DE2462238C3 - X-ray layer device for the production of transverse layer images - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Röntgenschichtgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention relates to an X-ray film device according to the preamble of the patent claim.

Ein Röntgenschichtgerät dieser Art ist in der DE-OS 41 433 und in der Zeitschrift »The British lournal of Radiology« Vol. 46, No. 552,1973 unter der Überschrift »Computerized Transverse Axial Scanning« (Tomograph): Part I, Description of Systems, Seiten 1016 bis 1922 beschrieben. Die bei diesem Gerät verwendete Halterungsvorrichtung für den zu untersuchenden Körperbereich eines Patienten besitzt einen quaderförmigen Ausgleichskörper mit einer elastischen Frontseite in Gestalt eines Gummi-Formkörpers, der so gestaltet ist, daß er eine in das Innere des Ausgleichskörpers hineinragende Vertiefung besitzt, in die der zu untersuchende Körperbereich eingeführt werden kann. Nach dem Einführen des Körperbereichs wird der Ausgleichskörper mit Wasser gefüllt so daß sich der Formkörper an die Oberfläche des Patientenkörperbereiches anlegt Nach Beendigung der Aufnahme wird das Wasser entfernt, so daß der Körperbereich aus dem Formkörper herausgenommen werden kann.An X-ray film device of this type is in DE-OS 41 433 and in the magazine "The British lournal of Radiology "Vol. 46, No. 552.1973 under the heading "Computerized Transverse Axial Scanning" (tomograph): Part I, Description of Systems, pages 1016 bis Described in 1922. The mounting device used with this device for the patient to be examined The body area of a patient has a cuboid compensating body with an elastic front in the form of a rubber molded body, which is designed so that it is one in the interior of the compensation body has protruding recess into which the body area to be examined can be introduced. After the introduction of the body area, the compensation body is filled with water so that the Molded body applied to the surface of the patient's body area removes the water so that the body portion can be removed from the molded body.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Röntgenschichtgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs zu schaffen, bei dem erreicht ist, daß die in einem geschlossenen Flüssigkeitssystem mit der Zeit unvermeidlich auftretenden Luftblasen, die deshalb besonders unangenehm sind, weil sie zu Artefakten führen, ausgeschieden werden.The invention is based on the object of providing an X-ray film device according to the preamble of To create claim, in which it is achieved that the in a closed fluid system with the Time inevitably occurring air bubbles, which are particularly uncomfortable because they become artifacts lead, to be eliminated.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei einem offenen hydraulischen System mit geschlossenem Wasserkreislauf eventuell ins Wasser eingedrungene Luft durch permanentes Umwälzen des Wassers rasch ausgeschieden wird.According to the invention, this object is achieved by the features of the characterizing part of the patent claim. the The invention is based on the knowledge that in an open hydraulic system with a closed Water cycle Rapidly any air that has penetrated the water through permanent circulation of the water is eliminated.

Um ein sicheres Anliegen des Schlauches am Aufnahmeobjekt zu gewährleisten, ist ein möglichst hoher Anpreßdruck erwünscht. Es hat sich indessen gezeigt, daß der auf unterschiedliche Aufnahmeobjekte, beispielsweise auf einen Erwachsenenschädel im Gegensatz zum kindlichen Schädel, ausgeübte Maximaldruck nicht gleich groß sein darf. Die Druckunterschiede sind allerdings verhältnismäßig gering und erfordern einen feinfühligen Steucrungsmechanismus. Als besonders günstig hat sich eine Lösung erwiesen, bei der nach einer Weiterbildung der Erfindung als Antriebsmotor der Flüssigkeitspumpe ein Elektromotor benutzt ist, dessen Drehzahl mit Hilfe eines Einstellgliedes in Anpassung an den für das jeweilige Aufnahmeobjekt zulässigen Druck wählbar ist.In order to ensure that the hose rests securely on the subject, a high contact pressure is desirable. It has been shown, however, that the focus on different subjects, for example, maximum pressure exerted on an adult skull as opposed to a child's skull may not be the same size. The pressure differences are, however, relatively small and require a sensitive control mechanism. A solution has proven to be particularly favorable in which after In a further development of the invention, an electric motor is used as the drive motor of the liquid pump, its speed with the help of an adjusting element in adaptation to that for the respective subject permissible pressure is selectable.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen im folgenden näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Röntgenschichtgerät zur Erläuterung der Erfindung,The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. It shows
1 shows an X-ray film device to explain the invention,

F i g. 2 eine Halterungsvorrichtung des Geräts gemäß Fig. !,undF i g. 2 a mounting device of the device according to FIG. 1, and

Fig.3 eine Pumpvorrichtung für das Gerät gemäß Fig.!.3 shows a pumping device for the device according to Fig.!.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Gerät ist am Rahmenteil 1 ein Drehgestell in Form eines Tragringes 2 um eine etwa mit dem Mittelpunkt eines zu schichtenden Patienten 3 zusammenfallende Achse 4 drehbar gelagert. Am Tragring 2 ist eine Röntgenstrahlenmeßvorrichtung, bestehend aus einer Röntgenröhre 5 und einem Strahlungsempfänger 6, die an einer Verbindungsstange 7 einander zugewandt befestigt sind, an Laufschienen 8 und 9 in Richtung senkrecht zum Zentralstrahl der Röntgenröhre 5 linear beweglich angeordnet. Die Drehbewegung des Tragringes 2 um die Drehachse 4 wird von einer Antriebsvorrichtung 10 erzeugt. Eine weitere Antriebsvorrichtung 11 bewirkt mit Hilfe des Seilzuges 12 die lineare Scan-BewegungIn the device shown in Fig. 1, a bogie in the form of a support ring is on the frame part 1 2 about an axis 4 coinciding approximately with the center point of a patient 3 to be stratified rotatably mounted. On the support ring 2 is an X-ray measuring device consisting of an X-ray tube 5 and a radiation receiver 6, which are attached to a connecting rod 7 facing each other, on rails 8 and 9 in the direction perpendicular to the central beam of the X-ray tube 5 linearly movable arranged. The rotary movement of the support ring 2 about the axis of rotation 4 is carried out by a drive device 10 generated. Another drive device 11 effects the linear scanning movement with the aid of the cable pull 12

der Strahlenmeßanordnung 5, 6, 7. Mit dem Tragring 2 fest verbunden ist weiterhin ein quaderförmiger Ausgleichskörper 13 aus einem festen Kunststoff gewebeäquivalenter Dichte, beispielsweise Acrylglas. Dieser Ausgleichskörper besitzt symmetrisch zur Drehachse eine zylindrische Ausnehmung, in die ein Formkörper in Gestalt eines Ringes 14, der ebenfalls aus einem festen Kunststoff gewebeäquivalenter Dichte besteht, formschlüssig gleitend eingefügt ist An der Innenseite des Ringes 14 ist ein Schlauch 15 aus elastischem Material befestigt Dieser Schlauch kann mit Hilfe einer noch zu erläuternden Pumpvorrichtung mit Wasser gefüllt werden, so daß er sich mit wählbarem Druck fest an die Außenseite des zu untersuchenden Körperbereichs des Patienten 3 anlegt Der Ring 14 ist mittels einer Lasche 16 mit einem Lagerungstisch 17 fest verbunden, so daß trotz der Drehbewegung des Ausgleichskörpers 13 keinerlei Drehmoment auf den auf dem Lagerungstisch 17 ruhende Patient 3 ausgeübt wird. Die Röntgenröhre 5 ist mit einem Röntgengenerator 18 verbunden, der sie mit konstanter elektrischer Spannung wählbarer Höhe versorgt Der Strahlungsempfänger 6 ist über eine Schaltungsanordnung 19 mit einem Computer 20 verbunden, der die von ihm errechneten Daten einem Blattschreiber 21 oder auch einem Datensichtgerät 22 zur Dokumentation bzw. Sichtauswertung zuführt. Die Antriebsvorrichtungen 10 für die kreisförmige und 11,12 für die lineare Bewegung sind mit einer Steuervorrichtung 23 verbunden, die die beiden Bewegungen nach dem folgenden beschriebenen Bewegungsprinzip steuert.the radiation measuring arrangement 5, 6, 7. Fixedly connected to the support ring 2 is still a cuboid Compensation body 13 made of a solid plastic tissue-equivalent density, for example acrylic glass. This compensating body has a cylindrical recess symmetrical to the axis of rotation into which a Molded body in the form of a ring 14, which is also made of a solid plastic tissue-equivalent density consists, is inserted in a form-fitting sliding manner. On the inside of the ring 14, a hose 15 is made elastic material attached This hose can with the help of a pumping device to be explained be filled with water so that it adheres firmly to the outside of the object to be examined with a pressure that can be selected The body area of the patient 3 is applied. The ring 14 is fixed to a support table 17 by means of a tab 16 connected, so that despite the rotational movement of the compensating body 13 no torque on the Patient 3 resting on the table 17 is exercised. The X-ray tube 5 is equipped with an X-ray generator 18 connected, which supplies them with a constant electrical voltage of a selectable level. The radiation receiver 6 is connected via a circuit arrangement 19 to a computer 20, which from him calculated data to a chart recorder 21 or a data display device 22 for documentation or Visual evaluation feeds. The drive devices 10 for circular and 11, 12 for linear movement are connected to a control device 23, the two movements according to the following described Movement principle controls.

Nach dem Einschalten des Gerätes mit nicht dargestellten Mitteln betätigt die Steuervorrichtung 23 zunächst die Antriebsvorrichtung 10, die den Tragring 2 in eine gegenüber der dargestellten Lage um 90° versetzte Ausgangsposition befördert Nach deren Erreichen beginnt die Abtastung des Patienten 3 in der Weise, daß die Antriebsvorrichtung 11, 12 die Meßanordnung 5, θ, 7 in eine lineare Scan-Bew ^ung versetzt, bei der die gewünschte Transversal-Schicht des Patient 3 mit Hilfe eines eng ausgeblendeten Röntgenstrahl, dessen Durchmesser etwa der Schichtstärke entspricht, durchstrahlt und gleichzeitig abgetastet wird. Gleichzeitig wird die durch den Patient hindurchtretende Strahlung vom Strahlungsempfänger 6 gemessen und über die Schaltungsanordnung S9 in den Computer 2D eingegeben und dort zunächst gespeichert. Der Strahlungsempfänger 6 wird von der Schallungsanordnung 10 während jeder Scan-Bewegung derart getastet, daß während dieser Bewegung etwa 100 Einzelwerte ermittelt und in den Computer 20 eingegeben werden. Nach Abschluß der ersten Scan-Bewegung betätigt die Steuervorrichtung die Antriebsvorrichtung 10, die den Tragring 2 um einen Winkel von ca. 2° dreht. Danach setzt die Steuervorrichtung wiederum die Antriebsvorrichtung 1! in umgekehrter Richtung in Bewegung, so daß eine zweite Scan-Abtastung erfolgen kann. Nach deren Abschluß schaltet die Steuervorrichtung 23 erneut die Antriebsvorrichtung 10 ein, so daß sich der Tragring 2 wiederum um einen Winkel von w) etwa 2° dreht Anschließend betätigt die Steuervorrichtung 23 wiederum die Antriebsvorrichtung 11,12, so daß eine dritte Abtastung erfolgt. Dieser Vorgang wiederholt sich etwa 90 mal. Im Verlauf dieser Abtastbewegung errechnet der Computer aufgrund der ihm b"> eingegebenen etwa 9000 Meßwerte ein Bild der durchstrahlten Schicht das aus einer Matrix mit 6400 Punkten besteht Dieses Bild erscheint entweder in digitaler Form auf dem Blattschreiber 21 oder als »Schwärzungsbild« auf dem Datensichtgerät 22After the device has been switched on by means not shown, the control device 23 is actuated first of all the drive device 10, which moves the support ring 2 into a position by 90 ° in relation to the position shown Displaced starting position promoted After it is reached, the scanning of the patient 3 begins in the Way that the drive device 11, 12, the measuring arrangement 5, θ, 7 in a linear scan Bew ^ ung offset, in which the desired transverse slice of the patient 3 with the help of a narrowly hidden X-ray, the diameter of which is roughly the same as the layer thickness corresponds, irradiated and scanned at the same time. At the same time it is done by the patient Radiation passing through measured by the radiation receiver 6 and via the circuit arrangement S9 in the Computer 2D entered and initially saved there. The radiation receiver 6 is from the sound arrangement 10 keyed during each scan movement in such a way that during this movement about 100 Individual values are determined and entered into the computer 20. After completing the first scan movement the control device actuates the drive device 10, which moves the support ring 2 at an angle of approx. 2 ° rotates. The control device then sets the drive device 1 again! in reverse direction in Movement so that a second scan can be made. After this has been completed, the control device switches 23 again the drive device 10, so that the support ring 2 is again at an angle of w) about 2 ° then rotates the control device 23 in turn actuates the drive device 11, 12 so that a third scan takes place. This process is repeated about 90 times. In the course of this scanning movement The computer calculates a picture of the b "> on the basis of the approximately 9000 measured values entered irradiated layer that consists of a matrix with 6400 points This image appears either in in digital form on the chart recorder 21 or as a "blackening image" on the data display device 22

In F i g. 2 ist die Strahlenmeßanordnung 5,6,7 mit der Halterungsvorrichtung 13,14,15 vergrößert dargestellt. Darin ist wiederum zu erkennen, daß die Meßanordnung, bestehend aus der Röntgenröhre 5, dem Strahlungsempfänger 6 und der Verbindungsstange 7, in den Schienen 8 und 9 mit Hilfe von Schlitten 24,25 quer zum Zentralstrahl 26 der Röntgenröhre 5 beweglich befestigt ist Innerhalb der zylindrischen Ausnehmung des Ausgleichskörpers 13 ist der Ring 14, durch einen Luftspalt 27 getrennt formschlüssig gleitend angeordnet Ao der Innenseite des Ringes 14 ist der Schlauch 15 befestigt. Um zu erreichen, daß der Schlauch 15 den zu untersuchenden Körperbereich des Patienten 3 unter Druck fest umschließt, wird nach dem Einführen des Aufnahmeobjektes in das Innere des Ringes 14 der Schlauch 15 mit Hilfe einer noch zu beschreibenden Pumpvorrichtung mit Wasser gefüllt und unter einem bestimmten Druck gehalten.In Fig. 2 is the radiation measuring arrangement 5,6,7 with the Holding device 13,14,15 shown enlarged. It can again be seen that the measuring arrangement, consisting of the X-ray tube 5, the Radiation receiver 6 and the connecting rod 7, in the rails 8 and 9 with the aid of slides 24, 25 transversely is movably attached to the central beam 26 of the X-ray tube 5 within the cylindrical recess of the compensation body 13 is the ring 14, separated by an air gap 27 and arranged to slide in a form-fitting manner The hose 15 is attached to the inside of the ring 14. To achieve that the hose 15 to the examining body area of the patient 3 tightly under pressure, is after the insertion of the Object to be recorded into the interior of the ring 14 of the hose 15 with the aid of a yet to be described Pump device filled with water and kept under a certain pressure.

Die Grundform des Schlauches 15, d. h. die Form im druckfreien Zustand, ist so gewählt, daß sein Innendurchmesser etwa die Größe des Durchmessers des kleinsten Patienten besitzt Dadurch ist gewährleistet, daß sich der Schlauch faltenfrei an den Körper anlegt. Um zu erreichen, daß die öffnung des Schlauches 15 zum Einführen und Herausnehmen des Patienten den größtmöglichen Durchmesser erreicht, ist der Wasservorratsbehälter der Pumpvorrichtung unterhalb des Schlauches 15 angeordnet, so daß beim Abfließen des Wassers ein Unterdruck im Schlauch entsteht, der dazu führt, daß er sich an die Innenwandung des Ringes 14 anlegt.The basic shape of the hose 15, i. H. the shape in the unpressurized state is chosen so that its inner diameter about the size of the diameter of the smallest patient This ensures that the hose is wrinkle-free on the body. In order to achieve that the opening of the hose 15 the largest possible diameter for inserting and removing the patient is the water reservoir the pumping device arranged below the hose 15, so that when the Water creates a negative pressure in the hose, which causes it to stick to the inner wall of the ring 14 applies.

Eine einfache Ausführungsform einer Pumpvorrichtung ist in F i g. 3 dargestellt. Die gezeigte Halterungsvorrichtung entspricht derjenigen in F i g. 2. Es ist weder ein Drucklufterzeuger noch ein Überlaufbottich notwendig, vielmehr besitzt die Vorrichtung nach F i g. 3 lediglich einen Wasserbehälter 45, in den eine Tauchpumpe 46 eingeführt ist. Mit Hilfe dieser Pumpe wird das Wasser nach der Betätigung durch den Schalter 47 über die Zuflußleitung 48 in den Schlauch 15 gepumpt und fließt nach dessen Auffüllung über die Rückflußleitung 49 und ein Druckstellglied 50 in den Vorratsbehälter 45 zurück. Der Schalter 47 ist während des gesamten Schichtablaufs geschlossen, so daß der beschriebene Wasserkreislauf während der Schichtdauer aufrechterhalten bleibt. Durch das Druckstellglied 50 wird im Schlauch 15 dabei ständig der gewünschte Druck aufrechterhalten. Die Pumpvorrichtung nach Fig.3 besitzt eine thermostatisch geregelte Heizvorrichtung 43, 44. Nach Beendigung des Schichtablaufs wird der Schalter 47 geöffnet, so daß das im Schlauch 15 befindliche Wasser zurückfließen kann. Durch den dabei im Schlauch 15 entstehenden Unterdruck legt sich dieser an den Ring 14 an, so daß die öffnung ihre maximale Größe erreicht.A simple embodiment of a pumping device is shown in FIG. 3 shown. The mounting device shown corresponds to that in FIG. 2. Neither a compressed air generator nor an overflow tub is necessary, rather, the device according to FIG. 3 only a water tank 45 into which one Submersible pump 46 is introduced. With the help of this pump, the water is pumped through the Switch 47 is pumped through the inflow line 48 into the hose 15 and flows after it has been filled over the Return line 49 and a pressure actuator 50 into the reservoir 45 back. The switch 47 is during the entire shift sequence closed, so that the water cycle described during the shift is maintained. By means of the pressure actuator 50, the desired one is constantly in the hose 15 Maintain the pressure. The pumping device according to Figure 3 has a thermostatically controlled heating device 43, 44. After the end of the shift, the switch 47 is opened so that the tube 15 water can flow back. The negative pressure created in the hose 15 subsides this to the ring 14 so that the opening reaches its maximum size.

Zur Anpassung des im Schlauch entstehenden Druckes an den jeweiligen Patienten ist die Drehzahl des die Tauchpumpe 46 antreibenden Elektromotors 51 mit Hilfe eines Einstellgliedes 52 wählbar.The speed is used to adapt the pressure created in the hose to the respective patient of the electric motor 51 driving the submersible pump 46 can be selected with the aid of an adjusting member 52.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Röntgenschichtgerät zur Herstellung von Transversal-Schichtbildern eines Patienten, bestehend aus einer Röntgenstrahlenmeßanordnung mit einer Röntgenstrahlenquelle, die ein den Körper des Patienten durchdringendes Röntgenstrahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schicht gleich der Schichtstärke und parallel zur Schicht gleich der Schichtstärke oder geringer ist als diese, und einem Strahlungsempfänger, der die Strahlungsintensität hinter dem Patient in aufeinanderfolgenden äquidistanten Punkten mißt, sowie aus einer Antriebsvorrichtung für die Meßanordnung, bestehend aus einem Drehgestell zur Erzeugung von Drehbewegungen der Röntgenstrahlenmeßas.ordnung um kleine äquidistante Winkelbeträge um eine etwa mit der symmetrischen Längsachse des Patienten deckungsgleiche Drehachse sowie aus einem am Drehgestell angeordneten Gleitschlitten zur Erzeugung einer geradlinigen, senkrecht ;tur Richtung des Zentralstrahls über die gesamte Ausdehnung des Patienten geführten Abtastbewegung (Abtasthub) der Röntgenstrahlenmeßanordnung in wechselnder Folge mit je einer Drehbewegung, und mit einer Halterungsvorrichtung für den Patient im Röntgenstrahlengang, bestehend aus einem mit dem Drehgestell der Röntgenstrahlenmeßanordnung fest verbundenen, in Strahlrichtung homogenen und gleich absorbierenden quaderförmigen, den zu untersuchenden Körperbereich des Patienten umgebenden Ausgleichskörper aus gewebeäquivalentem Kunststoff, dessen Ausdehnung in Richtung der Abtaslbewegung gleich oder größer ist als der Abtasthub, und der einen elastischen und gegenüber dem drehbaren Ausgleichskörper ruhenden, einen Schlauch enthaltenden Formkörper besitzt, der durch Einpumpen von Wasser mittels einer steuerbaren Pumpvorrichtung ausdehnbar ist und an der Oberfläche des zu untersuchenden Körperbereichs nach dessen Einführung in den Ausgleichskörper fest anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpvorrichtung gebildet ist aus einem unterhalb des Schlauches angeordneten, offenen, mit Wasser gefüllten Vorratsbehälter (45) mit einer Flüssigkeitspumpe (46), deren Ausgang über eine Zuflußleitung (48) mit dem Schlauch (15) verbunden ist, sowie einer Rückflußleitung (49) mit einem einstellbaren Druckventil (50), die unterhalb des Flüssigkeitspegels in den Vorratsbehälter (45) einmündet und diesen mit dem höchsten Punkt des Schlauches (15) verbindet, und mit einem Schalter (47) zum Betätigen der Pumpe während der gesamten Dauer des Schichtablaufs.1. X-ray film device for the production of Transverse slice images of a patient, consisting of an X-ray measuring arrangement with an X-ray source which is a beam of X-rays penetrating the patient's body generated whose cross-sectional dimension perpendicular to the layer is equal to the layer thickness and parallel to the Layer is equal to the layer thickness or less than this, and a radiation receiver that the Measures radiation intensity behind the patient in successive equidistant points, as well as from a drive device for the measuring arrangement, consisting of a bogie for generating Rotational movements of the X-ray measuring order by small equidistant angular amounts by one approximately congruent with the symmetrical longitudinal axis of the patient as well as the axis of rotation a sliding carriage arranged on the bogie for generating a straight, vertical; tur Direction of the central beam over the entire extent of the patient guided scanning movement (Scanning stroke) of the X-ray measuring arrangement in alternating sequence with one rotary movement each, and with a mounting device for the patient in the X-ray path, consisting of one firmly connected to the bogie of the X-ray measuring arrangement, in the direction of the beam homogeneous and equally absorbent cuboidal area of the body to be examined Compensating body made of tissue-equivalent plastic surrounding the patient, the extent of which is in The direction of the scanning movement is equal to or greater than the scanning stroke, and the one elastic and opposite to the rotatable compensating body resting, a hose containing molded body which is expandable by pumping in water by means of a controllable pumping device and on the surface of the body area to be examined after its introduction into the Compensating body rests firmly, characterized in that the pumping device is formed is made up of an open, water-filled storage container located below the hose (45) with a liquid pump (46), the output of which via an inflow line (48) with the Hose (15) is connected, as well as a return flow line (49) with an adjustable pressure valve (50), which opens below the liquid level in the storage container (45) and this with the highest point of the hose (15) connects, and with a switch (47) for operating the pump during the entire duration of the shift. 2. Röntgenschichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsmotor der Flüssigkeitspumpe (46) ein Elektromotor (51) benutzt ist, dessen Drehzah¹ mit Hilfe eines Einstellgliedes (52) in Anpassung an den für den jeweiligen Patient (3) zulässigen Druck einstellbar ist.2. X-ray film device according to claim 1, characterized in that an electric motor (51) is used as the drive motor of the liquid pump (46), the speed of which is ¹ adjustable with the aid of an adjusting member (52) in adaptation to the pressure permissible for the respective patient (3) is.