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Die Erfindung betrifft einen Röntgenstrahler.
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Ein derartiger Röntgenstrahler, der beispielsweise aus der
DE 10 2006 058 234 A1 bekannt ist, umfasst eine Röntgenröhre, die mit ihrem Vakuumgehäuse in einem Strahlergehäuse angeordnet ist, wobei in dem Vakuumgehäuse eine Drehanode gelagert ist, deren Anodenkörper verdrehfest auf einer Rotorwelle befestigt ist.
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Bei dem bekannten Röntgenstrahler ist der Zwischenraum zwischen dem Vakuumgehäuse der Röntgenröhre und dem Strahlergehäuse zur Hochspannungsisolierung und zur Wärmeabfuhr mit einem Kühlmittel, z. B. mit einem Isolieröl (Transformatorenöl) gefüllt.
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Da neben der zur Bildgebung dienenden Röntgennutzstrahlung auch unerwünschte Röntgenleckstrahlung entsteht, weist das Strahlergehäuse des bekannten Röntgenstrahlers außerdem eine Abschirmung auf.
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Für einen sicheren und lebensdaueroptimierten Betrieb des Röntgenstrahlers muss sichergestellt sein, dass die Röntgenröhre stets mit optimalen Parametern betrieben wird. Üblicherweise werden diese Parameter während der Produktion der Röntgenröhre ermittelt und bei Inbetriebnahme des Röntgenstrahlers als Parametersatz festgelegt. Entsprechend diesem Parametersatz wird der Röntgenstrahler dann betrieben.
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Im bekannten Fall wird bei der Montage der Röntgenröhre in das Strahlergehäuse eine feste Zuordnung zwischen der Röntgenröhre und einem Identifikationsmerkmal des Strahlergehäuses (z. B. Seriennummer) hergestellt, beispielsweise durch auf dem Vakuumgehäuse und/oder im Strahlergehäuse angeordnete Labels bzw. Barcodes.
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Bei einem Defekt der Röntgenröhre wird zur Schonung der Ressourcen bei dem betroffenen Röntgenstrahler üblicherweise nur die Röntgenröhre getauscht. Die während der Erstmontage vorgenommene Zuordnung zwischen Röntgenröhre und Strahlergehäuse ist dann nicht mehr gegeben. Damit ist nicht sichergestellt, dass ein Austausch einer defekten Röntgenröhre gemäß den Herstellervorgaben vorgenommen wird.
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Aus der
DE 101 46 210 A1 ist ein medizintechnisches Gerät bekannt, bei dem eine neu an diesem oder in diesem angeordnete Komponente automatisch identifiziert und anschließend justiert wird. Bei der neuen Komponente kann es sich um ein Austauschteil, das ein bisheriges Teil ersetzt, oder um ein neues Teil, das einer Aufrüstung des medizintechnischen Geräts dient, handeln.
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In der
DE 100 47 552 A1 ist ein medizinisches Gerät offenbart, bei dem bei einem Auftreten eines Problems innerhalb des medizinischen Geräts wenigstens eine hierfür ursächliche Komponente vom medizinischen Gerät selbsttätig ermittelt und auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt wird. Bei einfachen Problemfällen, die keine Serviceuntertützung erfordern, kann der Benutzer des medizinischen Geräts selbst zur Problembehandlung tätig werden.
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Die
DE 197 23 627 A1 beschreibt ein medizinisches Gerät mit einer Steuereinrichtung und wenigstens einer Gerätekomponente. Der Steuereinrichtung ist zumindest eine Einrichtung zum Lesen eines der Gerätekomponente zugeordneten komponentenspezifischen Codes zugeordnet. Aufgrund des komponentenspezifischen Codes erfolgt auf einfache Weise eine Konfiguration der Steuereinrichtung. Ein Austausch oder eine Änderung von Gerätekomponenten ist dadurch mit einem geringeren Aufwand möglich.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Röntgenstrahler mit einer Identifikationsvorrichtung für die im Strahlergehäuse angeordnete Röntgenröhre zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Röntgenstrahler gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Röntgenstrahlers sind jeweils Gegenstand von weiteren Ansprüchen.
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Der Röntgenstrahler nach Anspruch 1 umfasst eine Röntgenröhre, die mit ihrem Vakuumgehäuse in einem Strahlergehäuse angeordnet ist, wobei in dem Vakuumgehäuse eine Drehanode gelagert ist, deren Anodenkörper verdrehfest auf einer Rotorwelle befestigt ist. Erfindungsgemäß umfasst der Röntgenstrahler nach Anspruch 1 eine Identifikationsvorrichtung, die wenigstens eine Markierung, wenigstens einen Sensor und wenigstens eine Signalleitung aufweist, wobei wenigstens eine Markierung auf wenigstens einem innerhalb des Vakuumgehäuses rotierbaren Teil aufgebracht ist und bei einer Rotation ein zeitlich moduliertes Signal erzeugt, das im Strahlergehäuse erfassbar und außerhalb des Strahlergehäuses für eine Weiterverarbeitung verfügbar ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Röntgenstrahler wird die Röntgenröhre im Strahlergehäuse – und nicht das Strahlergehäuse – mittels einer Identifikationsvorrichtung eindeutig identifiziert. Dadurch ist sichergestellt, dass ein Austausch einer defekten Röntgenröhre nur gemäß den Herstellervorgaben vorgenommen wird. Eine Manipulation bei Wartungs- oder Reparaturarbeiten, wie z. B. der Einbau einer vom Hersteller des Röntgenstrahlers nicht freigegebenen Röntgenröhre, wird damit zuverlässig verhindert. Somit ist sichergestellt, dass der Röntgenstrahler auch nach einem Austausch der Röntgenröhre mit den zulässigen Parametern betrieben wird.
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Mit der erfindungsgemäßen Lösung erhält man während der gesamten Lebensdauer des Röntgenstrahlers eine zuverlässige Identifikation der im Strahlergehäuse angeordneten Röntgenröhre.
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Bei dem erfindungsgemäßen Röntgenstrahler ist wenigstens eine Markierung auf wenigstens einem innerhalb des Vakuumgehäuses rotierbaren Teil aufgebracht. Gemäß bevorzugten Ausführungsformen des Röntgenstrahlers nach Anspruch 1 handelt es sich bei dem rotierbaren Teil um den Anodenkörper (Anspruch 2) oder um die Rotorwelle (Anspruch 3). Im Rahmen der Erfindung ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung das eine rotierbare Teil der Anodenkörper und das andere rotierbare Teil die Rotorwelle (Anspruch 4). Hierbei sind auf dem Anodenkörper und/oder auf der Rotorwelle jeweils eine Markierung oder auch mehrere Markierungen angeordnet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das rotierbare Teil ein Rotor eines elektromotorischen Antriebs für die Drehanode (Anspruch 5).
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Für die Ausgestaltung der Markierung bzw. der Markierungen auf wenigstens einem innerhalb des Vakuumgehäuses rotierbaren Teil (z. B. Anodenkörper und/oder Rotorwelle und/oder Rotor des elektromotorischen Drehanoden-Antriebs) ist eine Vielzahl von Möglichkeiten realisierbar. So kann die Markierung als optischer Marker (Anspruch 6), als induktiver Marker (Anspruch 7) oder als kapazitiver Marker (Anspruch 8) ausgebildet sein.
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Bei einer Ausgestaltung der Markierung als optischer Marker (Anspruch 6) ist beispielsweise ein Muster aufgebracht, das ähnlich einem Barcode (Strichcode) ausgeführt ist. Dieses Muster kann mittels eines Lichtwellenleiters ausgelesen werden. Die Signalleitung ist hierfür als Lichtwellenleiter ausgebildet (Anspruch 11) und kann damit sowohl den optischen Marker beleuchten als auch die durch den Strichcode erzeugten und von der Oberfläche des optischen Markers reflektieren Lichtsignale erfassen.
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Bei einer Ausgestaltung der Markierung als induktiver Marker (Anspruch 7) ist ein Muster aufgebracht, das aus unterschiedlich bzw. abwechselnd magnetisierten Bereichen auf dem Anodenkörper und/oder der Rotorwelle besteht. Durch die entsprechend magnetisierten Bereiche erhält der als induktiver Sensor ausgeführte Sensor entsprechende Signale, die über die Signalleitung aus dem Strahlergehäuse herausgeführt werden.
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Bei einer Ausführungsform, bei der die Markierung als kapazitiver Marker (Anspruch 8) ausgeführt ist, ist ein Muster aufgebracht, das aus Bereichen auf dem Anodenkörper und/oder der Rotorwelle mit einer unterschiedlichen bzw. einer abwechselnden Kapazität besteht. Durch Bereiche mit unterschiedlicher Kapazität erhält der als kapazitiver Sensor ausgeführte Sensor entsprechende Signale, die über die Signalleitung aus dem Strahlergehäuse herausgeführt werden.
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Die optischen, induktiven oder kapazitiven Muster für die entsprechenden Marker können durch verschiedene Maßnahmen, wie z. B. Beschichtung der Oberfläche und/oder Strukturierung der Oberfläche und/oder thermische Veränderung der Oberfläche erzielt werden.
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Eine Identifikation mit den vorgenannten Maßnahmen ist in vorteilhafter Weise wärme-, strahlungs- und alterungsbeständig und kann zu vertretbaren Kosten implementiert werden.
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Um das zeitlich modulierte Signal außerhalb des Strahlergehäuses verfügbar zu machen, stehen im Rahmen der Erfindung beispielsweise zwei alternative Möglichkeiten (Ansprüche 9 und 10) zur Verfügung.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Röntgenstrahlers ist das zeitlich modulierte Signal durch wenigstens eine Signalleitung aus dem Strahlergehäuse herausführbar und durch wenigstens einen Sensor erfassbar (Anspruch 9).
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Röntgenstrahlers ist das zeitlich modulierte Signal durch wenigstens einen Sensor erfassbar und durch wenigstens eine Signalleitung aus dem Strahlergehäuse herausführbar (Anspruch 10).
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Die Identifizierung der Röntgenröhre anhand der an wenigstens einem rotierenden Teil angeordneten Markierung(en) kann beispielsweise vor Beginn einer Röntgenbildgebung oder in festen Zeitabständen oder bei Wartungsarbeiten (zu Beginn oder nach Abschluss) erfolgen. Zur Identifizierung der Röntgenröhre wird die Drehanode auf eine vorzugebende Drehzahl beschleunigt und dann antriebsfrei geschaltet, so dass Einflüsse des elektromotorischen Antriebs auf die Signalerfassung und damit auf die Identifikation der Röntgenröhre zuverlässig vermieden werden. während der antriebsfreien Rotation der Rotorwelle werden die von wenigstens einem Marker gelieferten Signale punktförmig erfasst. Aufgrund der Rotation der Rotorwelle und damit des verdrehfest auf der Rotorwelle befestigten Anodenkörpers sind die von den Markierungen erzeugten Signale zeitlich moduliert. Die Röntgenröhre wird damit über wenigstens einen Marker, der auf wenigstens einem innerhalb des Vakuumgehäuses rotierbaren Teil (z. B. Anodenkörper und/oder Rotorwelle und/oder Rotor des Drehanoden-Antriebs) aufgebracht ist, zuverlässig identifiziert.
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Für bestimmte Anwendungsfälle kann es auch zweckmäßig sein, die gewünschte zweifelsfreie Identifikation der Röntgenröhre mittels elektronischer Hilfsmittel (z. B. RFID, Speicherbausteine) vorzunehmen.
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Nachfolgend wird ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Die einzige Figur zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Röntgenstrahlers in schematischer Schnittansicht.
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Bei dem in der einzigen Figur dargestellten Röntgenstrahler ist mit 1 eine rotationssymmetrische Röntgenröhre bezeichnet, die mit ihrem Vakuumgehäuse 2 in einem Strahlergehäuse 3 angeordnet ist. Das Vakuumgehäuse 2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Glasröhre oder als Glas-Metallröhre ausgebildet.
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In dem Vakuumgehäuse 2 der Röntgenröhre 1 ist eine Drehanode 4 angeordnet, deren Anodenkörper 5 verdrehfest auf einer Rotorwelle 6 befestigt ist. Auf der Rotorwelle 6 ist innerhalb des Vakuumgehäuses 2 weiterhin ein Rotor 7 verdrehfest angeordnet. Der Rotor 7 bildet zusammen mit einem außerhalb des Vakuumgehäuses 2 angeordneten Stator 8 einen elektromotorischen Antrieb für die Drehanode 4. Die Drehanode 4 ist mittels innerhalb des Rotors 7 befindlicher Lager 9 und 10 relativ zu dem Vakuumgehäuse 2 drehbar gelagert. Wird dem Stator 8 Wechselstrom zugeführt, dann wird durch das Zusammenwirken von Rotor 7 und Stator 8 die Rotorwelle 7 und damit der Anodenkörper 5 mit seiner Drehanode 2 in Drehrichtung 11 in Rotation versetzt.
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Weiterhin ist innerhalb des Vakuumgehäuses 2 eine Kathodenanordnung 12 mit einer Glühkathode 13 angeordnet, die beim Anlegen einer elektrischen Spannung thermische Elektronen emittiert. Die thermischen Elektronen werden auf eine umlaufende abgeschrägte Targetfläche 14 des Anodenkörpers 5 gelenkt. Die durch die auf der Targetfläche 14 auftreffenden Elektronen erzeugte Röntgenstrahlung 15 tritt zunächst aus dem Vakuumgehäuse 2 in das Strahlergehäuse ein und anschließend über ein im Strahlergehäuse 3 angeordnetes Strahlenaustrittsfenster 16 aus dem Strahlergehäuse 3 aus und steht damit als sogenannte Röntgennutzstrahlung zur Bildgebung zur Verfügung. Da das Vakuumgehäuse 2 bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Glas- bzw. Glasmetallröhre ausgeführt ist, benötigt das Vakuumgehäuse 2 kein Strahlenaustrittsfenster.
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Der Zwischenraum zwischen dem Vakuumgehäuse 2 der Röntgenröhre 1 und dem Strahlergehäuse 3 ist zur Hochspannungsisolierung und zur Wärmeabfuhr mit einem Kühlmittel 17, z. B. Isolieröl, gefüllt.
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Neben der Röntgennutzstrahlung entstehen in der Röntgenröhre 1 auch ein großer Teil nicht zur Diagnose oder zur Therapie genutzter und deshalb unerwünschter Röntgenstrahlung, die auch als Röntgenleckstrahlung bezeichnet wird und die bei dem dargestellten Röntgenstrahler durch eine vollständig innerhalb des Strahlergehäuses 3 angeordnete Strahler-Abschirmung 18 abgeschirmt wird.
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Um bei dem in der Zeichnung dargestellten Röntgenstrahler eine zuverlässige Identifikation der im Strahlergehäuse 3 angeordneten Röntgenröhre 1 zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß eine Identifikationsvorrichtung 19 vorgesehen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Markierungen 20 und 21, zwei Sensoren 22 und 23 und zwei Signalleitungen 24 und 25 umfasst.
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In dem in der einzigen Figur gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Markierung 21 auf dem Anodenkörper 5 und die Markierung 20 auf der Rotorwelle 6 aufgebracht. Die Markierungen 20 und 21 erzeugen bei einer Rotation jeweils zeitlich modulierte Signale, die im Strahlergehäuse erfassbar und außerhalb des Strahlergehäuses für eine Weiterverarbeitung verfügbar sind. Hierzu werden die Signale der Markierung 20 durch die Signalleitung 24 aus dem Strahlergehäuse 3 herausgeführt und durch den Sensor 22 erfasst, wohingegen die Signale der Markierung 21 durch den Sensor 23 erfasst und durch die Signalleitung 25 aus dem Strahlergehäuse 3 herausgeführt werden.
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Bei einer Ausgestaltung der Markierung 20 als optischen Marker ist z. B. ein Muster aufgebracht, das ähnlich einem Barcode (Strichcode) ausgeführt ist. Die Signalleitung 24 ist hierfür als Lichtwellenleiter ausgebildet und kann damit sowohl die optische Markierung 20 beleuchten als auch die durch den Strichcode erzeugten und von der Oberfläche des optischen Markers reflektieren Lichtsignale erfassen und an den Sensor 22 (z. B. Fotosensor) weiterleiten.
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Die von der Markierung 21 erzeugten Signale, bei denen es sich nicht notwendigerweise um optische Signale handeln muss, werden von dem Sensor 23 erfasst und über die Signalleitung 25 aus dem Strahlergehäuse 3 herausgeführt.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben ist, so ist die Erfindung nicht durch das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel eingeschränkt. Vielmehr können vom Fachmann hieraus auch andere Varianten der erfindungsgemäßen Lösung abgeleitet werden, ohne hierbei den zugrunde liegenden Erfindungsgedanken zu verlassen.
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So ist die erfindungsgemäße Maßnahme auch bei einem Röntgenstrahler mit einem Vakuumgehäuse, das vollständig aus Metall (Metallröhre) gefertigt ist, realisierbar. Hierzu muss lediglich ein Fenster für eine Erfassung der von den Markierungen 20 und 21 gelieferten Signale vorhanden sein.
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Weiterhin sind auch nicht zwingend zwei Markierungen 20 und 21, zwei Sensoren 22 und 23 sowie zwei Signalleitungen 24 und 25 für die Realisierung der Erfindung notwendig. Vielmehr reichen bereits eine Markierung, ein Sensor und eine Signalleitung aus.
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Wie aus der Beschreibung des dargestellten Ausführungsbeispiels ersichtlich ist, erlaubt die Erfindung, eine Röntgenröhre 1 im Strahlergehäuse 3 mittels einer Identifikationsvorrichtung eindeutig zu identifizieren. Dadurch ist sichergestellt, dass ein Austausch einer defekten Röntgenröhre nur gemäß den Herstellervorgaben vorgenommen wird. Eine Manipulation bei Wartungs- oder Reparaturarbeiten, wie z. B. der Einbau einer vom Hersteller des Röntgenstrahlers nicht freigegebenen Röntgenröhre, wird damit zuverlässig verhindert. Somit ist sichergestellt, dass der Röntgenstrahler auch nach einem Austausch der Röntgenröhre 1 mit den zulässigen Parametern betrieben wird. Somit ist durch die erfindungsgemäße Lösung, die anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, während der gesamten Lebensdauer des Röntgenstrahlers eine zuverlässige Identifikation der im Strahlergehäuse 3 angeordneten Röntgenröhre 1 möglich.
