DE102008062030A1 - Arrangement and method for positioning objects to be imaged - Google Patents
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Abstract
Bei dieser Anordnung und einem dazugehörigen Verfahren wird eine Ausrichtung eines Objektes durch eine abgestimmte Positionierung zwischen einer Aufnahmeeinheit und einer das Objekt aufnehmenden Auflageeinheit dadurch erreicht, dass die Position der Auflageeinheit entsprechend den Anforderungen der Aufnahmeeinheit einstellbar ist.In this arrangement and an associated method, an alignment of an object by a coordinated positioning between a receiving unit and a receiving unit receiving the object is achieved in that the position of the support unit is adjustable according to the requirements of the receiving unit.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung und ein dazugehöriges Verfahren zur Positionierung von abzubildenden Objekten, insbesondere bei der Erstellung von medizinischen Bildern.The The invention relates to an arrangement and associated method for positioning objects to be imaged, in particular at the creation of medical images.
Zur Diagnose werden bildgebende Anordnungen und zugehörige Verfahren verwendet. Eine bildgebende Anordnung kann beispielsweise ein mit einer Röntgenquelle und einer Detektoreinheit ausgestatteter C-Bogen sein. Mit dieser Aufnahmeeinheit können 2D oder 3D Datensätze von einem Patienten erstellt werden. Die Datensätze können mittels einer isozentrisch oder nicht isozentrisch ausgebildeten C-Bogenanordnung aufgenommen werden. Die nicht isozentrisch ausgebildete C-Bogenanordnung bringt den Nachteil mit sich, das der abzubildende Bereich eines Objektes in einer Ellipsenbahn umkreist und dadurch den Volumenbereich eines Objektes deutlich einschränkt wird. Soll dieser Nachteil vermieden werden, so sind Horizontal- und Vertikalverschiebungen des C-Bogens vorzunehmen.to Diagnosis will be imaging arrangements and related procedures used. An imaging device may, for example, one with a X-ray source and a detector unit equipped C-bow. With this Recording unit can 2D or 3D datasets be created by a patient. The records can be made using an isocentric or not isocentrically formed C-arm assembly can be added. Not isocentrically formed C-arm arrangement has the disadvantage itself, the area of an object to be imaged in an elliptical orbit circles around and thereby the volume range of an object clearly restricts becomes. If this disadvantage is to be avoided, then horizontal and vertical displacements of the C-arm make.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Anordnung und ein dazugehöriges Verfahren zur Positionierung von abzubildenden Objekten bei der Erstellung von 2D- oder 3D-Datensätzen von den Objekten anzugeben.Of the Invention is based on the object, a further arrangement and a related Method for positioning objects to be imaged in the Creation of 2D or 3D datasets of specify the objects.
Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 oder 5 angegebenen Merkmale gelöst.The The object is achieved by the features specified in claim 1 or 5 solved.
Bei dieser Anordnung und einem dazugehörigen Verfahren wird eine Ausrichtung eines Objektes auf einer Liegeeinheit durch eine abgestimmte Positionierung zwischen einer Aufnahmeeinheit und der das Objekt aufnehmenden Liegeeinheit dadurch erreicht, das neben der zielgerichteten Ausrichtung der Aufnah meeinheit auf das Objekt die Position der Liegeeinheit entsprechend den Anforderungen der Aufnahmeeinheit einstellbar ist.at This arrangement and its associated method becomes an alignment an object on a couch unit by a coordinated positioning between a receiving unit and the object receiving bed unit achieved by that, in addition to the targeted alignment of Aufnah meeinheit on the object the position of the lying unit according to the requirements the recording unit is adjustable.
Mit der Anordnung zur Positionierung eines auf einer Liegeeinheit angeordneten Objektes werden die Ist-Positionen von der Aufnahmeeinheit und der Liegeeinheit erfasst und auch eine Positionierung der Liegeeinheit, die auch als Auflageeinheit bezeichnet werden kann, gegenüber der Aufnahmeeinheit mittels der in der Liegeeinheit integrierten Stelleinheiten durchgeführt. Bei der Ist-Positionserfassung von Aufnahme- und Liegeeinheit kann auch die Position des auf der Liegeeinheit angeordneten Objektes bei der Ausrichtung der Aufnahme- bzw. der Liegeeinheit berücksichtigt werden.With the arrangement for positioning a arranged on a deck unit Objects are the actual positions of the recording unit and the Recumbent unit detected and also a positioning of the deck unit, which can also be referred to as a support unit, compared to the Recording unit by means of integrated in the lying unit actuators carried out. In the actual position detection of receiving and lying unit can also the position of the object arranged on the lying unit taken into account in the orientation of the receiving or lying unit become.
Die Aufnahmeeinheit ist dabei beispielsweise aus einer Röntgenquelle und einer Detektoreinheit gebildet, wobei die Röntgenquelle und die Detektoreinheit über einen C-Bogen verbunden sind und der C-Bogen auf einem mobilen Aufbau angeordnet ist.The Recording unit is for example from an X-ray source and a detector unit, wherein the X-ray source and the detector unit via a C-arms are connected and the C-arm on a mobile body is arranged.
Sensoren sind zur Ermittlung der Position und Ausrichtung der Liegefläche bzw. der Lagefläche sowie der Aufnahmeeinheit vorgesehen, wobei die Positionen jeweils ermittelt und eine relative Bewegung der Liegefläche errechnet und entsprechende Steuerimpulse an die Steuereinheiten der Aufnahmeeinheit und der Liegefläche weitergeleitet und Positionsänderungen vorgenommen werden.sensors are for determining the position and orientation of the lying surface or the location area as well the receiving unit provided, the positions determined respectively and calculated a relative movement of the bed surface and corresponding control pulses forwarded to the control units of the receiving unit and the bed and position changes be made.
Eine zu einer 2D und/oder 3D Aufnahme erforderliche Positionsänderung eines auf der Auflageeinheit positionierten Objektes kann durch Stelleinheiten in der Auflageeinheit erfolgen.A position change required for a 2D and / or 3D image a positioned on the support unit object can by Actuators in the support unit made.
Durch diese Anordnung ist es möglich, einen nicht isozentrischen mobilen C-Bogen in Kombination mit der Ansteuerung des Tisches zu einer quasi-isozentrischen 3D Bildgebungsmaschine auszugestalten. Während der motorisierten Fahrt des C-Bogens wird die Tischposition in allen dazu nötigen Richtungen kontinuierlich verstellt, so dass gewährleistet ist, dass sich das abzubildende Volumen jeweils zentral im Bild befindet. So sind auch zusätzlich Scansmodi möglich, die eine Positionierung des Patienten sehr nahe am Bildverstärker/Flat Panel Detektor ermöglichen. Dies ermöglicht die Abbildung größerer Patientenvolumina. Diese Bildverstärker/Flat Panel- nahen Fahrten sind bei der isozentrischen Ausgestaltung nicht möglich, da hier der Patient immer in der Bildmitte positioniert liegt. Konkret kann weiterhin im OP Betrieb eine Kollision des OP-Tisches mit dem C-Bogen während der Fahrt aufgrund der bekannten Geometrie und damit der Raumanordnung der Einzelkomponenten zueinander vermieden werden. Dadurch ist es möglich, umständliche Arbeitsabfolgen wie das Durchführen einer vom OP Personal händischen Kollisionsprüfung, also eines strahlungsfreien Probelaufes, entfallen. Dies spart kostenintensive OP Zeit ein und ist eine deutliche Verbesserung der heutigen Prozedur.By this arrangement makes it possible a non-isocentric mobile C-arm in combination with the Control of the table to a quasi-isocentric 3D imaging machine embody. While The motorized ride of the C-arm will become the table position in all necessary directions continuously adjusted so that it is guaranteed that the The volume to be imaged is located centrally in the picture. So are you additional scan modes possible, the positioning of the patient very close to the image intensifier / Flat Enable panel detector. this makes possible the mapping of larger patient volumes. This image intensifier / Flat Panel-related rides are not in the isocentric configuration possible, because here the patient is always positioned in the middle of the picture. Concretely Furthermore, a collision of the operating table with the C-arm during OP operation while the ride due to the known geometry and thus the spatial arrangement the individual components are avoided to each other. That's it possible, cumbersome Work sequences like performing one of the surgical staff manual Collision check, So a radiation-free test run, omitted. This saves costly OP time is a clear improvement on today's procedure.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass auf das aufwendige mechanische Design eines mobilen isozentrischen C-Bogens verzichtet werden kann, da eine korrespondierende Feinabstimmung durch die Stelleinheiten der Auflageeinheit durchführbar ist.The Invention brings the advantage that on the complex mechanical Design of a mobile isocentric C-arm can be dispensed with, as a corresponding fine tuning by the actuators of the support unit feasible is.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass auf einen zusätzlichen Vertikal- und Horizontalversatz eines nicht isozentrischen C-Bogens während der 2D/3D Aufnahme verzichtet werden kann.The Invention has the advantage that on an additional Vertical and horizontal offset of a non-isocentric C-arm while the 2D / 3D recording can be omitted.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass in einfacher Weise Steuersequenzen für die Horizontal- und Vertikalverschiebung des C-Arms auf die im Operationstisch angeordneten Positionierelemente übertragen und dort umgesetzt werden.The Invention has the advantage that in a simple way control sequences for the Horizontal and vertical displacement of the C-arm on the operating table transferred arranged positioning and implemented there become.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass in einfacher Weise entlang an beliebig festlegbare Abtastwege 2D/3D Datensätze von einem Objekt aufnehmbar sind.The Invention brings the advantage that in a simple way along to freely definable scanning paths 2D / 3D data records of an object can be recorded are.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass eine spiralförmige Abtastung des Objekts zur Vergrößerung des Scanvolumens unabhängig von der Ausgestaltung des C-Bogens durchführbar ist.The Invention has the advantage that a spiral scan of the object to enlarge the Scan volume independent of the configuration of the C-arm is feasible.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass mittels optischer oder elektromagnetischer Navigationsmittel die Position des Operationstisches und C-Bogens erfassbar und über ein Trackingsystem der Operationstisch gegenüber dem C-Bogen positionierbar ist.The Invention brings with it the advantage that by means of optical or electromagnetic navigation means the position of the operating table and C-arms detectable and over a tracking system of the operating table relative to the C-arm positionable is.
Die Erfindung soll im Folgenden mittels eines dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The Invention will be described below by means of an illustrated embodiment be explained in more detail.
Es zeigenIt demonstrate
In
Die Vorrichtung und das Verfahren bringt den Vorteil mit sich, dass hierdurch der Aufbau des C-Bogens vereinfachbar ist, da etwa eine Verwindung des C-Bogens durch die Ansteuermittel MVT, MMT des Operationstisches OPT ausgleichbar sind. Ein weiterer Vorteil der Anordnung und des Verfahrens liegt auch darin, dass eine 3D-Bildgebung mit einfachen nicht-isozentrischen mobilen C-Bögen realisierbar ist, da eine Ausrichtung des Objektes O durch Verstellmittel im Operationstisch selbst vorgenommen werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass bei sequentiell ausgeführten 2D bipolar Aufnahmen (z. B. mit 90° Winkeldifferenz) eine Höhen- und Vertikalverscheibung des C-Bogens entfällt. Mittels einer in den OP-Tisch integrierten Schnittstelleneinheit SE gelangen Steuersignale zu den Positionierungseinheiten, die auch als Stelleinheiten MVT, MHT bezeichnet werden können, im Operationstisch. Ebenso kann eine Ansteuerung der Verstelleinheiten innerhalb des C-Bogens über eine bei oder im OP-Tisch angeordnete Zentraleinheit erfolgen. Mittels einer prozessorüberwachten Steuerung ist eine getrennt von der Rotationsbewegung ausführbare motorisierte Translationsbewegung möglich. Die in einem OP-Tischsystem und C-Bogensystems integrierten Sensoreinheiten zur Ermittlung von Orts- und Winkelkoordinaten können die Raumkoordinaten erfassen. Das Steuerungssystem kann dann diese auswerten und in Relation zueinander in Beziehung gesetzen. Auf diese Weise lässt sich eine quasi isozentrische Rotation beispielsweise für einen 3D-Scan auch mit einem nicht isozentrischen C-Bogen realisieren. Die Ansteuerung der Stellelemente bzw. Positionsmittel des OP-Tisches erfolgt abhängig von der orbitalen Winkelposition des C-Bogens, indem der Operationstisch OPT zumindest horizontal und vertikal so nachgeführt wird, so dass der Zentralstrahl der Röntgenquelle des Röntgengerätes bei jeder Röntgenaufnahme durch ein zuvor festgelegtes Zentrum verläuft. Für das Ausrichten des Operationstisches OPT in horizontaler und vertikaler Richtung wird die aktuelle Winkelpo sition des C-Bogens über eine zentrale Recheneinheit ZE und die digitale Schnittstelle SE an den OP-Tisch oder einer weiteren zentralen Steuerungseinheit in diesem übertragen.The Device and method has the advantage that As a result, the structure of the C-arm is simplified because about one Torsion of the C-arm by the control means MVT, MMT of the operating table OPT are compensable. Another advantage of the arrangement and the The method lies in the fact that a 3D imaging with simple non-isocentric mobile C-arms can be realized, since an orientation of the object O by adjusting means can be made in the operating table itself. Another The advantage is that with sequentially executed 2D bipolar recordings (eg with 90 ° angle difference) a height and vertical glazing of the C-arm is eliminated. By means of a in the operating table Integrated interface unit SE get control signals the positioning units, also called actuators MVT, MHT can be designated in the operating table. Likewise, a control of the adjustment units inside the C-arm over an arranged at or in the operating table central unit done. through a processor-monitored Control is a motorized separate from the rotary motion Translational movement possible. The sensor units integrated in an operating table system and C-arm system The spatial coordinates can be acquired to determine the spatial and angular coordinates. The control system can then evaluate these and in relation to each other put into relationship. In this way, a quasi-isocentric Rotation for example for realize a 3D scan with a non-isocentric C-arm. The control of the control elements or positioning means of the operating table is dependent on the orbital angular position of the C-arm, by the operating table OPT is tracked at least horizontally and vertically so that the central beam the X-ray source of the X-ray machine every radiograph passes through a predetermined center. For aligning the operating table OPT in horizontal and vertical direction becomes the current angular position of the C-arm over one central processing unit ZE and the digital interface SE to the Operating table or another central control unit in this transferred.
In
Bei einer Kombination einer optischen oder elektromechanischen Navigation wird die Lage des C-Bogens und die Lage des Operationstisches OPT mit optischen oder elektromagnetischen Markern ermittelt. Über ein Trackingsystem werden die Position des C-Bogens und des OP-Tisches zueinander erfasst und neben einer Ausrichtung des C-Bogens eine Positionierung des OP-Tisches mittels der Einstelleinheiten bewirkt.In a combination of optical or electromechanical navigation, the location of the C-arm and the location of the operating table OPT with optical or electromagnetic markers determined. By means of a tracking system, the position of the C-arm and the operating table are detected relative to one another and, in addition to alignment of the C-arm, positioning of the operating table is effected by means of the setting units.
- CC
- C-BogenC-arm
- OO
- Objektobject
- OPTOPT
- Operationstisch/Auflageeinheit/LiegeeinheitOperating Table / support unit / pram
- ZEZE
- Zentraleinheitcentral processing unit
- CPUCPU
- Zentraler Prozessorcentral processor
- SECSEC
- Steuereinheit C-Bogencontrol unit C-arm
- MVCMVC
- Motor/Motorsteuerung Vertikal c-Bogen/EinstelleinheitEngine / motor control Vertical c-arm / adjustment unit
- MHCMHC
- Motor/Motorsteuerung Horizontal C-Bogen/EinstelleinheitEngine / motor control Horizontal C-arm / adjustment unit
- SESE
- SchnittstelleneinheitInterface unit
- SETSET
- Steuereinheit Tischcontrol unit table
- MVTMVT
- Motor/Motorsteuerung Vertikal Operationstisch/EinstelleinheitEngine / motor control Vertical operating table / adjustment unit
- MHTMHT
- Motor/Motorsteuerung Horizontal Operationstisch/EinstelleinheitEngine / motor control Horizontal operating table / setting unit
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