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Verfahren und Vorrichtung zur radioskopischen und radiographischen Wiedergabe eines Körperschnittes unter Ausschluss von davor und dahinter liegenden Teilen.
Die besonders für medizinische Zwecke gedachte, aber auch beispielsweise für Materialuntersuchungen anwendbare Erfindung löst die Aufgabe, einen Schnitt durch einen Körper auf dem Röntgenschirm oder röntgenphotographisch wiederzugeben, ohne dass dabei auch die davor und dahinter liegenden Teile im Bilde zu sehen sind.
Zu diesem Zwecke werden die Röntgenröhre und der Bildträger (Schirm oder Platte) in Verhältnis zum Körper in stets entgegengesetztem Sinne derart bewegt, dass das Bild eines jeden Punktes des wiederzugebenden Schnittes stets auf dieselbe Stelle des Bildträgers fällt, während die Bildpunkte von vor und hinter dem Schnitt liegenden Punkten dauernd ihre Lage auf dem Bildträger ändern. Hiebei ist bei genügend schneller Bewegung nur das dauernd dieselbe Lage auf dem Bildträger einnehmende Bild des zu untersuchenden Körperschnittes wahrnehmbar, während die dauernd sieh bewegenden Bilder der davor und dahinter liegenden Körperstellen nicht wahrzunehmen sind.
Das gilt sowohl für Schirmbilder als für Aufnahmen, doch genügt für Aufnahmen schon eine langsamere Bewegung
Vorzugsweise lässt man Röhre und Bildträger eine konische Pendelbewegung ausführen. Je nach dem Aussehlagwinkel der Pendelbewegung kann man ein mehr oder weniger plastisch wirkendes Bild erzielen.
Statt der Röhre und des Bildträgers kann man auch das Auflager für den zu durchleuchtenden Körper bei stillstehender Röhre mit dem Bildträger oder bei stillstehendem Bildträger mit der Röhre beweglich machen.
Eine etwa zwischen Objekt und Bildträger verwendete Sekundärstrahlenblende muss so bewegt werden, dass ihre Trennwände stets in der Richtung der Strahlen liegen.
Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen. Fig. 1 ist eine schaubildliche Darstellung einer Vorrichtung, bei der die Röntgenröhre und der Bildträger (Schirm) beweglich sind. Fig. 2 und 3 stellen Einzelheiten dar. Fig. 4 gibt ein Schema derselben Anordnung, ergänzt durch einen Beobachtungsspiegel. Fig. 5und6 deuten schematisch zwei andere Ausführungsmöglichkeiten an.
In Fig. 1 ist mit 1 der zur Aufnahme des zu durchleuchtenden Objekts bestimmte Tisch bezeichnet.
An diesem sind zu beiden Seiten je zwei Stützen 2 befestigt, an denen Lager 3 angeordnet sind. Diese nehmen Lagerzapfen 5 an den Enden von zwei Stäben 4 auf, von denen je einer zu beiden Seiten des Tisches von je zweien der Lager 3 getragen wird. Die Stäbe 4 tragen Zapfen 6, auf denen Stäbe 7 drehbar gelagert sind. Durch die mit ihren Achsen senkrecht zueinander stehenden Zapfen 5 und 6 sind die Stäbe 7 universalgelenkig gelagert. Es sind vier parallel zueinander laufende Stäbe 7 vorgesehen, von denen je zwei auf einer Tischseite liegen. An den oberen Enden tragen die Stäbe 7 mit Hilfe von Kugelgelenken 8 einen Rahmen 9 zur Aufnahme des Beobachtungsschirmes 10 oder der photographischen Kassette. Am unteren Ende sind die Stäbe 7 durch Kugelgelenke 11 mit einem Rahmen 12 verbunden.
In diesem ist auf Zapfen 13, die in Lagern 14 auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Rahmens ruhen, der äussere Ring 15 einer kardanischen Aufhängung gelagert, der seinerseits in Lagern 16 die senkrecht zu den Zapfen 13 verlaufenden Zapfen 17 des inneren Ringes 18 der kardanischen Aufhängung aufnimmt. Mit dem Ring 18 ist der die Röntgenröhre 20 aufnehmende Kasten 19 fest verbunden. Der Ring 18 trägt einen abwärts ragenden gegabelten Arm 21, der in einen Stab 22 ausläuft. Dieser gleitet in einer Muffe 23, die mittels eines Bolzens 24 mit Mutter 24a an einem von einer senkrechten Welle 29 getragenen Kurbelarm 25 befestigt ist.
Nach Lösen der Mutter 25a kann die Muffe 23 durch Drehung um den Bolzen 24
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unter beliebigem Winkel zum Kurbelarm 25 eingestellt werden. Der Kurbelarm 25 besitzt einen längsverschiebbaren Teil 25a. Mittels durch Bohrungen 27 des Teile 25a und einen Längsschlitz des Armes 25 gehender Bolzen kann der Kurbelarm auf verschiedene Länge eingestellt werden.
Die senkrechte Welle 29 dreht sich in einem Lager 30 und trägt ausser dem Kurbelarm eine Schnurscheibe 31, über die eine zu einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung führende Schnur 32 läuft.
Die Stützen 2 werden in der Höhenrichtung verstellbar von Böcken 33 getragen, die seitlich am Tisch befestigt sind. Sie weisen Längsschlitze 2a auf, durch die an den Böcken 33 befestigte Schrauben 34 mit Flügelmuttern 34a hindurchgehen. Hiedurch ist die Verstellung der Gelenkpunkte 6 in der Höhenlage ermöglicht. An den Böcken 33 angebrachte Backen 33 a geben den Stützen 2 die erforderliche senkrechte Führung.
Die Länge des Kurbelarmes 25 und die Neigung der Muffe 23 gegen den Kurbelarm wird so eingestellt, dass der Zentralstrahl der Röntgenröhre 20 sich mit der Achse der Welle 29 in einem Punkt schneidet, der in der Ebene der Gelenkpunkte 6 ungefähr in der Mitte des von diesen Punkten gebildeten waagrechten Rechtecks liegt. Da dieser Schnittpunkt sich bei der Drehung der Kurbel 25 nicht ändert und anderseits bei einer Bewegung auch die Ebene durch die Gelenke 6 im wesentlichen unverändert bleibt, geht der Zentralstrahl während der konischen Pendelbewegung des Systems dauernd durch denselben Punkt dieser Ebene. Da ferner der Schirm 10 und die Röntgenröhre 20 stets eine proportionale Bewegungausführen, trifftderZentralstrahlderRöntgenröhre auchstels auf denselben Punkt des Schirmes.
Stellt man also mit Hilfe der Stützen 2 die Ebene der Gelenke 6 so ein, dass sie durch einen bestimmten zu untersuchenden waagrechten Schnitt eines auf dem Tisch liegenden Körpers geht, so erhält man auf dem Schirm an seiner Schnittstelle mit dem Zentralstrahl dauernd das Bild eines bestimmten Punktes dieses Schnittes, während alle andern Punkte des Körpers unterhalb und oberhalb des Schnittes, durch die der Zentralstrahl der Röhre bei seinem Umlauf in einer Kegelfläche nacheinander geht, sich in jedem Augenblick ändern, so dass sie kein wahrnehmbares Bild auf dem Schirm erzeugen können. Ebenso verhält es sich mit den andern von der Röntgenröhre ausgehenden Strahlen.
Bei einer Veränderung der Höhenlage der Ebene der Gelenke 6 gleitet der Stab 22 in der Muffe 23 der Kurbel 25. Die Muffe muss bei jeder Verstellung der Höhenlage in ihre Schräglage gegen die Kurbel verstellt werden, damit jeweils der Schnittpunkt des Zentralstrahls mit der Achse der Welle 29 sich entsprechend verstellt. Eine Veränderung der Länge des Kurbelarmes 25 ist für diesen Zweck nicht erforderlich. Diese hat nur den Zweck, die Pendelbewegung der Röhre und des Schirmes je nach Wunsch grösser oder kleiner machen zu können.
Bei der konischen Pendelbewegung des Systems führt der in dem inneren Ring 18 der Kardanaufhängung befestigte Röhrenkasten mit der Röntgenröhre gegenüber dem Rahmen 12 eine Taumelbewegung aus.
Es ist übrigens nicht mierlässlich, dass der Zentralstrahl und damit jeder andere bestimmte Strahl der Röntgenröhre stets auf denselben Punkt des Körperschnittes und des Schirmes gerichtet bleibt. Vielmehr genügt es, dass der Brennfleck der Röntgenröhre so geführt wird, dass das Bild eines bestimmten Punktes des fraglichen Körperschnittes stets durch einen, wenn auch stetig wechselnden Strahl auf denselben Punkt des Schirmes geworfen wird. Man kann daher unter Umständen auf die Taumelbewegung der Röntgenröhre und damit auf ihre kardanische Aufhängung und ihren Antrieb durch Schrägzapfen verzichten.
Die Vorgänge werden, auf eine einzige senkrechte Ebene bezogen, durch die Fig. 4 verdeutlicht.
Hier ist 20 der Strahlenausgangspunkt der Röntgenröhre, 10 der Schirm, 35 der Schnittpunkt des einen Strahles der Röntgenröhre mit der Ebene des wiederzugebenden Schnittes durch den Körper 38, während mit 36 und 37. zwei symmetrisch dazu liegende Punkte der Schnittebene bezeichnet sind. Die Punkte 35, 36,37 zeichnen sich in den Punkten 35a, 36a, 37a des Schirmes ab, die sich auch während der konischen Pendelbewegung der Röhre und des Schirmes nicht ändern.
In der schematischen Darstellung der Fig. 4 ist übrigens noch die Anordnung eines Spiegels 39 hinter dem Schirm angedeutet. Dieser Spiegel wird zweckmässig während des Kreisen der Röhre und des Schirmes in solcher Weise dauernd in seiner Neigung zum Schirm verändert, dass der Beobachter in ihm ein ruhendes Spiegelbild des Schirmbildes sieht.
Erteilt man gemäss Fig. 5 dem zu durchleuchtenden Körper 38 eine Bewegung in seiner Ebene bei feststehender Röntgenröhre 20, so muss sieh der Bildträger 10 parallel zum Körper in einem Ausmass bewegen, das dem Verhältnis der Abstände von der Röhre entspricht.
Bei der Ausführungsform der Fig. 6 werden bei feststehendem Bildträger 10 die Röntgenröhre 20 und der Körper 38 im Verhältnis ihrer Entfernungen vom Bildträger parallel zu sich selbst bewegt.
Das neue Verfahren ermöglicht auch ein annäherndes Modellieren innerer Körperteile oder Fremdkörper durch Aufeinanderschichtel1 von Aufnahmen, die nacheinander unter fortschreitender Tiefenverstellung gemacht werden. Im gleichen Sinne kann man dadurch zu einem plastischen Schirmbild gelangen, dass man während der Umlaufbewegung die Höhenlage der Schnittebene fortgesetzt verändert, also z. B. bei der Ausführungsform der Fig. 1 durch mechanische Auf-und Abbewegung der Stützen 2 fortwährend die Höhenlage der Zapfen 5, 6 sich ändern lässt.
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Method and device for the radioscopic and radiographic reproduction of a body section with the exclusion of parts in front of and behind.
The invention, which is intended especially for medical purposes, but can also be used, for example, for material examinations, solves the problem of reproducing a section through a body on the X-ray screen or by X-ray photography without the parts in front of and behind being seen in the image.
For this purpose, the X-ray tube and the image carrier (screen or plate) are always moved in opposite directions in relation to the body so that the image of each point of the section to be reproduced always falls on the same place on the image carrier, while the image points from in front of and behind the Cut points are constantly changing their position on the image carrier. If the movement is sufficiently rapid, only the image of the body section to be examined, which permanently occupies the same position on the image carrier, can be perceived, while the constantly moving images of the body parts in front and behind cannot be perceived.
This applies to both screen images and recordings, but a slower movement is sufficient for recordings
Preferably, the tube and the image carrier are allowed to perform a conical pendulum motion. Depending on the deflection angle of the pendulum movement, you can achieve a more or less three-dimensional image.
Instead of the tube and the image carrier, the support for the body to be x-rayed can also be made movable with the image carrier when the tube is stationary or with the tube when the image carrier is stationary.
A secondary beam diaphragm used between the object and the image carrier must be moved in such a way that its partition walls are always in the direction of the beams.
The drawing illustrates the invention using several exemplary embodiments. Fig. 1 is a diagrammatic representation of a device in which the X-ray tube and the image carrier (screen) are movable. FIGS. 2 and 3 show details. FIG. 4 gives a diagram of the same arrangement, supplemented by an observation mirror. FIGS. 5 and 6 schematically indicate two other possible embodiments.
In Fig. 1, 1 denotes the table intended for receiving the object to be x-rayed.
Two supports 2, on which bearings 3 are arranged, are attached to this on both sides. These take up bearing pins 5 at the ends of two rods 4, one of which is supported on each side of the table by two of the bearings 3. The rods 4 carry pins 6 on which rods 7 are rotatably mounted. The rods 7 are mounted with universal joints due to the pins 5 and 6 which are perpendicular to one another with their axes. Four bars 7 running parallel to one another are provided, two of which are located on one side of the table. At the upper ends of the rods 7 with the aid of ball joints 8 carry a frame 9 for receiving the observation screen 10 or the photographic cassette. At the lower end, the rods 7 are connected to a frame 12 by ball joints 11.
In this, the outer ring 15 of a cardanic suspension is mounted on pins 13, which rest in bearings 14 on two opposite sides of the frame, which in turn supports in bearings 16 the pins 17 of the inner ring 18 of the cardanic suspension, which run perpendicular to the pins 13 records. The box 19 which holds the X-ray tube 20 is firmly connected to the ring 18. The ring 18 carries a downwardly extending forked arm 21 which terminates in a rod 22. This slides in a sleeve 23 which is fastened by means of a bolt 24 with nut 24a to a crank arm 25 carried by a vertical shaft 29.
After loosening the nut 25a, the sleeve 23 can be turned around the bolt 24
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can be adjusted at any angle to the crank arm 25. The crank arm 25 has a longitudinally displaceable part 25a. The crank arm can be adjusted to different lengths by means of bolts passing through bores 27 of part 25a and a longitudinal slot of arm 25.
The vertical shaft 29 rotates in a bearing 30 and, in addition to the crank arm, carries a cord pulley 31 over which a cord 32 runs leading to a drive device (not shown).
The supports 2 are supported adjustable in the height direction by brackets 33 which are attached to the side of the table. They have longitudinal slots 2a through which screws 34 attached to the brackets 33 with wing nuts 34a pass. This enables the hinge points 6 to be adjusted in height. On the blocks 33 attached jaws 33 a give the supports 2 the necessary vertical guidance.
The length of the crank arm 25 and the inclination of the sleeve 23 against the crank arm is adjusted so that the central beam of the X-ray tube 20 intersects with the axis of the shaft 29 at a point in the plane of the hinge points 6 approximately in the middle of these Points formed horizontal rectangle lies. Since this point of intersection does not change when the crank 25 is rotated and, on the other hand, the plane through the joints 6 remains essentially unchanged during a movement, the central ray passes continuously through the same point of this plane during the conical pendulum movement of the system. Furthermore, since the screen 10 and the X-ray tube 20 always perform a proportional movement, the central ray of the X-ray tube also strikes the same point on the screen.
So if you set the plane of the joints 6 with the help of the supports 2 so that it goes through a certain horizontal section to be examined of a body lying on the table, you will get a permanent image of a certain body on the screen at its intersection with the central beam Point of this cut, while all other points of the body below and above the cut, through which the central ray of the tube passes one after the other as it revolves in a conical surface, change at every moment so that they cannot produce a perceptible image on the screen. It is the same with the other rays emanating from the X-ray tube.
When the height of the plane of the joints 6 changes, the rod 22 slides in the sleeve 23 of the crank 25. The sleeve must be adjusted to its inclined position against the crank every time the height is adjusted so that the point of intersection of the central beam with the axis of the shaft 29 adjusts accordingly. A change in the length of the crank arm 25 is not necessary for this purpose. This only has the purpose of being able to make the pendulum movement of the tube and the screen larger or smaller as desired.
During the conical pendulum movement of the system, the tube box with the X-ray tube fastened in the inner ring 18 of the cardan suspension performs a tumbling movement with respect to the frame 12.
Incidentally, it is not essential that the central ray and thus every other specific ray of the X-ray tube always remain directed at the same point of the body cross-section and the screen. Rather, it is sufficient that the focal point of the X-ray tube is guided in such a way that the image of a certain point of the body section in question is always thrown onto the same point on the screen by a beam, albeit constantly changing. It is therefore possible under certain circumstances to dispense with the tumbling movement of the X-ray tube and thus its cardanic suspension and its drive by means of angled pegs.
The processes are illustrated in FIG. 4 in relation to a single vertical plane.
Here 20 is the starting point of the X-ray tube, 10 the screen, 35 the point of intersection of one beam of the X-ray tube with the plane of the section to be reproduced through the body 38, while 36 and 37 denote two symmetrical points on the section plane. The points 35, 36, 37 stand out in the points 35a, 36a, 37a of the screen, which do not change even during the conical pendulum movement of the tube and the screen.
Incidentally, the arrangement of a mirror 39 behind the screen is also indicated in the schematic representation of FIG. This mirror is expediently constantly changed in its inclination to the screen during the circling of the tube and the screen in such a way that the observer sees in it a stationary mirror image of the screen image.
If, according to FIG. 5, the body 38 to be x-rayed is given a movement in its plane with the x-ray tube 20 stationary, the image carrier 10 must move parallel to the body to an extent that corresponds to the ratio of the distances from the tube.
In the embodiment of FIG. 6, with the image carrier 10 stationary, the X-ray tube 20 and the body 38 are moved parallel to themselves in relation to their distances from the image carrier.
The new method also enables an approximate modeling of inner body parts or foreign bodies by layering images on top of one another, which are taken one after the other with progressive depth adjustment. In the same sense, you can get a three-dimensional screen image by continuously changing the height of the cutting plane during the orbital movement, so z. B. in the embodiment of FIG. 1 by mechanical up and down movement of the supports 2, the height of the pins 5, 6 can be continuously changed.