DE102004004300A1

DE102004004300A1 - Bildgebendes Tomorgraphie-Gerät

Info

Publication number: DE102004004300A1
Application number: DE102004004300A
Authority: DE
Inventors: Günter DANZ; Hans-Jürgen Müller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2004-01-28
Filing date: 2004-01-28
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2024-01-29
Also published as: JP2005211661A; DE102004004300B4; US20050199060A1; CN1647763A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein bildgebendes Tomographie-Gerät, insbesondere ein Röntgentomograpie- oder Ultraschalltomographie-Gerät, mit einer stationären ein Messmittel (13) zur Messung der Unwucht aufweisenden Einheit (1), an der eine ringartige Messeinrichtung (3) rotierbar um einen Patiententunnel (9) angebracht ist, wobei an der Messeinrichtung (3) Kompensationsgewichte (17a, 17b) zur Kompensation einer Unwucht vorgesehen sind. Zur Vereinfachung des Wuchtvorgangs wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Kompensationsgewichte (17a, 17b) in zwei parallelen axial voneinander beabstandeten Ebenen (E1, E2) in ihrer Winkellage zueinander veränderbar an einer äußeren Umfangsfläche (15) der Messeinrichtung (3) angebracht sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein bildgebende Tomographie-Gerät, insbesondere einen Röntgen-Computertomograph, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Röntgen-Computertomograph ist aus der DE-OS 101 08 065 A1 bekannt. Dabei ist in einer stationären Aufnahme eine um eine horizontale Drehachse drehbar gelagerte Messeinrichtung bzw. Gantry aufgenommen. An der stationären Aufnahme ist ein Sensor zum Ermitteln einer Unwucht der Meßeinrichtung vorgesehen. Der Sensor ist mit einer Einrichtung zur Berechnung derjenigen Position/en der drehbaren Meßeinrichtung verbunden, an denen ein Kompensationsgewicht bzw. -gewichte zum Ausgleich der Unwucht angebracht werden sollen. – Das Auswuchten kann ohne das Vorsehen eines besonderen Wuchtgeräts erfolgen. Zur Durchführung des Wuchtvorgangs, insbesondere zur korrekten Anbringung der Kompensationsgewichte, ist allerdings besonders geschultes Personal erforderlich. Der Wuchtvorgang erfordert u. a. eine teilweise Demontage von Teilen des Rönten-Computertomographen. Er ist zeit- und kostenaufwändig.

Die US 6,354,151 B1 sowie die DE 698 04 817 T2 betreffen eine Vorrichtung zum Auswuchten eines Werkzeughalters. Dabei werden das Maß des Werkzeughalters und dessen Unwucht ermittelt.

Die DE 297 09 273 U1 offenbart eine Auswuchteinrichtung zum Auswuchten von Rotoren. Dabei sind zwei Ausgleichsringe mit einer definierten Unwucht vorgesehen, die zur Kompensation einer Unwucht des Rotors in einer geeigneten Winkellage zueinander am Rotor befestigbar sind.

Die DE 199 20 699 C2 beschreibt ein Verfahren zum Auswuchten von Rotoren. Dabei sind ebenfalls zwei, jeweils eine defi nierte Unwucht aufweisende Ausgleichsringe am Rotor angebracht. Zur Kompensation der Unwucht kann die Winkellage der Ausgleichringe zueinander geändert werden. Dazu wird eine Befestigungseinrichtung der Ausgleichsringe gelöst. Die Ausgleichsringe werden mittels einer Sperrklinke festgehalten und der Rotor relativ zu den Ausgleichsringen um einen vorgegebenen Winkel gedreht. Anschließend werden die Ausgleichsringe wieder arretiert.

Zur Erleichterung der Arretierung solcher Ausgleichsringe wird in der DE 199 20 698 A1 vorgeschlagen, diese in ihrer Winkellage mittels einer federbelasteten Rastvorrichtung am Rotor zu fixieren. Die Ausgleichsringe können unter Krafteinwirkung in ihrer Winkellage relativ zum Rotor verstellt und selbstständig arretiert werden.

Zur Erleichterung des Auffindens der korrekten Arretierungsposition derartiger Ausgleichsringe wird in der DE 298 23 562 U1 vorgeschlagen, mittels einer Markierungseinrichtung Markierungen auf die Ausgleichselemente zu projizieren, wenn der Rotor sich in einer Ausgleichsposition befindet.

Die DE 197 29 172 C1 beschreibt ein Verfahren zum fortlaufenden Ausgleich einer Unwucht eines Rotors. Dabei wird mittels einer Unwuchtmesseinrichtung die Unwucht des Rotors gemessen. Der Rotor weist zur Kompensation der Unwucht mehrere in unterschiedlichen Rotorwinkellagen angeordnete mit einer Ausgleichsflüssigkeit befüllte Ausgleichskammern auf. Zur Kompensation der Unwucht wird die Menge der Ausgleichsflüssigkeit in geeigneter Weise in den Ausgleichkammern erhöht oder erniedrigt.

Die DE 299 13 630 U1 betrifft eine Vorrichtung zur Kompensation der Unwucht in einer Werkzeug- oder Wuchtmaschine. Dabei wird die Wuchtmaschine unter Verwendung von Gegengewichtrotoren gewuchtet und die Position der Gegengewichtrotoren gespeichert. Anschließend wird die Wuchtmaschine mit einem dar in aufgenommenem Werkstück erneut durch Verstellen der Gegengewichtrotoren gewuchtet. Aus der abweichenden Position der Gegengewichtrotoren ohne und mit Werkstück, kann auf die Unwucht des Werkstücks geschlossen werden.

Die DE 197 43 577 A1 und die DE 197 43 578 A1 beschreiben ein Verfahren zum Auswuchten eines Rotationskörpers. Dabei sind am Rotationskörper Kompensationsmassen angebracht, die radial und/oder in ihrer Winkellage bezüglich des Rotationskörpers verstellbar sind. Zu Beginn des Verfahrens werden die Kompensationsmassen zunächst in eine Nullposition gebracht, bei der sich die von ihnen erzeugten Vektoren gegenseitig aufheben. Anschließend wird die Unwucht des Rotationskörpers gemessen und durch geeignetes Verstellen der Kompensationsmassen kompensiert.

Die Durchführung der nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren erfordert üblicherweise fachlich geschultes Personal. Abgesehen davon eignen sich einige der bekannten Verfahren nicht zum Auswuchten einer Messeinrichtung von Tomographie-Geräten.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere ein bildgebendes Tomographie-Gerät angegeben werden, dessen rotierbare Messeinrichtung möglichst einfach gewuchtet werden kann. Der Wuchtvorgang soll möglichst vollautomatisch durchführbar sein, so dass dafür der Einsatz besonders geschulten Personals nicht mehr erforderlich ist.

Die Aufgabe wird die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 9.

Nach Maßgabe der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kompensationsgewichte in zwei parallelen axial voneinander beabstandeten Ebenen in ihrer Winkellage zueinander veränderbar an einer äußeren Umfangsfläche der Messeinrichtung angebracht sind. Die vorgeschlagene Anbringung der Kompensationsgewichte an der äußeren Umfangsfläche der Messeinrichtung ermöglicht ein besonders einfaches, insbesondere auch ein automatisches, Verstellen der Kompensationsgewichte. Indem die Kompensationsgewichte in zwei parallelen axial voneinander beabstandeten Ebenen angeordnet sind, ist eine umfassende Kompensation radialer Unwuchtvektoren möglich.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung sind in jeder Ebene zwei Kompensationsgewichte vorgesehen. Das ermöglicht ein Auswuchten in jeder Ebene nach der so genannten Spreizwinkelmethode. Dazu wird in jeder der beiden Ebenen die Winkellage der Kompensationsgewichte zueinander in geeigneter Weise eingestellt.

Zweckmäßigerweise sind die Kompensationsgewichte jeder Ebene in einer Schiene geführt. Es kann sich dabei beispielsweise um eine Nut oder dgl. handeln. Zweckmäßigerweise ist eine Rastvorrichtung zur Fixierung der Lage der Kompensationsgewichte vorgesehen. Anstelle der Rastvorrichtung ist es beispielsweise auch möglich, die Kompensationsgewichte durch Magneten in ihrer Lage zu fixieren.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist an der stationären Einheit ein in den Rotationsweg der Kompensationsgewichte bewegbares Sperrmittel vorgesehen. Die Rastvorrichtung kann entgegen einer tangential auf die Kompensationsgewichte wirkende, beispielsweise durch das Sperrmittel übertragene, Kraft lösbar und die Kompensationsgewichte können verschiebbar sein. Das ermöglicht ein Verstellen der Kompensationsgewichte durch Überwindung einer durch die Rastvorrichtung entgegengesetzten Kraft. Im Falle der Verwendung von Magneten zum Halten der Kompensationsgewichte, kann mittels einer tangential auf die Kompensationsgewichte wirkenden Kraft die Magnetkraft überwunden werden. Es ist aber auch möglich, beispielsweise mittels eines Elektromagneten, ein magnetisches Gegenfeld aufzu bauen und damit ein erleichtertes Verschieben magnetisch gehaltener Kompensationsgewichte zu bewirken.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist ein weiteres Messmittel zur Bestimmung des Drehwinkels der Messeinrichtung vorgesehen. Das ermöglicht eine exakte Bestimmung der Winkellage bzw. der Position der Kompensationsgewichte auf der Messeinrichtung sowie ein automatisches Verschieben derselben in eine neue Position.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist eine Steuereinrichtung zum automatischen Bewegen des Sperrmittels und zur Rotation der Messeinrichtung vorgesehen. Bei einer solchen Steuereinrichtung handelt es sich beispielsweise um eine herkömmliche Steuerung mit einem Mikroprozessor. Die Steuereinrichtung kann mit dem Messmittel zur Messung der Unwucht sowie dem weiteren Messmittel zur Bestimmung des Drehwinkels der Messeinrichtung verbunden sein. Damit können Steuersignale zur Drehung der Messeinrichtung um einen vorgegebenen Winkelbetrag sowie zum Ein- und Ausfahren des Sperrmittels in den Rotationsweg der Kompensationsgewichte erzeugt werden. Zweckmäßigerweise werden die Rotation der Messeinrichtung und die Bewegung des Sperrmittels gemäß einem vorgegebenen Algorithmus so gesteuert, dass eine Unwucht der Messeinrichtung kompensiert wird. Damit ist ein vollautomatisches Auswuchten der Messeinrichtung möglich. Besonders geschultes Personal ist dazu nicht erforderlich.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
1 ein schematische Seitenansicht eines Röntgentomographie-Geräts,
2 die Messeinrichtung gemäß 1 mit Kompensationsgewichten und Sperrmittel und
3. eine weitere Seitenansicht gemäß 2.
1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Röntgentomographie-Geräts mit einer stationären Einheit 1. An der stationären Einheit 1 ist drehbar um eine rechtwinklig zur Papierebene stehende Rotationsachse 2 eine ringartige Messeinrichtung 3 bzw. eine Gantry aufgenommen. Eine Rotationsrichtung der Messeinrichtung 3 ist mit dem Pfeil a bezeichnet. An der Messeinrichtung 3 sind in gegenüberliegender Anordnung eine Röntgenquelle 4 und ein Röntgendetektor 5 mit einer nachgeordneten Auswerteelektronik 6 angebracht. Ein von der Röntgenquelle 4 abgestrahlter Strahlenfächer 7 definiert bei einer Rotation der Messeinrichtung 3 ein kreisförmiges Messfeld 8. Das Messfeld 8 befindet sich innerhalb eines mit der unterbrochenen Linie angedeudeten Patiententunnels 9. Insbesondere die Auswerteelektronik 6 ist über einen hier schematisch angedeudeten Schleifringkontakt 10 mit einem Computer 11 verbunden, welcher einen Monitor 12 zur Anzeige von Daten aufweist. An der stationären Einheit 1 ist ein erster Sensor 13 zur Messung von auf die stationäre Einheit 1 übertragenen Schwingungen vorgesehen. Es handelt sich dabei um einen herkömmlichen Sensor, mit dem durch eine Unwucht der Messeinrichtung 3 hervorgerufene und auf die stationäre Einheit 1 übertragene Schwingungen in radialer und axialer Richtung messbar sind. Ein weiterer an der stationären Einheit 1 angebrachter Sensor 14 dient der Erfassung des Drehwinkels der Messeinrichtung 3 relativ zur stationären Einheit 1. Der Sensor 13a und der weitere Sensor 14 sind zur Auswertung der damit gemessenen Signale ebenfalls mit dem Computer 11 verbunden. – In 1 sind der Übersichtlichkeit halber an der Messeinrichtung 3 vorgesehene Kompensationsgewichte nicht dargestellt.
2 und 3 zeigen eine schematische Seitenansicht der Messeinrichtung 3, wobei hier zur Verbesserung der Deutlichkeit u. a. die Röntgenquelle 4 und der Röntgendetektor 5 mit der Auswerteelektronik 6 weggelassen worden sind. An einer äußeren Umfangsfläche 15 sind in einer ersten Ebene E1 und in einer parallel dazu angeordneten, axial davon beabstandeten Ebene E2 radial umlaufend Nuten 16a und 16b vorgesehen. In jeder der umlaufenden Nuten 16a, 16b sind jeweils verschiebbar zwei Kompensationsgewichte 17a und 17b aufgenommen.
Die Kompensationsgewichte 17a, 17b sind in den Nuten 16a, 16b verschiebbar gehalten. Zur Halterung kann z. B. eine federbelastete Rastverbindung vorgesehen sein. Die Federkraft der Rastverbindung kann durch Aufbringen einer tangentialen Kraft überwunden und in Folge dessen können die Kompensationsgewichte 17a, 17b verschoben werden. Die Kompensationsgewichte 17a, 17b können aber auch auf andere Weise, beispielsweise reibschlüssig oder mittels Magnetkraft, gehalten sein. Zum Verschieben der Kompensationsgewichte 17a, 17b ist jeder der beiden Ebenen E1, E2 eine Sperrklinke 18 zugeordnet. Die Sperrklinke 18 kann gemäß dem Pfeil b in den Rotationsweg der Kompensationsgewichte 17a, 17b bewegt werden.
Jeder der Ebenen E1 und E2 ist jeweils ein erster Sensor 13a, 13b zugeordnet, welcher an der stationären Einheit angebracht ist. Die ersten Sensoren 13a, 13b registrieren die in jeder der Ebenen E1, E2 auf die stationäre Einheit übertragenen Schwingungen. Mittels eines geeigneten Auswerteprogramms können daraus die Unwuchtvektoren bestimmt werden.
Die Funktion des Tomographie-Geräts ist folgende:
Zunächst befinden sich die Kompensationsgewichte 17a, 17b in jeder Ebene E1, E2 in einer Nullstellung, in der sich ihre Vektoren gegeneinander aufheben. Dabei befinden sich die Kompensationsgewichte 17a der ersten Ebene E1 auf einer Geraden, welche senkrecht zu einer weiteren Geraden steht, auf der sich die Kompensationsgewichte 17b der zweiten Ebene E2 befinden.
Die Messeinrichtung 3 wird rotiert. Mittels der ersten Sensoren 13a, 13b werden die durch eine Unwucht der ersten Messeinrichtung 3 auf die stationäre Einheit 1 in den Ebenen E1 und E2 übertragenen Schwingungen gemessen. Gleichzeitig werden mittels des zweiten Sensors 14 die Drehwinkel der Messeinrichtung 3 relativ zur stationären Einheit 1 registriert. Unter Verwendung eines geeigneten im Computer 11 gespeicherten Berechnungsprogramms werden für die beiden Ebenen E1, E2 jeweils zur Kompensation der Unwucht der Messeinrichtung 3 geeignete Positionen bzw. entsprechende Winkel für die Kompensationsgewichte 17a, 17b berechnet.
Zum Auswuchten der Messeinrichtung 3 werden in Ruhestellung die Sperrklinken 18 in den Rotationsweg der Kompensationsgewichte 17a, 17b gefahren. Anschließend wird die Messeinrichtung 3 gemäß den vom Berechnungsprogramm ermittelten Winkelbeträgen gedreht. Dabei werden die Kompensationsgewichte 17a und 17b um die jeweils berechneten Winkelbeträge verschoben. Sobald ein Kompensationsgewicht 17a, 17b um einen vorgegebenen Winkelbetrag verschoben worden ist, wird die entsprechende Sperrklinke 18 aus dem Rotationsweg des Kompensationsgewichts 17a, 17b wegbewegt. Es wird anschließend das weitere auf der jeweiligen Ebene E1, E2 befindliche Kompensationsgewicht 17a, 17b verschoben. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis sämtliche Kompensationsgewichte 17a, 17b sich in den vom Berechnungsprogramm ermittelten Positionen befinden.
Das vorgeschlagene Verfahren kann automatisch durchgeführt werden. Besonders geschultes Personal ist dafür nicht erforderlich.

Claims

Bildgebenendes Tomographie-Gerät, insbesondere ein Röntgentomographie- oder Ultraschalltomographie-Gerät, mit einer ein Messmittel (13a, 13b) zur Messung der Unwucht aufweisenden stationären Einheit (1), an der eine ringartige Messeinrichtung (3) rotierbar um einen Patiententunnel (9) angebracht ist, wobei an der Messeinrichtung (3) Kompensationsgewichte (17a, 17b) zur Kompensation einer Unwucht vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationsgewichte (17a, 17b) in zwei parallelen axial voneinander beabstandeten Ebenen (E1, E2) in ihrer Winkellage zueinander veränderbar an einer äußeren Umfangsfläche (15) der Messeinrichtung (3) angebracht sind.
Bildgebendes Tomographie-Gerät nach Anspruch 1, wobei in jeder Ebene (E1, E2) zwei Kompensationsgewichte (17a, 17b) vorgesehen sind.
Bildgebendes Tomographie-Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kompensationsgewichte (17a, 17b) jeder Ebene (E1, E2) in einer Schiene (16a, 16b) geführt sind.
Bildgebendes Tomographie-Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Rastvorrichtung zur Fixierung der Lage der Kompensationsgewichte (17a, 17b) vorgesehen ist.
Bildgebendes Tomographie-Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der stationären Einheit (1) ein in den Rotationsweg der Kompensationsgewichte (17a, 17b) bewegbares Sperrmittel (18) vorgesehen ist.
Bildgebendes Tomographie-Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rastvorrichtung entgegen einer tangential auf die Kompensationsgewichte (17a, 17b) wirkenden Kraft lösbar und die Kompensationsgewichte (17a, 17b) verschiebbar sind.
Bildgebendes Tomographie-Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Steuereinrichtung (11) zum automatischen Bewegen des Sperrmittels (18) und zur Rotation der Messeinrichtung (3) vorgesehen ist.
Bildgebendes Tomographie-Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein weiteres Messmittel (14) zur Bestimmung des Drehwinkels der Messeinrichtung (3) vorgesehen ist
Bildgebendes Tomographie-Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rotation der Messeinrichtung (3) und die Bewegung des Sperrmittels (18) gemäß einem vorgegebenen Algorithmus so gesteuert werden, dass eine Unwucht der Messeinrichtung (3) kompensiert wird.