Patent DE-202018003975-U1 (DE)
Title: C-Bogen-Röntgendiagnostiksystem zur Aufnahme eines Scans eines Objekts mit einer Fokustrajektorie mit einem rotatorischen und zwei translatorischen Abschnitten
IPC: A61B6/03
Filed: 2018-08-25
Abstract: C-Bogen-Röntgendiagnostiksystem zur Realisierung eines Verfahrens zur Aufnahme eines Scans eines interessierenden Bereichs ROI (50) mit einem im Mittelpunkt des ROI (50) liegenden Scanzentrum (20,51) in einem Objekt (21), wobei der Scan aus einer Reihe von Röntgenprojektionsaufnahmen besteht, die einen vollständigen Satz von Röntgenprojektionsdaten des ROI (50) in der Orbitalebene eines C-Bogen-Röntgengeräts (2) für eine 3D-Rekonstruktion zur Verfügung stellt und wobei die Aufnahme des Scans unter Verwendung eines C-Bogen-Röntgendiagnostiksystems (1) erfolgt, mit
 • einem in einer Halterung längs des Umfangs um eine Orbitalbewegungsachse ϕ und in der C-Bogen-Ebene in zwei unabhängigen Achsen x und y motorisch verstellbaren C-Bogen, wobei der C-Bogen ein Röntgenbildaufnahmesystem mit einer an einem Ende des C-Bogens angeordneten Röntgenröhre (3) mit einem Fokus und einem gegenüberliegend am anderen Ende des C-Bogens angeordneten FPD-Röntgenbilddetektor (6) aufweist und wobei der Fokus der Röntgenröhre (3) unter Aufnahme der Reihe von Kegelstrahl-Röntgenprojektionsaufnahmen mit vorgegebener Bildqualität entlang einer zusammenhängenden ebenen und monoton zu durchfahrenden Fokustrajektorie mit einem rotatorischen Abschnitt und zwei an den Enden des rotatorischen Abschnitts anschließenden translatorischen Abschnitten zwischen einem Startpunkt und einem Endpunkt bewegt wird,
 • einer Systemsteuerungseinheit (100),
 • einer Bewegungssteuerungseinheit (103), die alle Bewegungen des C-Bogen-Röntgengeräts (2) zum Durchfahren des Fokus auf der Fokustrajektorie unter Berücksichtigung von in der Bewegungssteuerungseinheit (103) hinterlegten Kinematik mit Geschwindigkeits- und Beschleunigungsprofilen steuert,
 • einer Bildaufnahmesteuerungseinheit (104),
 • einer Scanparameter-Erzeugungseinheit (107),
 • einer Rekonstruktionseinheit (117), 
 • einer Fokus-Sollpositionsermittlungseinheit (108),
 wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
 a) Empfange eine von einem Benutzer aus einer Vielzahl von in einer Organprogramm-Datenbank (115) zur Verfügung stehenden Fokustrajektorien ausgewählte Fokustrajektorie mit rotatorischem und translatorischen Anteilen im Koordinatensystem des C-Bogen-Röntgendiagnostiksystems (1) durch die Scanparameter-Erzeugungseinheit (107),
 b) empfange eine Information über die Lage des gewünschten Scanzentrums (20, 51) im Koordinatensystem des C-Bogen-Röntgendiagnostiksystems (1) durch die Scanparameter-Erzeugungseinheit (107),
 c) empfange eine Information über die Soll-Aufnahmedichte der Röntgenprojektionsaufnahmen, wobei die Information eine der Information ist aus der Gesamtzahl N der Aufnahmen über die gesamte Länge der Fokustrajektorie und dem mittleren Winkelabstand Δα soll  im rotatorischen Teil der Fokustrajektorie zwischen zwei Fokuspositionen bezogen auf das Scanzentrum durch die Scanparameter-Erzeugungseinheit (107),
 d) übermittle die Scanparameter an die Fokus-Sollpositionsermittlungseinheit (108),
 e) rechne die Fokustrajektorie mit dem Scanzentrum (20, 51) als Koordinatenursprung in Polarkoordinaten um,
 f) errechne die Fokussollpositionen F i (r i ,α i ) auf der Fokustrajektorie, an denen jeweils eine Röntgenprojektionsaufnahme aufgenommen werden soll mit der Vorgabe einer konstanten Aufnahmedichte dn/dα der Projektionsaufnahmen, wobei die Polarwinkel α i  der Fokussollpositionen zwischen dem Polarwinkel α anfang =α i  am Startpunkt der Fokustrajektorie und dem Polarwinkel α ende  am Endpunkt der Fokustrajektorie bei gegebenem N der Bedingung α i =α 1 + (i - 1)*Δα mit 1=1 bis i=N, wobei Δα=(α ende -α 1 )/(N-1) und bei gegebenem Δα soll  der Bedingung α i =α 1 +(i-1) *Δα soll  mit i=1 bis i=M, wobei M=(α ende -α 1 ) /Δα soll ,
 g) stelle die Fokussollpositionen der Bewegungssteuerungseinheit (103) zur Verfügung,
 h) berechne aus der in der Scanparameter-Erzeugungseinheit (107) hinterlegten Fokustrajektorie, einem kinematischen Modell des C-Bogens und damit verknüpften Geschwindigkeits- und Beschleunigungsprofilen die Motoransteuersignale für die motorisierten Achsen (x(t), y(t), ϕ(t)), die die zeitabhängige Bewegung des Fokus auf der Fokustrajektorie beschreiben sowie den zeitlichen Verlauf des Polarwinkels α(t),
 i) erzeuge eine Information über das Erreichen einer Fokussollposition und übermittle diese an die Bildaufnahmesteuerungseinheit (103),
 j) veranlasse die Bildaufnahmesteuerungseinheit (104), zum nächstmöglichen Zeitpunkt eine Röntgenprojektionsaufnahme auszulösen,
 k) nehme sukzessive die Reihe der Röntgenprojektionsaufnahmen auf und stelle die Bilddaten der Röntgenprojektionsaufnahmen mit den Koordinaten des Fokus zum Aufnahmezeitpunkt, der Fokustrajektorie und der Lage des Scanzentrums der Rekonstruktionseinheit (117) zur Verfügung.