DE4435112C2 - Vorrichtung zum Ausrichten einer Röntgenkassette - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten einer Röntgenkassette nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Röntgen-Diagnostik-Vorrichtungen zur Anfertigung von Röntgenaufnahmen werden insbesondere in Intensivstationen die Röntgenstrahler an einem fahr­ baren Stativ befestigt. Zur Anfertigung einer Röntgenaufnahme wird das Stativ an eine Patientenliege herangefahren. Ein Patient, von dem die Röntgenaufnahme angefertigt werden soll, wird dann in der Regel vom Stationspersonal hochge­ hoben und eine Röntgenkassette unter den Patienten geschoben. Die Röntgen­ kassette enthält einen Röntgenblattfilm oder eine stimulierbare Phosphorfolie.

Zum Erstellen der Aufnahme wird der Röntgenstrahler über den Patienten ge­ bracht und zwar in möglichst genauer Zuordnung zu der Röntgenkassette. Nach­ erfolgter Röntgenaufnahme wird der Röntgenfilm bzw. die stimulierbare Phos­ phorfolie aus der Röntgenkassette entnommen und einer weiteren Bearbeitung zügeführt. Röntgenfilme werden fotografisch entwickelt, Phosphorfolien mit stimu­ lierenden Strahlen, in der Regel mit Laserstrahlen punktweise zum Leuchten an­ geregt. Das dabei ausgesandte Licht wird anschließend elektrooptisch erfaßt. Die dabei erzeugte elektronischen Bildsignale können dann z. B. in einem Computer digital weiterverarbeitet werden.

Zur Ausrichtung einer Röntgenkassette in bezug auf das von einem Röntgen­ strahler mit einer Primärstrahlenblende ausgehende Röntgenstrahlenbündel ist bei der EP 0 381 795 B1 an dem Röntgenstrahler ein Ausleger befestigt, an dem eine Strahlenblende angeordnet ist. Diese erzeugt ein optisches Fadenkreuz, das über ein Justierfeld gerichtet wird. Das Justierfeld befindet sich in einem Kassettenfach, das Markierungen aufweist, die mit dem Fadenkreuz in Deckung zu bringen sind. Die Kassette selbst wird nach erfolgter Justierung in das Kas­ settenfach gelegt und das Kassettenfach in einer speziellen Wagenkonstruktion unter das Bett eines zu untersuchenden Patienten gefahren.

Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist, daß ein relativ komplizierter Wagenmecha­ nismus für die Röntgenkassette nötig ist. Derartige Spezialbetten sind nur in we­ nigen Kliniken bzw. in geringer Stückzahl verfügbar, da sie relativ teuer sind.

Ferner ist aus der DE 26 08 452 A1 ein Verfahren zur Ausrichtung einer Rönt­ genkassette bekannt, bei dem das Licht einer der Röntgenröhre räumlich fest zugeordneten Lichtquelle dazu verwendet wird, mittels einer Markierung Lage und Abstand des Films zu kontrollieren. Hier wird zusätzlich mittels einer schattenwerfenden Anordnung der Winkel zwischen Zentralstrahl und Kasset­ tenoberfläche erfaßt.

Diese Anordnung hat den Nachteil, daß Bedienungspersonal notwendig ist, welches die richtige Lage der Kassette kontrollieren muß. Zusätzlich muß von diesem Personal darauf geachtet werden, daß der Lichtstrom nicht vom Pa­ tienten, dem Bedienungspersonal oder Sonstigem unterbrochen wird, da in diesem Fall eine korrekte Ausrichtung angenommen wird und eine mangelhafte Aufnahme entsteht.

Aus der DE 82 30 456 U1 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Emp­ fängervorrichtung des Primärstrahles bekannt, welche Signale zur automatischen Zentrierung der Lichtquelle abgibt.

Es war die Aufgabe der Erfindung, eine relativ einfache Lösung vorzuschlagen, mit der Röntgenkassetten gegenüber einer Röntgenstrahlenquelle ohne großen Aufwand fehlerfrei sehr genau ausrichtbar sind.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die in Anspruch 1 beschriebene Vorrichtung. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer in Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine mobile Röntgenanlage,

Fig. 2 einen Aufnahmebehälter für Röntgenkassetten,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Aufnahmebehälter der Fig. 2 entlang III-III und

Fig. 4 eine Ausrichtvorrichtung.

In Fig. 1 ist eine mobile Röntgenstation dargestellt, bei der eine auf einem fahr­ baren Stativ 6 angeordnete Röntgenstrahlenquelle 1 über einem Krankenbett 8 positioniert ist. Die Röntgenstrahlenquelle 1 strahlt kegelförmig ab. Ihr Hauptstrahl trifft unter einem Einfallswinkel α senkrecht auf einen Röntgenbehälter 5 auf. Die größte Dosisleistung wird in der in Zielrichtung der Kegelachse verlaufenden Vor­ zugsrichtung A erreicht, in der der zu untersuchende Patient 4 liegt. Unter den Patienten 4 ist im gewünschten Aufnahmebereich der Röntgenbehälter 5 ge­ schoben. Der Röntgenbehälter 5 enthält ein Röntgenaufnahmemedium, etwa einen Röntgenfilm oder eine stimulierbare Phosphorfolie. An der Röntgenstrah­ lenquelle 1 ist mit einer teleskopartigen Befestigungsvorrichtung 2 eine Laser­ lichtquelle 3 verbunden. Sie ist mit der Röntgenstrahlenquelle 1 in mindestens zwei Raumrichtungen verschwenkbar. Zusätzlich ist ihr Abstand d von der Rönt­ genstrahlenquelle 1 über den Teleskoparm variabel. Die Laserlichtquelle 3 sendet einen gerichteten Laserstrahl 9 in Richtung B aus, parallel zur Vorzugsrichtung A der Röntgenstrahlen. Als Laserlichtquelle 3 kann ein handelsüblicher Helium- Neon-Laserpointer verwendet werden, der Licht mit einer Wellenlänge von 633 nm emittiert. Er kann entweder über die Spannungsversorgung der Röntgen­ anlage mitversorgt werden oder eine eigenständige Batterieversorgung haben. Der Röntgenbehälter 5 ist auf der Seite, auf der der Laserpointer 3 auf dem Pa­ tientenbett 8 auftreffen würde, in den Bereich des Auftreffpunkts gelegt. Im Rönt­ genbehälter 5 befindet sich eine Empfangseinrichtung 7, die das Laserlicht emp­ fängt und ein optisches Signal abgibt, wenn das Laserlicht senkrecht auf den Röntgenbehälter 5 auftrifft. Die Empfangseinrichtung 7 wirkt somit als winkel­ empfindliche Ausrichtvorrichtung. Der Abstand e der Empfangseinrichtung 7 von dem Punkt P des Röntgenbehälters 5, auf dem der Haupt-Röntgenstrahl auftrifft, ist gleich dem Abstand d der Laserlichtquelle 3 von der Röntgenstrahlenquelle 1.

In Fig. 2 ist der Röntgenbehälter 5 in Draufsicht dargestellt. An seinen vier Seiten weist er jeweils Griffteile 13 auf, mit denen der Kassettenbehälter ohne all zu großen Kraftaufwand unter einem Patienten positionierbar ist bzw. nach der Röntgenaufnahme unter diesem hervorziehbar ist. An zwei gegenüberliegenden Ecken sind in dem Kassettenbehälter 5 jeweils Aufnahmeöffnungen 11 vorhan­ den, in die die Ausrichtvorrichtung 7 einführbar ist. Die Ausrichtvorrichtung 7 kann dabei entweder fest oder lösbar mit dem Kassettenbehälter 5 verbunden sein. Führungsnuten 12 ermöglichen es, die Ausrichtvorrichtung 7 in einer bestimmten Orientierung bezüglich des Röntgenbehälters 5 einzuführen. Einzelheiten der Ausrichtvorrichtung 7 ergeben sich in dem in Fig. 3 dargestellten Schnittbild ent­ lang der Linie III-III.

Der Röntgenbehälter 5 entspricht in diesem Ausführungsbeispiel dem in der nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 44 27 783.0 beschriebenen Behälter. In den Be­ hälter ist eine konventionelle Röntgenfilmkassette 10 eingelegt.

Wie in Fig. 3 zu sehen ist, enthält der Deckel des Röntgenbehälters 5 ein Streu­ strahlraster 15. In der Ausführungsform ist ein Streustrahlraster 15 für fokussie­ rende Anwendungen gezeigt. Die Lamellen 16 des Streustrahlrasters 15 sind hier im mittleren Teil des Röntgenbehälters 5 parallel zur Vorzugsrichtung A der mobi­ len Röntgenanlage 1, im seitlichen Randbereich des Behälters 6 dagegen zur Vorzugsrichtung A geneigt. Bei optimaler Ausrichtung des Röntgenbehälters 6 ist die Lamellenanordnung bereichsweise immer parallel zu den kegelförmig abge­ strahlten Röntgenstrahlen. Die Streustrahlraster dienen bekanntlich dazu am Patienten gestreute Röntgenstrahlen aufzufangen. Sie bestehen aus im wesent­ lichen parallel benachbarten Bleilamellen. Je nach Schachtverhältnis, d. h. dem Verhältnis des Lamellenabstands zur Lamellenlänge wird mehr oder weniger ge­ streute Röntgenstrahlung im Streustrahlraster 15 absorbiert. Für nicht fokussierte Anwendungen stehen auch Streustrahlraster 15 mit absolut parallelen Lamellen zur Verfügung.

In dem Röntgenbehälter 6 befindet sich eine Röntgenkassette 10, wie sie z. B. aus der DE 36 09 527 C1 bekannt ist. Derartige Kassetten bestehen aus einem Deckel und einem Bodenteil sowie einem Scharnierteil, durch das die Kassette zu öffnen und zu schließen ist. Für derartige Kassetten stehen automatische Be­ bzw. Entladegeräte zur Verfügung. Auf ihren Innenflächen sind jeweils Verstär­ kerfolien 18 angeordnet, zwischen denen ein Röntgenfilm 19 liegt. Alternativ zu einem Röntgenfilm mit Verstärkerfolien ist als Aufnahmemedium jedoch auch eine an sich bekannte, stimulierbare Phosphorfolie geeignet. Wichtig für eine qualitativ gute Röntgenaufnahme ist, daß die Streustrahlung vom Streustrahl­ raster absorbiert wird, die Primärstrahlung der Röntgenröhre das Raster aber möglichst uneingeschränkt, d. h. parallel zu den Rasterlamellen durchläuft. Wichtig ist weiter, daß die Röntgenprimärstrahlung senkrecht auf die Kassette bzw. Verstärkerfolie 18 auftrifft. Deshalb liegt die Röntgenkassette 10 parallel zur Oberfläche 17 des Röntgenbehälters 6. Die Röntgenprimärstrahlung trifft deshalb in Richtung A senkrecht auf die Oberfläche 17, d. h. auf die Verstärkerfolien 18 auf.

Die Ausrichtvorrichtung 20 hat wiederum eine in der Oberfläche 17 integrierte Eintrittsfläche 21 aus transparentem Kunststoff oder Glas. Durch dieses Eintritts­ fenster 21 tritt der Laserstrahl 9 unter einem Einfallswinkel β = 90° in die Ausricht­ vorrichtung 20 ein. Es gilt: β = α. In der Ausrichtvorrichtung 20 wird der Laser­ strahl 9 durch Lichtkanäle 22 auf eine erste Spiegelfläche 23 gerichtet. Die Spie­ gelfläche 23 ist gegenüber der Fläche des Eintrittsfensters 21 um 45° geneigt. Dadurch wird der Laserstrahl 9 um 90° umgelenkt. Danach trifft er auf eine zweite, auf der ersten Spiegelfläche senkrecht stehende Spiegelfläche 24 auf und wird dort wiederum um 90° umgelenkt und anschließend von einer Matt­ scheibe 25 aufgefangen. Die Lichtkanäle 22 der Ausrichtvorrichtung 20 sind parallel zur zentralen Lamelle 16 des Streustrahlrasters 15 ausgerichtet. Die Führungsnase 26, welche am seitlichen Rand der Ausrichtvorrichtung 20 ange­ bracht ist, greift hierzu in die Führungsnut 12 des Röntgenbehälters 6 ein.

Fig. 4a zeigt die Ausrichtvorrichtung 20 nochmals im Detail. Die Lichtkanäle 22 sind als lichtdurchlässige, an ihren Innenflächen jedoch matt schwarze Kanäle ausgebildet. Dadurch wird Licht, das nicht ungefähr parallel zu den Lichtkanälen, d. h. nicht senkrecht auf das Eintrittsfenster 21 einfällt, an den Innenflächen der Kanäle 22 absorbiert. Zur Unterstützung der Absorption können die Kanäle auch mit Samt belegt sein. Die Parallelität zwischen Lichtkanälen und Lichteinfalls­ winkel darf dabei maximal um einen vom Schachtverhältnis der Kanäle abhängi­ gen Grenzwinkel ϑ abweichen. Es gilt

wobei b die lichte Weite des Kanals und l die Länge des Kanals bezeichnen.

Bei korrekter Ausrichtung des Röntgenbehälters 6 ist der Strahlengang wie in Fig. 4a gezeigt. Der Laserstrahl 9 wird über die Spiegel 23, 24 auf die Matt­ scheibe 25 reflektiert. Ein Beobachter 27 erkennt dann den reflektierten Strahl 9a als in der Mattscheibe befindliches Signal. Wenn der Röntgenbehälter 6 nicht exakt ausgerichtet ist, d. h. seine Oberfläche nicht senkrecht zum in Richtung A verlaufenden Primärstrahl der Röntgenanlage ausgerichtet ist, verschiebt sich zunächst der reflektierte Strahl 9a in der Ausrichtvorrichtung innerhalb dem Be­ reich der Mattscheibe 25. Bei Überschreiten des o. g. Grenzwinkels ϑ wird der Strahl 9 schließlich innerhalb der Lichtkanäle 22 absorbiert. Die Wände zwischen den Lichtkanälen 22 sperren also den einfallenden Lichtstrahl 9. Der Beobach­ ter 27 erkennt deshalb kein Signal in der Mattscheibe 25, wenn der Röntgen­ behälter 5 nicht korrekt ausgerichtet ist. Innerhalb der Ausrichtvorrichtung sind die seitlichen Flächen 29 mit einem schwarzen Plüschbelag belegt. Er absorbiert Streustrahlung.

Fig. 4b zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Kanäle 22 durch Lamellen gebildet werden, die parallel zu den Streustrahlraster-Lamellen 16 verlaufen. Durch die gezeigte Lamellenanordnung der Lichtkanäle 22 ist die Röntgen­ kassette in einer Neigungsrichtung genau zur Röntgenanlage ausrichtbar. Bei der in Fig. 4c gezeigten Ausführungsform, bei der die Lichtkanäle 22 in Form von senkrecht zur ersten Ausrichtungsebene stehenden Richtung eine genaue Justage möglich. Statt der runden Röhrenanordnung kann auch eine waben­ förmige Röhrenanordnung vorgesehen werden.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird der Vorteil erreicht, daß eine Rönt­ genkassette jederzeit exakt bezüglich einer mobilen Röntgenanlage justierbar ist. Die korrekte Ausrichtung der Kassette ist dabei sehr flexibel, weil sich z. B. bei einer veränderten Lage des Patienten die Kassette jederzeit in eine neue Lage, aber wiederum korrekt ausgerichtet zur Röntgenanlage verschieben läßt. Weiter wird mit der Erfindung der Vorteil erreicht, daß die Dosisbelastung für den Patien­ ten relativ niedrig haltbar ist, weil sie in Verbindung mit einem Streustrahlenraster eine sehr effiziente Nutzung der Röntgenstrahlung erlaubt. Weiter wird eine hohe Bildqualität erreicht. Die zur Ausrichtung der Kassetten benötigte Zeit ist sehr ge­ ring, weil sich sofort erkennen läßt, ob die Ausrichtung korrekt ist.

Vorteilhaft ist weiter, das Schachtverhältnis der Lichtkanäle 22 gleich dem Schachtverhältnis der Röntgenstreustrahlenraster vorzusehen.

Obwohl die Erfindung nur anhand einiger Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, läßt sie sich in vielfältiger Weise abwandeln. Beispielsweise ist es mög­ lich, statt des Laserpointers einen Infrarot- oder Ultraschallstrahler zu verwenden, der von einem Infrarot- oder Ultraschallempfänger aufgenommen wird.

Um leichter erkennen zu können, ob der Laserstrahl auf die Ausrichtvorrichtung fällt, kann es vorteilhaft sein, das Eintrittsfenster zu einem gewissen Teil reflektie­ rend oder streuend auszulegen. Der Empfänger kann statt des optischen Signals z. B. auch akustische Signale abgeben. Es ist auch ohne weiteres möglich, die Ausrichtvorrichtung statt an einem Kassettenbehälter direkt an einer konven­ tionellen Röntgenkassette anzubringen. Des weiteren ist es vorteilhaft, zwei Sende- bzw. Empfangseinrichtungen vorzusehen, wobei die Empfangseinrich­ tungen bezüglich der Kassette diagonal an den Ecken angeordnet sind. Die Sendeeinrichtungen sind dann bezüglich der Röntgenröhre gegenüberliegend angeordnet, ihr Abstand ist gleich dem Abstand der beiden Empfangseinrich­ tungen. Für verschiedene Kassettengrößen können an den Teleskoparmen der zusätzlichen Strahlenquelle entsprechende, Rasterstellungen vorgesehen sein, die einen der Kassettengröße entsprechenden Abstand der Strahlenquelle von der Röntgenquelle sicherstellen. Dadurch läßt sich der Hauptstrahl der Röntgen­ anlage zusätzlich auf die Mitte der Röntgenkassette ausrichten.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Ausrichten einer Röntgenkassette (5, 10) relativ zu einer in einer bestimmten Vorzugsrichtung (A) abstrahlenden Röntgenquelle (1), wobei mit einer zusätzlichen Strahlenquelle (3) in einem bestimmten Ab­ stand (d) von der Röntgenquelle (1) parallel zu der Vorzugsrichtung (A) Strahlen ausgesandt werden und wobei mit der Röntgenkassette (5, 10) eine winkelempfindliche Empfangseinrichtung (20) für die zusätzlichen Strahlen verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Empfangsein­ richtung (20) eine Vielzahl nebeneinanderliegender Kanäle (22) mit jeweils einer bestimmten lichten Weite aufweist, durch die einfallende Strahlen jeweils von einem Kanaleingang zu einem Kanalausgang leitbar sind, wobei die Strahlen den Kanalausgang nur dann erreichen können, wenn der Winkel zwischen Einfallsrichtung und Längsrichtung der Kanäle (22) einen bestimmten Grenzwinkel (ϑ) nicht überschreitet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätz­ liche Strahlenquelle (3) ein Laser ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (20) bei Überschreiten eines bestimmten Einfalls- Grenzwinkels (ϑ) der zusätzlichen Strahlen ein vorbestimmtes Signal abgibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätz­ lichen Strahlen Licht sind, daß die Kanäle (22) lichtdurchlässige Licht­ kanäle sind und daß das vorbestimmte Signal optisch ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (20) zwei senkrecht zuein­ ander stehende Spiegelflächen (23, 24) aufweist, die einfallendes Licht um 180° umlenken.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Licht­ kanäle (22) jeweils parallel zu in der Röntgenkassette (5, 10) angeordne­ ten Lamellen (16) eines Streustrahlrasters (15) verlaufen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schacht­ verhältnis des Streustrahlrasters (15) dem der Lichtkanäle (22) entspricht.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (20) von der Mitte der Röntgenkassette (5, 10) denselben Abstand (e) hat wie die zusätzliche Strahlenquelle (3) von der Röntgenquelle (1).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtkanäle (22) durch nebeneinander liegende Lamellen gebildet werden.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtkanäle (22) durch nebeneinanderliegende zylinderförmige Röhren (28) gebildet werden.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß über der zweiten Spiegelfläche (24) eine Mattscheibe (25) vorge­ sehen ist, auf die das von der Empfangseinrichtung (20) empfangene Licht nur dann auftrifft, wenn ihr Empfangswinkel senkrecht zur Vorzugs­ richtung (A) der Röntgenquelle (1) ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mit der Röntgenkassette (5) zwei diagonal an den Kas­ settenecken angeordnete Empfangseinrichtungen (20) verbunden sind und daß zwei zusätzliche Strahlenquellen (3) vorgesehen sind, die den­ selben Abstand voneinander haben wie die beiden Empfangseinrich­ tungen (20).