneinander ho- rizontal verschiebbaren Teleskopstativ gemäß der Figur 1 angeordnet sind, möglich, eine an sich bekannte Planigraphie eines zwischen dem Röntgenstrahler 27 und dem Röntgenempfänger, z.B. auf einem Patiententisch, gelagerten Patienten durchzuführen. Bei der Planigraphie bewegen sich der Röntgen- strahier 27 und der Röntgenempfänger auf jeweils verschiedenen Bewegungsebenen gegenläufig derart zueinander, dass nur eine parallel zu den Bewegungsebenen ausgerichtete und zwi¬ schen diesen angeordnete Schichtebene des Patienten auf einem Röntgenbild scharf abgebildet wird, wobei eine gleichförmige und nicht von der Schwingung überlagerte Bewegung maßgeblich für die Bildqualität ist. Vor dem Erstellen des Röntgenbildes werden der Röntgenstrahler 27 und der Röntgenempfänger entsprechend der durch das Steuerungsverfahren ermittelten Soll- Bewegungsführung in einen Bewegungszustand gebracht, so dass sich der Röntgenstrahler 27 auf einer Seite des Patienten und der Röntgenempfänger auf einer gegenüberliegenden Seite des Patienten in einer jeweils entgegen gesetzten Richtung mit konstanter Geschwindigkeit an dem Patienten entlang bewegen, wobei auch hier die Abklingzeit vor dem Erstellen des Rönt¬ genbildes entfällt. Während des Erstellens des Röntgenbildes wird das Röntgenstrahlungsbündel zweckmäßig derart mitge¬ schwenkt, dass es vorlaufend auf den Röntgenempfänger trifft; dies erfolgt durch das entsprechende Drehen oder Verkippen des Röntgenstrahlers oder ein entsprechendes Einblenden des Röntgenstrahlungsbündels .
Figur 3 zeigt ein zweites Röntgenuntersuchungssystem in Form eines Obertisch-Fluoroskopiegerätes 31, das einen in unter¬ schiedliche Verkippungswinkel 32 verkippbaren Patiententisch
33 mit einem in diesem integrierten, in einer ersten Richtung
34 längsverschieblichen Röntgenempfänger 35 in einer unteren Halteposition und einen durch ein ausfahrbares Stativ 36 ge- halterten, in unterschiedlichen Abständen 37 zu dem Patiententisch 33 höhenverschiebbaren und in einer zweiten Richtung 38 parallel zur ersten Richtung 34 längsverschiebbaren, um einen Winkel 40 schwenkbaren Röntgenstrahler 27 in einer oberen Halteposition aufweist.
Der Patiententisch wird von einem Bodensockel 41 gehalten und von diesem über einen elektrischen Antrieb 42 unter Veränderung des Verkippungswinkels 32, der die jeweilige Resonanz¬ frequenz maßgeblich bestimmt, verkippt. Zur Längsverschiebung des Röntgendetektors 35 und des Röntgenstrahlers 27 entlang einer Längsachse des Patiententisches 55 und zur Höhenver¬ schiebung des Röntgenstrahlers 27 ist jeweils ein weiteres Antriebsmittel vorgesehen, wobei über den jeweiligen Verkippungswinkel 32 hinaus nur der Abstand 37 die jeweilige Reso- nanzfrequenz mitbestimmt.
Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens auf das Obertisch-Fluoroskopiegerät 31 wird der Verkippungs- winkel 32 als Messgröße, z.B. mithilfe eines in den Bodenso¬ ckel 41 integrierten Sensors, und ggf. auch der Abstand 37 als weitere Messgröße erfasst, eine Soll-Bewegungsführung des Röntgenstrahlers 27 und des Röntgenempfängers 35 in Abhängig- keit von der zumindest einen Messgröße ermittelt, und die An¬ triebsmittel zum Bewegen des Röntgenstrahlers in Richtung 34 bzw. zum Bewegen des Röntgenempfängers 35 in Richtung 34 ent¬ sprechend der Soll-Bewegungsführung gesteuert. Da der Verkip- pungswinkel 32 und der Abstand 37 während der Bewegungsfüh- rung typischer Weise konstant bleiben, entfällt eine Berücksichtigung einer Änderung dieser Messgrößen bei dem Ermitteln der Soll-Bewegungsführung.
Wie mit dem Röntgenuntersuchungsgerät mit Teleskopstativ kann auch mit dem Obertisch-Fluoroskopiegerät 31 die Röntgenunter¬ suchung mit dem dieser vorhergehenden automatischen Positionieren auf die vorgesehene Halteposition und die Rönt¬ genuntersuchung gemäß dem Planigraphieverfahren in analoger Weise durchgeführt werden. Darüber hinaus ist es mit dem O- bertisch-Fluoroskopiegerät 31 möglich, ein Angiographiever- fahren mit einer Schrittverschiebung des Röntgenstrahlers und des Röntgenempfängers auf verschiedene, vorgesehene Haltepo¬ sitionen durchzuführen. Ein solches Angiographieverfahren wird zweckmäßig zur Untersuchung der unteren Extremitäten des Patienten verwendet, wobei typischer Weise die Schrittverschiebung in einem ersten Durchgang zunächst entgegen einer Blutflussrichtung in den zu untersuchenden Gefäßen in den unteren Extremitäten und nach einer Injektion eines Kontrastmittels in einem zweiten Durchgang mit der Blutflussrichtung erfolgt. Bei den beiden Durchgängen werden der Röntgenstrahler 27 und der Röntgenempfänger 35 zum Erstellen deckungsgleicher Röntgenbilder durch paralleles Verschieben in Richtung 38 bzw. 34 möglichst genau auf die vorhergehenden Halte¬ positionen positioniert, so dass ein Differenzbild aus einem ersten Röntgenbild des ersten Durchgangs und einem mit dem ersten Röntgenbild deckungsgleichen zweiten Röntgenbild des zweiten Durchgangs die Gefäße zeigt; dieses auf eine Diffe¬ renzbildung basierende Verfahren wird auch als Digitale Sub- traktionsangiographie bezeichnet. Da sich die Geschwindigkeit der Schrittverschiebung im zweiten Durchgang nach der Fließgeschwindigkeit des Kontrastmittels in den Gefäßen richtet, müssen Haltepositionen jeweils besonders schnell erreicht werden, so dass die Gefahr der Anregung der Schwingung, insbesondere des exponiert gehalterten Röntgenstrahlers 27, be¬ sonders groß ist.
Bei einem Untertisch-Fluoroskopiegerät sind die Haltepositio- nen des Röntgenstrahlers 27 und des Röntgenempfängers 35 ge¬ genüber dem Obertisch-Fluoroskopiegerät 31 vertauscht.
Figur 4 zeigt ein drittes Röntgenuntersuchungssystem 43 mit einem an einer Raumdecke 16 mittels eines Schienenpaares 44 in einer Raumrichtung 45 horizontal in unterschiedliche Ver¬ schiebeweiten 46 verschiebbaren C-Bogenstativ 47, das einen um eine zweite Achse 48 in unterschiedliche Orbitalwinkel 49 und um eine dritte Achse 50 in unterschiedliche Angulations- winkel 51 rotierbaren C-Bogenhaltearm 52 zur Halterung des Röntgenstrahlers 27 und des Röntgenempfängers 35 aufweist, sowie mit einem Patiententisch 55.
Eine Verbindung zwischen dem deckenmontierten Schienenpaar 44 einerseits und dem C-Bogenstativ andererseits wird mit einem in dem Schienpaar verschiebbaren Sockel 56 hergestellt, der es ermöglicht, das C-Bogenstativ um eine vertikale Raumachse 57 um einen Schwenkwinkel 58 zu schwenken. Das C-Bogenstativ ist über einen Orbitalhub 57 mit dem übrigen Teil des C- Bogenstativs 47 verbunden, wobei der Orbitalhub die Rotation des C-Bogenhaltearms um die zweite Raumachse 48 und die drit¬ te Raumachse 50 ermöglicht.
Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens auf dieses dritte Röntgenuntersuchungssystem 43 werden zu- nächst der Orbitalwinkel 49 und/oder der Angulationswinkel 51 als die die Resonanzfrequenz maßgeblich bestimmenden Messgrößen, z.B. mittels entsprechender in den Orbitalhub 57 integrierter Sensoren, bestimmt. Bei dem anschließenden Ermitteln der Soll-Bewegungsführung und dem Steuern der Bewegung des C- Bogenhaltearms 52 sind drei Klassen von Untersuchungsmethoden zu unterscheiden:
- Der C-Bogenhaltearm 52 wird in der Bewegungsführung um die zweite Raumachse 48 und/oder die dritte Raumachse 50 rotiert, wie bei einer nachfolgend beschriebenen Rotationsangio- graphie .
- Der C-Bogenhaltearm 52 wird in der Bewegungsführung in die horizontale Raumrichtung 45 entlang einer Längsachse des Pa- tiententisches 55 verschoben, analog zu der in Bezug auf Fi¬ gur 3 beschriebenen Angiographie mit Schrittverschiebung.
- Die Bewegungsführung des C-Bogenhaltearms 52 entspricht ei¬ ner Kombination der beiden zuvor genannten Bewegungsformen, wie es bei einem in Bezug auf Figur 2 beschriebenen automati- sehen Positionieren des Röntgenstrahlers auf eine vorgesehene Halteposition zweckmäßig ist.
Während einer Rotationsangiographie befinden sich der Rönt¬ genstrahler und der Röntgenempfänger in einem kreisförmigen Bewegungszustand mit konstanter Winkelgeschwindigkeit, wobei entweder der Orbitalwinkel 49 oder der Angulationswinkel 51 variiert wird und der jeweils andere, dementsprechend kon¬ stante Winkel besonders leicht bei der Bestimmung der Reso¬ nanzfrequenz bzw. bei dem Ermitteln der Soll-Bewegungsführung berücksichtigt werden kann. Die Anwendung des erfindungsgemä¬ ßen Steuerungsverfahrens auf diese Röntgenuntersuchung ermög¬ licht eine in Hinblick auf ein Erstellen eines scharfen und störungsfreien dreidimensionalen Röntgenbildes besonders vorteilhafte schwingungsfreie Rotationsbewegung mit einer den- noch besonders hohen Rotationsgeschwindigkeit. Üblicherweise werden bei der Rotationsangiographie - wie bei der Angi¬ ographie mit der Schrittverschiebung - ein erster Durchgang ohne und ein zweiter Durchgang mit Kontrastmittel durchge¬ führt und mittels Digitaler Subtraktionsangiographie ein Dif- ferenzbild mit einer Abbildung nur der Gefäße erzeugt. Die Schwingung des Röntgenstrahlers und/oder Röntgenempfängers würde dazu führen, dass die jeweilige tatsächliche Bewegungs- führung in den beiden Durchgängen voneinander abweichen und somit bei der Differenzbildung Bildstörungen erzeugt werden.
Bei allen zuvor genannten Röntgenuntersuchungssystemen 15, 31 und 43 ist es zweckmäßig vorgesehen, eine unterschiedliche
Ausstattung, welche die jeweils bewegten Systemkomponenten in ihrer Gewichtsverteilung verändert, bei dem Ermitteln der Soll-Bewegungsführung zu berücksichtigen.
Die Erfindung lässt sich grundsätzlich wie folgt zusammenfas¬ sen: Um auf einfache Weise mit einem hinsichtlich seiner Halteposition durch ein Antriebsmittel bewegbaren Röntgenstrahlers und/oder Röntgenempfängers eines Röntgenuntersuchungs- systems trotz eines zu einer Schwingung mit einer von der je- weiligen Halteposition abhängigen Resonanzfrequenz anregbaren Systemaufbaus eine Röntgenuntersuchung schnell durchführen und dabei ein scharfes Röntgenbild erstellen zu können, ist es nach dem erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren vorgesehen, zumindest eine von der jeweiligen Halteposition abhängige, für die Resonanzfrequenz relevante Größe zu erfassen, eine einer Anregung der Schwingung entgegenwirkende Soll- Bewegungsführung zum Erreichen eines für die Röntgenuntersuchung vorgesehenen Bewegungszustandes des Röntgenstrahlers und/oder Röntgenempfängers in Abhängigkeit von der zumindest einen jeweiligen Größe zu ermitteln und die Bewegungsführung des Röntgenstrahlers und/oder Röntgenempfängers durch das An¬ triebsmittels entsprechend der Soll-Bewegungsführung zu steu¬ ern .

Claims

Patentansprüche
1. Steuerungsverfahren zur Bewegungsführung eines mithilfe eines Antriebsmittels (10) hinsichtlich seiner Halteposition bewegbaren, dabei zu einer Schwingung mit einer von der jeweiligen Halteposition abhängigen Resonanzfrequenz (5) anregbaren Röntgenstrahlers (27) und/oder Röntgenempfängers (35) eines Röntgenuntersuchungssystems (15 bzw. 31 bzw. 43) umfas¬ send folgende Schritte: - Erfassen von zumindest einer von der jeweiligen Halteposition abhängigen, für die Resonanzfrequenz (5) relevante Größe;
- Ermitteln (3) einer Soll-Bewegungsführung (4) zum Erreichen eines für eine Röntgenuntersuchung in der Halteposition vor- gesehenen Bewegungszustandes (2) des Röntgenstrahlers (27) und/oder Röntgenempfängers (35) in Abhängigkeit von der zu¬ mindest einen jeweiligen Größe, derart dass die Schwingung des Röntgenstrahlers (27) und/oder Röntgenempfängers (35) mit der Resonanzfrequenz (5) im dem vorgesehenen Bewegungszustand (2) vermieden wird;
- Steuern der Bewegungsführung des Röntgenstrahlers (27) und/oder Röntgenempfängers (35) durch das Antriebsmittels
(10) entsprechend der Soll-Bewegungsführung (4).
2. Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Größe in Form von zumindest einer durch eine Messung erfassbaren Messgröße (1) vorgesehen ist.
3. Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Größe in Form von zumindest einer aus einer Bewegungs¬ steuerung des Röntgenstrahlers (27) und/oder Röntgenempfängers (35) erfassbaren Steuerungsgröße vorgesehen ist.
4. Steuerungsverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1-3 in Anwendung auf ein Röntgenuntersuchungssystem (15) mit einem in einer horizontalen Ebene verschiebbaren, vertikal ausgerichteten Teleskopstativ (21) mit einem auf unterschiedliche Ausfahrlängen vertikal ausfahrbaren Teleskopende als HaI- teposition für den Röntgenstrahler (27) und/oder Röntgenemp- fänger (35) , wobei dem Ermitteln (3) der Soll- Bewegungsführung (4) einer horizontalen Verschiebeposition des Teleskopstativs (21) die jeweilige Ausfahrlänge (22) als Größe zugrunde liegt .
5. Steuerungsverfahren nach Anspruch 4, wobei der Röntgenstrahler (27) und/oder Röntgenempfänger (35) an dem Teleskopende in seiner Ausrichtung auf unterschiedliche Verkippungs- winkel (30) verkippbar ist und dem Ermitteln (3) der Soll- Bewegungsführung (4) der jeweilige Verkippungswinkel (30) als weitere Größe zugrunde liegt .
6. Steuerungsverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1-3 in Anwendung auf ein Röntgenuntersuchungssystem mit einem O- bertisch- oder Untertisch-Fluoroskopiegerät (31) mit einem in unterschiedliche Verkippungswinkel (32) verkippbaren Patien¬ tentisch (33) und mit je einer unterhalb bzw. oberhalb des Patiententisches (33) angeordneten, jeweils längsverschiebba- ren Halteposition für den Röntgenstrahler (27) einerseits und den Röntgenempfänger (35) andererseits, wobei dem Ermitteln (3) der Soll-Bewegungsführung (4) der Haltepositionen der jeweilige Verkippungswinkel (32) als Größe zugrunde liegt.
7. Steuerungsverfahren nach Anspruch 6, wobei die oberhalb des Patiententisches (33) angeordnete Halteposition in unter¬ schiedliche Abstände (37) zu dem Patiententisch (33) höhenverschiebbar ist und dem Ermitteln (3) der Soll-Bewegungsführung (4) der jeweilige Abstand (37) zu dem Patiententisch (33) als weitere Größe zugrunde liegt.
8. Steuerungsverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1-3 in Anwendung auf ein Röntgenuntersuchungssystem (43) mit einem C-Bogenstativ (47) mit einem in unterschiedliche Orbital- winkel (49) und/oder Angulationswinkel (51) rotierbaren C- Bogenhaltearm (52) zur Halterung des Röntgenstrahlers (27) und des Röntgenempfängers (35) , wobei dem Ermitteln (3) der Soll-Bewegungsführung (4) des C-Bogenhaltearms (52) der je- weilige Orbitalwinkel (49) und/oder Angulationswinkel (51) als Größen zugrunde liegt.
9. Steuerungsverfahren nach Anspruch 8, wobei das C-Bogen- Stativ (47) in unterschiedliche Verschiebeweiten (46) horizontal verschiebbar ist und die Soll-Bewegungsführung (4) hinsichtlich eines horizontalen Verschiebens des C-Bogen- stativs (47) ermittelt wird.
10. Steuerungsverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1- 9 in Anwendung auf eine Röntgenuntersuchung mit einem diesem vorhergehenden automatischen Positionieren des Röntgenstrahlers (27) und/oder Röntgenempfängers (35) auf eine für die Röntgenuntersuchung vorgesehene Halteposition und mit einem Bewegungszustand (2) in Form eines während der Röntgenunter¬ suchung andauernden Verbleibs in der vorgesehenen Halteposition .
11. Steuerverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 4-7 in Anwendung auf eine Röntgenuntersuchung gemäß einem Planigra- phieverfahren mit einem gradlinigen Bewegungszustand (2) mit einer konstanten Geschwindigkeit.
12. Steuerverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 6-9 in Anwendung auf eine Röntgenuntersuchung gemäß einem Angi- ographieverfahren mit einer Schrittverschiebung des Röntgenstrahlers (27) und/oder Röntgenempfängers (35) auf verschie¬ dene, vorgesehene Haltepositionen und mit einem Bewegungszu¬ stand (2) in Form eines jeweiligen, vorübergehenden Verbleibs in eine der Haltepositionen.
13. Steuerverfahren nach Anspruch 8 und/oder 9 in Anwendung auf eine Röntgenuntersuchung gemäß einem Rotationsangi- ographieverfahren mit einem kreisförmigen Bewegungszustand (2) mit einer konstanten Rotationsgeschwindigkeit.
14. Steuerverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1-13, wobei eine Zuordnung der Resonanzfrequenz (5) zu der jeweili- gen zumindest einen Größe basierend auf einer vorbetriebli¬ chen Testreihe gespeichert und zum Bestimmen der jeweiligen Resonanzfrequenz (5) im betriebsmäßigen Einsatz abgerufen wird.
15. Steuerverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1-14, wobei dem Ermitteln (3) der Soll-Bewegungsführung (4) ein zur Steuerung des Antriebsmittels (10) vorgesehener Regelkreis
(7) nachgeschaltet ist und dessen, insbesondere die Resonanz- frequenz (5) verschiebende, Dämpfungswirkung bei dem Ermit¬ teln (3) berücksichtigt wird.
16. Steuerverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1-15, wobei zunächst eine Versuchs-Bewegungsführung zum Erreichen des vorgesehenen Bewegungszustandes (2) ohne eine Vermeidung der Schwingung und anschließend aus dieser Versuchs- Bewegungsführung durch eine Anwendung eines die Schwingung verhindernden Filters in Abhängigkeit von der zumindest einen jeweiligen Größe die Soll-Bewegungsführung (4) ermittelt wird.
17. Steuerverfahren nach Anspruch 16, wobei die Soll-Bewegungsführung (4) unter Verwendung eines Input-Shaping- Verfahrens ermittelt wird.
18. Steuerverfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1-15, wobei die Soll-Bewegungsführung (4) unter Verwendung eines Ruckbegrenzungsverfahrens, insbesondere unter Berücksichti¬ gung eines aus der DE 102 00 680 B4 bekannten ruckäquivalen- ten Filters, ermittelt wird.
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