DE10118745C2 - Röntgeneinrichtung mit transportablem Strahlungsempfänger und mobiler zentraler Steuerungseinrichtung - Google Patents

Abstract

Röntgeneinrichtung, umfassend eine Strahlungsquelle und einen Strahlungsempfänger in Form eines Festkörperdetektors und eine zentrale Steuerungseinrichtung, wobei der transportable Strahlungsempfänger (5) über eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit der Steuerungseinrichtung (2) zur Signalübertragung kommuniziert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgeneinrichtung, umfassend ei­ ne Strahlungsquelle und einen Strahlungsempfänger in Form ei­ nes Festkörperdetektors und eine zentrale Steuerungseinrich­ tung.

Derartige Röntgeneinrichtungen sind hinreichend bekannt und dienen insbesondere zur Durchführung medizinischer Untersu­ chungen. Seit einigen Jahren sind neuartige Festkörperdetek­ toren für die Röntgenbildgebung bekannt. Diese Detektoren ba­ sieren auf aktiven Auslesematrizen, z. B. aus amorphem Silizi­ um (a-Si). Die Bildinformation wird in einem Röntgenkonver­ ter, z. B. Cäsiumjodid (CsI) gewandelt, in den Fotodioden der Auslesematrix als elektrische Ladung gespeichert und an­ schließend über ein aktives Schaltelement mit einer dedizier­ ten Elektronik ausgelesen und analog-digital gewandelt. Der­ artige Festkörperdetektoren werden als Flachbilddetektoren z. B. in der Projektionsradiografie, der Mammografie und der Angiographie/Kardiologie verwendet.

Für kritische röntgendiagnostische Anwendungen wie z. B. die röntgendiagnostische Untersuchung bettlägriger Patienten, z. B. mittels Lungenaufnahmen etc. oder im Bereich der Trauma­ diagnostik werden heute jedoch Film-Folien-Systeme und Spei­ cherfolien-Systeme eingesetzt. Dies ist vor allem durch die einfache Handhabbarkeit der Kassetten bedingt. Die Kassetten werden in entsprechende Rasterladen, die unterhalb des Pati­ ententisches angeordnet sind, eingesetzt. Ein Festkörperde­ tektor dagegen benötigt verschiedene Kabelanbindungen (Daten­ transfer, Kommunikation, Spannungsversorgung) und eignet sich daher zunächst wenig für diese Anwendungen.

Die DE 195 16 451 C2 betrifft eine Diagnostikeinrichtung für den Dentalbereich, die eine mobile Signalaufnahmeeinrichtung umfasst, welche eine Rechen- und Speichereinheit sowie eine Kommunikationseinrichtung enthält, die mit in mehreren Diag­ noseräumen angeordneten stationären Auswerteeinrichtungen mit bidirektionalen Kommunikationseinrichtungen zur drahtlosen Signalübertragung zusammenwirkt.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, eine Röntgeneinrichtung mit einem Festkörperdetek­ tor auch für derartige kritische Anwendungssituationen ver­ wenden zu können.

Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Röntgeneinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein transportabler Strahlungsempfänger über eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit einer mobilen Steuerungseinrich­ tung zur Signalübertragung kommuniziert.

Die Erfindung sieht also zum einen einen transportablen, kleinformatigen und tragbaren Strahlungsempfänger vor, der losgelöst von den übrigen Einrichtungskomponenten (z. B. einem C-Bogen, an dem für gewöhnlich die Strahlungsquelle und der Strahlungsempfänger angeordnet sind) positionieren zu können. Dieser Strahlungsempfänger kann also z. B. problemlos an Posi­ tionen oder in Stellungen angeordnet oder gebracht werden, die nicht eingenommen werden könnten, wenn es sich insoweit um ein bekanntes starres System handeln würden.

Darüber hinaus sieht die Erfindung vorteilhaft vor, dass der Strahlungsempfänger mit der Steuerungseinrichtung drahtlos kommuniziert, das heißt, die Signalübertragung der mit dem Strahlungsempfänger aufgenommenen Bildsignale an die Steue­ rungseinrichtung, die diese empfängt und in der gewünschten Art und Weise verarbeitet erfolgt nicht mehr wie im Stand der Technik kabelgebunden, sondern drahtlos. Es entfallen damit sämtliche aufwendigen und in der Regel im Weg liegenden und die beliebige Positionierung verhinderten Kabelverbindungen zwischen dem Strahlungsempfänger und der Steuerungseinrich­ tung. Der Strahlungsempfänger kann folglich ohne Einschrän­ kung der Freiheitsgrade im Raum bewegt werden, kritische Auf­ nahmesituationen können folglich leicht abgedeckt werden. Durch den Wegfall der Kabel kann der Anwender störungsfreier positionieren und arbeiten. Hieraus ergibt sich der wesentli­ che Vorteil, dass dieselbe digitale Bilderzeugungstechnologie verwendet werden kann wie für diejenigen Applikationen, in denen die Kabel keine Probleme darstellen. Es ist also nicht mehr erforderlich, für diese speziellen Applikationen die speziellen Film-Folien-Systeme oder die Speicher-Folien- Systeme sowie die zugehörigen Peripheriegeräte vorzuhalten. Dies ist insbesondere für klinische Einsätze von Vorteil, da mit einem System quasi jede beliebige Aufnahmesituation bear­ beitet werden kann.

Vorteilhaft sind am Strahlungsempfänger und an der Steue­ rungseinrichtung jeweils Sende- und Empfangsmittel für eine bidirektionale Kommunikation vorgesehen. Über die Steuerungs­ einrichtung werden an die im Strahlungsempfänger integrierte Elektronik entsprechende Steuersignale zur Eingabe/Einnahme des Betriebszustands, zur Durchführung eines Resets, zur Syn­ chronisierung mit der Strahlungsquelle etc. gegeben, wobei der Strahlungsempfänger seinerseits wiederum entsprechende Rückmeldungen geben kann. Nach erfolgter Aufnahme werden die ausgelesenen und gewandelten Bildsignale vom Strahlungsemp­ fänger an die Steuerungseinrichtung übertragen.

Nach einer ersten Erfindungsalternative ist vorgesehen, dass die drahtlose Kommunikation eine Funkverbindung ist, wobei die Sende- und Empfangsmittel zweckmäßigerweise zum Übertra­ gen der Signale in Form von Bluetooth-Signal oder DECT- Signalen ausgebildet sind. Denkbar ist dabei aber jede Mobil­ funktechnik, die die vollständige und schnelle Übertragung der relevanten Signale zwischen den Sende- und Empfangsmit­ teln ermöglicht.

Alternativ hierzu können die Sende- und Empfangsmittel auch zur optischen Signalübertragung ausgebildet sein. Dies kann z. B. mittels Infrarot-Sende- und Empfangsmitteln erfolgen. Auch hier ist jedes optische Übertragungsmittel einsetzbar, das eine sichere und schnelle Signal- und damit Datenübertra­ gung ermöglicht.

Wenngleich die Möglichkeit besteht, als einzige Kabelverbin­ dung ein Netzsteckerkabel oder eine entsprechende Anschlussmöglichkeit für ein Netzsteckerkabel am Strahlungsempfänger vorzusehen, so hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn am Strahlungsempfänger eine integrierte Leistungsversor­ gung vorgesehen ist, dieser also mithin von einem kabelgebun­ denen Versorgungsnetz unabhängig ist. Dies lässt die völlige Einsatz- und Positionierungsfreiheit des Strahlungsempfängers zu. Die integrierte Leistungsversorgung kann dabei eine oder mehrere Batterien umfassen, alternativ und aus Kostenge­ sichtspunkten her zweckmäßig können auch Akkumulatoren vorge­ sehen sein.

Im Falle der Verwendung von Akkumulatoren ist es zweckmäßig, wenn an der mobilen zentralen Steuerungseinrichtung eine La­ destation vorgesehen ist, an die der Strahlungsempfänger im Bedarfsfall zum Laden der Akkumulatoren anschließbar ist. Diese Ladestation ist zweckmäßigerweise unmittelbar an der Röntgeneinrichtung, z. B. der zentralen Steuereinrichtung vor­ gesehen. Sind die Akkumulatoren leer, was über geeignete An­ zeigemittel am Strahlenempfänger (z. B. Leuchtdioden oder Ton­ erzeuger etc.) oder entsprechende Anzeigemittel an der Steue­ rungseinrichtung wiedergegeben werden kann, so wird der Strahlungsempfänger einfach in die Ladestation gesetzt, wo die Akkumulatoren automatisch aufgeladen werden.

Alternativ oder zusätzlich können am Strahlungsempfänger Mit­ tel zur induktiven oder kapazitiven Einspeisung der Versor­ gungsspannung vorgesehen sein. Diese Mittel erzeugen eine Versorgungsspannung, wenn z. B. ein externes Magnetfeld an­ liegt, das über geeignete Erzeugungsmittel erzeugt werden kann.

Weiterhin kann gegebenenfalls zusätzlich zu einer integrier­ ten Leistungsversorgung und/oder den Mitteln zu kapazitiven oder induktiven Einspeisung ein Mittel zum Anschluss des Strahlungsempfängers an ein Versorgungsnetz vorgesehen sein, wobei in diesem Fall zweckmäßigerweise lediglich eine An­ schlussbuchse am Strahlungsempfänger vorgesehen ist, so dass der Netzanschluss bei Bedarf gezogen werden kann. Dies hat den Vorteil, dass der Strahlungsempfänger bei einer Anwen­ dung, wo ein Netzkabel nicht stört, problemlos über das Ver­ sorgungsnetz betrieben werden kann. Dies ist auch bei einer Anwendung des Strahlungsempfängers bei liegendem Patienten möglich, da normalerweise an Patientenlagerungstischen geeig­ nete Steckdosen vorgesehen sind.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der eine integrierte Leistungsversorgung oder Mittel zum induktiven oder kapaziti­ ven Einspeisen aufweisende Strahlungsempfänger in eine Lade eines Buckytischs, also eines Patientenlagerungstisches mit einer sogenannten Buckylade, einsetzbar und beim Einsetzen mit einer externen Leistungsversorgung lösbar verbindbar ist. Diese zweckmäßige Erfindungsausgestaltung lässt es zu, be­ kannte Buckytische, die sich im Einsatz als praktikabel z. B. für Bettlungenaufnahmen erwiesen haben, zu verwenden, wobei hier der Strahlungsempfänger einfach in die Lade eingesetzt und unter den Patienten geschoben wird. Wird hierbei nun gleichzeitig eine Verbindung zu einer externen Leistungsver­ sorgung geschlossen so ist es möglich, den Strahlungsempfän­ ger bei diesem Einsatz über die externe Leistungsversorgung zu betreiben. Wird der Strahlungsempfänger der Lade entnom­ men, so ist es zweckmäßig wenn er mit der Entnahme automa­ tisch auf einen Betrieb umschaltet, in dem er z. B. über die integrierte Leistungsversorgung versorgt wird. In der Lade des Tischs kann weiterhin eine Ladestation zum Aufladen von Akkumulatoren des eingesetzten Strahlungsempfängers vorgese­ hen sein, wobei diese Akkumulatoren alternativ aber auch di­ rekt über die externe Leistungsversorgung aufladbar sind. In jedem Fall sind zur Ankopplung des Strahlungsempfängers an die Ladestation oder die externe Leistungsversorgung entspre­ chende Anschlussmittel am Strahlungsempfänger vorgesehen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungs­ beispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Röntgen­ einrichtung in einer ersten Anwendungsform,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines Strahlungsempfängers, und

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung in einer zweiten Anwendungsform.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung 1 um­ fassend eine zentrale Steuerungseinrichtung 2 sowie eine an einem Tragarm 3 angeordnete Strahlungsquelle 4. Der Strah­ lungsquelle 4 ist ein transportabler, von der zentralen Steu­ erungseinrichtung entfernt positionierbarer Strahlungsempfän­ ger 5 zugeordnet, mittels dem in bekannter Weise Röntgenbil­ der eines Patienten 6, der hier auf einem Patientenlagerungs­ tisch 7 liegt, aufgenommen werden.

Die Steuerungseinrichtung 3 besitzt ein Sende- und Empfangs­ mittel 8, ein entsprechendes Sende- und Empfangsmittel 9 ist am Strahlungsempfänger vorgesehen. Beide Sende- und Empfangs­ mittel 8, 9 sind als Funkeinrichtungen ausgebildet, die z. B. über Bluetooth-Signale bzw. entsprechende Schnittstellen mit­ einander vorzugsweise bidirektional kommunizieren.

Wird nun nach Positionierung der im gezeigten Ausführungsbei­ spiel verfahrbaren Steuerungseinrichtung 2 nebst Strahlungs­ quelle 4 ein Röntgenstrahl auf den Patienten appliziert, so werden im Strahlungsempfänger 5, bei dem es sich um einen bekannten Festkörperstrahlungsdetektor handelt, entsprechende digitale elektrische Signale erhalten, die pixelweise vorlie­ gen. Ein solcher Festkörperdetektor ist bekannt, auf seinen Aufbau und seine Funktion muss nicht näher eingegangen wer­ den. Die einzelnen pixelspezifischen Signale werden dann mit­ tels des Sende- bzw. Empfangsmittels 9 an das Sende- bzw. Empfangsmittel 8 der Steuerungseinrichtung 2 gesandt, wo die Signale empfangen und weiterverarbeitet werden.

Da der Strahlungsempfänger 5 kabellos mit der Steuerungsein­ richtung 2 kommuniziert sind folglich keine störenden Kabel vorhanden. Infolgedessen ist es problemlos möglich, den Strahlungsempfänger 5 unter einen Patienten zu bringen, oder wie im Fig. 1 gezeigten Beispiel in einer Lade 10 des als Buckytisch ausgebildeten Patientenlagerungstisches 7 anzuord­ nen. Daneben sind, siehe Fig. 3, beliebige andere Einsatzmög­ lichkeiten denkbar. Im in Fig. 3 gezeigten Beispiel wird der Strahlungsempfänger 5 z. B. unter den Unterschenkeln positio­ niert, die deckenseitig angeordnete Strahlungsquelle 4 wird entsprechend gegenüberliegend positioniert. Auch hier erfolgt die Kommunikation zwischen der Steuerungseinrichtung 2 und dem Strahlungsempfänger 5 über entsprechende Sende- und Emp­ fangsmittel 8, 9.

Fig. 2 zeigt schließlich in Form einer Prinzipskizze einen Strahlungsempfänger 5. Dieser umfasst neben dem oberen akti­ ven Bereich 11, in dem der Szintillator, die Pixelmatrix und die Ausleseelektronik etc. vorgesehen sind, darüber hinaus die Sende- und Empfangsmittel 9 sowie eine integrierte Leis­ tungsversorgung 12, bei der es sich im gezeigten Ausführungs­ beispiel um Akkumulatoren handelt. Diese Akkumulatoren können in einer Ladestation 13 an der zentralen Steuerungseinrich­ tung 2 wieder aufgeladen werden. Bei Nichtgebrauch des Strah­ lungsempfängers wird dieser einfach in die Ladestation einge­ setzt, wie durch den gestrichelt angedeuteten Strahlungsemp­ fänger 5 dargestellt. Über geeignete Anschlussmittel 14 wird automatisch eine elektrische Verbindung zwischen der integ­ rierten Leistungsversorgung 12 und der Ladestation 13 herge­ stellt, so dass die Akkumulatoren aufgeladen werden.

Darüber hinaus kann über die Anschlussmittel 14 auch ein e­ lektrischer Kontakt zu einer externen Leistungsversorgung hergestellt werden, das heißt, bei Bedarf kann an das Anschlussmittel 14 z. B. ein Netzkabel angeschlossen werden, das die zum Betrieb des Strahlungsempfängers erforderliche Ver­ sorgungsspannung liefert. Denn mithin sind auch Einsatzmög­ lichkeiten denkbar, wo durchaus mit einer kabelgebundenen Spannungsversorgung gearbeitet werden kann, z. B. bei dem in Fig. 3 gezeigten Fall. Weiterhin ist es denkbar, über die Anschlussmittel 14 in Fig. 1 den in die Lade 10 eingesetzten Strahlungsempfänger mit einem dort vorgesehenen Versorgungs­ anschluss zu verbinden, über den der Strahlungsempfänger 5 dann betrieben wird oder über den dann die integrierten Akku­ mulatoren geladen werden können.

Wie beschrieben sind die Sende- und Empfangsmittel 8, 9 als Funkmittel ausgebildet. Zweckmäßigerweise werden hier Blue­ tooth-Signale oder aber DECT-Signale verwendet. Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, die Sende- und Empfangsmittel 8, 9 als optische Sende- und Empfangsmittel auszubilden, z. B. zur Übertragung von Infrarotsignalen. Wichtig ist, dass ein bidirektionaler Signaltransfer erfolgt, damit einerseits sei­ tens der steuerungseinrichtungsseitigen Sende- und Empfangs­ mittel entsprechende Steuerbefehle an den Strahlungsempfänger gegeben werden können, um diesen z. B. betriebsbereit zu schalten oder ein Reset vor der Bildaufnahme durchzuführen, und um entsprechende Rückmeldungen zu erhalten bzw. den Bild­ signaltransfer zur Steuerungseinrichtung hin zu ermöglichen.

Claims (14)

1. Röntgeneinrichtung (1), umfassend eine Strahlungsquelle (4) und einen transportablen Strahlungsempfänger (5) in Form eines Festkörperdetektors und eine mobile zentrale Steue­ rungseinrichtung (2), wobei der transportable Strahlungsemp­ fänger (5) über eine drahtlose Kommunikationsverbindung (8, 9) mit der Steuerungseinrichtung (2) zur Signalübertragung kommuniziert.

2. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, dass am Strahlungsempfänger (5) und an der Steuerungseinrichtung (2) jeweils Sende- und Empfangsmittel (8, 9) für eine bidirektio­ nale Kommunikation vorgesehen sind.

3. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, dass die drahtlose Kommunikationsverbindung eine Funkverbindung ist.

4. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- und Emp­ fangsmittel (8, 9) zum Übertragen der Signale in Form von Bluetooth-Signalen oder DECT-Signalen ausgebildet sind.

5. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, dass die Sende- und Empfangsmittel (8, 9) zur optischen Signalübertra­ gung ausgebildet sind.

6. Röntgeneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass am Strahlungsempfänger (5) eine integrierte Leistungs­ versorgung (12) vorgesehen ist.

7. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Leistungsversorgung (12) eine oder mehrere Batterien oder Akkumu­ latoren umfasst.

8. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der mobilen zentra­ len Steuerungseinrichtung (2) eine Ladestation (13) vorgese­ hen ist, an die der Strahlungsempfänger (5) im Bedarfsfall zum Laden der Akkumulatoren anschließbar ist.

9. Röntgeneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass am Strahlungsempfänger gegebenenfalls zusätzlich zu ei­ ner integrierten Leistungsversorgung Mittel zur induktiven oder kapazitiven Einspeisung der Versorgungsspannung vorgese­ hen sind.

10. Röntgeneinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass gegebenenfalls zusätzlich zu einer integrierten Leis­ tungsversorgung (12) und/oder den Mitteln zur kapazitiven oder induktiven Einspeisung Mittel (14) zum Anschluss des Strahlungsempfängers (5) an ein Versorgungsnetz vorgesehen sind.

11. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der eine integrierte Leistungsversorgung (12) oder Mittel zum induktiven oder ka­ pazitiven Einspeisen aufweisende Strahlungsempfänger (5) in eine Lade (10) eines Buckytischs (7) einsetzbar und beim Ein­ setzen mit einer externen Leistungsversorgung lösbar verbind­ bar ist.

12. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsempfänger Mittel zum automatischen Umschalten auf einen Betrieb mittels der integrierten Leistungsversorgung oder die Mittel zum ka­ pazitiven oder induktiven Einspeisen bei einer Entnahme aus der Lade vorgesehen sind.

13. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, da­ durch gekennzeichnet, dass in der Lade (10) eine Ladestation zum Aufladen von Akkumulatoren des eingesetzten Strahlungsempfängers (5) vorgesehen sind.

14. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, da­ durch gekennzeichnet, dass im Strahlungsempfänger (5) integrierte Akkumulatoren über die externe Leistungsversorgung aufladbar sind.