DE10346682A1

DE10346682A1 - Computertomograph

Info

Publication number: DE10346682A1
Application number: DE10346682A
Authority: DE
Inventors: Matthias Seufert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-10-08
Filing date: 2003-10-08
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2023-10-09
Also published as: DE10346682B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Computertomographen (1) mit einem feststehenden Teil (2) und einer relativ zum feststehenden Teil (2) drehbaren Gantry (3), an der ein Röntgenstrahler (4, 4') mit einem Strahlergehäuse (21) und einer in dem Strahlergehäuse (21) angeordneten Drehanodenröhre (20) angeordnet ist. Die Anode (26) der Drehanodenröhre (20) ist mit einer Welle (25), die aus dem Strahlergehäuse (21) herausgeführt ist, relativ zum Vakuumgehäuse (22) der Drehanodenröhre (20) drehbar gelagert. Die Welle (25) ist an ihrem aus dem Strahlergehäuse (21) herausragenden Ende mit Mitteln zur Koppelung (8, 27) mit dem feststehenden Teil (2) des Computertromographen (1) derart gekoppelt, dass sich die Welle (25) und somit die Anode (26) bei einer Drehung der Gantry (3) relativ zum feststehenden Teil (2) des Computertomographen (1) relativ zum Vakuumgehäuse (22) ebenfalls dreht. Der Röntgenstrahler (4') kann auch mit einer Drehkolbenröhre (30), die mit einer Welle (35) relativ zum Strahlergehäuse (31) drehbar gelagert ist, ausgestattet sein. Die Welle (35) ist an ihrem aus dem Strahlergehäuse (31) herausragenden Ende mit Mitteln zur Koppelung (8, 37) mit dem feststehenden Teil (2) des Computertomographen (1) derart gekoppelt, so dass sich die Welle (35) und somit die Drehkolbenröhre (30) bei einer Drehung der Gantry (3) relativ zum feststehenden Teil (2) des Computertomographen (1) relativ zum Strahlergehäuse (31) dreht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Computertomographen mit einem feststehenden Teil und einer relativ zum feststehenden Teil drehbaren Gantry, an der ein Röntgenstrahler mit einem Strahlergehäuse und einer in dem Strahlergehäuse angeordneten Drehanodenröhre oder Drehkolbenröhre angeordnet ist.
Ein Computertomograph umfasst einen feststehenden Teil und eine relativ zum feststehenden Teil drehbar gelagerte Gantry, die mit einem geeigneten Antrieb in Drehung versetzt werden kann. An der Gantry ist ein Röntgenstrahler angeordnet, der im Betrieb des Computertomographen mit der Gantry um ein Untersuchungsobjekt, z.B. einem Patienten, gedreht wird.
Computertomographen sind in der Regel mit einem Röntgenstrahler ausgestattet, der entweder eine Drehanodenröhre oder eine Drehkolbenröhre umfasst. Die Drehanodenröhre weist eine in der Regel kegelstumpfförmige Anode auf, die mittels einer Welle bezüglich des Vakuumgehäuses der Drehanodenröhre drehbar gelagert ist. Im Betrieb wird die Welle und somit die Anode mit einem eigenen Antrieb angetrieben, wodurch ein von der Kathode der Drehanodenröhre ausgehender Elektronenstrahl ständig auf eine neue bzw. bereits wieder abgekühlte Stelle der Anode trifft. Dadurch wird die Belastbarkeit der Drehanodenröhre erhöht.

Bei einer Drehkolbenröhre, die beispielsweise aus der U.S. 6,364,527 bekannt ist, ist die Anode, die ebenfalls in der Regel kegelstumpfförmig ausgebildet ist, fest mit dem Vakuumgehäuse der Drehkolbenröhre verbunden oder bildet einen Teil des Vakuumgehäuses. Die Drehkolbenröhre ist mit einer Welle drehbar relativ zum Strahlergehäuse gelagert und dreht sich im Betrieb relativ zum Strahlergehäuse. Die Drehkolbenröhre wird ebenfalls mit einem eigenen Antrieb angetrieben. Da sich die Kathode mit dem Vakuumgehäuse der Drehkolbenröhre im Betrieb mitdreht, umfasst die Drehkolbenröhre ein geeignetes Ablenksystem, so dass der von der Kathode ausgehende Elektronenstrahl stets relativ zum Strahlergehäuse ortsfest auf die Anode trifft.

Somit benötigt ein Computertomograph gemäß dem Stand der Technik einen eigenen Antrieb für die Gantry und einen eigenen Antrieb für die Anode der Drehanodenröhren bzw. für die Drehkolbenröhre.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Computertomographen mit einer Drehanodenröhre oder einer Drehkolbenröhre derart auszuführen, so dass ein eigener Antrieb für die Anode der Drehanodenröhre bzw. für die Drehkolbenröhre entfällt.

Die erste Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen Computertomographen mit einem feststehenden Teil und einer relativ zum feststehenden Teil drehbaren Gantry, an der ein Röntgenstrahler mit einem Strahlergehäuse und einer in dem Strahlergehäuse angeordneten Drehanodenröhre angeordnet ist und die Anode der Drehanodenröhre mit einer Welle relativ zum Vakuumgehäuse der Drehanodenröhre drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle der Anode aus dem Strahlergehäuse herausgeführt und an ihrem aus dem Strahlergehäuse herausragenden Ende mit Mitteln zur Koppelung mit dem feststehende Teil des Computertomographen derart gekoppelt ist, dass sich die Welle und somit die Anode bei einer Drehung der Gantry relativ zum feststehenden Teil des Computertomographen relativ zum Vakuumgehäuse ebenfalls dreht.

Die zweite Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen Computertomographen mit einem feststehenden Teil und einer relativ zum feststehenden Teil drehbaren Gantry, an der ein Röntgenstrahler mit einem Strahlergehäuse und einer in dem Strahlergehäuse mit einer Welle, die aus dem Strahlergehäuse her ausgeführt ist, relativ zum Strahlergehäuse drehbar gelagerten Drehkolbenröhre angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle an ihrem aus dem Strahlergehäuse herausragenden Ende mit Mitteln zur Koppelung mit dem feststehende Teil des Computertomographen derart gekoppelt ist, dass sich die Welle und somit die Drehkolbenröhre bei einer Drehung der Gantry relativ zum feststehenden Teil des Computertomographen relativ zum Strahlergehäuse dreht.

Somit wird die Anode bzw. die Drehkolbenröhre im Betrieb des Computertomographen nicht mit einem eigenen Antrieb in Rotation versetzt, sondern durch die Drehung der Gantry relativ zum feststehenden Teil des Computertomographen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfassen die Mittel zur Koppelung ein Zahnrad, das an dem aus dem Strahlergehäuse herausragenden Ende der Welle angeordnet ist, und einen am feststehenden Teil der Gantry angeordneten Zahnring, in den das Zahnrad greift.

Nach einer weiteren Variante der Erfindung umfassen die Mittel zur Koppelung ein Reibrad, das an dem aus dem Strahlergehäuse herausragenden Ende der Welle angeordnet ist, und einen am feststehenden Teil der Gantry angeordneten Reibring, mit dem das Reibrad in Kontakt steht.

Bei Bedarf können die Mittel zur Koppelung nach einer Ausführungsform der Erfindung ein Getriebe umfassen, so dass insbesondere die Drehzahl der Anode bzw. der Drehkolbenröhre einstellbar ist.

Ausführungsbeispiele sind exemplarisch in den schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
1 einen Computertomographen,
2 eine Teilansicht des in 1 gezeigten Computertomographen, der mit einer Drehanodenröhre ausgerüstet ist, und
3 eine Teilansicht des in 1 gezeigten Computertomographen, der mit einer Drehkolbenröhre ausgerüstet ist.
Der in den 1 bis 3 dargestellte Computertomograph 1 umfasst ein feststehendes Teil 2 und eine relativ zum feststehenden Teil 2 des Computertomographen 1 mit in den 2 und 3 gezeigten Wälzlagern 9 drehbar gelagerte Gantry 3. Im Betreib des Computertomographen 1 ist an der Gantry 3 ein Röntgenstrahler 4 bzw. 4' befestigt. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann dieser Röntgenstrahler entweder mit einer Drehanodenröhre 20, wie in der 2 gezeigt, oder mit einer Drehkolbenröhre 30, wie in der 3 dargestellt, ausgestattet sein. Der mit der Drehanodenröhre 20 ausgestattete Röntgenstrahler ist mit dem Bezugszeichen 4 und der mit der Drehkolbenröhre 30 ausgestattete Röntgenstrahler ist mit dem Bezugszeichen 4' versehen. Die Drehanodenröhre 20 ist dabei in einem Strahlergehäuse 21 und die Drehkolbenröhre 30 ist in einem Strahlergehäuse 31 untergebracht.
Gegenüber dem Röntgenstrahler 4 bzw. 4' ist ein Röntgenstrahlendetektor 5 an der Gantry 3 angeordnet. Während des Betriebs des Computertomographen 1 wird die Gantry 3 mit einem elektrischen Antrieb 6 relativ zum feststehenden Teil 2 um ein in den Figuren nicht dargestelltes Untersuchungsobjekt in Richtung des Pfeils 7 gedreht, um in allgemein bekannter Weise CT-Aufnahmen vom interessierenden Bereich des Untersuchungsobjektes herzustellen.
Die in der 2 dargestellte Drehanodenröhre 20 umfasst ein Vakuumgehäuse 22, eine im dem Vakuumgehäuse 22 angeordnete Kathode 23, von der im Betrieb des Röntgenstrahlers 4 ein Elektronenstrahl 24 ausgeht, und auf eine mit einer Welle 25 drehbar gelagerte kegelstumpfförmige Anode 26 auftrifft, wodurch dem Fachmann in bekannter Weise Röntgenstrahlung entsteht. Anschlussleitungen, ein eventuell vorgesehenes Fokussierungssystem oder weitere Details sind in der 2 der Übersicht halber nicht dargestellt. Des Weiteren ist das Strahlergehäuse 21 mit einem für die Kühlung der Drehanodenröhre 20 vorgesehenen Öl gefüllt.
Ferner ist die Welle 25 der Anode 26 aus dem Strahlergehäuse 21 des Röntgenstrahlers 4 herausgeführt und am herausgeführten Ende im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit einem Zahnrad 27 versehen. An dem festsehenden Teil 2 des Computertomographen 1 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Zahnring 8 befestigt, dessen Zähne in die Zähne des Zahnrads 27 der Welle 25 greifen. Bei einer Drehung der Gantry 3 relativ zum feststehenden Teil 2 des Computertomographen 1 wird über den Zahnring 8 und dem Zahnrad 27 die Welle 25 ebenfalls in Drehung versetzt, wodurch die Anode 26 relativ zum Vakuumgehäuse 22 der Drehanodenröhre 20 rotiert.
Die in der 3 dargestellte Drehkolbenröhre 30 umfasst ein Vakuumgehäuse 32, eine im dem Vakuumgehäuse 32 fest angeordnete Kathode 33, von der im Betrieb des Röntgenstrahlers 4' ein Elektronenstrahl 34 ausgeht, und auf eine kegelstumpfförmige Anode 36 auftrifft, die im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels das Vakuumgehäuse 32 der Drehkolbenröhre 30 abschließt. Damit sich die Drehkolbenröhre 30 relativ zum Strahlergehäuse 31 drehen kann, ist die Drehkolbenröhre 30 mit einer Welle 35 und einer Welle 35a mit in der 3 nicht dargestellten Kugellagern relativ zum Strahlergehäuse 31 drehbar gelagert. Da sich die Kathode 33 mit dem Vakuumgehäuse 32 der Drehkolbenröhre 30 im Betrieb mitdreht, umfasst die Drehkolbenröhre 30 ein in der 3 nicht gezeigtes, aber dem Fachmann z.B. aus der US 6,364,527 bekanntes Ablenksystem, so dass der von der Kathode 33 ausgehende Elektronenstrahl 34 stets relativ zum Strahlergehäuse 31 ortsfest auf die Anode 36 trifft. Anschlussleitungen oder weitere Details sind in der 3 der Übersicht halber ebenfalls nicht dargestellt.
Des Weiteren ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels die anodenseitige Welle 35 aus dem Strahlergehäuse 31, das mit einem zur Kühlung der Drehkolbenröhre 30 vorgesehenen Öl gefüllt ist, herausgeführt und am herausgeführten Ende im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit einem Zahnrad 37 versehen. Die Zähne des Zahnrad 37 greifen analog zu den Zähnen des Zahnrads 27 der in der 2 gezeigten Welle 25 der Anode 36 der Drehanodenröhre 20 in die Zähne des an dem feststehenden Teil 2 des Computertomographen 1 befestigten Zahnrings 8. Bei einer Drehung der Gantry 3 relativ zum feststehenden Teil 2 des Computertomographen 1 wird daher über den Zahnring 8 und dem Zahnrad 37 die anodenseitige Welle 35 ebenfalls in Drehung versetzt, wodurch die Drehkolbenröhre 30 relativ zum Strahlergehäuse 31 rotiert.
Anstelle eines Zahnrades 27 der Welle 25 bzw. des Zahnrads 37 der anodenseitigen Welle 35 kann auch die Welle 25 bzw. die anodenseitige Welle 35 mit einem Reibrad versehen sein. Dann ist das feststehende Teil 2 des Computertomographen 1 nicht mit einem Zahnrad 8, sondern mit einem Reibring versehen, mit dem das Reibrad in Kontakt steht.
Bei der Zahnrad/Zahnring bzw. Reibrad/Reibring-Kombination handelt es sich im Allgemeinen um Mittel zur Koppelung der Welle 25 bzw. der Welle 35 mit dem feststehenden Teil 2 des Computertomographen 1. Diese Mittel zur Koppelung können auch ein Getriebe umfassen, damit beispielsweise die Drehzahl der Anode bzw. der Drehkolbenröhre einstellbar ist.

Claims

Computertomograph mit einem feststehenden Teil (2) und einer relativ zum feststehenden Teil (2) drehbaren Gantry (3), an der ein Röntgenstrahler (4) mit einem Strahlergehäuse (21) und einer in dem Strahlergehäuse (21) angeordneten Drehanodenröhre (20) angeordnet ist und die Anode (26) der Drehanodenröhre (20) mit einer Welle (25) relativ zum Vakuumgehäuse (22) der Drehanodenröhre (20) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (25) der Anode (26) aus dem Strahlergehäuse (20) herausgeführt und an ihrem aus dem Strahlergehäuse (21) herausragenden Ende mit Mitteln zur Koppelung (8, 27) mit dem feststehende Teil (2) des Computertomographen (1) derart gekoppelt ist, dass sich die Welle (25) und somit die Anode (26) bei einer Drehung der Gantry (3) relativ zum feststehenden Teil (2) des Computertomographen (1) relativ zum Vakuumgehäuse (22) ebenfalls dreht.
Computertomograph mit einem feststehenden Teil (2) und einer relativ zum feststehenden Teil (2) drehbaren Gantry (3), an der ein Röntgenstrahler (4') mit einem Strahlergehäuse (31) und einer in dem Strahlergehäuse (31) mit einer Welle (35), die aus dem Strahlergehäuse (31) herausgeführt ist, relativ zum Strahlergehäuse (31) drehbar gelagerten Drehkolbenröhre (30) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (35) an ihrem aus dem Strahlergehäuse (31) herausragenden Ende mit Mitteln zur Koppelung (8, 37) mit dem feststehende Teil (2) des Computertomographen (1) derart gekoppelt ist, dass sich die Welle (35) und somit die Drehkolbenröhre (30) bei einer Drehung der Gantry (3) relativ zum feststehenden Teil (2) des Computertomographen (1) relativ zum Strahlergehäuse (31) dreht.
Computertomograph nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Mittel zur Koppelung ein Zahnrad (27, 37), das an dem aus dem Strahlergehäuse (21, 31) herausragenden Ende der Welle (25, 36) angeordnet ist, und einen am feststehenden Teil (2) des Computertomographen (1) angeordneten Zahnring (8), der in das Zahnrad (27, 37) greift, umfassen.
Computertomograph nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Mittel zur Koppelung ein Reibrad, das an dem aus dem Strahlergehäuse herausragenden Ende der Welle angeordnet ist, und einen am feststehenden Teil der Gantry angeordneten Reibring, mit dem das Reibrad in Kontakt steht, umfassen.
Computertomograph nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Mittel zur Koppelung ein Getriebe umfassen.