WO2006024622A1 - Röntgeneinrichtung - Google Patents

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WO2006024622A1
WO2006024622A1 PCT/EP2005/054149 EP2005054149W WO2006024622A1 WO 2006024622 A1 WO2006024622 A1 WO 2006024622A1 EP 2005054149 W EP2005054149 W EP 2005054149W WO 2006024622 A1 WO2006024622 A1 WO 2006024622A1
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WO
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ray
patient
image data
camera
control
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/054149
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English (en)
French (fr)
Inventor
Claus-Günter Schliermann
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication of WO2006024622A1 publication Critical patent/WO2006024622A1/de

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    • 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
    • A61B6/589Setting distance between source unit and patient
    • 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
    • A61B6/08Auxiliary means for directing the radiation beam to a particular spot, e.g. using light beams
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    • A61B6/102Protection against mechanical damage, e.g. anti-collision devices
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    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
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    • A61B6/42Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4291Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis the detector being combined with a grid or grating

Definitions

  • the invention relates to an X-ray device according to the preamble of patent claim 1.
  • Such an X-ray device has a control device which has a control interface for connection to at least one component of the X-ray device to be controlled, and a camera interface for connection with at least one camera.
  • the control device is designed to receive image data of a patient or object from the camera interface.
  • X-ray devices can serve the diagnostic X-ray irradiation of patients or objects or the therapeutic X-ray irradiation of patients. Amongst other things, they are used in technology for material analysis or baggage control at airports. In medicine, they are used on the one hand for the therapeutic irradiation of tissue of the patient's body, on the other hand for transillumination, which serves to generate X-ray images.
  • the X-ray images are initially 2D projections of the illuminated body parts. In addition, however, it is also possible to use X-ray images of different 2D projections of the same body part in order to generate 3D image data via imaging algorithms.
  • the characteristics of a 2D X-ray image depend on the technical side substantially on the energy of the X-ray and the X-ray dose. These parameters are specified by the X-ray generator, which controls the X-ray tube and therefore significantly influences the characteristics of the X-ray image.
  • the properties of the X-ray image are essentially influenced by the matter which is illuminated by X-ray radiation, with Examination of a patient's body especially its extent plays a prominent role.
  • parameters of the X-ray image detector such as sensitivity, resolution or anti-scatter grid, also play a major role.
  • an operator of the x-ray device must make various patient-dependent settings before generating an x-ray image.
  • Many of these settings are derivable from the size and extent of the patient.
  • the parameters of the X-ray generator must be adjusted to the circumference of the body.
  • settings must be made which result from the position of the patient.
  • the position of the X-ray detector has to be adjusted to the position of the organ or body part to be examined, and the aperture of the X-ray emitter must be adjusted to the smallest possible extent depending on the size of the organ or body part to be examined ein ⁇ limits and thus keep the radiation exposure to the patient low.
  • the operator takes the geometric settings, ie Aus ⁇ direction and aperture adjustment, thereby manually by means of an optical light visor.
  • the adjustment of the acquisition parameters of the X-ray generator he estimates the patient circumference;
  • an automatic exposure system may be provided which requires an additional dose measuring device in front of the X-ray image detector.
  • an X-ray device which has at least one movable component.
  • the movable component may be, for example, an X-ray image detector.
  • the component should be able to move as quickly as possible, on the other hand, the greatest possible protection against collisions with obstacles should be ensured.
  • contactless distance sensors are mounted on the movable component and serve as the distance Fall below a minimum distance to detect obstacles.
  • an X-ray device in which the collision of movable components with obstacles or even the patient to be examined is likewise to be avoided.
  • a light transmitter for transmitting a light fan and a camera for detecting the patient or the obstacles are provided.
  • the camera 3D data is generated, which are used to avoid collisions.
  • a particularly advantageous embodiment provides that the light transmitter and the camera operate in the infrared wavelength range.
  • DE 102 32 676 A1 of the Applicant discloses the positioning of a patient to be examined in a computer tomograph.
  • an image recording device is provided, which receives image data of the patient to be examined.
  • the image data is subjected to image processing, which automatically suggests a body region for examination. Subsequently, the patient can automatically be positioned so that the body region to be examined is located in the scan area of the computer tomograph.
  • the object of the invention is to provide an X-ray device in which greater automation of the control is ensured with simultaneously increased protection against misadjustments by operating personnel.
  • the invention achieves this object by means of an X-ray device having the features of patent claim 1 and by an X-ray device having the features of patent claim 11
  • an X-ray device with a control device, which has a control interface for connection to at least one component of the X-ray device to be controlled and a camera interface for connection to at least one camera, wherein the control device is configured to receive image data of a patient or object from the camera interface.
  • the control device comprises an evaluation module, which is designed to evaluate image data received by the camera interface and, depending on a result of the evaluation of the image data, at least one control signal to control at least one for the diagnostic or therapeutic X-irradiation of the patient or object vor ⁇ seen component to produce, and that the signal is provided via the control interface.
  • Components to be controlled are to be understood as meaning components which directly influence the characteristics of the X-ray radiation when passing through the body or object, such as, for example, an X-ray generator, a diaphragm or a filter, or such components as the Significantly influence characteristics of an X-ray image to be generated, such as in addition to the aforementioned an X-ray detector or a scattered radiation grid.
  • the x-ray device can be adjusted based on an automatic evaluation of image data of the patient or object with respect to those parameters which are otherwise estimated by an operator on the basis of an optical impression, under certain circumstances by eye would have to be. This makes it easier for the operator to do the work, since both the optical measure and the following manual parameter input omitted.
  • An advantageous embodiment of the X-ray device provides that the camera interface is designed in such a way that that a CCD camera, a laser scanner or an infrared camera is connectable.
  • the use of a CCD camera has the particular advantage that image data are obtained which can also be visually inspected by an operator or a physician and additional information for the control of the X-ray device or the diagnosis of the patient or object can bring.
  • the use of a laser scanner in turn has the advantage that methods for 3D image data acquisition can be used.
  • the use of an infrared camera has the particular advantage that a measurement is possible without the need for visible light with a particularly simple camera design and, in particular, distance information can be easily obtained.
  • a further advantageous embodiment of the X-ray device is that the evaluation module is designed to evaluate 2D image data received by the camera interface, and that the evaluation comprises the determination of the 2D contour of the patient or object.
  • the determination of 2D image data has the advantage that it is particularly easy to implement.
  • the correct position of the patient or object can be checked from a determined 2D contour.
  • conclusions about the circumference of the object are drawn, which in turn can be used for the control of parameters such as x-ray voltage or x-ray time product.
  • a further advantageous embodiment of the X-ray device provides that the evaluation module (14) is designed to receive 3D image data received by the camera interface evaluate and that the evaluation comprises the determination of the circumference of the patient or object.
  • the evaluation module (14) is designed to receive 3D image data received by the camera interface evaluate and that the evaluation comprises the determination of the circumference of the patient or object.
  • a further advantageous embodiment of the X-ray device provides that the evaluation module is designed to evaluate 3D image data received by the camera interface, and that the evaluation comprises the determination of a distance to the patient or object.
  • the evaluation module is designed to evaluate 3D image data received by the camera interface, and that the evaluation comprises the determination of a distance to the patient or object.
  • an X-ray device with a control device, with an X-ray generator, which is connected to the control device, and with at least one camera, which is connected to the control device, wherein the control device is adapted to image data of a patient or to receive an object from the camera.
  • the control device comprises an evaluation module which is designed to evaluate image data received by the camera and to generate at least one control signal for controlling the X-ray generator as a function of a result of the evaluation of the image data Steuer ⁇ device is transmitted to this.
  • the adjustable parameters of the X-ray generator include the X-ray voltage and the X-ray current-time product, which are primarily responsible for the effect of X-ray irradiation. In X-ray diagnosis, these parameters significantly influence the quality of the X-ray images to be generated.
  • An advantageous embodiment of the X-ray device is that the evaluation module is designed to evaluate 3D image data received by the camera interface, and that the evaluation includes determining the circumference of the patient or object. This results in the advantage that the circumference of the patient or object can be determined directly and thus the volume to be irradiated is known exactly. The exact knowledge of the volume to be transmitted makes it possible to set the parameters of the x-ray generator optimally for X-ray diagnosis or X-ray therapy.
  • a further advantageous embodiment of the X-ray device is that the control signal is designed to control the X-ray voltage of the X-ray generator.
  • a further advantageous embodiment of the X-ray device provides that the control signal is designed to control the current-time product of an X-ray generator.
  • the control signal is designed to control the current-time product of an X-ray generator.
  • the figure shows a schematic representation of an X-ray device 1 with automated image data evaluation.
  • a patient 7 to be examined is stored for this purpose on a patient table 2.
  • an X-ray image detector 5 is arranged, which is used to generate X-ray image data due to incident
  • X-radiation is suitable.
  • X-ray image detector 5 both a film-film system and a digital detector (flat detector, FD) are used, also image intensifiers can be used.
  • the patient support table 2 is fastened to a stand 3 on which it, together with the X-ray image detector 5, in vertical and horizontal direction can be moved.
  • an X-ray source 4 is attached, which is also movable in the vertical and horizontal directions.
  • an X-ray tube 18, which serves to generate an X-ray beam 6, is disposed therein.
  • X-ray source 4 and patient support table 2 can be aligned in such a way that the X-ray beam 6, indicated by dashed lines in the figure, passes through the patient 7 and subsequently strikes the X-ray image detector 5.
  • the geometry of the x-ray beam 6 in the region of the body volume of the patient 7 to be irradiated depends on the distance and orientation of the x-ray emitter 4 from the patient support table 2. On the other hand, it can be influenced by a diaphragm 17, which can constrict the X-ray beam 6 by means of aperture plates in two horizontal directions. As a result, the contour of the x-ray beam 6 can be adapted to the contour of the body volume to be irradiated in each case.
  • the characteristics of the X-ray radiation are also influenced by a filter 19, by means of which the frequency spectrum of the X-ray radiation can be optimized.
  • the filter 19 can operate either on the basis of a refraction, in which case the control takes place via the inclination of the filter 19 and thus over the Bragg angle of the X-ray diffraction. Or the filter 19 operates on the basis of various filter materials with different optical indices, the control then takes place via the insertion or change of different filters 19.
  • the characteristics of the X-ray images which are generated by the X-ray image detector 5 are influenced by a scattering grid 20.
  • the anti-scatter grid 20 blocks X-ray radiation, which after scattering processes in the patient 7 would be incident on the X-ray image detector 5.
  • X-ray gene radiation which does not impinge on the X-ray image detector 5 coming from the X-ray tube 18, blocked by the grid blo ⁇ .
  • the grid is moved during X-ray irradiation.
  • the type and movement of the anti-scatter grid 20 can be controlled to optimize the X-ray images to be generated.
  • the X-ray source 4 is connected via a supply line 8 with a system cabinet 9, which includes, inter alia, an X-ray generator 10.
  • the X-ray generator serves to generate the so-called X-ray voltage, with which the X-ray tube 18 is operated.
  • the X-ray generator 10 therefore provides the X-ray voltage and thus the energy of the X-ray radiation of the X-ray tube 18 and the duration of application and significantly influences the X-ray current.
  • the x-ray generator 10 determines the parameters of the x-ray beam which are relevant for the x-ray transmission of the patient 7.
  • the system cabinet 9 is connected via a control line 13 to a control console 12.
  • the operating console 12 has a display device 15 which can display a user interface for a user.
  • Part of the control console 12 is a control device 11, which can be operated by an operator and in particular controls the X-ray generator 10.
  • the control device 11 also serves to control further system components, such as, for example, the position of the diaphragm 17 and the position and position of the X-ray source 4 and the patient support table. 2
  • the X-ray source 4 also has two cameras 16, 16 'which serve to record image data of the patient 7 on the basis of optically visible or infrared light. In particular, they are not suitable for taking X-ray images, but operate in a wavelength range which for the patient 7 brings as small as possible to zero radiation exposure. Image data of the cameras 16, 16 'also reach the control device 11 via the supply line 8 and the control line 13.
  • the control device 11 receives this image data and supplies it to an evaluation module 14.
  • the evaluation module 14 carries out an automatic evaluation of the image data.
  • typical quantities of 2D image data such as e.g. a contour of the patient 7, the diameter of body parts or the compassion ⁇ lengths determined.
  • Such typical sizes allow conclusions to be drawn about the circumference of the patient. This, in turn, decisively influences the size of the body volume to be traversed by the radiation beam 6 and thus the characteristics of the X-ray image detector 5 encountered
  • the evaluation module 14 also evaluates the 3D image data and has immediate and direct information about the extent of the patient 7 available.
  • the evaluation module 14 can generate a signal which is dependent on the patient circumference and which is sent to the control device 11. For this purpose, a tabular assignment of circumferential values and signals dependent thereon can be accessed, or the dependent signal can result as a calculation from a formula with the circumferential value as a variable.
  • the control device 11 can generate a control signal which serves to control the X-ray generator 10 in direct or indirect dependence on the circumference of the patient 7 and thus the size of the body volume to be irradiated. This makes it possible, for example, for thinner patients, to monitor the X-ray voltage or the X-ray current time.
  • the aperture 17 can be controlled automatically in dependence on an evaluation by the evaluation module 14, also the anti-scatter grid 20.
  • the invention is not limited to design variants with two or more cameras, but can also be realized using only one camera.
  • a single camera if it is mounted statically, only 2D image data can be acquired, but the generation of 3D image data is not possible.
  • the 2D image data it is also possible to determine essential quantities in dependence of which the X-ray control parameters can be set automatically.
  • a 2D projection of the patient can be used to determine the patient or object diameter in this projection. From the diameter, e.g. the circumference can be estimated, and based on the extent thus estimated, a parameter setting for the X-ray control can be determined.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung (11) für eine Röntgeneinrichtung (1) sowie eine Röntgeneinrichtung (1) mit einer solchen Steuereinrichtung (11). Die Röntgeneinrichtung (1) weist einen einen Röntgengenerator (10) auf, der mit der Steuereinrichtung (11) verbunden ist, und mindestens eine Kamera (16,16'), die mit der Steuereinrichtung (11) verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung (11) dazu ausgebildet ist, Bilddaten eines Patienten oder Objekts (7) von der Kamera (16,16') zu empfangen. Gemäß der Erfindung umfasst die Steuereinrichtung (11) ein Auswertemodul (14), das dazu ausgebildet ist, von der Kamera (16,16')empfangene Bilddaten auszuwerten und in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Auswertung der Bilddaten mindestens ein Steuersignal zur Steuerung des Röntgengenerators (10) zu erzeugen, das durch die Steuereinrichtung (11) an diesen übertragen wird.

Description

Beschreibung
Röntgeneinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Röntgeneinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Röntgenein¬ richtung weist eine Steuereinrichtung auf, die eine Steuer- Schnittstelle zur Verbindung mit mindestens einer zu steuern¬ den Komponente der Röntgeneinrichtung aufweist, und eine Ka- mera-Schnittstelle zur Verbindung mit mindestens einer Kame¬ ra. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, Bilddaten ei¬ nes Patienten oder Objekts von der Kamera-Schnittstelle zu empfangen.
Röntgeneinrichtungen können der diagnostischen Röntgenbe¬ strahlung von Patienten oder Objekten oder der therapeuti¬ schen Röntgenbestrahlung von Patienten dienen. In der Technik finden sie unter anderem zur Materialuntersuchung oder zur Gepäckkontrolle an Flughäfen Verwendung. In der Medizin wer- den sie zum einen zur therapeutischen Bestrahlung von Gewebe des Patientenkörpers eingesetzt, zum anderen zur Durchleuch¬ tung, die der Erzeugung von Röntgenbildern dient. Die Rönt¬ genbilder sind zunächst 2D-Projektionen der durchleuchteten Körperteile. Darüber hinaus ist es jedoch auch möglich, Rönt- genbilder verschiedener 2D-Projektionen desselben Körperteils heranzuziehen, um über Bildgebungsalgorithmen 3D-Bilddaten zu erzeugen.
Die Charakteristika eines 2D-Röntgenbildes, wie Helligkeit, Kontrast oder Kontrastschärfe, hängen auf technischer Seite wesentlich von der Energie der Röntgenstrahlung und von der Röntgendosis ab. Diese Parameter werden durch den Röntgenge- nerator vorgegeben, der die Röntgenröhre ansteuert und daher die Charakteristika des Röntgenbildes maßgeblich beeinflusst. Auf der anderen Seite werden die Eigenschaften des Röntgen¬ bildes wesentlich von der mit der Röntgenstrahlung durch¬ leuchteten Materie beeinflusst, wobei bei der diagnostischen Untersuchung eines Patientenkörpers vor allem dessen Umfang eine herausragende Rolle spielt. Nicht zuletzt spielen auch Parameter des Röntgenbilddetektors, wie Empfindlichkeit, Auf¬ lösung oder Streustrahlenraster, eine große Rolle.
In der Röntgendiagnostik müssen daher durch eine Bedienperson der Röntgeneinrichtung vor der Erzeugung einer Röntgenaufnah¬ me verschiedene patientenabhängige Einstellungen vorgenommen werden. Viele dieser Einstellungen sind aus Größe und Umfang des Patienten ableitbar. Zum Beispiel müssen die Parameter des Röntgengenerators auf den Körperumfang eingestellt wer¬ den. Zudem sind Einstellungen vorzunehmen, die aus der Lage des Patienten resultieren. Zum Beispiel muss die Position des Röntgendetektors auf die Lage des zu untersuchenden Organs oder Körperteils eingestellt werden, und die Blende des Rönt¬ genstrahlers muss in Abhängigkeit von der Größe des zu unter¬ suchenden Organs oder Körperteils eingestellt werden, um das Röntgenstrahlbündel auf den kleinstmöglichen Umfang einzu¬ grenzen und damit die Strahlungsbelastung für den Patienten gering zu halten.
Der Bediener nimmt die geometrischen Einstellungen, also Aus¬ richtung und Blendenanpassung, dabei von Hand mit Hilfe eines optischen Lichtvisiers vor. Für die Einstellung der Aufnahme- parameter des Röntgengenerators schätzt er den Patientenum- fang ab; alternativ dazu kann eine Belichtungsautomatik vor¬ gesehen sein, die aber einer zusätzlichen Dosis- Messeinrichtung vor dem Röntgenbilddetektor bedarf.
Aus der JP 08-266536 ist eine Röntgeneinrichtung bekannt, die mindestens eine bewegbare Komponente aufweist. Bei der beweg¬ baren Komponente kann es sich zum Beispiel um einen Röntgen¬ bilddetektor handeln. Die Komponente soll zum einen möglichst schnell bewegbar sein, zum anderen soll eine möglichst große Absicherung gegen Kollisionen mit Hindernissen gewährleistet werden. Zu diesem Zweck sind an der bewegbaren Komponente be¬ rührungsfrei arbeitende Abstandssensoren angebracht, die das Unterschreiten eines Mindestabstands zu Hindernissen detek- tieren können.
Aus der DE 197 43 500 Al der Anmelderin ist eine Röntgenein- richtung bekannt, bei der ebenfalls die Kollision von beweg¬ lichen Komponenten mit Hindernissen oder gar den zu untersu¬ chenden Patienten vermieden werden soll. Zu diesem Zweck ist ein Lichtsender zum Senden eines Lichtfächers sowie eine Ka¬ mera zum Erfassen des Patienten bzw. der Hindernisse vorgese- hen. Mit Hilfe der Kamera werden 3D-Daten erzeugt, die zur Vermeidung von Kollisionen herangezogen werden. Eine beson¬ ders vorteilhafte Ausgestaltung sieht dabei vor, dass Licht¬ sender und Kamera im Infrarot-Wellenlängenbereich arbeiten.
Aus der DE 102 32 676 Al der Anmelderin ist die Positionie¬ rung eines zu untersuchenden Patienten in einem Computerto¬ mographen bekannt. Dazu ist ein Bildaufnahmegerät vorgesehen, das Bilddaten des zu untersuchenden Patienten aufnimmt. Die Bilddaten werden einer Bildverarbeitung unterzogen, die auto- matisch eine Körperregion zur Untersuchung vorschlägt. An¬ schließend kann der Patient automatisch so positioniert wer¬ den, dass die zu untersuchende Körperregion im Scanbereich des Computertomographen befindlich ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Röntgeneinrich¬ tung anzugeben, bei der eine stärkere Automatisierung der Steuerung bei gleichzeitig erhöhtem Schutz gegen Fehleinstel¬ lungen durch Bedienpersonal gewährleistet ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Röntgeneinrich¬ tung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Röntgeneinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11
Die Aufgabe der Erfindung wird nach dem Patentanspruch 1 ge- löst durch eine Röntgeneinrichtung mit einer Steuereinrich¬ tung, die eine Steuer-Schnittstelle zur Verbindung mit min¬ destens einer zu steuernden Komponente der Röntgeneinrichtung und eine Kamera-Schnittstelle zur Verbindung mit mindestens einer Kamera aufweist, wobei die Steuereinrichtung dazu aus¬ gebildet ist, Bilddaten eines Patienten oder Objekts von der Kamera-Schnittstelle zu empfangen. Gemäß dieser Aufgabenlö- sung umfasst die Steuereinrichtung ein Auswertemodul, das da¬ zu ausgebildet ist, von der Kamera-Schnittstelle empfangene Bilddaten auszuwerten und in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Auswertung der Bilddaten mindestens ein Steuersignal zur Steuerung mindestens einer für die diagnostische oder thera- peutische Röntgenbestrahlung des Patienten oder Objekts vor¬ gesehenen Komponente zu erzeugen, und dass das Signal über die Steuer-Schnittstelle zur Verfügung gestellt wird.
Als zu steuernde Komponenten sollen dabei solche Komponenten aufgefasst werden, die die Charakteristika der Röntgenstrah¬ lung beim Durchlaufen des Körpers oder Objekts direkt maßgeb¬ lich beeinflussen, wie zum Beispiel ein Röntgengenerator, ei¬ ne Blende oder ein Filter, oder solche Komponenten, die die Charakteristika eines zu erzeugenden Röntgenbildes maßgeblich beeinflussen, wie zum Beispiel neben den genannten ein Rönt- gendetektor oder ein Streustrahlenraster.
Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Röntgeneinrichtung aufgrund einer automatischen Auswertung von Bilddaten des Pa- tienten oder Objekts bezüglich derjenigen Parameter einge¬ stellt werden kann, die ansonsten von einer Bedienperson an¬ hand eines optischen Eindrucks, unter Umständen nach Augen¬ maß, abgeschätzt werden müssten. Dies erleichtert zum einen der Bedienperson die Arbeit, da sowohl das optische Maßnehmen als auch die folgende manuelle Parametereingabe entfallen.
Zum anderen wird die Anfälligkeit für Fehleinschätzungen so¬ wie Fehleingaben der Bedienperson reduziert. Dadurch hängt die Parameterwahl nicht mehr von Erfahrung oder Geschick der Bedienperson ab.
Eine vorteilhaft Ausgestaltung der Röntgeneinrichtung sieht vor, dass die Kamera-Schnittstelle derart ausgebildet ist, dass eine CCD-Kamera, ein Laser-Scanner oder eine Infrarot- Kamera verbindbar ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass über die Kamera-Schnittstelle gängige Kameras verbindbar sind, die aufgrund wohlbekannter Prinzipien arbeiten und bei denen daher auf eine breite Erfahrungsbasis für die Auswer¬ tung der Bilddaten zurückgegriffen werden kann. Die Verwen¬ dung einer CCD-Kamera hat dabei den besonderen Vorteil, dass Bilddaten gewonnen werden, die von einer Bedienperson oder einem Arzt auch optisch in Augenschein genommen werden können und zusätzliche Information für die Steuerung der Röntgenein¬ richtung oder die Diagnose des Patienten oder Objekts erbrin¬ gen können. Die Verwendung einer Laser-Scanners wiederum hat den Vorteil, dass Verfahren zur 3D-Bilddatenerfassung genutzt werden können. Die Verwendung einer Infrarot-Kamera hat den besonderen Vorteil, dass eine Messung unter Verzicht auf sichtbares Licht mit einem besonders einfachen Kameraaufbau möglich ist und zudem insbesondere Abstandsinformationen leicht gewinnbar sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Röntgeneinrich¬ tung besteht darin, dass das Auswertemodul dazu ausgebildet ist, von der Kamera-Schnittstelle empfangene 2D-Bilddaten auszuwerten, und dass die Auswertung die Ermittlung der 2D- Kontur des Patienten oder Objekts umfasst. Die Ermittlung von 2D-Bilddaten hat den Vorteil, dass sie besonders leicht rea¬ lisierbar ist. Zudem kann aus einer ermittelten 2D-Kontur zum einen die korrekte Position des Patienten oder Objekts über¬ prüft werden. Nicht zuletzt können aus der Auswertung der 2D- Bilddaten im Hinblick auf typische Größen, wie z.B. eine Taillen-Weite oder einen Gelenk-Durchmesser, Schlüsse auf den Umfang des Objekts gezogen werden, die wiederum für die Steu¬ erung von Parametern wie Röntgenspannung oder Röntgenstrom- Zeit-Produkt herangezogen werden können.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Röntgeneinrich¬ tung sieht vor, dass das Auswertemodul (14) dazu ausgebildet ist, von der Kamera-Schnittstelle empfangene 3D-Bilddaten auszuwerten, und dass die Auswertung die Ermittlung des Um- fangs des Patienten oder Objekts umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Umfang des Patienten oder Objekts di¬ rekt ermittelt werden kann, und dass insbesondere die Größe des zu durchstrahlenden Volumens exakt ermittelbar ist. Auf¬ grund dieser Größe können Parameter wie Röntgenspannung oder Röntgenstrom-Zeit-Produkt sehr exakt auf einen für die Rönt¬ gentherapie oder Röntgendiagnose optimalen Wert eingestellt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Röntgeneinrich¬ tung sieht vor, dass das Auswertemodul dazu ausgebildet ist, von der Kamera-Schnittstelle empfangene 3D-Bilddaten auszu¬ werten, und dass die Auswertung die Ermittlung eines Abstands zu dem Patienten oder Objekt umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass zum Beispiel ein Mindestabstand zum Patienten oder Objekt überwacht werden kann, oder dass geometrische Größen des Röntgenstrahlengangs zwischen Röntgenröhre und Röntgenbilddetektor, wie z.B. die Blendenöffnung, automatisch steuerbar sind.
Die Aufgabe wird nach dem Patentanspruch 11 außerdem gelöst durch eine Röntgeneinrichtung mit einer Steuereinrichtung, mit einem Röntgengenerator, der mit der Steuereinrichtung verbunden ist, und mit mindestens einer Kamera, die mit der Steuereinrichtung verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, Bilddaten eines Patienten oder Objekts von der Kamera zu empfangen. Gemäß dieser weiteren Aufgaben¬ lösung umfasst die Steuereinrichtung ein Auswertemodul, das dazu ausgebildet ist, von der Kamera empfangene Bilddaten auszuwerten und in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Aus¬ wertung der Bilddaten mindestens ein Steuersignal zur Steue¬ rung des Röntgengenerators zu erzeugen, das durch die Steuer¬ einrichtung an diesen übertragen wird.
Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass aufgrund einer automa¬ tischen Auswertung von Bilddaten des Patienten oder Objekts eine für die Röntgentherapie oder Röntgendiagnose optimale Einstellung der Parameter des Röntgengenerators ermöglicht wird. Zu den einstellbaren Parametern des Röntgengenerators gehören unter anderem die Röntgenspannung und das Röntgen- strom-Zeit-Produkt, die in erster Linie maßgeblich für den Effekt der Röntgenbestrahlung sind. Bei der Röntgendiagnose beeinflussen diese Parameter maßgeblich die Qualität der zu erzeugenden Röntgenbilder.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Röntgeneinrichtung be¬ steht darin, dass das Auswertemodul dazu ausgebildet ist, von der Kamera-Schnittstelle empfangene 3D-Bilddaten auszuwerten, und dass die Auswertung die Ermittlung des Umfangs des Pati¬ enten oder Objekts umfasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Umfang des Patienten oder Objekts direkt ermittelbar ist und somit das zu durchstrahlende Volumen exakt bekannt ist. Die exakte Kenntnis des zu durchstrahlenden Volumens er¬ möglicht die für Röntgendiagnose oder Röntgentherapie optima¬ le Einstellung der Parameter des Röntgengenerators.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Röntgeneinrich¬ tung besteht darin, dass das Steuersignal zur Steuerung der Röntgenspannung des Röntgengenerators ausgebildet ist. Da¬ durch ergibt sich der Vorteil, dass aufgrund der automati- sehen Auswertung der Bilddaten eine Anpassung der Generator¬ spannung zu Verbesserung der Bildqualität vorgenommen werden kann, die gleichzeitig einer Reduzierung der Belastung mit weicher Röntgenstrahlung, also mit Röntgenstrahlung niedriger Energie, die zur Bildqualität nicht positiv beiträgt, Rech- nung getragen. Dazu wird bei dünneren Patienten oder Objekten die Röntgenspannung reduziert, während sie bei Patienten mit größerem Umfang oder Objekten erhöht wird. Während die Anpas¬ sung der Röntgenspannung zur Erzeugung eines korrekt belich¬ teten Röntgenbildes nicht unbedingt erforderlich ist, hat sie doch immerhin bedeutenden Einfluss auf die Strahlungsbelas¬ tung sowie auf die Kontraststärke des zu erzeugenden Röntgen¬ bildes. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Röntgeneinrich¬ tung sieht vor, dass das Steuersignal zur Steuerung des Stromzeitprodukts eines Röntgengenerators ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Röntgenstrom-Zeit- Produkt an den Umfang des Patienten oder Objekts angepasst werden kann, um eine korrekte Belichtung des zu erzeugenden Röntgenbildes zu erreichen. Dies trägt zur Verbesserung der Bildqualität insbesondere bei Röntgeneinrichtungen ohne Be- lichtungsautomatik, durch die das Röntgenstrom-Zeit-Produkt automatisch geregelt wird, bei. Zu diesem Zweck wird das Röntgenstrom-Zeit-Produkt bei Patienten oder Objekten mit größerem Umfang erhöht, bei dünneren wird es reduziert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den weiteren Patentansprüchen sowie aus der Figurenbeschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer Figur näher erläutert.
Figur schematische Darstellung einer Röntgenein¬ richtung mit automatisierter Bilddaten- Auswertung
Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Röntgen- einrichtung 1 mit automatisierter Bilddaten-Auswertung.
Ein zu untersuchender Patient 7 wird dazu auf einem Patien¬ tenlagerungstisch 2 gelagert. Unterhalb des Patientenlage¬ rungstisches 2 ist ein Röntgenbilddetektor 5 angeordnet, der zur Erzeugung von Röntgenbilddaten aufgrund einfallender
Röntgenstrahlung geeignet ist. Als Röntgenbilddetektor 5 kann sowohl ein Film-Folien-System als auch ein digitaler Detektor (Flachdetektor, FD) zum Einsatz kommen, außerdem können auch Bildverstärker eingesetzt werden.
Der Patientenlagerungstisch 2 ist an einem Stativ 3 befes¬ tigt, an dem er, zusammen mit dem Röntgenbilddetektor 5, in vertikaler und horizontaler Richtung bewegt werden kann. E- benfalls an dem Stativ 3 ist ein Röntgenstrahler 4 ange¬ bracht, der ebenfalls in vertikaler und horizontaler Richtung bewegbar ist. Als Bestandteil des Röntgenstrahlers 4 ist dar- in eine Röntgenröhre 18 angeordnet, die zur Erzeugung eines Röntgenstrahlenbündels 6 dient. Röntgenstrahler 4 und Patien¬ tenlagerungstisch 2 sind derart ausrichtbar, dass das Rönt- genstrahlenbündel 6, in der Figur strichliert angedeutet, den Patienten 7 durchläuft und anschließend auf den Röntgenbild- detektor 5 trifft.
Die Geometrie des Röntgenstrahlenbündels 6 im Bereich des zu durchstrahlenden Körpervolumens des Patienten 7 hängt zum ei¬ nen von Abstand und Ausrichtung des Röntgenstrahlers 4 zum Patientenlagerungstisch 2 ab. Zum anderen ist sie durch eine Blende 17 beeinflussbar, die das Röntgenstrahlenbündel 6 mit¬ tels Blendenplatten in zwei horizontalen Richtungen einengen kann. Dadurch kann die Kontur des Röntgenstrahlenbündels 6 der Kontur des jeweils zu durchstrahlenden Körpervolumens an- gepasst werden.
Die Charakteristika der Röntgenstrahlung werden zudem durch ein Filter 19 beeinflusst, mittels dessen das Frequenzspekt¬ rum der Röntgenstrahlung optimiert werden kann. Der Filter 19 kann entweder auf Basis einer Brechung arbeiten, wobei dann die Steuerung über die Neigung des Filters 19 und damit über den Bragg' sehen Winkel der Röntgenbrechung erfolgt. Oder der Filter 19 arbeitet auf Basis verschiedener Filtermaterialien mit unterschiedlichen optischen Indizes, wobei die Steuerung dann über das Einschieben bzw. Wechseln verschiedener Filter 19 erfolgt.
Die Charakteristika der Röntgenbilder, die durch den Röntgen- bilddetektor 5 erzeugt werden, werden durch ein Streustrah- lenraster 20 beeinflusst. Das Streustrahlenraster 20 blo¬ ckiert Röntgenstrahlung, die nach Streu-Vorgängen im Patien¬ ten 7 auf den Röntgenbilddetektors 5 würde. Dazu wird Rönt- genstrahlung, die nicht von der Röntgenröhre 18 kommend auf den Röntgenbilddetektor 5 auftrifft, durch das Raster blo¬ ckiert. Um kein unerwünschtes Abbild des Rasters im Röntgen¬ bild zu erhalten, wird das Raster während der Röntgenbestrah- lung bewegt. Art und Bewegung des Streustrahlenrasters 20 können zur Optimierung der zu erzeugenden Röntgenbilder ge¬ steuert werden.
Der Röntgenstrahler 4 ist über eine Versorgungsleitung 8 mit einem Anlagenschrank 9 verbunden, der unter anderem einen Röntgengenerator 10 beinhaltet. Der Röntgengenerator dient der Erzeugung der sogenannten Röntgenspannung, mit der die Röntgenröhre 18 betrieben wird. Der Röntgengenerator 10 gibt daher die Röntgenspannung und damit die Energie der Röntgen- Strahlung der Röntgenröhre 18 sowie die Applikationsdauer vor und beeinflusst den Röntgenstrom maßgeblich. Im Zusammenwir¬ ken mit der Röntgenröhre 18 bestimmt der Röntgengenerator 10 damit die für die Röntgendurchstrahlung des Patienten 7 ma߬ geblichen Parameter des Röntgenstrahls.
Der Anlagenschrank 9 ist über eine Steuerleitung 13 mit einer Bedienkonsole 12 verbunden. Die Bedienkonsole 12 weist ein Anzeigegerät 15 auf, das eine Benutzeroberfläche für eine Be¬ dienperson anzeigen kann. Bestandteil der Bedienkonsole 12 ist eine Steuereinrichtung 11, die durch eine Bedienperson bedienbar ist und die insbesondere den Röntgengenerator 10 steuert. Neben dem Röntgengenerator 10 dient die Steuerein¬ richtung 11 auch der Steuerung weiterer Anlagenkomponenten, wie z.B. der Position der Blende 17 sowie der Position und Lage des Röntgenstrahlers 4 und des Patientenlagerungstisches 2.
Der Röntgenstrahler 4 weist außerdem zwei Kameras 16, 16' auf, die der Aufnahme von Bilddaten des Patienten 7 auf der Basis optisch sichtbaren oder infraroten Lichts dienen. Sie sind insbesondere nicht dazu geeignet, Röntgenbilder aufzu¬ nehmen, sondern arbeiten in einem Wellenlängenbereich, der für den Patienten 7 eine möglichst geringe bis verschwindende Strahlenbelastung mit sich bringt. Bilddaten der Kameras 16, 16' gelangen ebenfalls über die Versorgungsleitung 8 sowie die Steuerleitung 13 an die Steuereinrichtung 11.
Die Steuereinrichtung 11 empfängt diese Bilddaten und führt sie einem Auswertemodul 14 zu. Das Auswertemodul 14 führt ei¬ ne automatische Auswertung der Bilddaten durch. Dabei werden aus 2D-Bilddaten typische Größen wie z.B. eine Kontur des Pa- tienten 7, der Durchmesser von Körperteilen oder die Körper¬ längen ermittelt. Derartige typische Größen erlauben es, Schlüsse auf den Umfang des Patienten zu ziehen. Diese wie¬ derum beeinflusst maßgeblich die Größe des durch das Strah¬ lenbündel 6 zu durchlaufenden Körpervolumens und damit die Charakteristika der am Röntgenbilddetektor 5 antreffenden
Röntgenstrahlung. Falls die Kameras 16, 16' 3D-Bilddaten zur Verfügung stellen, oder falls 3D-Bilddaten durch eine geeig¬ nete, zum Beispiel stereotaktische, Anordnung der Kameras 16, 16' ermittelbar sind, wertet das Auswertemodul 14 auch die 3D-Bilddaten aus und hat unmittelbar und direkt Informationen zum Umfang des Patienten 7 zur Verfügung.
Anhand des - mittelbar oder unmittelbar - ermittelten Patien- tenumfangs kann das Auswertemodul 14 ein vom Patientenumfang abhängiges Signal erzeugen, das der Steuereinrichtung 11 zu¬ geht. Dazu kann auf eine tabellarische Zuordnung von Umfangs- werten und davon abhängigen Signalen zugegriffen werden, oder das abhängige Signal kann sich als Berechnung aus einer For¬ mel mit dem Umfangswert als Variable ergeben. Die Steuerein- richtung 11 kann in Abhängigkeit davon ein Steuersignal er¬ zeugen, das zur Steuerung des Röntgengenerators 10 in direk¬ ter oder indirekter Abhängigkeit vom Umfang des Patienten 7 und damit der Größe des zu durchstrahlenden Körpervolumens dient. Dadurch ist es zum Beispiel möglich, bei dünneren Pa- tienten die Röntgenspannung oder das Röntgenstrom-Zeit-
Produkt zu reduzieren oder umgekehrt bei größerem Umfang zu erhöhen. Zudem ist es möglich, in Abhängigkeit vom Umfang die Blende 17 zu steuern, um die Geometrie des Röntgenstrahlenbündels 6 im Bereich des zu durchstrahlenden Patienten 7 vorzugeben. Daneben kann auch der Filter 19 in Abhängigkeit von einer Auswertung durch das Auswertemodul 14 automatisch gesteuert werden, außerdem auch das Streustrahlenraster 20.
Vorangehend wurde ein Ausführungsbeispiel mit 2 Kameras 16, 16' beschrieben. Die Verwendung von 2 Kameras ermöglicht es, 2D-Bilddaten zu erfassen, aus denen durch einen entsprechen¬ den Bildverarbeitungs-Algorithmus 3D-Bilddaten erzeugbar sind.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf Ausführungsvarianten mit 2 oder mehreren Kameras beschränkt, sondern kann auch unter Verwendung lediglich einer Kamera realisiert werden. Bei Ver¬ wendung einer einzigen Kamera können, falls diese statisch angebracht ist, lediglich 2D-Bilddaten erfasst werden, die Erzeugung von 3D-Bilddaten ist jedoch nicht möglich. Anhand der 2D-Bilddaten können jedoch ebenfalls wesentliche Größen ermittelt werden, in deren Abhängigkeit die Röntgensteue- rungs-Parameter automatisch eingestellt werden können. Z.B. kann eine 2D-Projektion des Patienten herangezogen werden, um den Patient- oder Objektdurchmesser in dieser Projektion zu ermitteln. Aus dem Durchmesser kann z.B. der Umfang abge¬ schätzt werden, und anhand des derart geschätzten Umfangs kann eine Parametereinstellung für die Röntgensteuerung er¬ mittelt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Röntgeneinrichtung (1) mit einer Steuereinrichtung (11), die eine Steuer-Schnittstelle zur Verbindung mit mindestens einer zu steuernden Komponente der Röntgeneinrichtung (1) und eine Kamera-Schnittstelle zur Verbindung mit mindestens einer Kamera (16,16') aufweist, wobei die Steuereinrichtung (11) dazu ausgebildet ist, Bilddaten eines Patienten oder Objekts (7) von der Kamera-Schnittstelle zu empfangen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Steuereinrichtung (11) ein Auswertemodul (14) umfasst, das dazu ausgebildet ist, von der Kamera-Schnittstelle emp¬ fangene Bilddaten auszuwerten und in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Auswertung der Bilddaten mindestens ein Steuer- Signal zur Steuerung mindestens einer für die diagnostische oder therapeutische Röntgenbestrahlung des Patienten oder Ob¬ jekts (7) vorgesehenen Komponente zu erzeugen, und dass das Signal über die Steuer-Schnittstelle zur Verfügung gestellt wird.
2. Röntgeneinrichtung (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Steuer-Schnittstelle derart ausgebildet ist, dass als zu steuernde Komponente ein Röntgengenerator (10), eine Blende (17), ein Filter (19), ein Streustrahlenraster (20) und/oder einen Röntgendetektor (5) verbindbar ist.
3. Röntgeneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Kamera-Schnittstelle derart ausgebildet ist, dass eine CCD-Kamera, ein Laser-Scanner oder eine Infrarot-Kamera ver¬ bindbar ist.
4. Röntgeneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Auswertemodul (14) dazu ausgebildet ist, von der Kamera- Schnittstelle empfangene 2D-Bilddaten auszuwerten, und dass die Auswertung die Ermittlung der 2D-Kontur des Patienten o- der Objekts (7) umfasst.
5. Röntgeneinrichtung (1) nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Auswertung die Ermittlung der Position des Patienten oder Objekts (7) umfasst.
6. Röntgeneinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Auswertemodul (14) dazu ausgebildet ist, von der Kamera- Schnittstelle empfangene 3D-Bilddaten auszuwerten, und dass die Auswertung die Ermittlung des Umfangs des Patienten oder Objekts (7) umfasst.
7. Röntgeneinrichtung (1) nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Auswertung die Ermittlung der 3D-HuIIflache des Patienten oder Objekts (7) umfasst.
8. Röntgeneinrichtung (1) nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Auswertung die Ermittlung eines Abstands zu dem Patienten oder Objekt (7) umfasst.
9. Röntgeneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Steuersignal zur Steuerung der Röntgenspannung eines Röntgengenerators (10) ausgebildet ist.
10. Röntgeneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Steuersignal zur Steuerung des Stromzeitprodukts eines Röntgengenerators (10) ausgebildet ist.
11. Röntgeneinrichtung (1) mit einer Steuereinrichtung (11), mit einem Röntgengenerator (10) , der mit der Steuereinrich¬ tung (11) verbunden ist, und mit mindestens einer Kamera (16,16'), die mit der Steuereinrichtung (11) verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung (11) dazu ausgebildet ist, Bild¬ daten eines Patienten oder Objekts (7) von der Kamera (16,16') zu empfangen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Steuereinrichtung (11) ein Auswertemodul (14) umfasst, das dazu ausgebildet ist, von der Kamera (16, 16' ) empfangene Bilddaten auszuwerten und in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Auswertung der Bilddaten mindestens ein Steuersignal zur Steuerung des Röntgengenerators (10) zu erzeugen, das durch die Steuereinrichtung (11) an diesen übertragen wird.
12. Röntgeneinrichtung (1) nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Kamera-Schnittstelle derart ausgebildet ist, dass eine CCD-Kamera, ein Laser-Scanner oder eine Infrarot-Kamera ver¬ bindbar ist.
13. Röntgeneinrichtung (1) nach Anspruch 11 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Auswertemodul (14) dazu ausgebildet ist, von der Kamera- Schnittstelle empfangene 2D-Bilddaten auszuwerten, und dass die Auswertung die Ermittlung der 2D-Kontur des Patienten o- der Objekts (7) umfasst.
14. Röntgeneinrichtung (1) nach Anspruch 11 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Auswertemodul (14) dazu ausgebildet ist, von der Kamera- Schnittstelle empfangene 3D-Bilddaten auszuwerten, und dass die Auswertung die Ermittlung des Umfangs des Patienten oder Objekts (7) umfasst.
15. Röntgeneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche 11 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Steuersignal zur Steuerung der Röntgenspannung des Rönt- gengenerators (10) ausgebildet ist.
16. Röntgeneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche 11 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Steuersignal zur Steuerung des Stromzeitprodukts eines Röntgengenerators (10) ausgebildet ist.
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