DE3034717C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Computer- Tomographen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1, die aus der US-PS 40 51 379 bekannt sind.

Bei dem aus der US-PS 40 51 379 bekannten Computer- Tomographen wird die Patientenöffnung durch ein drehbar gelagertes, topfförmiges Bauteil gebildet, dessen offenes vorderes Ende zur Aufnahme des Kopfes eines Patienten dient und mit einer ringförmigen Anordnung verbunden ist, welche eine Röntgenstrahlenquelle und eine Röntgen­ strahlungsdetektoranordnung enthält. Am hinteren, geschlossenen Ende des topfförmigen Bauteils ist der umlaufende Teil einer Schleifringanordnung angebracht, welche zur Versorgung der Röntgenröhre mit Hochspannung dient und außerdem ein stationäres Gehäuse aufweist, das mit Transformatorenöl gefüllt ist.

Ein ähnlicher Computer-Tomograph ist aus der US-PS 40 66 901 bekannt. Auch hier ist die Patientenöffnung am hinteren Ende geschlossen und die Hochspannungsversorgung erfolgt durch eine Schleifringanordnung, die hinter dem geschlossenen Ende des die Patientenöffnung bildenden Bauteiles angeordnet ist.

Aus der DE-OS 26 06 534 ist ein Computer-Tomograph bekannt, welcher eine ringförmige, durchgehende Patientenöffnung aufweist, um die eine Röntgenröhre und ein dieser diametral gegenüberliegenden Strahlungsempfänger umlaufen. Über die Spannungsversorgung der Röntgenröhre werden keine näheren Angaben gemacht.

Schließlich ist aus der US-PS 40 93 859 ein Computer- Tomograph bekannt, der ein stationäres Bauteil und eine umlaufende Anordnung enthält, an der eine Röntgen­ strahlenquelle an eine Detektoranordnung angebracht sind. Das umlaufende Bauteil ist durch zwei längs der Drehachse beabstandete Sätze von Lagern gelagert. Zur Hochspannungsversorgung der Röntgenröhre und zur Signalübertragung dienen Schleifringe, welche in axialem Abstand von der Umlaufebene der Röntgenstrahlenquelle angeordnet sind. Wenn bei diesen bekannten Computer- Tomographen die Schleifringe in einem isolierenden Fluid angeordnet werden sollen, um die Gefahr der Bildung von Lichtbögen und von Überschlägen zu verringern, so müßte man ein relativ voluminöses und kompliziertes Gehäuse vorsehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungs­ gemäßen Computer-Tomographen anzugeben, der bei durchgehender Patientenöffnung ein raumsparendes, kompaktes, ein isolierendes Fluid enthaltendes Schleifringsystem zur Übertragung elektrischer Energie in oder von den umlaufenden Komponenten der Abtasteinheit aufweist.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Der vorliegende Computer-Tomograph zeichnet sich durch geringe axiale Abmessungen der drehbaren Vorrichtung und dadurch durch einen kompakten Aufbau aus.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Computer-Tomographen enthält die Lageranordnung für die drehbar gelagerte Vorrichtung ein ringförmiges Lager, welches die Patientenöffnung nahe dem von der Röntgenstrahlenquelle durchlaufenden Weg umgibt, und es ist eine Einrichtung vorgesehen, um die die Schleifringsysteme enthaltende ringförmige Kammer um eine Achse zu drehen, die die Drehachse der drehbar gelagerten Vorrichtung vorzugsweise senkrecht schneidet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des vorliegenden Computer-Tomographen enthält die elektrische Verbindung zwischen der Röntgenstrahlenquelle und dem an der drehbaren Vorrichtungen angebrachten Schleifring­ element ein Kabel. Die derart ausgeführte Leitung außerhalb der Kammer gewährleistet eine solche Isolationsfähigkeit bei geringerem Raumbedarf der Kammer.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der we­ sentlichen Bestandteile eines Computer-Tomographen;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Röntgenstrahlenquelle bei der Durchstrahlung eines Quer­ schnitts eines Patienten;

Fig. 3A eine vereinfachte Stirnansicht einer Abtasteinrichtung eines Computer-Tomographen;

Fig. 3B eine teilweise geschnittene Ansicht der in Fig. 3A dargestellten Abtasteinrichtung;

Fig. 4 eine vergrößerte Querschnittansicht eines Teiles der in Fig. 3B dargestellten Abtasteinrichtung;

Fig. 4A einen weiter vergrößerten Teil des in Fig. 4 dargestellten Querschnitts und

Fig. 5A bis 5C Schaltbilder für die Hoch­ spannungsversorgung einer Röntgenröhre eines Computertomographen.

Fig. 1 zeigt einen Computer-Tomographen 10 für die Untersuchung der inneren Struktur eines Patienten. Der Com­ puter-Tomograph enthält eine Abtasteinheit 12, eine Liege 16, eine Signalverarbeitungseinrichtung 20 und ein Bildgerät 22. Die Abtasteinheit 12 enthält ein Gehäuse 13, das das Röntgen­ gerät abdeckt und der Einheit ein gefälliges Aussehen ver­ leiht. Vor einer computer-tomographischen Abtastung wird die Liege 16 und ein auf ihr liegender Patient in eine Öffnung 14 im Gehäuse 13 geschoben. Eine in der Einheit vorgesehene Rönt­ genröhre wird dann in Betrieb gesetzt, so daß sie Röntgenstrah­ len emittiert, mit der der Patient durchleuchtet wird.

Die Abtasteinheit 12 kann um eine zum Erdboden parallele Achse 24 geschwenkt werden. Diese Bewegungsmöglichkeit erhöht die Flexibilität der Abtastung, ohne daß die Lage des Patienten hierfür geändert werden müßte. Die Einheit 12 ist für die Drehung um die Achse 24 an zwei Stützsäulen 23 gela­ gert. Die Drehung erfolgt durch einen Wechselstrommotor 25, ein rechtwinkliges Umlenkgetriebe und einen Schwenkhebel 27.

Die Intensität der durch den Patienten gefal­ lenen Röntgenstrahlen wird durch eine Reihe von Röntgenstrah­ lendetektoren gemessen, die entsprechende elektrische Sig­ nale liefern. Diese Signale, die die Dichte längs des betref­ fende Strahlenganges darstellen, werden von der Abtastein­ heit über eine elektrische Verbindung 15 der Signalverarbei­ tungseinrichtung 20 zugeführt. Die Signalverarbeitungseinrich­ tung verarbeitet diese Signale, wie es bei der Computer-Tomo­ graphie üblich ist, zu Signalen, die die Dichteverteilung im durchleuchteten Querschnitt des Patienten darstellen. Diese Signale werden von der Signalverarbeitungseinrichtung dem Bild­ gerät 22 zugeführt, das ein Bild des Patienten, d. h. der Dichte­ verteilung im durchleuchteten Querschnitt erzeugt.

In Fig. 2 ist schematisch eine Computer-Tomo­ graph-Röntgenstrahlenquelle 30 und eine Anordnung von Detek­ toren 32, die um die für die Aufnahme des Patienten dienende Öffnung 14 angeordnet sind, dargestellt. Die Röntgenstrahlen­ quelle 30 emittiert ein fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel, das durch einen Kollimator 34 fällt, der die Röntgenstrahlen zu einer Anzahl von einzelnen Bündeln formt. So fällt z. B. ein Röngenstrahlenbündel 33 durch die Patientenöffnung auf einen Detektor der kreisbogenförmigen Anordnung 32 aus Röntgenstrah­ lendetektoren. Die Detektoren befinden sich, wie dargestellt, auf der der Röntgenstrahlenquelle 30 gegenüberliegenden Sei­ te der Patientenöffnung und mindestens ein Teil von ihnen mißt daher die Intensität von Strahlung, die durch den Patien­ ten gefallen ist.

In Fig. 2 ist nur eine begrenzte Anzahl von Detektoren dargestellt, es gibt jedoch auch Computer-Tomogra­ phen mit einer sogenannten stationären Detektoranordnung, bei der die Patientenöffnung vollständig mit Detektoren umgeben ist. Die Röntgenstrahlendetektoren können daher stationär bleiben, während die Röntgenstrahlenquelle 30 um die Patien­ tenöffnung umläuft und den Patienten von einer Anzahl von ver­ schiedenen Positionen aus durchleuchtet. Bei den Detektoren handelt es sich um bekannte Vorrichtungen, die Röntgenstrah­ len in elektrische Signale umwandeln, die der Signalverar­ beitungseinrichtung 20 für die Erzeugung der tomographischen Darstellung zugeführt werden können.

Alle computertomographischen Rekonstruktions­ algorithmen erfordern, daß die Röntgenstrahlen von einer An­ zahl von verschiedenen Stellen aus durch den Patientenquer­ schnitt fällt, so daß Intensitätsdaten für Strahlen, die von verschiedenen Stellen ausgeht, erhalten werden. Mit diesen In­ tensitätsdaten von mehreren Stellen ist es möglich, eine Karte oder ein Bild der Dichteverteilung im Patientenquerschnitt zu rekonstruieren. Um diese Durchleuchtung von mehreren Stellen aus zu bewirken, ist bei der Abtasteinrichtung des vorliegen­ den Computer-Tomographen eine rotierende Anordnung oder Vorrich­ tung vorgesehen, die eine Röntgenstrahlenquelle 30 enthält und bezüglich der Röntgenstrahlendetektoranordnung 32 beweg­ lich ist oder synchron mit dieser umläuft.

Die Bewegung der Röntgenstrahlenquelle längs eines kreisförmigen Weges bringt Probleme hinsichtlich der elektrischen Energieversorgung mit sich, die durch die für die Röntgenröhre erforderlichen hohen Potentialdifferenzen kompliziert werden.

In den Fig. 3A und 3B ist ein Ausführungs­ beispiel einer neuen und verbesserten Einrichtung zur Computer- Tomographie angegeben, die die Übertragung der Spannungen oder Potentialdifferenzen zur Röntgenstrahlenquelle für die Rönt­ genstrahlenerzeugung erleichtert. Die dargestellte Einrich­ tung zur Computer-Tomographie enthält ein stationäres Gestell 40 (Brücke, Rahmen), eine rotierende Vorrichtung 42 und ein Röntgenröhren-Gehäuse 44. Im Betrieb läßt ein Riemengetriebe 48 die rotierende Vorrichtung in dem stationären Rahmen oder Gestell 40 um eine Achse 36 rotieren, so daß der interessie­ rende Querschnitt des Patienten, der sich in der Öffnung 42 befindet, von einer Anzahl von Stellen aus durchleuchtet wird, während die Röntgenstrahlenquelle 44 einen kreisförmigen Weg um die Achse 36 und um die Öffnung 42 beschreibt. Die ro­ tierende Vorrichtung enthält einen Rahmen 50, der an einem ring­ förmigen Teil der Vorrichtung durch acht Verbindungselemente 43 (siehe Fig. 3A) befestigt ist, die gleichmäßig um die Pa­ tientenöffnung 14 verteilt sind. Der Rahmen 50 trägt das die Röntgenröhre enthaltende Gehäuse 44 für die Umlaufbewegung um die Patientenöffnung 14.

Für den Betrieb der Röntgenröhre ist es erforderlich, eine hohe Potentialdifferenz zwischen der Kathode und der Anode der Röntgenröhre zu erzeugen. Bei einer Ausführungs­ form der Erfindung liegt diese Potentialdifferenz in der Grö­ ßenordnung von 150 000 Volt. Diese Potentialdifferenz wird durch ein positive und eine negative Eingangsspannung, die je­ weils in der Größenordnung von 75 000 Volt bezüglich Masse lie­ gen, erzeugt. Um die elektrische Energie zur Röntgenröhre zu übertragen, weist das stationäre Gestell 40 einen positiven und einen negativen Hochspannungsanschluß 46 bzw. 47 auf. Dem positiven Hochspannungsanschluß 46, der in Fig. 3B dargestellt ist, wird eine Eingangsspannung von +75 000 Volt von einer äuße­ ren Spannungsquelle zugeführt. Dem negativen Hochspannungsan­ schluß, der in Fig. 3B nicht dargestellt ist, wird eine nega­ tive Eingangsspannung von etwa 75 000 Volt zugeführt.

Die Anordnung enthält ferner positive und ne­ gative Schleifringteile 56 bzw. 58, denen die Eingangshochspan­ nungen zugeführt werden und die diese zur Speisung der Röntgen­ röhre vom stationären Gestell 40 auf die rotierende Vorrichtung 42 übertragen. Jeder Schleifring enthält einen ringförmigen Leiter, der konzentrisch um die Achse 36 angeordnet ist, sowie eine Bürste, die gegen den ringförmigen Leiter gedrückt ist und elektrischen Kontakt mit diesem macht. Bei der in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die kon­ zentrischen ringförmigen Leiter jeweils an der rotierenden oder umlaufenden Vorrichtung 42 angebracht, während die Bürsten an einer mit dem Gestell 40 verbundenen Halterung befestigt sind.

Selbstverständlich könnten auch die ringförmigen Leiter am Gestell 40 und die Bürsten an der rotierenden Vorrichtung 42 angeordnet sein. Die ringförmigen Leiter der Schleifringsy­ steme sind konzentrisch zur Achse 36 und drehen sich mit der Vorrichtung 42. Der erste, positive Schleifringteil 56 ent­ hält nur einen Schleifring, der mit dem positiven Anschluß 46 gekoppelt ist. Der zweite, negative Teil 58 enthält vier Schleifringe und ist für die Zuführung von mehr als nur einer negativen Eingangshochspannung bestimmt. Der Zweck dieses Mehr­ fach-Hochspannungs-Schleifringsystems besteht darin, die Er­ zeugung der Röntgenstrahlen durch Verwendung mehrerer Fokus­ sier- oder Gittereingangsspannungen steuern zu können.

Die auf die rotierende Vorrichtung 42 über­ tragenen Hochspannungen werden durch Kabel (die in Fig. 4 bei 120 dargestellt sind) zu zwei Hochspannungsanschlüssen 60 und 62 übertragen, die am Rahmen 50 angebracht sind. Dem ersten Anschluß 60 wird die positive Spannung und dem zweiten An­ schluß 62 die negative Spannung zugeführt. Von diesen Anschlüs­ sen werden die Hochspannungen der Anode (positive Hochspannung) bzw. der Kathode (negative Hochspannung) der rotierenden Rönt­ genröhre zugeführt.

Die mechanische Kopplung zwischen dem Gestell 40 und der rotierenden Vorrichtung 42 enthält einen Support 52, der durch ein geeignetes Verbindungselement 54, wie einen Schraubenbolzen mit Mutter, in radialem Abstand von der Pa­ tientenöffnung gehalten wird. Diese Halterung dient dazu, das stationäre Gestell 40 in seiner Position bezüglich des Patien­ ten zu halten und erlaubt, wie noch erläutert werden wird, daß der Support 52 und die rotierende Vorrichtung 42 um eine Achse 24 geschwenkt oder gekippt werden kann, welche senkrecht zur Achse 36 der Abtastbewegung des Computer-Tomographen (CT) verläuft. Wenn der Support 52 gekippt wird, während der Pa­ tient in einer horizontalen Lage verbleibt, fallen die Röntgen­ strahlen in einer von der Vertikalen abweichenden Richtung durch die Patientenöffnung, so daß sich eine größere Flexi­ bilität für die CT-Abtastung ergibt. Wenn beispielsweise der Support 52 um 20° um eine Achse senkrecht zur Abtastachse 36 gekippt wird, ist auch der durchleuchtete Querschnitt des Pa­ tienten um 20° bezüglich der Vertikalen gekippt.

Der Rahmen 50 und das Gehäuse 44 haben eine solche geometrische Konfiguration, daß die rotierende Vorrich­ tung 42 bezüglich der Abtastachse 36 gut ausgewuchtet ist. Der Rahmen 50 ist an einer dem Gehäuse 44 gegenüberliegenden Seite 51 viel breiter, so daß er das Gewicht des Gehäuses 44 und der in ihm enthaltenen Röhre kompensiert und eine symmetrische Massenverteilung um die Achse 36 gewährleistet.

Das stationäre, ringförmige Gestell 40 lagert die drehbare Vorrichtung 42 über eine ringförmige Lageran­ ordnung 64 (Fig. 4), die eine freie Umlaufbewegung oder Rota­ tion der Vorrichtung 42 um die Achse 36 ermöglicht. Die kom­ pakte Konstruktion der Einrichtung einschließlich der Anordnung des Lagers 64 und des beschriebenen ringförmigen Schleifring­ teils 58 nahe beieinander, d. h. im geringen Abstand längs der Drehachse 36 ermöglicht es, mit einem Lager für die rotieren­ de Vorrichtung auszukommen. Die Verwendung von nur einem ein­ zigen Lager und die bezüglich der Achse 36 kompakte Konstruk­ tion der Anordnung 42 ermöglicht es wiederum, die Anordnung 42 und den gesamten Körper des einzigen Lagers um einen relativ großen Winkel um die Achse 24 schwenken zu können, ohne daß dies durch die Liege 16 oder den Patienten behindert wird.

An der rotierenden Vorrichtung 42 ist ein kreisförmiger Co­ dierring 66 angeordnet. Dieser Codier­ ring 66 enthält eine Anzahl von in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeten Markierungen, die seine Winkellage angeben. Die Position des Codierringes bezüglich des statio­ nären Gestells 40 wird durch einen optischen Codierer 67 be­ stimmt. Auf diese Weise läßt sich die Position der Röntgen­ strahlenquelle während der Bestrahlung des Patienten zu jeder Zeit genau feststellen. Die Positionsdaten werden mit den In­ tensitätswerten von der Röntgenstrahlendetektoranordnung korreliert und finden in bekannter Weise im Rekonstruktions­ algorithmus Verwendung.

Die Fig. 5A bis 5C zeigen drei verschiedene Eingangs- oder Versorgungsschaltungen für die Speisung einer Röntgenröhre. Dargestellt sind jeweils eine Anode 70 und eine Kathode 72, die mit Hochspannungseingangsanschlüssen gekoppelt sind. Es ist eine Anzahl solcher Eingänge gezeigt.

Bei einer Einfachfokus-Röntgenröhre (Fig. 5A) werden drei Hochspannungseingänge benötigt. Ein erster Eingang 76 ist für die positive Hochspannung für die Anode der Rönt­ genröhre vorgesehen und wird bei dem bevorzugten Ausführungs­ beispiel der Erfindung durch den ersten positiven Teil 56 des Schleifringsystems übertragen. Zwei negative Eingänge 78 und 80 dienen zur Speisung der Kathode 72 und werden bei der be­ vorzugten Ausführungsform durch den zweiten Teil 58 des Schleif­ ringsystems übertragen. Durch einen Transformator 82 wird ein Heizstrom für die Kathode oder den Heizfaden der Röntgenröhre erzeugt, der bewirkt, daß die Kathode thermisch Elektronen emittiert, die durch die hohe Potentialdifferenz zur Anode 70 beschleunigt werden.

Fig. 5B zeigt eine Doppelfokus-Röntgenröhre. Für die Kathode 72 der Röntgenröhre sind hier drei negative Hochspannungseingänge 86 bis 88 vorgesehen. Durch Steuerung der Spannungen an einer Primärwicklung des Transformators 82 ist es möglich, die Eingangshochspannungen 86 bis 88 zu steuern und die Röntgenstrahlen in einem Maße zu beeinflussen, wie es bei der Einfach-Fokusröhre nicht möglich ist.

In Fig. 5C ist eine Röntgenröhre dargestellt, welche eine Steuerelektrode enthält. Für diese Röhre sind ein positiver Hochspannungseingang 76 und drei negative Hochspan­ nungseingänge 90 bis 92 vorgesehen. Die Eingänge 90 und 91 die­ nen zur Übertragung einer Spannung von der Sekundärseite des Transformators 82. Der dritte Eingang 92 ist für die Steuer­ spannung an der Steuerelektrode 94 der Röntgenröhre vorge­ sehen. Durch Steuerung des Potentials an der Steuerelektrode der Röhre läßt sich der Elektronenfluß zur Anode ebenfalls in einer Weise steuern, die bei der Einfach-Fokusröhre nicht zur Verfügung steht.

Aus den Fig. 5A bis 5C ist ersichtlich, daß für die Speisung bzw. Steuerung einer Einfachfokus-, einer Doppelfokus- und einer mit einer Steuerelektrode versehenen, gittergesteuerten Röntgenröhre mehrere negative Hochspannungs­ eingänge vorgesehen werden müssen. Der zweite, negative Teil 58 des Schleifringsystems (Fig. 3B) enthält zu diesem Zweck daher mehrere Schleifringe. Bei der bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung sind vier Schleifringe vorgesehen, so daß man hinsichtlich der Konstruktion der CT-Abtasteinrichtung flexibel ist. Die diesen Schleifringen zugeführten Spannungen liegen viele tausend Volt unter dem Massepotential, ihre Werte unterscheiden sich jedoch nur durch relativ kleine Beträge. Bei einer Einfach-Fokusröntgenröhre braucht der Spannungs­ unterschied zwischen den beiden Eingängen 78 und 80 z. B. nur so groß zu sein, daß der erforderliche Heizstrom durch die Kathode der Röntgenröhre fließt.

Fig. 4 zeigt einen mehr ins einzelne gehen­ den Querschnitt der in Fig. 3B dargestellten Schleifringanord­ nung. In der letzterwähnten Figur sind das Gehäuse 44 für die Röntgenröhre und die rotierende Vorrichtung 42 darge­ stellt, die durch das Lager 64 innerhalb des stationären Ge­ stelles 40 gelagert sind. Der in Fig. 4 dargestellte Querschnitt zeigt zusätzliche Einzelheiten.

Das erste Schleifringsystem 56 in Fig. 4 führt eine positive Hochspannung für die Röntgenröhre, wäh­ rend das zweite Schleifringsystem 58 vier verschiedene Schleif­ ringe zur Zuführung der negativen Hochspannungen zur Röntgen­ röhre enthält, wie oben erläutert worden ist. Sowohl das erste Schleifringsystem 56 als auch das zweite Schleifringsystem 58 sind in einer elektrisch isolierenden Flüssigkeit, wie einem Ölbad, angeordnet, das sich in einem Hohlraum 112 befindet. Das Isoliermittel, wie Öl, verhindert Überschläge zwischen den Hochspannung führenden Teilen des Schleifringsystems und an­ deren Teilen des CT-Gerätes, durch die sowohl die Steuerschal­ tung als auch die Röntgenröhre beschädigt werden könnten.

Der an diesen Hohlraum 112 angrenzende Teil des stationären Gestells 40 ist vorzugsweise eine Aluminium­ konstruktion, während der an den Hohlraum angrenzende Teil der rotierenden Vorrichtung aus einer Kunststoffkonstruktion be­ steht. Diese leichten Werkstoffe gewährleisten, daß die Ein­ richtung leicht gekippt werden kann und die aus Kunststoff be­ stehenden umlaufenden Teile lassen sich durch das Riemenge­ triebe leicht drehen.

Das Austreten des dielektrischen Fluids, wie Öl, aus dem Hohlraum 112 wird durch vier elastomere oder gummielastische Dichtungen 114 bis 117 verhindert. Diese Dich­ tungen sind im nichtumlaufenden Gestell 40 angebracht und wer­ den durch Federelemente 118 gegen die rotierende Vorrichtung gedrückt. Wenn die rotierende Vorrichtung sich bezüglich des stationären Gestelles dreht, werden die Dichtungen durch die Federn in fluiddichtem Kontakt mit den rotierenden Teilen ge­ halten. Der Übertragungsweg der positiven Hochspannung ist in Fig. 4 klar zu sehen. Die dem Hochspannungsan­ schluß 46, z. B. einer Steckbuchse, zugeführte Hochspannung (typischerweise 75 kV) wird über das erste Schleifringsystem 56 und ein anschließendes Hochspannungskabel 120 dem beispiels­ weise aus einer Buchse bestehenden zweiten Hochspannungsan­ schluß 60 zugeführt, der an der rotierenden Vorrichtung ange­ bracht und zum Anschluß der Anode der Röntgenröhre vorgesehen ist. Die Hochspannung fließt über eine Bürste, die durch eine Feder gegen den Schleifring gedrückt wird, um den erforderlichen Kontakt zwischen der Bürste und dem rotierenden Schleifring aufrecht zu erhalten. Das Hochspannungskabel zwischen dem Schleifringsystem 56 und dem Anschluß 60 kann ein genormtes, handelsübliches Röntgengerät-Hochspannungskabel sein und ver­ läuft durch eine Bohrung oder Ausnehmung, die im Kunststoff­ teil der rotierenden Vorrichtung vorgesehen ist.

Der zweite Teil 58 des Schleifringsystems enthält vier drehbare Schleifringe 122 bis 125 zur Übertragung von vier negativen Hochspannungen zur Röntgenröhre. Dieser zweite Teil 58 des Schleifringsystems ist in Fig. 4a genauer dargestellt. Wie ersichtlich, macht mit jedem drehbaren Schleif­ ring eine an ihn angedrückte Kohle oder Bürste 127 Kontakt, die ihrerseits mit einem elektrischen Kontakt und einem Gehäuse 126 verbunden ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wurde eine Einfach-Fokusröhre verwendet und es werden daher nur zwei negative Hochspannungseingänge 128, 129 benötigt, die anderen beiden bleiben in Reserve für den Fall, daß andere Röhrentypen verwendet werden sollen.

An einer von der Hochspannungs-Schleifring­ anordnung entfernten Stelle ist eine Anzahl von Niederspannungs­ schleifringen 130 bis 135 angeordnet, die zur Übertragung von elektrischen Signalen niedriger Spannung vom stationären Ge­ stell zur rotierenden Vorrichtung dienen. Da diese Schleifringe niedrige Spannungen übertragen, brauchen sie nicht in einem Ölbad angeordnet zu sein, um die elektrische Isolation zu ge­ währleisten. Für Zwecke der Erläuterung sind nur sechs Schleif­ ringe dargestellt, bei einer bevorzugten Ausführungsform einer kommerziellen CT-Einheit werden dagegen sechszehn verwendet. Drei der Niederspannungseingänge dienen zur Stromversorgung eines Motors, der in der rotierenden Vorrichtung 42 angeordnet ist und die Anode der Röntgenröhre durch Drehen kühlt. Drei weitere Nieder­ spannungsschleifringe dienen als Rückleitungs- oder Massean­ schluß. Vier weitere Niederspannungsschleifringe dienen als Wechselspannungseingänge für verschiedene Zwecke. Diese Ein­ gänge dienen z. B. zur Betätigung einer Anzahl von Spulen, So­ lenoiden oder Antriebsmagneten, welche in der Vorrichtung 42 vorgesehen sind und durch Wechselspannungssignale gespeist werden müssen.

Fünf der verbleibenden Schleifringe dienen zur Überwachung und Steuerung des Zustandes von drei Schal­ tern, welche an der rotierenden Vorrichtung angebracht sind und einen Verschluß, ein Filter bzw. den Kollimator betätigen. Die Funktion dieser drei Komponenten muß bei dem CT-Abbildungs­ prozeß mit der Röntgenstrahlenerzeugung koordiniert werden. Über einen dieser fünf Eingänge wird eine Frequenz, die einer Referenzintensität proportional ist, von der rotierenden Vor­ richtung 42 zur stationären Abbildungselektronikeinheit 20 übertragen. Zwei der verbleibenden vier Eingänge dienen zur Übertragung von Synchronisations- und Taktsignalen. Die rest­ lichen beiden Schleifringe dienen zur Sendung und zum Empfang digitaler Daten von einer Multiplexplatine, welche den Zustand der drei Schalter steuert und überwacht.

Da Schleifringe vorhanden sind, jedoch nur die Funktion von 15 Eingängen bzw. Kanälen beschrieben worden sind, hat also einer der Schleifringe bei dieser Konstruk­ tion keine Funktion und steht für evtl. spätere Erweiterungen und Abwandlungen zur Verfügung.

Claims (6)

1. Computer-Tomograph mit

• - einem Gestell (40),
• - einer im Gestell (40) durch eine Lageranordnung (64) drehbar gelagerten Vorrichtung (42), welche eine Öffnung (14) zur Aufnahme eines Teiles eines Patienten aufweist, bezüglich des Gestells um eine durch die Öffnung gehende erste Achse (36) drehbar ist und eine Röntgenstrahlenquelle (44) enthält, die beim Drehen der Vorrichtung einen kreisförmigen Weg um die Öffnung (14) durchläuft,
• - Schleifringsystemen (56, 58), die in einem isolierenden Fluid angeordnet sind und jeweils einen ringförmigen, bezüglich der Achse (36) konzentrischen Leiter (122-125) und eine Bürste (127) enthalten, wobei das eine dieser Elemente (Leiter oder Bürste) an der drehbaren Vorrichtung angebracht und mit der Röntgenstrahlenquelle verbunden ist, während das andere dieser Elemente (Bürste oder Leiter) am Gestell angebracht und mit einem Hochspannungs­ anschluß (128, 190) verbunden ist, und
• - einem Antrieb (48) zum Drehen der Vorrichtung (42),

dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifringsysteme (56, 58) in einer ringförmigen Kammer (112) angeordnet sind, die die zur Aufnahme des Patienten dienende Öffnung (14) nahe dem von der Röntgen­ strahlenquelle (44) durchlaufenden Weg umgibt, durch entsprechende ringförmige, gegeneinander abgedichtete Teile des Gestells (40) und der drehbaren Vorrichtung (42) gebildet ist und das isolierende Fluid enthält, in dem die Schleifringsysteme (56, 58) angeordnet sind, und daß die Patientenöffnung (14) durchgehend ist.

2. Computer-Tomograph nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lageranordnung (64) ein ringförmiges Lager enthält, welche die Patientenöffnung (14) nahe dem von der Röntgenstrahlenquelle (44) durchlaufenen Weg umgibt, und daß eine Einrichtung (25, 26, 27) vorgesehen ist, um die Kammer (112) um eine zweite Achse (24), die die erste Achse (36) schneidet, zu kippen.

3. Computer-Tomograph nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Achse (24) im wesentlichen senkrecht zur ersten Achse (36) verläuft.

4. Computer-Tomograph nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung zwischen der Röntgenstrahlenquelle (44) und dem an der drehbaren Vorrichtung (42) angebrachten Schleifringelement ein Kabel (120) enthält.

5. Computer-Tomograph nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Fluid in der Kammer (112) Öl enthält.