DE69017370T2

DE69017370T2 - Röntgenuntersuchungsapparat.

Info

Publication number: DE69017370T2
Application number: DE69017370T
Authority: DE
Inventors: Doorn Cornelis Martinus Van; Endschot Johannes Gerardus Van
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1989-11-22
Filing date: 1990-11-16
Publication date: 1995-09-14
Anticipated expiration: 2010-11-17
Also published as: EP0430338A1; JPH03173537A; US5073917A; NL8902885A; DE69017370D1; EP0430338B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Röntgenuntersuchungsapparat mit einer Säule, einer an der Säule befestigten und um eine Achse drehbaren Halterung, einem in der Halterung gelagerten C-förmigen Träger, der eine Röntgenquelle und einen Röntgendetektor trägt, die einander zugewandt auf seinem Stirnflächen angebracht sind, wobei der Träger in der Halterung über einen Kreisteil verlagerbar ist, und mit Trägerverlagerungsmitteln, die mit der Halterung gekoppelt sind und eine Antriebswelle, einen Motor zum Drehen der Antriebswelle und Mittel enthalten, die sich auf dem Träger auf einer Trägerkontaktfläche abstützen.
Ein Röntgenuntersuchungsapparat dieser Art ist aus GB-A-1 175 032 bekannt. Das erwähnte Dokument gibt eine Beschreibung eines Röntgenuntersuchungsapparats, der sich zum Bestrahlen eines Objekts aus einer Vielzahl von Richtungen eignet, um ein Röntgenstrahlungsbild zu erhalten. Wenn die Halterung um die Achse gedreht und der Träger in der Halterung transliert wird, dreht sich ein imaginärer Strahl zwischen der Röntgenquelle und dem Röntgendetektor um einen Punkt, der durch die Überschneidung der Achse und des Strahles (das Isozentrum) gebildet wird. Um Überlappung ärztlich interessanter Einzelheiten eines darzustellenden und im Isozentrum befindlichen Objekts durch irrelevante Strukturen zu verhindern, ist eine Anzahl verschiedener Projektionen des darzustellenden Bildes erforderlich. Die Position eines darzustellenden Objekts, das sich im Isozentrum befindet, verschiebt sich im Röntgenbild bei den verschiedenen Projektionen nicht. Verschiebung des C-förmigen Trägers in bezug auf die Halterung wird mit Hilfe eines Elektrnmotors verwirklicht, der die Antriebsmittel steuert, die ein verzahntes Rad enthalten. Das verzahnte Rad steht mit Außenzähnen des C-förmigen Trägers im Eingriff. Bei einem Leistungsfehler während der Untersuchung oder wenn eine schnelle Einstellung der Position der Röntgenquelle und des Röntgendetektors in bezug auf das zu untersuchende Objekt erforderlich ist, ist es vorteilhaft, wenn der C-förmige Arm von Hand verschoben werden kann. Für eine reproduzierbare und schwingungsfreie Einstellung der Röntgenquelle und des Röntgendetektors ist es erwünscht, daß der Träger mit den Verschiebungsmitteln in bezug auf die Halterung ohne Spielraum verriegelbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgenuntersuchungsapparat zu schaffen, die die beschnebenen Anforderungen möglichst erfüllt. Um dies zu erreichen, ist ein Röntgenuntersuchungsapparat nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die sich auf der Trägerkontaktfläche abstützenden Mittel eine an der Antriebswelle befestigte Reibtingsrolle enthält, wobei der Apparat außerdem Koppelmittel zum selektiven Kuppeln und Entkuppeln der Reibungsrnlle von den Verschiebungsmitteln und von den Verriegelmitteln zum selektiven Verriegeln der Reibungsrolle zum Verhindern einer relativen Verschiebung des Trägers in bezug auf die Halterung enthalten.
Die Verwendung einer Reibuiigsrnlle ermöglicht genaue Verschiebung und Verriegelung des C-förmigen Trägers in der halterung, da die Steifheit der Reibungsrolle im Kontakt mit der Kontaktfiäche groß ist. Die Kontaktfläche kann flach sein, wenn die Reibungsrolle verwendet wird, und braucht nicht mit Außenzähnen oder mit einer Kette zum Kraftübertragen zwischen den Verschiebungsmitteln und dem C- förmigen Träger versehen zu sein. Der Aufbau des C-förmigen Trägers vereinfacht sich also.
Es sei bemerkt, daß in US-A-3 281 598 eine Beschreibung eines Röntgenuntersuchungsapparats gegeben ist, in dem ein C-förmiger Träger in einer Halterung verlagert werden kann und darin mittels Kugellagern gelagert ist. Diese Kugellager dienen Jedoch zum Reduzieren der Reibung bei der Verlagerung des C-förmigen Trägers in der Halterung und dient nicht zum Antreiben und Verriegeln des Trägers in der Halterung. Zum Antreiben des Trägers enthält der beschriebene Röntgenuntersuchungsapparat in der erwähnten Patentschrift Antriebsmittel in Form eines verzahnten Rades und einer mitarbeitenden Kette, die uin den Träger geführt wird.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Röntgenuntersuchungsapparats ist dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle in einem Schlitten lagert, der in bezug auf die Halterung in einer Richtung verschiebbar ist, die sich quer zur Kontaktfläche erstreckt, wobei ein Druckelement den Schlitten und die Halterung miteinander verbindet und die Reibungsrnlle an die Kontaktflache druckt.
Die Reibungsrolle kann mit einer größeren oder kleineren Kraft durch Verlagerung des Schlittens in bezug auf die Halterung an die Kontaktfläche gedrückt werden, so daß eine auf die Kontaktfläche von der Reibungsrolle ausgeübte Kraft durch Auswuchten des Röntgenuntersuchungsapparats angeglichen werden kann. Wenn das Massenzentrum der Röntgenquelle und des Röntgendetektors mit dem Isozentrum zusammenfällt, ist die auf die Kontaktfläche von der Reibungsrolle auszuübende Kraft zum Verlagern oder Verriegeln des C-förmigen Trägers in der Halterung verhältnismäßig niedrig. Wenn jedoch das Massenzentrum der Röntgenquelle und des Röntgendetektors sich nicht im Isozentrum befindet, was der Fall sein kann, wenn der Abstand zwischen dem Röntgendetektor und der Röntgenquelle geändert wird, um eine Vergrößerung des zu bildenden Röntgenbildes einzustellen, befindet sich der Röntgenuntersuchungsapparat normalerweise in einem Unwuchtzustand. In solchem Fall ist die von der Reibungsrolle zum Verschieben oder Verriegeln des C-förmigen Trägers auszuübende Kraft höher.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Röntgenuntersuchungsapparats nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement eine Feder enthält.
Wenn eine Feder als Druckelement verwendet wird, ist die auf die Kontaktfläche von der Reibungsrolle ausgeübte Kraft konstant. Die vom Druckelement auszuübende Kraft ist vorzugsweise einstellbar.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Röntgenuntersuchungsapparats nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement einstellbar ist.
Ein anderes bevorzugtes Ausführungsbei spiel eines erfindungsgemäßen Röntgenuntersuchungsapparats ist dadurch gekennzeichnet, daß der Motor mit dem Schlitten verbunden und zusammen mit dem Schlitten in bezug auf die Halterung verlagerbar ist.
Da der Motor mit dem Schlitten verbunden ist, ist die Drehtransmission vom Motor auf die Reibungsrolle einfach. Erschütterungen, die auf die Reibungsrolle über den C-förmigen Träger übeflragen werden, verlagern den Schlitten voll und ganz ohne relative Verlagerung zwischen dem Motor und der Reibungsrolle. Das Antreiben sder Reibungsrolle vom Motor ist daher besonders konstant.
Einstellung des Röntgen uii tersuch uilgsapparats von Hand geht leichter, wenn der Motor entkuppelt ist.
Der C-förmige Träger kann in bezug auf die Halterung mit der Bremskupplung verriegelt werden. Wenn durch einen Leistungsfehler der Motor abgeschaltet wird, kann die Position des Trägers durch Aktivierung der Bremskupplung beispielsweise über eine Notleistungsversorgungsquelle verriegelt werden. Der Träger kann bei Handbetrieb auch mit der Bremskupplung verriegelt werden, wenn der Motor von der Antriebswelle entkuppelt wird oder ganz fehlt.
Einige Ausführungsbeispiele des Röntgenuntersuchungsapparats nach der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Röntgenuntersuchungsapparats,
Fig. 2 eine seitliche Querschnittsansicht einer Halterung mit erfindungsgemäßen Verlagerungsmitteln, die auf einem Schlitten montiert sind,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Halterung mit Verlagerungsmitteln nach der Erfindung entlang der Linie A-A, die auf einem Schlitten montiert sind, und
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Halterung entlang der Linie B-B mit erfindungsgemäßen Verschiebungsmitteln, die auf einem Schlitten angebracht sind.
In Fig. 1 ist eine Halterung 3 dargestellt, die an einer Säule 1 aufgehängt und um eine Achse 5 drehbar ist. Im vorliegenden Beispiel hängt die Säule an einer Decke, aber sie kann auch in einem anderen Ausführungsbeispiel auf dem Boden stehen. In der Halterung 3 ist ein C-förmiger Träger 7 gelagert, der in der Halterung 3 über einen Kreisabschnitt in der Richtung einer Pfeilspitze j verschiebbar ist. An einem ersten Ende des C-förmigen Trägers 7 ist eine Röntgenquelle 9 zum Emittieren eines Röntgenstrahles auf einem gedachten Weg 11 befestigt. Gegenüber der Röntgenquelle 9 ist ein Röntgendetektor 13 angeordnet, beispielsweise eine Röntgenbildverstärkerröhre, mit dem bzw. der beispielsweise eine Fernsehaufnahmeröhre 15 und eine Filmkamera 17 gekoppelt sind. Ein im Schnittpunkt das Weges 11 und der Achse 5 (des Isozentrums) befindliches Objekt wird mit dem Rontgenstrahl bestrahlt. Ein Röntgenprojek tionsbild wird am Eingang des Rontgendetektors 13 detektiert und der Filmkamera 17 oder der Fernsehaufnahmeröhre 15 als verstärktes optisches Bild zugefiihrt. Nach Handverschiebung des Trägers 7 in der Richtung j wird der Träger 7 in bezug auf die Halterung 3 mittels einer Reibungsrolle 20 verriegelt, die sich auf einer Kontaktfache 22 abstützt, die sich auf dem Umfang des Trägers 7 befindet und mit einer Bremse uber eine Antriebswelle verbunden ist, die in der Figur nicht dargestellt ist. Wenn der Träger 7 in der Halterung 3 von einem Motor 19 angetrieben wird, wird die Reibungsrolle 20 vom Motor 19 über die Antriebswelle derart gedreht, daß der Träger 7 sich in bezug auf die Halterung 3 verlagert.
In Fig. 2 ist der Motor 19 dargestellt, der mit einem Untersetzungsgetriebekasten 21 verbunden ist. Der Getriebekasten 21 liefert ein hohes Moment nach einem verzahnten Rad 23 bei einer verhältnismäßig niedngen Umdrehungszahl. Über ein Antriebsband 25, beispielsweise ein verzahntes Band, wird ein zweites Zahnrad 27 angetrieben. Das Zahnrad 27 ist mit der Antriebswelle verbunden (in dieser Figur nicht dargestellt), die sich senkrecht auf der Zeichenebene erstreckt und mit der auch die Reibungsrolle 20 gekoppelt ist. Die Reibungsrolle 20 stellt den Kontakt mit einer Kontaktfläche 22 des C-förmigen Trägers 7 her. Die Antriebswelle ist in einem Schlitten 29 gelagert, der in einer Fassung 31 angebracht und über ein Rollenführungssystem 33 in bezug auf die Fassung 31 verschiebbar ist, die einen Teil der Halterung 3 bildet. Der Motor 21 ist über einen Motorträger 35 mit dem Schlitten 29 verbunden. Ein Druckelement 39 in Form einer Druckfeder ist durch Anziehen oder Lockern einer Einstellmutter 37 einstellbar, so daß die Reibungsrolle 20 unter größerem oder geringerem Druck an die Kontaktfläche 22 gedrückt wird. Da der Motor 19 sich mit dem Schlitten 29 bewegt, wenn das Druckelement 39 eingestellt wird, bleibt eine Spannung des gezahnten Bandes 25 konstant.
In Fig. 3 ist die Reibungsrolle 20 dargestellt, die mit dem Schlitten 29 über die Antriebswelle 41 und über die Kugellager 43 verbunden ist. In dieser Figur ist der Schlitten 29 über das Rollenführungssystem 33 in einer sich senkrecht zur Zeichenebene in bezug auf die Fassung 31 erstreckenden Richtung verschiebbar. Über eine elektromechanische Antriebskupplung 44 kann der Motor 29 mit der Antriebswelle 41 gekoppelt werden. Wenn ein Relais 45 der Antriebskupplung 44 erregt wird, wird das Zahnrad 27 zum Angreiten in ein Zahnrad 47 gebracht, das mit der Antnebswelle 41 steif verbunden ist. Wenn das Relais 45 nicht erregt wird, kann das Zahnrad 27 sich frei um die Welle 41 drehen. Bei Verwendung einer Bremskupplung 49 kann eine Bremsscheibe 46, die auf der Antriebswelle 41 angebracht ist, zum Herstellen des Kontakts mit einer zweiten Bremsscheibe 48 auf dem Schlitten 29 gebracht werden. Drehung der Antriebswelle 41 wird also abgeblockt, und die Reibungsrolle 22 verriegelt dabei die Position des Trägers 7 in bezug auf die Halterung 3.
In Fig. 4 ist dargestellt, auf welche Weise die Reibungsrolle 20 an die Kontaktfläche 22 durch Verschiebung des Schlittens 29 in einer mit einer Pfeilspitze g angegebenen Richtung gedrückt wird. Die Kontaktfläche 22 ist ein Teil beispielsweise einer Lagernute 50, die sich auf einer Seitenfläche des C-förmigen Trägers 7 befindet. Der Träger 7 wird normalerweise aus einem leichten Material wie Aluminium hergestellt. Die Reibungsrolle 20 besteht vorzugsweise aus einem verschleißfesten Werkstoff, wie z.B. aus rostfreiem Stahl. Die Lagernute 50 kann ebenfälls mit rostfreiem Stahl bekleidet oder mit einem anderen Metall mit einer verhältnismäßig hohen Verschleißfestigkeit bedeckt werden.

Claims

1. Röntgenuntersuchungsapparat mit einer Säule (1), einer an der Säule befestigten und um eine Achse (5) drehbaren Halterung (3), einem in der Halterung gelagerten C-förmigen Träger (7), der eine Röntgenquelle (9) und einen Röntgendetektor (13) trägt, die einander zugewandt auf seinem Stirnflächen angebracht sind, wobei der Träger in der Halterung über einen Kreisteil verlagerbar ist, und mit Trägerverlagerungsmitteln, die mit der Halterung gekoppelt sind und eine Antriebswelle (41), einen Motor (19) zum Drehen der Antriebswelle und Mittel enthalten, die sich auf dem Träger auf einer Trägerkontaktfläche (22) abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß die sich auf der Trägerkontaktfläche (22) abstützen Mittel eine an der Antriebswelle (41) befestigte Reibungsrolle (20) enthält, wobei der Apparat außerdem Koppelmittel (44) zum selektiven Kuppeln und Entkuppeln der Reibungsrolle von den Verschiebungsmitteln und von den Verriegelmitteln (46, 46, 49) zum selektiven Verriegeln der Reibungsrolle zum Verhindern einer relativen Verschiebung des Trägers (7) in bezug auf die Halterung (3) enthalten.

2. Röntgenuntersuchungsapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Antriebswelle (41) in einem Träger (29) lagert, der in bezug auf die Halterung (3) in einer Richtung verschiebbar ist, die sich quer zur Kontaktfläche (22) erstreckt, wobei ein Druckelement (39) den Schlitten und die Halterung miteinander verbindet und die Reibungsrolle (20) an die Kontaktfläche drückt.

3. Röntgenuntersuchungsapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß das Druckelement (39) eine Feder enthält.

4. Röntgenuntersuchungsapparat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenngekennzeichnet, daß das Druckelement (39) einstellbar ist.

5. Röntgenuntersuchungsapparat nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (19) mit dem Schlitten (29) verbunden ist und zusammen mit dem Schlitten gegen die Halterung (3) verschiebbar ist.

6. Röntgenunterstichungsapparat nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelmittel ein Bremselement (46) enthalten, das mit der Antriebswelle (41) gekoppelt ist und mit Hilfe einer Bremskupplung (49) zum Kontaktieren eines weiteren Bremselements (48) auf dem Schiitten (29) gebracht werden kann.