DE2238706A1

DE2238706A1 - Roentgenroehrenstativ mit einem cbogen

Info

Publication number: DE2238706A1
Application number: DE2238706A
Authority: DE
Inventors: Hans Aldenhoevel; Dieter Moehrke; Franz Schwab
Original assignee: Koch and Sterzel AG
Current assignee: Koch and Sterzel AG
Priority date: 1972-08-05
Filing date: 1972-08-05
Publication date: 1974-02-07
Also published as: FR2194402B1; FR2194402A1

Description

Röntgenröhrenstativ mit einem C-Bogen

Die Anmeldung bezieht sich, auf ein Röntgenröhrenstativ mit einem C-Bogen, an dem Röntgenstrahier und Bildempfänger diametral angebracht sind und bei dem der Verbindungspunkt zwischen Stativ und C-Bogen wenigstens parallel zu Fußboden/ Raumdecke und in der Höhe motorisch verfahrbar ist. Es ist für den Untersuchenden relativ schwierig, ein solches System auf das zu untersuchende Organ eines Patienten auszurichten, da er mehrere Motorantriebe über Schalthebel ein- und ausschalten muß. Er muß dabei besonders seine Aufmerksamkeit darauf richten, daß die Strahlenquelle oder der Bildempfänger nicht mit dem Patienten in Berührung kommen und diesen verletzen oder mit dem Fußboden kollidieren und dabei beschädigt werden« Da Röntgenröhrenstative mit C-Bögen auch noch eine wesentlich größere Anzahl von Bewegungen als oben genannt, in den meisten Fällen zulassen, wird damit, der Untersuchende sehr stark vom eigentlichen Untersuchungsobjekt, dem Patienten, abgelenkt.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Röntgenröhrenstativ mit C-Bogen zu schaffen, bei dem der Untersuchende sich nicht oder nur unwesentlich auf die Kollisionsgefahr des Systemes mit dem Patienten und anderen im Raum befindlichen Teilen konzentrieren muß und bei dem im Falle einer Berührung des Systemes mit anderen Gegenständen die Kräfte zwischen dem System und diesen Gegenständen so gering gehalten werden, daß Beschädigungen völlig ausgeschlossen sind«

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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die über einen Verstärker in Drehrichtung und DrehzahX steuerbaren Motore in Abhängigkeit von einer in Verstellrichtung auf" den C-Bogen ausgeübten Kraft steuerbar sind und daß die die auf den C-Bogen ausgeübte Kraft messende Kraftmeßvorrichtung eine solche mit quasi weglosem Meßweg und hoher Auflösung ist.

Mit einer solchen Einrichtung wird sowohl die vom Benutzer aufgebrachte Handkraft gemessen als auch die Kraft, die vom Patienten oder von Gegenständen im Raum als Gegenkraft aufgebracht wird. Nur die so auftretende Differenzkraft, die die Kraftmeßvorrichtung mißt, wird nach Verarbeitung in einem Vor- und Leistungsverstärker zur Steuerung der Motore in Drehrichtung und Drehzahl herangezogen. Damit ist der Benutzer absolut entlastet von der Beachtung von Schaltknöpfen und Beschädigungsmöglichkeiten des Gerätes und Verletzungsmöglichkeiten des Patienten.

Es ist bereits eine Einrichtung zur Untersuchung mit Röntgenstrahlen nach dem DBP 968 128 bekannt, die neben einem Stativ mit C-Bogen einen Röntgenuntersuchungstisch verwendet. Der C-Bogen wird mit Synchronmotoren gesteuert, die zum Teil in Abhängigkeit zueinander laufen. Bei der Schwenkung des Untersuchungstisches um eine horizontale Achse wird der Patient als Zwischenglied zur Übertragung von Kräften benutzt, um einen Synchronablauf von C-Bogen und Patientenlagerungsplatte zu erreichen. Eine solche Zwischenschaltung des Patienten erscheint für diesen jedoch kaum zumutbar· Dementsprechend ist in der Patentschrift auch eine Steuervorrichtung angegeben, die eine Steuerung der Motoren entsprechend den gegebenen

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Parametern vornimmt_β Wie diese Steuervorrichtung jedoch im einzelnen ausgebildet ist, ist nicht angegeben. Die bekannte Einrichtung hat den weiteren Nachteil, daß bei Schräglagen des Patienten im Raum über die unter Umständen verwirklichbare Steuervorrichtung eine Verschiebung des Röntgenzielgerätes in Kompressionsrichtung bzw, Zentralstrahlrichtung möglich erseheint, wenn entsprechend dem Neigungswinkel des Rönt genunter suchungstisch.es die Befehle für die Verstellung in XY-Richtung für die Motore abgegeben werden. Ein solches Röntgenuntersuchungsgerät ist jedoch nicht mehr funktionsfähig, wenn eine Kompression nicht in Richtung des Zentralstrahles, sondern in einem beliebigen Winkel dazu vorgenommen werden soll. Hier läßt sich mit Vorteil der Erfindungsgegenstand einsetzen, da bei'diesem zwangsläufig die von Hand aufgebrachte Kraft in die gewünschten Komponenten zur Steuerung der XY-Antriebe zerlegt wird.

Der Gegenstand der Erfindung ist daher bevorzugt für eine Einrichtung zur Untersuchung mit Röntgenstrahlen, wie sie aus dem DBP 968 128 bekannt ist, anwendbar. In Ausbildung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, daß Stativ und C-Bogen in an sich bekannter Weise derart miteinander verbunden sind, daß der C-Bogen in- Bogenrichtung verfahrbar und motorisch um eine Achse, die horizontal und senkrecht zur Verschieberichtung, die parallel zu Pußbοden/Raumdecke ist, schwenkbar ist, daß ein solches Stativ in Verbindung mit einem motorisch um eine horizontale Achse schwenkbaren Röntgenuntersuchungstisch zusammenarbeitet, daß die jeweilige Schwenklage von

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C-Bogen und Röntgenuntersuchungstisch feststellende Meßorgane vorgesehen sind, dacQ über eine Nachlaufsteuerung die Winkelstellung des C-Bogens der des Röntgenuntersuchungstisches nachführbar ist, daß die jeweilige XY-Position des Verbindungspunktes zwischen C-Bogen und Stativ zur horizontalen Schwenkachse des Statives feststellende Meßorgane vorgesehen sind und daß diese Meßwerte in Verbindung mit dem Schwenkwinkel des Untersuchungstisches zur Berechnung der XY-Koordinaten bei Schwenkung des Rontgenuntersuchungstisch.es heranziebar und diese Werte über eine Nachlaufsteuerung zur Positionierung des Statives verwendet sind.

Ein solches Untersuchungsgerät gestattet, alle die Untersuchungsarten vorzunehmen, die mit einem klasischen Untersuchungsgerät, bei dem Zielgerät und Röhrenwagen am Untersuchungsgerät selbst fest angebracht sind, möglich sind. Zusätzlich kann das System Röntgenröhre-Bildempfänger um die Längsachse des Patienten und senkrecht dazu geschwenkt werden, d.h. es sind Schrägdurchleuchtungen möglich.

Gegenüber einem bekannten Röntgenuntersuchungsgerät, bei dem ein C-Bogen fest am Röntgenuntersuchungsgerät angebracht ist, hat das erfindungsgemäße Röntgenuntersuchungsgerät den Vorteil, daß einmal der C-Bogen für sich allein Verwendung finden kann, zum anderen, daß die Bildschicht immer den geringstmöglichen Abstand zur Patientendrehmulde einnehmen kann. Desweiteren sind Durchleuchtungen und Aufnahmen schräg zur Patientenlängsachse und eine Drehung des ganzen Systeriies derart, daß die Röhre sich über dem Patienten befindet, möglich.

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Diese Untersuchungsmethode ist bei speziellen Organuntersuchungen vorteilhaft. ' -

Ein solches Untersuchungsgerät läßt sich weiter dadurch vervollkommnen, daß der Bildempfänger tun^ eine Achse senkrecht zum Zentralstrahl der Röntgenröhre drehbar mit dem C-Bogen verbunden ist. Damit ist es ohne weiteres möglich, Schichtaufnahmen herzustellen, wenn man über eine Nachlaufsteuerung dafür sorgt, daß bei Schwenkung des C-Bogens schräg zur Patientenlängsachse der Bildempfänger gegenläufig geschwenkt wird, d.h. parallel zur Längsachse des Patienten bleibt.

Die Trennung des C-Bogens vom Röntgenuntersuchungsgerät bildet den weiteren Vorteil, daß man eine zur Lagerung des Patienten bestimmte Drehmulde einseitig über eine C-förmige, am Kopf- und Fußende der Drehmulde angreifende Gabel haltern kann, wobei die am Kopf- und Fußende angreifenden Teile der C-förmigen Gabel derart ausgebildet sind, daß die Drehmulde in Richtung auf den Fußboden abgesenkt werden kann. Dadurch ist es möglich, die Drehmulde auf eine solche Höhe zu bringen, daß der Patient sehr leicht gelagert werden kann. Bekanntlich treten sonst enorme Schwierigkeiten bei der Lagerung der Patienten in Drehmulden wegen des großen AbStandes zum Fußboden auf.

In Ausbildung, der Erfindung wird vorgeschlagen, daß auch die Verfahrbarkeit des C-Bogens in Bogenrichtung über einen Motor erfolgt, daß das vom C-Bogen auf seine Halterung ausgeübte Moment über eine Kraftmeßvorrxchtung gemessen wird und daß der zusätzlich durch eine aufgebrachte Handkraft auftretende

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Meßwert nach Verarbeitung in einem Vor- und Leistungsverstärker zur Steuerung des Motors in Drehzahl und Drehrichtung herangezogen ist. Damit ist vermieden, daß bei motorischer Bewegung des C-Bogens in Richtung des C-Bogens Beschädigungen des Gerätes auftreten können.¹

Es wird vorgeschlagen, als Kraftmeßvorrichtung einen geeignet geformten Metallbügel mit aufgeklebten Dehnungsmeßstreifen und nachgeschaltetem Verstärker zu verwenden. Als Meßorgane zur Feststellung der Position des Statives und der Schwenklage des Röntgenuntersuchungstisches können über Untersetzungsgetriebe mit dem jeweiligen Geräteteil verbundene Mehrgangpotentiometer verwendet werden.

Zur Berechnung der XY-Koordinaten ist es erforderlich, mit der Sinus- und Cosinusfunktion des Schwenkwinkels des Röntgenuntersuchungstisches Rechnungen durchzuführen; Um diese Rechenoperationen mit einfachen Mitteln vornehmen zu können, wird vorgeschlagen, mit der Schwenkachse des Röntgenuntersuchungstisches Kurvenscheiben zu verbinden, deren radiale Werte Sinus- und Cosinusfunktionen beinhalten und die Kurvenscheiben abtastende Potentiometer vorzusehen, die leicht weiterverarbeitbare Meßwerte liefern.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Kraftmeßvorrichtungen ist zwar vermieden, daß die Motoren, die zur Verschiebung des C-Bogens und des Statives vorgesehen sind, eine Zerstörung der Geräteteile bewirken könnten. Da jedoch Lackschäden auch bereits störend sein können, wird in Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, die Teile des Röntgenstrahlen und

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des Bildempfängers, die mit der Patientenmulde in Verbindung kommen können, mit einem Polst erwerkst ο ff zu versehen.

In Figur 1 ist rein schematisch ein Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung dargestellt.

An Deckenschienen 1,2 ist e^Ln Stativ 3 in Richtung des Doppelpfeiles 4 verfahrbar. Hierzu dient ein Motor 5 mit Getriebe 6 und eins über Rollen geführte Kette 7 ο An einer Kettenradachse ist ein Mehrgangpotentiometer 8 angebracht, welches mit seinem Widerstandswert die jeweilige Stellung des Statives 3 in Richtung"des Pfeiles 4 repräsentiert. Das Stativ 3 ist als Teleskop ausgebildet, so daß der Verbindungspunkt 9 zwischen dem Stativ 3 und dem C-Bogen 10 in Richtung des Doppelpfeiles 11 in der Hphe verschoben werden kann. Der hierzu erforderliche Motor mit Getriebe sowie das Mehrgangpotentiometer sind nicht dargestellt.

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Der/Teleskopteil ist in zwei Teilstücke 12,13 aufgetrennt, die über leicht in der Höhe durchbiegbare Bleche 14, 15 verbunden sind. Zwischen den Teilen 12, 13 ist die Meßdes Kraftmeßvorrichtung 16 angeordnet. Das Stativ 3 kann über nicht näher dargestellte Rollen in den Schienen 17» 18 in Richtung des Doppelpfeiles 19 verschoben werden. Am C-Bogen 10 ist ein Röntgenbildverstärker 20 dargestellt, an den eine Fernsehkamera 21 und zusätzlich, aber nicht dargestellt, eine Einzelbildkamera angebracht sein kann. Statt der Einrichtung 20,21 kann jedoch auch ein Röntgenzielgerät Verwendung finden. Die diametral am C-Bogen 10 angebrachte Röntgenröhre

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befindet sich, beim Ausführungsbeispiel unter der Drehmulde und ist nicht zu sehen. Der C-Bogen 10 ist um die Achse 22 in Richtung des Doppelpf JLeles 23 verschwenkbar, ebenso der Bildempfänger 20 in Richtung des Doppelpfeiles 2k, Die Kraftmeßvorrichtungen für die Bewegung des Statives in Richtung des Doppelpfeiles 4 und die Bewegung des C-Bogens in Richtung des Doppelpfeiles 2$ sind ebensowenig dargestellt wie die
dazugehörenden Motorantriebe. Wichtig ist, daß die Kraftmeßvorrichtungen, wie die Kraftmeßvorrichtung 16, außerhalb des Bereiches der Störkanten bzw. der Berührungspunkte des
Patienten angeordnet sind, damit alle Kräfte, die auf den
C-Bogen oder auf die Röntgenröhre oder den Bildempfänger einwirken, mit der Kraftmeßvorrichtung erfasst werden.

Mit dem Stativ mit C-Bogen arbeitet gemäß dem Ausführungsbeispiel ein Rontgenuntersuchungstxsch zusammen. Dieser besitzt eine in Richtung des Doppelpfeiles 26 drehbare Drehmulde 27, die um eine horizontale Achse 28 in Richtung des Doppelpfeiles 29 geschwenkt werden kann. Die Drehmulde ist in einer aus den Teilen 30, 31 ι 32 gebildeten C-förmigen
Gabel gehalten. Die Teile 30 und 32 sind in Richtung des
Doppelpfeiles 33 schwenkbar, so daß der Abstand der Drehmulde vom Fußboden veränderbar ist, insbesondere zur Erleichterung der Lagerung des Patienten. Auch hier sind die Elektromotoren für die einzelnen Drehbewegungen nicht dargestellt .

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Zur Wirkungsweise des Ausfülirungsbeispieles gemäß der Erfindung sei folgendes gesagt :

Venn der Motor für die Umlegung der Patientenlagerungsmulde 7 um die Achse 28 angesteuert wird., so muß synchron hierzu der Motor für die Schwenkung des C-Bogens in Richtung, des Doppelpfeiles 23 angesteuert werden. Sofern die Achsen 22 und 28 zusammenfallen, ist eine gleichmäßige Umlegung, bei der der Zentralstrahl der Röntgenröhre auf ein Objekt innerhalb des Patienten ausgerichtet ist und nicht auswandert, gegeben. Ist jedoch ein Versatz zwischen den Achsen 22 und gegeben, wie dies in Figur 2 dargestellt ist, so müssen die XY-Koordinaten für den Punkt 9 errechnet und die entsprechenden Motoren für die Verschiebung des Statives in-Richtung der Doppelpfeile k und 11 über NachlaufSteuerungen angesteuert werden« Die XY-Koordinaten lassen sich aus den neben der Figur 2 angegebenen Formeln leicht errechnen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn mit der Schwenkachse 28 Kurvenscheiben gekoppelt sind, die eine Sinusfunktion_yund eine Funktion 1 ~ cosQC enthalten.

Die Bewegung des Bildempfängers in Richtung des Doppelpfeiles 2k ist vorgesehen, um Schichtaufnahmen in Längsrichtung des Patienten durchführen zu können. Hierzu wird der C-Bogen um die Achse 22 und gegenläufig dazu der Bildempfänger 20 in Richtung des.Doppelpfeiles geschwenkt, so daß die Bildebene parallel zur Längsachse des Patienten bleibt» Die Verschiebung des Stative^ 3 in Richtung des Doppelpfeiles 19 ist vorgesehen für eine seitliche Einstellung des Strahlensystemes auf den Patienten.

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Claims

Patentansprüche

.Jj Röntgenröhrenstativ mit einem C-Bogen, an dem Röntgenstrahier und Bildempfänger diametral angebracht sind und bei dem der Verbinduhgspunkt zwischen Stativ und C-Bogen wenigstens parallel zu Fußboden/Raumdecke und in der Höhe motorisch verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die über einen Verstärker in Drehrichtung und Drehzahl steuerbaren Motore in Abhängigkeit von einer in Verstellrichtung auf den C-Bogen ausgeübten Kraft steuerbar sind und daß die die auf den C-Bogen ausgeübte Kraft messende Kraftmeßvorrichtung eine solche mit quasi weglosem Meßweg und hoher Auflösung ist_o
2.) Röntgenröhrenstativ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Stativ und C-Bogen in an sich bekannter Weise derart miteinander verbunden sind, daß der C-Bogen in Bogenrichtung verfahrbar und motorisch um eine Achse, die horizontal und senkrecht zur Verschieberichtung, die parallel zu Fußboden/Raumdecke ist, schwenkbar ist, daß ein solches Stativ in Verbindung mit einem motorisch um eine horizontale Achse schwenkbaren Röntgenuntersuchungstisch zusammenarbeitet, daß die jeweilige Schwenklage von C-Bogen und Röntgenuntersuchungstxsch feststellende Meßorgane vorgesehen sind, daß über eine Nachlaufsteuerung die Winkelstellung des C-Bogens der des Röntgenuntersuchungstisches nachführbar ist, daß die jeweilige XY-Position des Verbindungspunktes zwischen C-Bogen und Stativ zur horizontalen Schwenkachse des Statives fentstellende Meßorgane vorgesehen sind und daß diese Meßwerte in Ver-

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bindung mit dem Schwenkwinkel des
zur* Berechnung der XY-KoordinaH.ten bei Schwenkung des Röntgenunt ersuchungstisch.es heranziehbar und diese ¥erte über eine Nachlaufsteuerung zur Positionierung des Statives verwendet sind.
3.) Röntgenröhrenstativ nach den vorhergehenden. Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildempfänger um eine Achse senkrecht zum Zentralstrahl der Röntgenröhre drehbar mit dem C—Bogen verbunden ist. '
4.) Röntgenröhrenstativ nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgenuntersuchungstisch von einer den Patienten aufnehmenden Drehmulde gebildet ist, daß die Drehmulde über eine C-förmige, am Kopf- und Fußende angreifende Gabel einseitig gehaltert ist und daß die am Kopf- und Fußende angreifenden Teile der C-förmigen Gabel derart ausgebildet sind, daß die Drehmulde in Richtung auf den Fußboden abgesenkt werden kann.
5.) Röntgenröhrenstativ nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Verfahrbarkeit des C-Bogens in Bogenrichtung über einen Motor erfolgt, daß das vom C-Bogen auf seine Halterung ausgeübte Moment über eine

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Kraftmeßvorrichtung gemessen wird und daß der zusätzlich durch eine aufgebrachte Handkraft auftretende Meßwert nach Verarbeitung in einem Vor- und Leistungsverstärker zur Steuerung des Motors in Drehzahl und Drehrichtung herangezogen ist.

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6.) Röntgenröhrenstativ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kraftmeßvorrichtung ein geeignet
geformter Metallbügel mit aufgeklebten Dehnungsmeßstreifen und nachgeschaltetem Verstärker dient*
7.) Röntgenröhrenstativ nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßorgane zur Feststellung der Positionen des Statives und der Schwenklage des Röntgenuntersuchungstisch.es über Untersetzungsgetriebe mit dem jeweiligen Geräteteil verbundene Mehrgangpotentiometer verwendet sind.
8.) Röntgenröhrenstativ nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Schwenkachse des Röntgenuntersuchungstisch.es Kurvenscheiben verbunden sind, deren radiale Werte Sinus- und Cosinusfunktionen beinhalten und daß die Kurvenscheiben abtastende Potentiometer
leicht weiterverarbeitbare Meßwerte liefern*
9.) Röntgenröhrenstativ nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile des Röntgenstrahleis und des Bildempfängers, die mit der Patientenmulde in Verbindung kommen können, mit einem Polsterwerkstoff versehen sind·

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