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Die Erfindung betrifft ein C-Bogen-Röntgengerät mit einem C-Bogen und einer daran angeordneten Röntgenquelle und einem daran angeordneten Röntgendetektor und ein dazugehöriges Verfahren.
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In der Röntgenaufnahmetechnik besteht das Problem, dass bei der Erstellung von Röntgenaufnahmen mit einem C-Bogen-Röntgengerät durch eine an einem Ende des C-Bogens angeordnete Röntgenquelle Vibrationen erzeugt werden, die über den C-Bogen auf einen am anderen Ende des C-Bogens angeordneten Röntgendetektor übertragen werden. Die Vibrationen entstehen durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit einer in der Röntgenquelle angeordneten Drehanode. Durch die über den C-Bogen an den Röntgendetektor übertragenen Vibrationen wird der Röntgendetektor ständig hin- und herbewegt und damit aus seiner Grundposition ausgelenkt. Röntgenaufnahmen, die während solcher Vibrationsphasen erstellt werden, sind durch eine schlechte Bildqualität gekennzeichnet.
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Auch bei der Aufnahme von Röntgenbildsequenzen, also von mehreren Röntgenbildern in zeitlicher Abfolge, wie sie beispielsweise in der Angiographie typischerweise mit einer Sequenzlänge von 10 Sekunden und einer Frequenz von 15 bis 30 Bildern pro Sekunde durchgeführt wird, führen die Vibrationen dazu, dass die gesamte Abfolge der Röntgenbildsequenz beeinträchtigt wird. Die Röntgenbildsequenz erscheint bei einer Wiedergabe verwackelt.
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Ein weiterer Nachteil ist, dass durch die Vibrationen Lager und andere Bauteile einer Antriebsbaugruppe der Röntgenanode hohen Belastungen ausgesetzt sind. Diese mechanischen Belastungen werden durch die hohen Betriebstemperaturen der Röntgenröhre noch verstärkt, so dass letztlich ein erhöhter und vorzeitiger Verschleiß einzelner Bauteile die Folge ist.
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Weiterhin kann die durch die Vibrationen hervorgerufene mechanische Instabilität im Anodenantriebsgehäuse zu einem höheren Geräuschpegel führen, der bei einem zu untersuchenden Patienten zu verstärkter Unruhe und bei einem Bediener der Röntgeneinrichtung zu erhöhter Ablenkung führen kann.
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Aus der
JP 2005-027914 A ist ein Röntgengerät mit einem C-Bogen bekannt, bei dem an dem Röntgendetektor ein Vibrationssensor und ein Vibrationskompensator angeordnet sind. Der Vibrationssensor misst die Vibration, die auf den Röntgendetektor übertragen wurde. Die Messergebnisse werden dazu verwendet, den Vibrationskompensator derart anzusteuern, dass er die Vibrationen neutralisiert.
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In der Schrift
US 2005/0 179 878 A1 wird eine verfahrbare Bildgebungsanlage mit einer Belichtungseinheit beschrieben. Eine auf der Oberseite eines verfahrbaren Fahrrahmens angebrachte Säule ist mit der an einem Halteelement angeordneten Belichtungseinheit über ein Dämpfungselement verbunden, über welches die von dem Fahrrahmen auf die Belichtungseinheit übertragbaren Vibrationen gedämpft werden. Über ein Fixierungselement wird wahlweise die Aktivierung bzw. die Freigabe des Haltelements durchgeführt.
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Die Schrift
US 7 534 037 B2 offenbart ein Verfahren zur Beschleunigung und Verzögerung von beweglichen mechanischen Komponenten mobiler Röntgenbildgebungssystemen. Dabei werden dreiecksförmige Beschleunigungs- und Verzögerungsimpulse mit Impulsbreiten verwendet, die frei von Anregungsenergien sind, durch die unerwünschte Vibrationen der bewegbaren Komponenten erzeugt werden.
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Aus der Schrift
DE 10 2011 075 979 A1 ist eine Anordnung und ein Verfahren zur aktiven Schwingungsdämpfung eines Röntgenstrahlers bekannt. Um eine bei Betrieb des Röntgenstrahlers entstehende Schwingung zu reduzieren, steht eine außerhalb des Röntgenstrahlers angeordnete Gegenschwingungserzeugungseinheit in Wirkverbindung mit dem Röntgenstrahler und erzeugt eine um 180 Grad zu der Schwingung phasenverschobene Gegenschwingung. Durch die Anbringung von aktiven Gegenschwingern in der Nähe des Schwingungserzeugers können von dem Röntgenstrahler erzeugte Schwingungen direkt am Entstehungsort reduziert werden, wodurch eine weitere Schwingungsübertragung auf andere Anlagenteile, wie beispielsweise einen C-Bogen, verringert wird.
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Die
DE 601 31 278 T2 beschreibt eine Anodenantriebsbaugruppe mit einem rotierenden Anodenteller zum Einsatz in einer Röntgenröhre. Die Anodenantriebsbaugruppe umfasst einen Rotor, der über einen Wellenabschnitt mit dem rotierbaren Anodenteller verbunden ist, wobei der Wellenabschnitt aus einem Material mit einem ersten Wäremausdehnungskoeffizienten besteht. Weiter umfasst die Anodenantriebsbaugruppe eine Lagerwelle, die drehbar von einer Lagerfläche gehalten wird. Die Lagerwelle besteht dabei aus einem Material mit einem zweiten Wäremausdehnungskoeffizienten. Eine Lagernabe, die die Lagerwelle mit dem Rotor verbindet, besteht aus einem Material, dessen Wäremausdehnungskoeffizient zwischen dem ersten und dem zweiten Wäremausdehnungskoeffizienten liegt. Dadurch wird das Auftreten ungleicher Wärmeausdehnungsraten zwischen den Komponenten verringert, wodurch wiederum mechanische Instabilitäten in der Antriebsbaugruppe reduziert werden und damit eine hohe Bildqualität der erstellten Röntgenaufnahme sichergestellt wird.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu überwinden und ein verbessertes C-Bogen-Röntgengerät mit einem C-Bogen und einer daran angeordneten Röntgenquelle und einem daran angeordneten Röntgendetektor zur Erstellung von Bildaufnahmen mit einer hohen Bildqualität, sowie ein zugehöriges Verfahren anzugeben.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beansprucht ein C-Bogen-Röntgengerät mit einem C-Bogen und einer daran angeordneten Röntgenquelle und einem daran angeordneten Röntgendetektor. Zwischen der Röntgenquelle und dem C-Bogen ist mindestens ein Dämpfungselement mit schwingungsdämpfender Wirkung angeordnet, durch das die Übertragung von Schwingungen der Röntgenquelle auf den C-Bogen reduzierbar ist. Weiterhin umfasst das C-Bogen-Röntgengerät mindestens ein an dem C-Bogen angeordnetes Halteelement, durch das die schwingungsdämpfende Wirkung des Dämpfungselementes beeinflussbar ist. Der Vorteil daran ist, dass dadurch eine Beeinflussung der von der Röntgenquelle erzeugten und über den C-Bogen auf den Röntgendetektor übertragenen Schwingungen möglich ist, wodurch die Qualität der erstellten Röntgenbilder verbessert werden kann. Unter dem Begriff C-Bogen-Röntgengerät werden dabei sowohl stationäre, als auch mobile C-Bogen-Röntgengeräte verstanden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die schwingungsdämpfende Wirkung des Dämpfungselementes reduzierbar oder eliminierbar sein.
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Weiterhin kann das Dämpfungselement mindestens ein Dämpfungsmittel aus Gummi und/oder ein Federmittel umfassen. Durch Einsatz dieser Mittel kann das Dämpfungselement eine hohe schwingungsdämpfende Wirkung entfalten und zudem kostengünstig hergestellt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform kann das Halteelement in einer ersten Position die schwingungsdämpfende Wirkung des Dämpfungselementes zulassen und in einer zweiten Position die schwingungsdämpfende Wirkung des Dämpfungselementes reduzieren oder eliminieren. Somit ist es in vorteilhafter Weise möglich, beispielsweise für den Zeitraum des Bewegens der Röntgenquelle entlang des C-Bogens die schwingungsdämpfende Wirkung des Dämpfungselementes auszuschalten und während des Stillstands der Röntgenquelle die schwingungsdämpfende Wirkung des Dämpfungselementes wieder zuzulassen.
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In einer Weiterbildung der Erfindung können das Dämpfungselement und das Halteelement eine Einheit bilden. Damit ist eine platzsparende Ausführungsvariante herstellbar.
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Des Weiteren kann das Halteelement ein elektromagnetisch erregbares Haltemittel aufweisen, durch das die schwingungsdämpfende Eigenschaft des Dämpfungselementes beeinflussbar ist. Dadurch ist eine elektromagnetische Steuerung des Halteelementes möglich.
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Weiterhin beansprucht die Erfindung ein Verfahren mit einem C-Bogen-Röntgengerät. Dabei wird die schwingungsdämpfende Eigenschaft des Dämpfungselementes nur bei einer Bewegung der Röntgenquelle entlang des C-Bogens durch das Halteelement beeinflusst.
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Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden Erläuterungen mehrerer Ausführungsbeispiele anhand von schematischen Zeichnungen ersichtlich.
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Es zeigen
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1: eine Prinzipdarstellung eines C-Bogen-Röntgengerätes mit einem Dämpfungselement und einem Halteelement,
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2: eine Prinzipdarstellung eines C-Bogen-Röntgengerätes mit einer Anordnung, bei der das Dämpfungselement und das Halteelement eine Einheit bilden,
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3a: einen Querschnitt einer Anordnung, bei der ein Dämpfungselement und ein Halteelement eine Einheit bilden und die schwingungsdämpfende Wirkung des Dämpfungselementes aktiviert ist, und
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3b: einen Querschnitt einer Anordnung, bei dem ein Dämpfungselement und ein Halteelement eine Einheit bilden und die schwingungsdämpfende Wirkung des Dämpfungselementes ausgeschaltet ist.
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1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines C-Bogen-Röntgengerätes mit einem Dämpfungselement und einem Halteelement. Ein verfahrbares C-Bogen-Röntgengerät 1 umfasst einen C-Bogen 2 und eine daran angeordnete Röntgenquelle 3 und einen daran angeordneten Röntgendetektor 4. Zwischen der Röntgenquelle 3 und dem C-Bogen 2 sind zwei Dämpfungselemente 5 mit schwingungsdämpfender Wirkung angeordnet. Mittels der Dämpfungselemente 5 ist es möglich, die Übertragung von Schwingungen der Röntgenquelle 3, die durch die hohe Drehzahl einer in der Röntgenquelle angeordneten, nicht gezeigten Drehanode verursacht werden, auf den C-Bogen 2 und somit auch auf den Röntgendetektor 4 zu reduzieren. Zusätzlich wird durch die Dämpfungselemente 5 die Übertragung von Geräuschen, die beispielsweise durch eine in der Röntgenquelle 3 angeordnete, nicht gezeigte Ölpumpe erzeugt werden, auf den C-Bogen 2 reduziert.
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Das C-Bogen-Röntgengerät 1 umfasst weiterhin zwei an dem C-Bogen 2 angeordnete Halteelemente 6, die es ermöglichen, die schwingungsdämpfende Wirkung der Dämpfungselemente 5 zu beeinflussen, indem beispielsweise die schwingungsdämpfende Wirkung der Dämpfungselemente 5 zugelassen oder aber eliminiert werden. Die Haltelemente 6 ermöglichen somit eine gezielte Steuerung der durch die Dämpfungselemente 5 entfaltbaren Dämpfung. Die Dämpfungselemente 5 können ein nicht gezeigtes Gummi- und/oder ein nicht gezeigtes Federmittel umfassen. Aus Versuchen der Anmelderin hat sich gezeigt, dass die Übertragung der Vibrationen der Röntgenquelle 3 auf den C-Bogen 2 am besten unterbunden wird, wenn das Gummimittel sehr weich ist und sich die Röntgenquelle 3 nicht in einer Bewegung entlang des C-Bogens 2, beispielsweise zur Erstellung von 3-dimensionalen Aufnahmen, sondern im Ruhezustand befindet. Während einer Bewegung der Röntgenquelle 3 entlang des C-Bogens 2 kommt es aufgrund der nicht ausreichenden Befestigung der Röntgenquelle 3 am C-Bogen 2 zur Instabilität und verschlechterten Lageorientierung der Röntgenquelle 3 und führt in der Folge zu einer Beeinträchtigung der Qualität der während der Bewegung der Röntgenquelle 3 erstellten Röntgenbilder. Daher wird erfindungsgemäß während der Verfahrzeiten der Röntgenquelle 3 entlang des C-Bogens 2 die schwingungsdämpfende Wirkung der Dämpfungselemente 5 mittels der Befestigungselemente 6 ausgeschaltet.
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In 2 ist eine Prinzipdarstellung eines C-Bogen-Röntgengerätes mit einer Anordnung, bei der das Dämpfungselement und das Halteelement eine Einheit bilden, dargestellt. Ein verfahrbares C-Bogen-Röntgengerät 1 umfasst einen C-Bogen 2 und eine daran angeordneten Röntgenquelle 3 und einen daran angeordneten Röntgendetektor 4. Zwischen dem C-Bogen 2 und der Röntgenquelle 3 sind zwei Anordnungen angebracht, bei denen jeweils ein Dämpfungselement 5 und ein Halteelement 6 eine Einheit bilden. Mittels der Dämpfungselemente 5 und der Halteelemente 6 ist es möglich, die Übertragung von Schwingungen der Röntgenquelle 3 auf den C-Bogen 2 zuzulassen, zu reduzieren oder auszuschalten.
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3a zeigt einen Querschnitt einer Anordnung, bei der ein Dämpfungselement und ein Halteelement eine Einheit bilden und die schwingungsdämpfende Wirkung des Dämpfungselementes aktiviert ist. Die Anordnung umfasst ein Dämpfungselement bestehend aus einem Gummimittel 510 und einem Federmittel 520. Weiterhin umfasst die Anordnung ein Halteelement mit einem ersten Anteil 610, der an einem nicht gezeigten C-Bogen angebracht ist, und einem zweiten Anteil 620, der an einer nicht gezeigten Röntgenquelle befestigt ist. Der erste Anteil 610 und der zweite Anteil 620 des Halteelementes sind quaderförmig ausgebildet. An der Oberseite des ersten Anteils 610 ist mittig ein zylinderförmiger Bolzen 630 fest angeordnet, an dessen Oberseite das Federmittel 520 angebracht ist. An der Unterseite des zweiten Anteils 620 ist mittig eine zylinderförmige Aussparung 640 eingearbeitet. Die Aussparung 640 ist derart ausgebildet, dass sie den Bolzen 630 und das ungespannte Federmittel 520 aufnehmen kann. Wahlweise kann das Federmittel 520 zusätzlich noch an der an der Oberseite der Aussparung 640 angrenzenden Fläche des zweiten Anteils 620 befestigt sein. Das Gummimittel 510 ist zwischen dem ersten Anteil 610 und dem zweiten Anteil 620 des Halteelementes angeordnet und weist mittig ein Loch in der Größe der Aussparung 640 auf.
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Der erste Anteil 610 und der zweite Anteil 620 des Halteelementes sind jeweils von einem nicht gezeigten elektromagnetisch erregbaren Haltemittel, beispielsweise einer elektromagnetisch erregbaren Wickelung umgeben. Die beiden Wickelungen sind derart ausgestaltet, dass bei Anlegen von elektrischen Spannungen an den Wickelungen ein Magnetfeld aufgebaut wird, durch das der erste Anteil 610 und der zweite Anteil 620 des Halteelementes sich gegenseitig anziehen, wodurch das Gummimittel 510 und das Federmittel 520 zusammengepresst werden. Bei nicht angelegten Spannungen und nicht aufgebautem Magnetfeld befindet sich das Halteelement in einer ersten Position, in der durch das Gummimittel 510 und durch das Federmittel 520 Vibrationen, die durch die Röntgenquelle im normalen Betriebszustand erzeugt werden, gedämpft werden, wodurch eine Übertragung der Schwingungen auf den C-Bogen und somit auch auf einen an dem C-Bogen angeordneten, nicht gezeigten Röntgendetektor verhindert wird, wodurch die Qualität der erstellten Röntgenaufnahmen erhöht wird.
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3b zeigt einen Querschnitt einer Anordnung, bei der ein Dämpfungselement und ein Halteelement eine Einheit bilden und die schwingungsdämpfende Wirkung des Dämpfungselementes ausgeschaltet ist. Der Aufbau des Dämpfungselementes sowie des Haltelementes entspricht dem in 3a beschriebenen Aufbau. Das Ausschalten der schwingungsdämpfenden Wirkung des Dämfungselementes wird dadurch erreicht, dass Spannungen an die nicht gezeigten elektromagnetisch erregbaren Wickelungen angelegt werden und dadurch ein Magnetfeld erzeugt wird, durch das der erste Anteil 610 und der zweite Anteil 620 des Halteelementes gegenseitig angezogen werden, wodurch das Gummimittel 510 und das Federmittel 520 zusammengepresst werden. Das Halteelement befindet sich nun in einer zweiten Position. Im gepressten Zustand verlieren das Gummimittel 510 und das Federmittel 520 ihre schwingungsdämpfende Wirkung, wodurch in der Folge die durch die Röntgenquelle verursachten Vibrationen nicht mehr eliminiert werden. Wird die Zuführung der Spannungen zu den elektromagnetisch erregbaren Wickelungen unterbrochen, so bewirken die beim Zusammenpressen des Gummimittels 510 und des Federmittels 520 aufgebauten Rückstellkräfte dazu, dass sich der erste Anteil 610 und der zweite Anteil 620 des Halteelementes voneinander wegbewegen und der Ausgangszustand vor Anlegen der elektrischen Spannungen hergestellt wird, in dem das Gummimittel 510 und das Federmittel 520 ihre schwingungsdämpfende Wirkung wieder entfalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- C-Bogen-Röntgengerät
- 2
- C-Bogen
- 3
- Röntgenquelle
- 4
- Röntgendetektor
- 5
- Dämpfungselement
- 6
- Halteelement
- 510
- Gummimittel
- 520
- Federmittel
- 610
- erster Anteil Halteelement
- 620
- zweiter Anteil Halteelement
- 630
- Bolzen
- 640
- Aussparung
