FI69711B - Kontrollsystem foer roentgenfilmens matningshastighet i en dentalroentgenapparat - Google Patents

Description

UjaZZ ΓΒ1 M1^KUU1ILUTUSJULKA,SU AQ71 1

JSsMI LB 11 UTL AG G NI N G SSKRI FT DJ f II

^ (4S) F - v u.. ^ u i i ..j -,,.. c. u t y

Patent r.:c?’-Palat 13 33 13CC

(51) Kv.lk.*/lnt.CI.‘ G 03 B k2/02, A 61 B 6/1A

^ ^ j PI N LAND (21) Patenttihakemus — Patentansökning 8 0 089 A

(22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 21 . 03.80 (F«) (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 21 . 03 .8 0 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 2^.09-80

Patentti- ja rekisterihallitus /ψη Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm. —

Patent- och registerstyrelsen Ansökan utlagd och utl.skriften publlcerad 29 -11 >85 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 23.03.79

Japani-Japan(JP) 5^-3^590/79 Toteennäytetty-Styrkt (71) Kabushiki Kaisha Morita Seisakusho, 680 Higashihama Minami-machi, Fushimi-ku, Kyoto-shi, Japani-Japan(JP) (72) Masakazu Suzuki, Kyoto-shi, Japani-Japan(JP) (71*) Berggren Oy Ab (5*0 Röntgenfi1minsyöttönopeuden säätösysteemi hammasröntgenkuvauslait-teessa - Kontrollsystem för röntgenfi1 mens matningshastighet i en dentalröntgenapparat Tämä keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista röntgenfilmin syöttönopeuden säätösysteemiä koko leukapielien kuvaamiseen käytettävässä hammasröntgenkuvauslaitteessa.

Selvän ja tarkan tasokuvan aikaansaamiseksi mainitussa koko leukapielien kuvaamiseen käytettävässä hammasröntgenkuvaus laitteessa on yleisenä käytäntönä muutella hammaskaaren koko pituutta vastaavasti siirtyvän röntgensäteilylähteen kiertonopeutta, esimerkiksi etuhampaiden ja takahampaiden kohdalla röntgeusäteilvannoksen säätämiseksi näiden suhteen. On kuitenkin välttämätöntä vaihdella synkronisesti röntgen-filmin syöttönopeutta röntgenannoksen säätöä vastaavasti.

Tämän tavoitteen saavuttamiseksi on ollut yleisenä käytäntönä järjestää koneisto röntgenfilmin syöttönopeuden muuttamiseksi synkronisesti röntgensäteilylähteen kiertonopeuden kanssa, lisäten röntgenfilmin etenemisnopeutta, kun säteilylähteen nopeutta suurennetaan ja säteilyannosta kunkin hampaan suhteen vähennetään, sekä vähentäen röntgenfilmin nopeutta, kun 2 69711 säteilylähteen nopeutta pienennetään ja säteilyannosta kunkin hampaan suhteen lisätään. Diagnoosin helpottamiseksi käyttämällä hammaskaaren halutulla alueella suurempaa tai pienempää vahvistuskerrointa kuin sen muilla alueilla, on kuitenkin tarpeen muutella ja säätää röntgenfilmin syöttönopeutta suuremman tai pienemmän nopeuden suuntaan riippumatta säteily-lähteen liikkeestä.

Esim. US-patentissa 4 039 837 selostetaan johdannossa mainittua tyyppiä oleva laite, jossa käytetään kahta moottoria varren vast, filmin pyörittämiseksi. Ei ole kuitenkaan esitetty mitään ratkaisua sille, miten ja millä perusteella moottorit synkronoidaan keskenään. Julkaisun mukaan otetaan kuitenkin ensin malli potilaan hammaskaaresta sekä verrataan tätä mallia olemassa oleviin vertailumalleihin.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada röntgen-filmin syöttönopeuden säätösysteemi, joka on riippumaton rönt-gensäteilylähteen kulkunopeudesta, esimerkiksi vahvistusker-toimen optimiarvon saavuttamiseksi. Tämän saavuttamiseksi on keksinnölle tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisessa patenttivaatimuksessa 1 .

Seuraavassa esitetään yksityiskohtainen selitys esimerkkinä keksinnöstä viitaten oheisiin piirustuksiin, jotka kuvaavat keksinnön erästä edullista sovellutusmuotoa.

Piirustuksissa kuvio 1 on kaaviomainen kuva keksinnön mukaisen laitteen mekaanisista komponenteista, kuvio 2 on kuva päältäpäin esittäen suhteen kääntyvän varren keskikohdan ja epäkeskolevyn välillä, kuvio 3 on sähkövirtapiirikaavio, ja kuvio 4 on kuvion 3 kussakin kohdassa esiintyvän signaalin aaltomuotokaavio toiminnan selostamista varten.

Kuvioissa 1 ja 2 viite 1 merkitsee tukiosan 2 kannattamaa tukitankoa, ja vaakasuorassa kääntyvä varsi 4 (jota seuraavassa nimitetään kääntyväksi varreksi) on ripustettu tukitan-koon 1 laakerin 3 välityksellä. Kääntyvän varren 4 yhteen päähän on kiinnitetty röntgensäteilylähde 5 ja sen toiseen päähän röntgenfilmikasetinpidin 6 vastakkaisiin asemiin toistensa suhteen niiden välisen kulmaeron ollessa 180°. Varsi on 6971 1 konstruoitu siten, että röntgenkuvaa otettaessa varsi kääntyy samalla tason alueella kuin se, jossa röntgensäteilylähde 5 ja filmikasetinpidin 6 kiertyvät kohteen P ympäri, ja röntgen-filmiä (ei esitetty kuviossa) syötetään filmikasetinpitimessä 6 synkronisesti varren kulkunopeuden kanssa. Varren 4 kääntämiseksi varteen on asennettu kiinteästi induktiomoottori IM ja hammaspyörä 8 on kiinnitetty moottorin IM käyttöakseliin 7. Toisaalta on vastalevy 9 asennettu kiinteästi tukitankoon 1 ja vastalevyn 9 alapinta on varustettu tukitankoa ympäröivällä hammaskehällä 10, johon hammaspyörä 8 tarttuu. Induktiomoot-torin IM pyörittämän hammaspyörän 8 tarttuessa hammaskehään se pakottaa varren 4 suorittamaan kiertoliikettä. Varteen 4 on myös asennettu pulssimoottori PM röntgenfilmin syöttämistä varten. Moottorit IM ja PM on sähköisesti yhdistetty toisiinsa välineellä G vartta kääntävän moottorin IM kierrosluvun muuntamiseksi sähkösignaaliksi sekä tasasuuntauspiirin 18, tasa-jännitekonvertteripiirin 16 ja filminsyöttömoottorin käyttö-virtapiirin 17 kautta, kuten ilmenee kytkentäkaaviosta kuviossa 3. Niinpä jos säätövastus VRl on asetettu tiettyyn arvoon, moottorin PM pyörimisnopeus tulee muuttumaan synkronisesti moottorin IM pyörimisnopeuden, ts. kääntyvän varren 4 ja röntgensäteilylähteen 5 kiertonopeuden suhteen ja röntgenfil-min syöttönopeus siten säädetyksi.

Keksintö on kuitenkin lisäksi sovitettu vaihtelemaan säätövastuksen VRl arvoa automaattisesti varren 4 kääntymisen aikana ja ilmaisemaan röntgensäteilytyksen aseman muutoksena säätö-vastuksen VRl vastusarvossa, ohjaten siten tasajännitepulssi-konvertteripiiriä 16. Viite 11 merkitsee nimittäin epäkesko-levyä, joka on irrotettavasti asetettu vastalevyn 9 päälle, ja epäkeskolevy 11 on sovitettu säätämään filminsyöttömoottorin käytönohjauspiirin A siirtovakiota. Epäkeskolevyssä 11 on tukitangon 1 suhteen epäkeskinen kehäpinta 12 ja mäntää 13 painetaan kohtisuoraan kehäpintaa 12 vasten jousielimen 14 avulla. Männän 13 siirtyminen jompaan kumpaan suuntaan epä-keskolevyn 11 kiertyessä muuttaa säätövastuksen VRl vastus-arvoa aiheuttaen vuorostaan vastaavan muutoksen virtapiirin A siirtovakiossa.

Kuviossa 3 välineenä vartta kääntävän moottorin IM kierros- 6971 1 luvun muuntamiseksi sähkösignaaliksi on takogeneraattori, joka on yhdistetty suoraan moottorin IM käyttöakseliin 7, takogeneraattorin indusoidessa moottorin IM kierroslukuun verrannollisen vaihtojännitteen. Viite RFD merkitsee tasasuunnin-ta vaihtojännitteen pulssiksi muuntamista varten. Tasasuunti-meen RFD suoraan yhdistetyn säätövastuksen VRl arvo vaihtelee epäkeskolevyn 11 kiertymisen mukaisesti, ja niinpä vaihtelee röntgenfilmin syöttönopeus moottorin IM kierrosluvun (kiertonopeuden) , ts. säteilylähteen 5 kulkunopeuden mukaisesti. Kondensaattorit Cl ja C2, vastukset Rl ja R2 sekä vahvistimen Ai käsittävä virtapiiri muodostaa alipäästösuodatinpiirin 15 ja on tarkoitettu sulkemaan pois mainitun pulssin sisältämän suurtaajuuskomponentin. Viite 16 merkitsee tasajännitepulssi-konvertteripiiriä, joka sisältää Millerin integrointipiirin, komparaattoripiirin ja puskuvahvistimen A4 ja joka aikaansaa pulssijännitteen toistuvana jaksona verrannollisena alipäästö-suodatinpiiristä 15 tulevaan jännitteeseen, pulssijännitteen toimiessa laukaisupulssina liipaisinpiirin FFl käynnistämiseksi. Transistorit Q2 ja Q3 muodostavat pulssimoottorin PM käyttövirtapiirin 17, vastuksien R7 ja R8 merkitessä transistorin kantavastuksia. Virtapiirissä 16 vaihtokytkimellä SW1 valitaan joko vastuksen R3a ja säätövastuksen VR2a käsittävä sarjavastusliitäntä tai vastuksen R3b ja säätövastuksen VR2b käsittävä sarjavastusliitäntä. Tarkoituksena on valita piirin 16 muuntoluku, ja konkreettisemmin sanottuna, vahvistimen A2 sisältävän Millerin integrointipiirin aikavakion määrää tämän valitun vastussarjaliitännän ja kondensaattorin C3 välinen CR-virtapiiri. Vastussarjaliitännän valinta suoritetaan ennen röntgenkuvauksen aloitusta. Vastukset R4 ja R5 sekä kondensaattorin C4 sisältävä komparaattoripiiri vertaa vertausjän-nitelähdettä El tähän integrointilähtöarvoon komparaattorin A3 avulla.

Seuraavassa selostetaan kuviossa 3 esitetyn kytkennän toimintaa viitaten signaalinaaltomuotokaavioon kuviossa 4. Moottori IM käynnistetään ja sen pyörimistä ohjataan käyttövirtapiirin (ei esitetty kuvioissa) avulla. Moottorin IM kierrosluku saadaan takogeneraattorista G kierroslukuun verrannollisen vaihtojännitteen muodossa (kuvio 4B), ja kun näin saatu vaihtojännite on muutettu pulssiksi (kuvio 4C) tasasuuntimen RFD avulla, 5 69711 pulssi etenee säätövastuksesta VRl alipäästösuodatinpiirin 15 kautta, sen suurtaajuuskomponentin tällöin vaimetessa. Niinpä, jos säätövastuksen VRl vastusarvo on vakio, moottorin kierros-lukuun verrannollinen tasajännite saadaan alipäästösuodatinpiirin 15 lähtöarvon muodossa (itse asiassa, koska vastusarvo jatkuvasti muuttuu, alipäästösuodatinpiirin 15 lähtöjänni-te vaihtelee, kuten näkyy kuviosta 4E). Alipäästösuodatinpiirin 15 lähtöjännite syötetään vahvistimeen A2 joko vastuksen R3a ja säätövastuksen VR2a tai vastuksen R3b ja säätövastuksen VR2b kautta vaihtokytkimellä SW1 valiten ja integroidaan, jolloin se muodostaa sahahammasaallon (kuvio 4F), jonka taajuus on verrannollinen mainittuun lähtöjännitteeseen. Lisäksi suoritetaan komparaattorilla A3 vertailu Millerin integroin-tipiirin lähtöjännitteen ja vertausjännittelähteen El kesken. Integrointilähtöjännitteenylittäessä vertaus jännitteen komparaattori A2 lähettää positiivisen jännitteen ja tämä jännite syötetään takaisin Millerin integrointipiiriin vastuksen R6 ja diodin Dl kautta, jolloin transistori Q1 saa esijännitteen ja suorittaa kytkennän purkaen kondensaattorin C3. Millerin integrointipiirin jännite pienenee heti arvoon nolla. Komparaattorin A2 lähtöjännite pidetään samassa arvossa tietyn ajan t, kuten näkyy kuviosta 4G, kondensaattorin C4 ja vastuksen R5 määräämän aikavakion avulla, minkä jälkeen lähtöjännite saatetaan nollaksi tehden siten transistorin Ql johtamattomaksi, josta johtuen integrointitoiminta alkaa uudelleen. Tämä toistuva toiminta lähettää komparaattorista A3 sahaham-masaallon kanssa synkronisen positiivisen pulssin, kuten näkyy kuviosta 4G, ja tämä positiivinen pulssi johdetaan pusku-vahvistimeen A4, jossa se käännetään negatiiviseksi pulssiksi, ja liipaisinpiiri FFl laukaistaan puskuvahvistimen lähtöjän-nitteen (kuvio 4H) avulla. Liipaisinpiirissä FFl aikaansaadaan kuvioissa 41 ja 4J esitetty pulssijännite vuorotellen joka kerta, kun puskuvahvistimen lähtöjännite (kuvio 4H) laukaisee liipaisinpiirin FFl, suorittaen siten vuorotellen moottorin käyttöpiirin 17 transistorien Q2 ja Q3 kytkennän ja käynnistäen pulssimoottorin PM sen käyttövirtalähteen E2 avulla moottorin pyörittämiseksi ja röntgenfilmin syöttämiseksi. Tällöin puskuvahvistimen lähtöjännitteen, joka laukaisee liipaisinpiirin FFl, pulssivälit ovat synkronismissa sahahammasaallon (kuvio 4F) suhteen, ja niinpä pulssivälit ovat verrannolliset 6 69711 moottorin IM kierroslukuun. Siitä johtuen puskuvahvistimen lähtöjännitteen laukaiseman liipaisinpiirin FFl lähtöpulssien välit on myös saatettu verrannollisiksi moottorin IM kierros-lukuun, niin että moottori PM tulee pyörimään synkronismissa moottorin IM kanssa. Kun röntgensäteilylähteen 5 kulkunopeus on vakio, röntgenfilmin syöttönopeus pysyy myös vakiona. Jos säteilylähteen kulkunopeutta lisätään, filminsyöttönopeus lisääntyy vastaavasti, ja jos päinvastoin säteilylähteen 5 kulkunopeutta vähennetään, filminsyöttönopeus pienenee vastaavasti. Tällä tavalla keksinnössä aikaansaadaan synkroninen säätö.

Keksinnössä on lisäksi, röntgensäteilvtyksen aseman ilmaisemiseksi sähkösignaalina, kuten kuvioiden 1 ja 2 yhteydessä on selostettu, vastalevyn 9 päälle kiinnitetty epäkeskolevy 11, ja mäntää 13 painetaan jousielimen 14 avulla epäkeskolevyn 11 kehäpintaa 12 vasten. Säätövastus VRl on kytketty mäntään 13 siten, että kun kääntövarsi 4 alkaa kääntyä röntgenkuvausta aloitettaessa, mäntä 13 siirtyy jompaan kumpaan suuntaan liu-kuessaan pitkin epäkeskolevyn kehäpintaa 12, ja säätövastuksen VRl vastusarvo muuttuu siitä johtuen esimerkiksi kuviossa 4D esitettyyn tapaan. Niinpä myös alipäästösuodatinpiirin 15 lähtöjännite muuttuu kuvion 4E mukaisesti ja edelleen tasajän-nitepulssikonvertteripiiri 16 toimii tätä jännitteenmuutosta vastaavasti, mistä johtuen moottorin PM kierrosluku joutuu pois synkronoinnista moottorin IM kierrosluvun kanssa ja vaih-telee säätövastuksen VRl vastusarvon muutosten mukaan. Lyhyesti sanoen, tulosignaali, joka on täysin erilainen kuin moottorin IM kierrosluvusta johtuva tulosignaali, saapuu filminsyöt-tömoottorin käytönohjauspiiriin A muuttaen siten säätövastuksen VRl vastusarvoa ja piirin A siirtovakiota, niin että moottorin PM kierrosluku vahvistetaan ja säädetään moottorin IM kierrosluvusta riippumatta. Esimerkiksi vaikka röntgensäteilylähteen 5 kulkunopeus on asetettu vakioarvoon (ts. moottorin IM kierrosluku on vakio), röntgenfilmin syöttönopeutta voidaan vapaasti lisätä tai vähentää epäkeskolevyn 11 suorittaman säätövastuksen VRl ohjauksen avulla. Koska säätövastuksen VRl ohjaus epäkeskolevyllä 11 tässä tapauksessa suoritetaan kääntövarren 4 kiertoliikkeen mukaan, säätövastuksen VRl vastusarvo vastaa sitä röntgensäteilyasemaa, joka hammaskaarta kiertävällä säteilylähteellä 5 on hammaskaaren suhteen. Toisin 7 69711 sanoen, se säteilytysasema, joka säteilylähteellä on hammas-kaaren suhteen, ilmaistaan hetki hetkeltä ja jatkuvasti säätö-vastuksen VRl vastusarvon muutoksena säteilylähteen kiertoliikkeen mukaisesti. Tällä tavalla siis kuvatussa sovellutus-muodossa röntgensäteiiytysasema ilmaistaan säätövastuksen VRl vastusarvon muutoksena, siten vaihdellen virtapiirin A siirtovakiota. Niinpä kun säteilylähde 5 saavuttaa tietyn halutun kohdan tai alueen hammaskaaresta, säätövastus VRl ilmaisee tämän saapumisen moottorin PM kierrosluvun muuttamiseksi, röntgenfilmin syöttönopeuden lisäämiseksi tai vähentämiseksi ja siten vahvistuskertoimen suurentamiseksi tai pienentämiseksi mainitulla tietyn hampaan tai tietyn alueen kohdalla muilla alueilla sijaitsevien hampaitten suhteen. Lisäksi epä-keskolevyn 11 muotoa voidaan vapaavalintaisesti muutella, ja tämän valinnan avulla on mahdollista helpottaa säteilytyksen muuttamista mainitulla tietyllä kohdalla tai alueella ja suurentaa tai pienentää vahvistuskertoimen arvoa.

Kuten yllä olevasta selostuksesta ilmenee, tämän keksinnön etuna on, että filminsyöttömoottori on asennettu riippumattomaksi kääntyvää vartta kiertävästä moottorista, moottorit on sähköisesti kytketty toisiinsa, röntgensäteiiytysasema kääntyvän varren kiertyessä saadaan sähkösignaalina ja filminsyöttö-moottorin kierrosluku säädetään riippumatta kääntyvää vartta kiertävästä moottorista ja niinpä hammaskaaren tietyn kohdan tai tietyn alueen vahvistuskerrointa voidaan yksinkertaisesti muutella.

On selvää, ettei keksinnön soveltaminen rajoitu niihin rakenteellisiin yksityiskohtiin ja osien järjestelyyn, jotka on kuvattu oheisissa piirustuksissa, koska on mahdollista toteuttaa keksinnön muita sovellutusmuotoja useilla eri tavoilla.

Claims (10)

6971 1 δ

1. Röntgenfilmin syöttönopeuden säätösysteemi koko leukapielien kuvaamiseen käytettävässä hammasröntgenkuvauslait-teessa, joka käsittää röntgensäteilylähteen (5), röntgen- filmikasettia kannattavan vaakasuorassa kääntyvän varren (4) sekä käyttömoottorin (IM) varren kääntämistä varten, säteilylähteen ja filmikasetin sijaitessa varren (4) vastakkaisissa päissä sekä kuvattavan kohteen niiden välissä, laitteen ollessa sovitettu muodostamaan tasokuva kohteen koko leukapielistä pyöritettäessä vartta kääntävää moottoria ja samanaikaisesti syötettäessä eteenpäin röntgenfilmiä, tunnettu siitä, että se käsittää: vartta (4) kääntävästä moottorista (IM) riippumattoman filminsyöttömoottorin (PM) järjestettynä röntgenfilmin syöttöä varten olevaan käy-tönohjausvirtapiiriin (A), vartta kääntävän moottorin (IM) kierrosluvun muuntamisen sähkösignaaliksi, tämän sähkösig-naalin johtamisen filminsyöttömoottorin (PM) käytönohjaus-piiriin (A) käytinsignaalin muodossa, hammaskaarta kiertävän röntgensäteilylähteen (5) säteilytysaseman ilmaisemisen säh-kösignaalina kohteen hammaskaaren suhteen, ja mainitun ilmaistun sähkösignaalin käytönohjauspiirissä (A) aikaansaaman käytinsignaalin kontrolloimisen, siten automaattisesti ja muuttuvasti säätäen filminsyöttömoottorin kierroslukua ilmaistua sähkösignaalia vastaavasti vaakasuorassa kääntyvää vartta kierrettäessä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen systeemi, tunnettu siitä, että vartta kääntävän moottorin (IM) kierrosluvun muuntamiseksi sähkösignaaliksi muutetaan moottorin kierrosluku sähkömotoriseksi voimaksi, joka on verrannollinen moottorin kierroslukuun.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen systeemi, tunnettu siitä, että vartta kääntävänä moottorina (IM) on induktiomoottori. 6971 1 9

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen systeemi, tunnettu siitä, että filminsyöttömoottorina (PM) on pulssikäyttöinen moottori.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen systeemi, tunnettu siitä, että filminsyöttömoottorin (PM) käytönohjauspiirinä (A) on virtapiiri pulssikäyttöisen moottorin pyörittämiseksi lähettämällä pulssisignaali, jonka toistuva jakso vaihtelee vastaten sähkömotorista voimaa, joka on aikaansaatu vartta kääntävän moottorin (IM) kierroslukua vastaavasti.

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen systeemi, tunnettu siitä, että vartta kääntävän moottorin (IM) kierrosluvun muuntamiseksi sähkösignaaliksi yhdistetään takogeneraattori (G) vartta kääntävään moottoriin.

7. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen systeemi, tunnettu siitä, että pulssikäyttöisenä moottorina (PM) on kaksivaihepulssimoottori.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen systeemi, tunnettu siitä, että röntgensäteilylähteen (5) säteilytysaseman ilmaisemiseksi muutetaan säätövastuksen (VR1) vastusarvoa kääntyvän varren (4) kiertymisen mukaisesti varteen kiinnitetyn epäkeskolevyn (11) avulla.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen systeemi, tunnet-t u siitä, että filminsyöttömoottorina (PM) on pulssikäyttöinen moottori, että vartta kääntävän moottorin (IM) kierrosluku muutetaan sähkösignaaliksi tähän moottoriin yhdistetyn takogeneraattorin (G) avulla ja että röntgensäteilylähteen (5) säteilytysaseman ilmaisemiseksi ja säteilytysaseman korvaamiseksi sähkösignaalilla sekä tämän käytinsignaalin edelleen kontrolloimiseksi muutetaan säätövastuksen (VR) arvoa vaakasuorassa kääntyvään varteen kiinnitetyn epäkeskolevyn (11) avulla. 10 6971 1

10. Patenttivaatimuksen 5 mukainen systeemi, tunnet-t u siitä, että filminsyöttömoottorin (PM) käytönohjauspii-ri (A) käsittää tasasuuntauspiirin (RFD), tasajännitepuls-sikonvertteripiirin (16) sekä käyttöpiirin (17) filminsyöttömoottorin (PM) käynnistämistä ja käynnissäpitoa varten.