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Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf computergestützte radiografische
Abbildungssysteme und insbesondere auf ein computergestütztes radiografisches
Abbildungssystem, bei dem belichtete Bildplatten während des
Abtastens in vertikaler Richtung bewegt werden und das einen vereinfachten
integrierten Steuerungsmechanismus für die Positionierung und Halterung
einer Kassette und für
das Arretieren und das Lösen
einer Bildplatte in bzw. aus der Kassette aufweist.
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Die
herkömmliche
Film-/Platten-Radiografie arbeitet mit Röntgenfilmen, die nicht wiederverwendet
werden können.
Die computergestützte
Radiografie löst
dieses Problem dadurch, dass sie wiederverwendbare Speicherphosphor-Bildplatten
verwendet, die viele Male belichtet, ausgelesen, gelöscht und
erneut verwendet werden können.
Manche computergestützte
radiografische Systeme arbeiten mit flexiblen Speicherphosphor-Bildplatten,
die durch Berührung
der Speicherphosphorschicht mit Platten-Handhabungsrollen und dergleichen
beschädigt werden
können.
Ein solches System ist zum Beispiel aus
US 5 530 259 A bekannt; ähnliche
Systeme sind in
EP
0 394 564 A1 ,
EP
0 919 857 A2 oder
US
4 893 011 A dargestellt. Ein weiteres computergestütztes radiografisches
System arbeitet mit starren Speicherphosphor-Bildplatten, wobei
die Handhabungsmechanismen für
die Platten mit der Speicherphosphorschicht nicht in Berührung gelangen.
Zwar stellen diese Platten eine Verbesserung gegenüber Systemen
mit flexiblen Bildplatten dar, der horizontale Lese- und Löschpfad
eines solchen Systems führt
jedoch dazu, dass das entsprechende computergestützte radiografische System
größer und
langsamer ist als dies wünschenswert
wäre. Es
besteht daher ein Bedarf an einem computergestützten radiografischen System,
das eine kompakte Größe und einen erhöhten Bildplattendurchsatz
aufweist und bei dem der Speicherphosphor nicht durch übermäßige Handhabung
geschädigt
wird.
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Außerdem besteht
ein Bedarf an einem computergestützten
radiografischen Lesegerät
mit einem vereinfachten und integrierten Steuerungsmechanismus für die Positionierung
und Halterung einer Kassette und das Arretieren und Lösen einer
Bildplatte in bzw. aus der Kassette.
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Erfindungsgemäß ist ein
computergestütztes radiografisches
CR-Lesegerät
vorgesehen mit:
einer Kassettenaufnahmestation zum Aufnehmen
einer CR-Kassette in vertikaler Ausrichtung, wobei die Kassette
ein lichtdichtes Kassettengehäuse
und eine Bildplatte umfasst, die von einem das Kassettengehäuse abschließenden gespritzten
Profilteil gehaltert ist, ein latentes radiografisches Bild speichert
und im Kassettengehäuse
arretiert ist;
einer ersten Walzeneinheit, die auf einer Seite
der Kassettenaufnahmestation angeordnet ist;
einer zweiten
Walzeneinheit, die auf der anderen Seite der Kassettenaufnahmestation
angeordnet und der ersten Walzeneinheit in Wirkverbindung zugeordnet
ist;
einer Anordnung zum Lagern der zweiten Walzeneinheit derart,
dass sie auf die erste Walzeneinheit zu und von ihr weg bewegbar
ist;
einer Bildplatten-Löse-
und -Arretiereinheit und
einer Nockenanordnung, die mit der
Anordnung zum Lagern der zweiten Walzeneinheit und mit der Bildplatten-Löse- und
-Arretiereinheit getrieblich verbunden ist und die in einem ersten
Modus arbeitet, wenn eine CR-Kassette in der Kassettenaufnahmestation aufgenommen
ist, um die Lageranordnung derart zu betätigen, dass sie die zweite
Walzeneinheit zur ersten Walzeneinheit hin bewegt derart, dass die
Kassette zwischen der ersten und der zweiten Walzeneinheit arretiert
wird, und um die Bildplatten-Löse- und
-Arretiereinheit derart zu betätigen,
dass sie die Bildplatte vom Kassettengehäuse löst;
und die in einem zweiten
Modus arbeitet, um die Bildplatten-Löse- und -Arretiereinheit derart
zu betätigen, dass
die Bildplatte im Kassettengehäuse
arretiert wird, und die Lageranordnung derart zu betätigen, dass
die zweite Walzeneinheit sich von der ersten Walzeneinheit weg bewegt,
um die Kassette zu lösen und
ihre Entnahme aus der Aufnahmestation zu ermöglichen.
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Die
Erfindung weist die folgenden Vorteile auf:
- 1.
Das CR-System hat eine kompakte Größe.
- 2. Das vertikal ausgerichtete CR-System hat einen erhöhten Bildplatten-Durchsatz
im Vergleich zu horizontal ausgerichteten Systemen.
- 3. Die Schädigung
der Speicherphosphorschicht ist minimiert.
- 4. Ein vereinfachter und integrierter Nocken-Steuermechanismus
positioniert und verriegelt eine CR-Kassette und löst und arretiert
eine Bildplatte aus der bzw. in der Kassette.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 und 2 perspektivische schematische Darstellungen
einer Ausführungsform
der Erfindung, aus verschiedenen Richtungen betrachtet;
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3–7 perspektivische
schematische Darstellungen verschiedener Komponenten der in 1 und 2 dargestellten Erfindung;
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8 eine schematische Darstellung
und
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9 ein Blockdiagramm des
die Erfindung beinhaltenden computergestützten radiografischen Systems.
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Die
Erfindung wird nachstehend unter besonderer Bezugnahme auf bestimmte
Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben, es versteht sich jedoch, dass Abwandlungen
und Modifikationen möglich
sind, ohne von dem beanspruchten Rahmen der Erfindung abzuweichen.
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Im
Folgenden wird ein gattungsgemäßes, computergestütztes radiografisches
System unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
Im Allgemeinen arbeitet die computergestützte Radiografie nach dem Prinzip,
dass durch Belichtung des Speicherphosphors mit einem Röntgenbild
ein entsprechendes latentes Bild im Speicherphosphor erzeugt wird. Wird
der Speicherphosphor mit Licht einer ersten Wellenlänge (zum
Beispiel mittels eines Lasers) rastermäßig abgetastet, wird das latente
Bild als Lichtbild einer zweiten Wellenlänge emittiert. Das emittierte
Lichtbild wird in ein elektronisches (digitales) Röntgenbild
umgewandelt, das dann gespeichert, verarbeitet, angezeigt und zur
Herstellung eines Hardcopy-Röntgenbildes
(Film, Papier) verwendet werden kann.
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Wie
in 9 dargestellt, bestrahlt
eine Röntgenquelle 100 das
interessierende Objekt 102 (zum Beispiel einen Körperteil)
und erzeugt ein Röntgenbild,
mit dem die CR-Bildplatte 104 belichtet wird. Das in der
Platte 104 gespeicherte latente Röntgenbild wird vom CR-Lesegerät 106 ausgelesen,
das danach die Platte 104 löscht, so dass sie wiederverwendet
werden kann. Das ausgelesene Bild wird vom Lesegerät 106 in
ein elektronisches Röntgenbild 108 umgewandelt.
Das elektronische (digitale) Röntgenbild 108 kann
durch entsprechende Bearbeitung verbessert, für den späteren Gebrauch archiviert,
auf einem Displaymonitor angezeigt, an einen entfernten Standort übertragen
und/oder zur Herstellung eines Ausdrucks (auf Film oder Papier)
verwendet werden.
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1 und 7 zeigen perspektivische schematische
Darstellungen der Erfindung. Die dargestellten Komponenten sind
in einem (nicht dargestellten) geschlossenen Gehäuse aufgenommen und in den Zeichnungen
nur insoweit dargestellt, wie dies für die Beschreibung der Erfindung
nötig ist.
Viele weitere Komponenten, die mit den dargestellten Komponenten
zusammenwirken, um ein kommerzielles computergestütztes Röntgengerät zu erhalten,
sind nicht dargestellt.
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In
der Darstellung wird eine CR-Kassette
60 mit einem fünfseitigen
Kassettengehäuse
11 und
einer aus einem Kassetten-Spritzgussteil
7 frei herausragenden
Bildplatte
16 vertikal in das CR-Lesegerät
50 geladen. Das
Kassettengehäuse
11 befindet
sich in der Darstellung in der Lade- und Entnahmestation
52.
Das CR-Kassettengehäuse
11/die
Bildplatte
16 können
ihrer Art nach
US-A-5
861 631 , erteilt am 19. Januar 1999 an Wendlandt et al.,
entsprechen.
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In 1 wurde die Bildplatte 16 aus
dem Kassettengehäuse
entnommen. Die Bildplatte 16 trägt einen Speicherphosphor,
in dem ein latentes Röntgenbild
gespeichert ist, das vom Lesegerät 50 ausgelesen
werden soll.
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Das
Lesegerät
50 umfasst
eine Kassetten-Arretier- und Bildplatten-Löseeinrichtung mit einem Kassettenanschlag
13,
Klemmwalzen
19, Antriebswalzen
20, Kassettenantriebsmotoren
18 zum Antreiben
der Walzen
20, einem Lichtverschlussmechanismus
12,
einem Schlitten
14, einem Nocken
9 und einer Zwischenplatte
15.
Ein Auszugsgestänge
1 greift
an einem unteren Kassetten-Spritzgussteil
7 an, um eine
Bildplatte
16 aus dem Kassettengehäuse
11 herauszuziehen,
nachdem sie durch Haken
8 gelöst wurde (
5). Ein geeigneter Kassetten-Arretier-
und Lösemechanismus
ist in
US-A-5 954 469 , erteilt
am 21. September 1999 an Ngo et al., beschrieben.
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Eine
Bildplatte-Handhabungseinrichtung umfasst ein Auszugsgestänge 1,
das vertikal bewegbar auf dem Schlitten 6 angebracht und
von einem Schraubenmechanismus 17 angetrieben ist, ferner Bildplattenführungen 2,
Abtastlinien-Walzen 3, Löschlinien-Walzen 4 und
einen Kollektorsteg 5. Das Auszugsgestänge 1 weist einen
Strichcodescanner 25 (5)
zum Scannen eines Strichcodes auf dem Spritzgussteil 7 auf.
Der Strichcode kann die Plattenabmessungen, die Empfindlichkeit
des Speicherphosphors, die Kassetten-ID, usw., enthalten.
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Nicht
dargestellt sind die Laser-Abtasteinrichtung und die Empfangsoptik
im Bereich der Abtastlinienwalzen
3. Diese Komponenten
sind bekannt und können
zum Beispiel ihrer Art nach
US-A-5
541 421 , erteilt am 30. Juli 1996 an Brandt et at., entsprechen.
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Eine
Löschstation 54 umfasst
eine (nicht dargestellte) Reihe von Lichtern zum Löschen etwaiger Restbilder,
die nach dem Abtasten noch auf der Bildplatte 16 vorhanden
sein können.
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Im
Folgenden wird die Funktion dieser Komponenten des Lesegeräts 50 unter
Bezugnahme auf 1 bis 8 beschrieben.
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Der
vertikale Abtastbereich besteht aus der Kassetten-Arretiervorrichtung
(1), die im folgenden
Abschnitt noch besprochen wird, einem Auszugsgestänge 1,
einem Langsam-Abtast motor 24 mit konstanter Geschwindigkeit,
den Plattenführungen 2 und
den Abtastlinien-Auflagewalzen 3, dem beweglichen Kollektorsteg 5 und
den Löschlinienwalzen 4.
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Die
Walzen-Klemmvorrichtung, bei der es sich um eine pneumatische oder
mechanische Klemmeinrichtung handeln könnte, hält die Kassette während des
Lösens
und Abtastens relativ zum Auszugsgestänge 1 fest. Dies wird
im einzelnen noch weiter unten beschrieben.
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Das
Auszugsgestänge 1 und
die Haken 8 ergreifen das an der Bildplatte 16 befestigte
untere Kassetten-Spritzgussteil 7. Mittels des Nocken-Lösemechanismus 9 werden
die Kassetten mit den Haken 8 im Auszugsgestänge 1 gelöst und die
Bildplatte 16 am Gestänge
arretiert. Die Oberfläche
des Auszugsgestänges 1 ist
in einem kleinen Winkel geneigt, so dass die Spitze der Platte immer
zu den Plattenführungen 2 und
den Abtastlinienwalzen 3 hin gekippt ist. Die Federn im
Auszugsgestänge 1 sind
so ausgelegt, dass die Platte mit ausreichender Kraft am Gestänge gehalten
ist, um Schlägen
auf das Geräteäußere standzuhalten.
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Zur
Einleitung des Abtastprozesses wird der Langsam-Abtastmotor 24 betätigt, so
dass der Abtastprozess beginnt. Die Langsam-Abtastmutter weist eine
Vorspannung auf, die jegliches Spiel aus dem System nimmt. Diese
Kombination ist sehr wichtig, damit das Auszugsgestänge 1 nicht
plötzlich "fallen" und eine Streifenbildung
auf dem Bild verursachen kann.
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Während die
Platte zunächst
aus der Kassette austritt, schiebt das Auszugsgestänge 1 die
Plattenführungen 2 aus
dem Wege. Nach dem Durchgang des Auszugsgestänges 1 beginnen die
Führungen,
die Platte zu unterstützen.
Die Plattenführungen 2 heben
die Platte langsam vom Kassettengehäuse 11 ab, um ein
Aneinanderreiben der Oberflächen
innerhalb der Kassette während
des Abtastvorganges zu verhindern. Während die Platte sich in Richtung der
Abtastlinie bewegt, wird der Kollektorsteg 5 nach dem Durchgang
des Auszugsgestänges 1 durch
ein Solenoid in Position gebracht. Anschließend wird der Laser aktiviert,
und das Abtasten der Platte beginnt. Während sich das Gestänge 1 im
Zuge des Abtastvorgangs weiter abwärts bewegt, bringen lineare
Nocken 10 langsam die Abtastlinienwalzen 3 in
Position. Diese Walzen unterstützen
die Platte beim Verlassen der Kassette und beim Übergang von den Plattenführungen 2.
Aufgabe der Abtastlinienwalzen 3 ist es, die Platte an
der Abtastlinie zu unterstützen.
Dies können
die Plattenführungen 2 nicht
leisten, weil sie sich nahe am Kassetteneingang befin den müssen. Es
ist jedoch sehr wichtig, dass die Platte an der Abtastlinie unterstützt wird,
um große
Veränderungen des
Abstandes zwischen Kollektor und Platte aufgrund von Ebenheits-Toleranzen der Platte
zu verhindern. Nach Abschluss des Abtastvorgangs werden die Löschlinienwalzen 4 zur
Unterstützung
der Platte während
des Löschvorgangs
in Position gebracht. Sie sind nicht kritisch und könnten einfach
aus stationären
Kufen bestehen, die dafür
sorgen, dass die kürzeren
Platten beim Rückführen der
Platte in die Kassette nicht an den Abtastlinienwalzen 3 haften bleiben.
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Nach
dem Löschen
wird der Zyklus umgekehrt. Um die gesamte Zyklusdauer zu verringern, weist
das Auszugsgestänge 1 eine
höhere
Rückführgeschwindigkeit
auf. Der Kollektorsteg 5 wird zurückgezogen, und die Plattenführungen 2 sorgen
dafür, dass
die Platte ordnungsgemäß in die
Kassette eintritt, ohne anzuhaften.
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Alle
Komponenten sind auf einem zentralen Gussteil miteinander verbunden,
um etwaige Toleranzen zwischen den Teilsystemen zu minimieren. Um
das Kassettengehäuse 11 ordnungsgemäß aufzunehmen,
die Bildplatte 16 ordnungsgemäß herauszuziehen und den Abtastvorgang
während
der Entnahme der Bildplatte 16 durchzuführen, müssen alle Teilsysteme sorgfältig relativ
zueinander positioniert sein. Das optische Gussteil weist eine Rahmenstruktur
auf, die diese Aufgabe erfüllt
und Toleranzen minimiert.
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Dieses
Konzept ist insofern einmalig, als durch das Abtasten während der
Entnahme der Platte aus der Kassette in vertikaler Richtung die
Gesamtgröße des Systems
wesentlich verringert wird. Dies ist von großer Bedeutung für Krankenhäuser, die
im Untersuchungsbereich Platz sparen müssen.
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Der
Nocken 9 und der Lösemechanismus führen alle
für das
Arretieren der Kassette, das Lösen der
Kassette, den Lichtverschluss und das Halten der Platte am Auszugsgestänge 1 erforderlichen
Bewegungen aus. Die Bewegung des Nockens 9 wird durch ein
inneres und ein äußeres Profil
bewirkt. Das innere Profil besteht aus einem durchgehenden Schlitz
mit einem darin aufgenommenen Nockenmitnehmer, der den Schlitten 14,
welcher die Kassette arretiert, den Lichtverschlussmechanismus 12 betätigt und
die Kassette löst,
vor und zurück
bewegt. Das äußere Umfangsprofil
betätigt
die Haken 8 im Auszugsgestänge 1 über eine
Nockenmitnehmeranordnung. Die Arbeitsweise ist wie folgt:
Eine
Kassette steht zum Laden bereit. Der Nocken 9 wird in die
Position #1 gebracht. Während
dieser Bewegung des Nockens 9 wird der Schlitten 14 parallel zur
Kassette 60 über
die Platte 15 vorbewegt, wodurch die Antriebswalzen 20 in
Position gebracht werden und die Kassette "einklemmen". Die Klemmwirkung reicht aus, um die
Kassette 60 auf dem Auszugsgestänge in Position zu bringen.
Die Antriebswalzen 20 werden von einer jeweils unter ihnen
angeordneten "Rampe" einwärts bewegt,
so dass die Antriebswalze 20 während der Vorwärtsbewegung des
Schlittens 14 rechtwinklig zur Bewegung des Schlittens 14 (8) in Richtung der Kassette 60 transportiert
wird. Dann wird die Kassette 60 durch die von Motoren 18 angetriebenen
Kassetten-Antriebswalzen 20 in Kassettenanschläge 13 bewegt. Sobald
sie die Kassettenanschläge 13 erreicht,
wird der Nocken 9 in die Position #2 überführt. Während der Bewegung des Nockens 9 in
die Position #2 hebt das Außenprofil über das
Nockenmitnehmergestänge
zunächst
die Haken 8 an. Das Innenprofil des Nockens 9 bewegt
den Schlitten 14 über
den Nockenmitnehmer weiter, so dass sich die Kassettenarretierung
löst. Während dieser
Bewegung erhöht
sich auch die auf das Kassettengehäuse 11 ausgeübte Klemmkraft,
wenn die Antriebswalzen 20 ihre Bewegung an den Rampen
aufwärts
beenden und das Kassettengehäuse 11 gegen
die Klemmwalzen 19 drücken.
Zum Positionieren des Kassettengehäuses 11 bestehen die
Walzen 19 aus einem harten Gummi oder aus Stahl. Gleichzeitig
betätigt
eine weitere "Rampe" einen Lichtverschlussmechanismus 12,
um einen Lichteintritt an der Rückseite
der Kassette zu verhindern. Das Außenprofil senkt die Haken 8 ab und
gibt sie frei. Das die Bildplatte 16 enthaltende untere
Spritzgussteil 7 ist jetzt am Auszugsgestänge 1 befestigt.
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Jetzt
findet der Abtastzyklus statt.
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Nach
dem Abtasten wird der Nocken 9 in die Position #3 gebracht.
Während
der Bewegung des Nockens 9 in die Position #3 hebt das
Außenprofil
die Haken 8 im Auszugsgestänge 1 an, das Innenprofil bewegt
den Kassettenschlitten 14 zurück, so dass die Kassette freigegeben
und die auf das Gehäuse ausgeübte Klemmkraft
gelöst
wird. Danach senkt das Außenprofil
die Haken 8 unter die Oberfläche des Auszugsgestänges 1 ab.
Die Kassetten-Antriebswalzen 20 schieben die Kassette 60 aus
dem Gerät
heraus, wonach der Nocken 9 zurück in seine Ausgangsstellung gebracht
wird. Während
der Bewegung des Nockens 9 in seine Ausgangsstellung bewegt
das Innenprofil den Kassettenschlitten 14 zurück und hebt
die auf das Kassettengehäuse 11 ausgeübte Klemmwirkung
auf.