DE69201691T2 - Mobiles Röntgengerät. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mobiles Röntgengerät, das hauptsächlich auf dem Gebiet der Medizin verwendbar ist. Ein mobiles Röntgengerät ist ein radiologischer Apparat, der eine Röntgenröhre trägt und es gestattet, diese Röntgenröhre in die Nähe eines Patienten in einer beliebigen Position und unter jedem beliebigen Einfall zu bringen. Ein derartiges Gerät gestattet insbesondere die Durchführung von Radiographien an Patienten, bei denen es darüber hinaus unmöglich ist, sie auf einen herkömmlichen Röntgentisch zu bringen, weil es ihr Gesundheitszustand nicht zulassen würde.
• Es sind bewegliche Röntgengeräte bekannt, die aus einem Fahrgestell mit rechteckförmiger Auflage bestehen und einen Aufbau mit angelenkten Armen tragen, an deren Ende die Röntgenröhre befestigt ist. Während der Benutzung wird die Struktur der Arme entfaltet, und die Röntgenröhre wird bezüglich der Auflage des Fahrgestells in freitragender Weise dargeboten. Sie kann somit auf dem Vorderteil oder auf den Seiten des Fahrgestells bewegt werden. Es gibt Stabilitätsnormen, denen diese mobilen Röntgengeräte entsprechen müssen. So muß z.B. der Anlegung einer Beaufschlagung von 23 kg auf die Röntgenröhre mit der Absicht, das Fahrgestell umzuwerfen, für jede beliebige Position der Röhre wirkungsvoll entgegengewirkt werden. Um diesen Zwängen gerecht zu werden, wurden bewegliche Röntgengeräte hergestellt, die ein sehr hohes Gewicht haben. Es sind z.B. mobile Röntgengeräte bekannt, deren Gesamtgewicht etwa 450 kg ist. Die Bewegung dieser mobilen Geräte kann, da sie so schwer sind, nur mit Hilfe von Motoren bewerkstelligt werden. Die Erfindung beabsichtigt, das Gewicht eines derartigen mobilen Röntgengeräts zu verringern, wobei angestrebt wird, die Motoren gegebenenfalls entfernen zu können, obwohl man darüberhinaus der Anti-Verschwenkungs-Norm gerecht wird.
• Um diese Aufgaben zu lösen, wurde erfindungsgemäß der Aufbau der entfaltbaren Arme mit einem Mechanismus zur Begrenzung der Entfaltung versehen, der denrechteckförmigen Charakter des Fahrgestells berücksichtigt. So kann in der Tat, wenn der Arm zu dem Vorderteil des Fahrgestells hin entfaltet wird, unter der Voraussetzung, daß das Fahrgestell lang ist, der Arm weiter ausgestreckt werden, als wenn sich die Arme in seitlicher Richtung zu dem Fahrgestell ausdehen, weil das Fahrgestell weniger breit als lang ist. Folglich muß das Umkipp-Moment nach vorne für eine gegebene Entfaltung größer sein als das Umkipp-Moment zur Seite hin. Somit kann man nach vorne eine größere Entfaltung zulassen. Folglich wurde das mobile Gerät bei der Erfindung mit Anordnungen versehen, aufgrund derer die Entfaltung der Struktur eine Funktion des Orientierungswinkels dieser Entfaltung ist. Nach vorne ist die Entfaltung maximal, auf den Seiten ist sie begrenzt.
• Hierfür stellt die Erfindung ein mobiles Röntgengerät bereit, mit einem Fahrgestell, das auf dem Boden beweglich ist und mit einem entfaltbaren Aufbau, dessen erstes Ende mechanisch mit dem Fahrgestell verbunden ist und dessen zweites Ende mit einer Röntgenröhre verbunden ist, wobei der Aufbau bezüglich des Fahrgestells in freitragender Weise entfaltbar ist und um die senkrechte Achse verdrehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Anordnung aufweist, damit die maximale Amplitude der Entfaltung eine Funktion des Drehwinkels des Aufbaus um die senkrechte Achse ist.
• Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung und der begleitenden Figuren verdeutlicht, wobei letztere nur der Veranschaulichung dienen, und nicht als eine Einschränkung der Erfindung aufzufassen sind. Es zeigen:
• - Fig. 1: ein mobiles Röntgengerät, das mit der Anti-Verschwenk-Vorrichtung der Erfindung versehen ist;
• - Fig.2: ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Anti-Verschwenk-Mechanismus der Erfindung;
• - Fig.3: Einzelheiten der Ausführung des Mechanismus von Fig.2; und
• - Fig.4: eine schematische Darstellung der räumlichen Zugangstoleranzen bei der Röntgenröhre des erfindungsgemäßen mobilen Geräts.
• Fig. 1 zeigt ein mobiles Röntgengerät, das mit der erfindungsgemäßen Anti- Verschwenk-Vorrichtung versehen werden kann. Dieses mobile Gerät umfaßt im wesentlichen ein Fahrgestell 1, das auf dem Boden 2 beweglich ist und einen entfaltbaren Aufbau 3, 4 trägt, der hier in verschiedenen Entfaltungspositionen dargestellt ist. Der entfaltbare Aufbau ist über ein erstes Ende 5 an dem Fahrgestell befestigt und trägt an seinem zweiten Ende 6 eine Röntgenröhre 7 sowie alle logistischen Einrichtungen, die dieser Röhre zugeordnet und für deren Funktion notwendig sind. Das Fahrgestell umfaßt einen Vorderteil, der mit kleinen, ausrichtbaren Röllchen 8 versehen ist, sowie einem Hinterteil, der beiderseitig von zwei großen Rädern 9 getragen wird. In der Figur sieht man nur eine Seite des beweglichen Geräts. Das Fahrgestell umfaßt für seine Bewegung auch einen Betätigungsgriff 10.
• Außer den Bewegungen des Fahrgestells auf dem Boden 2 kann der entfaltbare Aufbau auf mehrere Arten in Bewegung gesetzt werden. Einerseits kann er eine erste, durch die Pfeile 11 und 12 dargestellte Bewegung durchführen, durch die sich sein Aufbau in freitragender Weise nach hinten oder nach vorne bezüglich der Auflage des Fahrgestells 1 entfaltet. Mit Ausnahme der Parksposition, in welcher die Röhre 7 nahe an das Ende 5 herangeführt ist, befindet sich in den gezeigten Fällen das Lot der Röntgenröhre jenseits der Vorderräder 8. Es liegt somit ein nach vorne gerichtetes natürliches Umkipp-Moment vor, daß umso größer ist, je weiter das freitragende Element herausragt. Da alle Steuerungsschaltungen im Hinterteil des Fahrgestells untergebracht sind, übt jedoch ihr Gewicht ein natürliches Reaktionsmoment aus.
• Die entfaltbare Struktur kann darüberhinaus auch ein zweite Bewegung durchführen: eine Verdrehbewegung um eine senkrechte Achse 13, die durch den Pfeil 14 angedeutet ist. In einem Beispiel wird diese Bewegung auf ±90º auf beiden Seiten der Hauptrichtung des Fahrgestells, gemessen in Längsrichtung, begrenzt. Aus dem folgenden erkennt man, daß unter Berücksichtigung des rechteckförmigen Charakters des Fahrgestells die Ausdehnung der Entfaltung auf den Seiten nicht genauso wichtig wie nach vorne ist, um die gleichen Anti-Verschwenk-Normen einzuhalten, und zwar aufgrund des geringen Gewichts für das Fahrgestell. Schließlich kann die Röntgenröhre 7 selbst auf zwei Arten bewegt werden; eine erste Bewegung 15, mit der man den Einfall ändern kann, und eine zweite Bewegung 16, mit der man das Erfassungsfeld für den Fall ausrichten kann, bei dem man ein rechteckförmiges Erfassungsfeld aufhimmt. Diese letzten beiden Bewegungen sind fakultativ. Was zählt, ist das Ausinaß des Freitragens der Röhre 7 bezüglich des Sockels des Fahrgestells 1.
• Fig. 2 zeigt zusammen mit Fig.3, wie der erfindungsgemäße Anti-Verschwenk- Mechanismus bevorzugt fünktioniert. Das Ende 5 des Aufbaus 3-4 ist an einer waagrechten Drehachse 17 angelenkt, die senkrecht zu der Ebene der im Schnitt betrachteten Fig. 3 verläuft. Folglich kann der erste Arm 3 des Aufbaus nach vorne geschwenkt werden, indem er sich um die Achse 17 dreht. Während dieser Verschwenkung nach vorne ändert sich seine Neigung. Diese Neigung wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gleichzeitig mit der Verdrehposition des Grundteils 18 um die Achse 13 gemessen.
• In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Grundteil 18 auf eine bewegliche Rolle 21 gesetzt, die sich selbst um eine Achse 13 drehen kann. Diese bewegliche Rolle besitzt eine Nut 23, in deren Innern ein oder mehrere Kabel an zumindest einem Ort befestigt ist bzw. sind. Es sind z.B zwei Kabel 23 und 24 teilweise in der Nut aufgewickelt und jeweils ihre Enden 25 und 26 derart befestigt, daß sie am Boden dieser Nut nicht gleiten können. Anstelle von zwei Kabeln kann man auch ein durchgehendes Kabel haben, das dann an einem einzigen Ort am Boden der Nut 22 befestigt ist. In Fig.2 wurde auch die Achse 17 sowie die Bewegung 12 zur Anderung der Neigung gezeigt. Die Achse 17 ist zu der Achse 13 orthogonal: Sie befindet sich geringfügig zur Vorderseite des Fahrgestells in Richtung der kleinen Räder hin verschoben. Die Kabel 23 und 24 verlaufen darüber hinaus über Umlenkrollen 27 bzw. 28, die sich um eine weitere senkrechte, sogenannte Umlenkachse 29 drehen können. Die Achse 29 wird ebenfalls in dem Grundteil 18 gehalten. Dies ist in Fig.3 auch sichtbar.
• Wenn der Arm 3 nach vorne geneigt wird, bewegen sich die Teile 30 und 31 des Kabels 23 in das Innere dieses Arms 3. Sie bewegen sich dort hin, weil der Arm 3 um die Achse 17 geschwenkt wird, woraus sich ergibt, daß sich das hintere Ende 33 des Arms 3 von den Rollen 27 und 28 und von der Umlenkachse 29 entfernt. Da die Achse 29 waagrecht feststehend ist, bewegen sich die Teile 30 und 31 in den Arm 3 hinab, wenn der Arm 3 nach vorne geneigt wird. Wenn sich die Teile 30 und 31 hinab bewegen, bewegen sich bewegliche Anschläge, wie z.B. 19 in Richtung feststehender Anschläge, wie z.B. dem Anschlag 20. Der Anschlag 20 ist am Arm 3 befestigt. Der Anschlag 19 ist einerseits an dem Ende des Teils 30 des Kabels 23 und andererseits an einem Ende einer Feder 34 befestigt, deren anderes Ende darüber hinaus an dem Arm 3 oder an dem Gründteil 18 befestigt ist. Der Anschlag 19 hat hier das Aussehen einer auf das Kabel 23 gequetschten Hülle. Der Ort, an dem das zweite Ende der Feder 34 befestigt ist, ist nicht wichtig, sondern es zählt, daß das Kabel 23 und die Teile 30 und 31 einerseits am Boden der Nuten und andererseits in dem Arm 3 gespannt sind.
• Die Gleitbewegung des Arms 3 und der Teile 30 und 31 in dem Arm 3 verursacht das Aufsteigen der beweglichen Anschläge 19 aufgrund der zur Verbesserung vorhandenen, sogenannten Darbietungsrollen 35 und 36, die sich um eine waagrechte, sogenannte Darbietungsachse 37 drehen. Die Achse 37 ist an dem Arm 3 befestigt. Die Rechtfertigung der Rollen 35 und 36 liegt in der Tatsache, daß man in den Arm 3 ein Langloch 38 einarbeitet, um die Höhenposition des feststehenden Anschlags 20 zu regeln. Dieser feststehende Anschlag 20 ist z.B. hohl: Er wird von dem Kabel 23 durchsetzt. Da die Längen der Kabel 23 oder 24 je nach Herstellung unterschiedlich sein können, wird dem durch diese nicht-konstanten Längen hervorgerufenen Nachteil abgeholfen, indem man die Höhe des Anschlags 20 regelt. Der Anschlag 20 ist z.B. an der Außenseite mit einem Gewinde versehen: Es ist mehr oder weniger stark auf einen Halter geschraubt, der es in dem Arm 3 hält. Hätte man nicht das nach vorne weisende Fenster 38 des Arms 3 eingearbeitet, so hätte es nicht der Rolle 35 und 36 bedurft. Doch hätte sich das Fenster 38 in diesem Fall auf der nach hinten gerichteten Seite des Arms 3 befunden: an einem Ort, an den man die Hände legen kann, um den Arm manuell nach vorne zu schieben. Das Vorhandensein dieses Fensters wäre somit gefährlich gewesen.
• Man hat gesehen, wie, wenn man den Arm 3 nach vorne neigt, der Anschlag 19 mit dem Anschlag 20 in Berührung kommt. Wenn er berührt, kann man den Arm 3 nicht mehr nach vorne neigen. Jetzt wird gezeigt, wie die Höhe des Anschlags 19 in Abhängigkeit von der Verdrehung des entfaltbaren Aufbaus und somit des Arms 3 um die senkrechte Achse einstellbar ist. Wenn sich dieser Aufbau dreht, wird die bewegliche Rolle 21 durch Reibung angetrieben: Sie dreht sich mit dem Grundteil 18. Oder sie wird durch die Reaktion eines der beweglichen Anschläge auf den entsprechenden feststehenden Anschlag angetrieben.
• Die bewegliche Rolle 21 ist mit einerAussparung 39 versehen, in deren Innern ein Zapfen 40 eingreift. Der Zapfen 40 ist mit dem Fahrgestell 1 verbunden. Der Zapfen 40 ist feststehend, wenn sich der Aufbau dreht. Folglich kann sich, wenn ein Rand der Aussparung mit dem Zapfen 40 in Berührung kommt, die bewegliche Rolle 21 nicht mehr drehen und sie wird angehalten. Wenn man nun den Aufbau weiterhin dreht, bewegt das Gründteil 18, das die Achse 29 mit sich antreibt, die Rollen 27 und 28 in einer waagrechten Ebene. Unter diesen Bedingungen wickelt sich ein Teil 41 des Kabels 23, das von der Rolle 27 zu der Rolle 21 läuft, in der Nut 22 der Rolle 21 auf Auf der anderen Seite wickelt sich ein Teil 42 des Kabels 24 von der Rolle 21 ab. Da sich das Kabel 41 aufrollt, bewegt sich der Anschlag 19 nach oben (Fig.2). Mit anderen Worten bewegt sich für eine Bewegung im trigonometrischen Sinne der bewegliche Anschlag 19 nach oben: Er ist es, der in Abhängigkeit von dem Wert der Orientierung die Höhe der Neigungsgrenze festlegt. Im Falle der Verdrehung im Uhrzeigersinn wird die Neigungsgrenze von der Höhe des anderen beweglichen Anschlags 43 festgelegt.
• Anders gesagt, wenn der Aufbau zusammengefaltet ist und man ihn um die Achse 13 dreht, setzen sich die beweglichen Anschläge 19 und 43 in ihrer Höhe je nach dem Orientierungsswinkel des Aufbaus fest. Wenn man daraufhin den Arm 3 nach vorne neigen möchte, wird man daran von den ersten dieser beweglichen Anschläge gehindert, der mit einem der feststehenden Anschlage des Arms 3 in Berührung ist.
• Wenn man hingegen den Aufbau bei der Orientierung Null vollständig nach vorne entfaltet hat und man daraufhin den Aufbau um die Achse 13 dreht, bewirkt die Aufwärtsbewegung eines der beweglichen Anschläge 19 oder 43 ein selbsttätiges Zusammenfalten als Funktion des Drehwinkels.
• Diese wird in Fig.4 schematisch gezeigt. Man erkennt das Fahrgestell 1 sowie seine großen Räder 3. Der Aufbau ist nicht dargestellt, doch sind durch den schraffierten Bereich die zugelassenen Lotpositionen der Röntgenröhre 7 bezüglich der Achse 13 gezeigt. Nach vorne hin ist die Entfaltung bei einer Orientierung von 0º maximal. Wenn man zu Orientierungen von etwa 20 gelangt, wird die Entfaltung zunehmend verringert: sie folgt nicht mehr dem gestrichelt gezeichneten Kreisbogen, sondern veringert sich Schritt für Schritt.
• Um den zugelassenen Sektor der Bewegung der beweglichen Rolle 21 auf einfache Weise zu verwirklichen, wird die Aussparung 39 auf die folgende Art und Weise hergestellt. Der Boden der Nut 22 ist abgerundet und maschinell bearbeitet, wobei als Krümmungsmittelpunkt die Achse 13 genommen wird, um die sich die Rolle drehen muß. Hingegen sind die Scheitel 44 der Nut 22 ebenfalls abgerundet, jedoch zu einer bezüglich der Achse 13 verschobenen senkrechten Achse zentriert. So ist z.B. eine Achse 45 um 1 cm zu der Achse 13 verschoben Mit anderen Worten ist der äußere Rand der Nuten bezüglich des Bodens der Nuten exzentrisch. In dem breitesten exzentrischen Teil ist es somit möglich, eine Aussparung 39 auszubilden. Die maschinelle Bearbeitung ist sehr einfach. Man hätte jedoch die Aussparung durch ein beliebiges System von Nasen, die auf die Rolle geschweißt sind, oder gegebenenfalls gar die Zapfen 40 unterschiedlich ausbilden können.

Claims (10)

1. Mobiles Röntgengerät, mit einem Fahrgestell (1), das auf dem Boden (2) beweglich ist und mit einem entfaltbaren Aufbau (3, 4), dessen erstes Ende (5) mechanisch mit dem Fahrgestell verbunden ist (18) und dessen zweites Ende (6) mit einer Röntgenröhre (7) verbunden ist, wobei der Aufbau bezüglich des Fahrgestells in freitragender Weise entfaltbar ist und um die senkrechte Achse (13) verdrehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Anordnung (1) aufweist, damit die maximale Amplitude der Entfaltung eine Funktion (Fig. 4) des Drehwinkels des Aufbaus um die senkrechte Achse ist.

2 Mobiles Röntgengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau einen ersten Arm (3) aufweist, der mechanisch mit dem Fahrgestell über ein erstes Ende verbunden ist und mit einem ersten Ende eines zweiten Armes (4) über sein zweites Ende verbunden ist, wobei der zweite Arm über sein zweites Ende mit der Röntgenröhre verbunden ist und der erste Arm bezüglich der Senkrechten geneigt werden kann (17, 11, 12) und um die senkrechte Achse (13) verschwenkt werden kann, sowie eine Anordnung (19 bis 43) aufweist, damit der maximale Neigungswinkel des ersten Armes (3) eine Funktion des Verdrehwinkels dieses ersten Armes (3) um die senkrechte Achse (13) ist.

3. Mobiles Röntgengerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (19 bis 43), aufgrund derer die Neigung eine Funktion der Verdrehung ist, ein Paar beweglicher Anschläge (19, 43) aufweist, deren Verschiebung eine Funktion der Verdrehung ist und welche feststehende Anschläge (20) berühren, wenn die Neigung verhindert werden soll.

4. Mobiles Röntgengerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (19 bis 43), mittels derer die Neigung eine Funktion der Verdrehung ist, eine bewegliche Rolle (21) aufweist, welche sich um die senkrechte Achse (13) dreht, deren Verdrehung jedoch in einem Sektor (39) begrenzt ist, wobei ein Kabel (23, 24) die Rolle (21) durchsetzt, wobei ein Abschnitt (25) des Kabels mit der Rolle (21) fest verbunden ist, während wenigstens ein Ende des Kabels mit einem beweglichen Anschlag (19, 43) verbunden ist und die Position dieses beweglichen Anschlags (19, 43) durch die Aufwicklung des Kabels (41, 42) um die bewegliche Rolle herum verschiebbar ist.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (19 bis 43), mittels derer die Neigung eine Funktion der Verdrehung ist, eine bewegliche Rolle (21) aufweist, die sich um die senkrechte Achse (13) dreht, deren Verdrehung jedoch in einem Sektor begrenzt ist, wobei zwei Kabel (23, 34) jeweils die Rolle durchsetzen, wobei eines der Enden eines jeden Kabels fest mit der Rolle verbunden ist und das andere Ende eines jeden Kabels mit einem beweglichen Anschlag (19, 43) verbunden ist und die Positionen dieser beweglichen Anschlägedurch das Aufwickeln der Kabel (23, 24) um die bewegliche Rolle herum verschiebbar sind.

6. Gerät nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Arm durch Verschwenkung um eine waagrechte Neigeachse (17) geneigt werden kann, welche in einem Grundteil (18) angeordnet ist, welches um die senkrechte Achse (13) verdrehbar ist, wobei das oder die Kabel Umlenkrollen (27, 28) durchsetzen, welche sich um eine waagrechte Umlenkachse (29) drehen, wobei die Umlenkachse gleichzeitig auch am sich drehenden Grundteil angeordnet ist und die beiden waagrechten Achsen (17, 29) beidseits der senkrechten Achse (13) angeordnet sind, während die beweglichen Anschläge (19, 43) bezüglich des ersten Armes (3) während der Neigung dieses ersten Armes verschiebbar sind.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Arm (3) feststehende hohle Anschläge (20) aufweist, welche von dem oder den Kabeln (23, 24) durchsetzt werden, wobei die beweglichen Anschläge (19, 43), die mit den Enden des oder der Kabel fest verbunden sind, während der Verdrehung bewegt werden, im Hinblick auf ihre Verschiebung durch die Einwirkung zweier Federn (34), welche unter Aufrechterhaltung einer Spannung an den Enden des oder der Kabel (23, 24) befestigt sind.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Arm (3) Anzeigerollen (35, 36) aufweist, zur Umlenkung einer Einstellvorrichtung für die feststehenden Anschläge (20) auf eine der Oberflächen (38) des ersten Armes.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Verdrehung der beweglichen Rolle (21) in einem Sektor diese bewegliche Rolle (21) eine Aussparung (39) aufweist und daß ein Zapfen (40), welcher fest mit dem Fahrgestell (1) verbunden ist, in diese Aussparung (39) eingreift.

10. Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Rolle (21) eine Nut (22) aufweist, deren abgerundeter Boden zu einer ersten senkrechten Achse (13) zentriert ist und deren obere abgerundete Ränder (44) zu einer zweiten senkrechten Achse (45) zentriert sind, welche bezüglich der ersten senkrechten Achse (13) verschoben ist.