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Die Erfindung betrifft ein Computertomographie-System (CT-System), mit mindestens einer im Betrieb um eine Systemachse rotierbaren Rotorseite einer Gantry, auf der mindestens eine Röntgenröhre angeordnet ist, wobei zur Kühlung der mindestens einen Röntgenröhre ein Flüssigkeitskühlsystem vorliegt, welches mit einem mit Kühlflüssigkeit gefüllten Flüssigkeitsvolumen, das sich über verschieden große Abstände von der Systemachse erstreckt, ausgestattet ist, und das Flüssigkeitsvolumen sich auf der, der im Betrieb der Fliehkraft ausgesetzten Rotorseite der Gantry befindet.
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In Röntgenröhren wird bei der Erzeugung von Röntgenstrahlung mehr als 99% der eingesetzten Energie in Wärme umgesetzt. Diese wird mit Hilfe eines Kühlmediums aus der Röntgenröhre abgeführt. Bei Röntgenröhren der Computertomographie unterliegt der Kühlmittelkreislauf den Fliehkräften der sich im CT-System drehenden Rotorseite der Gantry, auf der auch die mindestens eine Röntgenröhre angeordnet ist, so dass sich im Kühlsystem Druckunterschiede einstellen. Der niedrigste Druck liegt dabei an dem Punkt im Strahlersystem, welcher sich am kleinsten Radius in der CT-Anlage befindet, also den geringsten Fliehkräften ausgesetzt ist. Typischerweise befindet sich das Austrittsfenster der Röntgenröhre, welches besonders gut gekühlt werden muss, möglichst nahe am Patienten beziehungsweise am Drehzentrum der Gantry, um ausreichende Dosisleistung zur Verfügung zu stellen. Zur Kühlung der Röntgenröhre, insbesondere auch des Austrittsfensters der Röntgenröhre, werden in der Regel Wasser beziehungsweise Korrosions- oder Frostschutzmittel als Kühlmittel verwendet. Steigt die Kühlmitteltemperatur im Bereich hoher Wärmeübertragung an den Siedepunkt, so verdampft die Flüssigkeit und der Wärmetransport wird gestört. Die Siedetemperatur hängt dabei vom Druck ab, so dass bei einem höheren Druck auch höhere Temperaturen erlaubt werden können, ohne dass es zum Sieden der Kühlflüssigkeit kommt. Allerdings besteht in einer rotierenden Gantry aufgrund der vom Drehzentrum weg zunehmenden beziehungsweise zum Drehzentrum hin abnehmenden Zentrifugalkraft ein Druckgradient, so dass der Druck nahe am Drehzentrum, also im Bereich des thermisch stark belasteten Austrittsfensters besonders gering ist. Einer Neigung zur Blasenbildung in diesem Bereich kann nur durch entsprechende Maßnahmen zur Druckerhöhung entgegengewirkt werden.
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Ein weiteres Problem hierbei besteht darin, dass mit der Erwärmung der Kühlflüssigkeit eine Ausdehnung einhergeht, so dass ein Ausdehnungsgefäß oder ähnlich wirkende Maßnahmen notwendig werden, um eine Zerstörung des Kühlsystems durch die Ausdehnung der Kühlflüssigkeit zu verhindern.
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Grundsätzlich sind zwei unterschiedliche Kühlsystemtechnologien bekannt, nämlich drucklose Systeme, wie sie beispielsweise in der Druckschrift
WO2007/127939 A2 beschrieben werden. Bei einem solchen System wird beispielsweise eine Membran verwendet, die bei der Ausdehnung des Kühlmediums verschoben wird. Bei dieser Technik ist allerdings der Druck des Systems identisch mit dem Umgebungsdruck, was – wie oben beschrieben – zu relativ niedrigen Siedetemperaturen führt beziehungsweise es notwendig macht, besondere Kühlmittel mit hohem Siedepunkt zu verwenden. Eine andere Ausgestaltung des Kühlsystems für Röntgenröhren in CT-Systemen betrifft so genannte abgeschlossene Kühlsysteme, bei denen eine Grenzfläche mit einer Kraft, zum Beispiel einer mechanischen Federspannung oder einem Druck aus einem abgeschlossenen Gasvolumen oder Stoßdämpfern, beaufschlagt wird, wie es beispielsweise in der Druckschrift
US 7,221,736 B2 dargestellt ist. Durch die Ausdehnung des Kühlmediums bei steigender Temperatur wird hierbei die Gegenkraft auf die Membran erhöht und der Druck steigt im System mit ansteigender Temperatur ebenfalls an.
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Problematisch bei der letzten Variante der bisher bekannten geschlossenen Kühlsysteme ist es, dass nach dem Austausch eines Teils des Kühlsystems, beispielsweise des Strahlers oder des Wärmetauschers, eine neue Justierung des Drucks durch Servicetechniker mit speziellem Werkzeug notwendig ist, wobei sich die korrekte Einstellung relativ schwierig gestaltet und eine gewisse Fehleranfälligkeit zeigt. Weiterhin sind bei Gantrys Einrichtungen zur Kühlung einer Fläche bekannt, wie in der
DE 100 48 488 A1 offenbart.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Kühlsystem für die Röntgenröhren eines CT-Systems zu finden, welches einerseits durch eine Druckbeaufschlagung mit einfachen Kühlmitteln, wie Wasser oder ein Gemisch aus Wasser und Korrosions- beziehungsweise Frostschutzmittel, arbeiten kann und andererseits im Falle des Austausches von zum Kühlsystem gehörenden Teilen keine neue Justierung bedarf und somit eine geringere Fehleranfälligkeit aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
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Die Erfinder haben erkannt, dass es eine Möglichkeit gibt, auch ohne genaue Einstellungen von Federdrücken oder einem Überdruck in einem Zwei-Kammer-System den Druck in dem Kühlsystem auf einfache Weise dadurch im Betrieb einzustellen, dass ein mit der Gantry mitrotierendes bewegliches Masseelement verwendet wird, welches derart zum Flüssigkeitsvolumen des Flüssigkeitskühlsystems angeordnet ist, dass die im Betrieb auf das Masseelement wirkende Fliehkraft mittelbar oder unmittelbar auf die Kühlflüssigkeit einwirkt und dort den Druck erhöht. Grundsätzlich könnte eine solche Wirkung auch erreicht werden, indem die Wassersäule in Richtung Drehmittelpunkt verlängert wird, allerdings ist dies im CT-System nicht machbar, da dieser Bereich als Messbereich dient und entsprechend freigehalten werden muss, während andererseits der Strahler so nah wie möglich am Messbereich angeordnet werden muss, um die gewünschten Fächerwinkel zu erreichen.
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Die Einwirkung der auf ein Masseelement wirkenden Fliehkraft auf die Kühlflüssigkeit kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Kühlflüssigkeit teilweise durch eine flexible Membran begrenzt wird, auf die das Masseelement direkt oder indirekt einwirkt. Beispielsweise kann eine solche Membran als Ausstülpung in einem Schauglas unterbracht werden und innerhalb des Schauglases auf der zum Drehpunkt gewandten Seite das Masseelement, vorzugsweise ein Material mit hoher Dichte, aufgebracht werden, so dass bei der Rotation das Masseelement die Membran mit der Flüssigkeit zusammendrückt. Soll zusätzlich der Druck während des Stillstandes der Gantry erhöht werden, so kann ergänzend ein Federelement angebracht werden, welches eine gewünschte Grundlast an Druck auf die Membran ausübt.
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Eine solche Ausführungsweise hat den Vorteil, dass einerseits eine hohe Flexibilität bezüglich des Ausdehnungsverhaltens der Kühlflüssigkeit durch Erwärmung und Abkühlung gegeben ist und gleichzeitig praktisch keine Einstellarbeiten am Drucksystem notwendig werden, wenn Teile des Kühlsystems – wie zum Beispiel der Wärmetauscher oder Pumpaggregate – ausgetauscht werden müssen. Gleichzeitig kann ein solches Schauglas auch auf einfache und sichere Weise den Flüssigkeitsstand der Kühlflüssigkeit anzeigen.
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Entsprechend diesen Grundgedanken schlagen die Erfinder vor, ein CT-System zu verbessern, welches aufweist:
- – mindestens eine im Betrieb um eine Systemachse rotierbare Rotorseite einer Gantry, auf der mindestens eine Röntgenröhre angeordnet ist,
- – wobei zur Kühlung der mindestens einen Röntgenröhre ein geschlossenes Flüssigkeitskühlsystem vorliegt, welches mit einem mit Kühlflüssigkeit gefülltem Flüssigkeitsvolumen, das sich über verschieden große Abstände von der Systemachse erstreckt, ausgestattet ist, und
- – das Flüssigkeitsvolumen sich auf der, der im Betrieb der Fliehkraft ausgesetzten Rotorseite der Gantry befindet.
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Die erfindungsgemäße Verbesserung dieses CT-Systems liegt darin, dass ein mit der Gantry mitrotierendes flexibles Ausgleichsvolumen und ein bewegliches Masseelement vorgesehen sind, wobei das Masseelement derart angeordnet ist, dass die im Betrieb auf das Masseelement wirkende Fliehkraft Druck auf die Kühlflüssigkeit ausübt.
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Durch die Verwendung einer solchen Vorrichtung zur Druckerzeugung auf der Basis der an der Gantry auftretenden Fliehkräfte, stellen sich die gewünschten Drücke im Kühlsystem automatisch in Relation zur Rotationsgeschwindigkeit der Gantry ein, ohne dass regulierende Einstellungen von Federkräften oder sonstigen Druckerzeugern notwendig werden. Insbesondere ist dieses System unempfindlich gegenüber möglichen Schwankungen im Füllstand durch Wärmeausdehnung oder dem Austausch von Bauteilen im Kühlsystem.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung kann dadurch gegeben sein, dass eine unmittelbare Übertragung der Fliehkraft des Masseelementes auf die Kühlflüssigkeit vorgesehen ist, jedoch besteht auch die Möglichkeit, zum Beispiel um die Effektivität des Masseelementes zu verbessern, dieses relativ weit entfernt vom Drehzentrum anzuordnen und zur Übertragung der Fliehkraft des Masseelementes auf die Kühlflüssigkeit ein Hebelwerk, eine Übersetzung oder eine hydraulische Druckübertragung zu verwenden. Bei der Anwendung solcher kraftübertragender Elemente muss dabei darauf geachtet werden, dass durch die auf die Kraftübertragungselemente einwirkende Fliehkraft nicht der Effekt des Masseelementes verloren geht.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, dass das Ausgleichsvolumen zumindest teilweise von einer mechanisch flexiblen und für die Kühlflüssigkeit undurchlässigen Membran begrenzt wird. Durch eine solche Ausführungsform kann gegebenenfalls auf Dichtungen verzichtet werden.
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Des Weiteren kann das Ausgleichsvolumen sich in einem Zylinder befinden, wobei das Masseelement zumindest teilweise einen verschiebbaren Kolben in dem Zylinder bilden, wobei die Kühlflüssigkeit auf einer Seite des Zylinders vorliegt, dessen Volumen mit dem Flüssigkeitsvolumen verbunden ist.
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Wie bereits erwähnt, kann zur Erzeugung eines vorgegebenen Grunddruckes ein Federelement verwendet werden, durch welches Druck auf das flexible Ausgleichsvolumen ausgeübt wird, so dass auch beim Stillstand der Gantry ein bestimmter Mindestdruck in der Kühlflüssigkeit erzeugt wird. Das Federelement kann dabei derart angeordnet werden, dass es seine Federkraft auf das Masseelement ausübt. Hierdurch wird das Masseelement fixiert und löst sich im Falle eines Stillstandes der Gantry ”über Kopf” nicht durch die Schwerkraft vom Ausgleichsvolumen.
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Ergänzend kann bei der Verwendung eines solchen Zylinders in einem Schwankungsbereich der Wirkfläche ein Sensor angeordnet werden, welcher auf eine Veränderung des Flüssigkeitspegels reagiert und gegebenenfalls ein Alarmsignal in der Steuerung des CT-Systems auslöst.
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Der Zylinder kann auch als Schauglas ausgebildet sein und es kann zumindest eine Markierung oder ein Markierungsbereich angebracht sein, welche/welcher einen korrekten Füllstand der Kühlflüssigkeit anzeigt.
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Besonders günstig ist es auch, wenn das Ausgleichsvolumen mit einer Entlüftungsvorrichtung versehen ist, wobei das Ausgleichsvolumen zumindest teilweise näher zur Systemachse angeordnet ist, als jeder andere Punkt im Flüssigkeitsvolumen des Flüssigkeitskühlungssystems. Da im Falle von Blasenbildung diese am wahrscheinlichsten im Bereich des niedrigsten Druckes entsteht, kann durch diese Ausbildung dafür gesorgt werden, dass eine Blasenbildung grundsätzlich im Ausgleichsgefäß selbst stattfindet, welches gegebenenfalls über entspreche Entlüftungsmöglichkeiten verfügt, wodurch an den Bereichen, an denen eine Blasenbildung zu Problemen bei der Wärmeübertragung führen könnte, vermieden wird.
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Um eine möglichst effektive Wirkung des Masseelementes zu erreichen, kann dieses ein höheres spezifisches Gewicht aufweisen, als die Kühlflüssigkeit.
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Weiterhin schlagen die Erfinder zur Vereinfachung eines Austausches von im Kühlsystem integrierten Komponenten des CT-Systems vor, dass mindestens zwei in den Kühlkreislauf des CT-Systems integrierte Komponenten über Kupplungen mit dem Kühlkreislauf verbunden sind, die sich beim Entkoppeln, vorzugsweise beidseitig, automatisch selbst verschließen. Hierdurch kann auf einfache Weise ein Austausch der Komponenten ausgeführt werden, wobei die Komponenten jeweils ihre Kühlflüssigkeit behalten, beziehungsweise neue Komponenten bereits mit gefülltem Kühlflüssigkeitsvolumen eingesetzt werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele mit Hilfe der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind. Es werden folgende Bezugszeichen und Kurzbezeichnungen verwendet: 1: CT-System; 2: Gantrygehäuse; 3: Röntgenstrahler/Röntgenröhre; 4: Detektor; 5: Wärmetauscher; 6: Kühlmittelpumpe; 7: Druckerzeuger; 8: Kühlleitungen; 9: Patientenliege; 10: Patient; 11: Systemachse; 12: Steuer- und Rechensystem; 13: Messfeld; 14: Rotor; 15: Schauglas; 16: Masseelement; 17: Membran; 18: Markierung; 19: Federelement; 20: selbst verschließende Kupplung; 21: Sensor; 22: Hebelarm; 23: Lagerung; 24: Ausgleichsvolumen; FRot: Zentrifugalkraft; Prg1 bis Prgn: Computerprogramme; RGewicht: Radius des Masseelementes; RDruck,min: Radius des Ortes mit minimalem Druck bei rotierende Gantry.
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Es zeigen im Einzelnen:
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1: Übersichtsdarstellung über ein CT-System;
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2: Querschnitt durch ein CT-System im Bereich der Gantry;
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3: Schematische Darstellung des Flüssigkeits-Kühlsystems eines CT-Systems ohne Feder;
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4: Schematische Darstellung des Flüssigkeits-Kühlsystems eines CT-Systems mit Feder;
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5: Schematische Darstellung eines Segment-Rotors der Gantry mit Vorrichtung zur Druckerhöhung unter Ausnutzung der Hebelwirkung.
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Die 1 zeigt einen CT-System 1 in dreidimensionaler Darstellung mit einem Gantrygehäuse 2, welches ein Messfeld 13 aufweist, durch das ein Patient 10 mit Hilfe einer verschiebbaren Patientenliege 9, entlang der Systemachse 11, zur Untersuchung verschoben werden kann. Schematisch ist in dieser Darstellung auch ein auf der Gantry angeordnetes Strahler-/Detektorsystem gezeigt, welches aus einem Röntgenstrahler 3 und einem gegenüberliegenden Detektor 4 besteht. Der Röntgenstrahler 3 ist über Kühlleitungen 8 mit einem Kühlsystem, bestehend aus einem Wärmetauscher 5 und einer zum Transport des Kühlmittels verwendeten Kühlmittelpumpe 6, verbunden. Erfindungsgemäß ist dieses Kühlsystem auch an einen Druckerzeuger 7 angeschlossen, welcher sich auf der rotierenden Gantry befindet und mit Hilfe der im Betrieb der Gantry auftretenden Zentrifugalkraft den Druck im Kühlsystem erhöht, indem ein Masseelement die auf das Masseelement wirkende Zentrifugalkraft auf die Flüssigkeit des Kühlsystem einwirken lässt.
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Der Vollständigkeit halber ist auch zusätzlich ein Steuer- und Rechensystem 12 dargestellt, welches die Funktionen des CT-Systems steuert und Bildrekonstruktionen auf der Basis der erhaltenen Detektordaten vornimmt. Hierzu sind Computerprogramme Prg1 bis Prgn im Speicher niedergelegt, die bei Bedarf in den Arbeitsspeicher des Computersystems 12 geladen und ausgeführt werden.
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Zur Darstellung der Erfindung wird in der 2 nochmals ein schematischer Schnitt durch den Gantrybereich eines CT-Systems gezeigt, wobei sich hier die Darstellung nur auf die wesentlichen Aspekte des Kühlsystems beschränkt. Der Querschnitt zeiht den Rotor 14 der Gantry, an dem der Röntgenstrahler 3 angebracht ist, der wiederum über ein Kühlleitungssystem 8 mit einem Wärmetauscher 5 verbunden ist. Der Transport des Kühlmittels erfolgt über eine im Leitungssystem 8 befindliche Kühlmittelpumpe 6. Zur Erzeugung des gewünschten Überdruckes befindet sich, hydraulisch mit dem Kühlsystem verbunden, eine Vorrichtung 7 zur Erhöhung des statischen Druckes im Kühlmittelsystem. Diese Vorrichtung 7 besteht hier im Wesentlichen aus einer mechanisch flexiblen Membran, welche ein Ausgleichsvolumen 24 in Form einer sackartigen Ausstülpung ausbildet, auf der ein Masseelement 16 derart lagert, dass im Falle einer Rotation des Rotors 14 der Gantry dieses Masseelement 16 mit seiner Fliehkraft die Membran und das in der Membran befindliche Flüssigkeitsvolumen, das hydraulisch mit dem Kühlsystem verbunden ist, zu komprimieren versucht. Die Membran 17 und das Masseelement 16 befinden sich in einem zylinderförmigen Gebilde, beispielsweise einem Schauglas 15, durch welches entweder durch Augenschein oder durch entsprechend angeordnete Sensoren der Flüssigkeitspegel des Kühlsystems beobachtet werden kann.
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Informationshalber ist in der in der 2 gezeigten Darstellung zusätzlich der Radius RGewicht des Masseelementes eingezeichnet und der Radius RDruck,min, welcher dem Ort des Kühlsystems entspricht, der den geringsten Abstand zum Rotationszentrum, also zur Systemachse 11, aufweist.
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Grundsätzlich sind die Stellen, welche sich am nächsten am Drehzentrum befinden gleichzeitig auch die Stellen, an denen im Falle einer Blasenbildung im Kühlsystem sich diese Blasen sammeln würden. Mit Hilfe der Vorrichtung 7 soll jedoch der Druck im Kühlkreislauf derart erhöht werden, dass eine Blasenbildung nicht entsteht. Gleichzeitig soll dieses System jedoch auch derart ausgestaltet sein, dass eine aufwendige Justierung, wie es derzeit im Stand der Technik üblich ist, nicht erfolgen muss, sondern einfach aufgrund der bestehenden physikalischen Gegebenheiten durch die Rotation des Rotors der Gantry und im Wesentlichen unabhängig vom Füllstand im Kühlsystem ein gewünschter Druck erzeugt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die Größe des Drucks im Kühlsystem lediglich durch die auf das Masseelement einwirkende Zentrifugalkraft bestimmt wird, so dass keine Einstellungen von Federkräften oder ähnlichem mehr notwendig sind.
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Die 3 zeigt einen Auszug des Kühlsystems in schematischer Darstellung. Gezeigt ist eine Röntgenröhre 3, die über Kühlleitungen 8 an ein Kühlsystem mit einem Wärmetauscher 5 angeschlossen ist, wobei in den Kühlleitungen eine Pumpe 6 integriert ist, die für die Umwälzung der Kühlflüssigkeit zuständig ist. An das Kühlsystem weiterhin angeschlossen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 7, die durch Einwirkung von Zentrifugalkraft eine vordefinierte Druckerhöhung im Kühlkreislauf erzeugt. Sie besteht aus einer, ein Ausgleichsvolumen 24 bildenden Ausstülpung des Flüssigkeitsvolumens, welches durch eine mechanisch flexible Membran 17 begrenzt ist, wobei die Membran 17 durch ein Masseelement 16 belastet wird, sobald der Rotor der Gantry sich zu drehen beginnt. Beides ist in einem zylinderförmigen Schauglas 15 angeordnet, an dem auch eine Markierung 18 angebracht ist, durch welche der Füllstand der Kühlflüssigkeit problemlos visuell beobachtet werden kann. Alternativ oder zusätzlich zur Markierung 18 kann auch ein Sensor 21 vorgesehen werden, welcher zum Beispiel die Lage des Masseelementes 16 detektiert und darüber den Füllstand der Kühlflüssigkeit bestimmt, beziehungsweise eine Abweichung vom Füllstand detektiert.
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Vorteilhaft ist es dabei, wenn das Masseelement 16 ein hohes spezifisches Gewicht aufweist, so dass mit Hilfe eines relativ kompakten Masseelementes, welches vorteilhaft innerhalb des Schauglases beziehungsweise des zylindrischen Hohlraumes, in dem sich auch die Ausstülpung des Flüssigkeitsvolumens mit der begrenzenden Membran 17 befindet, angeordnet werden kann und entsprechend der vorherrschenden Fliehkraft zu entsprechend starken Druckerhöhungen im Kühlsystem führt.
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Die 4 zeigt die gleiche Situation wie 3, allerdings ist im Schauglas 15 zusätzlich ein Federelement 19 angeordnet, welches dafür sorgt, dass zum Beispiel bei einem ”über Kopf”-Stehenbleiben – also wenn der Vektor der Zentrifugalkraft der Schwerkraft entgegen gerichtet ist – die Vorrichtung mit der Gantry das Masseelement 16 nicht nach unten fällt sondern mit einem gewissen Grunddruck gegen die Membran 17 gepresst wird. Ergänzend ist noch zu erwähnen, dass sowohl in der 3 als auch in der 4 der Rotationsmittelpunkt des Systems oberhalb der Figuren angeordnet ist, so dass bei einer Rotation eine nach außen gerichtete Zentrifugalkraft FRot wirkt und damit das Masseelement 16 – auf die Zeichnung bezogen – nach unten drückt.
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Wie bereits erwähnt, ist es grundsätzlich von Vorteil, wenn das Masseelement 16 ein möglichst hohes spezifisches Gewicht aufweist, um bei geringer Baugröße ausreichend Druck im Kühlsystem erzeugen zu können. Aufgrund sehr beengter Platzverhältnisse im Bereich des Rotors der Gantry kann es teilweise auch besonders günstig sein, wenn die Druck erzeugende Vorrichtung nicht auf der Seite des Drehzentrums angeordnet wird, sondern auf der bezüglich des Drehzentrums außen liegenden Seite angeordnet wird. Des Weiteren kann es günstig sein, wenn mit relativ kleiner Masse ein ausreichend hoher Druck erzeugt wird, so dass die gesamte rotierende Masse möglichst gering bleibt.
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Eine Ausführungsform, die diese besonderen Anforderungen erfüllt, ist in der 5 dargestellt. Diese zeigt ein Segment aus dem Rotor der Gantry im Bereich des Kühlsystems und des Röntgenstrahlers 3. Dieser Röntgenstrahler 3 ist auch hier wieder über Kühlleitungen 8 mit einem Wärmetauscher 5 verbunden, der wiederum mit seinem Flüssigkeitsvolumen mit einer Vorrichtung 7 zur Erzeugung eines zusätzlichen Druckes mit Hilfe der auftretenden Zentrifugalkraft verbunden ist, die allerdings hier auf dem Drehpunkt abgewandten Seite des rotierenden Teils der Gantry 14 angeordnet ist.
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Durch die Anwendung eines Hebels kann hierbei auch mit Hilfe eines relativ kleinen Gewichts eines Masseelementes 16 durch die vorliegende Zentrifugalkraft ein hoher Innendruck im Kühlsystem erzeugt werden. In der hier gezeigten Ausführung ist das Masseelement 16 auf der langen Seite eines Hebelarms 22 angeordnet. Der Hebelarm ist über eine Lagerung 23 gelagert, so dass die auf das Masseelement 16 einwirkende Zentrifugalkraft mit einer entsprechenden Übersetzung auf die Membran 17 beziehungsweise das Ausgleichsvolumen 24 und somit auf die Kühlflüssigkeit übertragen wird.
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Es wird darauf hingewiesen, dass im Rahmen der Erfindung nicht nur eine Hebelmechanik – wie sie hier gezeigt wird –, sondern auch entsprechende andere mechanische Übersetzungsmechanismen, zum Beispiel durch unterschiedlich große Rotationselemente, oder hydraulische Übersetzungen verwendet werden können.
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Optional ist hier in der Ausführung der 5 auch ein zusätzliches Federelement 19 dargestellt, welches zum Beispiel am Hebelarm 22 angreifen kann, um einen bestimmten Grunddruck auf die Flüssigkeit zu erzeugen.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird zusätzlich auch vorgeschlagen, im Bereich der hydraulischen Verbindungen der einzelnen Elemente des Kühlsystems selbst verschließende Kupplungen 20 zu verwenden, die es ermöglichen, auf einfache Weise eine Komponente des Kühlsystems auszutauschen, ohne eine komplette Neubefüllungen des Kühlsystems durchführen zu müssen.
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Es wird darauf hingewiesen, dass bei der hier beschriebenen Erfindung und insbesondere den hier gezeigten Ausführungsvarianten Volumenänderungen über einen relativ großen Bereich hinweg zwar zu einer Veränderung des Pegels der Kühlflüssigkeit im Ausgleichsvolumen führen, diese Änderung jedoch vollständig von der durch die Zentrifugalkraft auf das Ausgleichsvolumen ausgeübten Druckbeaufschlagung entkoppelt ist. Die Größe des zusätzlich erzeugten Druckes durch die erfindungsgemäße Vorrichtung hängt lediglich von den konstruktiv bestimmten Konstanten der Masse des Masseelementes- gegebenenfalls beeinflusst durch ein Verstärkungssystem über Hebelwirkung –, der Fläche der Druckübertragung auf das Kühlflüssigkeitssystem, und der Rotationsgeschwindigkeit der Gantry ab. Justierende Druckeinstellungen, wie sie im Stand der Technik notwendig sind, können damit entfallen.
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Insgesamt wird also durch die Erfindung ein CT-System dargestellt, welches über eine Kühlvorrichtung verfügt, deren Innendruck nicht mehr durch aufwendige Einstellarbeiten reguliert werden muss, sondern deren Innendruck sich durch physikalische Gegebenheiten einstellt, die keiner Nachjustierung bedürfen. Damit ist auch der Austausch einzelner Komponenten, vorzugsweise unter Zuhilfenahme selbst verschließender Kupplungen, einfach zu bewerkstelligen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
