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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung der Position und
des Formats einer in die Vorrichtung eingelegten Filmkassette. Die
Vorrichtung kann insbesondere eine Katapultrasterlade für eine Röntgeneinrichtung
sein, in die eine Röntgenfilmkassette
einlegbar ist.
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Derartige
Vorrichtungen, insbesondere Katapultrasterladen für Röntgenfilmkassetten,
sind bekannt. Katapultrasterladen sind an Röntgenaufnahmeplätzen ähnlich Schubladen
angebracht. Durch Herausziehen kann eine Bedienperson Filmkassetten
schnell einlegen oder belichtete Filmkassetten entnehmen. Das schubladenartige
System ermöglicht
dabei die einfache und zügige
Handhabung, die im diagnostischen Arbeitsumfeld oft unerlässlich ist.
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Filmkassetten
existieren in verschiedenen Formaten und Größen, die je nach Anwendung
eingesetzt werden. So ist z. B. zur Erzeugung einer Röntgenaufnahme
einer Extremität
eines Patienten eine kleinere Filmkassette ausreichend, während zur Erzeugung
einer Thorax-Aufnahme eine großflächigere
Filmkassette erforderlich ist. Um flexibel für eine Vielzahl von Anwendungsfeldern
zu sein werden Katapultrasterladen ausreichend groß gestaltet,
um für eine
Vielzahl unterschiedlicher Kassettenformate geeignet zu sein.
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Für die Erzeugung
einer Röntgenaufnahme ist
eine exakte Positionierung der Filmkassette in der Katapultrasterlade
notwendig. Dazu können
mechanische Führungen
vorgesehen sein, die eine eingelegte Filmkassette in der gewünschten
Position fixieren. Während
dies bei Verwendung von Filmkassetten gleichbleibenden Formats und
gleichbleibender Größe problemlos
machbar ist, treten jedoch bei Verwendung wechselnder Formate und
Größen Schwierigkeiten
in der Handhabung auf. Zum einen müssen die mechanischen Führungen
derart flexibel gestaltet sein, dass sie sich an unterschiedliche
Kassetten ohne weiteres anpassen lassen. Dies erfordert zusätzliche
Handhabungsschritte beim Einpassen der Filmkassette in die Führungen,
was den schnellen Wechsel von Filmkassetten verkompliziert. Zum
anderen sind Format und Größe einer
eingelegten Filmkassette bei geschlossener Rasterlade nicht von
außen
erkennbar, weswegen eine automatische Erkennung wünschenswert
ist.
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Eine
Röntgeneinrichtung
mit einem Halter für Röntgenfilmkassetten,
die eine automatische Erkennung der Kassettenabmessungen ermöglicht,
ist aus der
DE 34 28
747 A1 bekannt. Zum Erfassen der Länge und Breite der Kassette
sind zwei schwenkbare Hebel vorgesehen, die durch Federkraft gegen zwei
Seitenflächen
der Kassette gedrückt
werden. Die jeweilige Hebelstellung ist abhängig von den Abmessungen der
eingelegten Kassette und wird über verstellbare
elektrische Widerstände
oder Kondensatoren erfasst. Die beschriebene Anordnung verwendet
elektromechanische Mittel, die aufwändig in der Herstellung sind
und dem Verschleiß unterliegen.
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Zur
Behebung dieser Probleme ist es aus der
DE 43 32 428 A1 bekannt,
das Format der Filmkassette durch Verwendung von Lichtschranken
zu detektieren. Dazu ist ein Lichtschrankenfeld vorgesehen, in dem
eine Vielzahl von Lichtschranken zweidimensional angeordnet sind.
Die Genauigkeit der Formaterfassung hängt dabei von der Anzahl der
verwendeten Lichtschranken ab. Für
einen großen
Variationsbereich unterschiedlicher erfassbarer Formate ist eine
Vielzahl an Lichtschranken erforderlich.
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In
der
DE 600 34 700
T2 ist eine Anordnung für
Bilddaten-Aufnahmemittel
zur Verwendung in der Mammographie beschrieben. Diese Anordnung
weist einen mit Mitteln zum Einziehen und Auswerfen versehenen Kassettenschacht
auf. In dem Kassettenschacht sind ein oder mehrere Sensoren angebracht, welche die
Position einer eingezogenen Kassette in dem Kassettenschacht detektieren.
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Die
im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Formaterfassung
für Filmkassetten
sind aufwändig
in der Herstellung. Außerdem
bieten sie keinerlei Flexibilität
zur nachträglichen
Anpassung an eventuell künftig
veränderliche
Filmkassettenformate. Zudem ermöglichen
sie keine Erfassung der Position einer eingelegten Filmkassette,
sondern lediglich des Formats.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Erkennung
des Formats sowie der Position einer in die Vorrichtung eingelegten
Filmkassette zu schaffen, die unaufwändig herstellbar, unaufwändig in
der Handhabung und außerdem
flexibel für
verschiedenste Kassettenformate und -positionen einsetzbar ist.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs.
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Ein
Grundgedanke der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung anzugeben,
in die eine Filmkassette einlegbar ist, und die einen Abstands-Sensor aufweist,
der ein Mittel zur berührungslosen
Messung eines Abstands aufweist. Der Abstands-Sensor ist derart angeordnet, dass durch
ihn der Abstand zu einer eingelegten Filmkassette messbar ist.
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Durch
die Verwendung des berührungslosen Messmittels
ergibt sich der Vorteil, dass Verschleiß in Zusammenhang mit der Messung
nicht in nennenswertem Maße
auftritt. Darüber
hinaus arbeitet die berührungslose
Messung unabhängig
vom Anlegen der Filmkassette in direktem Kontakt an ein mechanisches
Messmittel, was den Handhabungsaufwand beim Einlegen der Filmkassette
verringert. Die Messung eines Abstandes bietet darüber hinaus
den Vorteil, dass sie innerhalb der Mess-Reichweite des Messmittels vollkommen
flexibel kontinuierlich veränderliche
Abstände
zu erfassen gestattet. Insbesondere ist es nicht notwendig, die
Filmkassette innerhalb eines z. B. durch Lichtschranken vorgegebenen Messfeldes
zu positionieren. Nicht zuletzt sind Abstandsensoren kostengünstig und
können
unaufwändig
in der Vorrichtung angebracht werden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung
derart ausgebildet, dass sie in einer Katapult rasterlade für eine Röntgeneinrichtung
anbringbar ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Katapultrasterlade
durch die Vorrichtung sozusagen modulartig ergänzt werden kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die
Vorrichtung als Katapultrasterlade für eine Röntgeneinrichtung ausgebildet.
Die Vorteile der Erfindung lassen sich insbesondere im Arbeitsumfeld
von Röntgeneinrichtungen,
in denen häufig
unter großem
Zeitdruck und mit großer
Flexibilität
gearbeitet werden muss, hervorragend nutzen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die
Vorrichtung derart ausgebildet, dass eine Filmkassette in einer
hinsichtlich einer Raumrichtung variablen Position in sie einlegbar
ist, und dass der Abstands-Sensor derart angeordnet ist, dass durch
ihn der Abstand einer eingelegten Filmkassette in der besagten Raumrichtung
berührungslos
messbar ist.
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Dadurch
ergibt sich der Vorteil, dass die Filmkassette hinsichtlich der
besagten Raumrichtung unproblematisch positionierbar ist. Die Filmkassette kann
von einer Bedienperson sozusagen nach Augenmaß eingelegt werden und muss
nicht an mechanische Führungen
oder ähnliches
angelegt werden. Dies erleichtert die Handhabung beim Einlegen von Filmkassetten
erheblich. Gleichzeitig kann die Vorrichtung durch den Abstands-Sensor
die Position der Filmkassette erfassen und so eine Fehlpositionierung
erkennen. Je nach Anforderung an die Genauigkeit der Positionierung
wird eine geübte
Bedienperson in der Lage sein, die Filmkassette nach Augenmaß ausreichend
exakt zu positionieren, so dass das Problem einer Fehlpositionierung
entsprechend selten auftreten wird. Andererseits kann die Fehlpositonierung
durch den Abstands-Sensor zuverlässig
erkannt werden. Dadurch können
Fehlaufnahmen, die unnötige
Kosten und Röntgenbelastungen
verursachen, vermieden werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung
einen zweiten Abstands-Sensor auf, der ein Mittel zur berührungslosen
Messung eines Abstands aufweist, wobei der zweite Abstands-Sensor
dem ersten Abstands-Sensor gegenüberliegend
und derart angeordnet ist, dass durch ihn der Abstand einer eingelegten
Filmkassette in der besagten Raumrichtung und in zum ersten Abstands-Sensor
entgegensetzter Richtung berührungslos
messbar ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass in der besagten
Raumrichtung nicht nur die Position der Filmkassette messbar ist,
sondern auch deren Abmessung, da die Abstands-Sensoren gegenüberliegend
angeordnet sind und daher auch den Abstand zu gegenüberliegenden
Seiten der Filmkassette messen. Die gegenüberliegende Anordnung zweier
Abstands-Sensoren ermöglicht
damit also die Formaterkennung für
eine eingelegte Filmkassette.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die
Vorrichtung einen weiteren Abstands-Sensor auf, der ein Mittel zur
berührungslosen
Messung eines Abstands aufweist, wobei der weitere Abstands-Sensor
derart angeordnet ist, dass durch ihn der Abstand einer eingelegten
Filmkassette senkrecht zu der besagten Raumrichtung berührungslos
messbar ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Lage einer
Seite der Filmkassette in einer zweiten Raumrichtung messbar ist
und zur nunmehr zwei-dimensionalen Positions- und Formaterkennung
verwendet werden kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die
Vorrichtung eine Auswerte-Elektronik auf, die mit dem oder den Abstands-Sensoren
derart verbunden ist, dass sie ein von einem gemessenen Abstand
abhängiges
Abstandssignal von dem oder den Abstands-Sensoren empfangen kann.
Durch die Auswerte-Elektronik ist ein von dem oder den Abstands-Signalen abhängiges Positionssignal
erzeugbar, das von einer Abmessung und/oder der Position einer eingelegten
Filmkassette abhängig
ist. Das Positionssignal der Auswerte-Elektronik kann z. B. dazu
verwendet werden, die korrekte Positionierung der Filmkassette anzuzeigen.
Handelt es sich bei der Vorrichtung um eine Katapultrasterlade,
so kann das Positionssignal die korrekte Positionierung trotz geschlossener
Katapultrasterlade anzeigen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die
Vorrichtung Teil einer Röntgeneinrichtung,
welche eine Steuerungseinrichtung aufweist. Die Steuerungseinrichtung
ist derart mit der Auswerte-Elektronik verbunden, dass sie das Positionssignal
von dieser empfangen kann. Dadurch kann die Röntgeneinrichtung in Abhängigkeit
von der korrekten Position und dem Format der Filmkassette gesteuert
werden. Zum Beispiel können
unnötige
Aufnahmen bei Fehlpositionierung der Filmkassette vermieden werden,
indem die Steuerungseinrichtung das Auslösen von Aufnahmen nur bei korrekt
positionierter Filmkassette zulässt,
oder es können
Röntgenaufnahmen
in Formaten, die mit dem Format der eingelegten Filmkassette nicht übereinstimmen,
unterbunden werden.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der Figurenbeschreibung.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand von Figuren näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 Katapultrasterlade
mit Format- und Positionserkennung für Filmkassetten und
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2 Katapultrasterlade
und Auswerte-Elektronik.
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In 1 ist
eine Katapultrasterlade 1 für eine Röntgeneinrichtung in Draufsicht
dargestellt. Sie kann z. B. in einen Patientenlagerungs-Tisch der Röntgeneinrichtung
integriert sein, wo sie schubladenartig ausziehbar und einschiebbar
ist. In die Katapultrasterlade 1 ist eine Röntgenfilmkassette 9 eingelegt.
Die Röntgenfilmkassette 9 dient
der Erzeugung ei ner Röntgenaufnahme
eines darüber
angeordneten, in der Figur nicht dargestellten Patienten oder Gegenstands,
der von einer nochmals darüber
angeordneten, ebenfalls nicht dargestellten, Röntgenstrahlquelle her von Röntgenstrahlung
durchdrungen wird. Die Röntgenstrahlung
belichtet nach dem Durchlaufen des zu untersuchenden Patienten oder Gegenstands
einen in der Filmkassette 9 befindlichen röntgenempfindlichen
Film.
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Um
den gewünschten
Bildausschnitt für
die Röntgenaufnahme
zu erhalten, muss die Filmkassette 9 an einer bestimmten
Position in die Katapultrasterlade 1 eingelegt sein. In
dieser Position wird sie durch eine hintere Spannbacke 3 sowie
durch vordere Spannbacken 4 gehalten. Die Spannbacken 3, 4 weisen
Spannflächen 5 auf,
die gegen die Kassetten-Stirnflächen 7 gedrückt werden.
Dadurch wird die Kassette 9 über ihre Stirnflächen 7 so
eingespannt, dass sie beim Hineinschieben und Herausziehen der Katapultrasterlade 1 nicht
bewegt wird.
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Die
Spannbacken 3, 4 werden durch einen in der Figur
nicht dargestellten Mechanismus, der unterhalb der Katapultrasterlade 1 angeordnet
ist, so geführt,
dass die Filmkassette 9 unabhängig von ihren Abmessungen
in Bezug auf die Längsrichtung der
Katapultrasterlade 1 mittig eingespannt wird. Die mittige
Position ist in der Figur durch eine gestrichelte Linie angedeutet.
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Beim
Einlegen der Filmkassette 9 muss eine Bedienperson lediglich
darauf achten, dass die Filmkassette 9 zwischen den Spannbacken 3, 4 zu
liegen kommt, damit diese die Kassetten-Stirnflächen 7 erfassen und
einspannen können.
Hinsichtlich der Längsrichtung
der Katapultrasterlade 1 ist die Position der Filmkassette 9 daher
fest vorgegeben, während
sie hinsichtlich der Raumrichtung senkrecht dazu variabel ist. Es
sind keinerlei Spannbacken oder mechanische Führungsmechanismen vorgesehen, die
die Kassette 9 in dieser Richtung einspannen oder fixieren
würden.
Die freie Positionierbarkeit in dieser Raumrichtung erleichtert
das Einlegen, birgt andererseits aber das Risiko einer Fehlpositionierung
in sich.
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Die
Katapultrasterlade 1 weist einen links angeordneten Abstands-Sensor 11 auf,
der ein Messmittel zur berührungslosen
Messung eines Abstands umfasst. Dies kann z. B. ein Infrarot-Detektor oder ein
Ultraschall-Detektor sein. Der Abstands-Sensor 11 ist so in der Katapultrasterlade 1 angeordnet,
dass er den Abstand zur ihm zugewandten Kassetten-Seitenfläche 8 berührungslos
messen kann. Dieser Abstand ist in der Figur mit d bezeichnet. Der
Abstands-Sensor 11 erlaubt eine kontinuierliche Messung
des Abstands bei beliebiger Positionierung der Filmkassette 9.
Unter der Voraussetzung, dass das Format der Kassette 9 bekannt
ist, kann aus der Messung des Abstands d auch deren Position in
der Raumrichtung senkrecht zur Längserstreckung
der Katapultrasterlade 1 abgeleitet werden.
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Die
Katapultrasterlade 1 weist einen weiteren Abstands-Sensor 12 auf,
der auf der dem Abstands-Sensor 11 gegenüberliegenden
Seite angeordnet ist. Der Abstands-Sensor 12 arbeitet ebenfalls auf
der Basis eines berührungslos
detektierenden Messmittels. Er ist so angeordnet, dass er einen
Abstand in der zu dem vorhergehend beschriebenen Abstands-Sensor 11 entgegengesetzten
Richtung messen kann. Daher erfasst er den Abstand zu der zur vorherigen
gegenüberliegend
befindlichen Kassetten-Seitenfläche 8.
Dieser Abstand ist in der Figur mit e bezeichnet. Aus einer Messung
der Abstände
e und d kann sowohl die Abmessung als auch die Position der Filmkassette 9 in
der Raumrichtung quer zur Längserstreckung
der Katapultrasterlade 1 abgeleitet werden, vorausgesetzt,
dass die Abmessung der Katapultrasterlade 1 in dieser Raumrichtung
bekannt ist. Diese Abmessung ist in der Figur als c bezeichnet.
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Aus
den gemessenen Abständen
ergibt sich die Abmessung der Kassette als Kassettenbreite
= (c/2 – d)
+ (c/2 – e) und
die Verschiebung der Kassette 9 gegenüber der Katapultrasterladenmitte
in dieser Richtung als Verschiebung Kassettenmitte
= (d – e)/2.
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Die
berührungslos
arbeitenden Abstands-Sensoren 11, 12 ermöglichen
damit eine verschleißfreie
und hinsichtlich der messbaren Abstände vollkommen flexible Erfassung
der Position und Abmessungen der Kassette 9.
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Die
Katapultrasterlade 1 weist einen weiteren Abstands-Sensor 13 auf,
der ebenfalls auf Basis eines berührungslos arbeitenden Messmittels
arbeitet. Der Abstands-Sensor 13 ist so angeordnet, dass er
einen Abstand in Längsrichtung
der Katapultrasterlade 1 berührungslos messen kann. Der
Abstands-Sensor 13 dient der Messung des Abstandes zu der
Kassetten-Stirnfläche 7.
Dieser Abstand ist in der Figur mit b bezeichnet. Die Kassette 9 wird
durch die Spannbacken 3, 4 mittig eingespannt.
Der Abstand des Abstands-Sensors 13 zur Kassettenmitte ist
in der Figur mit a bezeichnet. Aus der Messung des Abstands b und
unter der Voraussetzung, dass der Abstand a bekannt ist, kann die
Abmessung der Kassette 9 in Längsrichtung der Katapultrasterlade 1 abgeleitet
werden. Sie ergibt sich als Kassettenlängsabmessung
= (a – b)·2.
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Die
berührungslose
Messung durch den Abstands-Sensor 13 erlaubt damit in der
beschriebenen Ladungskonstruktion die verschleißfreie Messung kontinuierlich
veränderlicher
Kassettenabmessungen in Längsrichtung.
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Anhand
der Ergebnisse der Messungen aller beschriebenen Abstands-Sensoren 11, 12, 13 können damit
sowohl das Format als auch die Position der Filmkassette 9 abgeleitet
werden. Die Abstands-Sensoren 11, 12, 13 können dabei
entweder fest in die Katapultrasterlade 1 integriert sein,
oder sie können
modular in die Lade 1 eingelegt oder auf deren Umrandung
aufgesetzt sein.
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In 2 ist
die zuvor beschriebene Katapultrasterlade 1 in Verbindung
mit einer Auswerte-Elektronik 14 und einer Steuerungseinrichtung 18 für eine Röntgeneinrichtung
dargestellt. Die dargestellten Komponenten können Teil einer Röntgeneinrichtung sein,
z. B. kann die Katapultrasterlade 1 in den Patientenlagerungs-Tisch
der Röntgeneinrichtung
integriert sein. Die Auswerte-Elektronik 14 kann entweder
in die Katapult-Rasterlade 1, oder in den Patientenlagerungs-Tisch,
oder in die sonstige Röntgeneinrichtung
integriert sein.
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Die
Katapultrasterlade 1 mit eingelegter Röntgenkassette 9 weist – wie zuvor
beschrieben – Abstands-Sensoren 11, 12, 13 auf.
Die Abstands-Sensoren 11, 12, 13 geben
ein vom jeweils gemessenen Abstand abhängiges elektrisches Signal
an die Auswerte-Elektronik 14 ab. In der Figur sind die
Leitungen, mit denen die Abstands-Sensoren 11, 12, 13 mit
der Auswerte-Elektronik 14 verbunden
sind, mit den Bezeichnungen des jeweils gemessenen Abstands b, d,
e bezeichnet. Die Auswerte-Elektronik 14 dient
der Ermittlung von Kassetten-Format und -Position unter Verwendung
der Sensor-Signale. Zu diesem Zweck weist sie eine Format-Ermittlungseinrichtung 15 auf,
der alle drei Sensorsignale zugehen.
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Zusätzlich zu
den Sensorsignalen benötigt die
Format-Ermittlungseinrichtung 15,
wie oben beschrieben, Informationen über die Abmessungen c, a der
Katapultrasterlade 1. Um diese Informationen zu erhalten,
hat sie Zugriff auf eine Speichervorrichtung 16, in der
diese Daten abgelegt sind. Die Speichervorrichtung 16 kann,
wie in der Figur dargestellt, Teil der Auswerte-Elektronik 14 sein,
sie kann jedoch auch, da sie Katapultrasterladen-spezifische Daten enthält, zusammen
mit den Abstands-Sensoren 11, 12, 13 in
die Katapultrasterlade 1 integriert sein.
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Die
Format-Ermittlungseinrichtung 15 leitet aus den Signalen
der Abstands-Sensoren 11, 12, 13 und
der Informationen, die sie aus der Speichervorrichtung 16 erhält, die
Kassettenabmessungen ab und erzeugt ein von den Kassettenabmessungen
abhängiges
Formatsignal. Dieses Formatsignal stellt sie als Ausgangssignal
zur Verfügung.
Das Formatsignal kann der Steuerungseinrichtung 18 zugehen, um
bei der Steuerung der Röntgeneinrichtung
Berücksichtigung
zu finden. Zum Beispiel kann das Auslösen von Röntgenaufnahmen in Formaten,
die nicht dem Format der eingelegten Röntgenfilmkassette 9 entsprechen,
unterbunden werden.
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Die
Auswerte-Elektronik 14 weist weiter eine Positions-Ermittlungseinrichtung 17 auf,
die der Ermittlung der Position der eingelegten Röntgenfilmkassette 9 dient.
Die maßgebliche
Positions-Information ist die, ob die Röntgenfilmkassette 9 mittig
in der Katapultrasterlade 1 positioniert ist. Dies ist
dann der Fall, wenn die Abstands-Sensoren 11, 12 jeweils
gleiche Abstände
d, e messen. Daher gehen der Positions-Ermittlungseinrichtung 17 lediglich
die Ausgangssignale der Abstands-Sensoren 11, 12 zu, nicht
jedoch eine Information über
die Breite c der Katapultrasterlade 1. Die Positions-Ermittlungseinrichtung 17 leitet
aus diesen beiden Signalen ein Positionssignal ab, das einer eventuellen
Verschiebung der Filmkassette 9 gegenüber der Katapultrasterladenmitte
entspricht. Sie gibt das Positionssignal als Ausgangssignal ab und
es geht der Steuerungseinrichtung 18 zu. Die Steuerungseinrichtung 18 kann die
Röntgeneinrichtung
in Abhängigkeit
von dem Positionssignal steuern, z. B. kann das Auslösen einer Röntgenaufnahme
bei nicht mittig eingelegter Röntgenfilmkassette 9 unterbunden
werden.
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Falls
nur ein einziger Abstands-Sensor 11, 12, 13 zur
Messung in einer Richtung senkrecht zur Längserstreckung der Katapultrasterlade 1 zur
Verfügung
stünde,
könnte
eine Information über
die Verschiebung der Filmkassette 9 unter Auswertung nur des
einen Abstandes d und der Breite c erfolgen, vorausgesetzt dass
die Breite c bekannt ist. In dieser Ausgestaltung müsse die
Positions-Ermittlungseinrichtung 17 jedoch Zugriff auf
die Information über
die Breite c haben, was in der Figur nicht dargestellt ist.