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Die
Erfindung betrifft eine medizinische Bildaufnahmeeinrichtung, insbesondere
eine Röntgeneinrichtung,
mit wenigstens einer wenigstens ein zum Durchführen einer Aufnahme mechanisch
einstellbares Komponententeil umfassenden Komponente und wenigstens
einer seitlich benachbart zu einer Patientenlagerungsplatte angeordneten
Bedieneinrichtung zum Einstellen der wenigstens einen Komponente.
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Die
Einstellung der Aufnahmegeometrie bei medizinischen Bildaufnahmeeinrichtungen
erfordert auch heute noch die mechanische Einstellung verschiedener
Komponenten. Beispielsweise bei einer Röntgeneinrichtung mit einem
C-Bogen muss dieser in eine Position gebracht werden, in der zum
einen eine geeignete Projektionsrichtung aufgenommen wird, zum anderen
aber auch der C-Bogen möglichst wenig
störend
und strahlenschonend angeordnet ist, beispielsweise, wenn gleichzeitig
eine Intervention durchzuführen
ist. Ein anderes Beispiel sind Detektoren und Kollimatoren, bei
denen der Einsatz von beispielsweise Kollimatoren, Filtern, Blenden,
Zoom usw. mechanische Bewegungen benötigt. Schließlich ist
als Beispiel noch der Abstand zwischen Quelle und Bild zu nennen
(SID = source image distance).
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Zur
Einstellung der mechanisch einstellbaren Komponententeile solcher
Komponenten sind seitlich an einer Patientenlagerungsplatte angeordnete
Bedieneinrichtungen bekannt, die beispielsweise in Form von Reglern,
Knöpfen,
Joysticks oder dergleichen ausgeführt sind. Diese bekannten Bedieneinrichtungen
haben alle gemein, dass sie wenig intuitiv die tatsächliche
Verstellung an der medizinischen Bildaufnahmeeinrichtung wiedergeben.
Selbst wenn der Benutzer die Bedienung beherrscht, ist eine Einstellung
meist noch umständlich,
beispielsweise, wenn bei einem deckenmontierten C-Bogen von einer
Patienten-linksseitigen
Position auf eine Patienten-rechtsseitige Position gewechselt werden soll.
Es ist zwar bekannt, bestimmte Positionen zusätzlich zu voreingestellten
Systempositionen abzuspeichern und im Nachhinein wieder anzufahren,
jedoch muss von diesen Positionen aus die genaue Zielposition wiederum
manuell angesteuert werden. Derartige Probleme treten auch beim
Einstellen anderer geometrischer Aufnahmeparameter auf, beispielsweise
beim Einstellen der SID, des Zoom, der Blende etc. Häufig sind
auch bei erfahrenen Benutzern mehrere Testbedienungen notwendig,
bei denen vor der eigentlich Bildaufnahme grafische Rückmeldungen
durch das System erst Hinweise darauf geben, ob die Einstellung
bzw. Position für
die spezielle Bildgebungsaufgabe geeignet ist. Ist sie dies nicht,
muss erneut eine wenig intuitive Einstellung vorgenommen werden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine medizinische Bildaufnahmeeinrichtung anzugeben,
mit der eine intuitivere und einfachere Bedienung mechanisch einstellbarer
Komponententeile ermöglicht
wird.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist bei einer medizinischen Bildaufnahmeeinrichtung
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens
eine Bedieneinrichtung für
wenigstens eine Komponente als ein Miniaturmodell wenigstens der
Komponente ausgebildet ist, so dass eine benutzerseitige Manipulation
des Modellkomponententeils an dem Miniaturmodell in eine Einstellung
des Komponententeils an der Komponente übertragbar ist.
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Es
wird also vorgeschlagen, als Bedieneinrichtung wenigstens ein wenigstens
die Komponententeile umfassendes Miniaturmodell zu verwenden, welches
gegebenenfalls abstrahiert sein kann, sich aber insbesondere dadurch
auszeichnet, dass die Modellkomponententeile dieselben Bewegungsfreiheitsgrade
aufweisen wie die realen Komponententeile. Durch das Miniaturmodell
erkennen folglich auch unerfahrene Benutzer sofort die Bedienmöglichkeiten
und die Freiheitsgrade. Dem Benutzer ist jederzeit bewusst, wie
eine Zielposition aussieht und bei entsprechender Ausgestaltung
der Miniaturmodelle, ob diese auch tatsächlich erreicht werden kann (bei
einer entsprechenden Ausgestaltung des Miniaturmodells können beispielsweise
auch Kollisionen vorausgesehen werden). Das Miniaturmodell soll also
derart gestaltet sein, dass dem Benutzer stets bewusst ist, wie
sich seine Manipulationen am Miniaturmodell auf die tatsächliche
Komponente, beispielsweise einen C-Bogen, einen Patiententisch, einen Detektor
oder einen Kollimator (eine Blende), auswirken. Durch die Anordnung
der Bedieneinrichtung unmittelbar an der Patientenlagerungsplatte
eines Patiententisches kann der Benutzer zudem das Miniaturmodell
besonders vorteilhaft in Zusammenhang mit den tatsächlichen
Komponenten bzw. Komponententeilen setzen. Insgesamt wird also eine
sehr viel intuitivere, einfachere und zugänglichere Einstellung der Komponenten
möglich.
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Wie
bereits erwähnt,
ist es besonders vorteilhaft, wenn die Modellkomponententeile dieselben Bewegungsfreiheitsgrade
aufweisen wie das reale Komponententeil, insbesondere auch, was
Beschränkungen
der Bewegungen angeht. Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein,
dass die Realisierung dieser Bewegungsfreiheitsgrade der mechanischen
Realisierung bei der tatsächlichen
Komponente nachgebildet ist, also dieselbe Mechanik zugrunde liegt.
Zusätzlich
weist das Miniaturmodell selbstverständlich Positionsaufnehmer auf,
die die Position der Modellkomponententeile messen. Diese Messwerte
werden von einer Steuereinheit, insbesondere einer zentralen Steuereinheit
der Bildaufnahmeeinrichtung, ausgewertet und in eine entsprechende
Ansteuerung des tatsächlichen
Komponententeils an der Komponente umgesetzt.
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Zweckmäßigerweise
kann wenigstens ein Modellkomponententeil ein insbesondere hebelartiges
Angriffselement zur Erleichterung der benutzerseitigen Manipulation
aufweisen. Ein solches Angriffselement ermöglicht eine einfache und komfortable Manipulation
an dem Miniaturmodell, insbesondere auch für auf grund ihrer tatsächlichen
Anordnung schwerer zugängliche
oder greifbare Komponententeile. Beispielsweise können verschiebbare
Kollimatoren oder Filter mit einer solchen Manipulationshilfe, insbesondere
in Form eines Griffs, versehen werden. Beliebige Ausgestaltungen
sind denkbar, um eine möglichst
einfache Bedienung der Bildaufnahmeeinrichtung zu ermöglichen.
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Zudem
kann ein Schalter zum Arretieren der bewegbaren Modellkomponententeile
vorgesehen sein. Eine solche „Bremse” sorgt
dafür,
dass keine unbeabsichtigte Verstellung oder dergleichen auftreten
kann, so dass beispielsweise während
einer Bilddatenaufnahme die Bedieneinrichtungen auf diese Art sozusagen
deaktiviert werden können.
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Weiterhin
kann auch ein Schalter zum Anhalten sämtlicher Bewegungen des Miniaturmodells und/oder
der Komponententeile vorgesehen sein. Beispielsweise an dem Miniaturmodell
ist also eine Art „Not-Aus-Schalter” angeordnet,
der somit schnell erreichbar ist und insbesondere jegliche Bewegungen
der tatsächlichen
Komponententeile stoppen kann, wenn diese beispielsweise gerade
einer Manipulation an dem Miniaturmodell nachgeführt werden. Selbstverständlich kann
ein solcher Schalter auch genutzt werden, wenn anderweitig eine
Bewegung von Komponententeilen vorliegt, beispielsweise durch das
programmierte Anfahren einer Zielposition. Auf diese Weise ist die
Sicherheit der medizinischen Bildaufnahmeeinrichtung erhöht.
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Grundsätzlich sind
verschiedene Arten denkbar, wie über
die das Miniaturmodell umfassende Bedieneinrichtung eine Bedienung
der Komponenten vorgenommen werden kann. So kann beispielsweise ein
Direktbetriebsmodus vorgesehen sein, in dem die Bedieneinrichtung
zur unmittelbaren Übertragen
einer Manipulation an einem Modellkomponententeil in eine entsprechende
Einstellung an der Komponente ausgebildet ist. In dieser ersten
Variante eines Betriebsmodus kann, gegebenenfalls nach Lösen einer „Bremse” (Schalter
zum Arretieren der beweg baren Modellkomponententeile) und Bewegen
des Modellkomponententeils in eine gewünschte Position diese unmittelbar
auch von dem tatsächlichen
Komponententeil angefahren werden. Ein solcher Direktbetriebsmodus
ist vor allem dann vorteilhaft, wenn der Benutzer in bestimmten
Zwischenstellungen Bildaufnahmen tätigen möchte. Relevant ist dies beispielsweise
während
einer Intervention, wenn ein Katheter in kleinen Schritten verfolgt
werden soll. Dann kann der Benutzer über das Miniaturmodell an der
Bedieneinrichtung schrittweise und unmittelbar das wenigstens eine
entsprechende Komponententeil nachpositionieren.
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In
vorteilhafter weiterer Ausgestaltung kann ein Zielbetriebsmodus
vorgesehen sein, in dem in dem Miniaturmodell eine Zielposition
für das
wenigstens eine Komponententeil insbesondere mittels eines Anwählelements
auswählbar
ist, wonach mittels des oder eines Anwählelements die Röntgeneinrichtung
zum automatischen Anfahren dieser Zielposition durch die Komponente
ausgebildet ist. Es sei bereits an dieser Stelle angemerkt, dass
auch beide bislang genannten Betriebsmodi oder auch weitere Betriebsmodi
des oder der ein Miniaturmodell umfassenden Bedieneinrichtungen
vorgesehen sein können,
wobei dann zusätzlich
ein Auswahlschalter zur Auswahl eines Betriebsmodus insbesondere
an der Bedieneinrichtung vorgesehen sein kann.
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Im
Zielbetriebsmodus stehen dem Benutzer eine ganze Reihe weiterer
vorteilhafter Möglichkeiten offen.
Insbesondere kann er – ohne
unmittelbare Konsequenzen auf die Einstellung der tatsächlichen Komponenten
zu befürchten – zunächst Zielpositionen
an dem Miniaturmodell simulieren, um sie erst später, wenn sie sich als brauchbar
erwiesen haben, tatsächlich
anzufahren. So können
auch beispielsweise weitere Untersuchungsschritte vorab geplant werden.
Auch in dieser Variante löst
der Benutzer, so vorhanden, zunächst
die „Bremse”, die beispielsweise
durch einen Knopf am Miniaturmodell ausgeführt sein kann, wonach er das
wenigstens eine Komponententeil in die gewünschte Zielposition bringt.
Danach kann er seinen Wunsch, diese Zielposition anzufahren, durch
Betätigen
eines Anwählelements
bestätigen.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Einstellung auf einmaliges
Betätigen
des Anwählelements
bereits vollständig
durchgeführt
wird, also die Zielposition in jedem Fall angefahren wird. Alternativ ist
es aber auch denkbar, dass die Komponententeile nur solange bewegt
werden, wie auch das Anwählelement
betätigt
wird. Die letztere Ausführungsform
ist immer dann zu bevorzugen, wenn beispielsweise die Gefahr von
Kollisionen besteht, die durch Loslassen des Anwählelements dann verhindert
werden können.
Bei Verwendung eines solchen Zielbetriebsmodus kann der Benutzer
besonders schnell eine gewünschte
Zielposition erreichen, da im Gegensatz zum manuellen Betrieb eine
optimale Ansteuerung der Bewegungsfreiheitsgrade erreicht werden
kann.
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Mit
besonderem Vorteil kann bei Vorhandensein eines Zielbetriebsmodus
die Bildaufnahmeeinrichtung ferner eine Darstellungseinrichtung
umfassen, wobei auf der Darstellungseinrichtung eine dreidimensionale
Darstellung wenigstens einer als Miniaturmodell vorgesehenen Komponente
in ihrer tatsächlichen
Position sowie der aktuellen Modellposition und/oder der Zielposition
anzeigbar ist. Der Benutzer erhält
auf diese Weise unmittelbar ein „Feedback”, da er die tatsächliche
Position der Komponenten gleich mit der aktuellen Modellposition
vergleichen kann. Beispielsweise können beide Positionen überlagert
dargestellt werden, insbesondere abstrahiert in verschiedenen Farben.
Durch die visuelle Rückmeldung
für den
Benutzer ist sich dieser stets bewusst, welche Auswirkungen seine Änderungen auf
die tatsächliche
Komponente haben werden. Selbstverständlich sind auch andere Arten
von visuellen Rückmeldungen
denkbar, insbesondere erweiterte abstrahierte Darstellungen. Werden
Aufnahmeparameter wie beispielsweise der Zoom, die SID, Blenden
oder dergleichen eingestellt, so kann eine Darstellung erzeugt werden,
auf der die Beeinflussung des Blickfelds der Bildaufnahmeeinrichtung dem
Benutzer sofort klar wird. Beliebige Ausgestaltungen sind hier denkbar.
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Als
Darstellungseinrichtung kann ein Monitor einer Monitoranordnung
vorgesehen sein. Mit besonderem Vorteil befindet sich dieser Monitor,
beispielsweise hinter einem Patiententisch angeordnet, in einer
Position, die es dem Benutzer erlaubt, die Bildaufnahmeeinrichtung,
die Bedieneinrichtungen und den Monitor gleichzeitig im Auge zu
behalten.
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Auf
einer solchen Darstellungseinrichtung können auch weitere Informationen
angezeigt werden. Beispielsweise kann mittels eines Kollisionsmodells
ermittelt werden, ob die am Miniaturmodell eingestellte Zielposition überhaupt
erreichbar ist. Derartige Konstellationen können auftreten, wenn das Miniaturmodell
nicht alle Bewegungsfreiheitsgrade 1:1 wiedergibt oder im Miniaturmodell
nicht abgebildete Drittgegenstände
oder Drittkomponenten der Bildaufnahmeeinrichtung berücksichtigt
werden müssen. Auch
diese Information kann beispielsweise auf der Darstellungseinrichtung
angezeigt werden.
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Manipuliert
ein Benutzer im Zielbetriebsmodus ein Modellkomponententeil, so
weicht die durch das Miniaturmodell angezeigte Stellung von der
tatsächlichen
Stellung der Komponententeile ab. Dies kann dem Benutzer vorteilhaft
zur Anzeige gebracht werden, indem eine Abweichungsanzeigevorrichtung,
insbesondere eine LED, an dem Miniaturmodell vorgesehen ist, die
zum Anzeigen eines Abweichens der Modellposition von der tatsächlichen
Position der Komponenten ausgebildet ist. Beispielsweise kann ein
rotes Licht aufleuchten, sobald die Modellposition von der tatsächlichen
Position abweicht.
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Zweckmäßigerweise
ist zudem ein Resetschalter zum Zurückfahren des Miniaturmodells
in die tatsächliche
Position der Komponenten vorgesehen. Dann kann, beispielsweise wenn
das Miniaturmodell durch Simulationen des Benutzers verstellt ist,
immer wieder auf die Ausgangsposition, die der tatsächlichen
Position entspricht, zurückgestellt
werden, so dass immer ausgehend von der tatsächlichen Position gearbeitet
werden kann.
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Ist
eine solche Zielposition erst angewählt worden, so kann die konkrete
Einstellung der tatsächlichen
Komponenten auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Zum einen kann
vorgesehen sein, dass die Zielposition über einen automatisch und unabhängig von
der Betätigung
des Miniaturmodells ermittelten Bewegungsweg anfahrbar ist. In diesem Fall
wird beispielsweise ein „Fahrtplaner” genutzt,
um einen möglichst
idealen Bewegungsweg zu finden, um die Zielposition zu erreichen.
Dieser wird dann automatisch verwendet.
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In
anderen Fällen
kann es jedoch sinnvoll sein, dass wenigstens grob der von dem Benutzer
an dem Miniaturmodell verwendete Bewegungsweg auch auf die tatsächlichen
Komponenten abgebildet wird, beispielsweise, wenn dem Benutzer bewusst ist,
dass ein Drittgegenstand ein Hindernis auf einem direkten Bewegungsweg
bildet oder dergleichen. Dementsprechend kann zusätzlich oder
alternativ vorgesehen sein, dass Betätigungsdaten über die
Art der Manipulation an dem Miniaturmodell speicherbar und bei der
Ermittlung eines Bewegungsweges zum Anfahren der Zielposition berücksichtigbar
sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Auswahlschalter
an dem Miniaturmodell angeordnet ist, der es einem Benutzer erlaubt,
auszuwählen,
ob die Betätigungsdaten
tatsächlich
berücksichtigt
werden sollen. Beispielsweise können
bestimmte Zwischenpositionen aufgezeichnet werden, die dann auch
vom Bewegungsweg der tatsächlichen
Komponententeile eingenommen werden, es ist jedoch selbstverständlich auch
denkbar, den gesamten Bewegungsweg am Miniaturmodell als Betätigungsdaten
zu erfassen und nachzufahren. Beliebige Ausgestaltungen sind hier
denkbar.
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Wie
bereits erwähnt,
kann, falls mehrere Betriebsmodi der wenigstens einen ein Miniaturmodell unfassenden
Bedieneinrichtung vorgesehen sind, ein Auswahlschalter zur Auswahl
eines Betriebsmodus vorgesehen sein.
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Im
Folgenden sollen nun einige konkrete Beispiele für Komponenten aufgeführt werden,
für die solche
Bedieneinrichtungen mit besonderem Vorteil realisiert werden können. So
kann vorgesehen sein, dass die Bildaufnahmeeinrichtung einen C-Bogen und
einen Patiententisch mit der Patientenlagerungsplatte umfasst, wobei
für den
C-Bogen und/oder den Patiententisch ein Miniaturmodell als Bedieneinrichtung
vorgesehen ist. Gerade bei einem C-Bogen ist es besonders intuitiv,
die Bewegungsfreiheitsgrade in einem solchen Miniaturmodell abzubilden.
Insbesondere ergibt sich bei der Realisierung eines C-Bogens als
Miniaturmodell-Bedieneinrichtung ein weiterer Vorteil gegenüber dem
Stand der Technik, da in diesem bislang lediglich eine Projektionsrichtung
eingestellt werden konnte, zu deren Realisierung der C-Bogen jedoch
verschiedene Position einnehmen kann, beispielsweise eine Patienten-linksseitige
und eine Patienten-rechtsseitige Position. Dies war für einen
Benutzer nur hochgradig komplex einzustellen. Liegt der C-Bogen
jedoch als Miniaturmodell vor, so kann auch dieser Freiheitsgrad
einfach eingestellt und genutzt werden. Der C-Bogen kann dann so
positioniert werden, dass der Raum optimal genutzt werden kann.
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Mit
besonderem Vorteil können
der C-Bogen und der Patiententisch als ein gemeinsames Miniaturmodell
realisiert sein. Dann ist unmittelbar ersichtlich, ob beispielsweise
Kollisionen auftreten können, da
sich der C-Bogen und der Patiententisch in derselben Anordnung und
im selben Größenverhältnis zueinander
befinden, wie dies auch in der Realität der Fall ist. Nichts desto
trotz erhöht
es die Flexibilität
der Bedienung, wenn der C-Bogen und der Patiententisch unabhängig voneinander über die
Bedieneinrichtung bedienbar sind.
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In
vorteilhafter weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass
insbesondere an dem Miniaturmodell eine Kollisionsanzeigeeinrichtung
zur Anzeige einer durch ein Kollisionsmodell der Bildaufnahmeeinrichtung
nach einer Manipulation eines Modellkomponententeils festgestellten
möglichen
Kollision vorgesehen ist. Insbesondere dann, wenn nicht alle kollisionsrelevanten
Komponenten der Bildaufnahmeeinrichtung in dem Miniaturmodell mit
abgebildet sind, können
solche Manipulationen an dem Miniaturmodell auftreten, die an der
tatsächlichen
Bildaufnahmeeinrichtung eine Kollision bedingen würden. Aufgrund
des häufig
ohnehin in den Steuereinheiten der Bildaufnahmeeinrichtungen vorliegenden Kollisionsmodells
können
solche Kollisionen vorhergesehen werden und einem Benutzer zur Anzeige gebracht
werden. Es sei darauf hingewiesen, dass im Zusammenhang mit einer
Darstellungseinrichtung, wie bereits weiter oben beschrieben, selbstverständlich auch
diese zur Anzeige einer solchen möglichen Kollision genutzt werden
kann.
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Ein
solches Miniaturmodell eines C-Bogens und/oder eines Patiententischs
kann im Maßstab 1:20–1:30 ausgeführt werden.
Das tatsächliche
Größenverhältnis sollte
so gewählt
werden, dass eine gute Bedienbarkeit gemeinsam mit einer kompakten Ausführung gewährleistet
ist.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bildaufnahmeeinrichtung
kann vorgesehen sein, dass die Bedieneinrichtung mit dem Miniaturmodell
des C-Bogens auch zur
Navigation innerhalb eines bereits aufgenommenen dreidimensionalen
Datensatzes ausgebildet ist. Wird also durch die Bildaufnahmeeinrichtung
ein dreidimensionaler Datensatz erzeugt, so kann das Miniaturmodell
des C-Bogens auch dazu verwendet werden, diesen dreidimensionalen
Datensatz zu drehen. Im Stand der Technik ist dies nur durch einen Joystick
möglich,
der die Mausfunktion ersetzt. Durch die intuitive modellhafte Bedienung
kann hier ein weiteres Bedienmodul speziell für die dreidimensionale Applikation
komplett ersetzt werden, da die häufigste Anwendung aus dem Untersuchungsraum
heraus das Betrachten des generierten dreidimensionalen Datensatzes
aus verschiedenen Blickwinkeln ist. Es sei hervorgehoben, dass auch
andere Miniaturmodelle an der Navigation in dem dreidimensionalen Datensatz
teilhaben können.
So können
beispielsweise auch der Patiententisch oder Zoomeinstellmodelle
oder dergleichen Anwendung bei der Navigation in einem beispielsweise
an einer Darstellungseinrichtung dargestellten dreidimensionalen
Datensatz finden. Zur Auswahl der Bedieneinrichtung mit dem Miniaturmodell
des C-Bogens als
Bedieneinrichtung zur Navigation in einem dreidimensionalen Datensatz
kann ein Schalter vorgesehen sein.
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Zweckmäßigerweise
kann weiterhin ein Anwahlelement zum Anfahren einer an dem Miniaturmodell
während
der Navigation in einem dreidimensionalen Datensatz eingestellten
Position der Modellkomponenten durch die Komponenten der Bildaufnahmeeinrichtung
vorgesehen sein. Beispielsweise kann es sich für den Benutzer als notwendig
erweisen, eine weitere Aufnahme, gegebenenfalls mit höherer Auflösung, unter
einer bestimmten Projektion in dem dreidimensionalen Datensatz durchzuführen. Die
ihm angezeigte Projektion korreliert jedoch durch die Verwendung
des Miniaturmodells genau mit der im Miniaturmodell ohnehin eingestellten
Position des C-Bogens, so dass schon bekannt ist, wie die gerade dargestellte
Projektion nochmals aufgenommen werden kann. Besonders vorteilhaft
kann diese somit als eine Zielposition angewählt und angefahren werden, so
dass auf besonders einfache Weise eine Nachaufnahme bzw. eine neue
Aufnahme an dieser Position vorgenommen werden kann. Es sei darauf
hingewiesen, dass auch in diesem Fall selbstverständlich weitere
Miniaturmodelle bzw. Bedieneinrichtungen einbezogen werden können.
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Alternativ
oder zusätzlich
zu dem C-Bogen und dem Patiententisch kann auch vorgesehen sein, dass
die Bildaufnahmeeinrichtung einen Detektor umfasst und als Bedieneinrichtung
ein Miniaturmodell des Detektors vorgesehen ist. Auch an einem Detektor
gibt es, wie bereits erwähnt,
mehrere Möglichkeiten
für mechanisch
einstellbare Komponententeile, wobei als Komponententeile und Miniaturkomponententeile
beispielsweise ein mechanischer Zoom und/oder ein Kollimator und/oder
ein Filter, insbesondere ein Fingerfilter und/oder ein semitransparenter
Keilfilter, und/oder eine Blende vorgesehen sein können.
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Zur
konkreten Ausgestaltung eines solchen Miniaturmodells kann vorgesehen
sein, dass das Miniaturmodell des Detektors zentral ein Modell der
Detektorfläche
umfasst. Um diese Detektorfläche
ist somit ein ebenso zur Bedieneinrichtung gehörender Bereich vorgesehen,
in dem beispielsweise gerade nicht benötigte Filter oder Blenden angeordnet
sein können.
Auch an der tatsächlichen
Komponente befinden sich diese Komponententeile, wenn sie nicht benötigt werden,
in einer ähnlichen
Position. Es kann vorgesehen sein, dass die Miniaturkomponententeile in
mehreren Ebenen verschiebbar angeordnet sind. Mit besonderem Vorteil
kann die Mechanik auch in diesem Fall der am tatsächlichen
Detektor nachempfunden sein, an dem ebenso die Bewegbarkeit der verschiedenen
Komponententeile in mehreren Ebenen realisiert ist. Selbstverständlich sind
auch andere Realisierungen denkbar, beispielsweise über einer Detektorfläche anordenbare,
Komponententeile darstellende Elemente, deren Position induktiv
bestimmt wird. Dann ist jedoch eine Elektronik bzw. Software erforderlich,
die ermittelt, ob und wie ein solches Komponententeil tatsächlich eine
solche Position einnehmen bzw. erreichen kann. Daher ist erfindungsgemäß eine Nachbildung
der tatsächlich
vorhandenen Bewegungsfreiheitsgrade bevorzugt.
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Zur
konkreten Realisierung einer Einstellung des Zooms und/oder des
Kollimators kann an dem Miniaturmodell ein in einer Schiene auf
der Detektorfläche
verschiebbarer Winkel vorgesehen sein.
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Für das Miniaturmodell
des Detektors kann der Maßstab
1:4–1:8,
insbesondere 1:6, vorgesehen sein. Dann ist eine gute Handhabbarkeit
gegeben.
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Neben
der Bildaufnahmeeinrichtung betrifft die Erfindung auch ein Verfahren
zum Einstellen von wenigstens einer wenigstens ein zum Durchführen einer
Aufnahme mechanisch einstellbares Komponententeil umfassenden Komponente
einer Bildaufnahmeeinrichtung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Bildaufnahmeeinrichtung,
welche sich dadurch auszeichnet, dass zur Einstellung der Komponente
eine als Miniaturmodell wenigstens der Komponente ausgebildete seitlich
benachbart zu einer Pa tientenlagerungsplatte angeordnete Bedieneinrichtung
verwendet wird, wobei eine benutzerseitige Manipulation des Modellkomponententeils
an dem Miniaturmodell in eine Einstellung des Komponententeils an
der Komponente übertragen
wird. Ein solches Verfahren ermöglicht
also eine besonders intuitive Einstellung solcher mechanisch einstellbarer Komponententeile.
Sämtliche
Ausführungen
bezüglich
der erfindungsgemäßen Bildaufnahmeeinrichtung
lassen sich selbstverständlich
genauso auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich
aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand
der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Bildaufnahmeeinrichtung,
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2 eine
Bedieneinrichtung mit einem Miniaturmodell des C-Bogens und des
Patiententischs,
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3 eine
mögliche
Darstellung an einer Darstellungseinrichtung und
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4 eine
Bedieneinrichtung mit einem Miniaturmodell des Detektors.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße medizinische
Bildaufnahmeeinrichtung 1, hier eine Röntgeneinrichtung. Sie umfasst
einen C-Bogen 2 mit einer Strahlungsquelle 3 und
einem Detektor 4. Dieser C-Bogen 2 ist in verschiedenen
Freiheitsgraden über entsprechende
mechanisch einstellbare Komponententeile 2a, 2b um
einen ebenfalls mechanisch einstellbaren Patiententisch 5 mit
einer Patientenlagerungsplatte 6 schwenkbar. Weiterhin
umfasst die Bildaufnahmeeinrichtung 1 eine Monitoranordnung 7 mit
Monitoren 7a, 7b, 7c.
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Seitlich
benachbart zu der Patientenlagerungsplatte 6 ist eine Bedienanordnung 8 mit
Bedieneinrichtungen 9a, 9b und 9c vorgesehen,
die beispielsweise als Bedienmodule ausgebildet sein können.
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Vorliegend
umfasst die Bedieneinrichtung 9a ein Miniaturmodell 10 des
C-Bogens 2 und des Patiententischs 5. An dem Miniaturmodell 10 sind
sämtliche
mechanisch einstellbaren Komponententeile, unter anderem auch die
Komponententeile 2a, 2b und die verstellbare Patientenlagerungsplatte 6,
ebenso vorgesehen und an dem Miniaturmodell 10 verstellbar.
Dabei weisen sie dieselben Bewegungsfreiheitsgrade wie die tatsächlichen
Komponententeile auf.
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Ebenso
weist die Bedieneinrichtung 9b ein Miniaturmodell 11 des
Detektors 4 auf. Da auch der Detektor 4 mechanisch
einstellbare Komponententeile umfasst, beispielsweise einen Zoom,
Filter, Kollimatoren, Blenden, die hier aus Übersichtlichkeitsgründen nicht
näher dargestellt
sind, sind diese Komponententeile als Modellkomponententeile auch
in dem Modell 11 realisiert, wie im Folgenden noch näher dargestellt
werden wird. Eine benutzerseitige Manipulation eines Modellkomponententeils
an dem Miniaturmodell 10, 11 ist in einer Einstellung
des Komponententeils an der Komponente (C-Bogen 2, Detektor 4) übertragbar.
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Die
Bildaufnahmeeinrichtung 1 umfasst ferner eine Steuereinheit 12, über die
die gesamte Steuerung erfolgt, insbesondere auch die Ansteuerung der
mechanisch einstellbaren Komponententeile über die Bedieneinrichtungen 9a, 9b.
Dies gelingt im Wesentlichen dadurch, dass an den Modellkomponententeilen
Positionsaufnehmer vorgesehen sind, deren Messsignale – gemeinsam
mit denen weiterer Bedienelemente – durch die Steuereinheit 12 ausgewertet
und in eine entsprechende Verstellung der tatsächlichen Komponententeile übertragen
werden können.
Sie sind aus Übersichtlichkeitsgründen hier nicht
näher dargestellt.
Grundsätzlich
existieren für die
Bedieneinrichtungen 9a, 9b mit Miniaturmodellen 10, 11 zwei
Betriebsmodi, die über
einen Auswahlschalter 14 anwählbar sind. Zum einen ist ein
Direktbetriebsmodus vorgesehen, in dem eine Manipulation an einem
Modellkomponententeil eines der Miniaturmodelle 10, 11 unmittelbar
in eine entsprechende Einstellung an der Komponente übertragen
wird. Das bedeutet, wird beispielsweise der C-Bogen des Miniaturmodells 10 verdreht,
so wird diese Verdrehung durch die Positionsaufnehmer erfasst und
von der Steuereinheit 12 unmittelbar in Steuersignale umgesetzt,
die eine gleiche Verstellung des tatsächlichen C-Arms 2 bewirken
(respektive der Komponententeile 2a, 2b).
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Der
zweite Betriebsmodus ist ein Zielbetriebsmodus, in dem in dem Miniaturmodell 10, 11 eine
Zielposition für
wenigstens eines der Komponententeile eingestellt werden kann, wonach – was im
Folgenden noch näher
beschrieben werden wird – mittels
eines Anwählelements
die Bildaufnahmevorrichtung 1 zum Anfahren dieser Zielposition
durch die tatsächlichen
Komponenten angesteuert werden kann.
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Es
sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass das Miniaturmodell 11 des
Detektors 4 im Maßstab 1:6
ausgeführt
ist, das Miniaturmodell 10 des C-Arms 2 und des
Patiententischs 5 im Maßstab 1:25. Zudem ist auf den
Schalter 13 hinzuweisen, bei dessen Betätigung sämtliche Bewegungen der Miniaturmodelle 10, 11 und
der Komponententeile der Bildaufnahmeeinrichtung 1 angehalten
werden. Es handelt sich somit um einen „Not-Aus-Schalter”.
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2 zeigt
nun in Form einer Prinzipskizze genauer die Bedieneinrichtung 9a mit
dem Miniaturmodell 10 des C-Arms 2 und des Patiententischs 5. Das
Miniaturmodell 10 umfasst ein Miniaturmodell 10a des
C-Bogens 2 und ein Miniaturmodell 10b des Patiententischs 5,
die zueinander genau wie die tatsächlichen Komponenten angeordnet
sind. Während das
Miniaturmodell 10b lediglich zur Orientierung, beispielsweise
zum Abschätzen
einer möglichen
Kollision, vorgesehen sein kann, ist es hier auch als Bedienelement
der Bedieneinrichtung 9a zu verstehen.
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An
dem Miniaturmodell 10 ist ein Schalter 15 zum
Arretieren der bewegbaren Modellkomponententeile vorgesehen, also
eine Art „Bremse”. Wird
er betätigt,
können
die Modellkomponententeile, von denen hier beispielsweise zwei Modellkomponententeile 16 mit
Bezugszeichen versehen sind, in eine andere Position gebracht werden,
wobei dieselben Bewegungsfreiheitsgrade wie bei den tatsächlichen Komponententeilen
vorliegen. An den Modellkomponententeilen können, wie beim Modellkomponententeil 16 des
C-Bogen-Modells 10a angedeutet, Angriffselemente 17 vorgesehen
sein, die eine Manipulation des Miniaturmodells 10 bzw.
bestimmter Modellkomponententeile 16 durch den Benutzer
vereinfachen.
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Anzumerken
ist zudem, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel des kombinierten
Miniaturmodells 10 der C-Bogen 2 und der Patiententisch 5 unabhängig voneinander über die
Bedieneinrichtung 9a bedienbar sind, was eine größere Flexibilität bei der
Einstellung erlaubt.
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Optional
kann an dem Miniaturmodell 10 weiterhin eine bei 18 angedeutete
Kollisionsanzeigeeinrichtung vorgesehen sein, die zur Anzeige einer durch
ein Kollisionsmodell, das in der Steuereinheit 12 abgelegt
sein kann, der Bildaufnahmeeinrichtung 1 nach Manipulation
eines Modellkomponententeils 16 festgestellten möglichen
Kollision vorgesehen ist. Dabei können auch nicht in dem Miniaturmodell 10 abgebildete
Komponenten der Bildaufnahmeeinrichtung 1 und Drittgegenstände, beispielsweise
Anästhesiewägen oder
dergleichen, berücksichtigt
werden.
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Da,
wie bereits beschrieben, auch ein Zielbetriebsmodus vorgesehen ist,
ist an dem Miniaturmodell 10 auch eine Abweichungsanzeigevorrichtung 19,
die hier wie die Kollisionsanzeigevorrichtung 18 als LED
ausgebildet ist, angeordnet, die anzeigt, wenn die Modellposition
von der tatsächlichen
Position der Komponenten, hier also des C-Bogens 2 und des
Patiententischs 5, abweicht. Benachbart zu der Abweichungsanzeigevorrichtung 19 ist
ein Reset-Schalter 20 angeordnet, bei dessen Betätigung das
Miniaturmodell 10 in die tatsächliche Position des C-Bogens 2 und
des Patiententischs 5 zurückgefahren werden kann.
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Auch
weitere Bedienelemente an der Bedieneinrichtung 9a sind
dem Zielbetriebsmodus zugeordnet. So ist weiterhin ein gegebenenfalls
entsprechend beschriftetes Anwählelement 21 vorgesehen, bei
dessen Betätigung
die aktuelle Position des Miniaturmodells 10 als Zielposition
ausgewählt
wird und auch die tatsächlichen
Komponenten an der Bildaufnahmeeinrichtung 1 auf einem
Bewegungsweg in diese Zielposition verfahren werden, solange das
Anwählelement 21 betätigt wird.
Es ist natürlich
genauso gut möglich,
den kompletten Bewegungsablauf durch einmaliges Betätigen des
Anwählelements 21 bereits
auszulösen.
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Die
Wahl des Bewegungsweges, auf dem die Komponenten, also der C-Bogen 2 und
der Patiententisch 5, ihre Zielpositionen einnehmen, kann unterschiedlich
sein. Hierfür
kann optional auch ein Moduswahlschalter 22 an der Bedieneinrichtung 9a angeordnet
werden. Zunächst
ist es denkbar, in einem ersten Modus, dass der Bewegungsweg über einen
in der Steuereinheit 12 vorgesehen Fahrtplaner automatisch
ermittelt wird. In einem zweiten Modus ist es jedoch auch denkbar,
dass durch die Steuereinheit 12 Betätigungsdaten über die
Art der Manipulation an dem Miniaturmodell 10 speicherbar
sind, wobei diese Betätigungsdaten
bei der Ermittlung des Bewegungsweges zum Anfahren der Zielposition
berücksichtigt
werden. Dabei kann der gesamte Bewegungsweg am Miniaturmodell 10 aufgezeichnet
werden, jedoch ist es auch möglich,
nur bestimmte Positionen während
der Manipulation aufzuzeichnen. Der durch die Betätigungsdaten
aufgezeichnete Bewegungsweg kann vollständig nachvollzogen werden. Dies
ist jedoch weniger bevorzugt. Sinnvoll ist es jedoch, eine Art geglätteten,
der Manipulation am Miniaturmodell 10 nachgebildeten Bewegungsweg
zu verwenden, so dass auf diese Weise – insbesondere beim C-Bogen 2 – durch
die Manipulation am Miniaturmodell 10 bestimmte Klassen
von Bewegungswegen vorausgewählt
werden können,
beispielsweise ob der C-Bogen 2 bzw. dessen Komponententeile 2a, 2b linksherum
oder rechtsherum in die Zielposition gebracht werden sollen. Solcherlei
Erwägungen
können
beispielsweise durch von dem Benutzer wahrgenommene Drittgegenstände, die
bestimmte Bewegungswege ausschließen, bestimmt sein.
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Es
sei an dieser Stelle angemerkt, dass die intuitive Bedingung über die
Miniaturmodelle 10, 11 umfassenden Bedieneinrichtungen 9a, 9b noch durch
eine „Feedback”-Darstellung
an der Monitoranordnung 7 ergänzt werden kann. Ein Beispiel
einer solchen Darstellung 23 zeigt die 3.
Dort zu sehen ist, in einer ersten Farbe dargestellt, eine dreidimensionale
Darstellung (die also beispielsweise drehbar ist) der tatsächlichen
Position 24. Der C-Bogen 2 befindet sich dort
also in einer kopfseitigen Stellung mit einer senkrechten Projektionsrichtung. Von
der Position 24 (Ist-Position) wurde nun durch Manipulation
im Miniaturmodell 10a abgewichen, so dass sich die in anderer
Farbe dargestellte Modellposition 25 ergibt (in 3 gestrichelt).
Darin befindet sich der C-Bogen 2 in einer Patienten-rechtsseitigen Position
und es ist eine von der Senkrechten abweichende Projektionsrichtung
vorgesehen. Der Benutzer kann also durch die Darstellung 23 unmittelbar
erkennen, welche Auswirkungen die Manipulationen an dem Miniaturmodell 10 haben.
Es sei angemerkt, dass – insbesondere,
wenn, wie später
noch dargelegt wird, eine Detektorverstellung vorgenommen wird – eine abgeleitete
Darstellung erzeugt wird, die die relative Veränderung des Blickfelds der
Bildaufnahmeeinrichtung 1 durch die Manipulationen wiedergibt.
Beliebige Darstellungen und Informationen sind hier denkbar, um
den Benutzer ein möglichst
informatives Feedback zu geben.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist noch eine weitere Funktionalität des Miniaturmodells 10,
insbesondere des Miniaturmodells 10a, gegeben, die sich
auf das Betrachten dreidimensionaler Datensätze an der Bildaufnahmeeinrichtung 1,
beispielsweise auf einem der Monitore 7a, 7b oder 7c,
bezieht. Dazu ist, vgl. 2, ein weiteres Bedienelement
vorgesehen, nämlich
ein Schalter 26, mit dem die Bedieneinrichtung 9a zur
Navigation in einem dreidimensionalen Datensatz umgeschaltet wird. Durch
Manipulation an den Modellkomponententeilen 16 insbesondere
des dem C-Bogen 2 zugeordneten Miniaturmodells 10a lässt sich
also die Darstellung des dreidimensionalen Datensatzes verändern, vorliegend
insbesondere drehen. Dabei ist eine Kalibrierung derart vorgesehen,
dass die dargestellte Blickrichtung bzw. Projektionsrichtung einer
dargestellten zweidimensionalen Projektion genau der Projektionsrichtung
entspricht, die die Stellung des Miniaturmodells 10a definiert.
So wird eine hochgradig intuitive Navigation in dreidimensionalen
Datensätzen ermöglicht.
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Benachbart
zum Schalter 26 ist weiterhin ein Anwahlelement 27 vorgesehen.
Wird das Anwahlelement 27 betätigt, so kann die an dem Miniaturmodell 10 während der
Navigation in dem dreidimensionalen Datensatz eingestellte Position
der Modellkomponenten automatisch durch die Komponenten der Bildaufnahmeeinrichtung 1 angefahren
werden. Das bedeutet, dass es einem Benutzer auf besonders elegante
Weise möglich
ist, beispielsweise in einer bestimmten Projektionsrichtung ein
weiteres, insbesondere hochauflösendes
Bild aufzunehmen, da ja unmittelbar bekannt ist, welcher Einstellung
des C-Bogens 2 diese Projektion entspricht.
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4 zeigt
schließlich
eine genauere Ansicht der Bedieneinrichtung 9b mit dem
Miniaturmodell 11 des Detektors 4. Es sei vorab
angemerkt, dass alle sich nicht lediglich auf die Navigation in
einem dreidimensionalen Datensatz beziehenden weiteren Bedienelemente
an der Bedieneinrichtung 9a auch an der Bedieneinrichtung 9b vorgesehen
sein können,
wobei diese aus Übersichtlichkeitsgründen hier
nicht mehr näher
dargestellt werden.
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Zentral
umfasst das Miniaturmodell 11 des Detektors 4 ein
Modell 28 der Detektorfläche, das hier gegenüber dem
umgebenden Bereich 29 etwas abgesenkt ist. Auf der Modelldetektorfläche 30 sind Schienen 31, 32 vorgesehen,
die in diagonaler Rich tung verlaufen. In diesen Schienen 31, 32 geführt sind
Winkel 33, 34, die zur Einstellung des Zooms oder
eines Kollimators dienen, wobei der Winkel 33 einem Zoom
zugeordnet ist, der Winkel 34 einem Kollimator. Entlang
der Schiene lassen sich beide Winkel als Modellkomponententeile
verschieben, wie beim Winkel 33 durch den Pfeil 35 angedeutet
ist. An den Winkeln 33, 34 ist ferner jeweils
ein Angriffselement 36 vorgesehen, welches hier als ein
Griff ausgebildet ist. Durch es können die Winkel 33, 34 leicht in
den Schienen 31, 32 verschoben werden.
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Das
Miniaturmodell 11 umfasst jedoch auch weitere, in anderen
Ebenen angeordnete Modellkomponententeile, hier das Modell eines
Fingerfilters 37, wiederum mit einem Angriffselement 36,
und einen semitransparenten Keilfilter 38 mit einem Angriffselement 36.
Die Mechanik dieser hier dargestellten Filter 37, 38 ist
dabei in mehreren Ebenen wie am tatsächlichen Detektor 4 realisiert.
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Auf
diese Weise können
auch Aufnahmeparameter am Detektor 4 intuitiv eingestellt
werden. Insbesondere ist anzumerken, dass beispielsweise die Filter 37, 38 auch
in den Bereich 29 verbracht werden können, also in Lagerpositionen.
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Auch
die Einstellung an dem Miniaturmodell 11 kann durch eine
Darstellung unterstützt
werden, die beispielsweise das aktuelle Blickfeld anzeigen kann.