HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein
Röntgentomographievorrichtungen und insbesondere Vorrichtungen, die zum CAT-
Scanbetrieb angepaßt sind.
Darlegung des Standes der Technik
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CAT-Scans (Computeraxialtomographie) sind seit vielen Jahren
verwendet worden. Im allgemeinen arbeitet das System, indem es
mehrere, querschnittsartige und scheibenförmige durch den
Körper hindurchtretende Röntgenstrahlen aus unterschiedlichen
Winkeln innerhalb einer einzelnen Ebene aufnimmt. Die Ergebnisse
werden mathematisch zusammengesetzt, um ein Querschnittsbild
des Körpers in dieser Ebene aufzubauen. Zur Erzeugung dieser
Röntgenbilder in einer Form sind eine. Röntgenstrahlquelle und
eine Anordnung von Detektoren an gegenüberliegenden Seiten
eines ringförmigen Jochs angeordnet, das derart ausgebildet ist,
daß es sich innerhalb der gewählten ebene und um den Patienten
herum drehen kann.
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Ein wichtiger Aspekt beim Scannen ist die genaue und andauernde
Axialität der Tomographiekomponenten und des Patienten sowohl
während des Drehens als auch in der Abfolge vieler Scans und
Patienten gewesen. Eine Versetzung oder Bewegung kann die Daten
eines gesamten Scans negativ beeinflussen. Um mit diesem
Umstand fertig zu werden, haben Hersteller von
CAT-Scan-Vorrichtungen üblicherweise eine sehr große und massive Vorrichtung
hervorgebracht, die ein schweres Joch zur Montage der
Tomographiekomponenten aufweist. Die Handhabung dieses Gewichts
erfordert zusätzliche Masse der restlichen Bauteile der
Vorrichtung und üblicherweise eine große Vorrichtung.
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Eine Abzweigung von der außergewöhnlichen Größe und Masse
dieser Vorrichtungen ist das Erfordernis einer Einrichtung zum
Handhaben eines Patienten gewesen, da das Gewicht des Patienten
üblicherweise viel geringer ist als das Gewicht des Jochs und
anderer drehender Komponenten. Folglich ist ein bewegbarer
Patiententisch verwendet werden, um den Patienten an der
gewünschten Stelle bzgl. des fixierten Jochs genau zu positionieren,
und dieser trägt weiter zu der Größe und dem Gewicht der
Vorrichtung bei.
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Ein weiter Beitragender zu der Größe und Masse dieser
Vorrichtungen ist das Problem gewesen, die drehende Vorrichtung mit
elektrischer Leistung für die Röntgenstrahlquelle zu versorgen.
Die beiden primär gegangenen Lösungswege sind elektrische
Bürsten oder Schleifringe, die die Vorrichtung während der Drehung
andauernd überstreichen, und ausgedehnte Kabel gewesen, die die
Drehung des Jochs au näherungsweise eine Umdrehung begrenzen.
Unglücklicherweise erzeugt die Bürstenlösung einen störenden
Beitrag elektrischer Interferenz in den sehr empfindlichen
Ausgangssignalen der Detektoren. Ein Teil dieser Interferenz kann
durch die Verwendung einer Abschirmung reduziert werden; jedoch
muß die Abschirmung umfassend sein, da sich die Bürsten um den
gesamten großen Umfang des Jochs drehen. Die Abschirmung fügt
ebenfalls Volumen und Gewicht hinzu. Genauere Vorrichtungen
verwenden die ausgedehnten Kabel, die die Drehung begrenzen.
Unglücklicherweise erfordert dieser Lösungsweg viel größere
Motoren und erzeugt größere Systembeanspruchungen und Verschleiß,
da das Joch und die gesamte sich bewegende Masse für einen
angemessenen Betrieb innerhalb des begrenzten Drehbereichs des
Jochs schnell beschleunigt und abgebremst werden muß.
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Die Vorrichtung, die sich aus diesen verschiedenen
Anforderungen ergibt, ist groß, schwer, teuer und eine Vorrichtung, die
schwer umzusiedeln ist. Es erfordert einen großen Betrag an
Bodenfläche und kann folglich nicht in räumlich begrenzten
Umgebungen verwendet werden. Ein weiterer, durch die Große und
das Gewicht dieser Vorrichtungen verursachter Nachteil ist der
in den sich bewegenden Teilen der Vorrichtungen erlittene
Verschleiß.
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Bei einer anderen, aus dem Stand der Technik bekannten
Ausführungsform einer Tomographievorrichtung sind die
Röntgenstrahlquelle und eine Anordnung von Detekteren auf einem "C"-förmigen
Rahmen angeordnet, der üblicherweise freitragend ist und über
dem Patienten bedient wird. Obwohl diese Vorrichtung innerhalb
eines weiten Bereichs bedient werden kann, erfordert sie auch
große Beträge an Raum und Masse für nffie Bedienungseinrichtung.
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Die US-A-4428200 offenbart eine medizinische Scan-Einrichtung
mit einem über einem Patienten bewegbaren Detektor daran, um
eine Reihe von Bildern zu erfassen, die zum Sichtbarmachen der
Anatomie der Patienten verwendet werden können. Insbesondere
ist der Detektor um eine vertikale Achse drehbar, um die
Erfassung von leicht unteischiedlichen Bildern zu erlauben.
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Die US-A-4651007 offenbart eine medizinische Scan-Einrichtung
mit einem Patiententisch und einem Scan-Kopf, der über dem
Tisch abgestützt ist, um eine Bilderfassung zu erlauben. Der
Scan-Kopf ist um eine seiner vertikalen Achsen drehbar und ist
auch um den Patiententisch drehbar.
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Die US-A-4201430 offenbart ernne medizinische Scan-Einrichtung
mit einem durch eine ringförmige Scan-Einrichtung bewegbaren
Patiententisch, wobei der Scan-Kopf den Tisch umgibt und
relatlv zu diesem innerhalb des Scan-Rahmens drehbar ist.
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Gemäß der Erfindung ist eine Röntgentomographievorrichtung
bereitgestellt, die in Kombination eine
Patiententisch-Trageinrichtung zum Tragen eines verlängerten Patiententischs; eine
ringförmige tomographische Scan-Einrichtung mit einer
Röntgenstrahlquelle und einer Röntgenstrahl-Detektionseinrinchtung
zur Detektion von von der Röntgenstrahlquelle emitierten
Röntgenstrahlen; eine Einrichtung zum Tragen der Scan-Einrichtung
für eine lineare Bewegung bzgl. der verlängerten Richtung des
Patiententischs und eine Einrichtung zum Drehen der
Scan-Einrichtung um eine Drehachse, um einen inneren, zum Einschließen
des Patiententischs mit einem Patienten darauf genügend großen
Bereich zu umschreiben, umfaßt, wobei die Vorrichtung
gekennzeichnet ist durch eine Einrichtung zum Bewegen der
Scan-Einrichtung entlang des Tischs und zum Drehen der Scan-Einrichtung
zwischen einer ersten Position, in der die Scan-Einrichtung um
den Patiententisch herum angeordnet ist und derart drehbar ist,
daß sie eine im wesentlichen senkrecht zu der verlängerten
Richtung des Patiententischs verlaufende Scan-Ebene definiert,
und einer zweiten Position, in der die Ebene im wesentlichen
parallel zu der verlängerten Richtung verläuft, wobei der
Patiententisch zum Vereinfachen des Drehens der Scan-Einrichtung in
die zweite Position entfernbar ist. Vorzugsweise weist die
Vorrichtung eine Einrichtung zur physischen Verbindung der Glieder
der tomographischen Scan-Einrichtung in einer ringförmigen
Anordnung für die Drehung um den Tisch auf.
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Demzufolge stellt die vorliegende Erfindung eine
Tomographievorrichtung bereit, die eine wesentlich verringerte Größe und
Masse zum Ermöglichen eines hohen Grades an Beweglichkeit der
Vorrichtungs aufweist, wobei sie einen viel kleineren Betrag an
Raum zur Installierung erfordert. Eine
Röntgentomographievorrichtung stellt eine Patiententischeinrichtung, eine
Röntgentomographieeinrichtung, die um die Patiententischeinrichtung
und in einer imaginären, die Tischeinrichtung schneidenden
Ebene angeordnet ist, und eine Einrichtung zum Tragen der
Tischeinrichtung und der Tomographieeinrichtung, die eine
Einrichtung zum Bewegen der Tomographieeinrichtung entlang
mindestens eines Bereichs der Tischeinrichtung aufweist, bereit.
In einer Ausführung weist die erfindungsgemäße
Röntgentomographievorrichtung eine batteriebetriebene Einrichtung zur
Versorgung der Röntgenstrahlquelle mit elektrischer Leistung auf.
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Die unterschiedlichen Tomographieeinrichtungen der vorliegenden
Erfindung können mit mehreren optionalen Merkmalen kombiniert
werden, die weiter die Größe, das Gewicht, die Kosten und die
unabhängige Bewegung der Tomographieeinrichtung sowohl
hinsichtlich des Drehen um den Patienten als auch in anderer
Weise verbessern. Diese optionalen Merkmale umfassen eine
Einrichtung zum Bestimmen der relativen Position zwischen der
Patiententischeinrichtung und der Tomographieeinrichtung, um ein
Einberechnen eines Axialitätsfehlers in die Datenkompilation zu
erlauben, eine ungleiche Detektorkonfiguration zur Reduktion
der Anzahl an verwendeten Detektorkanälen und eine Einrichtung
zur Bereitstellung einer drahtlosen Übertragung der
Tomographiedaten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der
begleitenden Zeichnungen veranschaulichend beschrieben, in denen:
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Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer
Röntgentomographievorrichtung ist, die gemäß einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
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Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer
unterschiedlichen Orientierung der Vorrichtung aus Fig. 1 ist;
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Fig. 3 eine geschnittene Darstellung der Vorrichtung aus
Fig. 1 entlang den Sichtlinien 2-2 ist und
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Fig. 4 eine Seitendarstellung einer alternativen Ausführung
eines Bereichs der Vorrichtung aus Fig. 1 ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 zeigt eine Röntgentomographievorrichtung 10, die
allgemein einen Patiententlsch 12, eine Tomographieeinrichtung 14
und eine Tragstruktur 16 für den Tisch 12 und die
Tomographieeinrichtung 14 aufweist. Der Patiententisch 12 ist dazu
bestimmt, von der Tragstruktur 16 abnehmbar zu sein. Die
Tragstruktur 16 kann jede geeignete Form annehmen, die dazu in der
Lage ist, die hier beschriebenen Funktionen durchzuführen. Wie
gezeigt, umfaßt die Struktir 16 vier vertikale Tragelemente
oder Beine 18, die mit einem Bodenträger 19 verbunden sind, der
Seitenteile 20 und Endteile 22 aufweist.
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In der Tragstruktur 16 ist auch ein Schlitten 24 zum Tragen der
Tomographieeinrichtung 14 enthalten. Der Schlitten 24 weist ein
unteres Schlittenteil 26 und ein oberes Schlittenteil 28 auf.
Das untere Schlittenteil 26 ist an jedem seiner Enden durch die
Seitenteile 20 der Tragstruktur 16 getragen. Dieses Tragen ist
durch Tragflächen 30 vorgesehen, um der Trageinrichtung 24 und
der Tomographieeinrichtung 14 zu erlauben, mindestens entlang
eines Teils der Länge des Patiententischs 12 bewegt zu werden.
Um diese Bewegung zu bewirken, ist eine Antriebseinrichtung 32
zwischen die Endteile 22 angekoppelt und befindet sich mit dem
unteren Schlittenteil 26 in Eingriff. Die Artriebseinrichtung
32 kann jede Einrichtung aufweisen, die in der Lage ist, den
Schlitten und die Tomographieeinrichtung 14 die erforderlichen
Distanzen zu bewegen. Eine geeignete Einrichtung wäre ein
Schneckenantrieb, der sich mit einem Bereich des unteren
Schlittenteils 26 in Eingriff befindet. Eine andere wäre ein
Riemenantrieb. Bei einer bevorzugten Ausführung ist die
Antriebseinrichtung 32 zum Bewegen der Tomographieeinrichtung
entlang der gesamten Länge des Tisch. 12 angepaßt. Dies würde
der Vorrichtung gestatten, in der Umgebung eines
Operationssaals betrieben zu werden, wo die Tomographieeinrichtung 14 an
den Füßen eines Patienten gelagert würde, wenn sie nicht in
Betrieb ist, und folglich Chirugen oder dem Anästhesisten nicht
im Weg wäre.
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Der Schlitten 24 ist mit zu dem unteien Teil 26 drehbar
angeordnetem oberen Teil 28 konstruiert, um dem oberen Teil 28 und
demzufolge der Tomographieeinrichtung 14 zu gestatten, zum
Ermöglichen eines einfacheren Transports dei Vorrichtung 10 in
eine wie in Fig. 2 gezeigte, parallel mit der Länge des Tischs
verlaufende Stellung gedreht zu werden. Zum Unterstützen dieser
Funktion ist ein Paar von entfernbaren Stützblöcken 34 auf der
Antriebseinrichtung 32 angeordnet, un die
Tomographievorrichtung in der Transportstellung zu sichern. Auch die Beine 18
können durch diagonaie Elemente (nicht gezeigt) versteift
wegden, die an den Endteilen 22 befestigt sind, und ebenfalls
können Räder an dem Bodenträger 19 angeordnet sein. Während des
Transports würde der Tisch 12 von den Träger 16 entfernt werden
und die Tomographieeinrichtung 14 würde in die in Fig. 2
gezeigte Stellung gedreht werden, die im wesentlichen parallel zu
der Länge des Trägers 16 verläuft.
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Fig. 1 zeigt ebenfalls eine Einrichtung 33 zum Bestimmen der
Position der Tomographieeinrichtung 14 bzgl. des Tischs 12.
Diese Funktion kann mit jeder geeigneten Einrichtung
durchgeführt werden, wie bspw. eine Ausführungsform eines optischen
Meßsystems. Wie in Fig. 1 gezeigt, kann das System auf der
Tomographieeinrichtung 14 an der Stelle 33 angeordnet werden und
einen Bezug zum Tisch 12 herstellen, oder es kann auf dem Tisch
12 angeordnet werden und einen Bezug zu der
Tomographieeinrichtung
14 herstellen. Ebenfalls können spezielle Meßmarken oder
Identifizierungspunkte anf entweder der Tomographieeinrichtung
14 oder dem Tisch 12 jur Bezugnahme durch das System angeordnet
werden. Das Meßsystem könnte sowohl Information über die
Winkelposition der Tomographieeinrichtung 14 als auch über jede
Versetzung derselben innerhalb der Drehebene bereitstellen.
Diese gesamte Information kann bei dem Kompilieren der Bilder
aus den Scan-Daten verwendet werden. Folglich könnten
Versetzungen während des Scans dazu verwendet werden, mehr Scan-Daten
für den Aufbau von Bildern bereitzustellen, weil sie den Betrag
während des Scans gesammelte duplizierter Daten reduzieren
würden.
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Fig. 3 ist eine entlang der Sichtlinien 3-3 aufgenommene
geschnittene Darstellung der Vorrichtung aus Fig. 1, die ein
größeres Detail der Tomographieeinrichtung 14 zeigt. Während
die Tomographieeinrichtung 14 zum Bereitstellen einer
ästhetischeren Vorrichtung unterschiedliche an ihr befestigte
Abdeckungen aufweisen kann, sind die Abdeckungen, die verwendet
würden, in Fig. 3 enrfernt, um eine repräsentative Darstellung
der Instrumentierung zu erlauben. Wie gezeigt ist, enthält die
Tomographieeinrichtung 14 eine Anzahl au
Tomographiekomponenten, die eine Röntgenstrahlquelle 40, eine Anordnung von
Detektoren 42, eine Elektronikeinheit 44 zur Kontrolle und
Datenverarbeitung, eine Stromquelle für die Röntgenstrahlquelle 40, die
Batterien 46 und einen Umrichter 47 aufweist, und eine
Stromquelle für die Elektronikeinheit 44, die Batterien 48 und einen
Umrichter 49 aufweis, umfassen. Es ist erwartet, daß die
Tomographieeinrichtung 14 eine Patientenöffnuug oder einen
inneren Durchmesser von näherungsweise 65 bis 70 Zentimetern und
einen äußeren Durchmesser von näherungsweise 125 bis 140
Zentimetern aufweist
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Die Röntgenstrahlquelle 40 sorgt für die elektrische Erzeugung
von Röntgenstrahlen mittels im Stand der Technik gut bekannter
Methoden. In einer bevorzugten Ausführung ist die Röntgen
strahlquelle 40 für einen kontinuierlichen Betrieb während
eines Scan-Vorgangs angepaßt. Diese Scan-Technik wird als
kontinuierliche Wellenfächerstrahl-Tomographie (Continuous Wave Fan
Beam Tomography) bezeichnet und ist in größerem Detail in dein
US-Patent Nr. 4,547,893 beschrieben, das der Analogic
Corporation aus Peabody, Massachusetts, zugeteilt ist. Diese Technik
reduziert die Signalverarbeitungselektronik, die mit den
begleitenden Kosten- und Gewichtseinsparungen erforderlich ist
Die Röntgenstrahlquelle 40 würde ebenfalls einen Kollimator zur
Definierung des Röntgenfächerstrahls und eine Einrichtung zur
Dissipation von bei der Erzeugung dein Röntgenstrahlen erzeugter
überschüssiger Wärme aufweisen.
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Die Elektronikeinheit 44 sorgt für die Datenverarbeitung von
den Detektoren 42 und für die Kontrolle ces Röntgenprozesses.
Diese Kontrolle ist durch eine
Zweiwege-Datenübertragungsverbindung zwischen der Elektronikeinheit 44 und einem zur
Bildverarbeitung und Kontrolle verwendeten Rechner 50
bereitgestellt. Diese Zweiwege-Datenübertragungsverbindung kann mittels
jeder geeigneten Einrichtung erreicht werden. Weiterhin sind
die Kontroll- und Bildverarbeitungsmethoden, die durch den
Rechner 50 angewender werden können, in der CAT-Scan-Kunst gut
bekannt.
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Der Strom für die Röntgenstrahlquelle 40 und für die
datenverarbeitende Elektronikeinheit 44 wird von den Batterien 46 und
48 und den Umrichtern 47 bzw. 49 bereitgestellt. Diese
Umrichter 47, 49 stellen die erforderlichen Spannungen für die
jeweilige Ausrüstung bereit, die sie speisen. Der Umrichter 46 ist
eine Hochspannungsversorgung, und der Umrichter 48 ist eine
Niederspannungsversorgung. Wann immer die
Tomographieeinrichtung 14 in die in Fig. 3 gezeigte Ruheposition zwischen den
Scans gebracht ist, können ein Paar von elektrischen Kontakten
52 dazu verwendet werden, die Batterien 46 und 48 wieder
aufzuladen,
um einen pseudokontinuierlichen Betrieb des CAT-Scans zu
erlauben. Wie gezeigt ist, sind diese Kontakte 52 mit den
Batterien 46 und 48 über elektrische Leitungen 54 verbunden. Die
Umrichter 47, 49 würden ebenfalls eine Einrichtung zur
Dissipation überschüssiger, während des Umricht-Prozesses erzeugter
Wärme, aufweisen.
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Die Detektoranordnung 42 enthält drei Detektorbereiche 56 und
58. Der Bereich 56 ist um eine Mittellinie 60 angeordnet, die
durch die Röntgenstrahlquelle 40 und durch den
Drehungsmittelpunkt 62 der Tomographieeinrichtung 14 verläuft. Der
Detektorbereich 56 ist bzgl. jeder Seite der Mittellinie 60 mit
vielleicht einem kleinen Versatz im wesentlichen zentriert, um
Symmetrie bzgl. der Mittellinle 60 zur Bereitstellung größerer
Beiträge an gesammelten Daten zu vermeiden. Die
Röntgenstrahlen, die auf die Detektoren innerhalh des Bereichs 56
auftreffen, strahlen entlang der Radiallinien, die sich zwischen den
Radiallinien 64 und 66 befinden, wobei sie von der
Röntgenstrahlquelle 40 zu der Detektoranordnung 42 verlaufen. Die
anderen Detektorbereiche 58 sind an den Bereich 56 angrenzend
angeordnet und sind dazu bestimmt, Röntgenstrahlinformation von
zwischen den Radiallinien 66 und 68 sowie 64 und 70 von der
Quelle 40 strahlende Röntgenstrahlen zu empfangen. Folglich
wird Energie ausschließlich innerhalb des zwischen den
Radiallinien 68 und 70 angeordneten Fächerstrahls 72 von der Quelle
40 abgestrahlt.
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Der Zweck, zwei Gruppen von Detektoren zu nahen, betrifft den
Informationsgehalt der detektierten Röntgenstrahlen. Innerhalb
der Radiallinien 64 und 66 sind typischerweise die gesamten
Hauptorgane und komplexen Strukturen des menschlichen Körpers
angeordnet. Die zwischen den Radiallinien 66 und 68 sowie 64
und 70 angeordnete Körperstruktur ist üblicherweise viel
einfacher und umfaßt keine lebenswichtigen Organe. Demzufolge ist
der Informationsgehalt der Röntgenstrahlen zwischen den Linien
64 und 66 größer und wichtiger als der Informationsgehalt der
Röntgenstrahlen zwischen den Linien 66 und 68 sowie 64 und 70.
Aus diesem Grund ist es erlaubbar, eine Detektoranordnung zu
konstruieren, die eine höhere Detektordichte in dem Bereich 56
und eine niedrigere Detektordichte in dem Bereich 58 aufweist.
Dies erlaubt eine Verringerung und demzufolge eine Kosten- und
Gewichtseinsparung bzgl. der Anzahl an Detektoren und der
zugehörigen Elektronik, die dort verwendet wird, wo die zu
sammelnde Information einfach nicht vortanden ist. Anstelle von
und/oder in Kombination mit unterschiedlichen Detektordichten
kann es wünschenswert sein, die äußeren Detektoren 58 mit einer
niedrigeren Rate als die inneren Detektoren 56 abzutasten. Es
kann auch wünschenswert sein, mehr als zwei Gruppen von
Detektoren mit unterschiedlichen Detektordichten und/oder
Abtastraten zu haben. Diese Technik ist in größerem Detail in der US
Nr. 4,677,554 besprochen, die ebenfalls der Analogic
Corporation zugeteilt ist.
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Es sollte bemerkt werden, daß es möglich ist, die
Tomographieeinrichtung 14 ohne irgendeinen an der linken Seite des
Bereichs 56 angeordneten Detektor zu konstruieren. Wenn sich die
Tomographieeinrichtung 14 in der in Fig. 3 gezeigten Stellung
befindet, werden keine Daten der Bereiche des Körpers 74
gesammelt, die an der linken Seite der Radiallinie 64 liegen. Diese
Bereiche 74 des Körpers werden geröntgt, während sich die
Tomographieeinrichtung 14 durch andere Winkelpositionen bzgl. des
Patienten dreht. Wiederum weil dieser äußere Bereich 74 keine
lebenswichtigen Organe enthält, sind die von dort zu sammelnden
Daten weniger bedeutend, und die Struktur kann unter Verwendung
einer kleineren Datenansammlung abgebildet werden. Die
Beseitigung dieses zusätzlichen Detektorbereichs ermöglicht weitere
Gewichts- und Kosteneinsparungen für die Röntgenvorrichtung.
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Ebenfalls in Fig. 3 ist eine Einrichtung zum drehbaren Lagern
und zum Drehen der Tomographieeinrichtung 14 gezeigt. Jede
geeignete Einrichtung kann zu diesem Zweck verwendet werden.
Nominell sind in Fig. 3 Rollenlager 80 und eine
Riemenantriebseinrichtung 82 gezeigt. Diese Einrichtungen sind in der Lage,
die Tomographieeinrichtung 14 ohne Anhalten zum Sammeln von
Daten für individuelle Scans kontinuierlich zu drehen. Eine
kontinuierliche Drehung ermöglicht die Verwendung der
obengenannten kontinuierlichen Wellenfächerstrahl-Tomographietechnik
(Continuous Wave Fan Beam Tomography). Eine kontinuierliche
Drehung ist möglich, da die Tomographieeinrichtung derart
entworfen und konstruiert ist, daß sie elektrisch unabhängig ist.
Es wird erwartet, daß sich die Tomographieeinrichtung 14 mit
einer Geschwindigkeit von näherungsweise einer Umdrehung alle 4
bis 5 Sekunden oder mit 12 bis 15 Umdrehungen pro Minute drehen
wird.
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Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführung 90 der
Tomographieeinrichtung 14 mit dem Zusatz eines kreisförmigen Rahmens oder
einer kreisförmigen Laufbahn 92, die stationär ist und die
Tomographiekomponenten umgibt. Die Tomographiekomponenten sind
mittels einer Vielfalt von hohlen Distanzstücken 94 sowohl
verbunden als auch auseinandergehalten, durch die elektrische
Kabel verlaufen. Die Distanzstücke 94 werden dazu verwendet, die
Komponenten physisch auseinander und folglich nach außen gegen
die Laufbahn 92 zu spannen. Die Komponenten befinden sich mit
der Laufbahn 92 mit Hilfe von Rädern 96 in Eingriff. Die
Laufbahn 92 hilft dabei, die Tomographieeinrichtung 90 mit
Steifigkeit zu versehen.
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Als eine der Tomographiekomponenten ist in Fig. 4 weiterhin
eine Einrichtung 98 zum Drehen der Tomographieeinrichtung 90
innerhalb der kreisförmigen Laufbahn 92 offenbart. Diese
Einrichtung 98 ist eine elektrisch gespeiste Fahreinrichtung, die
mittels ihrer eigenen internen Batterie oder jeder anderen
geeigneten Einrichtung gespeist sein könnte. Die Fahreinrichtung
98 befindet sich mit der Laufbahn 92 mittets irgendeiner
geeigneten Einrichtung, wie bspw. einer
Zahnrad-und-Zahn-Anordnung, in Eingriff und ermöglicht ähnlich wie bei der
Tomographieeinrichtung aus Fig. 3 deren kontinuierliche Drehung. Die
restlichen Komponenten der Tomographeeinrichtung 90 aus Fig. 3
sind denen der Tomographieeinrichtung 14 aus Fig. 3 gleich.
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Ebenfalls sind als ein Teil der Struktur dem
Tomographieeinrichtung 14 ein Paar von dreiseitig angeordneten Stützteilen
100 und 102 enthalten. Die oberen Encen der Teile 100 und 102
sind vorzugsweise an einen einzelnen Verbindungspunkt (nicht
gezeigt) mit der Röntgenstrahlquelle 40 verbunden. Die unteren
Enden der Teile 100 und 102 sind mit gegenüberliegenden Enden
der Detektoranordnung, 42 verbunden. Die Detektoranordnung 42
ist auf einer steifen Struktur angeordnet, so daß sich deren
Enden nicht gegeneinander bewegen. Die Abstände zwischen den
Enden der Detektoranordnung 42 und der Röntgenstrahlquelle
beschreiben ein Dreieck, das entweder gleichseitig sein kann oder
in der Ecke der Röntgenstrahlquelle 40 einen Winkel aufweisen
kann, der mehr als 60 Grad aufweist. Das gleichseitige Dreieck
würde den meisten Freiraum für den Patienten und den Tisch 12
bereitstellen, wenn die Seiten des Dreieck gerade waren. Da
die Detektoranordnung 42 gebogen ist, kann ein
nichtgleichseitiges Dreieck verwendet werden. Folglich bilden die Teile 100
und 102 und die Detektoranordnung 42 eine pseudodreieckige
Struktur zur wesentlichen Erhöhung dem Steifheit der
Tomographieeinrichtung 90. Diese Anordnung hilft, die genaue
Axialität sowohl zwischei der Röntgenstrahlquelle 40 als auch der
Detektoranordnung 42 bereitzustellen, und verleiht der
ringförmigen Gestalt der Tomographieeinrichrung 90 ebenfalls
wesentliche Steifheit, welche andernfalls während der Drehung
deformiert werden könnte.
ART UND WEISE DES BETRIEBS
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Während des Scannens eines Patienten kann die Vorrichtung gemäß
der vorliegenden Erfindung in jeder von mehreren Betriebsarten
betrieben werden. Die üblichste Betriebsart wäre, die
Tomographieeinrichtung 14 entlang des Patiententischs 12 unter
Verwendung der Antriebseinrichtung 32 an der gewünschten Position
bzgl. des auf dem Tisch 12 befindlichen Patienten anzuordnen.
Dies kann von optischer Bezugnahme auf den Patienten begleitet
sein. Wenn die Tomographffieeinrichtung 14 genau plaziert ist,
wird sie zum Durchführen einer Serie von Scans gemäß der
kontinuierlichen Wellentomographiemethode gedreht. Signale zum
Durchführen dieses Scans werden von dem Rechner 50 zu der
Elektronikeinheit 44 übertragen, die dann die Kontrolle des
Betriebs übernimmt.
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Das vorliegende Vorrichtung kann zum Erzeugen eines einfachen
Röntgenbilds eines Patienten auch in einer Betriebsart
verwendet werden, die als Erkundungs-Betriebsart (scout mode)
bezeichnet werden kann. Um dies auszuführen, wird die
Tomographieeinrichtung 14 nicht gedreht, sondern entlang des
Tischs 12 bewegt, während die Röntgenbestrahlung durchgeführt
wird. Die bei diesem Betrieb gesammelten Daten werden dazu
verwendet, ein normales Röntgenbild des Patienten zu erzeugen, wie
bspw. das, das dazu verwendet werden könnte, die allgemeine
Lage spezieller Organe und anderer Punkte zu bestimmen. Wenn
der in Fig. 3 gezeigte Fächerstrahl der Röntgenstrahlen nicht
den gesamten Patienten und insbesondere den Bereich 74 abdeckt,
wäre es einfach erforderlich, die Tomographieeinrichtung 14 zu
drehen, bis die Breite des im Drehungsmittelpunkt 62
befindlichen Fächerstrahls ausreichend wäre, den gesamten Körper zu
umfassen, bevor der Erkundungs-Scan des Patienten durchgeführt
wird. Solch einfache Röntgenbilder können auch durch zweifaches
Scannen des Patienten verursacht werden, zuerst in der in Fig.
3 gezeigten Stellung der Tomographieeinrichtung und dann noch
einmal mit invertierter Tomographieeinrichtung 14, um den
Bereich 78 des Patienten abzudecken. Diese Methode würde ein
verbessertes Bild der von dem Detektorbereich 56 abgedeckten
Fläche erzeugen.
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Letztlich ist es möglich, einen schraubenförmigen Scan des
Patienten durch gleichzeitiges Drehen der Tomographieeinrichtung
14 und Bewegen derselben entlang des Patiententisches 12
durchzuführen. Diese Scan-Methnde erlaubt das Sammeln von
dreidimensionalen Daten, aus denen es mathematisch möglich würde,
für jede Scheibe durch das gescannte Volumen ein Bild
aufzubauen. Folglich könnte der Kopf eines Patienten als ein Volumen
gescannt werden und der Radiologe hätte jedes Bild des Kopfs
zur Verfügung, das ei oder sie wünschte. Dies würde das
Erfordernis des Zurückbringens eines Patienten für zusätzliche
Röntgenbilder vermeiden, wenn weitere Information gewünscht ist.
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Die Ausführungen der obenbeschriebenen vorliegenden Erfindung
sind dazu bestimmt, in einem erläuternden und nicht einem
begrenzenden Sinn angesehen zu werden. Verschiedene
Modifikationen und Veränderungen können von Fachleuten au diesen
Ausführungen durchgeführt werden, ohne von dem Umfang der
vorliegenden Erfindung, wie sie in den beigefügten Patentansprüchen
definiert ist, abzuweichen.