DE2749699C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Panoramaröntgenaufnahme eines kieferformartig gebogenen Objekts gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der Panorama-Tomographie-Röntgentechnik wird eine Schicht bestimmter Dicke des Objekts auf dem Film abgebildet. Diese Schicht wird als Schichtbild bezeichnet. Seine Form, Stellung und Dicke wird durch eine entsprechende Abstimmung der zuge­ hörigen Geometrie mit dem Aufnahmeverfahren des Objekts be­ stimmt. Bei dieser Technik bewegen sich die Röntgenröhre und der Film relativ zum Patienten, der sich somit während der Aufnahme nicht bewegen darf. Die gewünschte Stelle des Objekts wird auf dem Film scharf abgebildet, wenn der Film die gleiche Geschwindigkeit wie die des Abbildungspunktes des aufzunehmenden Objekts aufweist.

In der Panorama-Tomographie-Radiographietechnik beeinflussen u. a. folgende Faktoren das Endergebnis:
Stellung des Drehpunkts in bezug zum Objekt, die Geschwindigkeit des Films in bezug zu den Geschwindigkeiten der Abbildungspunkte auf dem Film, die Geschwindigkeit des Röntgenstrahlbündels in der Schicht des abzubildenden Objekts, die Breite des Bündels der Röntgen­ strahlung auf der Oberfläche des Films, die Entfernung der abzubildenden Schicht vom Drehpunkt, die Entfernung zwischen dem Fokus und dem Drehpunkt, die Größe des Fokus, die Art des verwendeten Films, die Verstärkungsschirme, Spannung und Strom der Röntgenröhre, Filtrierung der Röntgenstrahlen und Gesamtbelichtungszeit. Die Bedeutung der obigen Faktoren wird beispielsweise in dem Artikel von J. van Aken "Panoramic X-ray equipment" in "Reports of Councils and Bureaus/Joda", Band 86, Mai 1973, im einzelnen näher erläutert.

Zur Zeit sind verschiedene Panorama-Tomographie-Radiographie- Geräte erhältlich. Bei einem der ältesten Geräte steht der Patient während der Aufnahme aufrecht, wobei die Röntgenröhre und der Film sich rund um den Kopf des Patienten bewegen, der in der gewünschten Stellung festgehalten wird. Dieses Gerät ist in erster Linie dazu geeignet, Aufnahmen der Zähne und der Kiefergelenke zu machen. Die Form der aufzunehmenden Schicht setzt sich aus drei verschiedenen Kreisbögen zusammen, mit anderen Worten, die Bewegung der Röntgenröhre und des Films hat während des Aufnahmeverfahrens drei verschiedene Drehpunkte, wobei der Wechsel von einem Drehpunkt zum anderen über eine zykloidische Bewegung stattfindet.

Bei dem Gerät gemäß der US-PS 30 45 118 sitzt der Patient und die abzulichtende Schicht besteht aus zwei Kreisbögen, wobei der Wechsel von einem Drehpunkt zum anderen stattfindet, indem der Patient mit Hilfe des Stuhls seitwärts über eine entspre­ chende Distanz verschoben wird.

In der DE-OS 19 55 294 wird ein Gerät beschrieben, bei dem die abzulichtende Schicht elliptisch ist. Die Bewegung des Dreh­ punkts der Röntgenröhre und des Films basiert auf elliptischen Getrieberädern, deren Mechanismus und Funktionsweise in den DE-OS 22 52 578 und 20 57 135 offenbart ist.

Es sind noch andere entsprechende Geräte auf dem Markt, deren Bewegungsmechanismus sich jedoch nicht wesentlich von den be­ reits zuvor beschriebenen Gerätetypen unterscheidet. Derartige Geräte sind z. B. in der DE-PS 10 19 163, der JP-OS 15 052/72 sowie in der US-PS 35 36 913 beschrieben.

Alle z. Zt. auf dem Markt erhältlichen Geräte dieser Art weisen einen Mechanismus auf, der auf einer geometrischen Kurve ähn­ lich der Form des Kieferknochens basiert, wobei die Kurve ent­ weder elliptisch ist oder eine Kombination der beiden oder der drei Kreisbögen darstellt.

Wenn jedoch die Basis des Bewegungsablaufs sich nach der üb­ lichen Form des Kieferknochens richtet und Untersuchungen über die bestmögliche Bewegung des Drehpunkts der Drehbewegung von Röntgenröhre und Film vorgenommen werden, dann wird man fest­ stellen, daß diese Bewegung nicht genau jeder spezifischen und einfachen geometrischen Form folgt. Folglich ist der in den bekannten Radiographiegeräten eingesetzte Bewegungsablauf stets eine ziemlich ungenaue Annäherung verglichen mit der Idealbewegung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei der die Bewegungen der Röntgenquelle und des Films so vorteilhaft wie möglich in bezug zur Form des abzulichtenden Objekts sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Auf diese Weise werden eine reine Drehbewegung und eine reine Linearbewegung miteinander synchronisiert, wobei die Linear­ bewegung entlang der Symmetrieachse des abzulichtenden Kiefer­ bogens oder eines entsprechenden Objekts stattfindet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Vorrichtung gemäß der Erfindung in schematischer Seitenansicht,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer weiteren Aus­ führungsform der Vorrichtung nach Fig. 1, und

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 3.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind einige Teile, insbeson­ dere die zum Rahmen gehören, in der Zeichnung weggelassen worden.

Das in der Zeichnung mit 1 bezeichnete Teil ist mit einem Flansch Teil des Rahmens der Vorrichtung. Es ist in nicht näher gezeigter Weise fest mit dem Rahmen verbunden und stellt zusammen mit dem Bolzen 2 den einzig stationären Teil in der Figur dar.

In dem Rahmenteil 1 ist eine Platte 3 gleitbar eingepaßt, die linear zwischen den Seitenflanschen des Teils 1 in verti­ kaler Richtung in Fig. 2 verschiebbar ist. Die sich geradlinig bewegende Platte 3 trägt die gesamte bewegliche Vorrichtung. Auf der Platte 3 ist fest eine Achsbuchse 4 montiert, auf der mittels eines Lagers 5 eine Rotationsplatte 6 drehbar befestigt ist. Der Bolzen 2 verbleibt in der Nut der Rotationsplatte 6, wenn diese sich relativ zur Platte 3 bewegt. Da der Abstand der Nut vom Drehpunkt veränderlich ist und der Bolzen 2 auf dem stationären Rahmen fixiert ist, bewegt sich die Platte 3 linear im Verhältnis zum Rahmen, während die Rotationsplatte 6 gegen­ über der Platte 3 eine Drehbewegung vollführt.

An der Rotationsplatte 6 ist ein Arm 8 befestigt, an dessen einem Ende eine Röntgenstrahlenquelle 31 und an dessen anderem Ende ein gebogener Röntgenfilm 30 angebracht sind. Der Kopf des Patienten (nicht dargestellt) wird zwischen Quelle 31 und Film 30 unterhalb der Rahmenplatte 1 in Fig. 1 plaziert.

Die Rotationsplatte 6 wird durch einen Elektromotor 13 über verzahnte Riemenscheiben 7, 10 und einem gezahnten Riemen 9 angetrieben. Die Riemenscheibe 7 ist an der Buchse 4 befestigt, so daß der Motor, dessen Rahmen wiederum am Arm 8 befestigt ist, sich selbst rund um den Drehpunkt bewegt.

Der bogenförmige Film 30 wird synchron mit der Drehung des Arms 8 aufgewickelt, so daß das durch den Spalt in der Röntgen­ strahlenquelle 31 austretende Strahlenbündel während des Auf­ wickelns den Film 30 bestreicht. Die synchronisierte Bewegung des Films wird in den Fig. 1 und 2 durch eine Riemenscheibe 12 erreicht, die auf der Welle 11 des Motors 13 befestigt ist, so­ wie durch einen Riemen oder Draht 14, auf der Welle 16 befestigten Rädern 15 und 17 und mit Hilfe eines Rads 27, das auf der Film­ achse 29 angebracht ist. Die exzentrische Riemenscheibe 12 ist dazu bestimmt, mit der kombinierten Rotations- und Translations­ bewegung übereinzustimmen, die durch die Rotationsplatte und die sich linear bewegende Platte erzeugt wird.

Der Erfindungsgedanke der oben offenbarten Konstruktion wird anhand der folgenden Ausführungen eingehender erläutert:

Eine Forderung an den zu verwirklichenden Mechanismus war, daß die abzulichtende Schicht in Form und Größe genau der Schicht in anatomischer Hinsicht entspricht. In früheren Untersuchungen wurden bereits die Form und Größe eines anatomisch genauen Schichtbilds herausgefunden. Für die Erfindung ist die funda­ mentale Beobachtung charakteristisch, daß die Bewegung des Drehpunkts, die der Bewegung der Röntgenröhre 31 und des Films 30 entspricht, durch eine reine lineare Hin- und Herbewegung ausgeführt werden kann, wie sie während der Aufnahme auftritt. Somit stellt die Bewegung der Röntgenröhre und des Films die Kombination einer fortwährenden Rotationsbewegung (4, 6) und einer hin- und hergehenden Linearbewegung (1, 3) dar. Diese lineare Bewegung (1, 3) wird mit Hilfe der exzentrischen Platte 6 ausgeführt, deren veränderlicher Radius so gewählt worden ist, daß die Kombination der Rotations- (4, 6)- und Translations (1, 3) -Bewegungen die zuvor erwähnte Objektschicht in anato­ misch genauer Form und Größe bildet und das Strahlenbündel so senkrecht wie möglich auf die abzulichtende Schicht trifft. Somit wird das Objekt als senkrechte Projektion auf dem Film abgelichtet, wodurch das Schichtbild in seinen Dimensionen äußerst genau ist und somit auch diagnostisch klarer und besser zu lesen ist.

Diese gewünschte Kombination der hin- und hergehenden linearen Bewegung und der Rotationsbewegung ist auch in der Praxis leicht durch einen zuverlässigen und einfachen Mechanismus zu verwirk­ lichen, wodurch ebenfalls in verhältnismäßig einfacher Weise eine bei Panorama-Tomographieillustrationen erforderliche mechanische Genauigkeit hinsichtlich Geschwindigkeiten und Beschleunigungen der Radiographiebewegungen erreicht wird.

In der Panorama-Tomographie-Radiographietechnik ist es wichtig, daß die Filmbewegung und die Rotations (4, 6)- und Translations (1, 3) -Bewegungen genauestens synchron zueinander verlaufen. Da die Rotationsbewegung (4, 6) der Röntgenröhre 31 mit Hilfe des genannten Mechanismus gegenüber ihrer linearen Bewegung (1, 3) synchronisiert wurde, mußte die Filmbewegung außerdem gegenüber den genannten Bewegungen synchronisiert werden, so daß alle Bewegungen des Mechanismus relativ zueinander synchronisiert wurden.

Bei dem offenbarten Mechanismus gemäß der Erfindung wird die Bewegung des Films 30 von der gleichen Welle 11 abgeleitet, wie die gemeinsame Rotationsbewegung (4, 6) der Röntgenröhre 31 und der Filmachse. Auf diese Weise sind die Bewegung des Films und die Rotationsbewegung (4, 6) relativ zueinander abgestimmt worden. Da der Schaft 11 mit Hilfe von Lagern an dem gemein­ samen Arm 8 der Röntgenröhre und der Filmachse befestigt worden ist, bleibt der Abstand der Welle 11 im Arm zum linear hin- und herbeweglichen Teil 3, 4 während der Rotationsbewegung konstant, so daß der Antrieb der Rotationsbewegung somit zwischen der Welle 11 und des sich linear bewegenden Teils mit Hilfe eines Riemens 9, Drahts, Getrieberäder oder in ähnlicher Weise ein­ gerichtet werden kann. Der Radius des Antriebsrads 12 verändert sich in bezug zur Antriebsrichtung des Drahts 14 in einer solchen Weise, daß die Geschwindigkeit des Films während der Aufnahme genau steuerbar ist, um exakt die gewünschte Schichtablichtung zu erhalten.

Die lineare Bewegung des Drehpunkts sieht somit gemäß der Er­ findung das zusätzliche Merkmal vor, daß der Bewegungsmechanismus des Films in einer sehr vorteilhaften Weise reguliert werden kann.

Das mit Hilfe der Erfindung geschaffene Riemengetriebe ist außerdem auch bei der Dämpfung von möglichen Vibrationen vor­ teilhaft, was wegen der Stetig- und Gleichförmigkeit der Bewegung wichtiger sein kann als die Genauigkeit des Bewegungswegs.

Da der Schaft 11 mit einer beträchtlich höheren, z. B. dreifachen Geschwindigkeit als der Tragarm gedreht werden kann, kann auch die Filmbewegung zufriedenstellend bezüglich der Genauigkeit und der gewünschten Geschwindigkeitsänderungen ausgeführt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann außerdem genausogut bei einem liegenden Patienten eingesetzt werden. In diesem Fall nimmt der Rahmenteil eine senkrechte Stellung ein und wird an einer senkrechten Säule entsprechend angehoben und abgesenkt.

Durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Antriebs­ welle 11 und Filmachse 29 kann die erfindungsgemäße Radiographie­ vorrichtung dazu verwendet werden, solche Formen der abzulichtenden Schicht herzustellen, die besser für Radiographien der Gesichts­ knochen und des Backen- und Stirnverlaufs geeignet wären als die Schicht, die für die Radiographie der Zähne bestimmt ist. Dies ist in der Tat ein zusätzlicher Vorteil, der teilweise zufällig eine Folge der Bewegung des Mechanismus gemäß der Erfindung ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Wechsel des Übersetzungsverhältnisses möglich ist, ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Diese Ausführungsform entspricht der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Vorrichtung mit Ausnahme der Über­ setzung von der Riemenscheibe 15 zur Filmachse 29. Auf der Welle 16 ist mit Hilfe von Lagern ein Y-förmiges Teil be­ festigt, das mit Hilfe des Zugarms 25 eines Solenoids 26 oder einer in ähnlicher Weise funktionierenden Einrichtung in zwei verschiedene Stellungen verschwenkbar ist. An diesem Y-förmigen Teil sind an den Achsen 19 und 22 die Zahnräder 20 und 21 be­ festigt, an denen wiederum die Zahnräder 23 und 24 gelagert sind. Bei der in Fig. 4 gezeigten Stellung wird die Rotations­ bewegung vom Getrieberad 17 zur Welle 29 des Filmhalters über die Zahnräder 20, 21 und 27 übertragen, während in der anderen Stellung der Antrieb von der Riemenscheibe 17 über die Zahn­ räder 23, 24 und 27 erfolgen würde.

Es ist selbstverständlich, daß die offenbarten Ausführungsformen im Rahmen des Erfindungsgedankens abänderbar sind. Mit Hilfe von zwei Getrieberädern kann jedoch ein billiger, einfacher und zur gleichen Zeit ausreichend genauer Bewegungsmechanismus er­ reicht werden. Wenn sich der Rahmenteil 1 in senkrechter Posi­ tion befindet, benötigt die Rotationsplatte lediglich eine Führungswand anstelle der Nut, da der Führungsbolzen 2, eine Schulter oder eine ähnliche Einrichtung im Rahmen 1 infolge der auf die beweglichen Teile einwirkenden Schwerkraft sich an der Führungswand abstützt.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Herstellung einer Panoramaröntgenaufnahme eines kieferartig gebogenen Objekts auf einem Röntgenfilm (30)
mit einem fest angeordneten Rahmenteil (1),
mit einem beweglich angeordneten Tragarm (8), an dessen ein­ ander gegenüberliegenden Enden eine Röntgenstrahlungsquelle (31) einerseits und ein Filmhalter für den Röntgenfilm (30) andererseits zu beiden Seiten des aufzunehmenden Objekts an­ geordnet sind,
mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer Rotationsbewegung des Tragarms (8) rund um das Objekt
sowie mit einer Einrichtung (12 bis 17, 27, 29) zum Bewegen des Röntgenfilms (30) mit einer Geschwindigkeit, die im we­ sentlichen die gleiche ist wie die Geschwindigkeit eines Punktes der Röntgenstrahlprojektion auf der Schicht des abzu­ bildenden Objekts multipliziert mit dem geometrischen Ver­ größerungsfaktor,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Trägerplatte (3) verschiebbar in dem Rahmenteil (1) für eine hin- und hergehende Linearbewegung in Richtung der Symmetrieachse des kieferartigen Bogens angeordnet ist,
daß die Trägerplatte (3) eine Lagereinrichtung (4, 5) auf­ weist, mittels der eine Führungsplatte (6) drehbar auf der Trägerplatte (3) angeordnet ist, wobei der Tragarm (8) und die Führungsplatte (6) für eine synchronisierte Rotation mit­ einander gekoppelt sind,
daß die Führungsplatte (6) mit einer Führungsfläche ausge­ stattet ist, die exzentrisch die Rotationsachse der Führungs­ platte (6) umgibt und derart ausgebildet ist, daß sie mit einer am Rahmenteil (1) befestigten Führungseinrichtung (2) zusammenwirkt, so daß eine Rotation des Tragarms (8) die Trä­ gerplatte (3) die Linearbewegung ausführen läßt, und
daß die Einrichtung (12 bis 17, 27, 29) zur Bewegung des Röntgenfilms (30) ein Bewegungskontrollteil (12) aufweist, das das Verhältnis zwischen der Filmgeschwindigkeit und der Drehgeschwindigkeit des Tragarms (8) in Abhängigkeit von der Linearbewegung der Trägerplatte (3) variiert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Führungsplatte (6) oder am Tragarm (8) eine drehbare Welle (11) angeordnet ist und daß zwischen dieser Welle (11) und der Trägerplatte (3) ein Getriebe (7, 9, 10) für eine Ro­ tationsbewegung der Führungsplatte (6) bezüglich zur Träger­ platte (3) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb der Welle (11) ein Elektromotor (13) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Welle (11) und der linear beweglichen Trä­ gerplatte (3) ein Riemenantrieb (9) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bewegung des Röntgenfilms (30) über die Welle (11) übertragbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (11) das Bewegungskontrollteil (12) angeordnet ist, an dessen Umfang ein Antrieb für die Bewegung des Röntgen­ films (30) über einen Riemen (14) oder dgl. vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis zwischen der Bewegung des Riemens (14) oder dgl. und der des Röntgenfilms (30) veränderbar ist.