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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme einer Strahlengangskomponente für eine Röntgenstrahlung. Die Erfindung betrifft ferner ein Computertomographiegerät und ein Verfahren zum Bereitstellen einer Positionsinformation.
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In Computertomograhiegeräten können Strahlengangskomponenten beispielsweise zur Kollimierung, Offset-Kompensation und/oder Filterung verwendet werden, insbesondere um eine Bildqualität zu verbessern und/oder eine Röntgendosis zu reduzieren. Um eine Position, insbesondere Endposition, der Strahlengangskomponente zu bestimmen, kann beispielsweise ein mechanischer Endschalter, insbesondere in Form eines Mikroschalters, eines Sprungschalters oder eines Relais, eine Lichtschranke, eine integrierte Hall-Effekt-Schaltung oder ein linearer Spannungsdifferenzialtransformator verwendet werden. Die Strahlenbelastung durch Streustrahlen der Röntgenstrahlung ist jedoch problematisch für herkömmliche integrierte Schaltungen, die im Bereich der Strahlengangskomponente zu deren Positionsbestimmung, insbesondere in Form eines End- und/oder Näherungsschalters, eingesetzt werden.
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DE 10 2020 214 314 B3 offenbart eine Vorrichtung zur Aufnahme einer Strahlengangskomponente für eine Röntgenstrahlung.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, eine gegen Röntgenstrahlung beständige Positionsbestimmung für eine Strahlengangskomponente zu ermöglichen. Jeder Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs löst diese Aufgabe. In den abhängigen Ansprüchen sind weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung berücksichtigt.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme einer Strahlengangskomponente für eine Röntgenstrahlung, aufweisend
- - ein Gehäuse,
- - eine Linearführung,
- - ein Wagensystem, das zur Aufnahme der Strahlengangskomponente eingerichtet ist und mittels der Linearführung relativ zu dem Gehäuse bewegbar gelagert ist,
- - eine Spule, die relativ zu dem Gehäuse fest angeordnet ist, und
- - einen Spulenkern, der derart relativ zu dem Wagensystem fest angeordnet ist, dass der Spulenkern durch eine erste Translationsbewegung des Wagensystems relativ zu dem Gehäuse in die Spule hineingeführt werden kann und durch eine zweite Translationsbewegung des Wagensystems relativ zu dem Gehäuse aus der Spule herausgeführt werden kann.
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Die Strahlengangskomponente kann beispielsweise ein Kollimator und/oder ein Filter sein. Die Strahlengangskomponente kann beispielsweise eine Tragstruktur sowie eine Schlitzplatte und/oder eine Filterplatte aufweisen, wobei die Schlitzplatte und/oder die Filterplatte mit der Tragstruktur Strahlengangskomponente lösbar verbunden, insbesondere verschraubt, ist. Insbesondere kann das Wagensystem zur Aufnahme der Tragstruktur der Strahlengangskomponente eingerichtet sein. Insbesondere kann der Spulenkern mit einer Tragstruktur der Strahlengangskomponente derart verbunden sein, dass die Schlitzplatte und/oder die Filterplatte mit der Tragstruktur der Strahlengangskomponente verbunden werden kann und/oder von der Tragstruktur der Strahlengangskomponente gelöst werden kann, während der Spulenkern mit der Tragstruktur der Strahlengangskomponente verbunden ist.
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Die Spule und der Spulenkern können insbesondere innerhalb des Gehäuses angeordnet sein und/oder jeweils beständig gegen Streustrahlen der Röntgenstrahlung ausgebildet sein. Strahlungsempfindliche elektronische Komponenten, die mit der Spule verbunden sind, können beispielsweise außerhalb des Gehäuses angeordnet sein, insbesondere derart angeordnet sein, dass sie vor Streustrahlen der Röntgenstrahlung abgeschirmt sind. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass eine elektronische Komponente, die mit der Spule verbunden ist, beispielsweise ein passives elektronisches Bauelement, insbesondere in Form eines Kondensators, strahlungsbeständig ausgebildet ist und innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
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Die zweite Translationsbewegung des Wagensystems relativ zu dem Gehäuse kann insbesondere zu der ersten Translationsbewegung des Wagensystems relativ zu dem Gehäuse entgegengesetzt sein. Der Spulenkern kann insbesondere derart in die Spule hineingeführt werden, dass kein mechanischer Kontakt zwischen der Spule und dem Spulenkern erfolgt. Dadurch kann Verschleiß vermieden werden.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Gehäuse eine erste Gehäuseseite aufweist, die sich flächig in einer ersten Seitenebene erstreckt, die sich zwischen der Spule und einem Spulenanschlussbereich befindet, wobei die erste Gehäuseseite dazu eingerichtet ist, den Spulenanschlussbereich vor Streustrahlen der Röntgenstrahlung, die aus einem Bereich des Wagensystems kommend auf den Spulenanschlussbereich gerichtet sind, abzuschirmen.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die erste Gehäuseseite dazu eingerichtet ist, den Spulenanschlussbereich vor Streustrahlen der Röntgenstrahlung, die aus einem Bereich der Spule kommend auf den Spulenanschlussbereich gerichtet sind, abzuschirmen. Insbesondere kann die Vorrichtung den Spulenanschlussbereich aufweisen. Der Spulenanschlussbereich kann beispielsweise eine Schnittstelle für eine elektrische Verbindung, insbesondere für eine elektrische Steckverbindung, aufweisen und/oder für einen Anschluss einer elektronischen Komponente, insbesondere einer elektronischen Komponente einer Messeinrichtung, an die Spule eingerichtet sein.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung ferner eine elektrische Verbindung zwischen der Spule und dem Spulenanschlussbereich auf, wobei die elektrische Verbindung durch das Gehäuse hindurchgeführt ist, insbesondere durch die erste Gehäuseseite hindurchgeführt ist.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung ferner eine Gewindespindel, einen Gewindetrieb und einen Motor auf, wobei die Gewindespindel relativ zu dem Gehäuse um eine Spindeldrehachse drehbar gelagert ist, wobei das Wagensystem mittels der Linearführung parallel zu der Spindeldrehachse relativ zu dem Gehäuse bewegbar gelagert ist, wobei der Gewindetrieb dazu eingerichtet ist, eine erste Drehbewegung der Gewindespindel um die Spindeldrehachse in die erste Translationsbewegung des Wagensystems relativ zu dem Gehäuse parallel zu der Spindeldrehachse umzusetzen, wobei der Motor zum Antreiben der ersten Drehbewegung der Gewindespindel eingerichtet ist.
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Der Gewindetrieb kann insbesondere ferner dazu eingerichtet sein, eine zweite Drehbewegung der Gewindespindel um die Spindeldrehachse in die zweite Translationsbewegung des Wagensystems relativ zu dem Gehäuse parallel zu der Spindeldrehachse umzusetzen. Der Motor kann insbesondere ferner zum Antreiben der zweiten Drehbewegung der Gewindespindel eingerichtet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich die erste Seitenebene, in der sich die erste Gehäuseseite flächig erstreckt, zu der Spindeldrehachse im Wesentlichen senkrecht ist und sich in Bezug auf die Spindeldrehachse zwischen dem Motor und dem Wagensystem befindet.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung einen gemeinsamen Anschlussbereich, beispielsweise in Form eines Konnektors, aufweist, in dem ein Anschluss für die Spule neben einem Anschluss für den Motor angeordnet ist.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Spule eine Zylinderspule ist. Eine Spulenachse der Spule, beispielsweise in Form einer Zylinderachse der Spule, kann insbesondere parallel zu der Linearführung und/oder parallel zu der Spindeldrehachse sein. Die Spule kann beispielsweise in Form einer Luftspule ausgebildet sein.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass der Spulenkern zylinderförmig ist. Der Spulenkern kann beispielsweise in Form eines zu der Zylinderspule korrespondierenden Kolbens ausgebildet sein. Eine Längsachse des Spulenkerns, beispielsweise in Form einer Zylinderachse des Spulenkerns, kann insbesondere parallel zu der Spulenachse der Spule und/oder parallel zu der Linearführung und/oder parallel zu der Spindeldrehachse sein. Der Spulenkern kann insbesondere axial in die Spule hineingeführt werden.
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Der Spulenkern kann beispielsweise ein Magnetkern, insbesondere ein Ferritkern, sein. Der Magnetkern kann beispielsweise aus einer ferromagnetischen Metalllegierung und/oder aus einem oxidkeramischen ferrimagnetischen Werkstoff hergestellt sein.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung ferner eine Messeinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, ein Messergebnis, welches von einer Induktivität der Spule abhängt, zu erfassen.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Induktivität der Spule von einer Position des Spulenkerns relativ zu der Spule abhängt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass basierend auf dem Messerergebnis eine Positionsinformation, welche eine Position des Wagensystems relativ zu dem Gehäuse betrifft, berechnet werden kann. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass aus dem Messergebnis abgeleitet werden kann, ob sich das Wagensystem in einer Referenzposition relativ zu dem Gehäuse befindet oder nicht. Die Referenzposition kann beispielsweise eine Endposition sein oder zu der Endposition benachbart sein, wobei eine Fortsetzung der ersten Translationsbewegung des Wagensystems relativ zu dem Gehäuse über die Endposition hinaus durch eine Kollision des Wagensystems mit einem ersten Kollisionsbereich des Gehäuses begrenzt ist.
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Die Vorrichtung kann ferner eine Positionsinformation-Berechnungseinheit zum Berechnen der Positionsinformation basierend auf dem Messergebnis und/oder eine Positionsinformation-Bereitstellungseinheit zum Bereitstellen der Positionsinformation aufweisen.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Messeinrichtung eine elektrische Resonanzschaltung aufweist, wobei die elektrische Resonanzschaltung die Spule aufweist. Die Resonanzschaltung kann beispielsweise einen elektrischen Schwingkreis, insbesondere einen Serienschwingkreis oder einen Parallelschwingkreis, aufweisen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Resonanzfrequenz der elektrischen Resonanzschaltung von der Induktivität der Spule abhängt und/oder dass das Messergebnis von der Resonanzfrequenz der elektrischen Resonanzschaltung abhängt.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Messeinrichtung eine elektrische Brückenschaltung aufweist, wobei die elektrische Brückenschaltung die Spule aufweist. Die elektrische Brückenschaltung kann insbesondere eine Resonanzbrückenschaltung sein und/oder eine Wechselspannungsbrücke, beispielsweise in Form einer Maxwell-Brücke oder einer Hay-Brücke, aufweisen, wobei die Wechselspannungsbrücke die Spule aufweist.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Messeinrichtung eine Schwingungserzeugungseinheit aufweist, welche zum Erzeugen einer amplitudenmodulierten elektrischen Schwingung derart eingerichtet ist, dass eine Amplitude der amplitudenmodulierten elektrischen Schwingung von der Induktivität der Spule abhängt, wobei die Messeinrichtung eine Demodulationseinheit aufweist, welche zur Amplituden-Demodulation der amplitudenmodulierten elektrischen Schwingung derart eingerichtet ist, dass das Messergebnis von der Amplitude der amplitudenmodulierten elektrischen Schwingung abhängt. Die Schwingungserzeugungseinheit kann beispielsweise die elektrische Resonanzschaltung und/oder die elektrische Brückenschaltung aufweisen.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Demodulationseinheit einen Spitzenspannungsdetektor aufweist. Die Demodulationseinheit kann beispielsweise ein Hüllkurvendemodulator sein und/oder zur Detektion von Spitzenwerten (peak) und/oder Spitze-Tal-Werten (peak to peak) der amplitudenmodulierten elektrischen Schwingung eingerichtet sein.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Messeinrichtung eine Schwellenwertschaltung zum Vergleich der Amplitude der amplitudenmodulierten elektrischen Schwingung mit einem ersten Schwellenwert und/oder mit einem zweiten Schwellenwert aufweist, wobei das Messergebnis von einem Ergebnis des Vergleichs abhängt.
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Die Schwellenwertschaltung kann beispielsweise einen Komparator, insbesondere einen Komparator mit zwei Flanken, und/oder einen Schmitt-Trigger aufweisen. Das Messergebnis kann insbesondere binär sein und/oder angeben, ob beispielsweise die Amplitude der amplitudenmodulierten elektrischen Schwingung den größeren der beiden Schwellwerte überschritten hat oder den kleineren der beiden Schwellwerte unterschritten hat. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste Schwellwert und/oder der zweite Schwellwert derart gewählt sind, dass aus dem Messergebnis abgeleitet werden kann, ob sich das Wagensystem in der Referenzposition relativ zu dem Gehäuse befindet oder nicht.
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Hiermit wird ferner eine Vorrichtung zur Aufnahme einer Strahlengangskomponente für eine Röntgenstrahlung offenbart, aufweisend
- - ein Gehäuse,
- - eine Linearführung,
- - ein Wagensystem, das zur Aufnahme der Strahlengangskomponente eingerichtet ist und mittels der Linearführung relativ zu dem Gehäuse bewegbar gelagert ist,
- - einen Spulenkern, der relativ zu dem Gehäuse fest angeordnet ist, und
- - eine Spule, die derart relativ zu dem Wagensystem fest angeordnet ist, dass der Spulenkern durch eine erste Translationsbewegung des Wagensystems relativ zu dem Gehäuse in die Spule hineingeführt werden kann und durch eine zweite Translationsbewegung des Wagensystems relativ zu dem Gehäuse aus der Spule herausgeführt werden kann. Diese Vorrichtung kann gemäß einem oder mehreren der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschriebenen Aspekte ausgeführt sein.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Computertomographiegerät, aufweisend
- - eine Strahlungsquelle zur Erzeugung einer Röntgenstrahlung,
- - einen Detektor und
- - eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufnahme einer Strahlengangskomponente für die Röntgenstrahlung,
- - wobei das Gehäuse der Vorrichtung relativ zu der Strahlungsquelle und dem Detektor unbeweglich zwischen der Strahlungsquelle und dem Detektor angeordnet ist.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Computertomographiegerät die Strahlengangskomponente für die Röntgenstrahlung aufweist, wobei die Strahlengangskomponente in das Wagensystem der Vorrichtung aufgenommen ist, insbesondere lösbar aufgenommen ist.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Computertomographiegerät eine Recheneinheit aufweist, die dazu eingerichtet ist, basierend auf einer Positionsinformation, welche eine Soll-Position der Strahlengangskomponente relativ zu der Strahlungsquelle und/oder relativ zu dem Detektor betrifft, den Motor der Vorrichtung derart anzusteuern und/oder zu regeln, dass die erste Translationsbewegung des Wagensystems parallel zu der Spindeldrehachse relativ zu dem Gehäuse eine Positionierung der Strahlengangskomponente in der Soll-Position relativ zu der Strahlungsquelle und/oder relativ zu dem Detektor bewirkt.
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Insbesondere kann eine Zentralebene eines Fächerstrahls der Röntgenstrahlung zu der Spindeldrehachse im Wesentlichen senkrecht sein. Insbesondere kann das Gehäuse relativ zu dem Fächerstrahl der Röntgenstrahlung feststehend angeordnet sein. Durch die erste Translationsbewegung des Wagensystems parallel zu der Spindeldrehachse relativ zu dem Gehäuse kann insbesondere eine erste Translationsbewegung der Strahlengangskomponente parallel zu der Spindeldrehachse relativ zu dem Fächerstrahl der Röntgenstrahlung bewirkt werden, wenn die Strahlengangskomponente in das Wagensystem aufgenommen ist. Durch die zweite Translationsbewegung des Wagensystems parallel zu der Spindeldrehachse relativ zu dem Gehäuse kann insbesondere eine zweite Translationsbewegung der Strahlengangskomponente parallel zu der Spindeldrehachse relativ zu dem Fächerstrahl der Röntgenstrahlung bewirkt werden, wenn die Strahlengangskomponente in das Wagensystem aufgenommen ist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Bereitstellen einer Positionsinformation, welche eine Position des Wagensystems relativ zu dem Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung betrifft, die Vorrichtung aufweisend eine Messeinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, ein Messergebnis, welches von einer Induktivität der Spule abhängt, zu erfassen, das Verfahren umfassend
- - ein Erfassen des Messergebnisses, welches von der Induktivität der Spule abhängt, mittels der Messeinrichtung,
- - ein Berechnen der Positionsinformation basierend auf dem Messergebnis,
- - ein Bereitstellen der Positionsinformation.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass eine amplitudenmodulierte elektrische Schwingung derart erzeugt wird, insbesondere mittels der Schwingungserzeugungseinheit derart erzeugt wird, dass eine Amplitude der amplitudenmodulierten elektrischen Schwingung von der Induktivität der Spule abhängt,
- - wobei die amplitudenmodulierte elektrische Schwingung derart amplitudendemoduliert wird, insbesondere mittels der Demodulationseinheit derart amplitudendemoduliert wird, dass das Messergebnis von der Amplitude der amplitudenmodulierten elektrischen Schwingung abhängt.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass ein Vergleich der Amplitude der amplitudenmodulierten elektrischen Schwingung mit einem ersten Schwellenwert und/oder mit einem zweiten Schwellenwert erfolgt, insbesondere mittels einer Schwellenwertschaltung und/oder nach der Amplitudendemodulation erfolgt, wobei das Messergebnis von einem Ergebnis des Vergleichs abhängt.
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Das Berechnen der Positionsinformation basierend auf dem Messergebnis kann beispielsweise mittels einer Positionsinformation-Berechnungseinheit erfolgen. Das Bereitstellen der Positionsinformation kann beispielsweise mittels einer Positionsinformation-Bereitstellungseinheit erfolgen. Das Computertomographiegerät kann insbesondere die Positionsinformation-Berechnungseinheit und/oder die Positionsinformation-Bereitstellungseinheit aufweisen.
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Die Positionsinformation kann insbesondere eine Ist-Position des Wagensystems relativ zu dem Gehäuse betreffen. Die Positionsinformation kann beispielsweise in binärer Form angeben, ob sich das Wagensystem in der Referenzposition relativ zu dem Gehäuse befindet oder nicht. Die Positionsinformation kann insbesondere zur Positionsbestimmung für die Strahlengangskomponente verwendet werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen zur Positionsbestimmung ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung eine erhöhte Strahlungsfestigkeit sowie Kosteneinsparungen.
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Daten, beispielsweise die Positionsinformation, können beispielsweise bereitgestellt werden, indem ein Signal, welches die Daten trägt, übertragen wird und/oder indem die Daten in ein computerlesbares Speichermedium geschrieben werden und/oder indem die Daten auf einem Bildschirm angezeigt werden.
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Im Rahmen der Erfindung können Merkmale, welche in Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung und/oder unterschiedliche Anspruchskategorien (Verfahren, Verwendung, Vorrichtung, System, Anordnung usw.) beschrieben sind, zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden.
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Beispielsweise kann ein Anspruch, der eine Vorrichtung betrifft, auch mit Merkmalen, die im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben oder beansprucht sind, weitergebildet werden und umgekehrt. Funktionale Merkmale eines Verfahrens können dabei durch entsprechend ausgebildete gegenständliche Komponenten ausgeführt werden. Die Verwendung des unbestimmten Artikels „ein“ bzw. „eine“ schließt nicht aus, dass das betroffene Merkmal auch mehrfach vorhanden sein kann. Der Ausdruck „basierend auf“ kann im Kontext der vorliegenden Anmeldung insbesondere im Sinne des Ausdrucks „unter Verwendung von“ verstanden werden. Insbesondere schließt eine Formulierung, der zufolge ein erstes Merkmal basierend auf einem zweiten Merkmal berechnet (alternativ: ermittelt, generiert etc.) wird, nicht aus, dass das erste Merkmal ferner basierend auf einem dritten Merkmal berechnet (alternativ: ermittelt, generiert etc.) werden kann.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Figuren erläutert. Die Darstellung in den Figuren ist schematisch, stark vereinfacht und nicht zwingend maßstabsgetreu.
- Die 1 zeigt eine Vorrichtung zur Aufnahme einer Strahlengangskomponente für eine Röntgenstrahlung in einer Draufsicht.
- Die 2 zeigt eine Vorrichtung zur Aufnahme einer Strahlengangskomponente für eine Röntgenstrahlung in einer Schnittansicht.
- Die 3 zeigt ein Computertomographiegerät.
- Die 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bereitstellen einer Positionsinformation.
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Die 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Aufnahme einer Strahlengangskomponente K für eine Röntgenstrahlung 27 in einer Draufsicht, aufweisend
- - ein Gehäuse G,
- - eine Linearführung L,
- - ein Wagensystem W, das zur Aufnahme der Strahlengangskomponente K eingerichtet ist und mittels der Linearführung L relativ zu dem Gehäuse G bewegbar gelagert ist,
- - eine Spule N, die relativ zu dem Gehäuse G fest angeordnet ist, und
- - einen Spulenkern Q, der derart relativ zu dem Wagensystem W fest angeordnet ist, dass der Spulenkern Q durch eine erste Translationsbewegung des Wagensystems W relativ zu dem Gehäuse G in die Spule N hineingeführt werden kann und durch eine zweite Translationsbewegung des Wagensystems W relativ zu dem Gehäuse G aus der Spule N herausgeführt werden kann.
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Das Gehäuse G weist eine erste Gehäuseseite G1 auf, die sich flächig in einer ersten Seitenebene E1 erstreckt, die sich zwischen der Spule N und einem Spulenanschlussbereich N8 befindet, wobei die erste Gehäuseseite G1 dazu eingerichtet ist, den Spulenanschlussbereich N8 vor Streustrahlen der Röntgenstrahlung 27, die aus einem Bereich des Wagensystems W kommend auf den Spulenanschlussbereich N8 gerichtet sind, abzuschirmen.
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Die Vorrichtung weist ferner eine elektrische Verbindung NG zwischen der Spule N und dem Spulenanschlussbereich N8 in Form einer elektrischen Leitung auf, wobei die elektrische Verbindung NG durch das Gehäuse G hindurchgeführt ist.
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Die Vorrichtung 1 weist ferner eine Gewindespindel S, einen Gewindetrieb T und einen Motor M auf, wobei die Gewindespindel S relativ zu dem Gehäuse G um eine Spindeldrehachse AS drehbar gelagert ist, wobei das Wagensystem W mittels der Linearführung L parallel zu der Spindeldrehachse AS relativ zu dem Gehäuse G bewegbar gelagert ist, wobei der Gewindetrieb T dazu eingerichtet ist, eine erste Drehbewegung der Gewindespindel S um die Spindeldrehachse AS in die erste Translationsbewegung des Wagensystems W relativ zu dem Gehäuse G parallel zu der Spindeldrehachse AS umzusetzen, wobei der Motor M zum Antreiben der ersten Drehbewegung der Gewindespindel S eingerichtet ist.
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Die Spule N ist eine Zylinderspule. Der Spulenkern Q ist zylinderförmig und kann in die Aussparung NQ der Spule N hineingeführt werden. Der Spulenkern Q ist mittels der Spulenkernhalterung KQ relativ zu dem Wagensystem W fest angeordnet und relativ zu der Strahlengangskomponente K fest angeordnet. In der Strahlengangskomponente K ist eine für die Röntgenstrahlung 27 transparente Öffnung in Form des Spalts KF ausgebildet.
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Die Vorrichtung 1 weist eine Messeinrichtung 8 auf, welche dazu eingerichtet ist, ein Messergebnis, welches von einer Induktivität der Spule N abhängt, zu erfassen, wobei die Messeinrichtung 8 eine die Spule N aufweisende elektrische Resonanzschaltung und/oder eine die Spule N aufweisende elektrische Brückenschaltung aufweist.
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Die Messeinrichtung 8 weist eine Schwingungserzeugungseinheit 81 auf, welche zum Erzeugen einer amplitudenmodulierten elektrischen Schwingung derart eingerichtet ist, dass eine Amplitude der amplitudenmodulierten elektrischen Schwingung von der Induktivität der Spule N abhängt. Die Messeinrichtung 8 weist eine Demodulationseinheit 82 auf, welche zur Amplituden-Demodulation der amplitudenmodulierten elektrischen Schwingung derart eingerichtet ist, dass das Messergebnis von der Amplitude der amplitudenmodulierten elektrischen Schwingung abhängt. Die Messeinrichtung 8 weist eine Schwellenwertschaltung 83 zum Vergleich der Amplitude der amplitudenmodulierten elektrischen Schwingung mit einem ersten Schwellenwert und/oder mit einem zweiten Schwellenwert auf, wobei das Messergebnis von einem Ergebnis des Vergleichs abhängt.
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Das Gehäuse G weist die zweite Gehäuseseite G2 auf, welche sich flächig in einer zweiten Seitenebene E2 erstreckt, die zu der Spindeldrehachse AS im Wesentlichen senkrecht ist. In Bezug auf die Spindeldrehachse AS befindet sich das Wagensystem W zwischen der ersten Seitenebene E1 und der zweiten Seitenebene E2. Die Linearführung L ist eine Schienenführung. Die Schienenführung weist ein Paar von Führungsschienen auf, die jeweils fest mit dem Gehäuse G verbunden sind. Das Wagensystem W weist die Schlitten WL zum Gleiten entlang der Führungsschienen auf. Der Motor M ist koaxial zu der Gewindespindel S angeordnet. Der Spulenkern Q kann beispielsweise mittels der Spulenkernhalterung KQ mit einem Schlitten WL des Wagensystems W verbunden sein und/oder mit der Strahlengangskomponente K verbunden sein. Insbesondere kann der Spulenkern Q mit dem Wagensystem W derart verbunden sein, dass die Strahlengangskomponente K in das Wagensystem W aufgenommen werden kann und/oder von dem Wagensystem W gelöst werden kann, während der Spulenkern Q mit dem Wagensystem W verbunden ist.
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Die Vorrichtung weist ferner einen Drehwinkelgeber M1 in Form eines Encoders zum Erfassen von Drehwinkelgeber-Messdaten, welche einen Drehwinkel und/oder eine Drehwinkeländerung der Gewindespindel S um die Spindeldrehachse AS betreffen, auf, wobei sich der Motor M in Bezug auf die Spindeldrehachse AS zwischen dem Drehwinkelgeber M1 und der ersten Seitenebene E1 befindet, wobei die erste Gehäuseseite G1 ferner dazu eingerichtet ist, den Drehwinkelgeber M1 vor Streustrahlen der Röntgenstrahlung, die aus einem Bereich des Wagensystems W kommend auf den Drehwinkelgeber M1 gerichtet sind, abzuschirmen.
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Die Drehwinkelgeber-Messdaten können beispielsweise ergänzend zu der aus dem Messergebnis berechneten Positionsinformation für eine Positionsbestimmung, welche das Wagensystem W und/oder die Strahlengangskomponente K betrifft, verwendet werden, insbesondere dann, wenn die Positionsinformation in binärer Form angibt, ob sich das Wagensystem W in der Referenzposition relativ zu dem Gehäuse G befindet oder nicht. In einer anderen Ausführung gibt die Positionsinformation die Position des Wagensystems W relativ zu dem Gehäuse G für eine Vielzahl von möglichen Positionen des Wagensystems W entlang der Linearführung L an, sodass auf den Drehwinkelgeber M1 verzichtet werden kann. Dazu kann beispielsweise eine Kalibrierung der Messeinrichtung 8 durchgeführt werden, um eine Zuordnung zwischen verschiedenen Werten der Amplitude der amplitudenmodulierten elektrischen Schwingung und entsprechenden Positionen des Wagensystem W entlang der Linearführung L zu erhalten.
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Die 2 zeigt die Vorrichtung 1 zur Aufnahme der Strahlengangskomponente K für eine Röntgenstrahlung 27 in einer Schnittansicht. Die Strahlengangskomponente K ist in das Wagensystem W aufgenommen. Das Gehäuse G weist eine Gehäusebasis G0 auf, die sich flächig in einer Basisebene E0 erstreckt, die zu der Spindeldrehachse AS im Wesentlichen parallel ist, wobei in der Gehäusebasis G0 eine für die Röntgenstrahlung 27 transparente Öffnung in Form eines Spalts ausgebildet ist. Das Gehäuse G der Vorrichtung 1 ist relativ zu dem Fächerstrahl F der Röntgenstrahlung 27 feststehend angeordnet sein.
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Durch die erste Translationsbewegung des Wagensystems W parallel zu der Spindeldrehachse AS relativ zu dem Gehäuse G kann insbesondere eine erste Translationsbewegung der Strahlengangskomponente K parallel zu der Spindeldrehachse AS relativ zu dem Fächerstrahl F der Röntgenstrahlung 27 bewirkt werden. Durch die zweite Translationsbewegung des Wagensystems W parallel zu der Spindeldrehachse AS relativ zu dem Gehäuse G kann insbesondere eine zweite Translationsbewegung der Strahlengangskomponente K parallel zu der Spindeldrehachse AS relativ zu dem Fächerstrahl F der Röntgenstrahlung 27 bewirkt werden.
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Die 3 zeigt ein Computertomographiegerät 2, aufweisend
- - eine Strahlungsquelle 26 zur Erzeugung der Röntgenstrahlung 27,
- - einen Detektor 28 und
- - die Vorrichtung 1 zur Aufnahme der Strahlengangskomponente K für die Röntgenstrahlung 27,
- - wobei das Gehäuse G der Vorrichtung 1 relativ zu der Strahlungsquelle 26 und dem Detektor 28 unbeweglich zwischen der Strahlungsquelle 26 und dem Detektor 28 angeordnet ist.
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Das Computertomographiegerät 2 weist ferner eine Recheneinheit 35 auf, die dazu eingerichtet ist, basierend auf einer Positionsinformation, welche eine Soll-Position der Strahlengangskomponente K relativ zu der Strahlungsquelle 26 und/oder relativ zu dem Detektor 28 betrifft, den Motor M der Vorrichtung 1 derart anzusteuern und/oder zu regeln, dass die zweite Translationsbewegung des Wagensystems W parallel zu der Spindeldrehachse AS relativ zu dem Gehäuse G eine Positionierung der Strahlengangskomponente K in der Soll-Position relativ zu der Strahlungsquelle 26 und/oder relativ zu dem Detektor 28 bewirkt. Die Recheneinheit 35 wird von einem Computer 30 gebildet, der ein Prozessorsystem 34, ein Speichersystem 32, eine Datenübertragungsschnittstelle 36, eine Eingabeeinheit 38 und eine Anzeigeeinheit 39 in Form eines Bildschirms aufweist. Die Recheneinheit 35 kann beispielsweise die Positionsinformation-Berechnungseinheit aufweisen.
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Das Computertomographiegerät 2 weist die Patientenlagerungsvorrichtung 10 zur Lagerung des Patienten 13 auf. Die Patientenlagerungsvorrichtung 10 weist den Lagerungssockel 11 und die Lagerungsplatte 12 auf. Mittels einer Bewegung der Lagerungsplatte 12 und der Gantry 20 relativ zueinander kann der Untersuchungsbereich 19 des Patienten 13 in dem Akquisitionsbereich 4, der sich in der tunnelförmigen Öffnung 9 der Gantry 20 befindet, positioniert werden. Die Gantry weist einen Tragrahmen 21, einen relativ zu dem Tragrahmen 21 kippbar gelagerten Kipprahmen 22 und einen relativ zu dem Kipprahmen 22 drehbar gelagerten Rotor 24 auf. Der Rotor weist die Strahlungsquelle 26, den Detektor 28 und die Vorrichtung 1 auf.
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Die 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bereitstellen einer Positionsinformation, welche eine Position des Wagensystems W relativ zu dem Gehäuse G der Vorrichtung 1 betrifft, das Verfahren umfassend
- - ein Erfassen V1 des Messergebnisses, welches von der Induktivität der Spule N abhängt, mittels der Messeinrichtung 8,
- - ein Berechnen V2 der Positionsinformation basierend auf dem Messergebnis,
- - ein Bereitstellen V3 der Positionsinformation.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102020214314 B3 [0003]
