DE19936408B4 - Verfahrbares Röntgengerät - Google Patents

Verfahrbares Röntgengerät Download PDF

Info

Publication number
DE19936408B4
DE19936408B4 DE19936408A DE19936408A DE19936408B4 DE 19936408 B4 DE19936408 B4 DE 19936408B4 DE 19936408 A DE19936408 A DE 19936408A DE 19936408 A DE19936408 A DE 19936408A DE 19936408 B4 DE19936408 B4 DE 19936408B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ray
projections
ray system
arm
movable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19936408A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19936408A1 (de
Inventor
Wolfgang G. Seißler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Healthcare GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19936408A priority Critical patent/DE19936408B4/de
Priority to JP2000230713A priority patent/JP2001061827A/ja
Priority to US09/630,967 priority patent/US6491430B1/en
Publication of DE19936408A1 publication Critical patent/DE19936408A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19936408B4 publication Critical patent/DE19936408B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/46Arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B6/461Displaying means of special interest
    • A61B6/466Displaying means of special interest adapted to display 3D data
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4405Constructional features of apparatus for radiation diagnosis the apparatus being movable or portable, e.g. handheld or mounted on a trolley
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4429Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units
    • A61B6/4435Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure
    • A61B6/4441Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure the rigid structure being a C-arm or U-arm
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/58Testing, adjusting or calibrating thereof
    • A61B6/582Calibration
    • A61B6/583Calibration using calibration phantoms
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B42/00Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means
    • G03B42/02Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means using X-rays
    • G03B42/025Positioning or masking the X-ray film cartridge in the radiographic apparatus
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B42/00Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means
    • G03B42/02Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means using X-rays
    • G03B42/026Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means using X-rays for obtaining three-dimensional pictures
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/30Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from X-rays
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/30Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/32Transforming X-rays

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein verfahrbares Röntgengerät (1) mit einem Röntgensystem (10, 11), welches zur Aufnahme von Serien von 2-D-Projektionen von einem Objekt für eine Rekonstruktion wenigstens eines 3-D-Bildes des Objektes relativ zu dem Objekt verstellbar ist. Das Röntgengerät (1) weist Mittel (16, 17, 19) zur Sicherstellung einer reproduzierbaren Verstellbewegung des Röntgensystems (10, 11) auf, so daß eine offline-Bestimmung der für die Rekonstruktion von 3-D-Bildern erforderlichen Projektionsgeometrien ermöglicht wird. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur offline-Bestimmung der Projektionsgeometrien für ein derartiges Röntgengerät (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein verfahrbares Röntgengerät mit einem eine Röntgenstrahlenquelle und einen flächigen Röntgenstrahlendetektor aufweisenden Röntgensystem, welches zur Aufnahme von Serien von 2D-Projektionen von einem Objekt für eine Rekonstruktion wenigstens eines 3D-Bildes des Objektes relativ zu dem Objekt verstellbar ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Bestimmung von Projektionsgeometrien für ein derartiges Röntgengerät.
  • Röntgengeräte der eingangs genannten Art sind beispielsweise zum Einsatz in der Medizin vorgesehen, um aus einer Serie von aufgenommenen 2D-Projektionen von einem Körperteil eines Patienten 3D-Bilder von dem Körperteil zu rekonstruieren. Die Rekonstruktion von 3D-Bildern aus den mit dem Röntgensystem aufgenommenen 2D-Projektionen setzt allerdings die Kenntnis der Projektionsgeometrien, d. h. die Kenntnis der Positionen der Röntgenstrahlenquelle und des Röntgenstrahlendetektors sowie die Kenntnis des Projektionswinkels bei jeder der einzelnen 2D-Projektionen der Serie voraus.
  • Aus der US 4,053,780 ist ein axial arbeitendes tomografisches Abtastgerät mit einem eine Röntgenstrahlenquelle und einen Röntgenstrahlendetektor aufweisenden Röntgensystem bekannt, welches an einem Rahmen angebracht ist und zur Aufnahme von Projektionen von einem Objekt relativ zu dem Objekt verstellbar ist. Das Abtastgerät weist weiterhin Mittel zur Verstellung des Röntgensystems auf, welche in einem Kalibriervorgang die Bestimmung von für die Rekonstruktion eines Bildes erforderlichen Daten gestatten.
  • In der DE 35 31 741 C2 ist ein Tomographiegerät mit einem bewegbaren Strahlenerzeugungssystem und einem bewegbaren Strah lenmeßsystem, das unabhängig von der Lage des Strahlenerzeugungssystems aufgestellt werden kann, beschrieben.
  • Aus der US 5,014,293 ist ein Röntgencomputertomograph mit einem Gerätewagen und mit einem an einem C-Bogen des Gerätewagens angeordneten Röntgensystem beschrieben. Das Röntgensystem umfasst eine ein fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel aussendende Röntgenstrahlenquelle und einen Röntgenstrahlendetektor in Form eines Detektorarrays. Zur Gewinnung von Röntgenaufnahmen kann der C-Bogen um ein Objekt bewegt werden, wobei das fächerförmige Röntgenstrahlenbündel das Objekt durchdringt und auf das Detektorarray trifft. Aus den Röntgenaufnahmen können 3D-Bilder von dem Objekt gewonnen werden.
  • In der DE 43 35 300 C1 ist ein Computertomograph mit einem Röntgensystem und einer Messeinrichtung für die Lage des Drehzentrums beschrieben, welche eine Fokusablenkeinheit im Sinne einer Nachführung des Fokus bei einer Verlagerung des Drehzentrums steuert.
  • Aus der DE 197 46 093 A1 ist ein verfahrbares Röntgengerät der eingangs genannten Art bekannt, bei dem Mittel in Form von Sende- und Empfangseinrichtungen für Schallwellen oder elektromagnetische Wellen vorhanden sind, welche die Ermittlung der Projektionsgeometrien während der Aufnahme einer Serie von 2D-Projektionen gestatten.
  • In der DE 195 12 819 C2 ist außerdem ein Röntgencomputertomograph beschrieben, bei dem während der Aufnahme von 2D-Projektionen von einem Objekt oberhalb und unterhalb des zu untersuchenden Bereiches des Objektes röntgenpositive Marken im Meßfeld angeordnet sind und in den 2D-Projektionen mit abgebildet werden. Durch Auswertung der 2D-Projektionen sind die Projektionsgeometrien für jede 2D-Projektion ermittelbar.
  • Insbesondere bei den beiden letztgenannten bekannten Röntgengeräten ist eine sogenannte online-Ermittlung der Projek tionsgeometrien, also eine Ermittlung der Projektionsgeometrien während der Aufnahme einer Serie von 2D-Projektionen von einem Objekt bzw. zumindest die Aufzeichnung von Daten während der Aufnahme einer Serie von 2D-Projektionen, welche die Ermittlung der Projektionsgeometrien gestatten, erforderlich, da die Röntgengeräte in bezug auf die Verstellbewegung des Röntgensystems mechanische Instabilitäten aufweisen. Diese mechanischen Instabilitäten schließen eine reproduzierbare Verstellbewegung des Röntgensystems aus, so daß die Positionen der Röntgenstrahlenquelle und des Röntgenstrahlenempfängers zum jeweiligen Zeitpunkt der Aufnahme einer 2D-Projektion beispielsweise mit in den Röntgengeräten vorhandenen Positionsgebern nicht derart genau erfaßbar sind, daß qualitativ hochwertige 3D-Bilder rekonstruierbar wären.
  • Die online-Ermittlung der Projektionsgeometrien erfordert jedoch einen hohen Einsatz von Rechenleistung, um in möglichst kurzer Zeit nach der Aufnahme der Serie von 2D-Projektionen in erwünschter Weise zu 3D-Bildern von dem Objekt zu gelangen. Eine sogenannte Realtime-Rekonstruktion von 3D-Bildern ist demnach nur mit einem Einsatz teuerer, eine hohe Rechenleistung aufweisender Rechner möglich.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die für die Rekonstruktion von 3D-Bildern erforderlichen Projektionsgeometrien in vereinfachter Weise für ein verfahrbares Röntgengerät zur Verfügung zu stellen.
  • Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein verfahrbares Röntgengerät nach Anspruch 1.
  • Aufgrund der an dem Röntgengerät vorgesehenen Mittel, welche eine reproduzierbare Verstellbewegung des Röntgensystems sicherstellen, besteht also die Möglichkeit, die Bestimmung der Projektionsgeometrien vor der Aufnahme von Serien von 2D-Projektionen von einem Objekt in einem in der Regel einmaligen Kalibriervorgang zu ermitteln. Auf diese Weise können die einmal ermittelten Projektionsgeometrien wiederholt zur Rekonstruktion von 3D-Bildern für zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommene Serien von 2D-Projektionen verschiedener Objekte eingesetzt werden, was bisher bei mobilen Röntgengeräten aufgrund der leichten, die Mobilität gewährleistenden Bauweise und den damit verbundenen Instabilitäten für nicht möglich erachtet wurde. Die Umsetzung einer offline-Bestimmung der Projektionsgeometrien, also eine Bestimmung der Projektionsgeometrien vor der eigentlichen Aufnahme von 2D-Projektionen von einem Objekt, beruht auf der Überlegung, die bei der Verstellung des, beispielsweise an einem C-Bogen angeordneten, Röntgensystems auftretenden Verwindungen des C-Bogens, welche zu Abweichungen des Röntgensystems von seiner mit Positionsgebern erfaßbaren idealen Verstellbewegung führen, als mechanische Konstanten zu betrachten. Unter gleichen durch die Mittel zur Sicherstellung zu gewährleistenden, die Verstellung des C-Bogens betreffenden Bedingungen, erweist sich diese Annahme als weitgehend zutreffend, so daß die Verstellbewegung des C-Bogens bzw. des Röntgensystems als reproduzierbar erachtet werden kann.
  • Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß die Mittel einen digital gesteuerten Antrieb umfassen, welcher die Verstellbe wegung des Röntgensystems bewirkt. Der vorzugsweise softwaregesteuerte Antrieb, welcher nach einer Ausführungsform der Erfindung einen Schrittmotor umfaßt, ermöglicht eine präzise Verstellung des Röntgensystems. Der Schrittmotor wirkt dabei z. B. mit dem das Röntgensystem aufnehmenden C-Bogen zusammen. Auf diese Weise können einzelne Positionen bei der Verstellbewegung des Röntgensystems bis auf 500 μ° genau wiederholt angefahren werden, so daß die bei der Kalibrierung eingenommenen Positionen der Röntgenstrahlenquelle und des Röntgenstrahlendetektors bei späteren Verstellvorgängen des Röntgensystems nahezu exakt wieder eingenommen werden können. Auf diese Weise entsprechen auch die bei späteren Messungen in bezug auf die mechanischen Konstanten des Röntgensystems herrschenden Verhältnisse den bei der Kalibrierung herrschenden Verhältnissen.
  • Gemäß der Erfindung ist das Röntgensystem an einer in einem Lagerteil gelagerten Tragevorrichtung angeordnet, welches Lagerteil längs einer Achse verschieblich an einer Halterung und relativ zu der Halterung um die Achse schwenkbar angeordnet ist, wobei die Mittel erste, eine definierte Wirkrichtung aufweisende Kompensationsmittel umfassen, welche ein zwischen dem Lagerteil und der Halterung vorhandenes mechanisches Spiel kompensieren.
  • Weiterhin ist vorgesehen, daß die Halterung höhenverstellbar an einer wenigstens zwei, relativ zueinander bewegliche Elemente aufweisenden Hubvorrichtung angeordnet ist, wobei die Mittel zweite, eine definierte Wirkrichtung aufweisende Kompensationsmittel umfassen, welche ein zwischen den Elementen der Hubvorrichtung vorhandenes mechanisches Spiel kompensieren.
  • Bei den Kompensationsmitteln handelt es sich beispielsweise um Arretiermittel, z. B. Federmittel oder angefederte Arretierbolzen, welche während des Kalibriervorganges sowie während späterer Meßvorgänge das Lagerteil gegen die Halterung bzw. die Elemente der Hubvorrichtung gegeneinander in einer definierten Wirkrichtung verspannen, so daß bei verschiedenen Meßvorgängen stets dieselben Verhältnisse herrschen.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Tragevorrichtung für das Röntgensystem um einen C-Bogen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beigefügten schematischen Figur dargestellt, welche ein erfindungsgemäßes, verfahrbares Röntgengerät zeigt.
  • Bei dem in der Figur dargestellten erfindungsgemäßen Röntgengerät handelt es sich um ein C-Bogen-Röntgengerät 1 mit einem auf Rädern 2 verfahrbaren Gerätewagen 3. Das C-Bogen-Röntgengerät 1 weist eine in der Figur mit gestrichelten Linien angedeutete Teleskopsäule 4 mit im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels zwei Elementen 5, 6 auf. Das Element 5 ist relativ zu dem Element 6 vertikal verstellbar und um eine Längsachse A der Teleskopsäule 4 in Richtung des Doppelpfeiles α drehbar. An der Teleskopsäule 4 ist eine Halterung 7 angeordnet, an der wiederum ein Lagerteil 8 zur Lagerung eines C-Bogens 9 angeordnet ist. Der C-Bogen 9 ist mit einem eine Röntgenstrahlenquelle 10 und einen flächigen Röntgenstrahlendetektor 11 aufweisenden Röntgensystem versehen, wobei die Röntgenstrahlenquelle 10 und der Röntgenstrahlendetektor 11 derart einander gegenüberliegend an den Enden des C-Bogens 9 angeordnet sind, daß ein von der Röntgenstrahlenquelle 10 ausgehender Zentralstrahl ZS eines Röntgenstrahlen bündels annähernd mittig auf den Röntgenstrahlendetektor 11 trifft.
  • Der C-Bogen 9 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels in Richtung des Doppelpfeiles a längs seines Umfanges isozentrisch, motorisch verstellbar an dem Lagerteil 8 gelagert. Das Lagerteil 8 ist um eine gemeinsame Achse B der Halterung 7 und des Lagerteils 8 schwenkbar (vgl. Doppelpfeil β, Angulation) und in Richtung der Achse B verschieblich (vgl. Doppelpfeil b) an der Halterung 7 gelagert. Mit Hilfe der Teleskopsäule 4 ist der C-Bogen 9, der über das Lagerteil 8 und die Halterung 7 mit der Teleskopsäule 4 verbunden ist, relativ zu dem Gerätewagen 3 vertikal verstellbar.
  • Das C-Bogen-Röntgengerät 1 ist zur Erzeugung von 3D-Bildern eines in der Figur nicht dargestellten Objektes vorgesehen. Die 3D-Bilder werden aus bei unterschiedlichen Projektionswinkeln aufgenommenen 2D-Projektionen des Objektes, welche mit Hilfe des die Röntgenstrahlenquelle 10 und den Röntgenstrahlendetektor 11 aufweisenden Röntgensystems gewonnen werden, mit einem Bildrechner 12 rekonstruiert und sind mittels eines Sichtgerätes 13, welches auf einer Halterung 14 des C-Bogen-Röntgengerätes 1 angeordnet ist, darstellbar.
  • Zur Aufnahme von 2D-Projektionen bei unterschiedlichen Projektionswinkeln wird der das Röntgensystem aufnehmende C-Bogen 9 längs seines Umfanges in Richtung des Doppelpfeiles a in einem Winkelbereich von ca. 200° um das zu untersuchende und im 3D-Bild darzustellende Objekt motorisch verstellt, wobei während der Verstellbewegung ca. 50 – 100 2D-Projektionen von dem Objekt mit dem Röntgensystem aufgenommen werden.
  • Für die Rekonstruktion von 3D-Bildern ist, wie bereits eingangs erwähnt, die Kenntnis der Projektionsgeometrien, also der Position der Röntgenstrahlenquelle 10 und des Röntgenstrahlendetektors 11, relativ zu dem Objekt sowie die Kennt nis der Projektionswinkel für jede der 2D-Projektionen erforderlich.
  • Bei dem erfindungsgemäßen C-Bogen-Röntgengerät 1 werden diese Projektionsgeometrien in einem Kalibriervorgang vor der Aufnahme von Serien von 2D-Projektionen von einem Objekt ermittelt und in einem Speicher 15 für die spätere Rekonstruktion von 3D-Bildern aus aufgenommenen Serien von 2D-Projektionen von unterschiedlichen Objekten bereitgehalten.
  • Ein derartiges Vorgehen ist jedoch nur dann möglich, wenn die Verstellbewegung des Röntgensystems reproduzierbar ist. Um dies bei verfahrbaren Röntgengeräten sicherzustellen, welche aufgrund ihrer notwendigerweise leichten, die Mobilität gewährleistenden Bauweise an sich mechanische Instabilitäten aufweisen, welche eine Reproduzierbarkeit der Verstellbewegung des Röntgensystems ausschließen, sind an dem C-Bogen-Röntgengerät 1 entsprechende Mittel vorgesehen. Die Mittel sind derart ausgeführt, daß nicht nur die Reproduzierbarkeit der Verstellbewegungen des Röntgensystems, sondern auch eine Gewichtszunahme des Röntgengerätes weitgehend vermieden ist, wodurch die Verfahrbarkeit und somit die leichte Handhabbarkeit des C-Bogen-Röntgengerätes 1 gewährleistet bleibt.
  • Die erwähnten Mittel umfassen einen die Verstellbewegung des C-Bogens 9 relativ zu dem Lagerteil 8 bewirkenden digital softwaregesteuerten Antrieb in Form eines Schrittmotors 16. Der Schrittmotor 16 ist derart ansteuerbar, daß einzelne Positionen des C-Bogens 9 bis auf 500 μ° genau wiederholt anfahrbar sind.
  • Des weiteren umfassen im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Mittel zur Sicherstellung der reproduzierbaren Verstellbewegungen des Röntgensystems erste Kompensationsmittel, bei denen sich im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels um einen angefederten Arretierbolzen 17 handelt, welcher mit einer Führungsstange 18 zusammenwirkt. Die Führungs stange 18 ist fest mit dem Lagerteil 8 verbunden und kann in nicht näher dargestellter Weise in einer Passung der Halterung 7 in Richtung der Achse B gleiten. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die Führungsstange 18 derart angeordnet, daß die Achse B durch die Führungsstange 18 verläuft. Das Lagerteil 8 ist also durch die Führungsstange 18 relativ zu der Halterung 7 längs der Achse B verschieblich und außerdem relativ zu der Halterung 7 bzw. um die Achse B schwenkbar.
  • Ist eine gewünschte Stellung des Lagerteils 8 und somit des C-Bogens 9 relativ zu der Halterung 7 eingenommen, kann durch Betätigung des angefederten Arretierbolzens 17 in eine definierte Wirkrichtung mit Hilfe nicht näher dargestellter Betätigungsmittel eine gezielte Arretierung bzw. Verspannung des Lagerteils 8 gegen die Halterung 7 erfolgen, welche ein in der Regel zwischen dem Lagerteil 8 und der Halterung 7 bzw. das zwischen der Führungsstange 18 und der Passung vorhandene mechanische Spiel kompensiert bzw. ausschaltet.
  • Zweite Kompensationsmittel, bei denen es sich ebenfalls um einen angefederten Arretierbolzen 19 handelt, wirken mit den zwei Elementen 5, 6 der Teleskopsäule 4 derart zusammen, daß das bewegliche Element 5 relativ zu dem stationären Element 6 bei einer beliebigen Höheneinstellung der Teleskopsäule 5 in einer definierten Wirkrichtung fixiert werden kann. Auf diese Weise kann das in der Regel zwischen den Elementen 5 und 6 vorhandene mechanische Spiel bei Meßvorgängen mit dem Röntgensystem kompensiert bzw. ausgeschaltet werden.
  • Die beiden angefederten Bolzen 17 und 19 sind jeweils derart angeordnet, daß die zur Arretierung benötigte Kraft möglichst klein ist, wodurch der für die Kompensationsmittel zu treibende mechanische Aufwand gering ist.
  • Die offline-Bestimmung der Projektionsgeometrien erfolgt derart, daß zunächst, wie bereits erwähnt, eine erste Einstel lung des Lagerteils 8 bzw. des C-Bogens 9 längs der Achse B und um die Achse B relativ zu der Halterung 7 und eine erste Höheneinstellung der Halterung 7 durch Verstellung der Elemente 5, 6 der Teleskopsäule 4 relativ zueinander vorgenommen wird. Anschließend wird zur Bestimmung der Projektionsgeometrien ein mit röntgenpositiven Marken versehenes Phantom 20 derart relativ zu dem Röntgensystem angeordnet, daß ein von der Röntgenstrahlenquelle 10 zu dem Röntgenstrahlendetektor 11 verlaufende Röntgenstrahlenbündel das Phantom 20 zumindest teilweise durchdringen kann. Bei dem Phantom 20 kann es sich beispielsweise um einen an sich aus der US 5,822,396 oder der US 5,835,563 bekannten, eigentlich für die online-Bestimmung von Projektionsgeometrien vorgesehenen Markerring handeln.
  • Ist das Phantom 20 beispielsweise ein eine Mittelachse aufweisender aus der US 5,822,396 oder der US 5,835,563 bekannter Markerring oder ein andersartiges eine Mittelachse aufweisendes Phantom, erfolgt die Positionierung des Phantoms 20 relativ zu dem Röntgensystem vorzugsweise derart, daß die Mittelachse des Phantoms wenigstens im wesentlichen parallel zu oder sogar identisch mit einer Systemachse S des C-Bogen-Röntgengerätes 1 ist. Die Systemachse S ist dabei die Achse, um welche das Röntgensystem schwenkbar ist, welche durch das Isozentrum IZ des C-Bogens 9 verläuft, wenigstens im wesentlichen rechtwinklig auf der ebenfalls durch das Isozentrum IZ verlaufenden Achse B und wenigstens im wesentlichen rechtwinklig auf dem Zentralstrahl ZS steht.
  • Nach der Positionierung des Phantoms 20 relativ zu dem Röntgensystem wird eine Serie von 2D-Projektionen von dem Phantom 20 angefertigt, wobei der C-Bogen 9 durch den Schrittmotor 16 in Umfangsrichtung, also in Richtung des Doppelpfeiles a verstellt wird. Durch Auswertung der 2D-Projektionen von dem Phantom 20 können beispielsweise mit Hilfe des Bildrechners 12 die Projektionsgeometrien ermittelt werden und in Abhängigkeit von der Höheneinstellung der Halterung 7 und der Stellung des Lagerteils 8 relativ zu der Halterung 7 im Spei cher 15 gespeichert werden. Gegebenenfalls sind für weitere von der in der Figur dargestellten Einstellung abweichende Einstellungen der Halterung 7 sowie des Lagerteils 8 relativ zu der Halterung 7 weitere Serien von 2D-Projektionen im Zuge des Kalibriervorganges anzufertigen, anhand der 2D-Projektionen die Projektionsgeometrien für die einzelnen 2D-Projektionen zu bestimmen und im Speicher 15 abzulegen.
  • Auf diese Weise erhält man zu bestimmten Stellungen der Halterung 7 und des Lagerteils 8 gehörige Datensätze von Projektionsgeometrien, welche bei späteren entsprechenden Einstellungen der Halterung 7 und des Lagerteils 8 zur Rekonstruktion von 3D-Bildern aus Serien von von einem Objekt aufgenommenen 2D-Projektionen verwendet werden können. Mit Hilfe des Schrittmotors 16 und der Kompensationsmittel ist es dabei möglich, die beim Kalibriervorgang eingenommenen Positionen des C-Bogens 9 nahezu exakt wieder anzufahren, so daß die in dem Kalibriervorgang ermittelten Projektionsgeometrien zur Rekonstruktion von 3D-Bildern herangezogen werden können.
  • Das erfindungsgemäße Röntgengerät ist vorstehend am Beispiel eines verfahrbaren C-Bogen-Röntgengerätes 1 beschrieben. Das erfindungsgemäße Röntgengerät muß jedoch nicht notwendigerweise ein C-Bogen-Röntgengerät sein, sondern es kann sich auch um anderes verfahrbares Röntgengerät handeln.
  • Darüber hinaus muß das Röntgengerät nicht alle Einstellmöglichkeiten für das Röntgensystem bieten, wie sie für das C-Bogen-Röntgengerät 1 beschrieben sind.

Claims (4)

  1. Verfahrbares Röntgengerät mit einem eine Röntgenstrahlenquelle (10) und einen flächigen Röntgenstrahlendetektor (11) aufweisenden Röntgensystem, welches zur Aufnahme von Serien von 2D-Projektionen von einem Objekt für eine Rekonstruktion wenigstens eines 3D-Bildes des Objektes relativ zu dem Objekt verstellbar ist und mit Mitteln (16, 17, 19) zur Sicherstellung einer reproduzierbaren Verstellbewegung des Röntgensystems, welche in einem Kalibriervorgang eine Bestimmung der für die Rekonstruktion eines 3D-Bildes erforderlichen Projektionsgeometrien des Röntgensystems vor der Aufnahme von Serien von 2D-Projektionen von dem Objekt gestatten, wobei das Röntgensystem an einer in einem Lagerteil (8) gehaltenen Tragevorrichtung (9) angeordnet ist, welches Lagerteil (8) längs einer Achse (B) verschieblich zu einer Halterung (7) und relativ zu der Halterung (7) um die Achse (B) schwenkbar angeordnet ist, wobei die Mittel erste eine definierte Wirkrichtung aufweisende Kompensationsmittel (17) umfassen, welche ein zwischen dem Lagerteil (8) und der Halterung (7) vorhandenes mechanisches Spiel kompensieren, und wobei die Halterung (7) höhenverstellbar an einer wenigstens zwei, relativ zueinander bewegliche Elemente (5, 6) aufweisenden Hubvorrichtung (4) angeordnet ist, wobei die Mittel zweite, eine definierte Wirkrichtung aufweisende Kompensationsmittel (19) umfassen, welche ein zwischen den Elementen (5, 6) der Hubvorrichtung (4) vorhandenes mechanisches Spiel kompensieren.
  2. Verfahrbares Röntgengerät nach Anspruch 1, bei dem die Mittel einen digital gesteuerten Antrieb (16) umfassen, welcher die Verstellbewegung des Röntgensystems bewirkt.
  3. Verfahrbares Röntgengerät nach Anspruch 2, bei dem der Antrieb einen Schrittmotor (16) umfaßt.
  4. Verfahrbares Röntgengerät nach Anspruch 1 bei dem die Tragevorrichtung ein C-Bogen (9) ist.
DE19936408A 1999-08-03 1999-08-03 Verfahrbares Röntgengerät Expired - Fee Related DE19936408B4 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19936408A DE19936408B4 (de) 1999-08-03 1999-08-03 Verfahrbares Röntgengerät
JP2000230713A JP2001061827A (ja) 1999-08-03 2000-07-31 移動形x線装置及び撮影位置の決定方法
US09/630,967 US6491430B1 (en) 1999-08-03 2000-08-02 Mobile X-ray apparatus and method for determining projection geometries therein

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19936408A DE19936408B4 (de) 1999-08-03 1999-08-03 Verfahrbares Röntgengerät

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19936408A1 DE19936408A1 (de) 2001-03-15
DE19936408B4 true DE19936408B4 (de) 2005-09-01

Family

ID=7916957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19936408A Expired - Fee Related DE19936408B4 (de) 1999-08-03 1999-08-03 Verfahrbares Röntgengerät

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6491430B1 (de)
JP (1) JP2001061827A (de)
DE (1) DE19936408B4 (de)

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10119228A1 (de) * 2001-04-19 2002-12-05 Siemens Ag Verfahren zur dreidimensionalen Bildgebung eines sich bewegenden Untersuchungsobjekts, insbesondere zur Herzbildgebung
DE10210287B4 (de) * 2002-03-08 2004-01-22 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur markerlosen Registrierung für navigationsgeführte Eingriffe
JP4194407B2 (ja) * 2002-05-21 2008-12-10 キヤノン株式会社 移動型放射線撮影装置、放射線撮影システム
DE10224011A1 (de) * 2002-05-29 2003-12-24 Siemens Ag Rechnergestütztes Rekonstruktionsverfahren für ein dreidimensionales Objekt
CN100482165C (zh) * 2002-06-11 2009-04-29 分离成像有限责任公司 用于x射线成像的悬臂式支架装置
DE10317137A1 (de) * 2003-04-14 2004-11-18 Siemens Ag Röntgeneinrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Oberflächenbildes
US7570734B2 (en) * 2003-07-25 2009-08-04 J. Morita Manufacturing Corporation Method and apparatus for X-ray image correction
US7016456B2 (en) * 2003-10-31 2006-03-21 General Electric Company Method and apparatus for calibrating volumetric computed tomography systems
WO2006085242A1 (en) * 2005-02-10 2006-08-17 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Computed tomography method with helical relative movement and conical beam bundle
FR2882245B1 (fr) * 2005-02-21 2007-05-18 Gen Electric Procede de determination du deplacement 3d d'un patient positionne sur une table d'un dispositif d'imagerie
DE102005038892A1 (de) * 2005-08-17 2007-03-01 Siemens Ag Verfahren zum Erzeugen von 3-D-Röntgenbilddaten eines Objekts
US7488107B2 (en) * 2005-08-18 2009-02-10 General Electric Company Method and apparatus to detect and correct alignment errors in x-ray systems used to generate 3D volumetric images
EP1782734B1 (de) * 2005-11-05 2018-10-24 Ziehm Imaging GmbH Vorrichtung zur Verbesserung der Volumenrekonstruktion
US7950849B2 (en) * 2005-11-29 2011-05-31 General Electric Company Method and device for geometry analysis and calibration of volumetric imaging systems
US7607832B2 (en) * 2006-11-23 2009-10-27 General Electric Company Apparatus for medical imaging
US8000522B2 (en) * 2007-02-02 2011-08-16 General Electric Company Method and system for three-dimensional imaging in a non-calibrated geometry
EP2119397B1 (de) 2008-05-15 2013-12-18 Brainlab AG Bestimmung einer Kalibrier-Information für ein Röntgengerät
US8483461B2 (en) * 2008-09-26 2013-07-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Diagnostic imaging system and method
DE102008063193B4 (de) 2008-12-29 2011-06-16 Yxlon International Gmbh Vorrichtung zur zerstörungsfreien Untersuchung zylindrischer oder rohrförmiger Prüfobjekte mittels Röntgenstrahlung
DE102009031400A1 (de) * 2009-07-01 2011-01-05 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur rechnergestützten 2D-Navigation
US8568028B2 (en) 2010-04-13 2013-10-29 Carestream Health, Inc. Mobile radiography unit having collapsible support column
US8672543B2 (en) 2010-04-13 2014-03-18 Carestream Health, Inc. Counterweight for mobile x-ray device
US10165992B2 (en) 2010-10-18 2019-01-01 Carestream Health, Inc. X-ray imaging systems and devices
JP6316283B2 (ja) * 2012-06-05 2018-04-25 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. X線ctイメージャの動き層分解較正
US10070828B2 (en) 2013-03-05 2018-09-11 Nview Medical Inc. Imaging systems and related apparatus and methods
US10846860B2 (en) 2013-03-05 2020-11-24 Nview Medical Inc. Systems and methods for x-ray tomosynthesis image reconstruction
DE102014209684B4 (de) * 2014-05-21 2023-06-29 Siemens Healthcare Gmbh Medizinisches Untersuchungs- und/oder Behandlungsgerät
US9974525B2 (en) 2014-10-31 2018-05-22 Covidien Lp Computed tomography enhanced fluoroscopic system, device, and method of utilizing the same
CN104880471A (zh) * 2015-05-11 2015-09-02 上海应用技术学院 便携式探伤车
US10716525B2 (en) 2015-08-06 2020-07-21 Covidien Lp System and method for navigating to target and performing procedure on target utilizing fluoroscopic-based local three dimensional volume reconstruction
US10702226B2 (en) 2015-08-06 2020-07-07 Covidien Lp System and method for local three dimensional volume reconstruction using a standard fluoroscope
US10674982B2 (en) 2015-08-06 2020-06-09 Covidien Lp System and method for local three dimensional volume reconstruction using a standard fluoroscope
US11172895B2 (en) 2015-12-07 2021-11-16 Covidien Lp Visualization, navigation, and planning with electromagnetic navigation bronchoscopy and cone beam computed tomography integrated
US10448910B2 (en) * 2016-02-03 2019-10-22 Globus Medical, Inc. Portable medical imaging system
CN107518907A (zh) * 2016-06-22 2017-12-29 沈阳东软医疗***有限公司 一种医疗影像装置及其机架
US11051886B2 (en) 2016-09-27 2021-07-06 Covidien Lp Systems and methods for performing a surgical navigation procedure
EP3421086B1 (de) * 2017-06-28 2020-01-15 OptiNav Sp. z o.o. Bestimmung von geometrischen informationen über eine medizinische behandlungsanordnung mit drehbarer behandlungsstrahlungsquelleneinheit
US10699448B2 (en) 2017-06-29 2020-06-30 Covidien Lp System and method for identifying, marking and navigating to a target using real time two dimensional fluoroscopic data
EP3685350A4 (de) 2017-09-22 2021-05-19 Nview Medical Inc. Bildrekonstruktion unter verwendung von reglern für maschinenlernen
EP3694412A4 (de) 2017-10-10 2021-08-18 Covidien LP System und verfahren zur identifizierung und markierung eines ziels in einer fluoroskopischen dreidimensionalen rekonstruktion
US10905498B2 (en) 2018-02-08 2021-02-02 Covidien Lp System and method for catheter detection in fluoroscopic images and updating displayed position of catheter
US11272893B2 (en) 2019-07-09 2022-03-15 Carestream Health, Inc. Collapsible column movement apparatus for mobile x-ray device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4053780A (en) * 1975-10-20 1977-10-11 Syntex (U.S.A.) Inc. Method for calibration of an axial tomographic scanner
DE3531741C2 (de) * 1984-09-05 1988-11-03 Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki, Kanagawa, Jp
US5014293A (en) * 1989-10-04 1991-05-07 Imatron, Inc. Computerized tomographic x-ray scanner system and gantry assembly
DE4335300C1 (de) * 1993-10-15 1994-10-27 Siemens Ag Computertomograph mit Fächerstrahl

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6162847A (ja) * 1984-09-05 1986-03-31 Toshiba Corp 産業用断層撮影装置
FR2700909B1 (fr) * 1993-01-27 1995-03-17 Gen Electric Cgr Dispositif et procédé automatique de calibration géométrique d'un système d'imagerie par rayons X.
DE19512819C2 (de) * 1995-04-05 1999-05-27 Siemens Ag Röntgen-Computertomograph
JP3881696B2 (ja) 1995-12-21 2007-02-14 シーメンス コーポレイト リサーチ インコーポレイテツド X線ジオメトリの校正
US5835563A (en) 1995-12-21 1998-11-10 Siemens Corporate Research, Inc. Calibration apparatus for X-ray geometry
US5917881A (en) * 1997-05-20 1999-06-29 Fischer Imaging Corporation Digital scan mammography apparatus utilizing velocity adaptive feedback and method
US5923727A (en) * 1997-09-30 1999-07-13 Siemens Corporate Research, Inc. Method and apparatus for calibrating an intra-operative X-ray system
DE19746092C2 (de) * 1997-10-17 2002-09-05 Siemens Ag Röntgenaufnahmeeinrichtung zur 3D-Bildgebung
DE19746093C2 (de) * 1997-10-17 2002-10-17 Siemens Ag C-Bogen-Röntgengerät
US6049582A (en) * 1997-12-31 2000-04-11 Siemens Corporate Research, Inc. C-arm calibration method for 3D reconstruction
US6031891A (en) * 1998-04-30 2000-02-29 Picker International, Inc. Dual reference blacklevel clamping device and method for video line noise removal
US6206566B1 (en) * 1998-11-02 2001-03-27 Siemens Aktiengesellschaft X-ray apparatus for producing a 3D image from a set of 2D projections
US6092928A (en) * 1998-11-12 2000-07-25 Picker International, Inc. Apparatus and method to determine the relative position of a detector array and an x-ray tube focal spot

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4053780A (en) * 1975-10-20 1977-10-11 Syntex (U.S.A.) Inc. Method for calibration of an axial tomographic scanner
DE3531741C2 (de) * 1984-09-05 1988-11-03 Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki, Kanagawa, Jp
US5014293A (en) * 1989-10-04 1991-05-07 Imatron, Inc. Computerized tomographic x-ray scanner system and gantry assembly
DE4335300C1 (de) * 1993-10-15 1994-10-27 Siemens Ag Computertomograph mit Fächerstrahl

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001061827A (ja) 2001-03-13
US6491430B1 (en) 2002-12-10
DE19936408A1 (de) 2001-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19936408B4 (de) Verfahrbares Röntgengerät
EP1785093B1 (de) Bildgebungsvorrichtung und Therapieanlage mit einer solchen Bildgebungsvorrichtung
DE10003524B4 (de) Verfahrbares Röntgengerät und Verfahren zur Bestimmung von Projektionsgeometrien
EP0359773B2 (de) vorrichtung zur reproduzierbaren optischen darstellung eines chirurgischen eingriffes
DE19950793B4 (de) Röntgeneinrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Abbildungsparametern
DE102004061591B3 (de) Verfahren zum Betrieb eines bildgebenden medizinischen Gerätes
DE19746092C2 (de) Röntgenaufnahmeeinrichtung zur 3D-Bildgebung
DE10047382C2 (de) Röntgenkalibrierphantom, Verfahren zur markerlosen Registrierung für navigationsgeführte Eingriffe unter Verwendung des Röntgenkalibrierphantoms und medizinisches System aufweisend ein derartiges Röntgenkalibrierphantom
DE102006006038B4 (de) System zur bildlich dargestellten Verfolgung eines in ein Untersuchungsobjekt mindestens teilweise eingeführten, bewegten medizinischen Instruments
EP0910989A1 (de) Röntgeneinrichtung
DE102006024242A1 (de) Verfahren zur Detektierung einer Abweichung eines Röntgensystems in Bezug auf eine Soll-Position
DE19746093A1 (de) Röntgengerät
DE102006004692A1 (de) Bildgebendes medizintechnisches Gerät und Verfahren für ein derartiges Gerät
DE102005030285A1 (de) Computertomographiegerät und Verfahren für ein Computertomographiegerät mit einem Markierungsmittel zur positionsgenauen Markierung einer Interventionsposition mittels eines Laser-strahls auf einem zu untersuchenden Objekt
DE102012202165A1 (de) Verfahren zur Positionierung eines interessierenden Körperbereichs im Isozentrum eines CT-Bildgebungssystems
DE102006011235A1 (de) Verfahren zur Erfassung von Projektionsdatensätzen eines Untersuchungsobjekts
EP2926734B1 (de) Verfahren zur Einrichtung einer Patientenbestrahlungseinrichtung
DE102011080607A1 (de) Röntgengerät und Verfahren zum Betrieb eines Röntgengerätes
DE102006055133B4 (de) Verfahren zur Positionierung einer Röntgenaufnahmeeinrichtung relativ zu einem Untersuchungszentrum
DE102006055165B4 (de) Röntgenvorrichtung und Verfahren zur Erfassung von Projektionen eines Untersuchungsobjekts
DE102006011236A1 (de) Röntgenaufnahmevorrichtung mit einem Röntgendetektor und einem Röntgenstrahler
DE102008034178B4 (de) Ermitteln der Positionierungseinstellungen eines bildgebenden medizinischen Systems
DE102009051897A1 (de) Verfahren und Röntgensystem zum intraoperativen Aufnehmen eines 2D-Röntgenbildes
DE10139500C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Fokuspunktes einer Röntgenstrahlenquelle
DE102006051963B4 (de) Verfahren zur Kalibrierung einer Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem C-Bogen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee