DE68911777T2

DE68911777T2 - Tragarm mit Gewichtsausgleich für ein Röntgenuntersuchungsgerät.

Info

Publication number: DE68911777T2
Application number: DE68911777T
Authority: DE
Inventors: Der Vegt Adrianus Antonius Van; Endschot Johannes Gerardus Van
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1988-07-11
Filing date: 1989-07-05
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2009-07-06
Also published as: DE68911777D1; NL8801750A; US4961214A; EP0350996A1; EP0350996B1; USRE34943E; JPH0284636A

Description

Die Erfindung betrifft ein Röntgenuntersuchungsgerät mit einer Vertikalsäule, einer an der Säule befestigten Hülse, die um eine erste Horizontalachse drehbar ist, einem von der Hülse getragenen und in der Hülse um eine zweite die erste senkrecht schneidende Achse bewegbaren C-förmigen Träger, der auf einem ersten Ende eine Röntgenquelle und auf einem zweiten Ende einen Röntgendetektor trägt, der längs einer Zentralstrahl eines von der Röntgenquelle auszusendenden Röntgenbündels bewegbar ist.
Ein Röntgenuntersuchungsgerät zum Durchstrahlen eines Objekts in mehreren Richtungen ist aus der amerikanischen Patentschrift US 3 281 598 bekannt.
Ein in dieser Patentschrift beschriebenes Röntgenuntersuchungsgerät bietet eine gleichzeitige Drehung der Röntgenquelle und des an einem zweiarmigen Träger befestigten Röntgendetektors um drei Achsen, die einander in einem Punkt (dem Isozentrum) zwischen der Röntgenquelle und dem Röntgendetektor schneiden. Das Röntgenuntersuchungsgerät ist jedoch nicht im Gleichgewicht und die Einrastpositionen, bei denen der zweiarmige Träger um eine erste Horizontalachse aus einer Vertikalebene gedreht ist, werden mit einem Elektromotor und einer Zahnradübertragung fixiert. Bewegung des zweiarmigen Trägers in der Hülse unter dem Einfluß der Schwerekraft wird durch einen Elektromotor verhindert, der den Arm bei einer vorgegebenen Richtung der Durchstrahlung in der Hülse fixiert. Handbetriebene Anpassung der Durchstrahlungsrichtung wird hierdurch jedoch erschwert. Damit vermieden wird, däß das nicht ausgewuchtete, verhältnismäßig große Gewicht des Röntgendetektors, beispielsweise einer Röntgenbildverstärkerröhre, bei der Bewegung längs des Zentralstrahls - beispielsweise zum Einstellen einer Vergrößerung - an den Träger oder an ein zu untersuchendes Objekt prallt, ist das Röntgenuntersuchungsgerät häufig mit einem Schutzmechanismus ausgerüstet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes Röntgenuntersuchungsgerät mit einem verhältnismäßig einfachen Aufbau zum Durchstrahlen eines Objekts aus verschiedenen Richtungen zu schaffen, wobei eine Röntgenquelle und ein Röntgendetektor sich auf einer Linie einander gegenüber befinden, und wobei die Positionen der Röntgenquelle und der Durchstrahlungsrichtung von Hand ohne viel Kraftanwendung einstellbar sind.
Ein Röntgenuntersuchungsgerät der eingangs erwähnten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß eine bei einer Bewegung des Röntgendetektors längs des Zentralstrahls auftretende Verschiebung eines Schwerepunkts des Röntgendetektors im wesentlichen durch ein am zweiten Ende des Trägers befestigtes Gegengewicht ausgeglichen wird, dessen Bewegungsrichtung der Bewegurigsrichtung des Röntgendetektors entgegengesetzt ist, däß ein gemeinsamer Schwerepunkt des Trägers, der Röntgenquelle, des Röntgendetektors und des Gegengewichts für eine einstellbare Strecke zwischen dem Röntgendetektor und der Röntgenquelle auf der zweiten Achse liegt, und daß ein gemeinsamer Schwerepunkt der Hülse, des Trägers, des Röntgendetektors, der Röntgenquelle und des Gegengewichts für eine einstellbare Strecke zwischen dem Röntgendetektor und der Röntgenquelle auf der ersten Horizontalachse liegt.
Es sei bemerkt, däß das Auswuchten der Bewegung des Röntgendetektors durch ein sich in der entgegengesetzten Richtung bewegendes Gegengewicht an sich aus der amerikanischen Patentschrift US 3 892 967 bekannt ist.
In dieser Patentschrift wird ein zweiarmiger Träger durch einen scharnierbaren Parallelogrammaufbau mit einer Röntgenquelle und einem Röntgendetektor beschrieben, die auf zwei langen ausragenden Armen einander gegenüberliegen. Das Gegengewicht bewegt sich mittels eines Rollenaufbaus längs eines der kürzen Seitenarme, die die ausragenden Seiten im Parallelogrammaufbau verbinden. Beim Auswuchten eines derartigen Röntgenuntersuchungsgeräts ist eine richtige gegenseitige Abstimmung des Gewichts und der Position der Röntgenquelle, des Röntgendetektors, des Ausgleichsgewichts und des Trägers weniger kritisch als beim Auswuchten eines C- förmigen Trägers. Durch den Zusatz ergänzender Ausgleichsgewichte zum Parallelogrammaufbau kann der gemeinsame Schwerepunkt aller Teile in einer Stellung auf der ersten Drehachse angebracht werden. Dem C-förmigen Träger, der sich frei durch die Hülse bewegen können muß, können keine zusätzlichen Ausgleichsgewichte hinzugefügt werden, und gegenseitiges Abstimmen der Schwerepunkte des C-förmigen Trägers, der Röntgenquelle, des Röntgendetektors und des Ausgleichsgewichts ist wesentlich, so daß ihr gemeinsamer Schwerepunkt auf der zweiten Drehachse liegt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Röntgenuntersuchungsgeräts ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, däß der C-förmige Träger durch ein rohrförmiges Profil mit zwei Laufflächen an einer Außenseite gebildet wird, wobei das Profil mit Innentrennwänden versehen ist und das Profil, die Laufflächen und die Innentrennwände aus einem einzigen Gußstück mit einer Wanddicke zwischen etwa 8 und 5 mm hergestellt sind.
Durch Verguß des Tragarms mit einer verhältnismäßig geringen Wanddicke aus einem Stück nimmt die Bearbeitungszahl bei der Herstellung eines Tragarms ab, während durch die geringe Wanddicke des Gußstücks nach dem Gießen eine schnelle Wärmeableitung aus dem Gußstück möglich macht, so däß ein verhältnismäßig leichtes und durch schnelle Abkühlung gußtechnisch hochwertiges Gußprodukt erhalten wird. Durch die verhältnismäßig große Gewichtsersparung, die das Gußverfahren möglich macht, ist die Belastung der Hülse, des C-förmigen Armes selbst und der vertikalen Aufhängung verhältnismäßig gering und wird Gewichtsausgleich erleichtert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1a eine Seitenansicht eines Röntgenuntersuchungsgeräts,
Fig. 1b schematisch eine Draufsicht auf ein Röntgenuntersuchungsgerät
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Bewegung des Röntgendetektors und des Gegengewichts, und
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen gegossenen C-förmigen Träger.
In Fig. 1 ist eine Vertikalsäule 2 mit einer daran befestigten Hülse 4 dargestellt. Die Hülse 4 ist um eine Achse A drehbar und trägt einen zweiarmigen Träger 6 (hier in Form eines C-Bogens). Der Träger 6 ist an beiden Seiten mit Schlitzen 8 versehen (von denen in der Figur nur ein sichtbar ist), in dem sich Lagerräder 10 befinden, und er ist in der Richtung eines Pfeiles B in der Hülse 4 bewegbar. An einem Ende des Trägers 6 befindet sich eine Röntgenquelle 12, die einen Röntgenstrahl aussendet, der auf einen Eingangsschirm 14 einer Röntgenbildverstärkerröhre 16 fällt. Die Röntgenbildverstärkerröhre 16 setzt ein Röntgenbild eines zwischen der Röntgenquelle 12 und des Röntgendetektors 16 aufgestellten Körper in ein Lichtbild um, das mit einer Videokamera 18 detektiert wird. Der Schwerepunkt des Trägers 6 liegt in einer Stellung 20, während der gemeinsame Schwerepunkt der Röntgenquelle 12 und des Trägers 6 in einem Punkt 22 liegt. Die Röntgenbildverstarkerröhre 16 hat einen Schwerepunkt in einer Stellung 25, während ein Gegengewicht 26 einen Schwerepunkt in der Stellung 27 hat. Eine Bewegung der Röntgenbildverstärkerröhre 16 parallel zur Achse C wird durch die Räder 29 geführt, während die Übertragungsmittel 30 eine Bewegung der Röntgenbildverstärkerröhre in entgegengesetzter Richtung auf das Gegengewicht 26 übertragen. Eine Bewegung des Gegengewichts 26 wird durch Räder 31 geführt. Durch Bewegen der Röntgenbildverstarkerröhre 16 mit Hilfe eines an der Röntgenbildverstärkerröhre befestigten Handgriffs 28 in der Richtung eines Pfeiles D bewegt sich das mit der Röntgenbildverstärkerröhre gekoppelte Gegengewicht 26 in der Richtung eines Pfeiles E. Hierdurch bleibt der gemeinsame Schwerepunkt der Röntgenbildverstärkerröhre und des Gegengewichts in der Stellung 23, und der gemeinsame Schwerepunkt des Trägers 6, der Röntgenquelle 12 und der Kombination des Röntgenbildverstärkerröhre/Gegengenwichts bleibt in der Stellung 24 auf der zweiten Drehachse, die senkrecht auf die Zeichnungsebene steht. Da der Schwerepunkt bei der Bewegung des Arms 6 in der Richtung des Pfeiles B auf der zweiten Drehachse bleibt, ist für diese Handlung weniger Kraftanwendung erforderlich. Der gemeinsame Schwerepunkt der Hülse 4, des Armes 6, der Röntgenquelle 12 und der Kombination des Bildverstärkers/Gegengewichts liegt auf der Achse A, so däß bei der Drehung um die Achse A der Röntgenuntersuchungsgerät im Gleichgewicht ist.
In Fig. 1b ist eine Draufsicht der Hülse 4 und des Trägers 6 dargestellt. Wenn der gemeinsame Schwerepunkt des Trägers, des Röntgendetektors und des Gegengewichts in einer Stellung 24 auf der zweiten Achse F liegt, liegt der Schwerepunkt der Hülse 4 in einer Stellung 50, so daß der gemeinsame Schwerepunkt in einer Stellung 52 auf der ersten Horizontalachse A liegt.
In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Kopplung der Bewegung der Röntgenbildverstärkerröhre und des Gegengewichts dargestellt. Beispielsweise durch einen Antriebsriemen oder eine Kette 36, der bzw. die in einer geschlossenen Schleife um zwei Rollen 38 läuft, und mit der bzw. dem sowohl die Röntgenbildverstärkerröhre als auch das Gegengewicht verbunden sind, wird die Bewegung der Röntgenbildverstärkerröhre in entgegengesetzter Richtung auf das Gegengewicht übertragen.
In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch einen C-förmigen Tragarm längs einer Linie Q-Q in Fig. 1 dargestellt. Die Wanddicke einer Innenseite 58 und einer Außenseite 60 des Gußprofils beträgt 5 mm, während die Seitenwände 8 mm dick sind. Durch die U-förmigen eingelassenen Laufflächen 11 und der Krümmung der Innenseite 58 hat das Profil ein optimales Steifheits/Gewichtsverhältnis. In der Mitte einer Anzahl von Zwischentrennwänden 62, die in regelmäßigen gegenseitigen Abständen im Träger 6 vorhanden sind und eine Wanddicke beispielsweise von 6 mm haben, befindet sich eine Öffnung für die Durchführung von Verkabelung beispielsweise für die Stromversorgung der Röntgenquelle oder für den Signaltransport des Röntgendetektors. Nach dem Verguß des Gußstücks sind in den Laufflächen 11 Löcher an Stellen vorhanden, an denen Gußkerne zum Befestigen und zum richtigen Positionieren durch die Wand 11 ragen. Diese Löcher werden nach dem Gießen durch Schweißen geschlossen und die Oberfläche der Laufflächen 11, die mit einer hohen Gußqualität gebildet werden und eine verhältnismäßig geringe Porosität haben, werden nach Bedarf nachbearbeitet. Außenseiten der Wände 58 und 60 können gesandstrahlt werden. Der Tragarm besteht vorzugsweise aus gegossenem AlSi10Mg(CU)WA oder AlZn10Si8Mg oder gleichwertigen verhältnismäßig leichten Werkstoffen. Hierbei bietet AlZn10Si8Mg den Vorteil, daß es kalt aushärtet, so daß der C-förmige Tragarm beispielsweise in einem Ofen nicht ausgehärtet zu werden braucht.

Claims

1. Röntgenuntersuchungsgerät mit einer Vertikalsäule (2), einer Hülse (4), die mit der Säule verbunden und um eine erste Horizontalachse (A) drehbar ist, und mit einem C-förmigen Träger (6), den die die Hülse trägt und der in der Hülse um eine zweite Achse (F) bewegbar ist, die die erste Achse senkrecht schneidet, wobei der C- förmige Träger eine Röntgenquelle (12) an einem ersten Ende und einen Röntgendetektor (16) an einem zweiten Ende aufnimmt, und der Röntgendetektor längs einem Zentralstrahl (C) eines Röntgenstrahls aus der Röntgenquelle bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, däß eine Verschiebung eines Schwerepunkts (25) des Röntgendetektors (16) längs des Zenträlstrahls (C) im wesentlichen durch ein Gegengewicht (26) ausgeglichen wird, das am zweiten Ende des Trägers (6) befestigt ist und dessen Bewegungsrichtung der des Röntgendetektors entgegengesetzt ist, daß ein gemeinsamer Schwerepunkt (24) des Trägers (6), der Röntgenquelle (12), des Röntgendetektors (16) und des Gegengewichts (26) auf der zweiten Achse (F) für einen einstellbaren Abstandsbereich zwischen dem Röntgendetektor und der Röntgenquelle angeordnet ist, und daß ein gemeinsames Schwerezentrum (52) der Hülse (4), des Trägers (6), des Röntgendetektors (16), der Röntgenquelle (1w) und des Gegengewichts (26) sich auf der ersten horizontalen Achse (A) für einen einstellbaren Abstandsbereich zwischen dem Röntgendetektor und der Röntgenquelle befindet.

2. Röntgenuntersuchungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, däß der C-förmige Träger (6) durch ein rohrförmiges Profil gebildet wird, däß mit zwei Laufflächen (11) auf einer Außenseite ausgerüstet ist, und dieses Profil innere Trennwände (62) enthält, wobei das Profil, die Laufflächen und die Trennwände durch ein einziges Gußstück mit einer Wanddicke zwischen etwa 8 und 5 mm hergestellt sind.

3. Röntgenuntersuchungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgendetektor (16) durch eine Röntgenbildverstärkerröhre gebildet wird.

4. Röntgenuntersuchungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, däß der C-förmige Träger (6) eine der Legierungen G-AlSi10Mg(CU)WA und G- AlZn10Si8Mg enthält.