DE10216857A1 - Verfahren zur Steuerung einer Röntgeneinrichtung - Google Patents

Verfahren zur Steuerung einer Röntgeneinrichtung

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Steuerung einer Röntgeneinrichtung (1) mit mindestens einem Röntgenstrahler (2) und mindestens einem Röntgendetektor (3, 4, 5) beschrieben, wobei der Röntgenstrahler (2) und/oder der Röntgendetektor (3, 4, 5) beweglich angeordnet sind. Dabei wird vor einer Aktivierung eines für eine gewünschte Messung vorgegebenen Röntgenstrahlers (2) geprüft, ob ein für die gewünschte Messung vorgegebener Röntgendetektor (5) aktiviert ist. Außerdem werden automatisch Positionsdaten (P¶2¶, P¶5¶) des betreffenden Röntgenstrahlers (2) und/oder des betreffenden Röntgendetektors (5) ermittelt und unter Verwendung der ermittelten Positionsdaten (P¶2¶, P¶5¶) die Positionen des betreffenden Röntgenstrahlers (2) und des betreffenden Röntgendetektors (5) zueinander bestimmt. Erst dann, wenn der Röntgendetektor (5) aktiviert ist und der Röntgenstrahler (2) und der Röntgendetektor (5) für die gewünschte Messung passend zueinander positioniert sind, wird der Röntgenstrahler (2) für eine Aktivierung freigegeben oder automatisch aktiviert. Außerdem wird eine entsprechende Röntgeneinrichtung (1) beschrieben.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Röntgeneinrichtung mit mindestens einem Röntgenstrahler und mindestens einem Röntgendetektor, wobei der Röntgenstrahler und/oder der Röntgendetektor beweglich angeordnet sind. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine entsprechende Röntgeneinrichtung.
  • Moderne Röntgeneinrichtungen weisen heutzutage üblicherweise nicht nur ein einzelnes Röntgenstrahler/Röntgendetektor-Paar auf, sondern beinhalten in der Regel mehrere fest oder beweglich installierte oder mobile Detektoren. Solche mobilen Detektoren sind entweder an einem Kabel oder kabellos, wie beispielsweise eine Filmfolienkassette, zumindest innerhalb eines Aktionsbereichs, z. B. innerhalb des Röntgenraums, frei beweglich. Oftmals weisen die Röntgeneinrichtungen zusätzlich mehrere verschiedene feste oder bewegliche Röntgenstrahler auf. Durch Auswahl eines Detektors und eines passenden Röntgenstrahlers wird dann ein optimales System zusammengestellt, um eine spezielle Untersuchung durchzuführen. Bei der Untersuchung muss dann sichergestellt werden, dass der gewünschte Röntgenstrahler und der Röntgendetektor so zueinander und zum Untersuchungsobjekt, beispielsweise zu einem Körperteil eines Patienten, passend ausgerichtet sind, dass die Röntgenstrahlung durch das Untersuchungsobjekt auf den Detektor trifft. Weiterhin muss gewährleistet sein, dass der entsprechende Detektor aktiv ist und die Röntgenstrahlung aufnehmen kann. Dies wird derzeit in der Regel durch eine Röntgenassistentin sichergestellt, welche den Röntgenstrahler und den Röntgendetektor zueinander und zum Untersuchungsobjekt ausrichtet und dann über ein an dem Röntgendetektor angebrachtes Kontrollsystem, z. B. ein blinkendes grünes Licht, oder ein an einer Bildstation angezeigtes Kontrollsymbol feststellt, dass der entsprechende Detektor aktiviert ist. Es wird dann die Generierung der Röntgenstrahlung von der Röntgenassistentin manuell ausgelöst und ein Bild aufgenommen. Wird irrtümlich die Röntgenstrahlung ausgelöst, ohne dass der Detektor aktiviert ist oder Röntgenstrahler und Röntgendetektor passend zueinander positioniert sind, wird der Patient der Röntgenstrahlung ausgesetzt, ohne dass die Röntgenstrahlung bildwirksam wird. Die Aufnahme muss dann wiederholt werden, was mit einer zusätzlichen Strahlenbelastung für den Patienten verbunden ist.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das bestehende Sicherheitsrisiko, dass Röntgenstrahlung ausgelöst wird, ohne dass die Strahlung am richtigen Detektor bildwirksam wird, zu minimieren.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und durch eine Röntgeneinrichtung nach Anspruch 8 gelöst.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vor einer Aktivierung eines für eine gewünschte Messung vorgegebenen Röntgenstrahlers automatisch geprüft, ob ein für die gewünschte Messung vorgegebener Röntgendetektor aktiviert ist. Außerdem werden automatisch Positionsdaten, d. h. Daten über die Lage und/oder Orientierung, des betreffenden Röntgenstrahlers und/oder des betreffenden Röntgendetektors ermittelt. Insofern umfasst im Sinne dieser Schrift der Begriff "Position" sowohl die Lage eines Objekts als auch dessen Orientierung im Raum. Unter Verwendung der ermittelten Positionsdaten werden dann die relativen Positionen, d. h. die Ausrichtung und Entfernung, des betreffenden Röntgenstrahlers und des betreffenden Röntgendetektors zueinander bestimmt. Erst dann, wenn der Röntgendetektor aktiviert ist und der Röntgenstrahler und der Röntgendetektor für die gewünschte Messung passend zueinander positioniert sind, wird der Röntgenstrahler für eine Aktivierung freigegeben oder automatisch aktiviert.
  • Eine erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung der eingangs genannten Art benötigt hierzu zum einen ein Positionsermittlungssystem zur automatischen Ermittlung von Positionsdaten des für die gewünschte Messung vorgegebenen beweglichen Röntgenstrahlers und/oder des für die gewünschte Messung vorgegebenen beweglichen Röntgendetektors. Darüber hinaus wird eine Positionskorrelationseinheit benötigt, welche unter Verwendung der ermittelten Positionsdaten Positionskorrelationsdaten ermittelt, die die relativen Positionen des betreffenden Röntgenstrahlers und des betreffenden Röntgendetektors zueinander angeben. Des Weiteren wird eine Freigabe- und/oder Auslöseeinheit benötigt, welche anhand der Positionskorrelationsdaten prüft, ob der Röntgenstrahler und der Röntgendetektor für die gewünschte Messung richtig zueinander positioniert sind und bei erfolgreicher Prüfung der Positionierung des Röntgenstrahlers und des Röntgendetektors sowie bei Empfang eines Aktivierungssignals, welches signalisiert, dass der betreffende Röntgendetektor aktiviert ist, den Röntgenstrahler zur Aktivierung freigibt und/oder automatisch aktiviert.
  • Die Erfindung erlaubt somit eine vollautomatische Kontrolle einer Ausrichtung des Röntgenstrahler-/Röntgendetektor-Paars durch die Röntgenassistentin sowie der Aktivierung des passenden Röntgendetektors. Damit wird eine fehlerhafte Auslösung der Röntgenstrahlung mit großer Sicherheit verhindert.
  • Die Unteransprüche enthalten jeweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
  • Innerhalb einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung kann eine beliebige Anzahl von Röntgenstrahlern oder Röntgendetektoren verwendet werden. Die Strahler und Detektoren können dabei fest oder beweglich installiert sein, beispielsweise an einem C-Arm, innerhalb eines Untersuchungstisches oder an einem Wandstativ. Vorzugsweise ist aber zumindest einer der Röntgenstrahler und/oder zumindest einer der Röntgendetektoren zumindest innerhalb eines Aktionsbereichs, beispielsweise des Röntgenraums, frei beweglich. D. h. es handelt sich um einen mobilen Röntgenstrahler bzw. Röntgendetektor. Solche mobilen Geräte erlauben eine optimale Anpassung an die Lage des Patienten bei der Untersuchung.
  • Zur Ermittlung der Positionen des Röntgenstrahlers und/oder des Röntgendetektors können die verschiedensten Positionsermittlungssysteme genutzt werden.
  • Sofern eines der Geräte, beispielsweise der Röntgenstrahler, fest installiert ist, reicht es aus, wenn die Positionsdaten dieses Geräts einmal bei der Installation ermittelt werden und zur erfindungsgemäßen Positionskontrolle aus einem Speicher abrufbar sind. Bei Geräten, welche an einem Träger, beispielsweise einem Stativ, einem C-Arm oder in einem Tisch, beweglich installiert sind, können auch die Parameterwerte für die einzelnen Freiheitsgrade der Bewegung des jeweiligen Geräts, z. B. eine Winkelstellung eines Gelenks, erfasst und daraus die exakten Positionsdaten des jeweiligen Geräts bestimmt werden.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Röntgeneinrichtung ein berührungslos arbeitendes Positionsermittlungssystem auf. Ein solches Positionsermittlungssystem bietet sich insbesondere zur Ermittlung der Positionsdaten von mobilen Röntgenstrahlern oder Röntgendetektoren an. Eine berührungslose Messung der Positionsdaten ist beispielsweise mittels elektromagnetisch, z. B. per Funk oder optisch, arbeitenden oder mit ultraschallbasierten Positionsermittlungssystemen möglich.
  • Vorzugsweise kann hierbei auf stereotaktische Navigationsverfahren zurückgegriffen werden, bei denen mehrere Sensoren ein Objekt beobachten, um die genaue Position des betreffenden Objekts zu bestimmen. Bei einem solchen Objekt kann es sich um ein aktives Objekt wie beispielsweise einen Funk- oder Infrarotsender oder auch um ein passives Objekt handeln, welches entsprechende Strahlung reflektiert und/oder beispielsweise einfach mittels einer CCD-Kamera optisch eindeutig identifizierbar ist.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden mittels zumindest eines im Aktionsbereich in der Regel fest positionierten Sensors, vorzugsweise mittels mindestens zweier Sensoren, die Lagedaten einer Mehrzahl von fest am jeweiligen Röntgenstrahler bzw. Röntgendetektor angeordneten Markierungsobjekten relativ zum Sensor ermittelt. Bei den Markierungsobjekten kann es sich um zusätzlich am Röntgenstrahler bzw. -detektor angebrachte aktive oder passive Markierungsobjekte, beispielsweise reflektierende Messpunkte oder dergleichen, handeln, die an die jeweiligen Sensoren des Positionsermittlungssystems angepasst sind. Bei Nutzung eines Systems, das mit herkömmlichen Videokameras als Sensoren arbeitet, können auch spezielle, genau identifizierbare Teile des Röntgenstrahlers bzw. Röntgendetektors selbst, beispielsweise bestimmte Kanten des Gehäuses, als Markierungsobjekte genutzt werden. Anhand der Lagedaten der Markierungsobjekte werden dann die Positionsdaten des betreffenden Röntgenstrahlers bzw. -detektors ermittelt.
  • Bei einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel werden mittels zumindest eines am jeweiligen Röntgenstrahler oder Röntgendetektor positionierten ersten Sensors die Richtung und/oder die Entfernung zu einem im Aktionsbereich positionierten Markierungsobjekt ermittelt. Die Entfernungsmessung kann hierbei auch in der Art erfolgen, dass die Richtungen zwischen dem ersten Sensor und zwei im Aktionsbereich positionierten Markierungsobjekten ermittelt werden und durch entsprechende Kreuzpeilung die Entfernung zu den Markierungsobjekten festgestellt wird. Mittels eines am jeweiligen Röntgenstrahler bzw. -detektor angeordneten zweiten Sensors wird die Orientierung im Raum ermittelt. Dieser zweite Sensor kann in der Weise arbeiten, dass die Orientierung des Sensors selbst und damit auch die Orientierung des fest mit dem Sensor gekoppelten Röntgenstrahlers bzw. -detektors relativ zur Gravitationskraft ermittelt wird. Aus den von den jeweiligen ersten Sensoren ermittelten Werten für die Entfernung und die Richtung zu einem oder mehreren im Aktionsbereich positionierten Fixpunkten sowie aus den Daten des zweiten Sensors über die relative Orientierung im Raum lassen sich dann die gewünschten Positionsdaten des jeweiligen Röntgenstrahlers bzw. -detektors ermitteln.
  • Um die Erfindung zu realisieren, können auch die verschiedensten Teil-Positionsermittlungssysteme zu einem gemeinsamen Positionsermittlungssystem kombiniert werden. So können beispielsweise die Positionsdaten von den Röntgenstrahlern bzw. -detektoren, die an beweglichen Trägern installiert sind, durch eine Messung der Einstellparameter des jeweiligen Trägers ermittelt werden und die Positionsdaten von frei beweglichen Röntgenstrahlern und/oder -detektoren werden mittels berührungslos arbeitender Positionsermittlungssysteme ermittelt. Wesentlich ist lediglich, dass alle Positionsdaten innerhalb eines gemeinsamen, normierten Koordinationssystems bekannt sind, um so die relativen Positionen der jeweiligen Geräte zueinander bestimmen zu können.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden vom Positionsermittlungssystem zunächst die Positionsdaten aller zur Röntgeneinrichtung gehörenden Röntgenstrahler bzw. -detektoren ermittelt und daraus die relativen Positionen aller Gerätekombinationen zueinander bestimmt. Anschließend werden dann für das für die gewünschte Messung gewählte Röntgenstrahler/Röntgendetektor-Paar die Positionen zueinander anhand der zur Verfügung stehenden Informationen über die für die Untersuchung erforderliche, korrekte Lage des Röntgenstrahlers und des Röntgendetektors zueinander geprüft.
  • Dies kann beispielsweise in der Form geschehen, dass das Positionsermittlungssystem ständig die Positionsdaten aller Röntgenstrahler und -detektoren automatisch ermittelt und diese Daten an die Positionskorrelationseinheit weitergibt.
  • Diese ermittelt dann die Positionskorrelationsdaten aller Röntgenstrahler und -detektoren zueinander und gibt diese Daten wiederum an die Freigabe- und/oder Auslöseeinheit weiter. Die Freigabe- und/oder Auslöseeinheit kann dann mit einer Auswahleinrichtung verbunden sein, welche an die Freigabe- und/oder Auslöseeinheit Auswahldaten übermittelt, mit denen ein für eine gewünschte Messung ausgewähltes Röntgenstrahler- /Röntgendetektor-Paar bestimmt wird. Die Freigabe- und/oder Auslöseeinheit überprüft dann anhand der Auswahldaten die Positionskorrelationsdaten für das ausgewählte Röntgenstrahler- /Röntgendetektor-Paar.
  • Die Auswahleinrichtung weist daher vorzugsweise eine Benutzerschnittstelle zur Eingabe der Auswahldaten zur Auswahl des zu verwendenden Röntgenstrahler/Röntgendetektor-Paars auf.
  • Besonders bevorzugt enthält die Auswahleinrichtung eine zusätzliche Kontrolleinrichtung, welche überprüft, ob ein für eine gewünschte Applikation korrektes Röntgenstrahler/Röntgendetektor-Paar ausgewählt wurde. Hierzu können an der Auswahleinrichtung auch Informationen über die gewünschte Untersuchung bzw. die Untersuchungsart eingegeben werden.
  • Bei einem besonders komfortablen Ausführungsbeispiel wird das passende Röntgenstrahler-/Röntgendetektor-Paar automatisch anhand der Informationen über die gewünschte Untersuchung ausgewählt. Die Röntgenassistentin kann hierbei beispielsweise mit einer geeigneten Benutzerschnittstelle lediglich eine bestimmte Untersuchungsart eingeben, wie z. B. eine Röntgenaufnahme des Brustraums, bei stehenden Patienten. Es werden dann automatisch von der Auswahleinrichtung die passenden Geräte ausgewählt, beispielsweise ein an einem Wandstativ befestigter Detektor und ein zugehöriger, passend positionierbarer Röntgenstrahler.
  • Nachdem die richtige Positionierung der Geräte geprüft wurde, wird schließlich der Aktivitätszustand des gewünschten Röntgendetektors geprüft und anschließend die Freigabe zur Auslösung des jeweiligen Röntgenstrahlers durchgeführt bzw. der betreffende Röntgenstrahler automatisch ausgelöst.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung eines Röntgenstrahlers sowie mehrerer Röntgendetektoren innerhalb eines Röntgenraums,
  • Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Ermittlung der Positionsdaten des Röntgenstrahlers und der Röntgendetektoren mit einem Positionsermittlungssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • Fig. 3 eine detailliertere Darstellung eines Röntgendetektors und des Sensors aus Fig. 2,
  • Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Ermittlung der Positionsdaten des Röntgenstrahlers und der Röntgendetektoren mit einem Positionsermittlungssystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Röntgeneinrichtung umfasst einen Röntgenstrahler 2 und drei verschiedene Röntgendetektoren 3, 4, 5. Der Röntgenstrahler 2 und die Röntgendetektoren 3, 4, 5 befinden sich innerhalb eines Aktionsbereichs B, hier eines üblichen, abgeschirmten Röntgenraums B.
  • Der Röntgenstrahler 2 ist an einem Deckenstativ 27, 28 befestigt, das entlang einer Bewegungsrichtung R2 an einer an der Decke des Röntgenraums B befestigten Schiene 26 verschoben werden kann. Das Deckenstativ 27, 28 weist einen von der Schiene 26 senkrecht nach unten weisenden Trägerstab 27 auf, an dem ein Schwenkarm 28 um eine koaxial zum Trägerstab 27 verlaufende Achse D1 schwenkbar gelagert ist. Am Ende des Schwenkarms 28 ist der Röntgenstrahler 2 um zwei jeweils senkrecht zur ersten Schwenkachse D1 und senkrecht zueinander verlaufende weitere Schwenkachsen D2, D3 schwenkbar befestigt. Der Röntgenstrahler 2 ist somit in insgesamt vier Freiheitsgraden, nämlich entlang der Verschiebungsrichtung R2 und entlang der drei Schwenkachsen D1, D2, D3 beweglich im Röntgenraum B angeordnet und kann so in verschiedenste Positionen eingestellt werden, um die jeweiligen Röntgendetektoren 3, 4, 5 zu bedienen.
  • Ein erster Röntgendetektor 3 befindet sich an einem Wandstativ 31 und ist entlang der Bewegungsrichtung R3 in der Höhe verstellbar. Ein zweiter Röntgendetektoren 4 befindet sich in einer Halterung 30 unterhalb der Auflagefläche eines Untersuchungstisches 29 und ist parallel zum Tisch 29 entlang der Bewegungsrichtung R4 verschiebbar. Außerdem weist die Röntgeneinrichtung noch einen vollkommen frei beweglichen, mobilen Röntgendetektor 5 auf.
  • In Fig. 1 ist eine Situation dargestellt, in der ein Patient P zum Röntgen des Unterschenkels auf dem Untersuchungstisch 29 sitzt. Hierzu wird der mobile Detektor 5 genutzt. Der mobile Detektor 5 wird daher unterhalb des Unterschenkels positioniert, wobei der Patient P das Bein in abgewinkelter Stellung hält. Der Röntgenstrahler 2 ist entsprechend so eingerichtet, dass er gegenüber dem Röntgendetektor 5 passend positioniert ist und sich dabei der Unterschenkel des Patienten P zwischen Röntgenstrahler 2 und Röntgendetektor 5 in der richtigen Position befindet.
  • Außerhalb des Röntgenraums B befindet sich ein Röntgengenerator 23, welcher mit dem Röntgenstrahler 2 verbunden ist und die richtige Spannung zur Generierung der Röntgenstrahlung liefert. Außerdem befindet sich außerhalb des Röntgenraums eine Bedienstation 25, von der aus der Röntgengenerator 23 angesteuert wird, um die Röntgenstrahlung auszulösen. Mit dieser Bedienstation 25 sind auch die einzelnen Röntgendetektoren 3, 4, 5 über entsprechende (hier nicht dargestellte) Leitungen verbunden. Sofern es sich um digitale Röntgendetektoren mit einer integrierten Ausleseeinheit handelt, können über diese Leitungen die Bilddaten direkt an die Bedienstation 25 übergeben und dort auf einem Bildschirm dargestellt werden. Typische Beispiele für solche Detektoren sind Systeme mit optischer Ankopplung einer Röntgenkonverterfolie an CCDs oder CMOS-Chips, sog. selenbasierte Detektoren mit elektrostatischer Auslesung oder Festkörperdetektoren mit aktiven Auslesematrizen.
  • Der mobile Detektor 5 kann ebenfalls an die Bedienstation 25 über ein Kabel angeschlossen sein. Insbesondere der mobile Detektor 5, aber auch die anderen Detektoren 3, 4, können aber auch über drahtlose Schnittstellen, beispielsweise kurzreichweitige Funkschnittstellen, mit der Bedienstation 25 verbunden sein, sofern der jeweilige Detektor 3, 4, 5 eine ausreichende Energieversorgung, z. B. einen Akku, aufweist.
  • Über diese Leitungen bzw. drahtlosen Schnittstellen können die jeweiligen Detektoren 3, 4, 5 auch ihren Aktivitätszustand an die Bedieneinrichtung 25 übermitteln.
  • Aus Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel ersichtlich, wie die Positionen des Röntgenstrahlers 2 und der einzelnen Röntgendetektoren 3, 4, 5 ermittelt werden.
  • Der Röntgenstrahler 2 ist hier mit einer Positionsermittlungseinrichtung 10 ausgestattet, welche die Position des Röntgenstrahlers 2 anhand der Einstellungen der Winkel in den Schwenkachsen D1, D2, D3 des Deckenstativs 27, 28 sowie der Position des Stativs 27, 28 an der Deckenschiene 26 ermittelt. Die Positionsdaten P2 werden von der Positionsermittlungseinrichtung an einen Positionskorrelator 20 weitergegeben, welcher sich beispielsweise innerhalb der Bedienstation 25 befindet.
  • Die Positionen der Detektoren 3, 4, 5 werden über ein berührungslos arbeitendes Positionssystem 6 bis 9 ermittelt, welches auf optischer Basis arbeitet. Hierzu befindet sich innerhalb des Röntgenraums B an einer passenden Position, beispielsweise an der Decke, eine Sensoreinrichtung 9 mit mehreren einzelnen Sensoren 9a, 9b, hier zwei CCD-Kameras 9a, 9b.
  • An den einzelnen Röntgendetektoren 3, 4, 5 sind jeweils Identifizierungsobjekte 6, 7, 8 fest angeordnet, welche von den CCD-Kameras 9a, 9b eindeutig identifiziert werden und deren Position im Raum daher durch eine Beobachtung mittels der CCD-Kamera 9a, 9b eindeutig festgelegt werden kann.
  • Die Funktionsweise dieses Positionsermittlungsverfahrens wird am Beispiel der Ermittlung der Positionsdaten PS des mobilen Detektors 5 anhand von Fig. 3 näher erläutert. Das an dem Detektor 5 befestigte Identifizierungsobjekt 8 weist hier drei eindeutig am Identifizierungsobjekt 8 positionierte Markierungsobjekte 18 auf. Durch die Platzierung und/oder die Art der Markierungsobjekte 18 ist das jeweilige Identifizierungsobjekt 8 bzw. der damit verbundene Detektor 5 mit Hilfe der CCD-Kameras 9a, 9b eindeutig identifizierbar. Die zwei CCD-Kameras 9a, 9b erfassen jeweils das Identifizierungsobjekt 8 mit den drei Markierungsobjekten 18 und können so aus den zwei Blickwinkeln den Ort jedes einzelnen Markierungsobjekts 18 und somit den genauen Ort und auch die Orientierung des Identifizierungsobjekts 8 bestimmen.
  • Bei den Markierungsobjekten 18 kann es sich um aktive Objekte handeln, die selbst ein Signal, beispielsweise Infrarotstrahlung, aussenden. Es kann sich aber auch um passive Objekte handeln, welche beispielsweise eine bestimmte Strahlung zu den Sensoren reflektieren. Dies hängt im Wesentlichen von der Wahl der Sensoren ab. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um CCD-Kameras, welche im sichtbaren Bereich arbeiten. Daher werden hier als Markierungsobjekte 18 einfache Halbkugeln verwendet, welche eine bestimmte Signalfarbe aufweisen, damit sie so besonders gut erkennbar sind und im Bildsignal der CCD-Kameras 9a, 9b separiert werden können.
  • Derartige Systeme, die mittels zweier Sensoren die Lage von mehreren Markierungsobjekten erfassen und somit den Ort und die Orientierung eines zu überwachenden Objektes ermitteln, existieren bereits in verschiedenen Ausführungen. Ein handelsübliches System ist beispielsweise das Positionsermittlungssystem Polaris® der Firma Northern Digital Incorporation.
  • Alternativ können die Markierungsobjekte 18 auch direkt an dem Röntgendetektor 5 angebracht sein.
  • Die auf diese Weise von der Sensoreinrichtung 9 ermittelten Positionsdaten P3, P4, P5 der einzelnen Röntgendetektoren 3, 4, 5 werden ebenfalls an die Positionskorrelationseinheit 20 übermittelt.
  • In der Positionskorrelationseinheit 20 werden dann aus den Positionsdaten P2, P3, P4, P5 für alle Detektoren 3, 4, 5 relativ zum Röntgenstrahler 2 die Positionskorrelationsdaten K berechnet, welche jeweils die relativen Positionen des betreffenden Detektors 3, 4, 5 zum Röntgenstrahler 2 angeben. Diese Positionskorrelationsdaten K werden dann an eine Freigabeeinheit 21 übermittelt. Die Freigabeeinheit 21 erhält außerdem von den einzelnen Röntgendetektoren 3, 4, 5 jeweils Aktivierungssignale A3, A4, A5, sofern der betreffende Röntgendetektor 3, 4, 5 aktiviert ist.
  • Außerdem ist die Freigabeeinheit 21 mit einer Auswahleinrichtung 22 verbunden. Bei dieser Auswahleinrichtung 22 handelt es sich um eine Einrichtung, mit deren Hilfe das gewünschte Röntgenstrahler-/Röntgendetektor-Paar 2, 5 bestimmt wird. Die Auswahleinrichtung 22 ist hier Teil der Bedienstation 25. Beispielsweise kann es sich um ein spezielles Softwaremodul einer auf einem Rechner der Bedienstation 25 installierten Steuersoftware der Röntgeneinrichtung 1 handeln.
  • Von der Auswahleinrichtung 22 werden die Auswahldaten S. welche die Informationen über das gewünschte Röntgenstrahler- /Röntgendetektor-Paar 2, 5 enthalten, an die Freigabeeinheit 21 übermittelt. Die Freigabeeinheit 21 überprüft dann anhand der Auswahldaten S und der Positionskorrelationsdaten K, ob das ausgewählte Röntgenstrahler-/Röntgendetektor-Paar 2, 5 passend zueinander positioniert ist. Ist die Prüfung erfolgreich verlaufen und liegt außerdem für den betreffenden Röntgendetektor 5 ein Aktivierungssignal A5 an, so wird ein Freigabesignal F erzeugt, welches an den Generator 23 weitergeleitet wird. Dieser Generator 23 kann dann mittels eines Schalters 24 betätigt und so die Röntgenstrahlung ausgelöst werden. Auch der Schalter 24 kann Teil der Bedieneinrichtung 25 sein. Im Übrigen können auch die Freigabeeinheit 21 und die Positionskorrelationseinheit 20 in Form von Software auf einem Rechner der Bedienstation 25 realisiert sein.
  • Anstelle der Freigabeeinheit 21 kann auch eine Auslöseeinheit verwendet werden, die nach Erhalt eines entsprechenden Befehls und nach erfolgreicher Kontrolle der Positionierung und der Detektoraktivität automatisch die Röntgenstrahlung auslöst.
  • Fig. 4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, welches jedoch in weiten Teilen mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 übereinstimmt. Gleichartige Komponenten sind in den beiden Figuren mit gleichen Bezugsziffern versehen.
  • Der wesentliche Unterschied der Röntgeneinrichtung 1 gemäß Fig. 4 zu der erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung 1 gemäß Fig. 2 besteht in dem Positionsermittlungssystem.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 wird ein Positionsermittlungssystem verwendet, bei dem innerhalb des Röntgenraums B ein Markierungsobjekt 17 positioniert wird. An den Röntgendetektoren 3, 4, 5 befindet sich jeweils ein erster Sensor 15, 13, 11 zur Ermittlung der Entfernung und der Richtung zu dem Markierungsobjekt 17. Je nach Art der Sensoren 15, 13, 11 kann es sich bei dem Markierungsobjekt 17 um ein aktives Markierungsobjekt, wie beispielsweise einen Funk- oder Infrarotsender, oder auch um ein passives Markierungsobjekt handeln.
  • Beim dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Funksender 17. Die ersten Sensoren 15, 13, 11 der Röntgendetektoren 3, 4, 5 ermitteln die Richtung, aus der das Funksignal des Funksenders 17 kommt und erkennen außerdem anhand der empfangenen Leistung den Abstand zum Funksender 17, wodurch der Ort des jeweils ersten Sensors 15, 13, 11 im Raum ermittelt wird. Alternativ können sich im Raum auch mehrere Funksender befinden, welche jeweils ein den Sender eindeutig identifizierendes Funksignal ausgeben. Über eine Leistungsmessung am jeweiligen ersten Sensor des betreffenden Röntgendetektors lässt sich dann wiederum die Entfernung zu jedem der verschiedenen Sender messen und somit durch die Entfernungsmessung auch die Position im Raum bestimmen.
  • Außerdem sind die Röntgendetektoren 3, 4, 5 jeweils mit einem Orientierungssensor 16, 14, 12 ausgestattet, der zur Ermittlung der Orientierung des betreffenden Röntgendetektors 3, 4, 5 im Raum dient. Verschiedene Sensoren, mit denen die Lage im Raum bestimmt werden kann, sind allgemein bekannt.
  • Zusätzlich weist jeder der Röntgendetektoren 3, 4, 5 eine Recheneinheit 19 auf, welche aus der ermittelten Entfernung bzw. Richtung zu dem im Aktionsbereich positionierten Markierungsobjekt 19 und der Orientierung im Raum, welche vom Orientierungssensor 16, 14, 12 ermittelt wurde, die Positionsdaten P3, P4, P5 berechnet. Die Positionsdaten P3, P4, P5 werden dann an die Positionskorrelationseinheit 20 weitergeleitet. Diese empfängt, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, direkt von einer Messeinrichtung 10 am Röntgenstrahler 2 die Positionsdaten P2 des Röntgenstrahlers 2. Die weitere Verarbeitung der Positionsdaten P2, P3, P4, P5 und die Verknüpfung mit den Aktivierungssignale A3, A4, A5 erfolgt wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 beschrieben.
  • Die Übermittlung der Positionsdaten P3, P4, P5 der einzelnen Röntgendetektoren 3, 4, 5 an die Positionskorrelationseinheit 20 sowie die Übermittlung der zugehörigen Aktivierungssignale A3, A4, A5 an die Freigabeeinheit 21 können je nach Art des Röntgendetektors 3, 4, 5 über ein Kabel oder ein drahtloses Übertragungssystem, beispielsweise eine Funkschnittstelle, an die Positionskorrelationseinheit 20 bzw. an die Freigabeeinheit 21 erfolgen.
  • Es wird an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es sich bei den in den Figuren dargestellten Positionsermittlungssystemen nur um Ausführungsbeispiele der Erfindung handelt und dass zur Ermittlung der Position eines beliebigen Röntgendetektors oder Röntgenstrahlers auf die verschiedensten Positionsermittlungsverfahren zurückgegriffen werden kann. So kann beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 auch die Position des Röntgenstrahlers 2 in gleicher Weise über ein berührungsloses Positionsermittlungssystem wie bei den Röntgendetektoren 3, 4, 5 ermittelt werden. Ebenso können auch für die verschiedenen Röntgendetektoren 3, 4, 5 unterschiedliche Positionsermittlungssysteme genutzt werden.

Claims (15)

1. Verfahren zur Steuerung einer Röntgeneinrichtung (1) mit mindestens einem Röntgenstrahler (2) und mindestens einem Röntgendetektor (3, 4, 5), wobei der Röntgenstrahler (2) und/oder der Röntgendetektor (3, 4, 5) beweglich angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer Aktivierung eines für eine gewünschte Messung vorgegebenen Röntgenstrahlers (2)
- geprüft wird, ob ein für die gewünschte Messung vorgegebener Röntgendetektor (5) aktiviert ist,
- und automatisch Positionsdaten (P2, P5) des betreffenden Röntgenstrahlers (2) und/oder des betreffenden Röntgendetektors (5) ermittelt werden
- und unter Verwendung der ermittelten Positionsdaten (P2, P5) die relativen Positionen des betreffenden Röntgenstrahlers (2) und des betreffenden Röntgendetektors (5) zueinander bestimmt werden
- und erst dann, wenn der Röntgendetektor (5) aktiviert ist und der Röntgenstrahler (2) und der Röntgendetektor (5) für die gewünschte Messung passend zueinander positioniert sind, der Röntgenstrahler (2) für eine Aktivierung freigegeben wird oder automatisch aktiviert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Röntgenstrahler und/oder einer der Röntgendetektoren (5) zumindest innerhalb eines Aktionsbereichs (B) frei beweglich ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Positionsdaten (P2, P5) des Röntgenstrahlers (2) und/oder des Röntgendetektors (5) ein berührungslos arbeitendes Positionsermittlungssystem (6 bis 18) verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein optisches Positionsermittlungssystem (6 bis 18) verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsdaten (P2, P3, P4, P5) aller zur Röntgeneinrichtung (1) gehörenden Röntgenstrahler (2) und Röntgendetektoren (3, 4, 5) ermittelt werden und mittels dieser Positionsdaten (P2, P3, P4, P5) jeweils die relativen Positionen aller Röntgenstrahler (2) und Röntgendetektoren (3, 4, 5) zueinander bestimmt werden und dann für das für eine gewünschte Messung ausgewählte Röntgenstrahler/Röntgendetektor-Paar (2, 5) die relativen Positionen zueinander geprüft werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels zumindest eines im Aktionsbereich positionierten Sensors (9) die Lagedaten einer Mehrzahl von fest am jeweiligen Röntgenstrahler oder Röntgendetektor (5) angeordneten Markierungsobjekten (18) relativ zum Sensor (9) ermittelt werden und anhand der Lagedaten die Positionsdaten (P5) des betreffenden Röntgenstrahlers oder Röntgendetektors (5) ermittelt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels zumindest eines am jeweiligen Röntgenstrahler oder Röntgendetektor (5) positionierten ersten Sensors (11) die Richtung und/oder die Entfernung zu einem im Aktionsbereich (B) positionierten Markierungsobjekt (17) ermittelt wird und mittels zumindest eines am jeweiligen Röntgenstrahler oder Röntgendetektor (5) angeordneten zweiten Sensors (12) die Orientierung des Röntgenstrahlers oder Röntgendetektors (5) im Raum ermittelt wird.
8. Röntgeneinrichtung mit mindestens einem Röntgenstrahler (2) und mindestens einem Röntgendetektor (3, 4, 5), wobei der Röntgenstrahler (2) und/oder der Röntgendetektor (3, 4, 5) beweglich zueinander angeordnet sind, gekennzeichnet durch
- ein Positionsermittlungssystem (6 bis 18) zur automatischen Ermittlung von Positionsdaten (P2, P5) eines für eine gewünschte Messung vorgegebenen beweglichen Röntgenstrahlers (2) und/oder eines für die gewünschte Messung vorgegebenen beweglichen Röntgendetektors (5) zueinander,
- eine Positionskorrelationseinheit (20), welche unter Verwendung der ermittelten Positionsdaten (P2, P5) Positionskorrelationsdaten (K) ermittelt, welche die Positionen des betreffenden Röntgenstrahlers (2) und des betreffenden Röntgendetektors (5) zueinander angeben,
- eine Freigabe- und/oder Auslöseeinheit (21), welche anhand der Positionskorrelationsdaten (K) prüft, ob der Röntgenstrahler (2) und der Röntgendetektor (5) für die gewünschte Messung passend zueinander positioniert sind, und bei erfolgreicher Prüfung der Positionierung des Röntgenstrahlers (2) und des Röntgendetektors (5) und bei Empfang eines Aktivierungssignals (A5), welches signalisiert, dass der betreffende Röntgendetektor (5) aktiviert ist, den Röntgenstrahler (2) zur Aktivierung freigibt und/oder automatisch aktiviert.
9. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Röntgenstrahler ein innerhalb eines Aktionsbereichs mobiler Röntgenstrahler und/oder dass zumindest einer der Röntgendetektoren (5) ein innerhalb eines Aktionsbereichs mobiler Röntgendetektor (5) ist.
10. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch ein berührungslos arbeitendes Positionsermittlungssystems (6 bis 18) zur Ermittlung der Position des Röntgenstrahlers und/oder des Röntgendetektors (5).
11. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein optisches Positionsermittlungssystem (6 bis 18).
12. Röntgeneinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
das Positionsermittlungssystem (6 bis 18) die Positionsdaten (P2, P3, P4, P5) aller zur Röntgeneinrichtung (1) gehörenden Röntgenstrahler (2) und Röntgendetektoren (3, 4, 5) ermittelt und die Positionskorrelationseinheit (20) die Positionskorrelationsdaten (K) aller Röntgenstrahler (2) und Röntgendetektoren ermittelt und an die Freigabe- und/oder Auslöseeinheit (21) übermittelt,
und dass die Freigabe- und/oder Auslöseeinheit (21) mit einer Auswahleinrichtung (22) verbunden ist, welche an die Freigabe- und/oder Auslöseeinheit (21) Auswahldaten (S) übermittelt, mit denen ein für eine gewünschte Messung ausgewähltes Röntgenstrahler/Röntgendetektor-Paar (2, 5) bestimmt wird, und dass die Freigabe- und/oder Auslöseeinheit (21) anhand der Auswahldaten (S) die Positionskorrelationsdaten (K) für das ausgewählte Röntgenstrahler/Röntgendetektor-Paar (2, 5) überprüft.
13. Röntgeneinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahleinrichtung (22) eine Benutzerschnittstelle zur Eingabe von Auswahldaten (S) zur Auswahl des für eine gewünschte Messung zu verwendenden Röntgenstrahler/Röntgendetektor-Paars (2, 5) aufweist.
14. Röntgeneinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsermittlungssystem (6 bis 18)
- eine Mehrzahl von fest am jeweiligen Röntgenstrahler oder Röntgendetektor (5) angeordneten Markierungsobjekten (18),
- zumindest eine im Aktionsbereich (B) positionierte Sensoreinrichtung (9) zur Ermittlung der Lagedaten der Markierungsobjekte (18) relativ zur Sensoreinrichtung (9),
- und eine Recheneinheit zur Ermittlung der Positionsdaten (PS) des betreffenden Röntgenstrahlers oder Röntgendetektors (5) anhand der Lagedaten der Markierungsobjekte (18)
aufweist.
15. Röntgeneinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsermittlungssystem
- zumindest ein im Aktionsbereich positioniertes Markierungsobjekt (17),
- zumindest einen am jeweiligen Röntgenstrahler oder Röntgendetektor (5) positionierten ersten Sensor (11) zur Ermittlung der Entfernung und/oder der Richtung zu dem im Aktionsbereich (B) positionierten Markierungsobjekt (17), zumindest einen am jeweiligen Röntgenstrahler oder Röntgendetektor (5) angeordneten zweiten Sensor (12) zur Ermittlung der Orientierung des Röntgenstrahlers oder des Röntgendetektors (5) im Raum,
- und zumindest eine Recheneinheit (19) zur Ermittlung der Positionsdaten (PS) des betreffenden Röntgenstrahlers oder Röntgendetektors (5) anhand der ermittelten Entfernung und/oder Richtung zu dem im Aktionsbereich positionierten Markierungsobjekt (17) und der ermittelten Orientierung im Raum
aufweist.
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