DE2742642C3

DE2742642C3 - Anordnung zum Gewichtsausgleich

Info

Publication number: DE2742642C3
Application number: DE2742642A
Authority: DE
Inventors: Friedrich 2000 Hamburg Reiniger
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1977-09-22
Filing date: 1977-09-22
Publication date: 1985-02-21
Also published as: SE431387B; ES473504A1; CA1111152A; BR7806227A; DE2742642A1; JPS5631975B2; US4188540A; AR215954A1; GB2004669A; NL7809457A; IT1192274B; SE7809809L; FR2403777B1; GB2004669B; JPS5456784A; DE2742642B2; FR2403777A1; IT7827846A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Gewichtsausgleich eines an einem Röntgengerät bewegbar angeordneten Geräteteils, insbesondere eines Röntgenzielgeräts, mit einem in einer horizontalen Ebene oberhalb des Röntgengeräts verfahrbaren Wagen, an dem ein Gewichtsausgleich befestigt ist, der an einem flexiblen Verbindungsorgan das Geräteteil trägt Eine solche Anordnung ist bekannt (DE-PS 7 36 294).

Der Vorteil einer solchen Anordnung mit »Deckengewichtsausgleich«, bei dem als Verbindungsorgan im allgemeinen ein Seil dient, gegenüber einem Gewichtsausgleich am Röntgengerät selbst mittels eines in geeigneter Weise geführten Gegengewichts besteht darin, daß die Röntgengeräte wesentlich leichter sein können und daß der Benutzer beim Verschieben des Geräteteils weniger Masse bewegen muß. Der Nachteil einer derartigen Anordnung besteht aber darin, daß die Bewegung des Geräteteils im allgemeinen ruckweise erfolgt

Soll beispielsweise bei einem senkrecht stehenden Röntgenuntersuchungsgerät das Zielgerät in Kompressionsrichtung, d. h. in horizontaler Richtung bewegt weiden, dann muß der Wagen mit dem Gewichtsausgleich auch kleineren Verschiebungen in Kompressionsrichtung folgen. Da der Gewichtsausgleich und das Röntgenzielgerät über ein Seil miteinander verbunden

ίο sind, bleibt der Gewichtsausgleich bzw. der Wagen bei einer Bewegung in Kompressionsrichtung zunächst zurück und erst, wenn die Reibung überwunden ist, folgt er ruckartig in der gewünschten Richtung. Auch wenn ein derartiges Röntgenuntersuchungsgerät um eine

ii horizontale Achse umgelegt wird, wobei das Zielgerät im Raum eine stetige Bewegung ausführt, folgt der

Gewichtsausgleich nur ruckartig und mit viel Geräusch

an der Decke.

Dieser Effekt ist um so ausgeprägter, je größer der

vertikale Abstand zwischen dem zu bewegenden Geräteteil und dem Gewichtsausgleich ist und je schwerer das Geräteteil ist (weshalb bei neueren Röntgenuntersuchungsgeräten nur Zusatzgeräte — z. B. eine am Röntgenbildverstärker des Zielgeräts ange brachte 100-mm-K.amera — an einem Deckengewichts ausgleich befestigt sind, während der Gewichtsausgleich für das eigentliche Röntgenzielgerät durch ein im Untersuchungsgerät angeordnetes Gegengewicht erfolgt).

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe

zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine ruckfreie feinfühlige Bewegung des Geräteteils möglich ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst

daß der Wagen den Bewegungen des Geräteteils in horizontaler Richtung durch einen Motorantrieb nachführbar ist, der von einer Nachlaufsteuerung gesteuert wird, die mit einem von der Verschiebung des Geräteteils in der horizontalen Richtung abhängigen

Signal beaufschlagt wird.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß mit dem Gewichtsausgleich eine Fühlereinrichtung verbunden ist, die ein von der Auslenkung des Verbindungsorgans aus der lotrechten Lage abhängiges Signal erzeugt das zur Steuerung des Motorantriebs dient Der Vorteil einer solchen Anordnung, bei der die Verschiebung des Geräteteils anhand der Auslenkung des flexiblen Verbindungsorgans (im allgemeinen eines Seils) ermittelt wird, besteht darin, daß das Signal nicht von dem Geräteteil zum Gewichtsausgleich übertragen werden muß, so daß entsprechende Leitungen nicht erforderlich sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Gewichtsausgleich für das Röntgenzielgerät eines Röntgenuntersuchungsgerätes, F i g. 2 bis 4 verschiedene Ausführungsformen einer Fühlereinrichtung zur Ermittlung der Auslenkung eines das Geräteteil mit dem Gewichtsausgleich verbindenden Seils.

In F i g. 1 ist mit 1 ein mit dem Zielgerät 2 und einem Röntgenbildverstärker 3 mit angeschlossener Fernseh kamera 4 ausgestattetes Röntgenuntersuchungsgerät dargestellt. Das Röntenuntersuchungsgerät umfaßt eine Patientenlagerungsplatte 5 mit einer Fußstütze 6 für den Patienten.

In dem Röntgenuntersuchungsgerät ist unterhalb der Patientenlagerungsplatte 5 ein Röntgenstrahier 7 angeordnet, der in einer zur Patientenlagerungsplatte 5 parallelen Ebene verschoben werden kann. Der Gewichtsausgleich für den Röntgenstrahier 7 erfolgt durch ein nicht näher dargestelltes, im Röntgenuntersuchungsgerät angebrachtes Gegengewicht, das gegensinnig zum Röntgenstrahier 7 verschoben wird. Der Röntgenstrahier 7 ist mit einem sogenannten Zielgeräteturm 8 gekoppelt, mit dem auch das Zielgerät 2 bzw. ι ο der Bildverstärker 3 gekoppelt ist. Dadurch werden Röntgenstrahier und Röntgenzielgerät bzw. Röntgenbildverstärker immer gleichsinnig und um die gleiche Strecke in einer zur Tischplatte 5 parallelen Ebene verschoben, se daß das vom Röntgenstrahier 7 emittierte Strahlenbündel immer auf den Eingangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers zentriert bleibt. Das Zielgerät 2 ist an dem Zielgeräteturm 8 in Richtung senkrecht zur Tischplatte geführt, so daß mit dem Zielgerät Kompressionsbewegungen ausgeführt werden können. Das Ganze wird von einem Gerätefuß 9 getragen und ist um eine horizontale Achse um bis zu 90° schwenkbar, so daß die Tischplatte 5 eine vertikale Position einnimmt und die Fußstützen sich unten, gegebenenfalls aber auch oben (Kopftieflage) befinden.

Insoweit ist das Röntgenuntersuchungsgerät bekannt Während bei den neueren Röntgenuntersuchungsgeräten jedoch auch das Gewicht des Röntgenzielgerätes und des Bildverstärkers von einem im Röntgenuntersuchungsgerät 1 geführten Gegengewicht ausgeglichen wird und nur Zusatzgeräte — z. B. eine an den Bildverstärker 3 anzuschließende Filmkamera — an einem Deckengewichtsausgleich befestigt sind, wird bei dem Gerät nach F i g. 1 das gesamte Zielgerätegewicht (inklusive Bildverstärker 3 und Fernsehkamera 4) von einem Deckengewichtsausgleich 10 getragen, der über ein Seil 11 mit dem Zielgerät 2 bzw. dem Bildverstärker 3 verbunden ist (Es ist aber auch grundsätzlich möglich, daß ebenfalls nur ein Teil des Zielgerätegewichts vom Deckengewichtsausgleich und der Rest von einem Gegengewicht im Röntgenuntersuchungsgerät 1 getragen wird.) Der Deckengewichtsausgleich 10 ist — um eine Achse 12 schwenkbar — an einem Wagen 13 befestigt, der in Schienen 14 verfahrbar ist, die parallel zur Längsrichtung der Tischplatte 5 verlaufen.

Der Deckengewichtsausgleich kann in bekannter Weise Federsysteme enthalten, die so vorgespannt sind, daß die Federkraft dem Gewicht des Röntgenzielgeräts entspricht Er kann auch einen Stellmotor enthalten, der das Seil 11 auf- oder abwickelt und so eingestellt ist daß er das Zielgerät 2, den Bildverstärker 3 und die Fernsehkamera 4 gerade in der Schwebe hält Die vom Benutzer auf diese Teile in Aufwärts- oder Abwärtsrichtung ausgeübte Kraft führt dann zu einer Verstellung. Es kann jedoch auch die auf das Seil U ausgeübte Kraft gemessen werden (z. B. mittels eines Dehnungsmeßstreifens) und jede Abweichung von einem Sollwert (der dem Gewicht der Teile 2, 3 und 4 entsprechen müßte) zur Verstellung des Motors benutzt werden.

Der Wagen 13 wird mittels eines daran befestigten Motors 15, der in eine parallel zu den Schienen 14 verlaufende Zahnstange 16 eingreift, je nach Drehrichtung nach rechts oder nach links verschoben. Es sind auch andere Kraftübertragungsglieder, z. B. Kettenantriebe, Spindeln usw, möglich. b5

Der Motor 15 wird so gesteuert, daß der Wagen 13 bzw. der Deckengewichtsausgleich 10 jeder horizontalen Bewegung des Zielgeräts 2 in Richtung parallel zu den Schienen 14 nachgeführt wird, so daß das Seil stets lotrecht verläuft

Einige der Möglichkeiten, den Motor 15 entsprechend zu steuern, werden nachstehend anhand der schematischen Darstellungen der F i g. 2 bis 4 erläutert

Der durch die Bewegungen des Zielgeräts 2 in horizontaler Richtung ausgelenkte Teil des Seils 11 ist durch die öffnung 17 einer horizontal angeordneten Gabel 18 geführt die an einem vertikalen am Gehäuse des Deckengewichtsausgleichs 10 angebrachten Zapfen 19 schwenkbar befestigt ist An dem von der öffnung 17 abgewandten Ende der Gabel 18 sind zwei Mikroschalter 20a bzw. 20b angeordnet die auf nicht näher dargestellte Weise am Gehäuse des Deckengewichtsausgleichs 10 befestigt sind. In der Ruhestellung steht dis Längsrichtung der Gabel senkrecht zur Längsrichtung der Tischplatte 5. Wird das Zielgerät daher in Tischlängsrichtung verschoben, dann wird das Seil 11 in Richtung des Pfeiles 21a bzw. 21 b ausgelenkt und diese Auslenkung überträgt sich auf die Gabel, deren anderes Ende in diesem Fall in Richtung auf die Pfeile 22a bzw. 226 bewegt wird, wobei der Mikroschalter 20a bzw. 20b betätigt wird. Die Mikroschalter 2Oa und 20b sind so in den Steuerkreis des Antriebsmotors 15 aufgenommen, daß dadurch die Drehrichtung dieses Motors festgelegt wird.

Wird a'so beispielsweise das Seil 11 in Richtung des Pfeils 21a ausgelenkt und somit der Mikroschalter 20a betätigt, wird der Motor 15 mit der Drehrichtung eingeschaltet in der der Wagen 13 ebenfalls in Richtung des Pfeiles 21a verschoben wird. Der Wagen folgt also den Bewegungen des Zielgerätes. Beim Anhalten des Zielgerätes wird der Wagen noch etwas nachgeführt Danach befindet sich auch die Gabel 18 wieder in einer Mittelstellung und betätigt nicht mehr den Mikroschalter 20a, so daß auch der Antrieb stoppt.

Gemäß F i g. 3 kann das Seil 11 auch durch ein Loch

23 in einer »schwimmend« horizontal geführten Platte

24 verlaufen. Wird das Zielgerät dabei in Richtung der Schienen bewegt, dann wird das Seil 11 in dieser Richtung ausgelenkt wobei die Platte 24 mitgenommen und in einer der beiden Mikroschalter 20Z> bzw. 20a betätigt wird, der den Motorantrieb steuert, wie in Verbindung mit F i g. 2 beschrieben.

Es ist auch möglich, daß bei den Ausführungsformen nach F i g. 2 und 3 die Seilauslenkung auf einen Abgriff eines nicht dargestellten Potentiometers übertragen wird, und daß die abgegriffene Spannung zur Geschwindigkeitssteuerung des Motors benutzt wird, derart, daß die Geschwindigkeit mit der Seilauslenkung zunimmt.

In F i g. 4 ist eine Möglichkeit skizziert, die Auslenkung des Seils 11 optisch zu erfassen. Dabei wird das von einer Strahlenquelle 25 emittierte Licht über eine Linsenanordnung 26 auf eine Blendenplatte 27 geworfen, die einen Strahl 28 mit geringem Querschnitt ausblendet Im Ruhezustand werden die Fotodioden 29a und 296 gleichmäßig durch das Seil abgeschirmt. Wird das Seil jedoch ausgelenkt, dann beleuchtet der Strahl 28 eine der beiden Fotodioden 29a bzw. 29b stärker, wodurch der Antriebsmotor mit einer Drehrichtung eingeschaltet wird, in der der Wagen 10 dem Zielgerät nachgeführt wird. Auch hier kann die Amplitude der Differenzsspannung an den beiden Dioden in der beschriebenen Weise zur Geschwindigkeitssteuerung herangezogen werden. — Es ist nicht erforderlich, daß die Position des Seils direkt abgetastet wird. Es kann beispielsweise auch die Position eines Übertragungsgliedes abgetastet werden, das — ähnlich wie die Gabel

18 in F i g. 2 oder die Platte 24 in F i g. 3 — mit dem Seil gekoppelt ist und bei einer Auslenkung des Seils in einer horizontalen Ebene verschoben wird. Die Strahlenquelle 25, die Linsenanordnung 26, die Blendenplatte 27 und die Dioden 29a und 296 können am Gehäuse des Deckengewichtsausgleichs 10 in einigem Abstand vom Umlenkpunkt des Seils 11 angeordnet sein. Sie könnten grundsätzlich auch am Zielgerät bzw. am Bildverstärker angebracht sein.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde die Auslenkung des Seils zur Steuerung des Nachlaufs herangezogen, und das Seil bildete einen Teil einer Nachlaufsteuerung für den Motor. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß keine zusätzlichen Signalleitungen zwischen dem Zielgerät und dem Deckengewichtsausgleich erforderlich sind.

Es ist jedoch auch eine rein elektrische Nachlaufsteuerung möglich, bei der die Bewegungen des Zielgeräteturms 8 in Tischlängsrichtung auf einen Potentiometerabgriff übertragen werden und bei der die an diesem im Untersuchungsgerät angeordneten Potentiometer abgegriffene, die Position des Zielgeräts repräsentierende Spannung mit einer Spannung verglichen wird, die von einem vom Motor 15 verstellten Potentiometer geliefert wird und die Stellung des Wagens an der Decke repräsentiert. Bei Abweichungen zwischen diesen beiden Spannungen wird der Wagen 13 durch den Antriebsmotor solange verschoben und das damit gekoppelte Potentiometer solange nachgestellt, bis beide Spannungen übereinstimmen.

Bei einem um eine horizontale Achse schwenkbaren Untersuchungsgerät genügt im allgemeinen nicht ein Potentiometer allein zur Erzeugung einer Spannung, die der Verschiebung des Zielgeräts in einer horizontalen Ebene entspricht. Die Verschiebung des Zielgeräts in horizontaler Richtung hängt nämlich nicht nur von der Verschiebung des Zieigeräteturms in bezug auf die Patientenlagerungsplatte 5 ab, sondern auch von der Neigung der Lagerungsplatte in bezug auf die Horizontale. Diese kann dadurch berücksichtigt werden, daß die die Position des Zielgeräts darstellende Spannung über ein sogenanntes Kosinus-Potentiometer zugeführt wird, das zusammen mit der Schwenkbewegung verstellt wird und ein vom Kosinus des Neigungswinkels der Tischplatte abhängiges Signal liefert. Ebenso geht der Abstand des Röntgenzielgerät?

von der Tischplatte 5 ein. Eine diesen Abstand repräsentierende Spannung liegt bei modernen Untersuchungsgeräten, die mit einer sogenannten automatischen Tiefenblende ausgestattet sind, ohnehin an. Diese Spannung wird über ein ebenfalls durch die Schwenkbewegung verstellbares Sinuspotentiometer, das ein dem Sinus des Neigungswinkels der Tischplatte proportionales Signal liefert, zu dem Spannungswert addiert, der der Stellung des Zielgeräteturms 8 in bezug auf die ίο Tischplatte 5 unter Berücksichtigung der Neigung entspricht.

Bei dem in F i g. 1 skizzierten Gerät wird der Deckengewichtsausgleich dem Röntgenzielgerät nur in Richtung parallel zu den Schienen 14 nachgeführt Wird ι ■> das Zielgerät senkrecht dazu verschoben, dann zieht das Seil das linke Ende des Deckengewichtsausgleichs mit, wobei dieser um den Zapfen 12 geschwenkt wird. Da die Verschiebung eines Zielgeräts in Richtung senkrecht zu den Schienen 14, d. h. senkrecht zur Tischlängsrichtung, im allgemeinen klein ist, ergeben sich dabei keine Schwierigkeiten. Bei größeren Verschiebungen in dieser Richtung ist es zweckmäßig, den Deckengewichtsausgleich starr mit dem Wagen 13 zu verbinden und eine zweite Nachlaufsteuerung vorzusehen, die senkrecht 2> zur Richtung der ersten Nachlaufsteuerung wirkt. Zu diesem Zweck dürften die Schienen 14 nicht direkt an der Decke befestigt sein, sondern müßten von einem weiteren Wagen getragen werden, der in an der Decke befestigten Schienen senkrecht zu den Schienen 14 läuft κι und der von einem weiteren Motor mit einer entsprechenden Nachlaufsteuerung angetrieben wird.

In diesem Fall müßten die Seilauslenkungen nicht nur

in der einen horizontalen Richtung, sondern auch senkrecht dazu erfaßt werden. Dies könnte z. B. dadurch

i^r> erfolgen, daß bei der Anordnung nach Fig.2 eine zweite Gabel 18 benutzt würde, die zu der gezeichneten Gabel um 90° versetzt angeordnet sein müßte und zwei v/eitere Mikroschalter für die Steuerung des weiteren Motors betätigen müßte. — Bei der Anordnung nach F i g. 3 müßten lediglich an den freien Stirnflächen der

Platte 24 zwei weitere Mikroschalter zur Steuerung des weiteren Antriebsmotors vorgesehen sein. — Bei der Anordnung nach F i g. 4 müßte dann die Seilauslenkung mit 4 Fotodioden — insbesondere einer sogenannten Vierquadrantendiode — abgetastet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Gewichtsausgleich eines an einem Röntgengerät bewegbar angeordneten Geräteteils, insbesondere eines Röntgenzielgerätes, mit einem in einer horizontalen Ebene oberhalb des Röntgengeräts verfahrbaren Wagen, an dem ein Gewichtsausgleich befestigt ist, der an einem flexiblen Verbindungsorgan das Geräteteil trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (13) den Bewegungen des Geräteteils (2 ... 4) in horizontaler Richtung mittels eines Motorantriebs (15) nachführbar ist, der von einer Nachlaufsteuerung gesteuert wird, die mit einem von der Verschiebung des Geräteteils (2 ... 4) in der horizontalen Richtung abhängigen Signal beaufschlagt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Gewichtsausgleich eine Fühlereinrichtung verbunden ist, die ein von der Auslenkung des Verbindungsorgans (11) aus der lotrechten Lage abhängiges Signal erzeugt, das zur Steuerung des Motorantriebs (15) dient

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlereinrichtung ein in einer horizontalen Ebene geführtes, von dem flexiblen Verbindungsorgan bei einer horizontalen Auslenkung mitgenommenes Glied (18 bzw. 24) enthält

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Glied (18 bzw. 24) mit wenigstens zwei Schaltern (20a, 20ty gekoppelt ist, von denen der eine die Einschaltung des Motorantriebs in der einen Drehrichtung und der andere die Einschaltung in der anderen Drehrichtung bewirkt

5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkung des Seils optisch abgetastet wird und daß die Abtastsignale zur Steuerung des Motorantriebs (15) dienen.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen des Geräteteils in bezug auf das Röntgengerät von einer Potentiometerspannung die Nachlaufsteuerung beaufschlagt

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Motorantriebs in Abhängigkeit von der Auslenkung des flexiblen Verbindungsorgans Steuer- bzw. regelbar ist