DE3035436C2

DE3035436C2 - Zahnärztliche Röntgenvorrichtung zum Herstellen von Röntgenaufnahmen des gesamten Kiefers

Info

Publication number: DE3035436C2
Application number: DE3035436A
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: 1986-11-20
Also published as: FI802928A; US4340971A; FI69712C; DE3035436A1; JPS5645644A; JPS5945383B2; FI69712B

Description

Die Erfindung geht aus von einer zahnärztlichen Röntgenvorrichtung zum Herstellen von Röntgenaufnahmen des gesamten Kiefers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 26 30 135 bekannt. Die bekannte Vorrichtung weist mittels digitaler Signale gesteuerte Antriebe für den Schwenkarm und den Vorschub des Röntgenfilms auf. Für eine synchrone Bewegung von Röntgenfilm und Schwenkarm wird dort dadurch gesorgt, daß die den jeweiligen Antrieben zuzuführenden digitalen Steuersignale im voraus mittels eines elektronischen Rechners berechnet und ab Programm auf Lochstreifen, Magnetband oder dergleichen aufgezeichnet werden. Demgemäß wird die Einspeicherung eines Programms veranlaßt, das einer Modellkurve entspricht, die für die Herstellung eines Tomogramms der Zähne des Patienten ausgewählt wurde. Die jeweiligen digitalen Steuersignale werden aus einem Speicher abgerufen. Sie sind voneinander völlig unabhängig. Die gegenseitige Zuordnung dieser Signale beruht lediglich auf dem vorangegangenen Rechenvorgang. Kommt es aber zu Störungen beim Antreiben des Schwenkarms, z. B. durch mechanischen Schlupf im Schwenkarmantrieb oder durch lastbedingtes Abweichen der Istdrehzahl des Armantriebsmotors von der vorgegebenen Solldrehzahl dieses Motors, während der Filmvorschubmotor in der einprogrammierten Weise weiterläuft, geht der Synchronismus zwischen den beiden Antrieben verloren. Es kommt zu unerwünschten Bildverzerrungen und/oder zu ungleichförmiger Filmschwärzung. Außerdem ist bei der bekannten Anordnung ein leistungsfähiger Rechner notwendig.

Ferner sind Panoramaröntgenvorrichtungen bekannt (DE-OS 27 49 699 und DE-OS 19 55 294), bei denen ein einziger Antriebsmotor sowohl für das Verschwenken des Schwenkarms als auch für den Röntgenfilmvorschub sorgt. Zwischen dem einzigen Antriebsmotor und dem Schwenkarm sowie den Filmtransportgliedern müssen in einem solchen Fall aber relativ komplizierte mechanische Kraftübertragungsanordnungen vorgesehen werden. Eine flexible Anpassung der Vorrichtung an den jeweiligen Patiententyp ist nicht gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine relativ einfach aufzubauende zahnärztliche Röntgenvorrichtung zum Herstellen von Röntgenaufnahmen des

gesamten Kiefers zu schaffen, bei der die gewünschte Synchronisation zwischen der Bewegung des Schwenkarms und dem FUrnvorschub selbst dann noch sichergestellt ist, wenn es zu Störungen, beispielsweise Schlupf, im Schwenkarmantrieb kommt.

Diese Aufgabe wird bei dsr zahnärztlichen Röntgenvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst,

- daß ein in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung des Schwenkarms betätigter erster Sollwertgeber zum Anliefern eines elektrischen Schwenkgeschwindigkeits-Sollwertsignals vorgesehen ist, das der jeweiligen Schwenkstelhing des Schwenkanns entspricht,

- daß dem Armantriebsmotor ein Drehzahlregler mit Vergleicher zugeordnet ist, der mit einem der Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkarms entsprechenden elektrischen Istwertsignal und mit dem Schwenkgeschwindigkeits-Sollwertsignal beaufschlagt ibt,

- daß ein in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung des Schwenkarms betätigter zweiter Sollwertgeber vorgesehen ist, der ein der Sollgeschwindigkeit des Filmvorschubs entsprechendes Filmvorschub-Steuersignal erzeugt, indem er das der Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkarms entsprechende elektrische Istwertsignal entsprechend der jeweiligen Schwenkstellung des Schwenkarms beeinflußt, und

- daß eine Steuerstufe zum Steuern der Geschwindigkeit des Filmvorschubmotors in Abhängigkeit von dem Filmvorschub-Steuersignal vorgesehen ist.

Bei der Röntgenvorrichtung nach der Erfindung ist für eine Art Kaskadensteuerung gesorgt, indem der Lauf des Filmvorschubmotors von der Drehung des Antriebsmotors abhängig gemacht ist. Dadurch geht im Falle eines mechanischen Schlupfes im Schwenkarmantrieb an den Filmvorschubmotor ein entsprechendes Signal, das bewirkt, daß der Synchronismus zwischen der Schwenkbewegung des Schwenkarm^ und dem Filmvorschub auch unter diesen Bedingungen aufrechterhalten bleibt und der Schlupf keine nachteiligen Auswirkungen auf die Panoramaröntgenaufnahme hat. Das vorherige Errechnen und Einspeichern von Antriebsprogrammen entfällt. Die Vorrichtung kann aus relativ kostengünstigen Komponenten aufgebaut werden.

In weiterer Ausgestattung der Erfindung können die Sollwertgeber einen in Abhängigkeit von der Schwenk- so bewegung des Schwenkarms veränderbaren Widerstand aufweisen, und zum Verstellen des veränderbaren Widerstandes kann mindestens eine auf einer Trägerwelle des Schweekarms gelagerte, stationäre Nockenplatte vorgesehen sein, gegen die ein die Schwenkbe've- gung des Schwenkarms mitmachender Stößel federnd angedrückt ist, der seinerseits mit dem veränderbaren Widerstand zwecks Änderung des Wjderstandswertes desselben in Abhängigkeit von der Schwenkarmbewegung zusammenwirkt. Dies erlaubt es, auf einfache Weise die Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkarms und/oder die Filmvorschubgeschwindigkeit zusätzlich von der jeweiligen Schwenkannstellung abhängig zu machen und damit z. B. den horizontalen Abbildungsmaßstab und/oder die auf den Röntgenfilm auffallende Röntgenstrahlenmenge der jeweiligen Kopfform des Patienten anzupassen. £s lassen sich besonders klare und scharfe Röntgenaufnahmen herstellen, die eine von der relativen Schwenkstellung des Schwenkanns gegenüber dem Kopf des Patienten und dessen Form im wesentlicnen unabhängige Schwärzung haben und die weitgehend frei von unerwünschten Einflüssen durch die Halswirbel sind. Der horizontale Abbildungsmaßstab, der durch die jeweilige gegenseitige Lage von Röntgenstrahlungsgenerator, Objekt und Röntgenfilm beeinflußt wird, kann über die volle Länge der Panoramaröntgenaufnahme hinweg gleich gehalten werden. Es kann aber auch durch Verwendung von entsprechend geformten Nockenplatten ein gewünschter Bereich des Zahnbogens gewollt mit einem gegenüber anderen Bereichen vergrößerten Abbildungsmaßstab aufgenommen werden.

Die Maßnahmen der Ansprüche 4 bis 6 tragen zu einem besonders einfachen und betriebssicheren Aufbau der Röntgenvorrichtung bei.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 im Aufriß eine Schnittdar"*ellung einer Röntgenvorrichtung zum Herstellen von Panoramaaufnahmen des gesamten Kiefers,

Fig. 2 eine Draufsicht, welche die gegenseitige Lage des Rotationszentrums des Schwenkarms und dor Nokkenplatten der Vorrichtung nach Fig. 1 erkennen läßt,

Fig. 3 eine Schaltungsanordnung zum Beeinflussen der Drehzahl des Antriebsmotors des Schwenkarms,

Fig. 4 Kurvenverläufe der an verschiedenen Punkten der Schaltung nach Fig. 3 auftretenden Signale,

Fig. 5 ein Schaltbild einer Schaltungsanordnung zum Synchronisieren des Filmvorschubmotors mit dem Armantriebsmotor und zum Steuern der Drehzahl des Filmvorschubmotors,

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 zusätzlich in Abhängigkeit von einer Nockenplatte gesteuert wird..

Fig. 8 eine Schaltungsanordnung zum Steuern der Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkarms für den Fall, dzZ die Schwenkgeschwindigkeit des Armes und die Drehzahl des Filmvorschubmotors über eine einzige Nockenplatte gesteuert werden.

Fig. 9 ein Schaltbild der Anordnung zum Steuern der Drehzahl des Filmvorschubmotors bei der Anordnung nach Fig. 8,

Fig. 10 schematisch eine Panoramaröntgenaufnahme des gesamten Kiefers,

Fig. 11 das Potentiometerausgangssignal V_p. die Schwenkgeschwindigkeit V_a des Arms und die Filmvorschubgeschwindigkeit V_c entsprechend den betreffenden Teilen der Röntgenaufnahme nach Fig. 10,

F^;g. 12 Signale, die an den Punkten a, 4 und b in den Fig. 8 und 9 auftreten, sowie

Fig. 13 den V^ilauf der Röntgenstrahienmenge.

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

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 S 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 Ritze! 8 befestigt, vrährend mit der Trägerwelle 1 ein? 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 Röntgenfilms. Die beiden Motoren IM und PM stehen über eine Synchronisierschaltung miteinander in Verbindung, deren Einzelheiten aus Fig. S hervorgehen. Die Drehzahl des Motors PM wird proportional der Drehzahl des Motors /Af, 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 U bzw. 22 vorgespannt sind. Dadurch wird der Widerstandswert von veränderbaren Widerständen VRl und VRl 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 Nockenplatten 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 dargestellte 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 ein Vergleicher /, eine Triggerimpulserzeugerschaltung //, ein Drehzahlregler /// und eine Stroiuversorgungsschaltung /V vorgesehen. Bei dieser Schaltungsauslegung wird eine Schwingungsperiode des Triggerimpulses geändert^ der in einer von der Triggerimpulszerzeugerschaltung // 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 S Schwenkbewegung des Arms 4 verstellt wird, mit der Ausgangsspannung eines mit dem Motor IM verbundenen Tachogenerators G über den Vergleicher / verglichen und die Drehzahl des Motors IM in der Weise geregelt wird, daß die Erzeugungsfrequenz der von der

ίο Triggerimpulserzeugerschaltung // abgegebene Triggerimpulse erhöht wird, wenn die Sollspannung größer als die Ausgangsspannung des Tachogenerators ist, und mittels der Triggerimpulse für eine Phasenanschnittsteuerung der Versorgungswechselspannung gesorgt

is wird, die an einem Triac des Drehzahlreglers /// anliegt. Die Vorgabe der Sollspannung erfolgt durch Änderung des Widerstandswertes des veränderbaren Widerstandes VRl. 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 dr'. 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 Räche 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 Antriebsweller des Antriebsmotors /Ai des Schwenkarms 4 in unmittelbarer Verbindung. Der Tachogenerator erzeugt eine (nicht dargestellte) Wechselspannung, die proportional der Drehzahl des Motors IM ist. Mittels einer Gleichrichterschaltung RFDl wird diese Wechselspannung in einen pulsierenden Strom umgewandelt. Mit der Sekundärseite eines Leistungstransformators 71 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 Drehzahleinst-,lung 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 Drehzahlsollwertgliedes 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(5)) und der Triggerimpulserzeugerschaltung // zugeführt. In Abhängigkeit von dieser Spannungsdifferenz wird ein Triggerimpuls (Fig. 4(6)) erzeugt. Die Drehzahlregelung erfolgt dann durch die Phasenanschnittsteuerung des Triacs über Fotothyristoren PSl und PSZ. 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 Tran-

sistors Ql steigt an. Ein Kondensator CS der Triggerimpulserzeugerschaltung 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 VRl; vorgegebenen Sollwert an (vergleiche Fig. 4 (4-7)).

Al;; nächstes sei anhand der Fig. 5 und 6 erläutert, wie die Drehzahl des Schrittmotors PM für den Filmvorschub in Synchronismus mit der Drehzahl des Armantriebsmotors IM und gegebenenfalls zusätzlich in Abhängigkeit von der jeweiligen Schwenkannposition gesteuert wird. Die betreffende elektrische Schaltungsanordnung weist eine Drehzahlverhältnis-Stellschaltung V, einen Tiefpaß IV, eine Spannungssteuerimpuls-Oszillatorschaltung VlI und eine Schrittmotortreiberschaltung VIII auf. Das Funktionsprinzip der Schaltungsanordnung besteht darin, die Filmvorschubgeschwindigkeit der Drehzahl des Motors IM nachzuführen und dabei den Widerstandswert des veränderbaren Widerstandes VRl mittels des Stößels 220 beim Verschwenken des Arms 4 zu ändern, wobei die Spannung, die der mit dem Motor IM verbundene Tachogenerator G anliefert, aufgrund dieser Widerstandsänderung heruntergeteilt (d. h. die heruntergeteilte Spannung als das elektrische Signal benutzt wird, das für eine Steuerung in Abhängigkeit von der Position des Schwenkanns benötigt wird), mittels des Tiefpasses VI die Hochfrequenzkomponente der heruntergeteilten Spannung unterdrückt, die Niederfrequenzkomponente der Spannunt-steuerimpuls-Oszillatorschaltung VII zugeführt und der Filmvorschubmotor PM mittels der von der Schaltung VII angelieferten Impulse angetrieben wird.

Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. S sei an Hand der Signaldarstellungen der Fig. 6 näher erläutert. Mittels des veränderbaren Widerstandes VRl 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 Cl und Cl, Widerständen Rl und Rl 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 PuffeTverstärker A4 auf. Sie bildet eine Spannungs-ZFrequenz-Wandlerschaltung, die eine Impulsspannung mit einer Ausgangsspannung des Tiefpasses proportionalen Frequenz erzeugt und die Impulsspannung in Triggerimpulse umsetzt, mittels deren ein Flipflop FFL der nachgeschalteten Schrittmotortreiberschaltung VIII angesteuert wird. Die Schrittmachertreiberschaltung VIII des Schrittmotors PM weist Transistoren Ql und Qi mit Basiswiderständen Rl bzw. RS auf. Mittels eines Schalters 5Wl kann innerhalb der Spannungssteuerimpuls-Oszillatorschaltung VII eine Serienschaltung aus einem Widerstand Ria und einem veränderbaren Widerstand VR2a oder eine Serienschaltung aus einem Widerstand Rib und einem veränderbaren Widerstand VRTb ausgewählt werden. Durch diese Auswahl wird der Umwandlungsfaktor der Spannungssteuerimpuls-Oszillatorschaltung VII eingestellt, indem die Zeitkonstante der Müler-Integrationsschalrung 71 vorgegeben wird. Die Schaltung 71 umfaßt einen Verstärker Al und ein RC-Glied bestehend aus der gewählten Widerstandsserienschaltung und einem Kondensator Ci. 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 £1 mit dem Ausgangssignal der Integrationsschaltung. Die

ίο Vergleicherschaltung 72 weist einen Vergleicherverstärker Ai, Widerstände R4 und RS sowie einen Kondensator C4 auf.

Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. S sei in Verbindung mit den Signaldarstellungen der Fig. 6 erläutert. Der Antriebsmotor IM für den Schwenkarm wird gedreht, während sich das Objekt 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 /Af 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 Geschwindig- keitsänderung herbeigeführt wird, die für die tomographische Aufnahme einer gekrümmten Fläche optimal ist. Die inFig. 6(2) dargestellte elektromotorische Kraft wird mittels der Vollweggleichrichterschaltung RFDl in einen pulsierenden Strom (Fig. 6(3)) umgewandelt, der über den veränderbaren Widerstand VRl 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 VRl läuft, erfolgt seine Widerstandsänderung in Abhängigkeit von dem Widerstandswert des veränderbaren Widerstandes VRl. Die am Ausgang des Tiefpasses VI erscheinende Gleichspannung gemäß Fig. 6(4) ist in Abhängigkeit von dem Widerstandswert des veränderbaren Widerstandes VEl größer oder kleiner. Das Ausgangssignal des Tiefpasses VI wird über den Widerstand Ria und

so den veränderbaren Widerstand VRIa oder den Widerstand Rib und den veränderbaren Widerstand VRIb (in Abhängigkeit von der Stellung des Schalters 5Wl) in den Verstärker Al eingespeist und integriert. Es wird ein Sägezahnsignal (Fig. 6(5)) erzeugt, dessen Fre quenz proportional der vorstehend genannten Aus gangsspannung ist. Der Vergleicher Ai sorgt gleichzeitig für einen Vergleich zwischen der Ausgangsspannung der Miller-Integrationsschaltung 71 und der Bezugsspannung El. Wenn das Ausgangssignal der Integra- tionsschaltung 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 vorge spannt und stromführend gemacht, um den Kondensa tor C3 kurzzuschließen. Die Ausgangsspannung der Miller-Integrationsschaltung 71 Fällt dadurch sofort auf Null ab (Fig. 6(5)). Die Ausgangsspannung des Ver-

gleichers Ai wird für eine gewisse Zeitspanne / auf konstantem Wert gehalten. Die Zeitspanne t wird durch die Zeitkonstante des Kondensators C4 und des Widerstandes RS bestimmt. Dann wird der Transistor Ql stromlos gemacht; der Integrationsvorgang beginnt von neuem. Auf Grund dieses sich wiederholenden Arbeitsspiels gibt der V-rgleicher 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 Ql und Q3 der Schrittmotorschaltung VIII wechselweise stromführend gemacht. Der Schrittmotor PM wird aus einer Treiberspannungsquelle El 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(S)) synchronisiert. Infolgedessen sind die Impul Intervalle 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.

Im folgenden sei erläutert, wie der Filmvorschubmotor zusätzlich mittels eines 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 VRZ der Drehzahlverhältnis-Stellschaltung V gesorgt werden kann. Die Signale in den Fig. 7(1) bis (4) entsprechen den Signalen der Fig. 6(1) bis (4). Fig. 7(5) zeigt eine Änderung der von dem veränderbaren Widerstand VRl abgegebenen Sollspannung in Abhängigkeit von der Drehung des Schwenkarms. An Hand der Fig. 7 läßt sich ohne weiteres verstellen, daß die Drehzahl des Filmvorschubmotors im mittleren Bereich des dargestellten Steuervorgangs 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 Schwenkanns in Kombination mit einem Teil einer Nockenplatte zum Steuern des Fihnvorschubs benutzt werden können, das heißt der Fall, daß sich die .Schwenkgesdhwindigkeit des Arms und die Transportgeschwindigkeit einer einzigen Nockenplatte vorgeben lassen.

Bei der Ausführungsfonn nach Fig. 8 liegt abweichend von der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 parallel zu dem Kondensator ClO eine Verstärkerschaltung mit einem Operationsverstärker AS und einer Vorspannschaltung. Nur wenn das Ausgangssignal des Operationsverstärkers Λ5 unter das am Kondensator ClO anliegende Potential absinkt, wird die am Kondensator ClO anliegende Spannung über eine Diode D3 durch die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers AS beeinflußt. Die in Pig. 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 VRl der Fig. 5. Statt dessen wird hinter dem Operationsverstärker Al eine Multiplikationsstufe X vorgesehen. Eine von dem Widerstandswert des Potentio- meters VRl abhängige, heruntergeteilte Ausgangsspannung wird in die Multiplikationsstufe eingespeist.

Fig. 11(1) zeigt die am Punkt β in Fig. 9 auftretende Spannung als Funktion des Drehwinkels des Armes, das heißt die Ausgangsspannung entsprechend dem Wider-

IS standswert 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) hervorgeht, wird der Armanirieus motor gestartet, wenn mit der Herstellung der Röntgen aufnahme 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 Bereichts 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 AS. Gleichspannungsquellen £3 und £4, ein veränderbarer Widerstand VR6 und ein Verstärker Al sorgen für eine Vorspannung auf einen Bezugspcgc! der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers AS. Die Verstärkung des Verstärkers AS wird mittels eines veränderbaren Widerstandes VRS einge stellt. Die Bereichsbreite und die Größe der Verstellung der Schwenkgeschwindigkeit des Arms werden entsprechend den Fig. 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) wird die Verschwenkgeschwindigkeit des Arms in der Schwärzungsberichtiso gungszone auf einen Wert geregelt, welcher der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers A6 entspricht. Gleichzeitig treibt der Filmvorschubmotor die Filmkassette mit einer Geschwindigkeit an, die proportional sowohl der Drehzahl des Arrnantriebsmotors als auch dem Ausgangssignal des Potentiometers ist, wie dies aus Fig. 11(ΠΙ) und Fig. 12(111) hervorgeht. Unabhängig von der Größe der Verstellung der Schwenkgeschwindigkeit des Arms wird die Menge der auf den Füm auffallenden Röntgenstrahlen durch die Einstellung der Armschwenkgeschwindigkeit gesteuert, während d Drehwinkel und die Größe des Filmvorschubs ständig in vorbestimmter Relation zueinander gehalten werden. Es wird auf diese Weise für eine Röntgenaufnahme mit gleichförmiger Schwärzung und gutem Kontrast über die gesamte RöntgenbiMoberfläche hinweg gesorgt.

Die erläuterte zahnärztliche Röntgenvorrichtung zum Herstellen von Röntgenaufnahmen des gesamten Kie-

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fers 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. 5

Wenn die vorderen Zähne des Patienten geröntgt
werden sollen, ist es möglich, eine Röntgenaufnahme
von gleichförmiger Schwärzung herzustellen, indem die
Drehzahl des Filmvorschubmotors herabgesetzt wird.
Gleichzeitig ist es möglich, eine Röntgenaufnahme mit io jedem beliebigen gewünschten Abbildungsmaßstab
anzufertigen, indem die Drehzahl des Filmvorschubmotors nicht nur der Drehzahl des Armantriebsmotors
nachgeführt, sondern zusätzlich von der jeweiligen
Schwenkarmstellung abhängig gemacht wird. 15

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen 20

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Claims

Patentansprüche:

1. Zahnärztliche Röntgenvonichtung zum Herstellen von Röntgenaufnahmen des gesamten Kie- fers, mit einem waagrechten Schwenkarm, an dessen einem Ende ein Röntgenstrahlgenerator und an dessen anderem Ende ein Röntgenfümkassettenhalter einander derart gegenüberstehend angeordnet sind, daß der Kopf des Patienten zwischen den Röntgen-Strahlgenerator und die Röntgenfilmkassette zu liegen kommt, mit einem Armantriebsmotor zum Verschwenken des Schwenkarms und mit einem auf der Seite des RöntgenfUmkassettenhalters sitzenden Filmvorschubmotor für den Transport des Röntgenfilms in Synchronismus mit der Schwenkbewegung des Schwenkanns, dadurch gekennzeichnet,

- daß ein iri Abhängigkeit von der Schwenkbewegung dss Schwenkamis (4) betätigter erster Soll- wertgeber (100, KAI) zum Anliefern eines elektrischen Schwenkgeschwindigkeits-Solrwertsignals vorgesehen ist, das der jeweiligen Schwenkstellung des Schwenkarms (4) entspricht,

- daß dem Annantriebsmotor (IM) ein Drehzahlregler (III) mit Vergleicher (I) zugeordnet ist, der mit einem der Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkarms entsprechenden elektrischen Istwertsignal und mit dem Schwenkgeschwindigkeits-Sollv -rtsignal beaufschlagt ist,

- daß ein in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung des Schwenkarms (4) betätigter zweiter Sollwertgeber (200, VRl, Al; VRl, Al, X) vorgesehen ist, der ein der Sollgeschvindigkeit des FiImvorsdhubs entsprechendes Filmvorschub-Steuersi- gnai erzeugt, indem er das der Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkarms entsprechendes elektrische Istwertsignal entsprechend der jeweiligen Schweiskstellung des Schwenkarms beeinflußt, und

- daß eine Steuerstufe (VII, VIII) zum Steuern der Geschwindigkeit des Filmvorschubmotors in Abhängigkeit von dem Filmvorschub-Steuersignal vorgesehen ist.

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2. Zahnärztliche Röntgenvorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertgeber (100, VRl; 200. VR2, Al; VRl, Al, X) einen in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung des Schwenkarms (4) veränderbaren Widerstand so [VRU VRl) aufweisen.

3. Zahnärztliche Röntgenvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verstellen des veränderbaren Widerstandes (VRl; VRl) mindestens eine auf einer Trägerwelle (1) des Schwenkarms (4) gelagerte, stationäre Nockenplatte (100.20D) vorgesehen ist. gegen die ein die Schwenkbewegung des Schwenkarms (4) mitmachender Stößel (110, IS20) federnd angedrückt ist, der seinerseits mit dem veränderbaren Widerstand (V7?l, VRl) zwecks Änderung des Widerstandswertes desselben in Abhängigkeit von der Schwenkarmbewegung zusammenwirkt.

4. Zahnärztliche Röntgenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des der Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkarms (4) entsprechenden Istwertsigrnalis ein mit dem Armantriebsmotor (/Af) ver

bundener Tachogenerator (G) vorgesehen ist.

5. Zahnärztliche Röntgenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlregler (III) eine Phasenanschnittsteuerstufe aufweist

6. Zahnärztliche Röntgenvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Sollwertgeber (200, VR2) eingangsscitig an den Ausgang des Tachogenerators (G') angeschlossen ist und die Steuerstufe (VIl, VIII) mit dem Ausgang des zweiten Sollwertgebers über einen Tiefpaß (VI) verbunden ist und eine SpannungssteuerimpuIs-Oszfllatorschaltung (VII) zum Umwandeln der Ausgangsspannung des Tiefpasses (VI) in eine dazu proportionale Impulsfolge sowie eine Schrittmotortreiberschaltung (VIII) zur Vorgabe der Drehzahl des als Schrittmotor ausgelegten Filmvorschubmotors (PM) anhand der erzeugten Impulse aufweist.