DE3136972A1 - Tomographisches panorama-roentgengeraet - Google Patents

Description

T omographisches Panorama-Röntenstrahl gerät.

Die Erfindung betrifft ein t omographisches Panorama-Röntgenstrahlgerät gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Derartige Geräte sind bekannt und dafür bestimmt, Panoramat omogramme herzustellen, d.h. Bilder von einer gebogenen Bildschicht, beispielsweise der Zahnanordnung eines Patienten, die darzustellen ist, und die als eine ausgeflachte Ansicht auf dem Film erhalten wird. Form und Lage der Bildschicht werden bestimmt durch relative Einjustierung der j__m * erwähnten drei Bewegungen. In bisher bekannten t omographischen Panoramaröntgenstrahlgeräten ist die Auswahl von Form und Lage einer Bildschicht beschränkt auf wenige vorbestimmte Alternativen, so daß die Anwendungen derartiger Gerate begrenzt sind und darüber hinaus ist es nicht möglich, die Bildlagen des Gegenstandes verschiedener Formen und Größen genau zu fokusieren, wie dies der Fall ist beispielsweise mit der Größe und Form des Schädels eines Patienten, der geröntgt werden soll. ■ * Hauptanspruch

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die oben erwähnten Bewegungen "frei programmiert" werden können, so daß es möglich wird, Form und Lage einer Bildschicht auszuwählen in einer Weise, die geeignet ist für eine exakte Darstellung- al 1 er Gegenstände im Schädel bereich.

Diese Aufgabe ist mit einem Gerät der eingangs;, genannten Art nach der Erfindung durch das im Kennzeichen des Hauptanspruches erfaßte gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Motor für die Drehung des Drehelementes mit einem Impulsemitter versehen, um dessen Steuerung zu bewirken.

Bei der Verwirklichung der Erfindung ist die exakte und gesteuerte Bewegung des vertikal beweglichen Gleitelementes, an dem alle anderen Komponenten sitzen, ein wesentliches Problem. Eine vorgeschlagene Lösung besteht darin, einen Schrittmotor zu benutzen, mit dem es möglich ist, pro Schritt eine Bewegung von 0,01 mm zu erreichen. Was jedoch die Benutzung eines Schrittmotors betrifft, so ist in diesem Zusammenhang ein anderes Problem zu lösen, ehe ein Schrittmotor in diesem Falle benutzt werden kann. Die tatsächlich ausgeführten Schritte führen zu großen Beschleunigungen und Resonanzen, die zu einem starken und störenden Lärm führen, die zudem noch in den schalenförmigen Konstruktionsteilen des Gerätes verstärkt werden. Für die Lösung dieses Problems ist mindestens ein Schwungrad und ein elastisches Element zwischen der Antriebswelle und der Hubspindel des Schrittmotors vorgesehen. Das Schwungrad bremst die Schrittbeschleunigungen und dämpft den ueschleunigungsverlauf auf die Hubspindel und das elastische Element dämpft die übertragung von Schwingungen auf die Hubspi ndel.

Die Dämpfungs- oder Absorbtionsfähigkeit des Schwungrades kann We= 1 Lp* Ii i Ii dadurch vprliosset L werden, dafj man eine Re i tuj ng s bremse vorsieht, die gegen seinen Rand gedruckt werden kann. Zusätzlich hat die Friktionsbremse eine andere wesentliche Funktion. Da die Hubspindel mit einem beträchtlichen Gewicht belastet ist, ist sie nicht notwendig selbsthaltend, wobei die Reibungsbremse eine Abwärtsbewegung des Gleitelementes aufgrund der Schwerkraft verhindert.

Um weitere Schrittbeschleunigungen zu absorbieren, wird vorzugsweise vorgesehen, den Schrittmotor selbst auf dem Gerätegestell unter Zwischenschaltung elastischer Elemente zu montieren.

Zur weiteren Verstärkung der Absorbtion wurde als vorteilhaft gefunden, mindestens zwei Schwungscheiben vorzusehen und dazwischen ein elastisches Element anzuordnen.

Dadurch ist es möglich geworden, einen digital gesteuerten Schrittmotor vorzusehen, um die Vertikai bewegung des Gleitelementes zu erreichen und zwar exakt und betriebssicher, begleitet von einem ruhigen Laufton.

Eine Bedingung für die oben erwähnte Freiprogrammierung der Bewegungen, die effektiv verfügbar sein sollen für die Bilddarstellung verschiedener Objekte, besteht darin, daß der Kopf eines Patienten exakt in einer vorbestimmten Stellung plaziert wird. Aus diesem Grunde ist in bevorzugter Ausführungsform der Rand des Drehelementes mit zwei Lichtquellen versehen, die um 90° zueinander versetzt sind, um mit deren Lichtstrahlen den Kopf genau zu positionieren.

Das erfindungsgemäße Gerät wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt schematisch:

Fig. 1 perspektivisch das Oberteil des Gerätes in Zuordnung zu einem Patienten;

Fig. 2 eine Vorderansicht des Gerätes;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Gerätes nach Fig. 2 einschließlich eines Liegewagens für den Patienten;

Fig. 4 den Antriebsmotor für das vertikal bewegliche Gleitelement und

Fig. 5 einen Schnitt Längslinie V-V in Fig. 4.

Das Gerät besteht aus einer vertikalen Säule 1, die einen vertikal beweglichen Gleitschlitten 2 trägt. Die Bewegungen des Gleitschlittens 2 werden durch einen Schrittmotor 17 bewirkt, der in den Fig. 4, 5 dargestellt ist und der am unteren Ende der Säule 1 sitzt und eine Hubspindel 18 antreibt, die in der Säule 1 angeordnet ist und den Gleitschlitten 2 bewegt. Am Gleitschlitten 2 ist an einer horizontalen Welle ein scheibenförmiges Drehelement 3 gelagert, das durch einen Gleichstrommotor 5 gedreht werden kann. Am Drehelement 3 sitzt, wie aus Fig. 1 erkennbar, die Röntgenröhre 6 mit einem Spaltrohrvorsatz 7, um einen scharf- und engbegrenzten Röntgenstrahl in Richtung des Durchmessers des Drehelementes 3 ausstrahlen zu können, und zwar in Richtung einer Filmkassette 8, die einen festen Röntenstrahlschlitz 9 und einen Filmhalter 10 aufweist, der hinter diesen Schlitz durch einen Schrittmotor 11 (Fig. 3) bewegbar ist.

Die Antriebs- und Steuerelemente für das Gerät sind in einer

Zentraleinheit 12 zusammengefaßt. Fig. 3 zeigt ferner eine

Patientenliege 13 mit einer Auflagefläche 14 für den Kopf des Patienten.

Für die Positionierung des Kopfes exakt in einer vorbestimmten Stellung weist das Gerät am Drehelement 3 Lichtquellen 15a, 15b um 90 gegeneinander versetzt auf. Die Lichtquellen 15a, b erzeugen im Sinne der Fig. 1 Lichtlinfenmarkierungen, die exakt vorbestimmte Stellen treffen müssen, ehe mit der Abbildung begonnen wird.

Im Folgenden wird im Einzelnen die Anordnung des Schrittmotors 17 (Fig. 4, 5) beschrieben, der für die Vertikai bewegung des Gleitschlittens 2 zusammen mit dem Drehelement 3, mit dem sämtliche Bilddarstellungselemente verbunden sind, vorgesehen ist. Der Schrittmotor 17 sitzt in einem Trägerrahmen 19, der selbst im Fuß der Säule 1 mit einem elastischen Element 20 gelagert ist zur Absorption möglicher Schwingungen. Auf der Welle des Schrittmotors 17 ist ein erstes Schwungrad 21 und ein zweites Schwungrad 22 angeordnet, zwischen denen ein elastisches Element 23 vorgesehen ist. Die Funktion der Schwungräder 21, 22 besteht darin, Schrittbeschleunigungen zwischen der Antriebswelle des Motors 17 und der Hubspindel 18 zu bremsen bzw. zu dämpfen und die Funktion des elastischen Elementes 23 besteht darin, die Übertragung von Schwingungen (Drehschwingungen) auf die Hubspindel zu absorbieren. Zusätzlich sind beidseitig zum Schwungrad gegen dessen Rand preßbare Bremsbacken 24 angeordnet, die mittels Drehzapfen 25 an Hebelarmen 27 gelagert sind, die an Drehzapfen 28 sitzen und unter der Zugbelastung einer Feder 26 stehen.

Auf diese Weise wird eine Wirkung der Bremsbacken in beiden Drehrichtungen sichergestellt.

Die Bremsbacken 24 sind bevorzugt aus dem gleichen Plastikmaterial gefertigt, das sich mit dem Schwungradmaterial verträgt, beispielsweise eine Messinglegierung, so daß Haftschlupf vermieden wird, d.h. der Unterschied zwischen statischer und kinetischer Reibung ist gering.

Die statische Auflast, die vom Schrittmotor 17 aufzunehmen ist, wird erleichtert durch eine Gasfeder (nicht dargestellt), die nebenderHubspindel 18 angeordnet ist.

Die Größenordnung der Schritte des Schrittmotors 17 liegt vorzugsweise bei 0 bis 2000/sec bei einer Belastung von 200 kg (Gleitschlitten 2 und Drehelement 3,zusammen mit den BiIddarstellungselementen).

Das Gerät arbeitet wir folgt:

Der Kopf eines auf der Liege 13 ruhenden Patienten wird mit Hilfe der Lichtlinien 16a, b in die richtige Stellung gebracht. Eine seitliche Ausrichtung kann durch entsprechende Bewegung des Bettes 13 erfolgen und die Höheneinjustierung durch Verschiebung des Gleitschlittens 2 nach oben oder unten mittels eines Schalters Das Drehelement mit seinen Bilddarstellungselementen befindet sich in seiner Anfangsposition gem. Fig. 1. Eine Schalttafel an der Steuereinheit 12 wiru benutzt für die Auswahl einer gewünschten Schicht, die dargestellt werden soll und das Gerät wird gestartet. Der Gleichstrommotor 5 dreht das Drehelement 3 mit einer vorbestimmten und geeigneten Geschwindigkeit. Zur gleichen Zeit

gibt der Elektromotor 5 Steuerimpulse zur Zentraleinheit 12 mit einer Frequenz, -die proportional der Drehgeschwindigkeit ist. Auf Basis dieser Impulse kalkuliert ein Microprozessor in der Steuereinheit 12 Impulsfrequenzen, die mit dem ausgewählten Programm für die Schrittmotore 11 und 17 korrespondie7 ren, deren Geschwindigkeit in bezug auf die Drehgeschwindigkeit des Drehelementes 3 die Schicht bestimmt, die darzustellen ist. Da die Geschwindigkeiten und die Geschwindigkeitsänderungen der Schrittmotoren 11 und 17 frei gewählt werden können durch die Microprozessorsteuerung kann jede interessierende thomographische Schicht in der zu untersuchenden Kopfregion ausgewählt werden.

Claims (8)

1. - 1 - (14 284)

   Patentansprüche:

   ί 1.j Tomographisches Panorama-Röntgengerät, insbesondere für die Radiographie des Schädel- und Nackenbereiches eines liegenden Patienten, bestehend aus einem Gestell mit an diesem vertikal beweglichen Gleitschlitten, an dem ein scheiben- bzw. ringförmiges , um eine horizontale Achse drehbares Drehelement angeordnet ist, ferner aus einer Röntgenröhre und einer Filmkassette, sich gegenüberstehend am Drehelement angeordnet, wobei die Kassette mit einem Schlitz und einem beweglichen Filmhalter verseilen ist und ferner bestehend aus Antriebselementen zur Bewegung der beweglichen Elemente, d.h. für den Gleitschlitten, das Drehelement, den Filmhalter, dad ure h gekennzeichnet , daß die beweglichen Elemente mittels eines Mikroprozessors steuerbar ausgebildet sind, welcher Mikroprozessor sein Steuersignal von der Drehbewegung bzw. Winkelbewegung des Drehelementes (3) erhält und der während der Darstellung kontinuierlich die Antriebe (5,11,17) programmgemäß aus einer Mehrzahl von Programmen ausgewählt, steuert, welche Programme differenten Schichten des darzustellenden Gegenstandes entsprechen.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadur c h gekennzeichnet, daß das Antriebselement (5) für das Drehelement (3) ein Motor ist

   mit Impulsgeberelementen zur Aussendung des Steuersignals.
3. 3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Antriebselement für den Gleitschlitten (2) als Schrittschaltmotor (17) ausgebildet ist.
4. 4. Gerät nach Anspruch 3, dad urch gekennzeichnet, daß das Gerät mit einer Hubspindel (18) für den Gleitschlitten

   (2) versehen ist und mit mindestens einer Schwungscheibe (21) und einem elastischen Element (23),angeordnet zwischen der Antriebswelle des Schrittschaltmotors (17) und der Hubspindel (18) .
5. 5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schwungscheibe (21) mit einerReibungsbremse (24-27) ausgestattet ist.
6. 6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsbremse mit Bremsbacken (24) auf beiden Seiten der Schwungscheibe (21) angeordnet, versehen ist, welche Backen (24) drehbar an Hebelarmen (27) gelagert sind, ■ die unter Federspannung stehen.
7. 7. Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß zweiSchwungscheiben (21,22) vorgesehen sind mit einem dazwischen angeordneten elastischen Glied (23).
8. 8. Gerät nach einem der Ansrpüche 3 bis 5,dadurc h gekennzeichnet , daß der Schrittschaltmotor (17) mittels eines elastischen Elementes (2o) am Gerätegestell (1) angeordnet ist.

   9- Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8,dadurch gekennze ichnet, daß am Drehelement (3) , um 9o° zueinander versetzt, zwei Lichtquellen (15a,b) zur Projektion von Lichtmarkierungsstreifen (l6a,b) am zu behandelnden Patienten angeordnet sind.