DE3035436A1

DE3035436A1 - Zahnaerztliche roentgenvorrichtung zum herstellen von roentgenaufnahmen des gesamten kiefers

Info

Publication number: DE3035436A1
Application number: DE19803035436
Authority: DE
Inventors: Shuhei Shiga Furuichi; Masakazu Kyoto Suzuki
Original assignee: J Morita Manufaturing Corp
Current assignee: J Morita Manufaturing Corp
Priority date: 1979-09-20
Filing date: 1980-09-19
Publication date: 1981-04-09
Also published as: US4340971A; FI802928A; JPS5645644A; JPS5945383B2; FI69712C; DE3035436C2; FI69712B

Description

PAF-1017

Kabushiki Kaisha Morita Seisakusho

680 Higashihama Minami-machi, Fushimi-ku

Kyoto-shi, Japan

Zahnärztliche Röntgenvorrichtung zum Herstellen von Röntgenaufnahmen des gesamten Kiefers

Die Erfindung betrifft eine zahnärztliche Röntgenvorrichtung zum Herstellen von Röntgenaufnahmen des gesamten Kiefers mit einem waagrechten Schwenkarm, an dessen einem Ende ein Röntgenstrahlgenerator und °än dessen anderem Ende ein Röntgenfilmkassettenhalter derart einander gegenüberstehend angeordnet sind, daß ein Objekt (der Kopf des Patienten) zwischen den Röntgenstrahlgenerator und den Kassettenhalter zu liegen kommt, einem Armantriebsmotor zum Verschwenken des Schwenkarms und einem auf der Seite des Röntgenfilmkassettenhalters sitzenden Filmvorschubmotor für den Transport des Röntgenfilms.

Zahnärztliche Untersuchungen unter Anwendung der Tomo graphie einer gekrümmten Fläche haben im Rahmen der Den- talbehandlung in den letzten Jahren eine wichtige Rolle gespielt. Weil eine auf diese Weise erhaltene Röntgenaufnahme im Idealfall deutlich, scharf und verzerrungsfrei ist, ist sie zu einem unentbehrlichen Hilfsmittel fUr ei-

130015/0898

303543S

- 6 -ne gegen Fehldiagnose geschützte Behandlung geworden.

Die meisten konventionellen Röntgenvorrichtungen zum Herstellen von Röntgenaufnahmen des gesamten Kiefers erlauben jedoch nur eine mangelhafte Umsetzung der theoretisch geklärten Tomographie einer gekrümmten Fläche in die Praxis. Insbesondere sind die meisten bekannten Vorrichtungen so aufgebaut, daß zur Gewinnung der gewünschten Panoramaröntgenaufnahme die auf ein Objekt auffallende Menge an Röntgenstrahlen gesteuert wird, indem über eine Gruppe von untereinander mechanisch verbundenen Teilen der
Vorrichtung die Schwenkgeschwindigkeit des Röntgenstrahlgenerators und die Vorschubgeschwindigkeit des Röntgenfilms synchron geändert werden. Das heißt, es wird auf
mechanischem Wege für eine Synchronsteuerung der Schwenkgeschwindigkeit des Röntgenstrahlgenerators und der FiImvorschubgeschwincligkeit gesorgt, um gekrümmte Flächen
tomographisch zu erfassen. ·

Vorrichtungen der vorstehend genannten Art haben es zwar
ermöglicht, durch Tomographie einer gekrümmten Fläche Panoramaröntgenaufnahmen des gesamten Kiefers herzustellen. Beschränkungen der mechanischen Glieder haben es jedoch schwierig gemacht, Verzerrungen auszuschließen und bei den erhaltenen Aufnahmen fUr eine gleichförmige Dichte
(Schwärzung) zu sorgen. Wurde eine tomographische Aufnahme einer gekrümmten Fläche gemacht, indem auf mechanische

130015/0898

Weise die Filmvorschubgeschwindigkeit in Synchronismus mit der Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkarms gesteuert wurde, war es schwierig oder nahezu unmöglich, Bildverzerrungen und Ungleichförmigkeiten in der Schwärzung des Bildes zu vermeiden. Dies gilt insbesondere für Rönjtgenbilder des vorderen Kieferbereichs. Es erwies sich nicht nur als unmöglich, Schärfeverluste des Bildes, verursacht durch unzureichende Dichte des Röntgenbildes auf Grund des Vorhandenseins der Halswirbel, auszuschließen, sondern es kam auch zu ungleichmäßigen Vergrößerungsmaßstäben für die Bilder der einzelnen Zähne des Zahnbogens.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Mängel von konventionellen zahnärztlichen Panoramaröntgenvorrichtungen auszuräumen und eine Vorrichtung zu schaffen, die es erlaubt, Panoramaröntgenaufnahmen von verbesserter Qualität herzustellen. Die zahnärztliche Röntgenvorrichtung soll dem 'Zahnarzt eine exakte Diagnose erlauben.

Es wurde bereits vorgeschlagen, bei einer zahnärztlichen Röntgenvorrichtung zum Herstellen von Röntgenaufnahmen des gesamten Kiefers einen Antriebsmotor zum Verschwenken des Schwenkarms und einen davon unabhängigen Motor für " den Transport des Röntgenfilms vorzusehen und die Filmvorschubgeschwindigkeit unabhängig von der Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkarms zu steuern. Mit der vorlie-

1 3001 S/0898

genden Erfindung wird eine solche Vorrichtung weiter verbessert. Erfindungsgemäß wird auch die Schwenkgeschwindigkeit des waagrechten Schwenkarms in Abhängigkeit von der jeweiligen Schwenklage des Arms geändert. Dabei läßt sich die Drehzahl des Filmvorschubmotors in Synchronismus mit oder unabhängig von dem Armantriebsmotor steuern oder regeln.

Die Erfindung bietet insbesondere die folgenden Vorteile:

(1) Verbesserungen hinsichtlich der Effizienz der Herstellung von Panoramaröntgenaufnahmen des gesamten Kiefers:

Eine in hohem Maße wirkungsvolle Steuerung oder Regelung der auffallenden Menge an Röntgenstrahlen wird durch Beeinflussung sowohl der Filmvorschubgeschwindigkeit als auch der Schwenkgeschwindigkeit des waagrechten Schwenkarms möglich·, weil nicht nur die Filmvorschubgeschwindigkeit, sondern auch die Drehzahl des Armantriebsmotors in Abhängigkeit von der jeweiligen Schwenklage des Arms vorgegeben werden kann.

(2) Herstellung von klaren und scharfen Röntgenaufnahmen: Es kann eine Röntgenaufnahme mit gleichförmiger Schwärzung erhalten werden, indem die Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkarms im Bereich des Zahnbogens des Patienten gesteuert oder geregelt wird, indem ferner die Filmvorschubgeschwindigkeit durch elektrische Mit-

130015/0898

tel synchron mit oder unabhängig von der Schwenkgeschwindigkeit des Arms geändert wird, und indem die Menge der auf den Zahnbogen des Patienten auffallenden Röntgenstrahlen entsprechend vorgegeben wird. Insbesondere gestattet es eine von der Schwenkgeschwindigkeit des Arms unabhängige Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit des Röntgenfilms für klare und scharfe Röntgenaufnahmen zu sorgen, die eine gleichmäßige Schwärzung haben und frei von unerwünschten Einflüssen auf Grund des Vorhandenseins der Halswirbel sind. Dies gilt insbesondere auch für Aufnahmen im Bereich der vorderen Zähne.

(3) Herstellung von Röntgenaufnahmen in beliebigem Vergrößerungsmaßstab:

Der Grad der longitudinalen Vergrößerung eines Objektbildes wird bei einer Panoramaröntgenaufnahme durch die relative- Position (insbesondere den relativen Abstand) einer Röntgenstrahlenquelle, eines Objekts und eines Röntgenfilms bestimmt, während sich der Grad der Vergrößerung in Seitenrichtung aus den vorstehend genannten Größen und der Filmvorschubgeschwindigkei.t ergibt. Eine unabhängige Beeinflussung der Relativlage von Röntgenstrahlenquelle, Objekt und Röntgenfilm mit Bezug aufeinander oder der Filmvorschubgeschwindigkeit und der Schwenkgeschwindxgkeit des Arms gestattet daher die Herstellung von Röntgenaufnahmen mit gleichmäßigem Vergrößerungsfaktor ebenso wie die

13001S/0898

Anfertigung von Röntgenaufnahmen, bei denen ein gewünschter Bereich des Zahnbogens gewollt mit im Vergleich zu anderen Bereichen erhöhter Vergrößerung aufgenommen wird. Der Zahnarzt kann sich auf diese Weise nicht nur gegen Fehldiagnosen schützen, sondern umgekehrt auch mit Leichtigkeit eine exakte Diagnose vor-. nehmen.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 im Aufriß eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Röntgenvorrichtung zum Herstellen von Panoramaaufnahmen des gesamten Kiefers,

Fig. 2 eine Draufsicht, welche die gegenseitige Lage des Rotationszentrums des Schwenkarms und der Nockenplatten gemäß Fig.. 1 erkennen läßt,

Fig. 3 eine einen wesentlichen Teil der Röntgenvorrichtung bildende Schaltungsanordnung zum Beeinflussen der Drehzahl des Antriebsmotors des Schwenkarms, *

Fig. 4 Kurvenverläufe der an verschiedenen Punkten

130015/0898

der Schaltung nach Fig. 3 auftretenden Signale,

Fig. 5 ein Schaltbild einer Schaltungsanord

nung zum Synchronisieren des Filmvorschubmotors mit dem Armantriebsmotor und zum Steuern der Drehzahl des FiImvorschubmotors,

Fig. 6 Kurvenverläufe der an verschiedenen

Punkten der Schaltung nach Fig. 5 auftretenden Signale,

Fig. 7 Kurvenverläufe verschiedener Signale

für den Fall, daß der Filmvorschubmotor unabhängig von dem Armantriebsmotor mittels einer Nockenplatte gesteuert wird,

Fig. 8 eine Schaltungsanordnung zum Steuern

der Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkarms für den Fall, daß die Schwenkgeschwindigkeit des Armes und die Drehzahl des Filmvorschubmotors mittels' einer Nockenplatte gesteuert werden,

130015/0898

Fig. 9 ein Schaltbild der Anordnung zum Steu

ern der Drehzahl des Filmvorschubmotors bei der Anordnung nach Fig. 8,

Fig. 10 schematisch eine Panoramaröntgenauf

nahme des gesamten Kiefers,

Fig. 11 das Potentiometerausgangssignal V ,

die Schwenkgeschwindigkeit V des Arms und die Filmvorschubgeschwindigkeit V entsprechend den betreffenden Teilen der Röntgenaufnahme nach Fig. 10,

Fig. 12 Signale, die an den Punkten a, 4 und b

in den Fig. 8 und 9 auftreten, sowie

Fig. 13 - den Verlauf der Röntgenstrahlenmenge.

Was die Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 6 anbelangt, wird der Widerstandswert eines veränderbaren Widerstandes geändert und ein für Steuerzwecke notwendiges elektrisches Signal mit Hilfe von mechanischen Mitteln erfaßt, um die Position der von dem Röntgenstrahlgenerator kommenden, auf den Zahnbogen eines Patienten auffallen"-den Röntgenstrahlen in Abhängigkeit Von der Drehbewegung eines waagrechten Schwenkarms festzustellen, der sich um den Patienten dreht.

130015/0898

«35436

Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Anordnung reicht eine Trägerwelle 1 von einer Aufhängung 2 nach unten. Ein waagrechter Schwenkarm 4 ist über ein Lager 3 an der Trägerwelle 1 abgestützt, so daß der Schwenkarm eine waagrechte Drehbewegung ausführen kann. Ein Röntgenstrahlgenerator 5 sitzt am einen Ende des Schwenkarms 4. Ein Röntgenfilmkassettenhalter 6 ist am anderen Ende des Schwenkarms dem Röntgenstrahlgenerator in einem Winkel von 180° gegenüberstehend angebracht. Beim Herstellen einer Röntgenaufnahme wird der Schwenkarm in der gleichen Ebene gedreht, in welcher der Röntgenstrahlgenerator 5 und der Röntgenfilmkassettenhalter 6 auf gegenüberliegenden Seiten des Objekts (Patient) P stehend das Objekt umkreisen. Ein nicht dargestellter Röntgenfilm wird innerhalb des Röntgenfilmkassettenhalters 6 in Synchronismus mit der Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkarms transportiert. Um den Schwenkarm 4 zu drehen, ist an dem Arm ein Induktionsmotor IM angebracht. Auf der Abtriebswelle 7 des Motors IM ist ein Ritzel 8 befestigt, während mit der Trägerwelle 1 eine Aufnahmeplatte 9 fest verbunden ist. An der Unterseite der Platte 9 befindet sich ein die Trägerwelle 1 umgebender Zahnkranz 10, der mit dem Ritzel 8 kämmt. Wenn das Ritzel 8 mittels des Motors IM angetrieben wird, rollt es auf dem Zahnkranz 10 ab, wodurch eine Drehbewegung des Schwenkarms 4 erzwungen wird. Auf dem Schwenkarm 4 sitzt ferner ein Schrittmotor (Impulsmotor) PM für den Transport des Röntgen-

130015/0898

3935438

films. Die beiden Motoren IM und PM stehen über eine Synchronisierschaltung miteinander in Verbindung, deren Einzelheiten aus Fig. 5 hervorgehen. Die Drehzahl des Motors PM wird proportional der Drehzahl des Motors IM, d. h. der Schwenkgeschwindigkeit des Arms 4 und der Winkelgeschwindigkeit des Röntgenstrahlgenerators 5 synchron geändert. Die Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit des Röntgenfilms erfolgt durch synchrone Änderung der Drehzahl des Motors PM.

Über der Aufnahmeplatte 9 sind Nockenplatten 100 und 200 lösbar angebracht. Die Nockenplatten drücken bei einer Drehung des Schwenkarms 4 auf Nockenstößel: 110 bzw. 220, die über Federn 11 bzw. 22 vorgespannt sind. Dadurch wird der Widerstandswert von veränderbaren Widerständen VRl und VR2 beeinflußt. Eine Widerstandsänderung der veränderbaren Widerstände führt zu einer Änderung der Drehzahl des Schrittmotors in Synchronismus mit oder unabhängig von dem Motor IM. Die dem Motor IM zugeordnete Schaltungsanordnung ist in Fig. 3 wiedergegeben, während die Schaltungsanordnung des Motors PM in Fig. 5 dargestellt ist. Die Nockenpiatten 100 und 200 sind an ihrem Umfang mit Nockenflächen versehen, die exzentrisch bezüglich der Trägerwelle 1 liegen. Die Nockenplatten weisen vorspringende Teile 101 bzw. 201* mit flachen Enden auf, die einander entgegengesetzt angeordnet sind. Es versteht sich, daß die Nockenplatten nicht auf die darge-

130015/0898

stellte spezielle Form beschränkt sind, sondern in beliebiger anderer Weise gestaltet sein können, um bei der Herstellung eines Tomogramms einer gekrümmten Fläche bezüglich des Objekts P für eine optimale Geschwindigkeitssteuerung zu sorgen. Was die Drehzahlsteuerung des Armantriebsmotors IM anbelangt, sind gemäß dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Drehzahlabweichungs-Detektorschaltung I, eine Triggerimpulserzeugerschaltung II, eine Drehzahlregelschaltung III und eine Stromversorgungsschaltung IV vorgesehen. Bei dieser Schaltungsauslegung wird eine Schwingungsperiode des Triggerimpulses geändert, der in einer von der Triggerimpulserzeugerschaltung II vorgegebenen Schwingungsperiode erzeugt wird, um auf diese Weise die Drehzahl des Motors IM durch eine mittels eines Triacs bewirkte Phasensteuerung zu regeln. Das Prinzip besteht darin, daß die Sollspannung, die durch den veränderbaren Widerstand VRl vorgegeben wird, der durch die Schwenkbewegung des Arms 4 verstellt wird, mit der Ausgangsspannung eines mit dem Motor IM verbundenen Tachogenerators G über die Drehzahlabweichungs-Detektorschaltung I verglichen und die Drehzahl des Motors IM in der Weise geregelt wird, daß die Erzeugungsfrequenz der von der Triggerimpulserzeugerschaltung II abgegebenen Triggerimpulse erhöht wird, wenn die Sollspannung größer als die Ausgangsspannung des Tachogenerators ist, und mittels der Triggerimpulse für eine Phasenanschnittsteuerung der Versorgungswechselspannung ge-

130015/0898

sorgt wird, die an einem Triac der Drehzahlregelschaltung III anliegt.

Die Vorgabe der Sollspannung erfolgt durch Änderung des Widerstandswertes des veränderbaren Widerstandes VRl₇ indem der Stößel 110 auf Grund der Drehbewegung des Schwenkarms 4 verschoben wird. Auf diese Weise wird ein für die Regelung notwendiges elektrisches Signal in Abhängigkeit von der Position erzeugt, die der Schwenkarm 4 jeweils annimmt. Der Tachogenerator G ist mit dem Motor IM zusammengebaut und so ausgelegt, daß er ein Ausgangssignal abgibt, das proportional der Drehzahl des Motors IM ist.

Für die nachstehende Erläuterung der Arbeitsweise ist in Fig. 4(2) eine im wesentlichen trapezförmige Änderung der Drehzahl des Motors IM unterstellt, um die Beschreibung und die zeichnerische Darstellung zu vereinfachen. Es versteht sich jedoch, daß in der Praxis die für eine Tomographie einer gekrümmten Fläche optimale Drehzahlregelung erreicht werden kann, indem die Form der Nockenplatte 100 entsprechend der Gestalt des Objekts P geeignet gewählt wird. Wie in Fig. 3 angedeutet ist, steht der Tachogenerator G mit der Abtriebswelle des Antriebsmotors IM des Schwenkarms 4 in unmittelbarer Verbindung. Der Tachogenerator erzeugt eine (nicht dargestellte) Wechselspannung, die proportional der Drehzahl des Motors IM

130015/0898

ist. Mittels einer Gleichrichterschaltung RFDl wird diese Wechselspannung in einen pulsierenden Strom umgewandelt. Mit der Sekundärseite eines Leistungstransformators Tl ist ein Brückengleichrichter RFD2 verbunden. Eine Speisewechselspannung (nicht gezeigt) wird auf diese Weise in einen pulsierenden Strom umgewandelt, der entsprechend Fig. 4(1) mittels einer Zenerdiode ZDl abgekappt wird. Der Stößel 110 wird beim Drehen des Schwenkarms 4 mittels der zugehörigen Nockenplatte verschoben. Die Drehzahleinstellung der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 erfolgt entsprechend Fig. 4(2) durch den veränderbaren Widerstand VRl,der durch den Stößel betätigt wird. Die Abweichung des Ausgangssignals des Drehzqhlsollwertgliedes der Anordnung nach Fig. 3 von dem pulsierenden Strom (Fig. 4(3)) am Ausgang des mit dem Motor IM verbundenen Tachogenerators G wird verstärkt (Fig. 4(45)) und der Triggerimpulser'zeugerschaltung II zugeführt. In Abhängigkeit von dieser Spannungsdifferenz wird ein Triggerimpuls (Fig. 4(6)) erzeugt. Die Drehzahlregelung erfolgt dann durch Phasenanschnittsteuerung des Triacs über Fotothyristoren PSl und PS2. Wenn die Sollspannung (Fig. 4 (4)) über das Ausgangssignal des Tachogenerators G (Fig.4 (3)) auf Grund einer Änderung der Einstellung des veränderbaren Widerstandes VRl oder einer Änderung der Drehzahl des Motors IM ansteigt, erhöht sich das Ausgangssignal eines Transistors Q6. Der Basisstrom eines Transistors Q2 steigt an. Ein Kondensator C5 der Triggerimpulserzeu-

130015/0898

gerschaltung wird rascher aufgeladen, wodurch die Periode der Impulserzeugung verkürzt wird. Die Zündung des Triacs wird beschleunigt. Die Drehzahl des Motors IM steigt auf den von dem veränderbaren Widerstand VRI vorgegebenen Sollwert an (vergleiche Fig. 4(4-7)).

Als nächstes sei an Hand der Fig. 5 und 6 erläutert, wie der Schrittmotor PM für den Filmvorschub hinsichtlich seiner Drehzahl in Synchronismus mit oder unabhängig von der Drehzahl des Motors IM geregelt wird. Die betreffende elektrische Schaltungsanordnung weist eine Drehzahlverhältnis-Stellschaltung V, einen Tiefpaß VI, eine Spannungssteuerimpuls-Oszillatorschaltung VII und eine Schrittmotortreiberschaltung VIII auf. Das Funktionsprinzip der Schaltungsanordnung besteht darin, die Filmvorschubgeschwindigkeit synchron mit oder unabhängig von dem Motor IM dadurch zu regeln, daß der Widerstandswert des veränderbaren Widerstandes VR2 mittels des Stößels 220 beim Verschwenken des Arms 4 geändert, die Spannung, die der mit dem Motor IM verbundene Tachogenerator G anliefert,auf Grund dieser Widerstandsänderung heruntergeteilt (d. h. die heruntergeteilte Spannung als das elektrische Signal benutzt wird, das für eine Regelung in Abhängige keit von der Position des Schwenkarms benötigt wird), mittels des Tiefpasses VI die Hochfrequenzkomponente der heruntergeteilten Spannung unterdrückt, die Niederfrequenzkomponente der Spannungssteuerimpuls-Oszillatorschaltung

130015/0898

VII zugeführt und der Filmvorschubmotor PM mittels der von der Schaltung VII angelieferten Impulse angetrieben wird.

Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 sei an Hand der Signaldarstellungen der Fig. 6 näher erläutert. Mittels des veränderbaren Widerstandes VR2 wird die Drehzahl des Motors PM und damit die Filmvorschubgeschwindigkeit mit Bezug auf die Laufgeschwindigkeit des Röntgenstrahlgenerators 5 eingestellt und verändert. Der Wert dieses veränderbaren Widerstandes wird, bevor mit dem Röntgenaufnahmevorgang begonnen wird, auf eine gewünschte Größe eingestellt. Eine Schaltung mit Kondensatoren CI und C2, Widerständen Rl und R2 sowie einem Verstärker Al bildet den Tiefpaß VI, dessen Aufgabe es ist, hochfrequente Komponenten (Rauschen) zu unterdrücken, die in dem pulsierenden Strom (Fig. 6(3)) enthalten sind. Die Spannungssteuerimpuls-Oszillatorschaltung VII weist eine Miller-Integrationsschaltung 71, eine Vergleicherschaltung 72 und einen Pufferverstärker A4 auf. Sie bildet eine Spannungs-ZFrequenz-Wandlerschaltung, die eine Impulsspannung mit einer der Ausgangsspannung des Tiefpasses proportionalen Frequenz erzeugt und die Impulsspannung in Triggerimpulse umsetzt, mittels deren ein · Flipflop FFl der nachgeschalteten Sdhrittmotortreiberschaltung VIII angesteuert wird. Die Schrittmachertrei-

130015/0898

berschaltung VIII des Schrittmotors PM weist Transistoren Q2 und Q3 mit Basiswiderständen R7 bzw. R8 auf. Mittels eines Schalters SWl kann innerhalb der Spannungssteuerimpuls-Oszillatorschaltung VII eine Serienschaltung aus einem Widerstand R3a und einem veränderbaren Widerstand VR2a oder eine Serienschaltung aus einem Widerstand R3b und einem veränderbaren Widerstand VR2b ausgewählt werden. Durch diese Auswahl wird der Umwandlungsfaktor der Spannungssteuerimpuls-Oszillatorschaltung VII

eingestellt, indem die Zeitkonstante der Miller-Integrationsschaltüng 71 vorgegeben wird. Die Schaltung 71 umfaßt einen Verstärker A2 und ein RC-Glied bestehend aus der gewählten Widerstandsserienschaltung und einem Kondensator C3. Ebenso wie die Einstellung des Widerstandswertes des veränderbaren Widerstandes VRl erfolgt auch die Auswahl der Widerstandsserienschaltung,bevor mit der Herstellung der -Röntgenaufnahme begonnen wird. Die Vergleicherschaltung 72 vergleicht eine Bezugsspannung El mit dem Ausgangssignal der Integrationsschaltung. Die Vergleicherschaltung 72 weist einen Vergleicherverstärker A3, Widerstände R4 und R5 sowie einen Kondensator C4 auf.

Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 sei in Verbindung mit den Signaldarstellungen der Fig. 6 erläutert. Der Antriebsmotor IM für den Schwenkarm wird betätigt. Der Schwenkarm wird gedreht, während sich das Ob-

130015/0898

3035438

jekt P zwischen dem Röntgenstrahlgenerator und dem Röntgenfilmkassettenhalter befindet. Wenn sich die Drehgeschwindigkeit des Schwenkarms in Abhängigkeit von der Schwenkarmstellung entsprechend Fig. 6(1) ändert, gibt der mit dem Motor IM verbundene Tachogenerator G eine elektromotorische Kraft ab, die gemäß Fig. 6(2) proportional der Drehzahl des Motors IM ist. Der Einfachheit halber ist in Fig. 6(1) der Drehzahlverlauf des Motors IM trapezförmig dargestellt. Es versteht sich jedoch, daß ebenso wie hinsichtlich der Drehzahlsteuerung des Armantriebsmotors in-Verbindung mit dem Objekt P die betreffende Nockenplatte so gestaltet sein kann, daß eine Geschwindigkeitsänderung herbeigeführt wird, die für die tomographische Aufnahme einer gekrümmten Fläche optimal ist. Die in Fig. 6(2) dargestellte elektromotorische Kraft wird mittels der Vollweggleichrichterschaltung RFDl in einen pulsierenden Strom (Fig. 6(3)) umgewandelt, der über den veränderbaren Widerstand VR2 zu dem Tiefpaß VI gelangt. In dem Tiefpaß VI wird die hochfrequente Komponente ausgefiltert. Es wird eine Gleichspannung gebildet, die proportional der Drehzahl des Motors IM ist, wie dies in Fig. 6(4) dargestellt ist.

Wenn die pulsierende Spannung (Fig. 6(3)) von der Vollweggleichrichterschaltung auf ihrem*. Weg zum Tiefpaß VI über den veränderbaren Widerstand VR2 läuft, erfolgt eine Widerstandsänderung in Abhängigkeit von dem Wider-

130015/0898

standswert des veränderbaren Widerstandes VR2. Die am Ausgang des Tiefpasses VI erscheinende Gleichspannung gemäß Fig. 6(4) ist in Abhängigkeit von dem Widerstandswert des veränderbaren Widerstandes VR2 größer oder kleiner. Das Ausgangssignal des Tiefpasses VI wird über den Widerstand R3a und den veränderbaren Widerstand VR2a oder den Widerstand R3b und den veränderbaren Widerstand VR2b (in Abhängigkeit von der Stellung des Schalters SWl) in den Verstärker A2 eingespeist und integriert. Es wird ein Sägezahnsignal (Fig. 6(5)) erzeugt, dessen Frequenz proportional der vorstehend genannten Ausgangsspannung ist. Der Vergleicher A3 sorgt gleichzeitig für einen Vergleich zwischen der Ausgangsspannung der Miller-Integrationsschaltung 71 und der Beztjgsspannung El. Wenn das Ausgangssignal der Integrationsschaltung die Bezugsspannung übertrifft, gibt der Vergleicher A3 eine positive Ausgangsspannung ab. Diese Spannung wird über einen Widerstand R6 und eine Diode Dl zu der Miller-Integrationsschaltung 71 zurückgeführt. Dabei wird ein Transistor Ql vorgespannt und stromführend gemacht, um den Kondensator C3 kurzzuschließen. Die Ausgangsspannung der Miller-Integrationsschaltung 71 fällt dadurch sofort auf Null ab (Fig. 6(5)). Die Ausgangsspannung des Vergleichers A3 wird für eine gewisse Zeitspanne t auf konstantem Wert gehalten. Die Zeitspanne t wird durch die Zeitkonstante des Kondensators CA und des Widerstandes R5 bestimmt. Dann wird der Transistor Ql stromlos gemacht; der Integrationsvorgang beginnt

130015/0898

von neuem. Auf Grund dieses sich wiederholenden Arbeitsspiels gibt der Vergleicher A3 eine dem Sägezahnsignal entsprechende Folge von positiven Impulsen (Fig. 6(6) ab. Die positiven Impulse werden dem Pufferverstärker A4 zugeführt und dort umgekehrt. Mittels des Ausgangssignals des Pufferverstärkers (Fig. 6{7)) wird das Flipflop FFl getriggert. Das Flipflop FFl erzeugt wechselweise die in den Fig. 6(8) und 6(9) gezeigten Spannungsimpulse, wenn es mittels des Ausgangssignals des Pufferverstärkers A4 (Fig. 6(7)) getriggert wird. Mittels der Spannungsimpulse werden die Transistoren Q2 und Q3 der Schrittmotortreiberschaltung VIII wechselweise stromführend gemacht. Der Schrittmotor PM wird aus einer Treiberspannungsquelle E2 mit Strom beaufschlagt. Der Motor PM dreht sich und transportiert den Röntgenfilm. Die Intervalle, mit denen der das Flipflop FFl ansteuernde Pufferverstärker A4 Impulse abgibt, sind mit dem von der Miller-Integrationsschaltung 71 erzeugten Sägezahnsignal (Fig. 6(5)) synchronisiert. Infolgedessen sind die Impulsintervalle proportional der Drehzahl des Motors IM. Infolgedessen wird die Impulsfolgefrequenz (Fig. 6(8) und Fig. 6(9)), mit welcher das Flipflop FFl, das vom Ausgangssignal des Pufferverstärkers getriggert wird, Impulse abgibt, ebenfalls proportional der Drehzahl des Motors IM gemacht.· Auf diese Weise dreht sich der Motor*. PM in Synchronismus mit dem Motor IM.

13001S/0898

Im folgenden sei erläutert, wie der Filmvorschubmotor unabhängig von der Drehzahl des Armantriebsmotors mittels des Drehzahlverhältnis-Stellsignals gesteuert wird, das in Abhängigkeit von der Position des Schwenkarms erzeugt wird. Die für diesen Zweck vorgesehene Schaltungsanordnung ist die gleiche wie in Fig. 5, wobei für eine Verstellung des veränderbaren Widerstandes VR2 der Drehzahlverhältnis-Stellschaltung V gesorgt werden kann. Die Signale in den Figuren 7(1) bis (4) entsprechen den Signalen der Figuren 6(1) bis (4). Fig. 7(5) zeigt eine Änderung der von dem veränderbaren Widerstand VR2 abgegebenen Sollspannung in Abhängigkeit von der Drehung des Schwenkarms. An Hand der Fig. 7 läßt sich ohne weiteres verstehen, daß die Drehzahl des Filmvorschubmotors im mittleren Bereich des dargestellten Regelvorgangs allmählich vermindert wird, weil in diesem Bereich eine Absenkung der Sollspannung in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Schwenkarms erfolgt.

Im folgenden sei der Fall erläutert, daß Nockenplatten zum Steuern der Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkarms in Kombination mit einem Teil einer Nockenplatte zum Steuern des Filmvorschubs benutzt werden können, das heißt der Fall, daß sich die Schwenkgeschwindigke'it .des Arms und die Transportgeschwindigl^eit der Filmkassette unter Verwendung einer einzigen Nockenplatte vorgeben lassen.

130015/0898

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 liegt abweichend von der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 parallel zu dem Kondensator CIO eine Verstärkerschaltung mit einem Operationsverstärker A5 und einer Vorspannschaltung. Nur wenn das Ausgangssignal des Operationsverstärkers A5 unter das am Kondensator ClO anliegende Potential absinkt, wird die am Kondensator ClO anliegende Spannung über eine Diode D3 durch die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers A5 beeinflußt. Die in Fig. 9 dargestellte Schaltungsanordnung sorgt für eine Gleichrichtung, Verstärkung und Glättung der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers Al, das heißt des Ausgangssignals des mit dem Armantriebsmotor verbundenen Tachogenerators, unter Weglassung des veränderbaren Widerstandes VR2 der Fig. 5. Statt dessen wird hinter dem Operationsverstärker Al eine Multiplikationsstufe X vorgesehen. Eine von dem Widerstandswert des Potentiometers VRl abhängige, heruntergeteilte Ausgangsspannung wird in die Multiplikationsstufe eingespeist .

Fig. 11(1) zeigt die am Punkt & in Fig. 9 auftretende Spannung als Funktion des Drehwinkels des Armes, das heißt die Ausgangsspannung entsprechend dem Widerstandswert des Potentiometers, das von der Nockenplatte bei der Schwenkbewegung des Schwenkarms»verschoben wird. Diese Spannung wird durch die Form der Nockenplatte und den Drehwinkel des Arms bestimmt. Wie aus Fig. 11(11) hervor-

130015/0898

geht, wird der Armantriebsmotor gestartet, wenn mit der Herstellung der Röntgenaufnahme begonnen wird. Die Drehzahl steigt auf den Wert an, welcher der in Fig. 8 mittels eines veränderbaren Widerstandes VR4 eingestellten Spannung entspricht. Der Schwenkarm dreht sich mit konstanter Geschwindigkeit weiter, bis eine Schwärzungsberichtigungszone R.Z erreicht wird, das heißt eine der Lage der Halswirbel des Patienten entsprechende Stelle. In der Schwärzungsberichtigungszone R.Z des Bereichs der vorderen Zähne wird die Ausgangsspannung des Potentiometers, die von der Form der Nockenplatte und dem Drehwinkel des Schwenkarms abhängt, in einen Operationsverstärker A6 eingespeist. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers A6 geht an den Operationsverstärker A5. Gleichspannungsquellen E3 und E4, ein veränderbarer Widerstand VR6 und ein Verstärker A7 sorgen für eine Vorspannung auf einen Bezugspegel der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers A5. Die Verstärkung des Verstärkers A5 wird mittels eines veränderbaren Widerstandes VR5 eingestellt. Die Bereichsbreite und die Größe der Verstellung der Schwenkgeschwindigkeit des Arms werden entsprechend den Figuren 12(1) und (II) gesteuert. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers A6 ist entsprechend Fig. 12(1) in der Schwärzungsberichtigungszone der vorderen Zähne niedriger als die Sollspannung für die Verschwenkgeschwindigkeit des Arms, die mittels des veränderbaren Widerstandes VR4 vorgegeben wird. Entsprechend Fig. 12(11)

130015/0898

3035438

wird die Verschwenkgeschwindigkeit des Arms in der Schwärzungsberichtigungszone auf einen Wert geregelt, welcher der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers A6 entspricht. Gleichzeitig treibt der Filmkassettenantriebsmotor die Filmkassette mit einer Geschwindigkeit an, die proportional sowohl der Drehzahl des Armantriebsrnotors als auch dem Ausgangssignal des Potentiometers ist, wie dies aus Fig. 11(111) und Fig. 12(111) hervorgeht. Unabhängig von der Größe der Verstellung der Schwenkgeschwindigkeit des Arms wird die Menge der auf den Film auffallenden Röntgenstrahlen durch die Einstellung der Armschwenkgeschwindigkeit gesteuert, während der Drehwinkel und die Größe des Filmkassettenvorschubs ständig in vorbestimmter Relation zueinander gehalten werden. Es"wird auf diese Weise für eine Röntgenaufnahme mit gleichförmiger Schwärzung und gutem Kontrast über die gesamte Röntgenfilmoberfläche hinweg gesorgt.

Die erläuterte zahnärztliche Röntgenvorrichtung zum Herstellen von Röntgenaufnahmen des gesamten Kiefers erlaubt es, Röntgenbilder zu erhalten, die frei von-verschwommenen Bereichen sind. Im Rahmen der Tomographie einer gekrümmten Fläche kann jeweils für einen gewünschten Vergrößerungsfaktor gesorgt werden. Für diesen Zweck ist ein Motor für den Transport des Röntgenfilms vorgesehen, der unabhängig von dem Antriebsmotor für das Verschwenken des waagrechten Schwenkarms ist. Es sind zwei Detektor-

130015/0898

einrichtungen zum Erzeugen eines elektrischen Signals in Abhängigkeit von der Position des Schwenkarms vorhanden. Die Drehzahl des Armantriebsmotors wird mittels des von
der einen Detektoreinrichtung erfaßten Signals geregelt,, während die Drehzahl des Filmvorschubmotors synchron mit oder unabhängig von dem Armantriebsmotor mittels des
elektrischen Signals geregelt wird, das von der anderen
Detektoreinrichtung erfaßt wird. Wenn die vorderen Zähne des Patienten geröntgt werden sollen, ist es möglich, eine Röntgenaufnahme von gleichförmiger Schwärzung herzustellen, indem die Drehzahl des Filmvorschubmotors unabhängig von der Drehzahl des Armantriebsmotors herabgesetzt wird. Gleichzeitig ist es möglich, eine Röntgenaufnahme mit jedem beliebigen gewünschten Vergrößerungsfaktor anzufertigen, indem die Drehzahl des Filmvorschubmotors unabhängig von der Schwenkgeschwindigkeit des Arms geregelt wird. ~

130015/0898

Claims

1./ Zahnärztliche Röntgenvorrichtung zum Herstellen von Röntgenaufnahmen des gesamten Kiefers mit einem waagrechten Schwenkarm, an dessen einem Ende ein Röntgenstrahlgenerator und an dessen anderem Ende ein Röntgenfilmkassettenhalter derart einander gegenüberstehend angeordnet sind, daß ein Objekt zwischen den Röntgenstrahlgenerator und den Kassettenhalter zu liegen kommt, einem Armantriebsmotor zurrf Verschwenken des Schwenkarms und einem auf der Seite des Röntgenfilmkassettenhalters sitzenden Filmvorschubmotor für den Transport des Röntgenfilms, gekennzeichnet durch zwei Detektoren zum Ermitteln eines vorbestimmten elektrischen Signals in Abhängigkeit von der Schwenklage, die der Schwenkarm (4) bei zwischen den beiden Enden des Schwenkarms befindlichem Objekt (P) jeweils einnimmt, eine Schaltung (III) zum Regeln der Drehzahl des Armantriebsmotors (IM) auf Grund des von einem der beiden Detektoren erfaßten elektrischen Signals, und eine Schaltung (VII, VIII) zum selbsttätigen Regeln der Drehzahl des Filmvorschubmotors (PM) in Synchronismus mit oder unabhängig von dem Armantriebsmotor (IM) auf Grund des von dem anderen Detektor erfaßten elektri-

130015/0898

FERNSPRECHER: 089/6012039 . KABEL: ELECTR1CPATENT MÜNCHEN

- 2 sehen Signals.

2. Zahnärztliche Röntgenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Detektoren ein Spannungssignal erfaßbar ist, das sich auf Grund einer durch Verschwenken des Schwenkarms (4) bewirkten Verstellung eines veränderbaren Widerstandes (VRI; VR2) ändert. .

3. Zahnärztliche Röntgenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zur Regelung der Drehzahl des Filmvorschubmotors (PM) mit einem Drehausgangssignal des Armantriebsmotors (IM) beaufschlagbar ist und in Abhängigkeit von dem Erfassungssignal des betreffenden Detektors die Drehzahl des Filmvorschubmotors in Synchronismus mit dem Armantriebsmotorregelt.

4; Zahnärztliche Röntgenvorrichtung nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Detektoren ein Spannungssignal erfaßbar ist, das mittels einer oder zweier Nockenplatten (100, 200) geändert wird, die mit einem Stößel (110, 220) auf einer Drehplatte des Schwenkarms (4) zusammenwirken, daß die Nockenplatte an einer Trägerwelle (1) des Schwenkarms (4) angebracht und so ausgebildet ist, daß sie der Schwenkbewegung des Schwenkarms (4)

13001S/0898

nicht folgt, uncT daß der Stößel an einer Stelle am
Außenumfang der Drehplatte sitzt und über eine Feder (11, 22) mit einem verstellbaren Widerstand (VRl,
VR2) zwecks Änderung des Widerstandswertes desselben in Abhängigkeit von der Schwenkarmbewegung zusammenwirkt.

5. Zahnärztliche Röntgenvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zum Regeln
der Drehzahl des Armantriebsmotors (IM) eine Drehzahlabweichungs-Detektorschaltung (I) und eine Drehzahlregelschaltung (III) aufweist, daß die Detektorschaltung die Ausgangsspannung eines mit dem Armantriebsmotor (IM) verbundenen Tachogenerators (G) mit einem von der Schwenklage des Schwenkarms abhängigen elektrischen Signal vergleicht und die Differenz zwischen diesen beiden Signalen in Form eines elektrischen
Signals anliefert, sowie daß mittels der Drehzahlregelschaltung (III) die Drehzahl des Armantriebsmotors auf Grund einer Phasenanschnittsteuerung des Motors

in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Drehzahlabweichungs-Detektorschaltung (I) regelbar ist.

6. Zahnärztliche Röntgenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Drehzahlregelsteuerung (III) die Drehzahl des Armantriebsitiotors (IM) in Abhängigkeit von einem vorbestimmten elektrischen

130Q1E/0898

-A-

Signal regelbar ist, das von der Schwenklage des Schwenkarms (4) abhängig ist.

7. Zahnärztliche Röntgenvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (III) zum Regeln der Drehzahl des Armantriebsmotors (IM) einen mit dem Antriebsmotor (IM) verbundenen Tachogenerator (G) aufweist, mittels dessen die Drehzahl des Armantriebsmotors in ein elektrisches Signal umsetzbar ist, sowie daß eine Drehzahlverhältnis-Stellschaltung

(V) zur weiteren Umwandlung des Ausgangssignals des Tachogenerators in ein der Schwenklage des Schwenkarms (4) entsprechendes elektrisches Signal, ein Tiefpaß

(VI) zum Unterdrücken oder Dämpfen einer hochfrequenten Komponente des Ausgangssignals der Stellschaltung

(V), eine Spannungssteuerimpuls-Oszillatorschaltung

(VII) zum Umwandeln der Ausgangsspannung des Tiefpasses (VI) in eine dazu proportionale Impulsfolge und eine Schrittmotortreiberschaltung (VIII) zur Vorgabe der Drehzahl des als Schrittmotor ausgelegten Filmvorschubmotors (PM) an Hand der erzeugten Impulse vorgesehen sind.

130015/0898