DE2750551C2

DE2750551C2 - Computertomograph

Info

Publication number: DE2750551C2
Application number: DE2750551A
Authority: DE
Inventors: Heinz Ing.(grad.) 8520 Buckenhof Baumann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-11-11
Filing date: 1977-11-11
Publication date: 1985-11-21
Also published as: FR2408968A1; GB2007938A; GB2007938B; DE2750551A1; FR2408968B1; US4368535A

Description

Die Erfindung betrifft einen Computertomographen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Ein Computertomograph dieser Art ist in der US-PS 40 51 378 beschrieben. Dabei ist der Hochspannungstransformator stationär angeordnet und die Hochspannung ist zur Röntgenröhre über Hochspannungskabel geführt. In der Hochspannungsleitung liegt eine Schleifringanordnung als rotierende Stromkupplung, so daß eine schnelle Bewegung der Röntgenröhre zur Abtastung eines Aufnahmeobjektes und damit eine kurze Bildaufbauzeit möglich ist.

Bei der bekannten Spannungsversorgungseinrichtung ist die Zuführung von Hochspannung zu der Röntgenröhre jedoch technisch sehr schwer zu beherrschen, da die Hochspannung über die Schleifringanordnung geführt ist. Ferner sind die rrit der Röntgenröhre rotierenden Hochspannungkabel relativ lang.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Computertomographen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches so weiterzubilden, daß unter Beibehaltung der schnellen Abtastung der Aufbau einfach und raumsparend ist.

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches angegebene Ausbildung gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Röntgenschichtgerät können die zur Röntgenröhre führenden Hochspannungsleitungen sehr kurz gehalten werden, da sie in demselben Kessel wie der Hochspannungsgleichrichter liegen. Die Kupplung zwischen den Generatorteilen, die auf dem Drehgestell angeordnet sind, und der Energiezuführungseinrichtung kann beispielsweise über eine Niederspannungs-Bürsten-Schleifringanordnung erfolgen. Bei der Bewegung der Röntgenstrahlenquelle brauchen daher keine schweren Kabel mitbewegt zu werden, so daß sehr kurze Bildaufbauzeiten möglich sind. Aufgrund der geerdeten Anode der Röntgenröhre ist ein Strahlenaustritt am Ende des Röntgenröhrengehäuses bei klein ausgebildetem Rön'genröhrengehäuse möglich, was bei einem Röntgenschichtgerät der erfindungsgemäßen Art einen günstigen mechanischen Aufbau ergibt.

Eintankgeneratoren sind durch die DE-AS 10 29 948 bekannt. Ferner ist es bekannt, einen Röntgengenerator mit Mittelfrequenz zu betreiben sowie die Anode der Röntgenröhre mit Masse zu verbinden. Diese Merkmale sind bei Computertomograpiien jedoch nicht Stand der Technik.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei.spiclcs näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines C'ompulertomographen,

Fig.2 eine Ansicht des Coniputcrtomographcn gemäß F i g. 1 in Richtung des Pfeiles II,
F ig. 3 einen Schnitt nach der Linie IN-111 in Fig. 1.
Fig.4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig.2, und

F i g. 5 und 6 Schaltbilder zur Erläuterung der F i g. 1 bis 4.

Der in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Computerlomograph besitzt einen kreisringförmig ausgebildeten Strahlungsempfänger 1, welcher aus einer Reihe von Detektorelementen besteht. Er umschließt eine Röntgenröhre 2 und einen Kollimator 3, welche an einem Drehrahmen 4 befestigt sind. Der Drehrahmen 4 ist mit der Röntgenröhre 2 und dem Kollimator 3, dessen Lamellen auf den Fokus 5 der Röntgenröhre 2 ausgerichtet sind, um die Achse 6 des Strahlungsempfängers 1 drehbar. Der Strahlungsempfänger 1 ist an einem Meßwertumforme; 7 angeschlossen, welcher aus den während einer Drehung der Röntgenröhre 2 um einen Winkel von 360° erzeugten Ausgangssignalen der Detektorclcmente des Strahlungsempfängers 1 die Absorptionswerte vorbestimmter Punkte einer Querschicht eines auf einer Liege 8 liegenden Patienten berechnet. Zur Formung des den Patienten durchstrahlenden Rönlgcnstrahlbündels ist an der Röntgenröhre 2 ein Kollimator 9 befestigt, welcher ein fächerförmiges Röntgenslrahlenbündel 10 einblendet, dessen Ausdehnung so gewählt ist daß es die gesamte zu untersuchende Querschicht eines auf der Liege 8 liegenden Patienten durchsetzt und daß seine Abmessung senkrecht zu dieser Schicht gleich der Schichtstärke ist. Die vom Meßwertumformer 7 berechneten Absorptionswerte werden als Querschichtbild in Form von Grauwerten auf einem Sichtgerät 11 wiedergegeben. Der Meßwertumformer 7 und das Sichtgerät 11 sind der Einfachheit halber nur in der Fig. 1 dargestellt.

Aus dem Schaltbild gemäß Fig.5 geht hervor, daß die Röntgenröhre 2 an einem Hochspannungsgleichrichter 12 angeschlossen ist, welcher von einem Hochspannungstransformator 13 gespeist wird. Die Primärenergie wird dem Hochspannungstransformator 13 von einem Wechselrichter 14 zugeführt, der über einen ein LC-GIied enthaltenden Gleichspannungszwischenkreis 15 von einem Netzgleichrichter 16 gespeist wird. Dem Netzgleichrichter 16 ist noch ein Netzangleichglicd 17 vorgeschaltet. Die Frequenz des Wechselrichters 14 ist eine Mittelfrequenz im kHz-Bereich. Der Hochspannungstransformator 13 kann deshalb leicht und klein ausgebildet werden.
Die Bauelemente 2 und 12 bis 15 sind gemäß Fig. 3 am Drehrahmen 4 befestigt. Der Hochspannungstransformator 13 mit dem Hochspannungsgleichrichter 12 und die Röntgenröhre 2 sind dabei im Raum 22 angeordnet, während die Bauelemente 14, 15 im Raum 23 liegen. Die Energiezuführung zum Gleichspannungszwischenkreis 15 erfolgt über eine Bürsten-Schleil'ringanordnung 24. Die Bauelemente 2,12,13,14,15 rotieren also bei der Rotation des Drehrahmens 4 mit. Bei dieser Rotation müssen keinerlei schwere Kabel bewcet wer-

den, so daß die Rotation sehr schnell erfolgen kann. Aufgrund der Ausbildung des Röntgengenerators gemäß F i g. 5 als Mitieifrequenzgenerator ergibt sich ein besonders leichter und raumsparender Aufbau, der eine sehr kurze Abiastzeit ermöglicht.

In der Fi g. 6 sind die Schaltbilder der Röntgenröhre 2, des Hochspannungsgleichrichters 12 und des Hochspannungstransformators 13 gezeigt. Die Anode der Röntgenröhre 2 ist mit dem Gehäuse 25 verbunden, d. h. an Masse gelegt. Die Verbindungsleitungen zwischen der Röntgenröhre 2 und dem Hochspannungsgleichrichter 12 liegen ebenfalls in Öl im Gehäuse 25.

Da die Anode der Röntgenröhre 2 an Masse gelegt ist, kann die Röntgenröhre 2 mit ihrem anodenseitigen Ende sehr nahe an die Wandung des Gehäuses 25 herangerückt werden, so daß durch die Nähe der Strahlenaustrittsöffnung an der Gehäusewand günstige Voraussetzungen für den konstruktiven Aufbau gemäß den F i g. 1 und 4 gegeben sind. Insbesondere ist rs möglich, die anodenseitige Zuleitung 31 der Röntgenröhre 2 sehr nahe an der in den F i g. 1 und 4 oben liegenden Wandung 25a des Gehäuses 25 zu verlegen, so daß der Abstand zwischen der Röntgenröhre 2 und dem jeweils empfangenden Teil des Strahlungsempfängers 1 groß und damit der Öffnungswinkel des Strahlenbündels 10 klein gehalten werden kann. Der Abstand zwischen der kathodenseitigen Zuleitung der Röntgenröhre 2 und der Wandung des Gehäuses 25 kann aufgrund der Anordnung der Röntgenröhre 2 ausreichend groß gehalten werden.

Die Erdung der Anode der Röntgenröhre 2 hai über den Vorteil, daß Röntgenschichtgerät konstruktiv günstig aufbauen zu können, hinaus noch folgende Vorteile: Bei Verwendung einer Röntgenröhre in Drehanodenausführung kann wegen der geerdeten Anode der Luftspalt zwischen Stator und Rotor sehr klein gehalten werden. Zwischen dem an Masse liegenden Stator und dem Rotor tritt nämlich praktisch keine Potentialdifferenz auf. Dies ergibt günstige Antriebseigenschaften und eine gute Wärmeabfuhr.

Wird eine Röntgenröhre in Festanodenausführung verwendet, so besteht die Möglichkeit, zur Erzielung guter Kühlungseigenschaften einen wasserdurchströmten Anodenblock vorzusehen. Zwischen der Wasserleitung und der Anode tritt nämlich auch in diesem Fall keine Potentialdifferenz auf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Computertomograph mit einer an einem Drehrahmen (4) befestigten Röntgenröhre (2), und einem zur Energieübertragung zwischen einer feststehenden Energiezuführungseinrichtung und dem Drehrahmen (4) vorgesehenen rotierenden Stromkupplung (24) , dadurch gekennzeichnet, daß ein den Hochspannungstransformator mit einer im kHz-Bereich liegenden Frequenz speisender Wechselrichter (14) vorhanden ist, daß zumindest der Hochspannungstransformator (13) und der Hochspannungsgleichrichter (12) des Röntgengenerators (12 bis 17) zusammen mit der Röntgenröhre (2) in einem am Drehrahmen (4) befestigten, öl^efüllten Gehäuse (25) angeordnet sind und daß die Anode der Röntgenröhre (2) an Masse liegt

2. Computertomograph nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenröhre (2) mit ihrem anodenseitigen Ende nahe an der Wandung des Gehäuses (25) angeordnet ist.