DE1914393A1

DE1914393A1 - Tomograph

Info

Publication number: DE1914393A1
Application number: DE19691914393
Authority: DE
Inventors: Jozef Munch
Original assignee: Man SA Ets De
Current assignee: Man SA Ets De
Priority date: 1968-03-22
Filing date: 1969-03-21
Publication date: 1969-12-18
Also published as: FR2004530A1; DE1914393B2

Description

Dlpl.-lng. H. B. KAHLER ■ Dr.-Ing. W. STARK

PATENTANWÄLTE 4 Q Λ I O Q ^

4-15Ο Krefeld · Moerser Straße AM-O · Fernruf (O 21 51) 2 OM- 6Θ

Datum: 19-3.1969

Unser Zeichen:

n: - _Q ,-_Q

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Ihr Zeichen:

ETABIISSEMEITTS DE MMT Societe Anonyme, lange Gang 26, Antwerpen /Belgien

Tomograph

Die Erfindung betrifft einen Tomographen. Mit einem Tomographen können Röntgenaufnahmen einer Schichx eines Objektes oder einer bestimmten Schicht des menschlichen Körpers ohne gleichzeitige Darstellung anderer Schichten aufgenommen werden.

Es sind bereits derartige Vorrichtungen bekannt, bei denen die Röntgenröhre geradlinig über dem röngtgenographisch darzustellenden Objekt bewegt wird, während der unterhalb des Objektes befindliche Mim ebenfalls geradlinig, aber in entgegengesetzter Richtung bewegt wird. Der Mittelstrahl der Röntgenröhre bleibt während dieser Bewegungen auf einen bestimmten-Punkt des Films gerichtet.

Es sind bereits auch Vorrichtungen bekannt, bei denen die Röntgenröhre und der EiIm entgegengerichtete Kreisbewegungen

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ausführen. In diesem Pail beschreibt der Mittelstrahl der Röntgenröhre einen Kegel.

Außerdem sind Vorrichtungen bekannt, bei denen die Röntgenröhre und der Film gegenläufige Spiralbewegungen ausführen.

Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß die bekannten Geräte in einigen Fällen Vorteile mit sich bringen, aber in anderen Fällen mi c Nachteilen behaftet sind_e

Zur Behebung dieser Nachteile geht die Erfindung von dem Gedanken aus, daß es zweckmäßig ist, stets das jeweixs Günstigste der genannten Systeme anwenden zu können. Dementsprechend schlägt die vorliegende Erfindung einen Tomographen vor, bei dem es möglich ist, jeweils eines der drei bekannten Systeme auswählen zu können. Die Erfindung bietet außerdem den Vorteil, daß der ^; Winkel des aus der Röntgenröhre austretenden Mittelstrahls verstellbar ist. Infolge der besonderen erfindungsgemäßen Ge stair·;-, tung des Tomographen ist die Möglichkeit gegeben, Röntgenaufnahmen außerordentlich guter Qualität zu erhalten. Neben der Verwendung des erfindungsgemäßen Tomographen für Schichtbildaufnahmen können damit auch ohne zusätzliche Vorrichtungen Standardröntgenaufnahmen hergestellt werden.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Rahmen, einen Hohlbalken, eine Antriebseinrichtung zum Antrieb des Hohlbalkens um eine vertikale Achse, einen an dem Hohlbalken angebrachten und in Längsrichtung auf diesem bewegbaren Schlitten und ein eben-

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falls in Längsrichtung des Hohlbalkens dort angebrachtes Gegengewicht, wobei der Schlitten und das Gegengewicht über l^ührungsmittei in einer derartigen kinematischen Verbindung stehen, dai3 das oberhalb des Tomographen angeordnete Gestell stets im Gleichgewicht bleibt. Zwischen dem Hohlbalken sowie dem Schlitten und dem Gegengewicht sind !Führungsmittel vorgesehen, weiterhin ein zur wechselseitigen !-führung des Schlittens und des Gegengewichtes vorgesehenes Antriebsmittel, ein an dem Schlitten derart angebrachter Halter, daß dieser in horizontaler Ebene einen an dem Halter angebrachten Arm drehen kann und der auiserd'em um seine Achse drehbar ist, weiterhin eine vertikal an einem Ende des Armes drehbar angebrachte Röntgenröhre und ein am anderen Ende des Armes angelenkter Schwenkarm, sowie eine drehbar zwischen dem Arm und der Röntgenröhre zur Erzielung einer Parallelbewegung zwischen diesen Teilen angebrachte Verbindungsstange, wobei der Schwingarm aus zwei ineinander verschiebbaren Teilen besteht und eines dieser Teile an einem .führungsschlitten in zwei zueinander senkrechten vertikalen Ebenen schwenkbar angelenkt ist,' Zwischen den beiden Teilen des Schwingarmes sind eriindungsgemäß Parallel-i^?ührungsmittei vorgesehen, weiterhin ein Pührungsmittei sur Höhenverstellung des Pührungssciilittens zugleich mit den Drehpunkten des Sehwemcarises. Z-u der Erfindung gehören weiterhin ein zum Antrieb des Pührungsinittels dier_ender Antrieb, eine unter beliebigem ICinke^ wirksame Verbindung zwischen dem unteren Ende des Schwingarmes und dem bewegbaren Untergestell des Tomographen und Führuiigsmittej. sum Verschieben des Untergesteals mitteis des Schwenkarmes in der Verschiebungerichtung der Röntgen—

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röhre entgegengesetzter Richtung, ein im Inneren des 'bewegbaren Untergestells angebrachter Filmträger sowie ein zur Aui'iage des zu röntgenden Objekts dienender Tisch.

Infolge der Anwendung des Gegengewichtes kann der Hohlbalken vibrationsfrei eine Drehbewegung mit hoher Geschwindigkeit ausführen. Infolge der gegenseitigen Verstellung des Führungssehlittens und des Gegengewichtes in dem Hohlbalken bei aufgebrachter Drehbewegung steigt die Winkelgeschwindigkeit des Hohlbalkens derart an^ daß dadurch die Verringerung der Entfernung zwischen dem Brennpunkt der Röntgenröhre und dem Film kompensiert wird, wodurch die Biidqualität wesentlich verbessert wird.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Schwenkarmes aus zwei kuiissenartig verschiebbaren Teilen, die in jeder Ebene parallel geführt v/erden, wird erreichx, daß der Mittelstrahl -der Röntgenröhre stets parallel zum. Schwenkarm liegt. Damit bleibt der Strahl stets auf den gleichen Punkt des Films gerichtet, eine Maßnahme, die zur Erzielung einer guten Bildq.ualität unerläß- · lieh ist.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele.der Erfindung dargestellt. Es zeigen: ·

Fig. 1, 2 und 3 eine schematische Darstellung der Bewegungsmöglichkelten der Röntgenröhre und des Films

in dem Tomographen, und zwar geradlinig, kreisförmig und spiralig;

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Pig. 4 eine schematische Ansicht des Tomographen, wobei einzelne Teile im Schnitt dargestellt sind;

Pig. b einen Schnitt gemäß der Linie V-V in Pig. 4;

Pig. 6 und Pig. 7 Schnitte gemäß den Linien VI-VI bzw.

VII-VII in Pig. 4;

Pig. 8 einen Schnitt gemäß der Linie VIII-VIII in Pig. 4; Pig. 9 einen Schnitt gemäß der Linie IX-IX in Pig. 8; Pig. 1U einen Schnitt gemäß der Linie X-X in Pig. 4.

Wie aus den Pig. 4 bis 10 ersichtlich, weist der Tomograph einen Rahmen 1 mit einem festen Haltearm 2 auf. Am Ende des ■ Haltearmes 2 ist drehbar eine Achse 3 angebracht/ die an ihrer Oberseite eine Riemenscheibe 4 trägt. Diese Riemenscheibe 4 ist über einen Riemen 3 mit einer weiteren Riemenscheibe 6 eines Elektromotors 7 verbunden. An der Unterseite der Achse 3 ist ein Hohlbalken 8 angebracht. An den Enden des Hohlbalkens sind Kettenräder 9 und 1ü mit einer endlos umlaufenden Kette 11 vorgesehen. Eine Achse der Kettenräder Jkann über eine mechanische Übertragungsanordnung 12 mit vorgeschaltetem Getriebe 14 und Elektromotor 13. angetrieben werden.

Die endlose Kette 11 trägt auf einer Seite ein Gegengewicht 15 und auf der anderen Seite einen Schlitten 16. Das Gegengewicht 15 und der Schlitten 16 sind so angebracht, daß sie sich bei Bewegung der Kette 11 entweder einander nähern oder sich von-

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einander entfernen. Damit wird erreicht, daß der gesamte Oberteil des Tomographen bei einer Drehbewegung des Hohlbalkens 8 stets und vollständig im Gleichgewicht bleibt. Zur !Führung des Gegengewichtes 15 und des Schlittens 16 sind jeweils zwei sich über die Länge des Ht>hlbaikens erstreckende Schienen 17 bzw. 18 vorgesehen. Ein Halter 20 ist über einen vertikalen Drehpunkt 19 drehbar an dem Schlitten 16 befestigt. In d"em Halter 20 wiederum ist ein um seine Achse drehbarer Arm 21 angebracht. Der Arm 21 trägt an einem Ende eine Hülse 22 mit einem Drehpunkt 23, an dem wiederum zwei Arme 24 drehbar angebracht sind, zwischen denen eine Röntgenröhre 25 befestigt ist. An einer am anderen Ende des Arms 21 angebrachten Hülse 26 ist in einem Drehpunkt 27 ein Schwenkarm 28 angebracht.

Zwischen dem Schwenkarm 28 und den Armen 24 ist eine Verbindungsstange 31 in Drehpunkten 29 bzw. 30 angelenkt. Mit Hilfe dieser Verbindungsstange wird sichergestellt, daß der Schwenkarm .'28 und die Arme 24 der Röntgenröhre stexs parallel zueinander bewegt werden.

Ein Teil des Sehwenkarmes 28 besteht aus einer Führungsstange 32«, Auf der rückwärtigen Seite des Sehwenkarmes ist eine dazu paral-Ie Schiene 33 vorgesehen. Auf den beiden Flanken dieser Schiene sind Rollräder 34 bzw. 35 geführt, die an Armen 56 bzw. 37 angebracht sind. Diese Arme sind an zwei gegenüberliegenden Punkten eines Eohres 38 angeschweißt, welches schwenkbar in einem Schwenkpunkt 39 gelagert ist. Infolge der Schwenkpunkte

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una 41 kann somit der Schwenkarm 26 in jede Ebene geschwenkt werden. Infolge der Führung der Rollräder 34 und 35 aui der Schiene 55 des Schwenkarmes 28 wird der Hittelstrahl der Röntgenröhre 25 stets gleichzeitig und in allen Ebenen parallel zu der Führungsstange 52 bewegt, und zwar derart, daß der Mittel-· strahl der Röntgenröhre stets auf einen Punkt des Films gerichtet ist. Die letztgenannte Maßnahme ist zur Erzielung einer guten Bildqualität unerläßlich.

Ein mit einem Drehpunkt 41 versehener Führungsschlitten 42 ist in einer vertikal angeordneten Gewindestange 45 geführt, die wiederum über- einen Elektromotor 44 und ein Untersetzungsgetriebe 45 antreibbar ist. Mit dieser Anordnung kann somit der Schwenkpunkt 39 des Schwenkarmes 28 höhenverstellt werden, wodurch der Abstand zwischen dem Brennpunkt der Röntgenröhre, und dem Film eingestellt werden Kann. Die Führungsstange 32 ist an ihrer Unterseite in einem in einem Kardangelenk 47 angebrachten Führungsring 4-6 geführt. Diese Kardangelenkverbindung ist mit dem Untergestell 48 des Tomographen verschiebbar. Oberhalb des Untergestells 48 ist ein verstellbarer Tisch 49 vorgesehen, der zur Aufnahme des Objektes dient, von dem eine Röntgenaufnahme gemacht werden soll» Das Untergestell 48, das einen Filmträger 50 und einen Film 51 aufnimmt, ist auf Führungsmitteln bekannter Art gelagert. Das auf die beschriebene Weise von der Unterseite des Schwenkarmes 28 geführte. Untergestell bewegt sich somit stets in einer der Bewegung der Röntgenröhre 25 entgegengesetzten Richtung.

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yJenn nach Einlegen des Pilms aui den Filmträger 5υ eine be stimmte Schichtbildaulnahme eines sich auf dem Tisch 49 "befindenden Objektes gemacht werden soll, wird der Motor 44 so lange in Tätigkeit gesetzt, bis der Drehpunkt 39 des Schwenkarmes 28 unter Einwirkung der Gewindestange 43 und des luhrungsschlittens 42 in die Ebene der aufzunehmenden Schicht gebracht ist. Infolge der Führungseinrichtung des Tomographen stellen siuh die Hontgenröhre 2p und das Untergestell 48 des Tomographen selbsttätig so ein, daß der Mituelctrahl der Röntgenröhre auf einen bestimmten Punkt des l^?iims 51 gerichtet ist, und zwar genau unter dem gewünschten Einfallwinkel.

Soll nun eine Auj.nähme gemacht werden, bei der lediglich-eine geradlinige !Bewegung der Röntgenröhre gewünscht i&t, wird der Kotor 15. in Tätigkeit gesetzt. Dies hat zur ITolge, daß die endlose Kette IT und. der daran befestigte Schlitten sovrie das' Gegengewicht 15 sich geradlinig bewegen. Der Schlitten 16 treibt daher über den Ana 21 die daran angebrachte Röntgenröhre an. Inioxge dieser Bewegung wird der Schwenkarm 28 um seine Achse -j9 geschwenkt. Die Anordnung der Verbindungsstange 31 hat bei dieser Schwenkbewegung zur I'olge, daß die Röntgenröhre 25 genau parallel, zu dem Schwenkarm 28 bewegt wird. Gleichzeitig wird über das untere Ende der Pührungsstange 32, den Führungsring 46 und das Kardangelenk 47 das Untergestell 48 mit dem I¹IIm 51 verschoben und zwar in einer Richtung, die der. Bewegungsrichtung der Röntgenröhre 25 entgegengesetzt ist. Bei diesen gleichzeitig ausgeführten Bewegungen der Röntgenröhre 25 und des 3Pi ims

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51 "bleibt der Mittelstrahl der Röntgenröhre auf den Mittelpunkt des Films gerichtet (Fig. 1).

.Zur Ausführung einer Schichtbildauinahme, bei der die Röntgenx röhre 25 und der Film 51 gegenläufige Kreisbewegungen ausführen sollen (Mg. 2), wird der Drehpunkt 39 des Schwenkarmes 28 in der bereits beschriebenen Art auf die gewünschte. Höhe gebracht und dann der Schlitten 16 im Hohlbalken 8 so weit bewegt, bis die !Röntgenröhre aui den gewünschten Winkel eingestellt ist. Anschließend wird der Motor 7 in Tätigkeit gesetzt, was zur Folge hat, daß sich die Achse 5 mit dem daran beiestigten Hohlbalken 8 dreht. Dies hat zur Folge, daß die Röntgenröhre 25 auf einer Kreisbahn geführt wird, während der Schwenkarm 28 um die Achsen 39 und 41 eine Schwenkbewegung ausführt. Das untere Ende des Schwenkarmes treibt auf diese Weise das Untergestell 48 ebenfalls in einer Kreisbewegung, allerdings mit entgegengesetzter Richtung an. Während der Schwenkbewegung des Schwenkarmes 28 wird die Führungsstange 32 in dem Rohr 38 bzw. dem Führungsring 46 in !Längsrichtung verschoben, während die Schiene 33 zwischen den Rollrädern 34 und 35 derart bewegt wird, daß der Schwenkarm 28 stets parallel zu dem Rohr 58 bleibt. Aufgrund dieser Anordnung beschreibt der Mittelstrahl der Röntgenröhre 25 einen Kegel, dessen Erzeugende stets auf den Mittelpunkt des Filmes gerichtet bleibt.

Zur Herstellung von Aufnahmen, bei denen die Röntgenröhre sieh spiralig über dem Objekt bewegt, wird zunächst der Tomograph

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- wie beschrieben - in die gewünschte Position gebracht. Dann werden gleichzeitig die Motoren 7 und 13 in Sätigkeit gesetzt, derart, daß der Hohlbalken S eine Drehbewegung beginnt, während gleichzeitig der Schlitten 16 und folglich gleichzeitig die Röntgenröhre 25 in Längsrichtung des Hohlbalkens verschoben werden. Dies hat zur Folge, daß die Röntgenröhre eine Spirale beschreibt, während das Untergestell 48 des Tomographen und dementsprechend der Film 51 eine Spiralbewegung in entgegengesetzter Richtung ausführen. Bei dieser Bewegung dienen die Rollräder 34 und 3b, die Schiene 33 des Schwenkarmes 28 und die Verbindungsstange 31 dazu, daß der Mittelstrahl der Röntgenröhre stets parallel zur Längsachse des Schwenkarmes 28 geführt wird.

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Claims

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Patentansprüohe

Π J Tomograph, gekennzeichnet durch einen Rahmen (1), einen Hohibalken (8), eine Antriebseinrichtung (7) zum Antrieb des Hohlbalkens um eine vertikale Achse. einen an dem Hohlbalken angebrachten und in Längsrichtung auf diesem bewegbaren Schlitten (16) und ein ebenfalls in Längsrichtung des Hohlbalkens dort angebrachtes Gegengewicht (15)> wobei der Schlitten (16) und das Gegengewicht (15) über Z?ührungsmittel (11) in einer derartigen kinematischen Verbindung stehen, daß das oberhalb des Tomographen angeordnete Gesteil stets im Gleichgewicht bleibt, weiterhin durch zwischen im Hohlbalken (8) sowie dem Schlitten (16) und dem Gegengewicht (15) vorgesehene i^?ührungs-

mittel (17, 18), ein zur wechselseitigen führung des Schlittens (1(?) una dee Gegengewichtes (15) vorgesehenes Antriebsmittel (13), einen an dem Schlitten (16) derart angebrachten Halter (2υ), daiä dieser in horizontaler Ebene einen an dem Halter (2u) angebrachten Arm drehen fenn und der außerdem um seine Achse drehbar ist, weiterhin eine vertikal an einem Ende des Armes (21) drehbar angebrachte Röntgenröhre (25) und einen am anderen Ende des Armes (21) angelenkten Schwenkarm (28), eine drehbar zwischen dem Arm (28) und''H&c Röntgenröhre (25) zur Erzielung einer Parallelbewegung zwischen diesen Seilen angebrachte Yerbinaungsstange (ii), wobei der Schwenkarm (23) aus zwei ineinander verschiebbaren Teilen besteht und eines dieser Teile (58) an einem rungpschlixten (42) in zwei zueinander senkrechten vertikalen

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Ebenen schwenkbar angelenkt ist und zwischen den beiden Teilen des Schwenkarmes (2ö) -vorgesehenen Parallel-Führungsmitteln {'jj, 34, ^b)> v/eiterhin ein Puhnangsmittel (4J?) zur Höhenverstellung des Führungsschlittens (42) zugleich mix den Drehpunkten ($9, 41) des Schwenkarmes sowie einen zum Antrieb des Pührungsmitteis (43) dienenden Antrieb (44)» eine unter beliebigem Winkel v/irksame Verbindung (4?) zwischen dem unteren Ende des Schwingarmes (>2, -fö) und dem bewegbaren Untergestell (48) des Tomographen, und Führungsmittel zum Verschieben des Untergestells (48) mittels des Schwenkarmes in der Verschiebungsrichtung der Röntgenröhre entgegengesetzter Richtung, einen im Inneren des bewegbaren Untergestells angebrachten Filmträger sowie einen zur Aullage des Objekts von dem eine Röntgenaufnahme angefertigt v/erden soll, dienenden Tisch.

2. Tomograph nach Anspruch 1, dadurcn gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt der Oberseite des Balkens (8) mit einer drehbar antreibbaren Achse (3) versehen ist.

3·. Tomograph nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der. Balken (6) als Hohlbalken ausgebildet ist und im Inneren zwei übereinander derart angeordnete Schienenpaare (17, 18) aufweist, daß ein Schienenpaar dem G-egengewieht (15) und das andere Schienenpaar dem Schlitten (16) zugeordnet ist.

4. Tomograph nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Hohlbaikens eine auf jeweils an den Enden vorge-r sehenen Kettenrädern (9, 10) geführte, jeweils gegenüberliegend

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das Gegengewicht (1b) und den Schlitten (16) tragende endlose Ke bte (11) angebracht ist und x'ür den Antrieb der Kette (11) ein Motor (13) sowie ein dem Motor nachgeschaltetes Getriebe vorgesenen ist.

5. Tomograph nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da§ die Röntgenröhre (25) zwischen zwei endseitig drehbar am Ende eines im Inneren des Halters (2u) bexestigsten Armen (21) angebracht i£5"o und wenigstens das andere finde eines Armes (2t-) an der mit dem Schwenkarm (28) verbundenen Verbindungsstange (31) angelenkt ist.

6. Tomograph nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daio der Schwenkarm (28) eine in Längsrichtung in einem Führungsrohr (;>8) verschiebbare Jührungestange (32) aufweist una das Führungsrohr (>6) drehbar an einer um ihre Längsachse drehbar an einem höhenverstellbar angebrachten Führungsschlitten (42) befestigten Hülse angebracht ist.

7. Tomograph nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei gegenüberliegenden Punkten des Führungsrohrs (38) zwei Arme (36, 37) angeschweißt sind und die Arme jeweils vorderseitig Führungsrollen (34, 35) zur Führung aux einer parallel zum Führungsrohr (38) aui der Rückseite eines Ansatzes des Schwenkarmes angebrachten Zwischenschiene (33) tragen.

8. Tomograph nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitten (42) in einer über einen Motor (44) und '

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ein Untersetzungsgetriebe (θ) drehbar antreibbaren G-ewindestange (4;>) geiührt ist. .

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