DE102016200442A1

DE102016200442A1 - Vorrichtung mit einem C-Bogen und Röntgenbildgebungsgerät

Info

Publication number: DE102016200442A1
Application number: DE102016200442.5A
Authority: DE
Inventors: Alexander Krämer; Berthold Baumann; Ralf Gärtner; Michael Kleber; Thomas Kleber; Harald Mulzer; Wolfgang Neuber; Matthias Schirbl; Josef Zeidler
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2016-01-15
Filing date: 2016-01-15
Publication date: 2017-07-20
Anticipated expiration: 2036-01-16
Also published as: US20170202529A1; DE102016200442B4; US10299747B2; CN106974666B; CN106974666A

Abstract

Die Erfindung gibt eine Vorrichtung mit einem C-Bogen (1) an, wobei der C-Bogen (1) einen Grundkörper (2) aufweist, dessen Querschnittsprofil als Doppel-H ausgebildet ist, wobei aus der Außenwand (3), der Innenwand (4) und den Seitenwänden (5) des Grundkörpers (2) ein rechteckiger Hohlraum (6) gebildet wird. Die Vorrichtung weist außerdem auf dem Grundkörper (2) angeordnete Laufdrähten (8) und auf den Laufdrähten (8) abrollende Laufrollen (7) auf, mit denen der C-Bogen (1) verfahrbar gelagert ist. Die Laufdrähte (8) und die Laufrollen (7) sind derart angeordnet, dass die durch die Laufrollen (7) auf die Laufdrähte (8) wirkenden Lagerungskräfte zu mindestens 50 Prozent in die Seitenwände (5) des Grundkörpers (2) eingeleitet werden. Die Erfindung gibt auch ein Röntgenbildgebungsgerät mit einer derartigen Vorrichtung an. Die Erfindung bietet den Vorteil, dass unerwünschte Schwingungen des C-Bogens vermieden werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem C-Bogen, wobei der C-Bogen einen Grundkörper aufweist, dessen Querschnittsprofil als Doppel-H ausgebildet ist. Aus der Außenwand, der Innenwand und den beiden Seitenwänden des Grundkörpers wird ein rechteckiger Hohlraum gebildet. Auf dem Grundkörper sind Laufdrähte angeordnet und auf den Laufdrähten können Laufrollen abrollen, auf denen der C-Bogen verfahrbar gelagert ist. Die Erfindung gibt auch ein Röntgenbildgebungsgerät mit einer derartigen Vorrichtung an.
Hintergrund der Erfindung
C-Bogen-Geräte finden beispielsweise in der Medizintechnik eine breite Anwendung. Bei derartigen Geräten ist an einem Cförmigen Grundkörper eine Diagnose- oder Behandlungseinrichtung befestigt. Aufgrund seiner Form lässt sich der C-Bogen und mit ihm die Diagnose- bzw. Behandlungseinrichtung orbital um einen zu untersuchenden beziehungsweise zu behandelnden Punkt eines Patienten verfahren. So können unterschiedliche Winkelstellungen zwischen Patient und Diagnose- bzw. Behandlungseinrichtung erzielt werden, ohne den Patienten umlagern zu müssen.
Als Diagnoseeinrichtungen sind vor allem Röntgenbildgebungsvorrichtungen verbreitet, bei denen an einem Ende des C-Bogens eine Röntgenquelle und am gegenüberliegenden Ende ein Röntgendetektor bzw. Bildverstärker angebracht sind. Der C-Bogen ist auf Rollen gelagert und kann auf diesen um eine Orbitalachse geschwenkt werden. Ein derartiges C-Bogen-Röntgengerät ist beispielhaft in der DE 10 2004 011 460 A1 beschrieben.
1 zeigt einen Teil eines C-Bogens 1 einer Röntgenbildgebungsvorrichtung gemäß Stand der Technik. Der C-Bogen 1 besteht aus stranggepresstem Aluminium. Wie aus der Zeichnung erkennbar, ist der Grundkörper 2 des C-Bogens 1 einstückig ausgebildet und hat im Querschnitt die Form eines Doppel-H. Ebenfalls zu erkennen sind die Laufrollen 7, die auf Laufdrähten 8 aus Stahl, die in Nuten der „Ohren“ des Grundkörpers 2 angeordnet sind, gelagert sind. Auf den Laufrollen 7 kann der C-Bogen 1 eine Orbitalbewegung um ein Isozentrum ausführen.
Durch die Lage der Laufdrähte 8 können bei großen C-Bögen 1 und/oder bei schweren Lasten auf dem C-Bogen 1 die „Ohren“ des Doppel-H Profils aufbiegen. Dadurch kommt es zu einer größeren, ungewünschten Verschiebung der an dem C-Bogen befestigten bildgebenden Komponenten. Außerdem wird die Abklingzeit für eine resultierende Schwingung bei Brems- und Beschleunigungsvorgängen durch das gegenseitige Anregen der „Ohren“ erhöht. Eine möglichst geringe Verschiebung der bildgebenden Komponenten ist für Applikationen wie „Needle Guidance“ oder 3D-Bildaufnahme aber wichtig. Ebenfalls ist eine möglichst geringe Abklingzeit für 3D-Bildaufnahmen wichtig, da diese die Wartezeit während der Applikation in den Endlagen und somit die gesamte Applikationszeit beeinflusst.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung mit einem C-Bogen und ein Röntgenbildgebungsgerät anzugeben, die obige Nachteile verhindern und eine verbesserte C-Bogenbewegung ermöglichen.
Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe mit der Vorrichtung und dem Röntgenbildgebungsgerät der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß werden die Laufdrähte nicht an den „Ohren“ des Grundkörpers eines C-Bogens befestigt, sondern zumindest teilweise an dem stabilen rechteckigen Kernprofil des Grundkörpers. Dadurch werden die durch Laufrollen auf die Laufdrähte wirkenden Lagerungskräfte zu einem Teil direkt in das Kernprofil eingeleitet. Dazu nehmen die Laufrollen eine zueinander schräge Lage ein und sind wie in 2 dargestellt in einem ellipsenförmiges „O“ angeordnet.
Die Erfindung beansprucht eine Vorrichtung mit einem C-Bogen, wobei der C-Bogen einen Grundkörper aufweist, dessen Querschnittsprofil als Doppel-H ausgebildet ist, wobei aus der Außenwand, der Innenwand und den Seitenwänden des Grundkörpers ein rechteckiger Hohlraum gebildet wird. Die Vorrichtung weist weiterhin auf dem Grundkörper angeordnete Laufdrähte und auf den Laufdrähten abrollende Laufrollen auf, auf denen der C-Bogen verfahrbar gelagert ist. Die Laufdrähte und die Laufrollen sind so angeordnet, dass die durch die Laufrollen auf die Laufdrähte wirkenden Lagerungskräfte zu mindestens 50 Prozent in die Seitenwände des Grundkörpers eingeleitet werden.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass durch eine O-Anordnung der Laufrollen und eine direkte Krafteinleitung am Kernprofil des C-Bogens eine geringere räumliche Abweichung von an dem C-Bogen befestigten Röntgenstrahler zum Röntgendetektor entsteht. Außerdem wird die Abklingzeit bei resultierenden Schwingungen bei Brems- und Beschleunigungsvorgängen des C-Bogens in den Endlagen reduziert. Auch werden die Amplituden der resultierenden Schwingungen bei Brems- und Beschleunigungsvorgängen in den Endlagen reduziert.
In einer Weiterbildung können die Außenwand und die Innenwand über den rechteckigen Hohlraum hinaus verlängert sein und auf jeder Seite des Grundkörpers zwei auskragende Schenkel bilden. Jeder Schenkel bildet mit einer Seitenwand eine entlang des Grundkörpers verlaufende Kante bzw. Ecke. Die Laufdrähte können in oder an entlang der Kanten bzw. Ecken angeordneten Laufdrahtträgern angeordnet sein.
In einer weiteren Ausführungsform können die Laufrollen derart angeordnet sein, dass die Rotationsachsen der auf unterschiedlichen Laufdrähten abrollenden Laufrollen jeder Seite des Grundkörpers zueinander einen Achsenwinkel größer 20 Grad aufweisen. Bevorzugt beträgt der Achsenwinkel 45 Grad.
In einer Weiterbildung der Vorrichtung können die Laufdrahtträger mit dem Grundkörper einstückig ausgebildet sein.
In einer Weiterbildung können die den Laufrollen zugewandten Oberflächen der Laufdrahtträger einen Neigungswinkel von 45 Grad mit der zugehörigen Seitenwand bilden.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Grundkörper aus Aluminium und können die Laufdrähte aus Stahl sein.
Die Erfindung gibt auch ein Röntgenbildgebungsgerät mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an, wobei an einem Ende des C-Bogens ein Röntgenstrahler und am anderen Ende des C-Bogens ein Röntgendetektor angeordnet ist.
Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden Erläuterungen eines Ausführungsbeispiels anhand von schematischen Zeichnungen ersichtlich.
Es zeigen:
1: eine räumliche Ansicht eines Teils eines C-Bogens gemäß Stand der Technik,
2: einen Querschnitt durch einen C-Bogen,
3: eine räumliche Ansicht eines Teils eines C-Bogens und
4: ein Röntgenbildgebungsgerät mit einem C-Bogen.
Detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
2 zeigt einen Querschnitt durch einen C-Bogen 1, der auf Laufrollen 7 verfahrbar gelagert ist. Der C-Bogen 1 weist einen Grundkörper 2 auf, der im Querschnittsprofil ein Doppel-H bildet. Im Kernbereich (zwischen der Außenwand 3, der Innenwand 4 und den Seitenwänden 5) bildet der Grundkörper 2 einen rechteckigen Hohlraum 6. Die Außenwand 3 und die Innenwand 4 des Grundkörpers 2 sind über den Hohlraum 6 hinaus verlängert und bilden Schenkel 12, die sogenannten „Ohren“.
Die Schenkel 12 bilden mit den Seitenwänden 5 Kanten bzw. Ecken, in denen die Laufdrähte 8 angeordnet sind. Auf den Laufdrähten 8 rollen die Laufrollen 7 ab. Die Laufdrähte 8 sind in Nuten in der Oberfläche der Laufdrahtträger 9 eingelassen. Die Oberfläche der Laufdrahtträger 9 bildet mit den Seitenwänden 5 einen Neigungswinkel 11 von 45 Grad. Da die Laufrollen 7 ebenfalls gegenüber den Seitenwänden 5 um 45 Grad geneigt sind, werden die Lagerungskräfte, die durch die Laufrollen 7 in den Grundkörper eingebracht werden, zu etwa 50 % in die Seitenwände 5 eingeleitet und nicht zu 100 % in die Schenkel 12. Die Rotationsachsen der Laufrollen 7 einer Seite zueinander bilden einen Achsenwinkel 10 von 45 Grad. Bei dieser Anordnung der Laufrollen 7 und der Laufdrähte 8 entsteht eine O-förmige Anordnung der Laufrollen 7, wie durch die gestrichelte Line dargestellt.
Durch die O-Anordnung der Laufrollen 7 erfolgt die Krafteinleitung in den Grundkörper 2 zu einem großen Teil nicht mehr an den Schenkeln 12 sondern direkt am stabilen Kernprofil (Seitenwände 5). Eine ungewünschte Verformung durch das Aufbiegen der Schenkel 12 wird somit vermieden. Ebenfalls wird die Abklingzeit für resultierende Schwingungen in Endlagen bei Brems- und Beschleunigungsvorgängen verringert, da sich die Schenkel 12 nicht mehr gegenseitig aufschaukeln können.
Die Laufdrahtträger 9 sind mit dem Grundkörper 2 einstückig aus Aluminium gefertigt. Die Laufdrähte 8 sind aus Stahl.
3 zeigt einen Teil eines C-Bogens 1 mit einem Querschnitt gemäß 2. Die Laufrollen 7 sind unter 45 Grad zu den Seitenwänden 5 des Grundkörpers 2 des C-Bogens 1 geneigt. Die Laufdrähte 8 sind in den Ecken bzw. Kanten, die durch die Seitenwände 5 und die Schenkel 12 des Grundkörpers 2 gebildet werden, angeordnet. Dadurch erfolgt die durch die Laufrollen 7 verursachte Krafteinwirkung nicht senkrecht auf die Schenkel 12 sondern teilweise in Richtung der Seitenwände 5. Die Rotationsachsen benachbarter Laufrollen 7 einer Seite des Grundkörpers 2 bilden zueinander einen Achsenwinkel von 45 Grad.
4 zeigt eine Seitenansicht eines Röntgenbildgebungsgeräts mit einem C-Bogen 1, der entsprechend der 2 und 3 ausgebildet ist. An den beiden Enden des C-Bogens 1 sind einander gegenüberliegend ein Röntgenstrahler 13 und eine Röntgendetektor 14 angeordnet.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung durch die offenbarten Beispiele nicht eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann daraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: C-Bogen
2: Grundkörper
3: Außenwand des C-Bogens 1
4: Innenwand des C-Bogens 1
5: Seitenwand des C-Bogens 1
6: Hohlraum
7: Laufdraht
8: Laufrolle
9: Laufdrahtträger
10: Achsenwinkel
11: Neigungswinkel
12: Schenkel des Grundkörpers 2
13: Röntgenstrahler
14: Röntgendetektor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004011460 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung mit – einem C-Bogen (1), – wobei der C-Bogen (1) einen Grundkörper (2) aufweist, dessen Querschnittsprofil als Doppel-H ausgebildet ist, – wobei aus der Außenwand (3), der Innenwand (4) und den Seitenwänden (5) des Grundkörpers (2) ein rechteckiger Hohlraum (6) gebildet wird, – mit auf dem Grundkörper (2) angeordneten Laufdrähten (8) und – mit auf den Laufdrähten (8) abrollenden Laufrollen (7), auf denen der C-Bogen (1) verfahrbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufdrähte (8) und die Laufrollen (7) derart angeordnet sind, dass die durch die Laufrollen (7) auf die Laufdrähte (8) wirkenden Lagerungskräfte zu mindestens 50 Prozent in die Seitenwände (5) des Grundkörpers (2) eingeleitet werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass die Außenwand (3) und die Innenwand (4) über den rechteckigen Hohlraum (6) hinaus verlängert sind und auf jeder Seite des Grundkörpers (2) zwei auskragende Schenkel (12) bilden, – dass jeder Schenkel (12) mit einer Seitenwand (5) eine in Längsrichtung des Grundkörpers (2) verlaufende Kante bildet und – dass die Laufdrähte (8) in oder an entlang der Kanten angeordneten Laufdrahtträgern (9) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufrollen (7) derart angeordnet sind, dass die Rotationsachsen der auf unterschiedlichen Laufdrähten (8) abrollenden Laufrollen (7) jeder Seite des Grundkörpers (2) zueinander einen Achsenwinkel (10) größer 20 Grad bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsenwinkel (10) 45 Grad beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufdrahtträger (9) mit dem Grundkörper (2) einstückig ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die den Laufrollen (7) zugewandten Oberflächen der Laufdrahtträger (9) einen Neigungswinkel (11) von 45 Grad mit der zugewandten Seitenwand (5) bilden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) aus Aluminium ist und die Laufdrähte (8) aus Stahl sind.
Röntgenbildgebungsgerät mit einer Vorrichtung nach einem er vorhergehenden Ansprüche, wobei an einem Ende des C-Bogens (1) ein Röntgenstrahler (13) und am anderen Ende des C-Bogens ein Röntgendetektor (14) angeordnet ist.