DE4237013C2

DE4237013C2 - Motorisch verstellbares Röntgengerät

Info

Publication number: DE4237013C2
Application number: DE4237013A
Authority: DE
Inventors: Jochen Dipl Ing Kusch; Hans-Peter Dipl Ing Seubert; Christoph Dr Ing Wurmthaler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1992-11-02
Filing date: 1992-11-02
Publication date: 1996-10-31
Anticipated expiration: 2012-11-03
Also published as: DE4237013A1

Description

Es ist bekannt, Röntgengeräte von Hand mittels einer Handhabe zu verstellen, z. B. zu kippen oder zu verschieben. Insbesondere ist es bekannt, bei einer Angioanlage den C-Bogen mit einem Röntgenstrahler an einem Ende und einem Bildaufnahmesystem an einem anderen Ende von Hand in die gewünschte Position zu bringen. Dabei müssen jedoch relativ große Kräfte zur Massenbeschleunigung aufgewendet werden.

In DE 29 35 161 A1 ist ein motorisch verstellbares Röntgengerät beschrieben, bei dem die Drehzahl von Servomotoren und damit die Verstellgeschwindigkeit des Gerätes in Abhängigkeit von verschiedenen Kraftschwellen verstellt wird. Ein Bediener des Röntgengerätes wird wegen der Steuerung der Verstellgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einer Kraft feststellen, daß es sich nicht um eine natürliche Bewegung handelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein motorisch verstellbares Röntgengerät zu schaffen, das von Hand in die gewünschte Position gebracht werden kann, ohne daß hierzu von Hand die relativ großen Massen beschleunigt bzw. Trägheitsmomente ausgeübt werden müssen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Bei dem erfindungsgemäßen Röntgengerät erhält der Bediener den Eindruck, daß er das Röntgengerät mit wesent lich kleineren Massen bzw. Trägheitsmomenten und einer frei einstellbaren Reibung bewegt. Dies ist durch eine den Geräteantrieb umfassende Zustandsregelung erreicht, wobei die vom Bediener aufgebrachte Kraft als Führungsgröße und die Beschleunigung des Röntgengerätes als Regelgröße dient.

Die Erfindung eignet sich insbesondere für ein Röntgengerät, das einen C-Bogen mit einem Röntgenstrahler an einem Ende und ein Bildaufnahmesystem am anderen Ende aufweist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Röntgengerät nach der Erfindung, und

Fig. 2 das Schaltbild der Regeleinheit des Röntgengerätes gemäß Fig. 1.

In der Fig. 1 ist ein Röntgengerät mit einem C-Bogen 1 dargestellt, der an einem Ende einen Röntgenstrahler 2 und am anderen Ende ein Bildaufnahmesystem 3, z. B. einen Röntgenbildverstärker mit nachgeschalteter Fernsehkamera trägt. Zur Verstellung des Röntgengerätes 1, 2, 3 ist am Bildaufnahmesystem 3 ein Handgriff 4 vorgesehen, dem ein Kraftaufnehmer 5 zugeordnet ist, der einer Regeleinheit 6 ein der jeweils ausgeübten Handkraft entsprechendes elek trisches Signal zuführt. Die eigentliche Verstellung des Röntgengerätes 1, 2, 3 erfolgt durch einen Elektromotor 7. Der Elektromotor 7 wird über die Verbindung 8 von der Regeleinheit 6 angesteuert. Der Regeleinheit 6 ist ein Vergleicher 9 vorgeschaltet, der Signale erhält, die der Beschleunigung des Röntgengerätes 1, 2, 3, dem Ankerstrom des Elektromotors 7, der Geschwindigkeit des Röntgengerätes 1, 2, 3 und der Drehzahl des Elektromotors 7 entsprechen.

In der Fig. 1 bedeuten

a Beschleunigung des Röntgengerätes 1, 2, 3
Ia Ankerstrom des Elektromotors 7
v Geschwindigkeit des Röntgengerätes 1, 2, 3
n Drehzahl des Elektromotors 7
Fh Handkraft
Yh Handposition des Bedieners
Yc Position des Röntgengerätes 1, 2, 3.

Bei dem Röntgengerät gemäß Fig. 1 dient der Motor 7 beispielsweise zur Drehung des Röntgengerätes 1, 2, 3 um den Drehpunkt D.

Das Blockschaltbild gemäß Fig. 2 zeigt, daß die Regeleinheit 6 noch zwei weitere Vergleicher 11, 12, einen Zustandsregler 13, einen Störbeobachter/Drehzahlregler 14 und einen Stör beobachter/Ankerstromregler 17 enthält.

Durch eine geeignete Zustandsrückführung kann die Dynamik des Geräteantriebes, der den Elektromotor 7 mit Getriebe enthält, nahezu beliebig verändert werden. Dies bedeutet, daß die Ankerzeitkonstante des Elektromotors 7, die Masse bzw. das Trägheitsmoment des Röntgengerätes 1, 2, 3 sowie die Reibungsmomente nahezu beliebig eingestellt werden können. Als Führungsgröße w dient die durch den Kraftaufnehmer 5 gewonnene Handkraft Fh des Bedieners, als Regelgröße die Beschleunigung des Röntgengerätes 1, 2, 3. Dadurch wird der Eindruck der manuellen Bedienung sichergestellt, da der physikalische Zusammenhang "Beschleunigung proportional zur beschleunigenden Kraft" erhalten bleibt. Als Stellgröße des Geräteantriebes kann entweder der Ankerstrom, die Ankerspannung oder, bei unterlagerter Ankerstrom- und Drehzahlregelung, der Drehzahlsollwert verwendet werden.

Die nichtlinearen Momente aufgrund der Lageenergie des Röntgengerätes 1, 2, 3 werden durch einen Störbeobachter oder eine unterlagerte Ankerstrom- und Drehzahlregelung kompen siert, so daß ein gewichtsausgeglichenes System entsteht.

Zudem ist bei Bewegungen um mehrere Achsen eine Entkopplung der einzelnen Bewegungsachsen möglich, d. h. Kreiselmomente können beseitigt werden.

Claims

1. Motorisch verstellbares Röntgengerät (1, 2, 3), bei dem der Motor (7) das Stellglied in einem Regelkreis (6) ist, in dem der Sollwertgeber (5) ein vom Bediener zu betätigen der Geber ist, wobei die vom Bediener aufgebrachte Kraft (Fh) die Führungsgröße ist, und in dem die Beschleunigung (a) des Röntgengerätes (1, 2, 3) die Regelgröße ist.

2. Röntgengerät nach Anspruch 1, das einen C-Bogen (1) mit einem Röntgenstrahler (2) an einem Ende und ein Bildauf nahmesystem (3) am anderen Ende aufweist.