Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radiographieanordnung zur Untersuchung von Patienten, mit einer Röntgenquelle, einem Flachdetektor mit einer Einzelbildaufnahmefunktion und einer Benutzerkonsole zur Steuerung der Aufzeichnung. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Untersuchung von Patienten durch eine Radiographieanordnung mit einer Röntgenquelle, einem digitalen Flachdetektor und einer Einzelbildaufnahmefunktion.

Röntgensysteme sind heute zumeist dediziert einem klinischen Anwendungsfeld zuzuordnen. So wird zwischen C-Bogen-Angiographiesystemen, Durchleuchtungssystemen und Radiographiesystemen unterschieden. Dabei können die beiden erstgenannten Systemgruppen sowohl dynamische Applikationen als auch Einzelbildaufnahmen (single shot) abdecken, während bei Radiographiesystemen bisher nur Einzelbildaufnahmen möglich waren. Radiographiesysteme werden dann eingesetzt, wenn Einzelaufnahmen mit sehr hoher Auflösung, z.B. Darstellung feiner Risse, gemacht werden sollen. Bei der Durchleuchtung können bis zu 30 Bilder/sek. aufgenommen werden, wobei aber nur ein 1/3 der Auflösung von Bildern aus Radiographiesystemen erreicht werden kann. Es werden aktuell Kombinationssysteme eingesetzt, die die Durchleuchtungsfunktionalität und die Einzelbildaufnahmefunktion als analoge Vorrichtungen in einem Gerät vereinigen. Die Durchleuchtung nutzt dabei eine Kamera mit einem Lichtverstärker, die Einzelbildaufnahme nutzt eine Kassette. Werden in den Kombinationssystemen als Detektoren digitale Flachdetektoren eingesetzt, sind wegen hoher Datenmengen nur Bildgrößen von 20cm × 20cm möglich. Für die Untersuchung von großen Organen (wie Lunge und Becken) wird eine Detektorgröße von mindestens 35cm × 35cm und vorzugsweise 42cm × 42cm eingesetzt. Wird ein digitaler Flachdetektor dieser Größe verwendet, sind die Datenmengen zu groß, um dynamische Vorgänge abzubilden. Ein Bild eines Flachdetektors der 9 Megapixel bei 42cm × 42cm Größe aufweist, liefert eine Datenmenge von ca. 20MB pro Bild. Das Problem besteht also darin, dass Radiographiesysteme zusätzlich zu den Einzelbildaufnahmen keine zeitlich begrenzten dynamischen Applikationen aufzeichnen können, was primär an den zur Verfügung stehenden Detektoren, wie analoger Film, analoge Speicherfolien oder digitale Flachdetektoren liegt, die diese Funktionalität nicht unterstützen.

Ausgehend von den vorstehenden, diskutierten Nachteilen und Problemen stellt sich die Aufgabe, ein Radiographiesystem mit einem Flachdetektor so weiterzuentwickeln, dass neben den Einzelbildaufnahmen auch zeitlich begrenzte dynamische Applikationen aufgezeichnet und dargestellt werden können. Wichtig ist dabei, die Strahlenbelastung des Patienten so gering wie möglich zu halten. Die vorliegende Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1, sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 15. Die vorliegende Erfindung ist aus einer Reihe von Gründen vorteilhaft. Durch die Funktion, dass eine Bilderfolge mit einer Rate von bis zu 5 Hertz aufgezeichnet werden kann, kann eine Positionierung, die einer Einzelbildaufnahme vorausgeht, oder eine Überwachung eines Eingriffs erreicht werden. Durch die Positionierung können Fehlbilder bei der Einzelbildaufnahme vermieden werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass bei der Aufzeichnung einer dynamischen Applikation die Strahlenbelastung für den Patienten sehr gering ist. Weiter steht für jedes zu untersuchende Organ ein Parametersatz für die Aufnahme zur Verfügung, um für jedes Organ ein optimales Bild zu erzeugen. Die vorliegende Erfindung beschreibt zudem ein Verfahren zur Positionierung des Untersuchungsbereiches vor Einzelbildaufnahmen oder zur Überwachung von Eingriffen. Im Folgenden wird die Erfindung an Hand der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen: Kurzbeschreibung der Figuren

1 eine schematische Abbildung einer Radiographieanordnung mit Strahler an der Decke und Detektor im Tisch integriert

2 eine schematische Abbildung einer Radiographieanordnung mit Strahler an der Decke und zusätzlichem (zum Tisch) Wandgerät mit Detektor

3 eine schematische Abbildung einer Radiographieanordnung mit Strahler an der Decke und Wandgerät mit Detektor

4 eine schematische Abbildung einer Radiographieanordnung mit Strahler am Boden und Wandgerät mit Detektor

5 eine schematische Abbildung einer Radiographieanordnung mit frei positionierbarem Strahler und Detektor

6 ein Flussdiagramm zur reinen Positionierung von Patienten

7 ein Flussdiagramm zum Positionieren von Patienten mit anschließender Einzelbildaufnahme

8 ein Flussdiagramm zum Positionieren von Patienten und zur Aufnahme von Einzelbildern in beliebiger Reihenfolge mit Benutzern innerhalb und/oder außerhalb des Untersuchungsraumes

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Es handelt sich um eine Radiographieanordnung (1) mit Flachdetektortechnologie wobei die Anordnung ein Tischgerät mit Strahler (2) an der Decke, einen Tisch (3) mit integriertem Detektor (4) für liegende Anwendungen, eine Benutzerkonsole (5) (Rechner) und einen Generator mit Systemschrank (6) aufweist. Die Radiographieanordnung (1) dient zur Untersuchung von Patienten, mit einer Röntgenquelle (2), einem digitalen Flachdetektor (4) mit einer Einzelbildaufnahmefunktion und einer Benutzerkonsole (5) zur Steuerung und Aufzeichnung, wobei der Flachdetektor (4) zusätzlich mit der Funktion ausgestattet ist, eine Bilderfolge mit einer Aufzeichnungsrate von 1 bis 5 Hertz und vorzugsweise 3 Hertz aufzunehmen. Dies ermöglicht eine Positionierung der zu untersuchenden Region oder eine Überwachung bei pseudo-interventionellen Eingriffen. Bei den Aufnahmen zur Positionierung auf ein Organ und bei pseudo-interventionellen Eingriffen, wie Setzen eines Katheters oder einer Nadel für Gewebeproben, an demselben Organ, wird jeweils die gleiche Strahlendosis verwendet, während bei einer Einzelbildaufnahme dieses Organs eine bis zu einem Faktor 10 höhere Strahlendosis verwendet wird. Das Verfahren kann mit einem digitalen Videofilm verglichen werden, der solange läuft bis das gesuchte Organ möglichst exakt dargestellt werden kann. Der digitale Flachdetektor (4) weist eine Ausleseelektronik auf, die für einen Zyklus bestehend aus Löschen, Aufnehmen und Auslesen eines Messimpulses minimal als 1/5 sek. benötigt, so dass eine Bildrate zur Aufzeichnung von dynamischen Anwendungen von bis zu 5 Hertz möglich ist. Die Positionierung erfolgt durch eine Steuerung, die auf einer Organprogrammfunktion basiert, die einen Parametersatz aufweist, der von dem zu untersuchenden Organ abhängig ist und unter Anderem Parameter für die Erzeugung der Hochspannung zur Erzeugung der Röntgenstrahlung (Generatorparameter), für die Bildbearbeitung, für die Einblendung (Begrenzen des Röntgenstrahles) und für die Bildrate aufweist, um für jedes Organ ein optimales Bild zu erzeugen. Das Begrenzen des Röntgenstrahles auf die Größe des Untersuchungsbereichs wird durch Einblendrahmen (7) mit Bleilamellen im Strahlengang bewerkstelligt. Durch die Einblendung wird erreicht, dass nur der zu untersuchende Bereich bestrahlt wird. Bei einer Aufnahme fällt das Röntgenlicht, das das zu untersuchende Medium durchstrahlt hat, auf einen Szintillator, wird dort in Licht umgewandelt, das auf den Detektor fällt.

An der Benutzerkonsole (5) ist ein Monitor (8) vorgesehen, der die Positionierung mit maximal 5 Bildern/sek. in Echtzeit und, falls gewünscht, das anschließende Einzelbild darstellt. Zudem ist ein separater Monitor (9) vorgesehen, der in Nähe des Patienten installiert ist, und der das jeweils letzte Bild der Positionierung (LIH: Last image hold) anzeigt. Es wird ein digitaler Flachdetektor (4) mit einer Größe von mindestens 35cm × 35cm und vorzugsweise 42cm × 42cm eingesetzt, um große Untersuchungsbereiche wie Becken oder Lunge abzubilden. Ein besonderer Vorzug der Erfindung ist es, dass die Radiographiesysteme mit der Fähigkeit dynamische Bilder zu erzeugen viel billiger sind und eine höhere Bildqualität aufweisen, als die im Stand der Technik erwähnten Kombinationssysteme. Nur für einen kleinen Prozentsatz an Anwendungen, reicht die Bildrate des Radiographiesystems von maximal 5 Hertz nicht aus, um dynamische Vorgänge exakt abzubilden. Nur in diesen Fällen muss dann auf die herkömmlichen Durchleuchtungssysteme, die Bildraten von bis zu 30 Bildern pro Sekunde erlauben, zurückgegriffen werden.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Radiographieanordnung (10) ist mit einem Flachdetektor (4) ausgestattet, wobei die Anordnung ein Tischgerät mit Strahler (2) an der Decke, zusätzlich ein Wandgerät (11) mit Detektor (4) für stehende Aufnahmen, eine Benutzerkonsole (5) (Rechner) und einen Generator mit Systemschrank (6) aufweist. 2 unterscheidet sich nur durch das zusätzliche Wandgerät mit Flachdetektor (4) von 1. Ansonsten entsprechen sämtliche Eigenschaften und Funktionen denen, die in 1 dargestellt sind.

3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Radiographieanordnung (20) ist mit einem Flachdetektor (4) ausgestattet, wobei die Anordnung ein Wandgerät (11) mit Strahler (2) an der Decke, einen Detektor (4) im Wandgerät (11) für stehende Aufnahmen, eine Benutzerkonsole (5) (Rechner) und einen Generator mit Systemschrank (6) aufweist. Im Vergleich zu 1 wird in 3 statt des Tisches ein Wandgerät mit Flachdetektor verwendet. Ansonsten entsprechen sämtliche Eigenschaften und Funktionen denen, die in 1 dargestellt sind.

4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Radiographieanordnung (30) ist mit einem Flachdetektor (4) ausgestattet, wobei die Anordnung ein Wandgerät (11) mit Strahler (31) am Boden, einen Detektor (4) im Wandgerät (11) für ausschließlich stehende Aufnahmen, eine Benutzerkonsole (5) (Rechner) und einen Generator mit Systemschrank (6) aufweist. Im Vergleich zu 1 wird in 4 statt des Tisches ein Wandgerät und statt des Strahlers an der Decke ein Strahler am Boden verwendet. Ansonsten entsprechen sämtliche Eigenschaften und Funktionen denen, die in 1 dargestellt sind.

5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Radiographieanordnung (40) ist mit einem Flachdetektor (4) ausgestattet, wobei die Anordnung ein Universalgerät ist, das an der Decke hängend, einen frei um einen Tisch zu platzierenden Strahler (41) und einen an der Decke befestigten Detektorarm (42) mit einem Detektor (4), eine Benutzerkonsole (5) (Rechner) und einen Generator mit Systemschrank (6) aufweist. Die möglichen Positionen sind automatisch per Organprogrammfunktion anfahrbar. Im Gegensatz zu 1 sind in 5 ein um den Tisch frei beweglicher Strahler und Detektor dargestellt, wobei Beide an der Decke befestigt sind. Ansonsten entsprechen sämtliche Eigenschaften und Funktionen denen, die in 1 dargestellt sind.

Weiter wird in der Erfindung ein Verfahren entwickelt, um Patienten mit einer Radiographieanordnung (1) mit einer Röntgenquelle (2) und einem digitalen Flachdetektor (4) zu untersuchen, wobei Einzelbilder und/oder eine Folge von Aufzeichnungen zum Positionieren des zu untersuchenden Bereichs oder zur Überwachung von Eingriffen aufgezeichnet werden. Die Aufzeichnungsrate beträgt zwischen 1 und 5 Hertz und vorzugsweise 3 Hertz. Zur Schonung des Patienten kann die Aufnahmedauer bei der Positionierung oder bei pseudo-interventionellen Eingriffen auf 3 Sekunden begrenzt werden. Im Gegensatz zu Aufnahmen mit Durchleuchtungssystemen, wo der Patient im Allgemeinen liegt und der Tisch bewegt wird, kann sich der Patient bei Aufnahmen mit Radiographiesystemen in beliebiger Position, nämlich liegend, stehend oder sitzend befinden. Bei Radiographieaufnahmen wird im Allgemeinen die Röntgenquelle bewegt. Um Fehlbilder zu vermeiden, erfolgt die Positionierung der zu untersuchenden Region unmittelbar vor der Einzelbildaufnahme, wobei bei der Positionierung eine Folge von Bildern aufgenommen wird, deren jeweilige Intensität um bis zu einem Faktor 10 kleiner als die Intensität bei einer Einzelbildaufnahme ist. Die Umschaltdauer zwischen Positionieren und Einzelbildaufnahme liegt bei ca. 700ms, wodurch Bewegungseffekte vermieden werden. Das Umschalten zwischen Positionieren und Einzelbildaufnahme erfolgt nicht händisch, sondern durch einen Fußschalter oder durch Sprachanweisungen. Für eine Aufnahme (serie) können gleichzeitig zwei Bedienorte genutzt werden, nämlich mit einem Benutzer direkt am Patienten im Untersuchungsraum und/oder einem weiteren Benutzer an der Benutzerkonsole außerhalb des Untersuchungsraumes.

Im Folgenden wird der prinzipielle, grobe Ablauf einer Aufnahme mit Radiographiesystem und Flachdetektor dargestellt. Zuerst werden die Organparameter gewählt, dann die Voreinstellungen gemacht, dann die Strahlung für die Positionierung ausgelöst, dann die Position und die Einblendung eingestellt, dann die Positionierung abgeschaltet und schließlich die Einzelbildaufnahme gemacht.

In 6, 7, 8 werden die Einzellschritte für drei verschiedene Aufnahmeverfahren detailliert dargestellt.

6 zeigt ein erstes Flussdiagramm mit Einzellschritten des Verfahrens, nachdem die vorliegende Erfindung bei der Positionierung oder bei der Überwachung von pseudo-interventionellen Eingriffen arbeitet. Im Verfahrensschritt 1 registriert der Benutzer den Patienten und wählt das Organprogramm. Im Schritt 1a liefert das System die richtigen Parameter. Im Schritt 2 macht der Benutzer eine grobe Positionierung des Patienten und des Systems. Im Schritt 2a ist das System bereit. Im Schritt 3 macht der Radiologie Techniker und/oder der Radiologe oder ein anderer Arzt einen Eingriff am Patienten. In Schritt 3a ermöglicht das System bis zu 5 Bilder pro Sekunde, vorzugsweise 3 Bilder pro Sekunde mit insgesamt 10 – 100 Bildern, oder mindestens 10 Bildern und vorzugsweise 30 Bildern. In Schritt 3b zeigt das System Bilder nahe am Patienten mit einer angemessenen Bildqualität (LIH: Last Image Hold). In Schritt 3c stellt das System die gesamte Funktionalität am Patienten zur Verfügung. In Schritt 4 benutzt der Benutzer nur Aufnahmereihen mit geringer Röntgendosis ohne dabei die Parameter zu verändern. In Schritt 4a stellt das System alle Bilder in einem Patientenordner zur Verfügung. In Schritt 4b ermöglicht das System das Ausdrucken, das Versenden und das Speichern der Bilder in beliebiger Reihenfolge.

7 zeigt ein zweites Flussdiagramm mit Einzellschritten des Verfahrens, nachdem die vorliegende Erfindung bei der Positionierung mit anschließender Einzelbildaufnahme arbeitet. In Schritt 1 des zweiten Flussdiagramms werden alle Schritte 1 bis 3c aus 6 des ersten Flussdiagramms zusammengefasst. In Schritt 2 macht der Benutzer Aufnahmereihen mit geringer Röntgendosis (Positionierung) und Einzelbildaufnahmen in verschiedenen Richtungen und zu verschiedenen Zeiten. In Schritt 2a schafft das System das Umschalten zwischen Aufnahmen mit niedriger Röntgendosis (Positionierung) und Einzelbildaufnahme in weniger als 700ms. In Schritt 3 hat der Benutzer die Möglichkeit, die Parameter schnell und einfach von innerhalb des Untersuchungsraumes zu ändern. In Schritt 3a erlaubt es das System, sämtliche Parameter zu ändern. Im Schritt 4 kann der Benutzer schnell und einfach zwischen einer Aufnahmereihe mit niedriger Röntgendosis (Positionieren) und einer Einzelbildaufnahme wechseln und ohne dabei Hände zu benutzen. Im Schritt 4a ermöglicht das System eine einfache Handhabung. Im Schritt 4b ermöglicht das System eine Möglichkeit zwischen einer Aufnahmereihe mit niedriger Röntgendosis und einer Einzelbildaufnahme hin und her zu wechseln und zwar gesteuert durch einen Fußschalter oder durch Spracherkennung. Im Schritt 4c stellt das System alle Aufnahmereihefunktionalitäten mit niedriger Röntgendosis (Positionierung) zur Verfügung, wie „LIH" (letztes Bild der Positionierung bleibt am Monitor dargestellt) oder „care profile"(gepulste Durchleuchtung mit geringer Röntgenintensität). Im Schritt 4d erlaubt das System das Ausdrucken, Versenden und Speichern der Bilder in beliebiger Reihenfolge.

8 zeigt ein drittes Flussdiagramm mit Einzellschritten des Verfahrens, nachdem die vorliegende Erfindung arbeitet, wenn gleichzeitig Benutzer innerhalb und außerhalb des Untersuchungsraumes arbeiten. In Schritt 1 des dritten Flussdiagramms werden alle Schritte 1 bis 3c aus 6 des ersten Flussdiagramms zusammengefasst. Im Schritt 2 befindet sich der Benutzer im Untersuchungsraum (inside) um Parameter einzustellen und der Radiologie Techniker befindet sich gleichzeitig außerhalb des Untersuchungsraumes (outside) um dort an der Benutzerkonsole Parameter einzustellen. Im Schritt 2a stellt das System Parameter in und außerhalb des Untersuchungsraumes zur Verfügung. Im Schritt 2b sieht das System die Möglichkeit für schnelle Änderungen vor. Im Schritt 2c ist die Reihenfolge in der die Aufnahmereihe mit niedriger Röntgendosis und die Einzelbildaufnahme erfolgt beliebig. Im Schritt 2d erlaubt das System das Ausdrucken, Versenden und Speichern der Bilder in beliebiger Reihenfolge.