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HINTERGRUND
ZU DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Röntgenbildgebungsvorrichtung
mit einem Projektor-Kollimator, der in einer bewegbaren Blende eingebaut
ist, um einen Lichtstrahl auf eine Bestrahlungsfeldposition eines
Röntgenstrahls
an einem Objekt zu projizieren.
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In
der modernen Radiographie unter Verwendung einer Röntgenbildgebungsvorrichtung
wird ein Lichtstrahl auf ein Objekt, das mit Röntgenstrahlen durchleuchtet
werden soll, ausgestrahlt. Ein Bediener überprüft die Position des Lichtstrahls
in visueller Weise und bestätigt
dadurch sowie bestimmt eine Röntgenbestrahlungsposition.
Auf diese Weise ist der Bediener sicher, dass er den Röntgenstrahl auf
eine gewünschte
Region auf dem Objekt ausstrahlen wird, während die Bestrahlung einer
nicht benötigten
Region mit Röntgenstrahlen
vermieden wird.
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Der
Projektor-Kollimator zur Aussendung des Lichtstrahls ist in dem
Innenraum einer bewegbaren Blende angeordnet, die das Röntgenbestrahlungsfeld
beschränkt.
Der Projektor-Kollimator verändert
den Bestrahlungsbereich des Lichtstrahls in Verbindung mit der bewegbaren
Blende, die eine Appertur verändert,
um das Röntgenbestrahlungsfeld
zu ändern
(vgl. beispielsweise Tetsuo OKABE, et al., „Radiodiagnosis Device Engineering", Ishiyaku Publishers,
Inc., 1. Oktober 1997, Seiten 336-338).
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Es
ist erforderlich, dass das Röntgenbestrahlungsfeld
und die Position des Lichtstrahls genau miteinander übereinstimmen.
Der Bediener nimmt eine Einstellung in einer derartigen Weise vor, dass
die Bestrahlungsposition des Lichtstrahls mit dem Röntgenbestrahlungsfeld
zusammenfällt.
Andererseits leitet der Projektor-Kollimator einen Lichtstrom, der
von einer Lichtquelle ausgesandt wird, zu dem Röntgenbestrahlungsfeld durch
mehrere Spiegel. Gleichzeitig werden die Stellungen oder Neigungen
dieser Spiegel angepasst, um die Position des Lichtstrahls auf dem
Objekt einzustellen.
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Nach
dem vorerwähnten
Stand der Technik ist jedoch die Einstellung der Lichtstrahlposition
auf dem Objekt schwer durchzuführen
und hinsichtlich der Genauigkeit nachteilig. Insbesondere wird die Position
des Lichtstrahls auf dem Objekt, der über mehrere Spiegel geleitet
wird, gemeinsam mit einer Bewegung dieser Spiegel verändert. Jedoch
steht die Positionsänderung
des Lichtstrahls mit sämtlichen
Spiegeln in Beziehung, so dass es folglich erforderlich ist, die
mehreren Spiegel simultan einzustellen.
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Insbesondere
in dem Fall, wenn der Lichtstrahl, der von dem Projektor-Kollimator
ausgestrahlt wird, eine Bild- bzw.
Rahmenlinie bildet, die deutlich einen Rahmen des Röntgenbestrahlungsfeldes
zeigt, muss auch die Verzerrung oder Verformung des Lichtstrahls
oder dergleichen mit berücksichtigt
werden. Dies ist eine Ursache dafür, warum sich die Einstellung
des Lichtstrahls schwieriger gestaltet.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Somit
ist es wichtig, eine Röntgenbildgebungsvorrichtung
mit einem Projektor-Kollimator zu schaffen, der zur Einstellung
der Bestrahlungsposition des Lichtstrahls in einer leichten und
genauen Weise in der Lage ist.
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Die
vorliegende Erfindung ist geschaffen worden, um das vorerwähnte Problem,
das der Stand der Technik mit sich bringt, zu lösen, und es ist eine Aufgabe
der Erfindung, eine Röntgenbildgebungsvorrichtung
mit einem Projektor-Kollimator
zu schaffen, die es ermöglichen,
die Lichtstrahlbestrahlungsposition einfach und genau einzustellen.
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Zur
Beseitigung des vorerwähnten
Problems und zur Lösung
der vorerwähnten
Aufgabe ist gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Röntgenbildgebungsvorrichtung
geschaffen, zu der gehören:
eine Röntgenquelle
zur Ausstrahlung eines Röntgenstrahls
auf ein Objekt; eine bewegbare Blende zur Einstellung eines Bestrahlungsfeldes
des Röntgenstrahls;
und ein Projektor-Kollimator,
der in der bewegbaren Blende eingebaut ist, um einen Lichtstrahl
auf eine Bestrahlungsfeldposition auf dem Objekt zu projizieren,
wobei der Projektor-Kollimator aufweist: einen ersten Reflexionsabschnitt,
der außerhalb
des Bestrahlungsfeldes angeordnet ist, einen ersten Lichtstrom in
einer zu der Röntgenausstrahlungsrichtung
orthogonalen Orthogonalrichtung erzeugt und den ersten Lichtstrom in
einer Orthogonalebene, die zu der Orthogonalrichtung orthogonal
verläuft,
reflektiert, um einen zweiten Lichtstrom zu erzeugen; und einen
zweiten Reflexionsabschnitt, der den zweiten Lichtstrom in die Richtung
des Bestrahlungsfeldes in der Orthogonalebene reflektiert, um einen
dritten Licht strom zu erzeugen, und der den dritten Lichtstrom in
die Röntgenausstrahlungsrichtung
innerhalb des Bestrahlungsfeldes in der Orthogonalebene reflektiert,
um den Lichtstrahl zu erzeugen.
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Gemäß dieser
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird durch den ersten Reflexionsabschnitt
in dem Projektor-Kollimator ein erster Lichtstrahl außerhalb
des Bestrahlungsfeldes und in einer Orthogonalrichtung, die zu der
Röntgenausstrahlungsrichtung
orthogonal ausgerichtet ist, erzeugt und innerhalb einer Orthogonalebene,
die zu der Orthogonalrichtung orthogonal verläuft, reflektiert, um einen
zweiten Lichtstrom zu erzeugen, wobei anschließend der zweite Lichtstrom
durch den zweiten Reflexionsabschnitt in dem Projektor-Kollimator
in die Richtung des Bestrahlungsfeldes innerhalb der Orthogonalebene
reflektiert wird, um einen dritten Lichtstrom zu erzeugen, und der
dritte Lichtstrom in die Ausstrahlungsrichtung innerhalb des Ausstrahlungsfeldes
reflektiert wird, um einen Lichtstrahl zu erzeugen.
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Gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in Kombination mit der obigen ersten
Ausführungsform
eine Röntgenbildgebungsvorrichtung
geschaffen, bei der der erste Reflexionsabschnitt eine Lichtquelle
zur Erzeugung des ersten Lichtstroms, einen ersten Spiegel zur Erzeugung
des zweiten Lichtstroms aus dem ersten Lichtstrom und eine erste
Basis zur Anordnung der Lichtquelle und des ersten Spiegels auf
dieser aufweist.
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Gemäß dieser
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist der erste Reflexionsabschnitt eine
Licht quelle und einen ersten Spiegel auf, die beide auf einer ersten
Basis angeordnet sind.
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Gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in Kombination mit der obigen zweiten
Ausführungsform
eine Röntgenbildgebungsvorrichtung
geschaffen, bei der die Lichtquelle durch eine Halogenlampe gebildet
ist.
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Gemäß dieser
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die Lichtquelle, da sie eine Halogenlampe
ist, eine lange Nutzungsdauer auf und ist stabil.
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Gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in Kombination mit der obigen zweiten
oder dritten Ausführungsform
eine Röntgenbildgebungsvorrichtung
geschaffen, bei der die erste Basis eine Bewegungseinrichtung zur
Bewegung des ersten Spiegels in der Orthogonalrichtung enthält.
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Gemäß dieser
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bewirkt die erste Basis, dass sich die
Orthogonalebene, einschließlich
des zweiten Lichtstroms, in der Orthogonalrichtung bewegt bzw. verschiebt.
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Gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in Kombination mit der obigen vierten
Ausführungsform
eine Röntgenbildgebungsvorrichtung
geschaffen, bei der die Bewegungseinrichtung eine erste Schraube
zur Veränderung
der relativen Stellungen der ersten Basis und einer Spiegeltragplatte
zur Halterung des ersten Spiegels in der Orthogonalrichtung aufweist.
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Gemäß dieser
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bewirkt die Bewegungseinrichtung, dass
durch Verwendung der ersten Schraube der erste Spiegel auf der ersten
Basis in der Orthogonalrichtung bewegt bzw. verschoben wird.
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Gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in Kombination mit der obigen vierten
oder fünften
Ausführungsform
eine Röntgenbildgebungsvorrichtung
geschaffen, bei der die Bewegungseinrichtung während der Bewegung die Neigung
des ersten Spiegels in der Orthogonalrichtung nicht verändert.
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Gemäß dieser
sechsten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung bewirkt die erste Einrichtung, dass sich
der erste Spiegel bewegt, während die
Reflexionsrichtung des zweiten Lichtstrahls konstant gehalten wird.
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Gemäß einer
siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in Kombination mit einer beliebigen
der vorerwähnten
ersten bis sechsten Ausführungsformen
eine Röntgenbildgebungsvorrichtung
geschaffen, bei der der zweite Reflexionsabschnitt einen zweiten
Spiegel zur Erzeugung des dritten Lichtstroms aus dem zweiten Lichtstrom,
einen dritten Spiegel zur Erzeugung des Lichtstrahls aus dem dritten
Lichtstrom und zur Übertragung
des Röntgenstrahls
sowie eine zweite Basis zur starren Anordnung des zweiten und des
dritten Spiegels auf dieser aufweist.
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Gemäß dieser
siebten Ausführungsform
leitet die zweite Basis den zweiten Lichtstrom in das Röntgenbestrahlungsfeld
hinein, um einen Lichtstrahl zu erzeugen.
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Gemäß einer
achten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in Kombination mit der obigen siebten
Ausführungsform
eine Röntgenbildgebungsvorrichtung
geschaffen, bei der die zweite Basis eine Dreheinrichtung zur Vornahme
einer kleinen Verdrehung um die Orthogonalrichtung enthält.
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Gemäß dieser
achten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranlasst die zweite Basis mit Hilfe
der Dreheinrichtung den Lichtstrahl, sich in der Orthogonalebene
zu bewegen.
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In
einer neunten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in Kombination mit der obigen achten
Ausführungsform
eine Röntgenbildgebungsvorrichtung
geschaffen, bei der die Dreheinrichtung eine zweite Schraube zur
Veränderung
der relativen Stellungen der zweiten Basis und der ersten Basis enthält.
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Gemäß dieser
neunten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bewirkt die Rotationseinrichtung, dass
sich die zweite Basis durch Verwendung einer zweiten Schraube um
die Orthogonalrichtung herum dreht.
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Gemäß einer
zehnten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in Kombination mit einer beliebigen
der obigen siebten bis neunten Ausführungsformen eine Röntgenbildgebungsvorrichtung geschaffen,
bei der der zweite Spiegel eine Reflexionsfläche für den zweiten Lichtstrom enthält, die
außerhalb
des Bestrahlungsfeldes angeordnet ist.
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Gemäß dieser
zehnten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung übt
der zweite Spiegel keinen Einfluss auf den Röntgenstrahl aus, der auf das
Objekt ausgestrahlt wird.
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Gemäß einer
elften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in Kombination mit einer beliebigen
der obigen siebten bis zehnten Ausführungsformen eine Röntgenbildgebungsvorrichtung geschaffen,
bei der der dritte Spiegel eine Reflexionsfläche enthält, um den dritten Lichtstrom
mit einer Größe und bei
einer Position, die das Röntgenausstrahlungsfeld
umfassen, zu reflektieren.
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Gemäß dieser
elften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erzeugt der dritte Spiegel nicht nur
einen Lichtstrahl, sondern überträgt auch
einen Röntgenstrahl
bzw. lässt
diesen durch.
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Gemäß einer
zwölften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in Kombination mit einer beliebigen
der obigen siebten bis elften Ausführungsformen eine Röntgenbildgebungsvorrichtung
geschaffen, bei der der zweite und der dritte Spiegel parallel zueinander
angeordnet sind.
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Gemäß dieser
zwölften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung reflektieren der zweite und der dritte
Spiegel den Lichtstrahl in eine Richtung, die parallel zu dem zweiten
Lichtstrom verläuft.
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Gemäß einer
dreizehnten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist in Kombination mit einer beliebigen der
obigen siebten bis zwölften
Ausführungsformen
eine Röntgenbildgebungsvorrichtung
geschaffen, bei der der zweite und der dritte Spiegel jeweils eine
rechteckige Gestalt mit langen Seiten in der Orthogonalrichtung
aufweisen.
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Gemäß dieser
dreizehnten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung schaffen der zweite und der dritte Spiegel
eine bewegbare Bereichsweite in der Orthogonalrichtung des ersten
Spiegels.
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Gemäß einer
vierzehnten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist in Kombination mit einer beliebigen der
obigen zweiten bis sechsten Ausführungsformen
eine Röntgenbildgebungsvorrichtung
geschaffen, bei der der Projektor-Kollimator eine dritte Basis zur Halterung
der ersten und der zweiten Basis enthält.
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Gemäß dieser
vierzehnten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung erleichtert der Projektor-Kollimator mit
Hilfe der dritten Basis die Montage der ersten und der zweiten Basis
in der bewegbaren Blende.
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Gemäß einer
fünfzehnten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist in Kombination mit der obigen vierzehnten
Ausführungsform
eine Röntgenbildgebungsvorrichtung
geschaffen, bei der die zweite Basis eine Drehwelle enthält, die
in der Orthogonalrichtung verläuft
und durch die dritte Basis gelagert ist.
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Gemäß dieser
fünfzehnten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist die zweite Basis drehbar in Bezug auf
die dritte Basis eingerichtet.
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Gemäß einer
sechzehnten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist in Kombination mit der obigen vierzehnten
oder fünfzehnten
Ausführungsform
eine Röntgenbildgebungsvorrichtung
geschaffen, bei der die erste Basis an der dritten Basis starr befestigt
ist.
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Gemäß dieser
sechzehnten Ausführungsform
fixiert die erste Basis die Position des ersten Lichtstroms in Bezug
auf die dritte Basis.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung bewirkt der Projektor-Kollimator unter Verwendung des
ersten Reflexionsabschnitts, dass der erste Lichtstrom ein in einer
Orthogonalebene, die zu der Orthogonalrichtung orthogonal verläuft, vorhandener
Lichtstrom ist und unter Verwendung des zweiten Reflexionsabschnitts,
dass der zweite Lichtstrom in der Orthogonalebene reflektiert und
bewegt wird. Folglich kann durch eine Bewegung in der Orthogonalrichtung
der Orthogonalebene, einschließlich
des Lichtstroms, und durch eine Drehung der Orthogonalebene die Lichtstrahlbestrahlungsposition
auf dem Objekt in der Orthogonalrichtung und in einer Richtung innerhalb der
Orthogonalebene unabhängig
voneinander eingestellt bzw. angepasst werden. Demgemäß ist es nicht
nur möglich,
die Einstellung zu erleichtern, sondern die Einstellung mit hoher
Genauigkeit vorzunehmen.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich
aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der
Erfindung, wie sie in den beigefügten
Zeichnungen veranschaulicht sind.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein Blockschaltbild unter Veranschaulichung des gesamten Aufbaus
einer Röntgenbildgebungsvorrichtung;
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht unter Veranschaulichung des Aufbaus einer
bewegbaren Blende gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 zeigt
ein äußeres Erscheinungsbild zur
Veranschaulichung des Aussehens eines Projektor-Kollimators, der
in der Ausführungsform
verwendet wird;
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4 zeigt
eine Explosionsansicht unter Veranschaulichung der Konstruktion
eines ersten Reflexionsabschnitts in dem Projektor-Kollimator;
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5 zeigt
eine Explosionsansicht unter Veranschaulichung der Konstruktion
eines zweiten Reflexionsabschnitts in dem Projektor-Kollimator;
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6 zeigt
eine beispielhafte Darstellung zur Veranschaulichung eines Laufwegs
der ersten bis dritten Luftströme
in dem Projektor-Kollimator;
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7 zeigt
ein beispielhaftes Schaubild zur Veranschaulichung der Funktion
eines ersten Spiegels in dem Projektor-Kollimator; und
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8 zeigt
ein beispielhaftes Schaubild zur Veranschaulichung der Funktionsweise
des zweiten und des dritten Spiegels in dem Projektor-Kollimator.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bezugnehmend
auf die beigefügten
Zeichnungen ist die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf eine Röntgenbildge bungsvorrichtung beschrieben.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgende Ausführungsform
beschränkt.
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Es
wird zunächst
auf den Gesamtaufbau einer Röntgenbildgebungsvorrichtung
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung Bezug genommen. 1 veranschaulicht
eine Gesamtkonstruktion einer Röntgenbildgebungsvorrichtung
gemäß dieser
Ausführungsform.
Die Röntgenbildgebungsvorrichtung
enthält
eine Hochspannung erzeugende Gruppe 1, eine C-Arm-Gruppe 2 und
eine Steuerungsgruppe 3. Die Hochspannungserzeugungsgruppe 1 und
die C-Arm-Gruppe 2 sind über ein Stromkabel miteinander
verbunden. Außerdem sind
die C-Arm-Gruppe 2 und die Steuerungsgruppe 3 über ein
Nachrichten- bzw. Kommunikationskabel miteinander verbunden. Ferner
sind die in 1 veranschaulichten x-, y- und
z-Koordinatenachsen
die gleichen wie diejenigen, die in den nachfolgenden Zeichnungen
veranschaulicht sind, wodurch eine Lagebeziehung zwischen den Zeichnungen
deutlich angezeigt wird.
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In
der Hochspannungserzeugungsgruppe wird eine Hochspannung einer Röntgenröhre zugeführt, wobei
die Spannung ungefähr
20 bis 50 kV beträgt.
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Die
C-Arm-Gruppe 2 enthält
eine Röntgenquelle 20,
eine bewegbare Blende 21, eine Tischplatte 22,
einen FPD (Flat Panel Detector, Flachdetektor) 10 und einen
Arm 25. Die Röntgenquelle 20 weist eine
Röntgenröhre auf
und wird von der Hochspannungserzeugungsgruppe 1 mit elektrischer
Leistung versorgt. Entsprechend Anweisungen, die von der Steuerungsgruppe 3 geliefert
werden, sendet die Röntgenquelle 20 Röntgenstrahlen
auf das in der z-Achsenrichtung positionierte Objekt 24.
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Die
bewegbare Blende 21 weist Linearkegel-Beschränkungslamellen
bzw. -blätter
auf, die Blei als eine Hauptkomponente enthalten, um das Bestrahlungsfeld
zu beschränken.
Ein Röntgenstrahl, der
von der Röntgenquelle 20 emittiert
wird und dessen Bestrahlungsfeld durch die bewegbare Blende 21 begrenzt
worden ist, bildet einen Bestrahlungspfad, der durch einen lineare
Kegel 13 angezeigt ist. Wie durch eine Strichlinie in 1 angezeigt,
weist der lineare Kegel 13 die Gestalt eines Kegels mit
einer Brennfleckposition der Röntgenquelle 20 als
Spitze auf. In der bewegbaren Blende 21 ist ein Projektor-Kollimator
bzw. eine Projektor-Kollimator-Einrichtung angeordnet. Ein Bediener
projiziert einen Lichtstrahl auf ein Röntgenbestrahlungsfeld auf einem Objekt 24 und
nimmt eine genaue Röntgenbestrahlung
für eine
gewünschte
Position vor. Eine detaillierte Beschreibung in Bezug auf die bewegbare
Blende 21 ist an weiterer Stelle nachstehend gegeben.
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Der
Tisch 22 dient dazu, das Objekt 24 in einem liegenden
Zustand darauf zu platzieren. Er ermöglicht dem Objekt 24,
manuell oder automatisch in einer für die Röntgenaufnahme optimalen Stellung angeordnet
zu werden.
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Der
FPD 23 weist eine zweidimensionale matrixartige Sensorzelle
auf, wobei die Sensorzelle einen Szintillator zur Umwandlung des
Röntgenstrahls,
der durch das Objekt 24 hindurch getreten ist, in Licht
und eine Fotodiode zur Erfassung des Lichts enthält.
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Eine
elektrische Ausgangsladung einer Sensorzelle, die ein Elementarpixel
bildet, wird unter Verwendung eines Schaltelementes, beispielsweise eine
TFTs (Thin Film Tran sistor, Dünnfilmtransitor) ausgelesen
und als Bildinformation verwendet.
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Die
Röntgenquelle 20 und
der FPD 23 sind durch den Arm 25 einander gegenüberliegend
und das Objekt 24 dazwischen aufnehmend angeordnet, wobei
der Bediener sicher ist, dass er die übertragene Bildinformation
des Objektes 24 akquiriert. In der C-Arm-Gruppe werden
eine Höhe
und ein Winkel, die für
eine Röntgenaufnahme
am besten geeignet sind, durch Drehung oder Höheneinstellung mittels eines (nicht
veranschaulichten) Trägerteils
ausgewählt.
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Die
Steuerungsgruppe 3 enthält
einen Steuerungscomputer bzw. -rechner und eine Bildanzeige 26 und
ist mit der Hochspannungserzeugungsgruppe 1 und der C-Arm-Gruppe 2 über Kabel
elektrisch verbunden. Die Steuerungsgruppe 3 steuert die
Bestrahlung mit Röntgenstrahlen
und die Akquisition der übertragenen
Bildinformation.
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht unter Veranschaulichung eines Beispiels
für die
bewegbare Blende 21. Die bewegbare Blende 21 enthält eine innere
Lamelle 31, eine untere Lamelle 32, einen Projektor-Kollimator 30 und
obere Lamellen 33 und 34. Die innere Lamelle 31 und
die untere Lamelle 32 sind aus einem Material ausgebildet,
das Blei als eine Hauptkomponente enthält und dazu dient, defokussierte
Röntgenstrahlen
sowie Röntgenstreustrahlen und
Röntgenleckstrahlen
abzuschwächen.
Der Projektor-Kollimator 30 sendet einen Lichtstrahl zur
Beleuchtung des Röntgenbestrahlungsfeldes
auf dem Objekt aus. Der Projektor-Kollimator 30 emittiert
den Lichtstrahl in der Röntgenausstrahlungsrichtung,
d.h. in einer negativen z-Achsenrichtung. Was seinen konkreten Aufbau
anbetrifft, ist eine Beschrei bung an weiterer Stelle nachstehend
gegeben. Die oberen Lamellen 33 und 34 sind aus
einem Material ausgebildet, das Blei als eine Hauptkomponente enthält, und
dienen dazu, das Röntgenbestrahlungsfeld,
das durch den lineare Kegel 13 definiert ist, auf einen
minimal erforderlichen Bereich zu begrenzen. Die Positionen der
unteren Lamelle 32 und der oberen Lamellen 33, 34 sind
in der x- oder y-Achsenrichtung, die orthogonal zu der Röntgenausstrahlungsrichtung verlaufen,
durch einen bogenförmigen
Antrieb unter Verwendung einer (nicht veranschaulichten) Getriebe-
oder Verbindungseinrichtung oder durch einen parallelen Antrieb
unter Verwendung einer Welle gesteuert.
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3 zeigt
ein Übersichtsschaubild,
das den gesamten Aufbau des Projektor-Kollimators 30 veranschaulicht.
Der Projektor-Kollimator 30 enthält einen ersten reflektierenden
Abschnitt 41, einen zweiten reflektierenden Abschnitt 42 und
eine dritte Basis. Der erste Reflexionsabschnitt 41 sendet
einen ersten Lichtstrom in einer Orthogonalrichtung, die orthogonal
zu der in 3 veranschaulichten Röntgenausstrahlungsrichtung
verläuft,
d.h. in der y-Achsenrichtung, aus und reflektiert den ersten Lichtstrom
in einer Orthogonalebene verläuft,
die orthogonal zu der Orthogonalrichtung, d.h. in der x-z-Ebene,
um einen zweiten Lichtstrom zu erzeugen. Der zweite Reflexionsabschnitt 42 reflektiert
den zweiten Lichtstrom zwei Mal in der x-z-Ebene, die der Orthogonalebene entspricht,
um einen Lichtstrahl zu erzeugen, der zu dem Objekt 24 ausgestrahlt
wird. Eine Beschreibung in Bezug auf den ersten bis dritten Lichtstrom
ist an weiterer Stelle nachstehend gegeben.
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Die
dritte Basis 45 trägt
nicht nur den ersten und den zweiten Reflexionsabschnitt 41, 42 sondern spannt
auch die se Reflexionsabschnitte in Bezug auf die bewegbare Blende 21 ein.
Der erste Reflexionsabschnitt 41 ist an der dritten Basis,
die mit 45 bezeichnet ist, fixiert, während der zweite Reflexionsabschnitt 42 derart
gehaltert ist, dass er um die y-Achse, die in eine zu der dritten
Basis 45 orthogonale Richtung zeigt, herum drehbar ist.
Der erste und der zweite Reflexionsabschnitt 41, 42 sind
durch eine zweite Schraube, die nachstehend beschrieben ist, mechanisch
miteinander verbunden.
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4 zeigt
eine Kombination einer Explosionsdarstellung, die den Aufbau des
ersten Reflexionsabschnitts 41 veranschaulicht, mit einer
Darstellung des zweiten Reflexionsabschnitts 42. Der erste Reflexionsabschnitt 41 enthält eine
Lichtquelle 50, einen ersten Spiegel 52, erste
Basen 53 und 54, eine Spiegelstützplatte 55,
eine erste Schraube 56 und eine zweite Schraube 57.
Die Lichtquelle 50 weist eine Lampe, beispielsweise eine
Halogenlampe, auf, die einen ersten Lichtstrom in der y-Achsenrichtung als
der Orthogonalrichtung aussendet, und ist an der ersten Basis 53 beispielsweise
mittels Schrauben fixiert. Die ersten Basen 53 und 54 sind
beispielsweise mittels Schrauben miteinander verbunden, wobei gleichzeitig
die erste Basis 53 in der gleichen Weise an der dritten
Basis 45 fixiert ist. Die erste Basis 53 weist
Gewindelöcher
zum Einschrauben der ersten Schraube 56, die als eine Bewegungseinrichtung
in der y-Achsenrichtung dient, und der zweiten Schraube 57,
die als eine Dreheinrichtung um die y-Achse dient, in diese auf.
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Der
erste Spiegel 52 reflektiert den ersten Lichtstrom, der
durch die Lichtquelle 50 in der der y-Achsenrichtung entsprechenden
Orthogonalrichtung emittiert worden ist. Der erste Spiegel 52 reflektiert
den ersten Lichtstrom innerhalb einer Orthogonalebene, die orthogonal
zu der Orthogonalrichtung ausgerichtet ist, um einen zweiten Lichtstrom
zu erzeugen. Der erste Spiegel 52 weist eine Reflexionsfläche auf,
die unter einem Winkel von 45° in
Bezug auf die y-Achsenrichtung angeordnet ist. Diese Reflexionsfläche wird
durch die Spiegelstützplatte 55, die
den ersten Spiegel 52 abstützt, parallel zu der y-Achsenrichtung
bewegt.
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Der
erste Spiegel 52 ist an der Spiegelstützplatte 55 gesichert,
die wiederum an der ersten Basis in der y-Achsenrichtung bewegbar
gesichert ist. Die Spiegelstützplatte 55 teilt
sich die erste Schraube 56 gemeinsam mit der ersten Basis 54 in
der y-Achsenrichtung, wobei die erste Schraube durch Einschrauben
in der y-Achsenrichtung in die erste Basis 54 eingeführt wird.
Wenn die erste Schraube 56, die als eine Bewegungseinrichtung
dient, durch Einschrauben mittels einer Drehbewegung von dieser
eingeführt
wird, verändert
die Spiegelstützplatte 55 ihre
relative Position in der y-Achsenrichtung in Bezug auf die erste
Basis 54. Gleichzeitig wird auch der erste Spiegel 52,
der an der Spiegelstützplatte 55 gesichert ist,
in der y-Achsenrichtung bewegt.
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Der
erste Reflektionsabschnitt 41 teilt sich die zweite Schraube 57 gemeinsam
mit dem zweiten Reflexionsabschnitt 42 in der z-Achsenrichtung.
Die zweite Schraube 57 wird in der z-Achsenrichtung durch
Einschrauben in die erste Basis 54 eingeführt. Wenn
die zweite Schraube 57, die als Rotationseinrichtung dient,
durch mittels einer Drehbewegung von dieser eingeschraubt wird,
verändert
der zweite Reflexionsabschnitt 42 seine relative Position
in der z-Achsenrichtung
in Bezug auf die erste Basis 54 und führt gegebenenfalls eine Drehbewegung
um die y-Achsenrichtung aus.
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5 zeigt
eine Explosionsdarstellung unter Veranschaulichung der Konstruktion
des zweiten Reflexionsabschnitts 42. Der zweite Reflexionsabschnitt 42 enthält einen
zweiten Spiegel 52, einen dritten Spiegel 63,
eine zweite Basis 64, eine Drehwelle 65 und eine
Anschlussplatte 66. Der zweite Spiegel 62 reflektiert
den durch den ersten Spiegel 52 reflektierten zweiten Lichtstrom.
Der zweite Spiegel 62 ist in Form einer Licht reflektierenden
Platte ausgebildet, die den zweiten Lichtstrom in Richtung auf den
dritten Spiegel 63 reflektiert, der in der Richtung des
linearen Kegels 63 angeordnet ist, um einen dritten Lichtstrom
zu erzeugen. Der dritte Spiegel 63 reflektiert den durch
den zweiten Spiegel 62 reflektierten dritten Lichtstrom.
Der dritte Spiegel 63 ist durch eine Licht reflektierende
Platte gebildet, die den dritten Lichtstrom in die Richtung reflektiert,
in der das Objekt 24 vorhanden ist, um einen Lichtstrahl
zu erzeugen, Der dritte Spiegel 63 wird bei einer derartigen
Größe und Position
festgesetzt, dass er den linearen Kegel 13 in seiner Reflexionsfläche umfasst.
Die Reflexionsfläche
ist durch Verwendung eines Röntgenstrahl übertragenden
bzw. durchlässigen
Materials, wie beispielsweise Borsilikatglases, gebildet.
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Die
zweite Basis 64 dient zur Halterung des zweiten Spiegels 62 und
des dritten Spiegels 63, wobei diese Spiegel beispielsweise
unter Verwendung eines Epoxidharzklebers an der zweiten Basis angeklebt
sind. Die zweite Basis 64 weist die in der y-Achsenrichtung
verlaufende Drehwelle 65 auf. Die Drehwelle 65 ist
mit einer Seitenfläche
der dritten Basis 45 in der y-Achsenrichtung beispielsweise
durch Verschweißen
derart verbunden, dass sie eine Verdrehung des zweiten Reflexionsabschnitts 42 um
die y-Achse ermöglicht.
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Die
zweite Basis 66 weist zwischen dem zweiten Spiegel 62 und
dem dritten Spiegel 63 die Anschlussplatte 66 auf.
Die Anschlussplatte 66 ist mit der Oberfläche der
zweiten Basis 64 beispielsweise durch Verschweißen verbunden
und weist ein Gewindeloch auf, das in einem Endbereich von dieser
in der x-Achsenrichtung ausgebildet ist. Die in 4 veranschaulichte
zweite Schraube 57 ist durch das Gewindeloch der Anschlussplatte 66 in
die erste Basis 54 eingeschraubt. Durch Verdrehung der
zweiten Schraube 57 zur Einstellung der Einschraubtiefe
verändert
sich ein relativer Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Reflexionsabschnitt 41, 42.
Ferner ist die erste Basis 54 an der dritten Basis 45 fixiert,
während
die zweite Basis 64 durch die dritte Basis 45 über die
Drehwelle 65 gehaltert ist, so dass sich durch das vorstehend
beschriebene Einschrauben der zweiten Schraube die zweite Basis 64 um
die y-Achse verdreht.
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Als
nächstes
wird die Betriebsweise des Projektor-Kollimators 30, die mit einer
Einstellung der Lichtstrahlposition verbunden ist, mit Bezug auf 6 bis 8 beschrieben. 6 zeigt
ein erläuterndes
Schaubild, das unter den Komponenten des Projektor-Kollimators 30 lediglich
den ersten bis dritten Spiegel 52, 62, 63 veranschaulicht
und in dem ferner die vorerwähnten
ersten bis dritten Lichtströme
sowie ein Abschnitt einer optischen Achse des Lichtstrahls dargestellt
sind. Obwohl der dritte Spiegel 63 zur deutlichen Veranschaulichung
seiner reflektierenden Oberfläche
im reduzierten Maßstab dargestellt
ist, weist er tatsächlich
eine Gestalt auf, deren Größe den linearen
Kegel 13 aufnimmt .
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Der
lineare Kegel 13 des von einem Brennpunkt in der z-Achsenrichtung
emittierten Röntgenstrahls
weist ein rechteckiges Bestrahlungsfeld 75 auf, das sich
sowohl in der x- als auch in der y-Achsenrichtung ausdehnt. Ein
von der Lichtquelle 50 ausgesandter erster Lichtstrom 70 weist
eine optische Achse in der y-Achsenrichtung, orthogonal zu der Röntgenausstrahlungsrichtung,
auf. Der erste Lichtstrom 70 wird durch den ersten Spiegel 52 reflektiert,
wobei dort ein zweiter Lichtstrom 71 in einer zu dem ersten
Lichtstrom 70 orthogonalen Orthogonalebene 74 erzeugt
wird.
-
Der
zweite Lichtstrom 71 wird wiederholt (zweimal) in der Orthogonalebene 74 durch
den zweiten und den dritten Spiegel 62, 63 reflektiert,
um einen dritten Lichtstrom 72 und einen Lichtstrahl 73 zu
erzeugen. Die Orthogonalebene 74 ist eine Ebene, die parallel
zu der x-z-Ebene verläuft
und in der Nähe
eines Brennpunkts angeordnet ist. Eine gestrichelte Linie in dem
in 6 veranschaulichten linearen Kegel kennzeichnet
eine Schnittstelle zwischen dem linearen Kegel 13 und der
Orthogonalebene 74. Eine y-Achsenposition der Orthogonalebene 74 wird bewegt,
indem die Position des ersten Spiegels 52 in der y-Achsenrichtung
durch die ersten Schraube 56 bewegt wird. Gleichzeitig
werden der zweite Lichtstrom 71, der dritte Lichtstrom 72 und
der Lichtstrahl 73 auch in der y-Achsenrichtung bewegt.
-
7 zeigt
ein erläuterndes
Schaubild des ersten Spiegels 52, betrachtet in der x-Achsenrichtung.
Der erste Spiegel 52 wird durch die erste Schraube 56 lediglich
um Δy in
der y-Achsenrichtung verschoben. Zur gleichen Zeit wird auch der
zweite Lichtstrom 71, der durch den ersten Spiegel 52 reflektiert
wird, lediglich um Δy
in der y-Achsenrichtung verschoben. Ferner bewegt sich die Orthogonalebene 74 einschließlich des
zweiten Lichtstroms 71 um lediglich Δy in der y-Achsenrichtung. Der
zweite Spiegel 62 und der dritte Spiegel 63 zur
Reflexion des zweiten Lichtstroms 71 und des dritten Lichtstroms 73 sind
jeweils mit einer rechteckigen Reflexionsplatte versehen, die lange
Seiten in der y-Achsenrichtung aufweist, damit die optische Achse
des reflektierten Lichtes bei einer Bewegung des ersten Spiegels 52 nicht
von der Reflexionsfläche
abweichen sollte.
-
Erneut
bezugnehmend auf 6 werden der zweite Spiegel 62 und
der dritte Spiegel 63 zur Reflexion des zweiten Lichtstroms 71 und
des dritten Lichtstroms 72 mittels der zweiten Schraube 57 gemeinsam
mit der zweiten Basis 64 um die y-Achse herum gedreht.
In diesem Fall sind die langen Seiten der rechteckigen Reflexionsflächen des
zweiten und des dritten Spiegels 62, 63 in der
y-Achsenrichtung, d.h. in der gleichen Richtung wie der erste Lichtstrom 70, angeordnet,
so dass selbst dann, wenn die vorerwähnte Verdrehung vorgenommen
wird, der dritte Lichtstrom und der Lichtstrahl 73 in der
Orthogonalebene 74 gehalten werden.
-
8 zeigt
ein erläuterndes
Schaubild des zweiten und des dritten Spiegels 62, 63,
betrachtet in der y-Achsenrichtung.
Der zweite und der dritte Spiegel 62, 63 sind
derart angeordnet, dass ihre Licht reflektierenden Oberflächen parallel
zueinander ausgerichtet sind und durch die zweite Basis 64,
die als gemeinsame Basis dient, um die y-Achse gedreht werden. Bei
dieser Drehung bewegen sich der zweite Lichtstrom 71 und
der Lichtstrahl 73 parallel zuein ander in der Lichtlaufrichtung,
ohne die Laufrichtung selbst zu ändern.
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Unter
der Annahme, dass ein Parallelbewegungsabstand in der Lichtlaufrichtung
d ist, der Abstand zwischen den zueinander parallelen zweiten und
dritten Spiegeln 62, 63 l ist und ein Einfallwinkel des
zweiten Lichtstroms 71 in Bezug auf den zweiten Spiegel 62a ist,
ist die folgende Beziehung hergestellt: d = 2·1·cos (a).
-
Gemäß der obigen
Beziehung wird der Einfallwinkel (a) durch Verdrehung der zweiten
Basis 64 verändert,
und somit wird der Parallelbewegungsabstand (d) zwischen dem zweiten
Lichtstrom 71 und dem Lichtstrahl 73 verändert, wobei
die Position in der x-Achsenrichtung innerhalb des Bestrahlungsfeldes
des Lichtstrahls 73 lediglich um Δx verändert wird, das der Größe der Änderung
von (d) entspricht. Bei dieser Verdrehung wird die Position des
dritten Lichtstroms 72 und des Lichtstrahls 73 in
der y-Achsenrichtung nicht verändert.
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In
dieser Ausführungsform,
wie sie vorstehend beschrieben ist, ist der erste Lichtstrom 70 zu einem
Lichtstrom eingerichtet, der in der Orthogonalebene 74 enthalten
ist, die orthogonal zu der y-Achsenrichtung verläuft, die die Orthogonalrichtung
bildet, während
der zweite Lichtstrom, der in der Orthogonalebene 74 vorliegt,
reflektiert und innerhalb der Orthogonalebene 74 bewegt
wird, um den Lichtstrahl 73 zu erzeugen, so dass die Bestrahlungsposition des
Lichtstrahls 73 auf dem Objekt in einer unabhängigen Weise
durch die Bewegung um Δy
in der Orthogonalrichtung mittels der ersten Schraube 56 und die
Bewegung um Δx
in der Orthogonalebene 74 mittels der zweiten Schraube 57 eingestellt
bzw. angepasst werden kann. Demzufolge kann eine Einstellung der
Röntgenbestrahlungsfeldposition
durch den Bediener auf einfache Weise und mit einer hohen Genauigkeit
bewerkstelligt werden.
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Obwohl
in dieser Ausführungsform
das Bestrahlungsfeld des linearen Kegels 13 rechteckig
ist, können
auch in dem Fall eines Bestrahlungsfeldes, das eine kreisförmige oder
beliebige sonstige Gestalt aufweist, die Position des Lichtstrahls 73 in
der x-Achsenrichtung sowie diejenige in der y-Achsenrichtung ebenfalls
in der gleichen Weise eingestellt werden.
-
Obwohl
in dieser Ausführungsform
der FPD 23 als ein Röntgendetektor
verwendet wird, kann dieser beispielsweise durch einen Röntgenfilm,
eine Bildgebungsplatte oder einen Bildgebungsverstärker ersetzt
werden, wodurch es möglich
ist, eine übertragene
Bildinformation über
das Objekt 24 zu erhalten.
-
Es
können
viele weit voneinander verschiedene Ausführungsformen der Erfindung
gestaltet werden, ohne von dem Rahmen und Schutzumfang der vorliegenden
Erfindung abzuweichen. Es sollte verständlich sein, dass die vorliegende
Erfindung nicht auf die in der Beschreibung beschriebenen speziellen
Ausführungsformen
beschränkt
ist, sondern durch die beigefügten
Ansprüche
definiert ist.
-
Mit
dem Ziel, eine Röntgenbildgebungsvorrichtung
mit einem Projektor-Kollimator zu schaffen, der es ermöglicht,
eine Bestrahlungsposition eines Lichtstrahls einfach und genau einzustellen,
ist ein erster Lichtstrom zu einem Lichtstrom eingerichtet, der
in einer orthogonalen Platte vorhanden ist, die orthogonal zu einer
y-Achsenrichtung verläuft,
die eine Orthogonalrichtung bildet, während ein zweiter Lichtstrom,
der in der Orthogonalebene vorhanden ist, innerhalb der Orthogonalebene
reflektiert und bewegt wird, um einen Lichtstrahl zu erzeugen. Demgemäß kann eine
Bestrahlungsposition des Lichtstrahls über einem Objekt in einer unabhängigen Weise
durch eine Bewegung um Δy
in der Orthogonalrichtung mittels einer ersten Schraube und eine
Bewegung um Δx
innerhalb der Orthogonalebene mittels einer zweiten Schraube eingestellt
werden. Als Ergebnis kann eine Einstellung einer Röntgenbestrahlungsfeldposition
durch einen Bediener nicht nur auf einfache Weise, sondern auch
mit hoher Genauigkeit bewerkstelligt werden.
-
1
- 20
- Röntgenquelle
- 21
- bewegbare
Blende
- 13
- linearer
Kegel
- 2
- C-Arm-Gruppe
- 24
- Objekt
- 22
- Tisch,
Tischplatte
- 25
- Arm
- 1
- Hochspannungserzeugungsgruppe
- 26
- Bildanzeige
- 3
- Steuerungsgruppe
-
2
-
- Brennpunkt
- 31
- innere
Lamelle, inneres Blatt
- 32
- untere
Lamelle, unteres Blatt
- 30
- Projektor-Kollimator
- 21
- bewegbare
Blende
- 33
- obere
Lamelle, oberes Blatt
- 34
- obere
Lamelle, oberes Blatt
- 13
- linearer
Kegel
-
- Röntgenstrahl
-
3
- 30
- Projektor-Kollimator
-
- Röntgenstrahl
- 45
- dritte
Basis
- 42
- zweiter
Reflexionsabschnitt
- 41
- erster
Reflexionsabschnitt
-
4
-
- Röntgenstrahl
- 42
- zweiter
Reflexionsabschnitt
- 52
- erster
Spiegel
- 50
- Lichtquelle
- 70
- erster
Lichtstrom
- 56
- erste
Schraube
- 53
- erste
Basis
- 54
- erste
Basis
- 55
- Spiegelstützplatte
- 57
- zweite
Schraube
- 41
- erster
Reflexionsabschnitt
-
5
- 62
- zweiter
Spiegel
- 42
- zweiter
Reflexionsabschnitt
- 63
- dritter
Spiegel
- 64
- zweite
Basis
- 65
- Drehwelle
- 66
- Anschlussplatte
-
6
-
- Brennpunkt
- 13
- linearer
Kegel
- 63
- dritter
Spiegel
- 70
- erster
Lichtstrom
- 72
- dritter
Lichtstrom
- 50
- Lichtquelle
- 52
- erster
Spiegel
- 71
- zweiter
Lichtstrom
- 62
- zweiter
Spiegel
- 75
- Bestrahlungsfeld
- 74
- Orthogonalebene
- 73
- Lichtstrahl
-
- Orthogonalrichtung
-
- Röntgenstrahl
-
7
- 52
- erster
Spiegel
- 70
- erster
Lichtstrom
- 71
- zweiter
Lichtstrom
-
8
- 63
- dritter
Spiegel
- 65
- Drehwelle
- 71
- zweiter
Lichtstrom
- 62
- zweiter
Spiegel
- 72
- dritter
Lichtstrom
- 73
- Lichtstrahl