ITPN970059A1 - Apparecchio per esami radiologici - Google Patents

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente per titolo.

“APPARECCHIO PER ESAMI RADIOLOGICI”,

La presente invenzione riguarda gli apparecchi per gli esami radiologici ed in particolare il dispositivo che serve per contenere la pellicola o la lastra fotografica sulla quale viene impressa l’immagine della parte del corpo del paziente sottoposto all’esame.

Come è noto, la radiologia è quella branca della medicina che impiega radiazioni ionizzanti, in particolare raggi X, a scopo diagnostico e terapeutico. Sostanzialmente, una parte del corpo del paziente viene investita da un fascio di radiazioni che la attraversano selettivamente e vanno ad impressionare la pellicola fornendo un’immagine da cui si possono ricavare informazioni cliniche sulla parte esaminata.

Un problema importante degli esami radiologici è rappresentato dalla diffusione delle radiazioni nei corpo del paziente, che producono interferenze sull’immagine generata dalle radiazioni dirette.

Gli apparecchi radiologici necessitano quindi di un dispositivo che consenta di ridurre gli effetti delle radiazioni diffuse. Questo dispositivo è noto nella tecnica con il nome di diaframma o anti-diffusore di Potter-Bucky. Si tratta di una griglia formata da un assieme di lamelle di piombo, a somiglianza di una tenda alla veneziana, che viene interposta fra il corpo del paziente da esaminare ai raggi X e la pellicola o lastra da impressionare.

La griglia svolge la funzione di filtrare i raggi diffusi dagli elementi irradiati, che comprometterebbero la qualità del'immagine impressa.

Normalmente, le lamelle rettilinee di piombo sono distanziate da lamelle di materiale trasparente ai raggi X (un tempo legno, adesso materiale plastico o alluminio). Le lamelle sono orientate in modo da farle convergere tutte verso una linea virtuale, la linea focale. Nella linea focale viene posto il fuoco del tubo emettitore di raggi X. I raggi primari, dopo avere attraversato il corpo del paziente, incontrano la griglia, le cui lamelle presentano per essi una superfìcie di assorbimento minima. Al contrario, i raggi obliqui emessi per diffusione dal corpo del paziente vengono ostacolati al passaggio dalle lamelle della griglia. Pertanto la griglia opera un assorbimento selettivo delle radiazioni diffuse.

Le prime griglie mobili sono state realizzate per assiemaggio delle lamelle secondo una superficie cilindrica il cui asse coincideva con la linea focale. Durante il movimento di cancellazione, la griglia rimaneva focalizzata. Tuttavia, questa forma presentava un inconveniente. I tavoli d’esame erano dotati di una superficie cilindrica con la griglia sottostante, o meglio, se la superficie era piana occorreva porre la griglia al di sopra, con opportuni dispositivi da ogni Iato, per la comodità del paziente.

L’attuale impiego di griglie piane ha rappresentato un notevole progresso. Tuttavia, queste griglie hanno ancora un difetto: la focalizzazione dalla radiazione non viene mantenuta su tutta la griglia durante il movimento. Si indica con R il rapporto tra l’altezza h e la distanza d delle lamelle di piombo: R = h / d.

Una grìglia con rapporto R elevato richiede un centraggio preciso del raggio centrale. Un errore di centraggio comporta un assorbimento rilevante. Ad esempio, con un errore di centraggio di 2° su una griglia con rapporto R = 6,5 si ottiene una trasmissione del 64% per la radiazione primaria, mentre questa trasmissione si riduce al 37% con un rapporto R = 16.

In pratica il rapporto delle griglie ha un limite, che dipende dalla necessità di conciliare l' effetto anti-diffusione con il massimo contrasto possibile.

Un altro problema connesso con l’utilizzazione delle griglie è quello della cancellazione dell’immagine radiografica della griglia stessa. A tale scopo, la griglia viene montata in un dispositivo di azionamento, che la mette in movimento alternativo. Ricerche sperimentali hanno dimostrato che esistono velocità di spostamento della griglia che causano fenomeni di stroboscopia per spostamenti di un passo o mezzo passo e che una scelta conveniente delle velocità in funzione del tempo di posa permette di evitare questi fenomeni o almeno di renderli trascurabili. Concludendo, la soluzione complessiva di tutti i problemi precedentemente discussi è risultata finora praticamente impossibile.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un apparecchio per esami radiologici in cui il dispositivo di supporto della griglia mobile, viene azionato in modo semplice e preciso per garantire una buona immagine radiografica nella diverse condizioni di messa a punto dell’apparecchio.

Lo scopo viene raggiunto impiegando mezzi che producono un movimento alternato della griglia con velocità costante, come precisato nelle rivendicazioni che concludono il presente brevetto.

Vantaggi e caratteristiche dell’invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione che segue, a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, in cui:

- la Figura l mostra schematicamente il principio di funzionamento di un apparecchio per esami radiologici;

- la Figura 2 mostra schematicamente un particolare dell’apparecchio di Figura 1;

- la Figura 3 mostra in un diagramma tempo-velocità la curva di movimento con biella e manovella di una griglia senza controllo in velocità del motore di azionamento;

- la Figura 4 mostra in un diagramma tempo-velocità la curva di movimento di una griglia con controllo della velocità istantanea del motore di azionamento, secondo la presente invenzione;

- le Figure 5 mostra l’apparecchio secondo l’invenzione in vista schematica dall’alto; e

- la Figura 6 mostra in vista prospettica un particolare dell’apparecchio di Figura 5.

Come mostrano schematicamente le Figure 1 e 2, un apparecchio per esami radiologici comprende sostanzialmente una sorgente di radiazioni (10), in particolare un generatore di raggi X, che vengono indirizzate verso il corpo di un paziente (11) adagiato su un apposito lettino (12). Le radiazioni (13), dopo avere attraversato il corpo del paziente, raggiungono un dispositivo (14) che racchiude la pellicola o lastra (15) da impressionare. Il dispositivo (14) comprende una griglia a lamelle di piombo (16), separate da elementi di materiale trasparente a i raggi X, la quale quando l’apparecchio è in funzione viene mossa con moto rettilineo alternativo mediante opportuni mezzi di azionamento.

La griglia (16) ha la funzione di filtrare i raggi diffusi dagli elementi irradiati, raggi che comprometterebbero la qualità dell’immagine impressa sulla pellicola o lastra. Per garantire una buona immagine radiografica, il movimento alternato della griglia deve essere effettuato per quanto possibile a velocità costante.

Peraltro, la griglia (16) con la sua massa sottoposta a movimento alternato produce delle vibrazioni sull’intera struttura della macchina, col risultato di peggiorare la qualità dell’immagine radiografica che si ottiene e di disturbare il paziente che normalmente è disposto a breve distanza dal dispositivo (14) ricevitore dell’immagine.

Per eliminare questi inconvenienti, la presente invenzione propone di realizzare il dispositivo di movimentazione alternativa della griglia (16) sostanzialmente costituito da: un contrappeso per bilanciare la massa oscillante della griglia, un motore passo-passo quale organo di azionamento della griglia e del contrappeso, un sistema biella-manovella quale organo di trasmissione del moto dal motore al contrappeso, e un dispositivo di comando elettronico di potenza per il motore passo-passo.

Come mostrato nelle Figure 5 (in vista schematica dall’alto) e 6 (in prospettiva parziale), il dispositivo (14) che contiene la pellicola o lastra (15) da impressionare e la griglia mobile (16) è racchiuso in una struttura scatolare in un lato della quale sono raccolti gli organi precedentemente citati.

Più esattamente, la griglia (16) è provvista di una squadretta (17) alla quale è imperniata un’estremità di una biella (18) la cui altra estremità è imperniata in una manovella (19) collegata ad un’estremità dell’albero di un motore passo-passo (20).

Corrispondentemente, all’altra estremità dell’albero del motore (20) è collegata una manovella (21) alla quale è imperniata un’estremità di una biella (22). L’altra estremità della biella (22) è imperniata in un contrappeso (23), atto a bilanciare la massa della griglia (16) nel suo movimento alternativo. Da notare che le manovelle (19,21) delle due trasmissioni dal motore alla griglia e al contrappeso, rispettivamente, sono vantaggiosamente montate parallele tra loro.

Il contrappeso (23) si muove, quindi, con moto rettilineo alternativo, in opposizione di fase con la griglia (16). Il contrappeso (23) è guidato nel suo movimento da due alberi (24,25) che sono fissati con le loro estremità al supporto (26) del motore (20) ed al telaio del dispositivo (14), rispettivamente, e sui quali il contrappeso scorre rettilineamente.

Idealmente, il motore (20) gira a velocità costante e la curva della velocità di spostamento alternativo della griglia (16), per la legge del moto di una massa oscillante, avrebbe un profilo sinusoidale (Figura 3). Con il dispositivo secondo l’invenzione, si ottengono invece profili programmabili della velocità di traslazione della griglia (16) con eliminazione degli sbilanciamenti dovuti alle forze di inerzia. Per ottenere un profilo diverso da quello sinusoidale (Figura 4), occore variare la velocità angolare del motore istante per istante, in funzione dell’angolo di rotazione della manovella (19) e del profilo di velocità che si vuole ottenere per la massa oscillante. La variazione di velocità angolare del motore è ottenuta variando i tempi intercorrenti fra un passo e il successivo del motore. Tali tempi sono fomiti al comando di potenza del motore dal dispositivo di controllo a microprocessore (di tipo noto in sé e non rappresentato).

Pertanto, con il controllo del motore si compensa l’andamento sinusoidale della velocità di traslazione della griglia (16) dovuta al sistema di trasmissione a biella e manovella.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchio per esami radiologici comprendente una sorgente di radiazioni (10), che vengono indirizzate verso il corpo di un paziente e, dopo averlo attraversato, raggiungono un dispositivo (14) che racchiude la pellicola o lastra (15) da impressionare, detto dispositivo comprendendo una griglia a lamelle di piombo (16) e mezzi di azionamento della stessa con movimento alternativo, caratterizzato dal fatto che a detta griglia (16) è associato un contrappeso (23) atto a bilanciare la massa oscillante della grìglia in modo da assicurare un bilanciamento dinamico delle masse in movimento.
2. 2. Apparecchio per esami radiologici secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal latto che i mezzi di azionamento della grìglia (16) comprendono un motore passo-passo (20) ed un primo dispositivo di trasmissione a biella e manovella (18,19) che collega il motore alla griglia.
3. 3. Apparecchio per esami radiologici secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che anche detto contrappeso (23) è azionato dal motore passo-passo (20) tramite un secondo dispositivo di trasmissione a biella e manovella (21,22).
4. 4. Apparecchio per esami radiologici secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che le manovelle (19,21) del primo e del secondo dispositivo di trasmissione sono entrambe imperniate sull’asse di detto motore passo-passo (20) e sono parallele tra loro.
5. 5. Apparecchio per esami radiologici secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il motore passo-passo (20) è controllato da un comando elettronico di potenza atto a variare la velocità angolare di detto motore allo scopo di rendere costante la velocità di traslazione della griglia (16).