DE102008035657A1 - Method for recording projection image of e.g. breast, of patient, during positioning of C- arc, in hospital, involves recording of multiple images of examination object on two paths, when holding system is not collided with object - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufnahme von Projektionsbildern während der Positionierung eines Aufnahmesystems gemäß dem Patentanspruch 1 sowie ein Röntgengerät gemäß dem Patentanspruch 10.The The invention relates to a method for recording projection images while the positioning of a recording system according to claim 1 and an X-ray device according to the claim 10th
Um dreidimensionale Röntgenabbildungen von Körpervolumen zu erhalten, wird im Allgemeinen das Verfahren der Computertomographie verwendet. Hierbei werden mittels eines Computertomographen Projektionen eines Schnittes des Körpervolumens von mehreren Seiten aufgenommen und 3-dimensional rekonstruiert. Die Projektionen werden während einer Rotation eines in einer Gantry eines Computertomographen drehbar angeordneten Aufnahmesystems bestehend aus einer Röntgenquelle und einem Zeilendetektor um den Körper erhalten.Around three-dimensional x-ray images of body volume In general, the procedure of computed tomography is obtained used. In this case, projections are made by means of a computer tomograph a section of the body volume of taken several pages and 3-dimensional reconstructed. The Projections will be during a Rotation of a rotatable in a gantry of a computer tomograph arranged recording system consisting of an X-ray source and a line detector around the body.
Zusätzlich wurden C-Bogen-Röntgengeräte entwickelt, die bei Rotationen eines an einem C-Bogen angeordneten Aufnahmesystems bestehend aus Röntgenquelle und Flachbilddetektor Projektionen aufnehmen können, welche ebenfalls 3-dimensinal rekonstruiert werden. Die C-Bogen-Röntgengeräte bieten dabei im Vergleich zu einem Computertomographen den Vorteil, dass sie deutlich platzsparender sind und einen besseren Zugang zu einem Patienten während einer Untersuchung gewährleisten. Ganz besonders flexibel ist dabei ein C-Bogen, welcher an einem Knickarmroboter angeordnet ist und dadurch in allen Raumrichtungen frei positionierbar ist, zum Beispiel das System Axiom Artis Zeego der Firma Siemens AG.Additionally were C-arm X-ray machines developed, in the case of rotations of a recording system arranged on a C-arm consisting of X-ray source and flat-panel detectors can record projections, which also reconstructed 3-dimensinal become. The C-arm X-ray machines offer Compared to a computer tomograph the advantage that They are significantly more space efficient and have better access to one Patients during to ensure an investigation. Especially flexible is a C-arm, which on one Articulated robot is arranged and thereby in all spatial directions freely positionable, for example the system Axiom Artis Zeego the company Siemens AG.
Wird ein C-Bogen in eine Aufnahmeposition gebracht, muss sichergestellt sein, dass bei einem Umlauf des C-Bogens um sein Drehzentrum eine Kollision mit dem Patienten oder einem Gegenstand bzw. einer Person ausgeschlossen ist. Aus diesem Grund werden vor den eigentlichen Aufnahmen sogenannte Test läufe mit reduzierter Geschwindigkeit und ohne die Applikation von Röntgenstrahlung durchgeführt, wodurch überprüft wird, ob der abzufahrende Umlauf zu einer Kollision führt. Derartige Testläufe benötigen relativ viel Zeit, da sie sehr langsam und vorsichtig durchgeführt werden müssen.Becomes a C-arm has to be brought into a pick-up position be a collision when the C-arm revolves around its center of rotation with the patient or an object or a person excluded is. For this reason, before the actual shots so-called Test runs performed at reduced speed and without the application of X-rays, thereby verifying whether the circulation to be driven leads to a collision. Such test runs require relatively a lot of time as they are done very slowly and carefully have to.
Für die Untersuchung gewisser Köperregionen (wie z. B. Abdomen oder Brust), welche eine durch die Aufnahmegeometrie (z. B. Detektorabmessung) festgelegte Maximalbreite überschreiten, ist ein Verfahren bekannt, welches zwei oder mehr jeweils zueinander seitlich versetzte Umläufe des C-Bogens vorsieht, so dass das Aufnahmefeld erweitert werden kann. Für die 3-dimensionale Darstellung werden anschließend die Aufnahmen beider Umläufe gemeinsam rekonstruiert. Ein derartiges Verfahren ist zum Beispiel aus der nicht vorveröffentlichten Anmeldeschrift 10 2007 026 115 bekannt. Vor der Durchführung dieses Verfahrens muss jedoch jeder einzelne Umlauf als Testlauf abgefahren werden, um die Vermeidung von Kollisionen sicherzustellen.For the investigation certain body regions (such as the abdomen or chest), which is one through the acquisition geometry (eg detector dimension) exceed specified maximum width, For example, a method is known which is two or more of each other laterally offset rounds of the C-arm, so that the recording field can be extended can. For the 3-dimensional Presentation will follow the recordings of both circulations together reconstructed. Such a method is for example from not pre-published Application 10 2007 026 115 known. Before performing this Procedure, however, each individual circulation has to run as a test run to avoid collisions.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, welches ohne Einbußen bei der Sicherheit die Dauer von Testläufen verringert; des weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein für die Durchführung des Verfahrens geeignetes Röntgengerät bereitzustellen.It It is an object of the present invention to provide a method which without loss reducing the duration of test runs in terms of safety; Furthermore It is an object of the invention, one for the implementation of the Method suitable X-ray device to provide.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Aufnahme von Projektionsbildern während der Positionierung eines Röntgen-C-Bogens gemäß dem Patentanspruch 1 und durch ein Röntgengerät gemäß dem Patentanspruch 10; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.The The object is achieved by a method for taking projection images during the Positioning of an X-ray C-arm according to the claim 1 and by an X-ray apparatus according to claim 10; advantageous embodiments of the invention are each the subject the associated Dependent claims.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Aufnahme von Projektionsbildern während der Positionierung eines Aufnahmesystems in Form einer Halterung, insbesondere eines C-Bogens, mit einer Röntgenquelle und einem Röntgendetektor auf zwei vorgegebenen, sich unterscheidenden Rotationsumläufen um ein Unter suchungsobjekt, wobei das Aufnahmesystem bei einem ersten Rotationsumlauf eine erste innere Hüllkurve und bei einem zweiten Rotationsumlauf eine zweite innere Hüllkurve definiert, mit folgenden Schritten vorgesehen:
- – Bestimmen des Überschneidungsbereichs der ersten und der zweiten inneren Hüllkurve,
- – Bestimmen einer Bewegungsbahn des Aufnahmesystems derart, dass die innere Hüllkurve des Aufnahmesystems auf der Bewegungsbahn auf dem oder innerhalb des Überschneidungsbereichs liegt,
- – Durchführung eines Testumlaufs des Aufnahmesystems ohne Applikation von Röntgenstrahlung entlang der Bewegungsbahn,
- – Überprüfen des Testumlaufs darauf, ob eine Kollision des Aufnahmesystems mit einem externen Objekt, insbesondere dem Untersuchungsobjekt, vorhanden ist,
- – Im Fall dass keine Kollision vorhanden ist, Aufnahme einer Vielzahl von Projektionsbildern des Untersuchungsobjekts auf jeder der zumindest zwei Rotationsbahnen.
- Determining the overlapping area of the first and second inner envelopes,
- Determining a movement path of the pickup system such that the inner envelope of the pickup system lies on the movement path on or within the overlap area,
- Carrying out a test circulation of the recording system without application of X-ray radiation along the path of movement,
- Checking the test circulation for whether a collision of the recording system with an external object, in particular the examination object, is present,
- In the event that there is no collision, take a plurality of projection images of the examination subject on each of the at least two rotational paths.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dadurch, dass für den Kollisionstest nicht alle zwei Rotationsbahnen, sondern durch die Bewegungsbahn maximal ein Umlauf abgefahren wird, die gesamte Aufnahme der Projektionsbilder deutlich beschleunigt; es wird dabei jedoch nicht auf Sicherheit verzichtet, da bei dem Testumlauf ohne Röntgenstrahlung die Kollisionsgefahr insbesondere hinsichtlich des Untersuchungsobjekts untersucht und somit die Gefahr von Beschädigungen oder Verletzungen ausgeschlossen wird. Die Zeiteinsparung von etwa 50% gegenüber Untersuchungen nach dem Stand der Technik kommt einerseits den Patienten zugute, da schneller eine Diagnose vorgelegt werden kann, und andererseits dem Krankenhaus, da durch die Zeit auch Geld gespart werden kann.In the method according to the invention, as a result of the fact that for the collision test not all two rotational trajectories, but rather a maximum of one revolution is traversed by the trajectory, the entire exposure of the projection images is significantly accelerated; However, safety is not sacrificed since, in the test circulation without X-ray radiation, the risk of collision is examined, in particular with regard to the examination subject, and thus the risk of damage or injury is excluded. The time saving of about 50% compared to prior art examinations benefits the patient on the one hand, since a diagnosis can be presented more quickly, and on the other hand the hospital, since money can also be saved over time.
Unter einer inneren Hüllkurve des Aufnahmesystems ist dabei die Bewegungsbahn des Punktes des Aufnahmesystems (C-Bogen einschließlich Röntgenquelle und Röntgendetektor) zu verstehen, der die engste Bahn beschreibt, entsprechend ist unter einer äußeren Hüllkurve die Bewegungsbahn des Punktes des Aufnahmesystems zu verstehen, der die weiteste Bahn beschreibt. Die geschlossene Bewegungsbahn des Aufnahmesystems, die mittels des Überschneidungsbereichs bestimmt wird, muss dabei keine Kreisbahn sein sondern kann auch zum Beispiel aus zwei Kreissegmenten zusammengesetzt sein.Under an inner envelope of the recording system is the trajectory of the point of the Recording system (C-arm including X-ray source and X-ray detector) to understand, which describes the narrowest path, is correspondingly under an outer envelope to understand the trajectory of the point of the recording system which describes the furthest path. The closed trajectory of the recording system determined by means of the overlap area does not have to be a circular path but can also for example be composed of two circle segments.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird die innere Hüllkurve des Testlaufs im Wesentlichen von dem Rand des Überschneidungsbereichs gebildet. Die zugehörige Bewegungsbahn entspricht hierfür zum Beispiel einem Teilstück des ersten Rotationsumlaufs zusammengesetzt mit einem Teilstück des zweiten Rotationsumlaufs, wobei jeder Teil einen halben Umlauf oder weniger umfasst. Die Zeitersparnis hierbei ist besonders groß, da die gesamte Bewegungsbahn maximal einem ganzen Rotationsumlauf des Aufnahmesystems entspricht und da der erste und der zweite Rotationsumlauf schon bekannt sind.To An embodiment of the invention is the inner envelope of the test run is essentially formed by the edge of the overlap area. The associated Trajectory corresponds to this for example a section of the first rotational circulation composed of a portion of the second Rotational circulation, with each part half a revolution or less includes. The time savings here is particularly large, since the entire trajectory maximum one entire rotation of the recording system corresponds and since the first and the second rotary circulation already are known.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die innere Hüllkurve des Testlaufs im Wesentlichen von dem größten in dem Überschneidungsbereich enthaltenen Kreis gebildet. Die zugehörige Bewegungsbahn kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass eine Kreisbahn um den Mittelpunkt des Überschneidungsbereichs als Drehzentrum beschrieben wird, wobei der Abstand zwischen der Röntgenquelle und dem Röntgendetektor verringert wird.To Another embodiment of the invention is the inner envelope of the test run, essentially from the largest in the overlap area formed circle formed. The associated trajectory can for Example can be achieved by making a circular path around the center of the overlap area is described as a center of rotation, the distance between the X-ray source and the X-ray detector is reduced.
Zur weiteren Verbesserung des Kollisionsschutzes in Bezug auf Personen oder Gegenstände außerhalb der inneren Hüllkurve ist vorgesehen, dass während des Testlaufs zumindest eine längenverstellbare Vorrichtung, welche an dem Aufnahmesystem angeordnet ist, kontinuierlich in Ihrer Länge angepasst wird, so dass sich zumindest ein Ende der Vorrichtung bis zur äußeren Hüllkurve der ersten oder der zweiten Rotationsbahn erstreckt. Auf diese Weise kann so durch einen Benutzer überprüft werden, ob Kollisionen des Aufnahmesystems mit externen Objekten oder Personen zu befürchten sind.to further improvement of collision protection in relation to persons or objects outside the inner envelope is provided during that the test run at least one adjustable length Device which is arranged on the receiving system, continuously adapted in length is, so that at least one end of the device to the outer envelope the first or the second rotational path extends. In this way can be checked by a user whether collisions of the recording system with external objects or persons to fear are.
In vorteilhafter Weise werden Kollisionen der längenverstellbaren Vorrichtung mit externen Objekten registriert und für die Aufnahme berücksichtigt. Hierzu kann zum Beispiel die längenverstellbare Vorrichtung mit Sensoren versehen sein, wobei die Sensoren Berührungen detektieren und weitergeben können. Werden Berührungen detektiert, kann zum Beispiel der Testumlauf abgebrochen und/oder eine Warnung ausgegeben werden.In Advantageously, collisions of the length-adjustable device registered with external objects and considered for inclusion. For this For example, the length-adjustable Device be provided with sensors, wherein the sensors touches can detect and pass on. Be touched detected, for example, the test circulation can be aborted and / or a warning will be issued.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die längenverstellbare Vorrichtung von einer ausfahrbaren Antenne gebildet.To A further embodiment of the invention is the length-adjustable Device formed by an extendable antenna.
Als eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Röntgengerät mit einer Halterung, insbesondere einem C-Bogen, aufweisend eine Röntgenquelle und einen Röntgendetektor, wobei die Halterung an einem dreidimensional verstellbaren Roboterarm angeordnet ist, und mit einer Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung der Positionierung der Halterung auf mindestens zwei sich in ihren Isozentren unterscheidenden Rotationsbahnen vorgesehen. Ein derartiges Röntgengerät ist schnell und flexibel bewegbar.When a device for carrying out the method according to the invention is an x-ray machine with a Holder, in particular a C-arm, comprising an X-ray source and an x-ray detector, wherein the holder on a three-dimensionally adjustable robot arm is arranged, and with a control device for driving Positioning the bracket on at least two in theirs Isocenters provided distinctive rotation paths. Such a thing X-ray machine is fast and flexibly movable.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Halterung von einem C-Bogen gebildet. Dieser kann vorteilhafterweise derart ausgebildet sein, dass der Abstand zwischen der Röntgenquelle und dem Röntgendetektor verringert werden kann.To In another embodiment of the invention, the holder of formed a C-arm. This can advantageously be designed in such a way that the distance between the x-ray source and the x-ray detector can be reduced.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Röntgengerät eine an dem C-Bogen angeordnete längenverstellbare Vorrichtung, insbesondere eine ausfahrbare Antenne auf.To According to a further embodiment of the invention, the X-ray device on the C-arm arranged adjustable length Device, in particular an extendable antenna.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im Folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert, ohne dass dadurch eine Beschränkung der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele erfolgt; es zeigen:The Invention and further advantageous embodiments according to features the subclaims become below with reference to schematically illustrated embodiments explained in the drawing, without that's a limitation the invention to these embodiments he follows; show it:
In
der
Unter einer inneren Hüllkurve ist dabei die Bewegungsbahn des Punktes des Aufnahmesystems (C-Bogen einschließlich Röntgenquelle und Röntgendetektor) zu verstehen, der den kleinsten Kreis beschreibt, entsprechend ist unter einer äußeren Hüllkurve die Bewegungsbahn des Punktes des Aufnahmesystems zu verstehen, der den größten Kreis beschreibt. Wird also das Aufnahmesystem auf seiner inneren Hüllkurve bewegt, so wird hierfür vom innersten Punkt des Aufnahmesystems ausgegangen. Die innere Hüllkurve kann für dasselbe Aufnahmesystem unterschiedlich ausfallen, wenn zum Beispiel das Drehzentrum bei gleicher Ausgangsposition des Aufnahmesystems variiert wird, das gleiche gilt für die äußere Hüllkurve.Under an inner envelope is the trajectory of the point of the recording system (C-arm including X-ray source and x-ray detector) to understand that describes the smallest circle is appropriate under an outer envelope to understand the trajectory of the point of the recording system the largest circle describes. So is the recording system on its inner envelope moves, so will this assumed from the innermost point of the recording system. The inner one envelope can for the same recording system will turn out differently if, for example the center of rotation at the same starting position of the recording system is varied, the same applies to the outer envelope.
Anschließend wird
auf der so bestimmten Bewegungsbahn ein Testumlauf durchgeführt (Schritt
Im
dem Fall dass keine Kollision vorhanden ist bzw. dass die Kollisionssensorik
keine Kollision registriert, wird im Anschluss an den Testumlauf
eine Vielzahl von Projektionsbildern des Untersuchungsobjekts während der
Bewegung des Aufnahmesystems auf der bestimmten Bewegungsbahn aufgenommen
(Schritt
Nach
einer Ausgestaltung der Erfindung wird die innere Hüllkurve
des Testumlaufs im Wesentlichen von dem größten in den Überschneidungsbereich
Nach
einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird der
Testumlauf durchgeführt, indem
das Aufnahmesystem auf einem Teilstück des ersten Rotationsumlaufs
bewegt wird und anschließend
auf einem Teilstück
des zweiten Rotationsumlaufs bewegt wird.
Neben
den beiden genannten Ausgestaltungen gibt es noch viele weitere
Bewegungsbahnen des Aufnahmesystems derart, dass die innere Hüllkurve
des Aufnahmesystems auf der Bewegungsbahn auf dem oder innerhalb
des Überschneidungsbereichs
liegt, zum Beispiel indem die innere Hüllkurve des Testumlaufs von
einem kleineren als dem größten in
den Überschneidungsbereich
Ist sichergestellt, dass keine Kollision stattfindet, werden anschließend zur Erstellung eines 3D-Volumenbildes eine Vielzahl von Projektionsbildern des Untersuchungsobjekts auf der ersten und der zweiten Rotationsbahn aufgenommen.is ensures that no collision takes place, then to Creation of a 3D volume image a variety of projection images of the examination subject on the first and second rotation paths added.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde zur Vereinfachung angenommen, dass die Röntgenquelle in ihrer Ausdehnung sowohl die innere Hüllkurve als auch die äußere Hüllkurve bestimmt oder Röntgenquelle und Röntgendetektor symmetrisch zum Isozentrum angeordnet sind. Ist dies nicht der Fall, muss dies bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend beachtet werden.In the described embodiment it has been assumed for simplicity that the x-ray source determines in its extent both the inner envelope and the outer envelope or X-ray source and X-ray detector are arranged symmetrically to the isocenter. If this is not the case, this must be observed in the method according to the invention accordingly.
Die Erfindung lässt sich in folgender Weise kurz zusammenfassen: Zur Zeitoptimierung ist ein Verfahren zur Aufnahme von Projektionsbildern während der Positionierung eines Aufnahmesystems in Form einer Halterung, insbesondere eines C-Bogens, mit einer Röntgenquelle und einem Röntgendetektor auf zwei vorgegebenen, sich unterscheidenden Rotationsumläufen um ein Untersuchungsobjekt, wobei das Aufnahmesystem bei einem ersten Rotationsumlauf eine erste innere Hüllkurve und bei einem zweiten Rotationsumlauf eine zweite innere Hüllkurve definiert, mit folgenden Schritten vorgesehen:
- – Bestimmen des Überschneidungsbereichs
der ersten und der zweiten inneren Hüllkurve (Schritt
41 ), - – Bestimmen
einer Bewegungsbahn des Aufnahmesystems derart, dass die innere
Hüllkurve
des Aufnahmesystems auf der Bewegungsbahn auf dem oder innerhalb
des Überschneidungsbereichs
liegt (Schritt
42 ), - – Durchführung eines
Testumlaufs des Aufnahmesystems ohne Applikation von Röntgenstrahlung entlang
der Bewegungsbahn (Schritt
43 ), - – überprüfen des
Testumlaufs darauf, ob eine Kollision des Aufnahmesystems mit einem
externen Objekt, insbesondere dem Untersuchungsobjekt, vorhanden
ist (Schritt
44 ), - – Im
Fall dass keine Kollision vorhanden ist, Aufnahme einer Vielzahl
von Projektionsbildern des Untersuchungsobjekts auf jeder der zumindest zwei
Rotationsbahnen (Schritt
45 ).
- Determining the overlapping area of the first and second inner envelopes (step
41 ) - Determining a movement path of the pickup system such that the inner envelope of the pickup system lies on the movement path on or within the overlap area (step
42 ) - - Carrying out a test circulation of the recording system without the application of X-radiation along the path of movement (step
43 ) - Check the test circulation for whether a collision of the recording system with an external object, in particular the examination object, is present (step
44 ) - In the event that there is no collision, take a plurality of projection images of the examination object on each of the at least two rotation paths (step
45 ).
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20120713 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |