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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine Röntgeneinheit.
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Eine Röntgeneinheit, insbesondere eine mobile Röntgeneinheit mit einem mit einer Röntgenquelle und einem Detektor ausgebildeten C-Bogen, kann zu Röntgenaufnahmen bei einem Patienten positioniert werden. Die mobile Röntgeneinheit kann sowohl in Operations- als auch in Behandlungsräumen zum Einsatz kommen. So kann je nach Erfordernis die mobile Röntgeneinheit stirnseitig an oder quer zu einer Liegeeinheit positioniert und vom Eingriffsgebiet oder einem zu betrachtenden Bereich eine oder eine Serie von Röntgenaufnahmen angelegt werden. Will ein Arzt über einen größeren zusammenhängenden Bereich ein 2D und/oder 3D Röntgenbild haben, so ist dies nur mit einer wiederholten Positionierung und Ausrichtung der Röntgeneinheit beispielsweise entlang einer Trajektorie möglich. Dies bringt neben dem Nachteil, dass bei einem größeren abzubildenden Bereich die gesamte Röntgeneinheit verfahren und neu positioniert und ausgerichtet werden muss den zusätzlichen Nachteil mit sich, dass einzelne 2D Röntgenaufnahmen aus den unterschiedlichen Abschnitten mit einem erhöhten Rechenaufwand zu einem Panoramabild oder einem 3D Röntgenbild zusammengefügt werden müssen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine mobile Röntgeneinheit derart auszubilden, dass eine wiederholte Positionierung der mobilen Röntgeneinheit vermieden wird.
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Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 oder 10 angegebenen Merkmale gelöst.
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Eine zwischen einem fahrbaren Chassis und einer mindestens eine Röntgenquelle und einen Röntgendetektor aufweisenden Haltevorrichtung angeordneten Verbindungseinheit ist derart ausgebildet und ansteuerbar, dass die beispielsweise an einem C-Bogen angeordnete Röntgenquelle eine um ein Objekt verlaufende Trajektorie, beispielsweise eine schraubenlinenförmige, ausführen kann. Eine mögliche Trajektorie kann auch kreisförmig für einen 2D/3D CT Scan oder wie aufgeführt entsprechend einer Schraubenline um ein Objekt für eine größere 3D-Röntgenaufnahme verlaufen. Die Verbindungseinheit weist beispielsweise ein erstes, zweites, drittes und viertes Verbindungselement auf, wobei die Länge von mindestens einem Verbindungselement veränderbar ist. Ein Teil eines ersten Verbindungselementes ist drehbar und ausfahrbar im Chassis integriert und ein zweites Verbindungselement ist drehbar im ersten Verbindungselement gelagert. In einer Ausgestaltung kann ein das zweite, dritte und vierte Verbindungselement zusammenfassendes Verbindungselement in seiner länglichen Ausgestaltung, wie in 2 gezeigt, die Form eines Z-Profils haben und das zum C-Bogen weisende Teil ein teleskopartiges verlängerbares Ende aufweisen. Zur Stabilisierung kann das Chassis im Bodenbereich ein ausfahrbares Ausgleichselement aufweisen, wobei das ausfahrbare Ausgleichselement seine Position ändert wenn ein vorgebbarer, die Stabilität der mobilen Röntgeneinheit repräsentierender Grenzwert überschritten wird. Koppelelemente sind zwischen den Verbindungselementen, zwischen Chassis und dem ersten Verbindungselement sowie zwischen dem vierten Verbindungselement und dem C-Bogen angeordnet und in der Art ansteuerbar, dass eine beliebige Winkelstellung zwischen den aufgeführten Elementen ermöglicht wird. Die jeweils länglich ausgebildeten Verbindungselemente weisen jeweils mittig eine Achse auf. Die Koppelelemente zwischen den Verbindungselementen sind so ausgebildet, dass die Verbindungselemente um ihre jeweilige Achse drehbar sind.
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Die Verbindungseinheit einer Röntgeneinheit ist derart ausgebildet, dass mit der Röntgenquelle der Röntgeneinheit vom Patienten entlang einer Trajektorie an beliebigen Stelle vom Patienten Röntgenaufnahmen angelegt werden können ohne das die gesamte Röntgeneinheit erneut positioniert werden muss.
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Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass für die Röntgenquelle eine kombinierbare horizontal und/oder orbital/angular Bewegung um den Patienten ermöglicht wird.
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Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass eine schraubenlinienförmige Trajektorie der Röntgenquelle um ein Objekt möglich ist.
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Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass mit dem C-Bogen ein CT-Scan von einem zu untersuchenden Objekt ermöglicht wird.
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Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass mindestens die Länge eines der die Haltevorrichtung für Detektor und Röntgenquelle tragenden und ausrichtbaren Verbindungselemente veränderbar ist.
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Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass ein Abstand von der Röntgenquelle zum durchleuchtenden Objekt vorgebbar ist.
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Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass aus einer Serie von 2D-Röntgenbildern ein zusammenhängendes Röntgenbild oder ein 3D-Röntgenbild errechnet werden kann.
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Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass eine isozentrische Drehung des C-Bogens um das Objekt durchführbar ist.
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Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass 2D-Röntgenaufnahmen während einer Tomosynthese zu einem 3D-Datenvolumen verrechenbar sind.
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Nachfolgend wird der Gegenstand der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt und erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht einer mobilen Röntgeneinheit,
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2 eine Draufsicht der mobilen Röntgeneinheit,
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3 eine Verwendung der mobilen Röntgeneinheit und
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4 eine weitere Verwendung der mobilen Röntgeneinheit.
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Der Gegenstand der Erfindung zeigt eine Ausgestaltung einer mobilen Röntgeneinheit mit einem Chassis, einem C-Bogen und einer zwischen Chassis und C-Bogen angeordneten Verbindungseinheit. Die Verbindungseinheit ist derart ausgebildet, dass Röntgenquelle und Röntgendetektor in einer beliebigen Trajektorie an und/oder um ein Objekt führbar sind ohne dass die mobile Röntgeneinheit neu positioniert werden muss.
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In 1 ist schematisch eine Darstellung einer mobilen Röntgeneinheit CS wiedergegeben. Diese Darstellung zeigt ein fahrbares Chassis CH, eine beispielsweise C-bogenförmig ausgebildete Haltevorrichtung CB mit einer Röntgenquelle RQ und einem Röntgendetektor D sowie eine Verbindungseinheit VH zwischen Chassis CH und C-Bogen CB. Im Chassis CH sind, hier nicht explizit dargestellt, Steuereinheiten u.a. zur Ansteuerung für die im Bodenbereich angeordneten Transportelemente R und zur Ausrichtung der in der Verbindungseinheit VH angeordneten Verbindungselemente platziert. Des Weiteren können in dem Chassis CH Recheneinheiten zur Verrechnung von Röntgenbilddaten, zu Röntgen-Panoramabilder oder 3D-Röntgenbilder, vorgesehen sein. Die Länge der Verbindungseinheit VH ist veränderbar. Die Verbindungseinheit VH ist aus veränderbaren den C-Bogen CB tragenden und auszurichtenden Verbindungselementen zusammengesetzt. Ein zungenartig verlängerbarer Fortsatz FS im Bodenbereich des Chassis CH erstreckt sich in Richtung C-Bogen CB. Dieser zungenartige Fortsatz FS weist ein Ausgleichselement AL auf. Die Richtung bei einer Verlängerung des Ausgleichselementes AL ist mit der gezeigten Ausgleichsrichtung AR angedeutet. Je nach Ausgestaltung und Belastung der Verbindungselemente zwischen dem Chassis CH und dem C-Bogen CB kann der zungeartige Fortsatz FS im Bodenbereich des Chassis CH verlängert bzw. verkürzt werden. Die Verkürzung bzw. Verlängerung des zungenartigen Fortsatzes FS kann durch das in diesem integrierten Ausgleichselement AL erfolgen. Die Ansteuerung des Ausgleichselementes AL erfolgt elektronisch. Die zwischen C-Bogen CB und Chassis CH angeordneten Verbindungseinheit VH gliedert sich in dieser Darstellung in ein erstes Verbindungselement 1, ein zweites Verbindungselement 2, ein drittes Verbindungselement 3 und in ein viertes Verbindungselement 4. Mittels des ersten, zweiten, dritten und vierten Verbindungselementes 1, 2, 3, 4 kann der C-Bogen CB beliebig im Raum positioniert und ausgerichtet werden. Ein Teil des vertikal ausgerichteten ersten Verbindungselementes 1 ist in das fahrbare Chassis CH integriert. Das erste Verbindungselement 1 weist mittig verlaufend eine erste Achse A auf. Um die erste Achse A kann das erste Verbindungselement 1 entsprechend der angedeuteten ersten Drehrichtung AA gedreht werden. Die Lager hierzu sind im Chassis CH integriert. Das erste Verbindungselement 1 ist teleskopartig, entsprechend der eingezeichneten ersten Bewegungsrichtung SR1, verlänger- bzw. verkürzbar. Eine Bewegung des ersten Verbindungselementes 1 wird mittels eines Elektromotors, dessen zugehörige Steuereinheit im Chassis CH angeordnet ist, bewirkt. Das zweite Verbindungselement 2 ist in dieser Darstellung horizontal ausgerichtet. Das zweite Verbindungselement 2 ist länglich ausgebildet und weist mittig eine zweite Achse B auf. Um die zweite Achse B kann das zweite Verbindungselement 2 entsprechend der eingezeichneten zweiten Drehrichtung AB gedreht werden. Das zweite Verbindungselement 2 ist entsprechend der eingezeichneten zweiten Bewegungsrichtung SR2 verlänger- oder verkürzbar. Die Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Element 1, 2 kann starr bzw. variabel mittels eines Koppelelementes ausgebildet werden. Das zweite Verbindungselement 2 ist mit einem dritten Verbindungselement 3 verbunden. Die Verbindung zwischen dem zweiten und dritten Verbindungselement 2, 3 kann starr als auch flexibel ausgestaltet werden. Das dritte Verbindungselement 3 weist eine dritte Achse C auf. Das dritte Verbindungselement 3 ist um die dritte Achse C in der angedeuteten dritten Drehrichtungen AC drehbar im oder am zweiten Verbindungselement 2 gelagert. Das dritte Verbindungselement 3 kann entsprechend der dritten Bewegungsrichtung SR3 verkürzt oder verlängert werden. Das vierte Verbindungselement 4 ist mit einem Winkelelement WE mit dem dritten Verbindungselement 3 verbunden. Dieses vierte Verbindungselement 4 ist länglich ausgebildet und weist mittig liegend eine vierte Achse D auf. Das vierte Verbindungselement 4 kann entsprechend der eingezeichneten vierten Drehrichtung AD um die vierte Achse D gedreht werden. Das vierte Verbindungselement 4 kann ebenso wie die bereits aufgeführten Verbindungselemente 1 bis 3 verkürzt oder verlängert werden. Die Verkürzung oder Verlängerung des vierten Verbindungselementes 4 kann in der eingezeichneten vierten Bewegungsrichtung SR4 erfolgen.
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Der C-Bogen CB kann starr oder mittels eines mehrgliedrigen mindestens einen Freiheitsgrad aufweisenden in der Figur nicht explizit dargestellten Verbindungsgelenkes mit dem vierten Verbindungselement 4 verbunden sein. Bei einer Verlängerung des zweiten und/oder vierten Verbindungselementes 2, 4 kann der zungenartige Fortsatz FS des fahrbaren Chassis CH verlängert werden. Der C-Bogen ist bei dieser Ausführungsform schwenkbar an dem vierten Verbindungselement 4 befestigt. In dieser Darstellung ist der C-Bogen quer zur Ausrichtung des Chassis CH angeordnet. Hier in der Figur nicht dargestellte Koppelelemente zwischen Chassis CH und erstem Verbindungselement (1) sowie zwischen den Verbindungselementen 1,..., 4 und zwischen dem viertem Verbindungselement 4 und dem C-Bogen CB können in der Art angesteuert werden, dass eine beliebige Drehung und/oder Winkelstellung zwischen den aufgeführten Elementen ermöglicht wird. Der C-Bogen CB ist so ausgebildet, dass ein Abstand zwischen Röntgenquelle RQ und Röntgendetektor D vorgebbar ist.
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In der 2 ist eine Draufsicht der in 1 gezeigten mobilen Röntgeneinheit CS mit möglichen Bewegungsrichtungen BRCH des Chassis CH gezeigt. Gezeigt ist ebenso eine Ausgestaltung der Verbindungseinheit VH. In dieser Ausgestaltung ist die Verbindungseinheit VH aus möglichen einzeln ansteuerbaren Verbindungselementen 1,..., 4 gebildet. In dieser Ausgestaltung sind die Verbindungselemente jeweils in einem rechten Winkel zueinander angeordnet. In einer weiteren Ausgestaltung könnte das zweite, dritte und vierte Verbindungselement 2, 3, 4 als einstückiges Verbindungselement ausgebildet sein. Das einstückig ausgebildete Verbindungselement ist entsprechend eines Z-Profil´s ausgebildet. Das zum C-Bogen CB weisende Ende des einstückigen Verbindungselementes ist teleskopartig verlängerbar. Mittels dieses teleskopartig aus und einfahrbaren zum C-Bogen CB hinweisenden Endes des Verbindungselementes kann der C-Bogen entlang einer Patientenliege PL geführt werden.
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3 zeigt eine perspektivische Darstellung der in den 1 und 2 dargestellten mobilen Röntgeneinheit CS. Zusätzlich ist in 3 noch ein auf einer Patientenliege PL angeordneter Patient O abgebildet. Am Fußende der Patientenliege PL ist die mobile Röntgeneinheit CS positioniert. Das erste, zweite, dritte und vierte Verbindungselement 1, 2, 3, 4 wird bei einer Orbitalrotation ORD des C-Bogens CB um den Patienten O derart angesteuert, dass das zweite Verbindungselement 2 um die zweite Achse B gedreht wird. Die Orbitaldrehung ORD des C-Bogens CB kann durch das Drehen des zweiten Verbindungselementes 2 bewirkt werden. Durch eine Verlängerung des vierten Verbindungselementes 4 kann der C-Bogen CB u.a. eine Orbitaldrehung ORD bzw. -rotation an beliebiger Stelle unter Berücksichtigung der Lage des Patienten O durchführen.
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In 4 ist eine weitere Verwendung der mobilen Röntgeneinheit CS abgebildet. In dieser Abbildung werden ebenso, wie in der 3 gezeigt, die mobile Röntgeneinheit CS und ein auf einer Liegeeinheit PL platzierter Patient O in einer perspektivischen Darstellung schematisch wiedergegeben. In dieser Darstellung ist eine schraubenlinienförmige Drehung SS der Röntgenquelle RQ und des Röntgendetektors D angedeutet.
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Bewirkt wird der wendelförmige Verlauf beispielsweise durch einen kontinuierlichen Vorschub bei gleichzeitiger Drehung des C-Bogens CB um den Patienten O. Ein vorgebbarer Abstand KA zwischen Röntgenquelle RQ und Röntgendetektor D oder zwischen Röntgenquelle RQ und Objekt O ist durch die steuerbaren Verbindungselemente und/oder Verstellmöglichkeiten bei der C-bogenförmigen Halterung CD möglich.
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In der dargestellten mobilen Röntgeneinheit CS kann die Position des auf der Patientenliege PL angeordneten Objektes O mittels Sensoren ermittelt und für einen weiteren Fortgang eines Scans zur Repositionierung des C-Bogens CB der mobilen Röntgeneinheit CS herangezogen werden.
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Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass mittels der variabel ansteuerbaren Verbindungselemente jeder Bereich des auf der Patientenliege PL liegenden Patienten O erreichbar ist. Die abgebildeten Verbindungselemente der Verbindungseinheit VH können auch in der Art ausgestaltet sein, dass lediglich das zweite Verbindungselement 2 drehbar in dem ersten Verbindungselement 1 gelagert ist und die Länge des vierten Verbindungselementes 4 verlängerbar ist.
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Anstelle der C- oder U-förmigen Haltevorrichtung für Röntgenquelle RQ und Röntgendetektor D kann jede andersartig geformte oder anpassbare Haltevorrichtung Verwendung finden. Bei der Verwendung einer Haltevorrichtung muss sichergestellt sein, dass ausreichend Platz zwischen Röntgenquelle/Röntgendetektor und Patient bleibt. Mittels der Haltevorrichtung kann ein konstanter und je nach Anwendung ein vorgebbarer oder variabler Abstand zwischen Röntgenquelle und Röntgendetektor sowie zwischen Röntgenquelle und Patient eingestellt werden. Die hierfür nötigen Führungselemente können zwischen dem jeweiligen Ende des C-Bogens und der Röntgenquelle oder des Röntgendetektors integriert sein.
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Bezugszeichenliste
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- CS
- Röntgeneinheit
- CH
- Chassis
- CB
- Haltevorrichtung, U-Bogen, C-Bogen
- RQ
- Röntgenquelle
- D
- Röntgendetektor
- FS
- Fortsatz
- AL
- Ausgleichselement
- AR
- Ausgleichsrichtung vom Ausgleichselement
- R
- Transportelemente, Räder
- BWCH
- Bewegungsrichtung Chassis
- VH
- Verbindungseinheit
- 1
- erstes Verbindungselement
- 2
- zweites Verbindungselement
- 3
- drittes Verbindungselement
- 4
- viertes Verbindungselement
- A
- erste Achse
- B
- zweite Achse
- C
- dritte Achse
- D
- vierte Achse
- AA
- erste Drehrichtung von erster Achse
- AB
- zweite Drehrichtung von zweiter Achse
- AC
- dritte Drehrichtung von dritter Achse
- AD
- vierte Drehrichtung von vierter Achse
- SR1
- erste Bewegungsrichtungen
- SR2
- zweite Bewegungsrichtungen
- SR3
- dritte Bewegungsrichtungen
- SR4
- vierte Bewegungsrichtungen
- WE
- Winkelelement
- PL
- Patientenliege
- O
- Objekt
- ORD
- Orbitaldrehung
- SS
- schraubenlinieförmige Trajektorie, Spiralscan
- KA
- konstanter/variabler Abstand
