DE2855379A1 - Roentgendiagnostikgeraet fuer die erzeugung von schichtbildern eines aufnahmeobjektes - Google Patents
Roentgendiagnostikgeraet fuer die erzeugung von schichtbildern eines aufnahmeobjektesInfo
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen
Berlin und München YPA 78 P 5139 BRD
Berlin und München YPA 78 P 5139 BRD
Röntgendiagnostikgerät für die Erzeugung von Schichtbildern eines Aufnahme ob ,jekt es
Die Erfindung betrifft ein Röntgendiagnostikgerät für die Erzeugung von Schichtbildern eines Aufnahmeobjektes
mit einer Lagerstatt, mit einer drehbaren Meßanordnung zur Durchstrahlung des Aufnahmeobjektes aus
verschiedenen Richtungen, bestehend aus einer Röntgenröhre, welche ein die zu untersuchende Schicht durchdringendes Röntgenstrahlenbündel aussendet, dessen Abmessung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schicht stärke ist, und einem Strahlenempfänger, welcher der
gemessenen Strahlenintensität entsprechende elektrische Ausgangssignale liefert, mit einem Röntgengenerator zur Speisung der Röntgenröhre und mit einem am
verschiedenen Richtungen, bestehend aus einer Röntgenröhre, welche ein die zu untersuchende Schicht durchdringendes Röntgenstrahlenbündel aussendet, dessen Abmessung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schicht stärke ist, und einem Strahlenempfänger, welcher der
gemessenen Strahlenintensität entsprechende elektrische Ausgangssignale liefert, mit einem Röntgengenerator zur Speisung der Röntgenröhre und mit einem am
Strahlenempfänger angeschlossenen Rechner zur Berechnung der Schwächungswerte bestimmter Bildpunkte der
durchstrahlten Körperschicht aus den Ausgangssignalen des Strahlenempfängers.
durchstrahlten Körperschicht aus den Ausgangssignalen des Strahlenempfängers.
Tp 5 Ler / 1.12.197S
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-Z- VPA 78 P 5139 BRD
Bei einem solchen Computer-Tomographen ist die Untersuchungszeit im wesentlichen durch die Abtastzeit der
Meßanordnung bestimmt. Es ist bekannt, die Meßanordnung
um einen Winkel τοη etwa 360° um den Patienten für eine Abtastung zu drehen und anschließend für die
nächste Abtastung wieder in ihre Ausgangslage zurückzubewegen. In diesem Fall kann die Röntgenröhre über
Hochspannungskabel mit dem Röntgengenerator und der Detektor über Kabel mit der meßwertverarbeitenden Elektronik
verbunden werden. Die erforderlichen Zeiten für die Beschleunigung der Meßanordnung setzen aber der
Abtastzeit nach unten Grenzen. Eine Verkürzung der Abtastzeit wäre möglich, wenn die Meßanordnung schneller
bewegt werden könnte, insbesondere dauernd rotieren würde. In diesem Fall können sowohl für die Röntgenröhre
als auch für den Strahlenempfänger keine Kabel zur Stromzuführung bzw. Signalabführung mehr verwendet
werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß zwischen
dem feststehenden und dem rotierenden Teil keine Hochspannung skab el zur Hochspannungszuführung zur Röntgenröhre
erforderlich sind.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
zur Energieübertragung zur Röntgenröhre ein induktiver Übertrager vorgesehen ist, dessen Sekundärwicklung
ortsfest in bezug auf die Röntgenröhre angeordnet ist und mit der Meßanordnung rotiert und dessen Primärwicklung
ortsfest im Gerät liegt. Bei dem erfindungsgemäßen Strahlendiagnostikgerät erfolgt die Energieübertragung
zur Röntgenröhre auf induktivem Wege, also kontaktlos. Es ist daher möglich, die Meßanordnung
dauernd rotieren zu lassen und eine Abtastung in einer
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sehr kurzen Zeit in der Größenordnung von 0,1 see durchzuführen. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen,
auch bewegte Organe zu untersuchen.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Primär- und Sekundärwicklung als zentrische
Ringe ausgebildet sind, die eine Öffnung zur Aufnahme des Untersuchungsobjektes umschließen. In
diesem Fall wird das Untersuchungsobjekt in den Übertrager
eingeschoben, dessen Durchmesser so gewählt werden muß, daß ein Einschieben möglich ist. Es ist ferner
möglich, die Primärwicklung als ortsfest im Gerät angeordnetes Rohr auszubilden, das von dem ortsfest
in beaug auf die Röntgenröhre angeordneten, mit der Meßanordnung rotierenden Kern umschlossen wird und die
Sekundärwicklung auf den Kern zu wickeln. In diesem Fall wird das Untersuchungsobjekt in das die Primärwicklung
bildende Rohr eingeschoben.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer in der
Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Röntgendiagnostikgerät zur Erläuterung des Erfindungsgedankens,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Übertragers bei dem Röntgendiagnostikgerät
gemäß Figur 1, 30
Fig. 3 und 4 Schaltungsanordnungen zur Erläuterung des Röntgendiagnostikgerätes
gemäß den Figuren 1 und 2, und
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Fig. 5 bis 8 drei Varianten des Übertragers für das Röntgendiagnostikgerät gemäß
Figur 1.
In der Figur 1 ist ein Röntgendiagnostikgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Patienten
1, ein sog. Computer-Tomograph, dargestellt. Das Gerät besitzt in einem Rahmen 2 einen Drehkranz 3, der durch
einen Motor 4 um eine senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Achse 5 drehbar ist. Zur Abtastung des auf
einer Liege 6 liegenden Patienten 1 sind eine Röntgenröhre 7 und ein Detektor 8 für Röntgenstrahlung vorgesehen.
Die Röntgenröhre 7 sendet ein fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel 9 aus, dessen Ausdehnung so gewählt
ist, daß die gesamte zu untersuchende Transversalschicht des Patienten 1 von Röntgenstrahlung durchsetzt
wird. Senkrecht zur Schichtebene ist die Stärke des Röntgenstrahlenbündels 9 gleich der Schichtstärke,
nämlich wenige Millimeter.
Zur Abtastung des Patienten 1 wird die Meßanordnung aus Röntgenröhre 7 und Detektor 8 um den Patienten 1
um einen Winkel von etwa 360.° gedreht und bei vorbestimmten Projektionen, z.B. bei jedem Winkelgrad, ein
Satz von Ausgangssignalen des Detektors 8 abgefragt.
Der Detektor 8 besteht aus einer Reihe von Einzeldetektoren, z.B. 256 Einzeldetektoren, so daß pro Projektion
beispielsweise 256 Signale des Strahlenempfängers 8 abgefragt werden und pro Abtastvorgang z.B. 360 χ 256
Signale zur Verarbeitung zur Verfügung stehen. Die Signale werden in der nachfolgend näher beschriebenen
Weise auf ein ortsfestes Datenverarbeitungsgerät 10 übertragen, das daraus die Schwächungswerte vorbestimmter
Stellen in der untersuchten Transversalschißht des Patienten 1 in Form einer Matrix berechnet und
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die "bildliche Wiedergabe auf einem Sichtgerät 11 bewirkt
.
Zur Übertragung der Detektorsignale ist ein ortsfester, um die Drehachse 5 gekrümmter Ring 12 aus lichtleitfähigem
Material, z.B. aus Kunstglas, vorgesehen, auf dessen Oberfläche eine lichtquelle 13 über eine Optik
14 strahlt. Die Lichtquelle 13 ist an einer Modulationsstufe
15 angeschlossen, welche die Detektorsigna-Ie in Lichtsignale umwandelt. Beispielsweise kann dabei
eine Pulsabstandskodierung angewendet werden. Der Ring 12 ist so ausgebildet, daß das Licht von der
Lichtquelle 13 über seinen gesamten Umfang weitergeleitet wird. Er besitzt einen Spalt 16 und an einer
der den Spalt 16 begrenzenden Stirnflächen ist ein Lichtempfänger 17 angeordnet, der die Lichtsignale
wieder in elektrische Signale umwandelt. Diese Signale werden in einer Demodulationsstufe 18 demoduliert und
dem Datenverarbeitungsgerät 10 zugeführt. Die Signalübertragung erfolgt dabei während einer Projektion
aufeinanderfolgend, d.h. die Detektorsignale der einzelnen
Detektoren werden aufeinanderfolgend durch die beschriebene Einrichtung übertragen. Die Lichtquelle
13 kann beispielsweise eine im Infrarotbereich arbeitende Lumineszens- oder Laserdiode sein. Während einer
Abtastung des Patienten 1 rotieren mit der Meßanordnung 7, 8 die Modulationsstufe 15, die Lichtquelle
13 und die Optik 14, während die Bauelemente 12, 17,
18, 10, 11 still stehen. Es erfolgt also eine kontaktlose Signalübertragung von einem rotierenden zu einem
feststehenden Teil. Wird die Hochspannung zur Röntgenröhre 7 von einem Röntgengenerator 20 kontaktlos übertragen,
so ist es möglich, die Meßanordnung 7, 8 dauernd rotieren zu lassen und sehr kurze Abtastzeiten
zu erzielen. Die Rotationsgeschwindigkeit des rotie-
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renden Teiles, nämlich des Drehkranzes 3 mit der Meßanordnung
7j 8, kann sehr hoch gewählt werden. Die Abtastung eines Aufnahmeobjektes erfolgt dabei während
eines vorbestimmten Drehwinkels von etwa 360°. 5
Die Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die kontaktlose, induktive Energieübertragung zur Röntgenröhre
7. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Primärwicklung 21 und die Sekundärwicklung 22 eines Übertragers
als konzentrische Ringe ausgebildet, die die Öffnung 23, die zur Aufnahme des Patienten 1 dient, umschließen.
Der Übertragerkern ist als die Wicklungen 21, 22 umschließender Schalenkern ausgebildet, der aus
zwei Teilen 24, 25 U-förmigen Querschnittes besteht, die mit ihren flanschartigen Ansätzen gegeneinander
gerichtet sind. Der Kernteil 24 sowie die.Sekundärwicklung 22 sind ortsfest in bezug auf den Drehkranz 3
und damit auf die Röntgenröhre 7 angeordnet und rotieren mit der Meßanordnung 7, 8. Der andere Kernteil 25
und die Primärwicklung 21 sind ortsfest im Gerät vorgesehen. Zwischen den beiden Kernteilen 24, 25 ist ein
Luftspalt freigelassen.
Aus der Figur 3 geht hervor, daß die Röntgenröhre 7 von einem Hochspannungstransformator 26 über einen
Hochspannungsgleichrichter 27 gespeist wird. Die Primärwicklung des Hochspannungstransformators 26 ist an
einem Wechselrichter 28 für Mittelfrequenz in der Größenordnung von 1 bis 5 kHz angeschlossen, der von
einem Gleichrichter 29 gespeist wird. Der Eingang des Gleichrichters 29 ist an der Sekundärwicklung 22 des
in der Figur 2 dargestellten Übertragers angeschlossen. Die Primärwicklung 21 wird von einem Wechselrichter
30 für Mittelfrequenz gespeist, der über einen Netzgleichrichter 31 am Netz angeschlossen ist.
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Bei der Anordnung gemäß der Figur 3 sind die Teile 7, 22 und 26 bis 29 auf dem Drehkranz 3 angeordnet, d.h.
sie rotieren während der Abtastung, während die Teile 21, 30, 31 fest stehen. Auch der Teil 24 des Kerns
rotiert während der Teil 25 fest steht.
In der Figur 4 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, bei der der Übertrager 21, 22, 24, 25 selbst den Hochspannungstransformator
bildet. Seine Primärwicklung 21 wird wie bei dem Beispiel gemäß Figur 3 vom Wechselrichter
30 gespeist, der über den Netzgleichrichter 31 am Netz angeschlossen ist.
• Der in der Figur 5 dargestellte Übertrager weist eine Primärwicklung 32 und eine Sekundärwicklung 33 auf.
Auch hier sind die Wicklungen 32, 33 als konzentrische Ringe ausgebildet, die eine Öffnung zur Aufnahme des
Patienten 1 umschließen. Der Übertragerkern ist ebenfalls als die Wicklungen 32, 33 umschließender Schalenkern
ausgebildet, der aus zwei Teilen 34, 35 U-förmigen Querschnittes besteht, die mit ihren flanschartigen
Ansätzen gegeneinander gerichtet sind. Der Kernteil 35 ist ortsfest in bezug auf die Röntgenröhre 7
angeordnet, d.h. er rotiert mit der Meßanordnung 7, 8.
Der andere Kernteil 34 ist zusammen mit der Primärwicklung 32 ortsfest im Gerät vorgesehen. Auch hier
liegt zwischen den beiden Kernteilen 34, 35 ein Luftspalt. Die Sekundärwicklung 33 und der Kernteil 35 sind
in einem geschlossenen, hohlringförmigen Gehäuse 36 angeordnet, das noch weitere Hochspannungskomponenten,
z.B. Gleichrichter, Kondensatoren und eventuell auch die Röntgenröhre, aufnehmen kann. Es kann zu Isolationszwecken
mit Öl gefüllt sein und rotiert mit der Meßanordnung 7j 8, d.h. es ist ortsfest auf dem Drehkranz
3 angeordnet.
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- 0 - VPA 78 P 5139 BRD
Der in der Figur 6 dargestellte Übertrager weist wie der Übertrager gemäß Figur 2 eine Primärwicklung 21
und eine Sekundärwicklung 22 auf, die konzentrisch zueinander liegen. Der Kern ist jedoch als im Gehäuse
5 ortsfest angebrachter Hohlring 37 ausgebildet, in dessen Innerem die Wicklungen 21, 22 liegen. Der Kern 37,
in dem die Wicklung 22 rotiert, während die Wicklung 21 fest steht, ist an seinem Umfang mit einem Luftspalt
38 versehen, durch den die Zuleitungen zu den Wicklungen 21, 22 sowie die Halterungsmittel für diese
Wicklungen geführt sein können.
Bei dem in der Figur 7 in einer Frontansicht und in Figur 8 in einem Schnitt dargestellten Übertrager ist
die Primärwicklung als ortsfest im Gerät angeordnetes Rohr 39 ausgebildet, das von dem ortsfest in bezug auf
die Röntgenröhre 7 angeordneten, d.h. auf dem Drehkranz 3 befestigten und damit mit der Meßanordnung 7,
8 rotierenden Eern 40 umschlossen wird. Auf dem Kern 40 sind drei Sekundärwicklungen 41, 42, 43 gewickelt.
Die Sekundärwicklung ist also bei dem Beispiel gemäß Figur 7 von drei Teilwicklungen gebildet.
Für alle Übertragerbeispiele gemäß den Figuren 2, 5, 6, 7 gilt, daß der hier dargestellte Übertrager gemäß
Figur 3 ein dem Hochspannungstransformator vorgeschalteter Zwischentransformator sein kann, daß er aber
auch gemäß Figur 4 den Hochspannungstransformator selbst bilden kann.
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Claims (8)
1. Röntgendiagnostikgerät für die Erzeugung von
Schiehtbildern eines Aufnahmeobjektes mit einer Lagerstatt, mit einer drehbaren Meßanordnung zur Durchstrahlung
des Aufnahmeobjektes aus verschiedenen Richtungen, bestehend aus einer Röntgenröhre, welche ein die zu untersuchende
Schicht durchdringendes Röntgenstrahlenbündel aussendet, dessen Abmessung senkrecht zur Schichtebene
gleich der Schichtstärke ist, und einem Strahlenempfänger, welcher der gemessenen Strahlenintensität
entsprechende elektrische Ausgangssignale liefert, mit
einem Röntgengenerator zur Speisung der Röntgenröhre und mit einem am Strahlenempfänger angeschlossenen
Rechner zur Berechnung der Schwächungswerte bestimmter Bildpunkte der durchstrahlten Körperschicht aus
den Ausgangssignalen des Strahlenempfängers, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Energieübertragung zur Röntgenröhre (7) ein induktiver Übertrager (Fig. 2, 5, 6, 7, 8) vorgesehen ist, dessen
Sekundärwicklung (22, 33, 41, 42, 43) ortsfest in bezug auf die Röntgenröhre (7) angeordnet ist und mit
der Meßanordnung (7, 8) rotiert und dessen Primärwicklung (21, 32, 39) ortsfest im Gerät liegt.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß die Primärwicklung (21, 32) und die Sekundärwicklung (22, 33) als konzentrische
Ringe ausgebildet sind, die eine Öffnung
(23) zur Aufnahme des UntersuchungsObjektes (T) umschließen.
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragerkern
(24, 25, 34, 35) als die Wicklungen (21, 22, 32, 33)
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- 2 - VPA 78 P 5139 BEiD
umschließender Schalenkern ausgebildet ist, der aus zwei Teilen U-f örmigen Querschnittes besteht, die mit
ihren flanschartigen Ansätzen gegeneinander gerichtet sind, daß eine Kernhälfte (24, 35) ortsfest in bezug
auf die Röntgenröhre (7) angeordnet ist und mit der Meßanordnung (7, 8) rotiert, daß die andere Serahälfte
(25, 34) ortsfest im Gerät liegt und daß zwischen den
beiden Kernhälften (24, 25 r 34, 35) ein luftspalt
freigelassen ist.
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4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Sekundärwicklung
(33) und die rotierende Kernhälfte (35) zusammen mit weiteren Hochspannungskomponenten in einem geschlossenen
hohlringförmigen Gehäuse (36) angeordnet sind.
5. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Kern als im Gehäuse
ortsfest angeordneter Hohlring (37) ausgebildet ist, in dessen Innerem die Primärwicklung (21) und
die Sekundärwicklung (22) liegen und daß der Kern (37) an seinem umfang eine Öffnung (38) für die Leitungsdurchführung
aufweist.
6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeich.net , daß die Primärwicklung
als ortsfest im Gerät angeordnetes Rohr (39) ausgebildet ist, das von dem ortsfest in bezug auf die
Röntgenröhre (7) angeordneten, mit der Meßanordnung (7, 8) rotierenden Kern (40) umschlossen wird und daß
die Sekundärwicklung (41, 42, 43) auf den Kern (40) gewickelt ist.
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7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Übertrager (Fig. 2, 5, 6, 7 , 8) ein dem Hochspannungstransformator
(26) vorgeschalteter Zwischentransformator (Fig. 3) ist.
8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Übertrager (Fig. 2, 5, 6,.. 7, 8) vom Hochspannungstransformator gebildet ist (Fig. 4).
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ID=6057952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19782855379 Granted DE2855379A1 (de) | 1978-12-21 | 1978-12-21 | Roentgendiagnostikgeraet fuer die erzeugung von schichtbildern eines aufnahmeobjektes |
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