DE2151931A1

DE2151931A1 - Vorrichtung zur Abnahme einer Koerperkontur

Info

Publication number: DE2151931A1
Application number: DE19712151931
Authority: DE
Inventors: Leiden Hendrikus Ferdinand Van
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1970-11-06
Filing date: 1971-10-19
Publication date: 1972-05-10
Also published as: NL7016262A; GB1328033A; FR2113630A5

Description

Zeller PlL^_

_{A r}.- ■ r. N. V. Philips¹ GSc8'!:s.ip£ ,roLria

Akte No. PEOJ- 5251
Ann-ld-ngvom: i8.0kt.i97i

"Vorrichtung zur Abnahme einer Korperkontur",

Di· Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abnahme

einer Körperkontur, welche Vorrichtung einen um ein Zentrum gebogenen Träger mit einem entlang dem Träger verschiebbaren Vagen enthält, der mit einer in einer Richtung dea Trägers zum Biegungszentrun verschiebbaren Abtastsonde versehen ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus dem Ruch "Physikalische und technische Grundlagen der Bestrahlungsplanung" S.Matschke u.a., Leipzig 1968, S· 217 und ?18 bekannt. In der darin beschriebenen Vorrichtung zua Messen von Patienten wird ein Körperurrifanf? dadurch geaesaen, dass eine beispielsweise in eine Kugel lundende Abtastponde unter einem bestimmten Druck über den Korper bewegt wird. Bin an der Abtastsonde befestigter Stift zeichnet dabei den Körperumrisp ab. Dieses Verfahren kann bei der Abnahme des Patientenumfangs wie

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beispielsweise für therapeutische Zwecke schmerzhaft sein. Ausserdem beschränkt der schleifende oder rollende Kortakt zwischen Abtastsonde und Körper die Geschwindigkeit der Abnahme. Beim Meesen eines Patienten vergrSssert sowohl der schmerzhafte Kontakt als auch die verhältnismäßig lange Bauer der Messung die Möglichkeit fehlerhafter Messungen infolge von Korperbewegungen während des Messvorgangs.

Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen und dazu ist eine Vorrichtung der anfangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel sur automatischen Einstellung der Abtasteonde auf einen festen Abstand von dem zu messenden Korper enthalt.

Dadurch, dass die Abtagtsonde in der erfindungsgemässen Vorrichtung dem Körperumriss kontaktlos folgt, wird den Patienten kein Schmerz zugefügt, und die Messung kann schnell durchgeführt verden. Die Möglichkeit fehlerhafter Messungen durch Körperbewegungen während des Messvorgangs ist hierdurch stark verringert.

Zur Verhinderung, dass das Mitbewegen einer -lechaniscl¹ en Schreibvorrichtung zur Aufzeichnung des Korperumrisses die Messgeschwindigkeit beschränkt, ist sie in einer erfindungsgemässen bevorzugten Ausführung durch eine elektronische Aufzeichnung ersetzt.

Die Erfindung wird anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine acheeatische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform mit einem kreisförmigen Träger,

Fig. 2 ein Schema eines zu dem zu messenden Körper hin gerichteten Endes einer Abtastsonde mit optischen Hilfsmitteln für eine automatische Einstellung der Abtastsonde.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung enthält einen hier kreisförmig ausgeführten Träger 1. Der Träger kann in Abhängigkeit

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von der Art der zu messenden Gegenstände beispielsweise auch elliprenförraig pein. Auol· kann bei bestimmten Anwendungen eir. nur "ber ¹^O⁰ ^efcogener TrSger peinigen. Zum Hessen eines Gegenstanden in pei^y er Gesamtheit kann dem TrSger die Form eines eich venigptenp ober die GeeamtlSnge des zu messenden Gegenstandes erstreckenden Folenoidp verliehen werden. Entlang dem Trager 1 ist ein Va^er ? über den pefernten oder nalieyu den gesamten Umriss verpchiebbar. In dem ^νβ£βπ ?■ befinden pie¹ eine stabförmige Abtaeteonde 3» ein Ftell-notor 4 und nicht dargestellte elektrische Kontakte fur die Zufuhr von Ppeipeströmen rum Verschieben des Wagens und zur Erregung de? ?tellnotors und Kontakte für die Abfuhr elektrischer Signale. Die Kontakte können beispielFveifse aus Gleitkon "takten für die im TrBger 1 laufenden elektroden Leiter bestehen. Die Abtastende 3 ip't in radialer Richtung durc} Aktivierung des ftellmotore 4 versc?iebbar. ?er Ftellmotor wird durch einen EinstellraecKanipraus gesteuer⁺, der in einem zu dem ru nenseiden Körper ^lj hin gerichteten Ende 6 der A'.tagtsonde montiert ist. Dar Ende 6 der Attastsor.de 3 ist in Fig. ? vergrörsert dargestellt. Ir der At tastponde befindet eich ein vorrugpveipe bup einen Fiberoptik:ürdel bestehender Etrahlungsleiter 7. An einen Erde ipt der Ftra-lunfsleiter Betrog ?u einem Punkt in der Verlärtjerun^ einer 2ylir.dHrformii?en Aupnehmung 9 i' der Abtastponcie gerichtet. Ir. einem Poder*eil iO der Ausnehmung 9 befinden sich zwei Ftrahlu· gsdetektoren 11 und 12, die in bezug auf den Strahlungsleiter 7 ?Untereinander montiert sind. Die beiden Strahlungsdetektoren empfangen lediglich it. einem durch die Geometrie des 5trahlungeleiterp " und der Ausnehmung 9 bestimmten Abstand «wischen der A;tastsorde 3 urd dem w nej-^er.dei Körper 5 von einer durch eine Strahlungeq eile 13 aus?UBender!<*<»n durch dei. rtrahlungsleiter zu dem zu mer^e-der. Körper

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zu leitenden und danach zu reflektierenden Strahlung einen untereinander gleichen Teil. Bei grosserem oder kleinerem Abstand zvischen der Abtastsonde und dem zu messenden Korper empfangen die Detektoren untereinander unterschiedliche Strahlungsmengen. In der in Fi^. 2 dargestellten Anordnung empfSngt der Detektor 11 mehr bei grosserem und der Detektor 12 mehr bei kleinerem Abstand. Ein empfindliches Detektionssignal als Funktion dea Abstands zvischen der Attastsonde und dem zu messenden Korper kann aus einem Unterschiedssignal der beiden Detektoren erhalten verden. Mit diesem ünterschiedssie^al wird der Stellmotor 4 gesteuert, und eine automatische Einstellung der Abtastsonde ist auf einen vorher festzulegenden konstanten Abstand zwischen der Abtastsonde und dem zu messenden Korper verwirklicht. Eine auf der ManteloberflSche 14 der zylinderförmigen Ausnehmung 9 vorgesehene strahlungsabsorbierende Schicht 15 verhindert, dass die Strahlung durch Reflexion an der ManteloberflSche die Detektoren erreicht. Um ferner Streulicht zu vermeiden, kann die absorbierende Schicht auch die zu dem zu messenden Körper hingewandten Begrenzungeflächen 16 der Abtaatsonde bedecken. Als Strahlungsdetektoren können einfache Photozellen verwendet verden. Durch die Wahl von Detektoren mit einer Empfindlichkeit ausserhalb dee Bereiches von sichtbarem Licht, aomit beispielsweise ultraviolettempfindliche Detektoren, und durch eine Anpassung der Strahlungsquelle 13 an diese Empfindlichkeit kann der Einstellinechanismus fur die Abtastsonde auf einfache Weiße gegen Umgebungslicht unempfindlich gemacht werden. Die Abschirmung kann durch die Anwendung von Detektoren mit einer schmalen spektralen Empfindlichkeit und durch eine gute Anpassung der Strahlungsquelle daran optimalisiert verden. Der Begriff Strahlung nuss hier im weiten Sinne aufgefasst

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werden. Es kann auch an Kurzvellenstrahlen oder an Ront^erstrahlen gedacht werden. Reflektiert der zu messende Gegenstand die Strahlen im hinreichenden Masse und vird ihm dadurch kein Schaden zugefugt, so kann damit gearbeitet werden.

Stösst eine Abtaatsonde in der dargestellten Ausfuhrung an den zu mensenden Korper, so geben die Detektoren, die beide keine Strahlung beseitigen können, kein Signal für den Stellmotor ab. Um dafür zu Borgen, dass auoh dann eine rücktreibende Kraft für die Abtaetsonde erregt vird, ist aa Susseren Ende 17 der Abtastsonde ein auf mechanischen Druck reagierendea Schaltelement 18 vorgesehen. Dieses Schaltelement 18 kann beispielsweise aus einer Platte piezoelektrischen Materials bestehen oder durch einen Mikroschalter gebildet werden.

Im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen zur Abnahme von Körperkonturen kann mit der erfindungsgemässen Vorrichtung pchneller gemessen werden. Da die Einschränkung durch den Kontakt mit dein zu messenden KSrper beseitigt iet, konnte die Messgeschwindigkeit durch die mechanische Aufzeichnung der KSrperkontur beschränkt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform entsprechend der Erfindung i?t die mechanische Aufzeichnung durch eine elektronische ersetzt. Eine weitere Verarbeitung der Messdaten wird hierdurch gleichfalls einfacher. Ausgehend von eines kreisfSrmigen TrBger ist die La*ge der Abtaetsonde in Polarkoordinaten durch einen Winkelet bestimmt, gemessen entlang dem Träger, und einen Radius r , gemessen vom Zentrum des Trägers, hier dem Mittelpunkt 19 des Kreises aus. Beide Grossen werden während des Messens in elektrische Signale ausgedrückt. Der feste Abstand 20 zwischen dem zu messenden Körper und der Afctastsonde kann auf einfache Veise berücksichtigt werden. Stehen die elektrischen

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Messignale einmal zur Verfugung, so können sie simultan einerseits einem Schreiber und andererseits mittels eines Analog-Digital-Wandler? einer Rechenmaschine zugeführt werden. In der Rechenmaschine kann ausgehend von den Messdaten beispielsweise eine optimale Bestrahlungsdosis für einen Patienten errechnet werden. Auch können die Ergebnisse in einen Speicher, beispielsweise eine dem Patienten zuerteilte Lochkarte eingetragen werden.

Obwohl diese Art von Vorrichtungen im wesentlichen bei

fe der Abnahme eines Patientenumfange for therapeutische Zwecke angewendet wird, beschränkt sich das Anwendungsgebiet nicht darauf. Eine andere Anwendung besteht beispielsweise in der Messung eines Natureteinbrockens. Die Rechenmaschine kann bestimmen, vie daraus ein Stein oder ein· Anzahl von Steinen mit einer vorgeschriebenen Form und/oder Grosse optimal herausgeschnitten werden kann. Di» Rechenmasohinendaten können als Steuerung für ein dazu geeignetes programmiertes Sohneidegerfit zum Verarbeiten des betreffenden Steins verwendet werden. Als Triger fur die Abtastsonde kann in diesem Fall ein Träger in Form eines den ganzen Stein umfassenden Solenoids

^ vorteilhaft verwendet werden.

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Claims

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PATEMTAMSPRÜECHE t

Γ 1.J Vorrichtung zur Abnahme einer Körperkontur, die einen um ein Zentrum gebogenen TrSger mit einem entlang diesem Träger verschiebbaren Vagen enthalt, der mit einer in einer Richtung des Trägere zum Biegungszentrum verschiebbaren Al tastsonde vergehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Mittel zur automatischen Einstellung der Abtastsonde auf einen festen Abstand von dem zu messenden Korper enthalt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass der TrSger aus einem kreisförmigen Führungselement besteht, an welche· entlang der Vagen über einen Vinkel von mindestens nahezu 36O· verschiebbar iet.
3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

dass die Abtastsonde mit einer Strahlungsquelle zum Erzeugen von Strahlung, einem Strahlungsleiter und einer Strahlungsdetektiortsvorrichtung zum Detektieren von an dem zu messenden Körper reflektierter Strahlung versehen ist und die aus dem Strahlungeleiter tretende Strahlung ein vom Abstand zwischen der Abtagtsonde und dem zu messenden Körper abhBngii-es Detektionssignel von der Detektionsvorrichtung auslöst.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Abtaetaonde einen Stellmechanismus enthalt, der sich bei einem durch die Geometrie des Strmhlungsleiters in bezug auf die Detektionavorrichtung bestimmten Abstand zwischen dem zu messenden Körper und der Abtastsonde im Ruhezustand befindet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende dee Strahlungeleitere zu einem Punkt in der Verlängerung einer eylinderfSrmigen Ausnehmung in der Abtastsonde gerichtet ist,

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in deren Boden sich zvei in bezug auf den Strahlungsleiter hintereinander montierte Photozellen befinden und ein ^TTn⁺erschiedspignal der beiden Photozellen den Stellmechaniemus steuert.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprache, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsonde an einem am meisten zu dem zu messenden Körper hin gerichteten Ende ein druckempfindliches Schaltelement enthSlt, dae bei Aktivierung die Abptandsonde

k vom Körper entfernt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

das Schaltelement eine Platte piezoelektrischen Material= entJ-Slt.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprache, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Ajtastsonde ortsbestimmer.de elektrische Signale erregt.
9. Vorrichtung naoh einem der Ansprüche ? bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein entlang der Kreisbahn gemessener Vinkel und ein zwischen dem Mittelpunkt der Kreisbahn und der Abtastsonde gemessener Abstand ortsbestinmende elektrische Signale hervorrufen.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, das? der Vorrichtung ein Analog-Digital-Wandler und Aufzeicynungpapparatur zum Verarbeiten der elektrischen Signale zugeordnet sind.

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