DE4423359B4

DE4423359B4 - Chirurgische Röntgendiagnostikeinrichtung

Info

Publication number: DE4423359B4
Application number: DE19944423359
Authority: DE
Inventors: Jürgen Ziehm
Original assignee: Ziehm Imaging GmbH
Current assignee: Ziehm Imaging GmbH
Priority date: 1994-07-04
Filing date: 1994-07-04
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2014-07-05
Also published as: DE4423359A1

Abstract

Mobile chirurgische Röntgendiagnostikeinrichtung, bestehend aus einem parallel zum Fußboden längsverstellbaren C-Bogen mit einer daran angebrachten Röntgenstrahler-Bildverstärker-Einheit, einer an einer höhenverstellbaren Säule angebrachten mehrstückigen, durch Gelenke miteinander verbundenen Halterung, die den C-Bogen längs seines Umfanges beweglich führt, aus einer auf eine Steuerung wirkende Bedieneinheit und einem Wagen, dadurch gekennzeichnet,
• daß jedes Gelenk und Verstellelement mit einer die Bewegung charakterisierenden Meßeinrichtung zur Erfassung des Maßes der Verstellung ausgerüstet ist,
• daß die Signale der Meßeinrichtungen einer Anzeige- und Bedieneinheit zugeführt und für eine Weiterverarbeitung und Speicherung aufbereitet werden und
• daß die Meßwerte der aktuellen Position der Gelenke und Verstellelemente jeweils in zurücksetzbaren Pufferspeichern gespeichert und auf einem Display angezeigt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine parallel zum Fußboden längsverstellbare, mobile chirurgische Röntgendiagnostikeinrichtung, bestehend aus einer an einem C-Bogen angebrachten Röntgenstrahler-Bildverstärker-Einheit auf einem C-Bogen sowie einer Steuerungseinheit mit Bedienkonsole. Der C-Bogen ist über eine Halterung an einer höhenverstellbaren Säule angebracht und in der Halterung längs des Umfanges des C-Bogend derart beweglich geführt, daß der C-Bogen um eine Achse senkrecht zur C-Bogen-Ebene verdrehbar ist. Die Halterung weist ferner ein Drehgelenk auf, durch das die C-Bogen-Ebene um eine parallel zum Fußboden verlaufende Drehachse rotierbar ist. Die mechanischen Verstellelemente enthalten; Meßeinrichtungen, die eine reproduzierbare Einstellung der mechanischen Parameter des C-Bogens erlauben.
Röntgendiagnostikeinrichtungen, die auf einem Wagen einen mehrfach verstellbaren C-Bogen mit Röntgenstrahler und Röntgenbildverstärker tragen, sind aus der Patentliteratur seit langem bekannt. Die europäische Patentanmeldung EP0231969A1 betrifft einen beweglichen Röntgenapparat mit einem Bildverstärker und einer Röntgenröhre, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Teile sehr leicht für den Transport bewegt werden können. Die europäische Patentanmeldung EP0367836 A1 betrifft ein fahrbares Röntgendiagnostikgerät mit einer höhenverstellbaren Säule. Die Höhenverstellung der Säule soll dabei ohne einen elektrischen Antrieb möglich sein. Der zum Verstellen der Säule notwendige Kraftaufwand ist bei der beschriebenen Einrichtung über den gesamten Verstellweg annähernd gleich. Die europäische Patentanmeldung EP0236864A1 betrifft ein fahrbares Röntgenuntersuchungsgerät mit einem C-Bogen, der an seinen Enden einen Röntgenstrahler und einen Röntgenstrahlenempfänger trägt, wobei der C-Bogen auf einem Wagen verstellbar und der Wagen mit einem Scherengestänge höhenverstellbar gelagert Die Druckschrift DE 692 01 691 T2 betrifft ein mobiles Röntgengerät, das auf einem Fahrgestell einem um eine senkrechte Achse drehbaren Aufbau aufweist, welcher in freitragender Weise entfaltbar ist und eine Röntgenröhre trägt, wobei die maximale Amplitude der Entfaltung eine Funktion des mittels eines geeigneten Sensors gemessenen Drehwinkels des Aufbaus um die senkrechte Achse ist.
Allen bekannten fahrbaren Röntgendiagnostikeinrichtungen ist gemeinsam, daß sie eine Vielfalt von Bewegungen des C-Bogens zulassen, jedoch eine Entfernung des C-Bogens aus dem Operationsfeld über eine größere Strecke hinweg nicht möglich ist, ohne daß nach Heranfahren des Gerätes der optimale Standort des C-Bogens wiedergesucht werden muß. Alle längsverstellbaren C-Bogen-Geräte zeichnen sich dadurch aus, daß der Verstellbereich nur etwa einen halben Meter umfaßt und daß die auftretenden Hebelkräfte eine sehr stabile und gewichtsintensive Ausführung des Tragarmes und der Säulenkonstruktion erfordern. Die Verstellmöglichkeiten der bekannten C-Bogen-Geräte erlauben eine unter der Bezeichnung "Zwei-Ebenen-Technik" bekannte Aufnahmemethode. Hierzu wird die Ebene des C-Bogens um einen Winkel von 90° um eine Drehachse im Tragarm gekippt. Bedingt durch die Aufhängung des C-Bogens am Tragarm muß der Strahlungsmittelpunkt des C-Bogens durch Längs- und Höhenverstellung der gesamten C-Bogenanordnung nachjustiert werden. Dies geschieht in aller Regel unter Röntgenstrahlenkontrolle. Ein schneller Wechsel zwischen den Aufnahmeebenen ist nicht möglich und darüberhinaus wird der zu untersuchende Patient und der Operateur unnötig einer Röntgenbestrahlung ausgesetzt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine mobile, chirurgische Röntgendiagnostikeinrichtung zu schaffen, die bei Verwendung weniger und kostengünstiger Komponenten die Anwendung der "Zwei-Ebenen-Aufnahmetechnik" bei geringstmöglicher Strahlenbelastung des Patienten während der C-Bogen-Justiervorgänge zuläßt, mindestens die Verstellmöglichkeiten herkömmlicher C-Bogengeräte beinhaltet, von einer einzigen Person im nichtsterilen Bereich außerhalb des Operationsfeldes bedienbar ist und Mittel aufweist, die die Nachteile bekannter Röntgendiagnostikeinrichtungen vermeiden.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein mobiles C-Bogengerät gelöst, das an allen mechanischen Verstellelementen Meßeinrichtungen für die Messung der relativen Verstellwege enthält. Die erfindungsgemäße Röntgendiagnostikeinrichtung wird wahlweise vom Bediener von Hand justiert, bis die Sollwerte der Verstellwege erweicht sind oder durch elektrische Antriebe automatisch positioniert. Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
In 1 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung während des Betriebes gezeigt. Die Röntgendiagnostikeinrichtung (1) trägt an ihrer Oberseite eine Bedieneinheit (2) in einer für den Bediener (6) ergonomischen Höhe. Ein C-Bogen (3) mit Röntgenstrahler (4) und einem Bildverstärker (5) ist an einer Halterung (9) so angebracht, daß der C-Bogen längs seines Umfanges geführt ist und so bewegt werden kann, daß der C-Bogen-Mittelpunkt während der Bewegung ortsfest bleibt. Die Halterung (9) ist beweglich an einen Säulenkopf (8) angebracht. Dieser Säulenkopf bildet den Abschluß einer höhenverstellbaren Säule (7), welche in einer Säulenträgereinheit (10) integriert ist. Der Säulenkopf kann in einem begrenzten Winkelbereich um die Säulenachse rotiert werden. Um das fahrbare Röntgenuntersuchungsgerät in eine für den operierenden Chirurgen geeignete Position zu bringen, wird das Untersuchungsgerät mit Hilfe der Pendelrollen (20, 20') und der Lenkrollen (21, 21') am Ausleger unterhalb des C-Bogens grob justiert. Um den Mittelpunktt des C-Bogens (12) an die richtige Stellte des Operationsfeldes zu justieren oder aber auch den Mittelpunkt des C-Bogens während der Operation nachzuführen, werden die Lenkrollen (20) in Geradeausstellung gebracht und fixiert und eine Stützrolle mit starrer Achse (22) mit einer so großen Kraft gegen den Fußboden (25) gedrückt, daß die Wirkung der Pendelrolle durch die Entlastung aufgehoben wird und die Pendelrolle nur noch eine Stützfunktion übernimmt.
Soll die Röntgendiagnostikeinrichtung von einem festeingestellten justierten Punkt entfernt werden (z. B. um das Operationsfeld für chirurgische Eingriffe frei zu bekommen), so wird ein an der Stützrolle (22) angebrachter Drehgeber (84) initialisiert und eine auf der Bedieneinheit angebrachte Anzeige für die Verfahrwegmessung auf Null gesetzt. Wird nun das fahrbare Röntgendiagnostikgerät aus dem Operationsfeld geradlinig herausgefahren, so wird am Anzeigetableau der Verfahrweg in Einheiten, in Anzahl der Umdrehungen bzw. über einen Umrechnungsfaktor in cm angezeigt. Soll das Röntgendiagnostikgerät bei Bedarf wieder an exakt den gleichen Punkt gebracht werden, so ist der Wagen soweit geradlinig zu verfahren, bis die Anzeige auf dem Kontrollbildschirm der Bedieneinheit wieder auf Null steht. Wahlweise wird die Stützrolle mittels eines Stellmotors (83), der von einer Steuerung kontrolliert wird, angetrieben. Die Stützrolle wird dann ebenso motorisch mittels eines Stellelementes (85) zur Entlastung der Pendelrollen gegen den Boden gedrückt. Auf dem Säulenkopf (8) ist eine bewegliche Monitorhalterung (31) angebracht, die einen Betrachtungsmonitor (30) trägt. Der Monitor wird – falls dies für den Operateur erforderlich ist – durch den Bediener (6) von der dem Operationstisch abgewandten Seite des C-Bogens aus justiert.
In 2 ist die Eingabe- und Anzeigeoberfläche des Bedienelementes (2) schematisch dargestellt. Um einen Kontrollmonitor (32) sind Eingabeelemente, vorzugsweise als leicht zu desinfizierende und reinigende Folientastatur ausgeführt, angeordnet. Im Ausführungsbeispiel der Abbildung enthält das Bedienelement eine alphanumerische Tastatur (45) zur Eingabe von Texten (z. B. der Patientendaten), Schaltelemente (46) mit fester Zuordnung der Schaltfunktionen, Pfeiltasten (47) zum Bewegen von Zeigern in Bildschirmmenues sowie Tasten (40) mit anwenderspezifischer Funktionszuordnung, wobei die Zuordnung der Funktion zu den nicht gekennzeichneten Tasten über ein Bildelement (41) im Kontrollmonitor in unmittelbarer Nachbarschaft zur Taste (40) erfolgt. Die Zuordnung der Tastenfunktion kann über eine Software mittels eines Bildschirmmenues (42) selektiert werden. Der Kontrollmonitor enthält im Ausführungsbeispiel neben den Bildelementen für die Tastenzuordnung ein Feld (36), in dem alle aktuell augewählten Funktionen des Röntgendiagnostikgerätes angezeigt werden, ferner ein Parameterfeld (35) in dem alle Röntgenstrahlenparameter dargestellt sind, ein Feld mit einem Kontrollbild (33) des Untersuchungsbereiches und ein Feld (34) für aufnehme- und patientenspezifische Daten. Die Bedieneinheit (2) kann für die unterschiedlichsten Systemkonfigurationen verwendet werden; es wird jeweils nur durch eine kundenspezifisch angepaßte Software die Belegung der Tasten neu definiert.
In 3 ist die schematische Anordnung der Einzelkomponenten des Kompakt-Röntgendiagnostikgerätes gezeigt. An einen Datenbus für Steuerungsdaten (60) sind alle kundenspezifisch gewünschten Gerätekomponenten (65, 66, 67) modular über eine identische Datenschnittstelle angeschlossen. Anschlußmöglichkeiten für spätere Erweiterungen (68, 68') der Gerätekonfiguration sind durch Anschlußmöglichkeit an den Datenbus vorgesehen. In der Minimalkonfiguration sind die Elektronikbaugruppen der Bedieneinheit (61), des Betrachtungsmonitors (62), des Röntgenbildverstärkers (63) und des Röntgenstrahlers (64) enthalten. Kundenseitig gewünschte Komponenten, wie eine Elektronik zur Bearbeitung, Speichung und Ausgabe von Bilddaten (65), einer Elektronik zur Steuerung von motorisch bewegten mechanischen Komponenten des Kompaktgerätes (66) oder einer Filmbelichtungseinrichtung zur Ausgabe von Diafilmen (67) werden an den Datenbus angeschlossen und über die zentrale Steuerungssoftware des Kompaktgerätes initialisiert. Es ist unerheblich, ob der Datenbus (60) nur für Steuerungsdaten verwendet wird, oder ob über diesen auch die Bilddaten geführt werden.
In 4 ist die Steuerung der Längs- und Höhenverstellung des C-Bogens schematisch dargestellt. Über eine Bedieneinheit für die Längs- und Höhenverstellung (88) wird eine Steuerungseinheit (80) angesteuert und bedient. Die Steuerungseinheit ist mit den Stellmotoren für das Heben und Senken des Stützrades (85), für den Antrieb des Stützrades (83) sowie für das Heben und Senken der höhenverstellbaren Säule (82) verbunden. Die Stellglieder sind mit Meßwertgebem bzw. Endschaltern (84, 86, 87) ausgerüstet, die zusammen mit dem Ausgang eines Kippsensors (81) der Steuerungseinheit zugeführt werden. Die dargestellte prinzipielle Anordung erlaubt eine vollautomatische Korrektur des Strahlenmittelpunktes bei Zwei-Ebenen-Aufnahmen.
Abbildungen:
1 Röntgendiagnostikeinrichtung
2: Bedien- und Anzeigeoberfläche der Bedieneinheit
3: Schematisches Schaltbild der Steuerugselektronik
4: Prinzipschaltbild für die Längs- und Höhenverstellung des C-Bogens

1: Kompakt-Röntgendiagnostikgerät
2: Bedienelement
3: C-Bogen
4: Röntgenstrahler
5: Bildverstärker
6: Bediener
7: Säule
8: Säulenkopf
9: Halterung
10: Säulentragevorrichtung
11: Wagenkörper
12: Mittelpunkt des C-Bogens
13: Strahlungsachse
20: Pendelrolle
21: Lenkrolle
22: Stützrolle mit starrer Achse
25: Fußboden
32: Kontrollmonitor
33: Kontrollbild des Untersuchungsbereiches
34: Textfeld für aufnahmespezifische Daten
35: Parameterteld des Kontrollmonitors
36: Funktionsfeld des Kontrollmonitors
40: Schaltelemente mit anwenderspezifischer Funktionszuordnung
41: Tastendarstellung auf dem Kontrollmonitor
42: Pull-down-Menue für Tastenzuordnung
45: Eingabetastatur für Texte und Ziffern
46: Schaltelemente mit fester Funktionszuordnung
47: Pfeiltasten zum Bewegen eines Cursors
60: Datenbus für Steuerungsdaten
61: Elektronikeinheit der Bedieneinheit
62: Elektronikeinheit des Betrachtungsmonitors
63: Elektronikeinheit des Röntgenbildverstärkers
64: Elektronikeinheit des Röntgenstrahlers
65: Elektronik zur Bildbearbeitung, -speicherung und -ausgabe
66: Elektronik zur Steuerung mechanischer Komponenten
67: Elektronik zur Ausgabe von Diafilmen
68: Schnittstellen für Systemerweiterungen
80: Steuerungseinheit für Längs- und Höhenverstellung
81: Kippsensor am C-Bogen
82: Stellmotor zur Höhenverstellung der Säule
83: Stellmotor zum Antrieb der Stützrolle
84: Drehgeber zur Kontrolle der Stützraddrehung
85: Stellelement zum Heben und Absenken der Stützrolle
86: Meßwertgeber für die Höhenverstellung der Säule
87: Grenzwertgeber zum Heben und Absenken der Stützrolle
88: Bedieneinheit für die Längs- und Höhenverstellung
89: höhenverstellbare Tragsäule für Stützrolle (22)

Claims

Mobile chirurgische Röntgendiagnostikeinrichtung, bestehend aus einem parallel zum Fußboden längsverstellbaren C-Bogen mit einer daran angebrachten Röntgenstrahler-Bildverstärker-Einheit, einer an einer höhenverstellbaren Säule angebrachten mehrstückigen, durch Gelenke miteinander verbundenen Halterung, die den C-Bogen längs seines Umfanges beweglich führt, aus einer auf eine Steuerung wirkende Bedieneinheit und einem Wagen, dadurch gekennzeichnet, • daß jedes Gelenk und Verstellelement mit einer die Bewegung charakterisierenden Meßeinrichtung zur Erfassung des Maßes der Verstellung ausgerüstet ist, • daß die Signale der Meßeinrichtungen einer Anzeige- und Bedieneinheit zugeführt und für eine Weiterverarbeitung und Speicherung aufbereitet werden und • daß die Meßwerte der aktuellen Position der Gelenke und Verstellelemente jeweils in zurücksetzbaren Pufferspeichern gespeichert und auf einem Display angezeigt werden.
Mobile chirurgische Röntgendiagnostikeinrichturig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsverstellung im Tragarm mit Hilfe einer motorisch betriebenen Längsverstelleinrichtung bewerkstelligt wird.
Mobile chirurgische Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsverstellung im Tragarm von Hand vorgenommen wird.
Mobile chirurgische Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsverstellung im Tragarm mittels eines von einem automatisch ablaufenden Programm in der Bedieneinheit angesteuerten Elektromotors vorgenommen wird
Mobile chirurgische Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenverstellung der Säule von Hand erfolgt.
Mobile chirurgische Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenverstellung der Säule mittels eines von einem automatisch ablaufenden Programm in der Bedieneinheit angesteuerten Elektromotors vorgenommen wird.
Mobile chirurgische Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsverstellung bei in Geradeausfahrtrichtung arretierten Lenkachsen am Wagen bewerkstelligt wird und daß die Messung des Verfahrweges über eine auf den Fußboden gedrückte Stützrolle mit angeschlossenem Drehgeber erfolgt.
Mobile chirurgische Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsverstellung bei in Geradeausfahrtrichtung arretierten Lenkachsen mittels eines motorischen Antriebs der gegen den Fußboden gedrückten Stützrolle erfolgt und daß die Messung des Verfahrweges durch einen mit der Stützrolle in einem festen Übersetzungsverhältnis stehenden Inkrementalgeber erfolgt und daß die Meßwerte über den Verfahrweg an ein Bussystem weitergeleitet werden.