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Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Röntgendetektor, der durch eine Drehvorrichtung angetrieben wird.
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Im Röntgenbereich eingesetzte Röntgensysteme wie C-Bogen-Röntgensysteme sind häufig mit einer Vorrichtung zur Bilddrehung ausgestattet. Bei einem C-Bogen-Röntgensystem sind die Strahlungsquelle und der Strahlungsempfänger an einem C-förmigen Bogen angeordnet und können gemeinsam bewegt werden. Der C-Bogen wird mittels Robotersteuerung am Patienten geführt. Um bei einer Serie von Aufnahmen ein gewünschtes Bildformat, wie beispielsweise Portrait oder Landscape, auch bei einer Drehung des C-Bogens durchgängig zu erhalten, ist eine Drehbarkeit des Röntgendetektors erforderlich. Dadurch ist es möglich, bei einer Drehung des C-Bogens die Bildposition mittels des drehbaren Röntgendetektors nachzuregeln und das gewählte Bildformat beizubehalten. 1 zeigt ein bekanntes C-Bogen-Röntgensystem 1 mit einem drehbaren Röntgendetektor 4. Ein C-Bogen 2 trägt an einem Ende einen Röntgenstrahler 3 und am entgegen gesetzten Ende den Röntgendetektor 4, der um eine vertikale Drehachse 5 drehbar ist.
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Die Druckschrift
DE 10 2004 057 003 A1 beschreibt ein Röntgengerät mit einem drehfest angeordneten Röntgenstrahler und einem rotierend gelagerten Flachdetektor. Über eine erweiterte Kalibriereinrichtung werden Kalibrierbilder für verschiedene Rotationen des Detektors relativ zum Röntgenstrahler aufgenommen. Dabei wird für jede Drehposition des Flachdetektors ein kompletter Kalibrierdatensatz mit Gainbild und Pixeldefektmappe erstellt.
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Die Druckschrift
DE 10 2004 057 004 A1 offenbart ein Röntgengerät mit einem Röntgenstrahler und einem rotierend gelagerten rechteckigen Flachdetektor, wobei der Röntgenstrahler einschließlich eines Blendensystems um den Röntgenfokus drehgelagert ist. Dabei ist bevorzugt die Dreheinrichtung für den Flachdetektor im Sinne einer 1:1 Übertragung mit der Röntgenröhrendreheinrichtung gekoppelt.
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In dem Dokument
DE 699 38 384 T2 wird ein virtuelles C-Bogen-Trägersystem zum Einsatz in einer Röntgenbildgebungseinrichtung mit einer Röntgenquelle und einem Röntgendetektor dargelegt. Das virtuelle C-Bogen-Trägersystem umfasst ein erstes Positionssystem, um die Röntgenquelle selektiv an einer Vielzahl von ersten Positionen bezüglich der Untersuchungsregion zu positionieren, und ein zweites Positionssystem, um den Röntgendetektor an einer Vielzahl von zweiten Positionen bezüglich der Untersuchungsregion zu positionieren. Über eine Steuereinheit erfolgt die Steuerung von Röntgenquelle und Röntgendetektor derart, dass die Steuereinheit die Röntgenquelle und den Röntgendetektor zu der genannten Vielzahl von ersten und zweiten Positionen längs einem bogenförmigen Pfad bewegt, wobei eine räumliche Beziehung zwischen dem Röntgendetektor und der Röntgenquelle festliegt.
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Die Druckschrift
DE 10 2008 030 828 B4 beschreibt eine Verschiebevorrichtung für einen an einem Wagen angeordneten Röntgen-C-Bogen. Die Verschiebevorrichtung umfasst Führungselemente, die in einer Ebene oder parallel zu einer Ebene angeordnet sind und senkrecht zueinander stehen. Ein Verschiebemittel ist entlang der Führungselemente verschiebbar angeordnet. Das Verschiebemittel ist derart mit den Führungselementen gekoppelt, dass durch Rotation des Verschiebemittels um eine Antriebsachse das Verschiebemittel entlang der Führungselemente verschoben wird. Die Antriebsachse ist dabei senkrecht zur Ebene angeordnet. Jedes der Führungselemente ist mit einem Schienensystem ausgestattet.
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In der Druckschrift
DE 10 2009 026 123 A1 wird eine Positioniervorrichtung mit einer Schwenkarmhalterung für eine bildgebende Einrichtung offenbart. Die Positioniervorrichtung enthält ein bildgebendes Element und eine Schwenkarmhalterung, mit der das bildgebende Element gekoppelt ist. Die Schwenkarmhalterung enthält eine Kopplung, um das bildgebende Element zu neigen, wenn sich die Schwenkarmhalterung bewegt.
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Zur genauen Nachregelung der Bildposition muss die jeweilige Position des Röntgendetektors exakt bestimmt werden. Dazu werden in bekannten Ausführungsformen Drehwertgeber eingesetzt, über welche die Messung des Drehwinkels einer angestoßenen Drehung erfolgt, um darüber rückkoppelnd eine Steuerung des Antriebs der Drehvorrichtung vorzunehmen. Zu diesem Zweck wird ein ständiger Vergleich der über die Drehwertgeber gemessenen Istposition mit der vorgegebenen Sollposition vorgenommen und eine Nachregelung der Drehposition durchgeführt. Grundlage für eine optimale Regelung der Drehposition ist die exakte Messung des Istwertes der Drehposition.
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Aus Gründen der Sicherheit für einen Bediener einer Rontgenvorrichtung und einen mit der Rontgenvorrichtung zu untersuchenden Patienten werden zur Messung der Drehposition des Röntgendetektors üblicherweise zwei Drehwertgeber eingesetzt. In Abhängigkeit der jeweiligen Position des Rontgendetektors ändert sich das Kollisionsmodell bei einer Gerätebewegung. Um Kollisionen mit dem Tisch oder mit dem Boden zu vermeiden, muss die Drehposition verlässlich bestimmt sein. Mittels des zweiten Drehwertgebers erfolgt eine standige Plausibilitatskontrolle der Werte des ersten Drehwertgebers.
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Bei aus der Klinik bekannten Systemen wird der Röntgendetektor auf einem Riemenrad befestigt, welches durch ein Antriebsrad, das mit dem Riemenrad über einen Zahnriemen verbunden ist, angetrieben wird. Der Antrieb des Antriebsrads erfolgt über einen Motor. Das Antriebsrad ist zusätzlich uber einen weiteren Zahnriemen mit einer Welle verbunden, an der zwei Drehwertgeber befestigt sind, über welche die Drehposition des Riemenrads ermittelbar ist. Kommt es durch eine mechanische Uberbelastung der Drehachse des Riemenrads zu einem Überspringen des Antriebzahnriemens, so wird dies von keinem der beiden Drehwertgeber erkannt, da diese nur indirekt über die Motorwelle mit der Drehachse des Riemenrads verbunden sind. In der Folge bleibt die Fehlstellung des Röntgendetektors unkorrigiert, da keine Nachregelung der Rotationsachse des Riemenrads durchgeführt wird. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die beiden Drehwertgeber nicht direkt auf der zu regelnden Achse des Riemenrads angeordnet sind, sondern durch elastische Riemen mit dieser verbunden sind. Auch das Spiel in den Riemenradern erschwert die Genauigkeit der Regelung des Antriebs auf Basis der gemessenen Drehpositionen.
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Aufgabe der Erfindung ist, eine verbesserte Vorrichtung zur Bestimmung der Drehposition eines Rontgendetektors anzugeben.
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Gemaß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Anordnung des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung beansprucht eine Anordnung mit einem Röntgendetektor, der durch eine Drehvorrichtung angetrieben wird. Die Anordnung umfasst dabei einen ersten und einen zweiten Drehwertgeber, die die Drehung des Röntgendetektors ermitteln. Die beiden Drehwertgeber sind über ein Verbindungsmittel mit einer vorgespannten Drehfeder gekoppelt. Über die Vorspannung der Drehfeder wird in vorteilhafter Weise eine direkte spielfreie Verbindung der beiden Drehwertgeber mit der Drehvorrichtung hergestellt.
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In einer besonderen Ausfuhrungsform kann die Drehfeder derart vorgespannt sein, dass die beiden Drehwertgeber ein konstantes gegenlaufiges Moment aufweisen. Dieses Moment ist ursächlich für die spielfreie Verbindung der beiden Drehwertgeber mit der Drehvorrichtung.
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In vorteilhafter Weise kann das Verbindungsmittel ein erstes und ein zweites Zahnrad umfassen, die über die Drehfeder gekoppelt sind.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann der erste Drehwertgeber ein drittes und ein viertes Zahnrad umfassen. Dabei ist das dritte Zahnrad mit dem ersten Zahnrad gekoppelt, wodurch in vorteilhafter Weise eine spielfreie Verbindung zwischen beiden Zahnrädern hergestellt wird.
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Des Weiteren kann der zweite Drehwertgeber ein fünftes und ein sechstes Zahnrad umfassen, wobei das fünfte Zahnrad mit dem zweiten Zahnrad gekoppelt ist. Der Vorteil daran ist, dass eine spielfreie Verbindung zwischen beiden Zahnradern hergestellt wird.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können das vierte und das sechste Zahnrad mit einem Riemenrad, auf dem der Rontgendetektor befestigt ist, gekoppelt sein.
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In eine weiteren Ausführungsform umfasst das Riemenrad ein siebtes Zahnrad, das derart mit dem vierten und dem sechsten Zahnrad gekoppelt ist, dass die Zähne des vierten und des sechsten Zahnrads permanent an den Zähnen des siebten Zahnrads aufgrund der vorgespannten Drehfeder liegen. Mittels dieser Anordnung der Zahnräder werden die beiden Drehwertgeber direkt und spielfrei mit dem Riemenrad, auf dem der Röntgendetektor befestigt ist, gekoppelt. Dadurch ist gewährleistet, dass ein gewaltsames Überspringen eines Antriebsriemens, der ein Antriebsrad mit dem Riemenrad verbindet, durch die beiden Drehwertgeber detektiert wird und somit in vorteilhafter Weise eine Nachregelung der Drehposition erfolgen kann. Eine Abweichung im Rontgenbild tritt in der Folge nicht auf.
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In einer besonderen Ausführungsform kann der erste Drehwertgeber als Absolutwertgeber ausgebildet sein. Ein Absolutwertgeber ist ein bekanntes Langen- oder Winkelmessgerät, das als Wegmessgerat an Werkzeugmaschinen, in der Handhabungs- und Automatisierungstechnik und an Mess- und Prufeinrichtungen eingesetzt wird.
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Des Weiteren kann der zweite Drehwertgeber als Potentiometergeber ausgebildet sein. Ein Potentiometergeber ist ein bekannter Positionssensor nach der Bauart eines Potentiometers und wird zur Winkelmessung eingesetzt.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen.
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Es zeigen:
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1 eine Prinzipdarstellung eines bekannten C-Bogen-Rontgensystems mit einem drehbaren Röntgendetektor,
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2 eine Prinzipdarstellung einer Anordnung eines ersten und eines zweiten Drehwertgebers, die uber ein Verbindungsmittel gekoppelt sind, und
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3 eine Prinzipdarstellung einer Anordnung mit einem durch eine Drehvorrichtung angetriebenen Riemenrad.
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2 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Anordnung eines ersten und eines zweiten Drehwertgebers, die über ein Verbindungsmittel gekoppelt sind. Ein erstes Zahnrad 6 und ein zweites Zahnrad 7 sind an einer ersten Achse 8 angeordnet. Das erste Zahnrad 6 und das zweite Zahnrad 7 sind über eine vorgespannte Drehfeder 9 gekoppelt. An einer zweiten Achse 10 sind ein drittes Zahnrad 11 und ein viertes Zahnrad 12 angeordnet. Ein erster Drehwertgeber 13 sitzt der zweiten Achse 10 auf und ist mit dieser fest verbunden. Das dritte Zahnrad 11 ist mit dem ersten Zahnrad 6 gekoppelt, wodurch eine spielfreie Verbindung zwischen beiden Zahnrädern hergestellt wird. An einer dritten Achse 14 sind ein fünftes Zahnrad 15 und ein sechstes Zahnrad 16 angeordnet. Ein zweiter Drehwertgeber 17 sitzt der dritten Achse 14 auf und ist mit dieser fest verbunden. Das fünfte Zahnrad 15 ist mit dem zweiten Zahnrad 7 gekoppelt, wodurch eine spielfreie Verbindung zwischen beiden Zahnradern hergestellt wird. Auf einem nicht gezeigten Riemenrad ist ein ebenfalls nicht gezeigter Röntgendetektor befestigt. Das Riemenrad umfasst ein nicht dargestelltes siebtes Zahnrad, das derart mit dem vierten Zahnrad 12 und dem sechsten Zahnrad 16 gekoppelt ist, dass die Zahne des vierten Zahnrads 12 und des sechsten Zahnrads 16 permanent an den Zähnen des siebten Zahnrads aufgrund der vorgespannten Drehfeder 9 liegen. Die Linie 18 deutet die Höhe an, an der die Kopplung des vierte Zahnrads 12, des sechsten Zahnrads 16 und des siebten Zahnrads erfolgt. Durch die Vorspannung der Drehfeder 9 weisen der erste Drehwertgeber 13 und der zweite Drehwertgeber 17 auf der durch die Linie 18 angezeigten Höhe ein konstantes gegenlaufiges Moment auf. Mittels dieser Anordnung der Zahnrader werden die beiden Drehwertgeber 13, 17 direkt und spielfrei mit dem Riemenrad, auf dem der Röntgendetektor befestigt ist, gekoppelt. Dadurch ist gewährleistet, dass ein gewaltsames Uberspringen eines Antriebsriemens, der ein Antriebsrad mit dem Riemenrad verbindet, durch die beiden Drehwertgeber 13, 17 detektiert wird und somit und eine Nachregelung der Drehposition erfolgen kann.
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3 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Anordnung mit einem durch eine Drehvorrichtung angetriebenen Riemenrad. Ein Riemenrad 19, das eine Drehrichtung 20 aufweist und auf dem ein Rontgendetektor 4 befestigt ist, wird uber ein Antriebsrad 21 mittels eines Riemens 22 angetrieben. Das Antriebsrad 21 wiederum wird durch einen nicht gezeigten Motor angetrieben. Das Riemenrad 19 umfasst ein siebtes Zahnrad 23, dessen Zähne unterhalb der Führungsfläche für den Riemen 22 an der Außenseite des Riemenrads 19 angeordnet sind. Das siebte Zahnrad 23 ist gekoppelt mit einem vierten Zahnrad 12, welches um eine zweite Achse 10 angeordnet ist, sowie mit einem sechsten Zahnrad 16, welches um eine dritte Achse 14 angeordnet ist. Ein drittes Zahnrad 11, das ebenfalls um die zweite Achse 10 angeordnet ist, sowie ein fünftes Zahnrad 15, das um die dritte Achse 14 angeordnet ist, sind mit einem Verbindungsmittel 24 gekoppelt, das eine nicht gezeigte vorgespannte Drehfeder, ein nicht gezeigtes erstes und ein nicht gezeigtes zweites Zahnrad umfasst. Hierbei steht das dritte Zahnrad 11 mit dem nicht gezeigten ersten Zahnrad, und das funfte Zahnrad 15 mit dem nicht gezeigten zweiten Zahnrad in Verbindung. Ein nicht gezeigter erster Drehwertgeber sitzt auf der zweiten Achse 10, und ein nicht gezeigter zweiter Drehwertgeber auf der dritten Achse 14 auf.
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Das siebte Zahnrad 23 ist derart mit dem vierten Zahnrad 12 und dem sechsten Zahnrad 16 gekoppelt, dass die Zahne des vierten Zahnrads 12 und des sechsten Zahnrads 16 permanent an den Zahnen des siebten Zahnrads 23 aufgrund der nicht gezeigte vorgespannten Drehfeder liegen. Durch die Vorspannung der Drehfeder weisen der erste und der zweite Drehwertgeber ein konstantes gegenlaufiges Moment auf. Mittels dieser Anordnung der Zahnrader werden der erste und der zweite Drehwertgeber direkt und spielfrei mit dem Riemenrad 19, auf dem der Röntgendetektor 4 befestigt ist, gekoppelt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- C-Bogen-Röntgensystem
- 2
- C-Bogen
- 3
- Röntgenstrahler
- 4
- Röntgendetektor
- 5
- vertikale Drehachse
- 6
- erstes Zahnrad
- 7
- zweites Zahnrad
- 8
- erste Achse
- 9
- vorgespannte Drehfeder
- 10
- zweite Achse
- 11
- drittes Zahnrad
- 12
- viertes Zahnrad
- 13
- erster Drehwertgeber
- 14
- dritte Achse
- 15
- fünftes Zahnrad
- 16
- sechstes Zahnrad
- 17
- zweiter Drehwertgeber
- 18
- Linie
- 19
- Riemenrad
- 20
- Drehrichtung
- 21
- Antriebsrad
- 22
- Riemen
- 23
- siebtes Zahnrad
- 24
- Verbindungsmittel
