DE2749699A1

DE2749699A1 - Vorrichtung zur herstellung einer panoramaroentgenaufnahme eines kieferformartig gebogenen objekts

Info

Publication number: DE2749699A1
Application number: DE19772749699
Authority: DE
Inventors: Timo Nieminen; Veikko Vaelilae
Original assignee: PALOMEX Oy
Current assignee: Instrumentarium Oyj
Priority date: 1976-11-08
Filing date: 1977-11-07
Publication date: 1978-05-24
Also published as: FR2369824A1; IT1087434B; GB1594499A; NL7712218A; FI763191A; FI67269C; FI67269B; JPS5358792A; DE2749699C2

Description

PATENTANWÄLTE *\n ι QCQQ

dipl.-:ng. ALEX sftNGEIT ^{y y}

D-4000 DÜSSELDORF 1 3 DIPL-ING. WOLFRAM WATZKE

DIPL.-ING. HEINZ J. RING

UiucrZcidim: l8 ?65 Datum: 3· Moveaber 1977

Paloaex Oy
04301 HyrylM
Finnland

Vorrichtung zur Herstellung einer Panoraaar8ntgenaufnahae eine» kieferforaartijt gebogenen Objekt«

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Panoraaaröntgenaufnahae eine· kieferforaartig gebogenen Objekt· geaüft dea Oberbegriff de· Patentanspruchs 1.

In der Paaeraaa-Toaographie-RBntgentechnik wird eine Schicht bestiaater Dicke des Objekte auf dea FlIa abgebildet. Diese Schicht wird als Schichtbild bezeichnet. Seine Fora, Stellung und Dicke wird durch eine entsprechende Abstl—iiing der zugehörigen Geoaetrie ait dea Aufnahaeverfahren des Objekts be-•tiaat. Bei dieser Technik bewegen sieh die Röntgenröhre und der FiIa relativ zua Patienten, der sich soait während der Aufnahae nicht bewegen darf. Die gewünschte Stelle des Objekte wird auf dea FiIa genau abgebildet, wenn der FiIa die gleiche Geschwindigkeit wie die des Abbildungepunkts des aufzunehaenden Objekts aufweist.

In der Panoraaa-Toaographie-Radiographietechnik beeinflussen u.a. folgende Faktoren das Endergebnisι Stellung des Drehpunkte in Bezug zua Objekt, die Geschwindigkeit des Fllae in Bezug zu den Geschwindigkeiten der Abbildungepunkte auf dea FiIa, die Geschwindigkeit des RSntgenatrahlbundel· in der Schicht dee

809821/0688 " ^a"

T*fa.(«iiiM«M · Μ«»—^»«.,ρ,ι,ι,ι,μ · rwMMddMtoxa.»·!· ORIGINAL INSPECTED

27Λ9699

abzubildenden Objekts, die Breite des Bündele der Röntgenstrahlung auf der Oberfläche des Films, die Entfernung der abzubildenden Schicht vom Drehpunkt, die Entfernung zwischen dem Fokus und de« Drehpunkt, die GrKBe des Fokus, die Art des verwendeten Filsjs, die Verstärkungsschirme, Spannung und Strom der Röntgenröhre, Filtrierung der Röntgenstrahlen und Gesamtbelichtungszeit. Die Bedeutung der obigen Faktoren wird beispielsweise in de« Artikel von J. van Aken "Panoramic X-ray equipment" in "Reporte of Councils and Bureaus/Jod·", Band 86, Mai 1973t *·■ einzelnen näher erläutert.

Z.Z. sind verschiedene Panorama-Tomographie-Radiographie-Geräte erhältlich. Bei eines der ältesten Geräte steht der Patient während der Aufnahme aufrecht, wobei die Röntgenröhre und der FiIa sich rund um den Kopf des Patienten bewegen, der in der gewünschten Stellung festgehalten wird. Dieses Gerät ist in erster Linie dazu geeignet, Aufnahmen der Zähne und der Kiefergelenke zu machen. Die Form der aufzunehmenden Schicht setzt sich aus drei verschiedenen Kreisbögen zusammen, mit anderen Worten, die Bewegung der Röntgenröhre und des Films hat während des Aufnähmeverfahrens drei verschiedene Drehpunkte, wobei der Wechsel von einem Drehpunkt zum anderen über eine zykloidische Bewegung stattfindet.

Bei dem Gerät gemäfi der US-PS J 0*5 U6 sitzt der Patient und die abzulichtende Schicht besteht aus zwei Kreisbögen, wobei der Wechsel von einem Drehpunkt zum anderen stattfindet, indem der Patient mit Hilfe des Stuhls seitwärts über eine entsprechende Distanz verschoben wird.

In der DT-OS 1955 29* wird ein Gerät beschrieben, bei dem die abzulichtende Schicht elliptisch ist. Die Bewegung des Drehpunkts der Röntgenröhre und des Films basiert auf elliptischen Getrieberädern, deren Mechanismus und Funktionsweise in den DT-OS 2 252 578 und 2 057 135 offenbart ist.

809821/0688

Ea aind noch andere entsprechende Geräte auf dem Markt, deren Bewegungsmechanismus «ich jedoch nicht wesentlich von den bereits zuvor beschriebenen Gerätetypen unterscheidet. Derartige Geräte sind z.B. in der finnischen Patentanmeldung 33%4/7%, der DT-PS 1 019 163, der JA-OS 15052/72 sowie in der ÜS-PS 3 536 913 beschrieben.

Alle z.Z. auf dem Markt erhältlichen Geräte dieser Art weisen einen Mechanisaraa auf, der auf einer geometrisehen Kurve ähnlich der Fora des Kieferknochens basiert, wobei die Kurve entweder elliptisch ist oder eine Kombination der beiden oder der drei Kreisbögen darstellt.

Wenn jedoch die Basis des Bewegungsablaufs sieh nach der üblichen Form des Kieferknochens richtet und Untersuchungen über die bestmögliche Bewegung des Drehpunkts der Drehbewegung von Röntgenröhre und Film vorgenommen werden, dann wird man feststellen, daB diese Bewegung nicht genau jeder spezifischen und einfachen geometrischen Form folgt. Folglich ist der in den bekannten Radiographiegeräten eingesetzte Bewegungsablauf stets eine ziemlich ungenaue Annäherung verglichen mit der Idealbewegung.

Aufgabe der Erfindung ist es, die aufgezeigten Nachteile der bekannten Geräte zu beheben und eine Vorrichtung mit den genannten Merkmalen zu schaffen, bei der die Bewegungen der Röntgenquelle und des Films so vorteilhaft wie möglich in Bezug zur Form des abzulichtenden Objekts sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäfi durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Auf diese Weise werden eine reine Drehbewegung und eine reine Linearbewegung miteinander synchronisiert, wobei die Linearbewegung eatlang der Symmetrieachse des abzulichtenden Kieferbogen· oder eines entsprechenden Objekts stattfindet.

809821/0688

Bin Auaführungabeiapiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Ea zeigern

Fig. 1 Die Vorrichtung gemäß der Erfindung in acheaiatlecher Seitenanaicht,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 3 eine Seitenanaicht einer weiteren Aua-

fuhrungaform der Vorrichtung nach Fig, I, und

Fig. k eine Draufaicht auf die Vorrichtung nach Flg. 3.

Aua Gründen der Übersichtlichkeit aind einige Teile, inabesondere die zuBi Rahmen gehören, in der Zeichnung weggelassen worden.

Oaa in der Zeichnung mit 1 bezeichnete Teil iat mit einem Flansch Teil dea Rahmens der Vorrichtung. Es iat in nicht näher gezeigter Weise fest mit dem Rahmen verbunden und stellt zuaammen mit dem Bolzen 2 den einzig atationären Teil in der Figur dar.

In dem Rahmenteil 1 iat eine Platte 3 gleitbar eingepaßt, die linear zwischen den Seitenflanachen dea Teila 1 in vertikaler Richtung in Fig. 2 verachiebbar iat. Die aich geradlinig bewegende Platte 3 trägt die gesamte bewegliche Vorrichtung. Auf der Platte J ist fest eine Achsbuchse k montiert, auf der mittels eines Lagers 5 eine Rotationsplatte 6 drehbar befeatigt iat. Der Bolzen 2 verbleibt in der Nut der Rotationaplatte 6, wenn diese sich relativ zur Platte 3 bewegt. Da der Abatand der Nut vom Drehpunkt veränderlich iat und der Bolzen 2 auf dem stationären Rahmen fixiert ist, bewegt sich die Platte 3 linear im Verhältnis zum Rahmen, während die Rotationaplatte 6 gegenüber der Platte 3 eine Drehbewegung vollführt.

809821/0688 " ⁵ "

An der Rotationsplatte 6 iat ein Are 8 befeatigt, an deaaen cineai Ende ein· Röntgenstrahlenquelle $1 nd an deaaan anderes Ende ein gebogener Röntgenfilm 30 angebracht aind. Der Kopf dea Patienten (nicht dargeatellt) wird swiachen Quelle 31 und Film 30 unterhalb der Rahmenplatte 1 in Fig. 1 placiert.

Die Rotationaplatte 6 wird durch einen Elektromotor I3 über verzahnte Riemenscheiben 7« 10 und eines gesahnten Riesen 9 angetrieben. Die Riemenscheibe 7 iat an der Buchae k befestigt, •o da£ der Motor, deaaen Rahmen wiederum am Ära 8 befeatigt iat, aich aelbat rund um den Drehpunkt bewegt.

Der bogenförmige Film 30 wird synchron mit der Drehung dea Arm· 8 aufgewickelt, ao das daa durch den Spalt in der Röntgenstrahlenquelle 31 auetretende Strahlenbündel während dea Aufwickeina den Film 30 beatreicht· Die synchronisiert« Bewegung des Films wird in den Fig. 1 und 2 durch eine Riemenacheibe 12 erreicht, die auf der Welle 11 dea Motora 13 befeatigt iat, sowie durch einen Riemen oder Draht 1%, auf der Welle l6 befeatigten Rädern 15 und 17 und mit Hilfe eines Rads 27« daa auf der Filmachse 29 angebracht ist. Die exzentrische Riemenscheibe 12 ist dazu bestimmt, mit der kombinierten Rotations- und Translationsbe we gung übereinzustimmen, die durch die Rotationaplatte und die sich linear bewegende Platte erzeugt wird.

Der Erfindungsgedanke der oben offenbarten Konstruktion wird anhand der folgenden Ausführungen eingehender erlSutertt

Eine Forderung an den zu verwirklichenden Meehaniaams war, daß die abzulichtende Schicht in Form und GrSBe genau der Schicht in anatomischer Hinsicht entspricht. In früheren Untersuchungen wurden bereits die Form und GrSBe eines anatomisch genauen Schiohtbilda herausgefunden. Für die Erfindung iat die fundamentale Beobachtung charakteristisch, daß die Bewegung dea Drehpunkts, die der Bewegung der Röntgenröhre 31 und dea Filme 30 entapricht, durch eine reine lineare Hin- und Herbewegung

809821/0688

ausgeführt werden kann, wi· «ie während der Aufnahme auftritt. Somit stellt die Bewegung der Röntgenröhre und des Filme die Kombination einer fortwährenden Rotationsbewegung (4, 6) und einer hin- und hergehenden Linearbewegung (l, 3) dar. Diese lineare Bewegung (1, 3) wird mit Hilfe der exzentrischen Platte ausgeführt, deren veränderlicher Radius so gewählt worden ist, daß die Kombination der Rotations- (4, 6)- und Translations (1, 3)-Bewegungen die zuvor erwähnte Objektschicht in anatomisch genauer Form und Größe bildet und das Strahlenbündel so senkrecht wie möglich auf die abzulichtende Schicht trifft. Somit wird das Objekt als senkrechte Projektion auf dem Film abgelichtet, wodurch das Schichtbild in seinen Dimensionen äußeret genau ist und somit auch diagnostisch klarer und besser zu lesen ist.

Diese gewünschte Kombination der hin- und hergehenden linearen Bewegung und der Rotationsbewegung ist auch in der Praxis leicht durch einen zuverlässigen und einfachen Mechanismus zu verwirklichen, wodurch ebenfalls in verhältnismäßig einfacher Weise eine bei Panorama-Tomographieillustrationen erforderliche mechanische Genauigkeit hinsichtlich Geschwindigkeiten und Beschleunigungen der Radiographiebewegungen erreicht wird.

In der Panorama-Tomographie-Radiographietechnik ist es wichtig, daß die Filmbewegung und die Rotations (4, 6)- und Translations (1, 3)-Bewegungen genauesten synchron zueinander verlaufen. Da die Rotationsbewegung (4, 6) der Röntgenröhre 31 mit Hilfe des genannten Mechanismus gegenüber ihrer linearen Bewegung (1, 3) synchronisiert wurde, mußte die Filmbewegung außerdem gegenüber den genannten Bewegungen synchronisiert werden, so daß alle Bewegungen des Mechanismus relativ zueinander synchronisiert wurden.

Bei dem offenbarten Mechanismus gemäß der Erfindung wird die Bewegung des Films JO von der gleichen Welle 11 abgeleitet, wie die gemeinsame Rotationsbewegung (4, 6) der Röntgenröhre 31 und der Filmachse. Auf diese Weise sind die Bewegung des Films

809821/0688 - 7 -

und die Rotationsbewegung (4, 6) relativ zueinander abgestimmt worden. Da der Schaft 11 mit Hilfe von Lagern an dem gemeinsamen Arm 8 der Röntgenröhre und der Filmaehae befestigt worden ist, bleibt der Abstand der Welle 11 im Arm zum linear hin- und herbeweglichen Teil 3» ^ während der Rotationsbewegung konstant, ao daß der Antrieb der Rotationsbewegung somit zwischen der Welle 11 und des sich linear bewegenden Teils mit Hilfe eines Riemens 9* Draht·, Getrieberäder oder in ähnlicher Weise eingerichtet werden kann. Der Radius des Antriebsrads 12 verändert sich in Bezug zur Antriebsrichtung des Drahts 14 in einer solchen Weise, daß die Geschwindigkeit des Films während der Aufnahme genau steuerbar ist, um extakt die gewünschte Schichtablichtung zu erhalten.

Die lineare Bewegung des Drehpunkts sieht somit gemäß der Erfindung daa zusätzliche Merkmal vor, daß der Bewegungsmechanismus des Films in einer sehr vorteilhaften Weise reguliert werden kann.

Das mit Hilfe der Erfindung geschaffene Riemengetriebe ist außerdem auch bei der Dämpfung von möglichen Vibrationen vorteilhaft, was wegen der Stetig- und Gleichförmigkeit der Bewegung wichtiger sein kann als die Genauigkeit des Bewegungswegs.

Da der Schaft 11 mit einer beträchtlich höheren, z.B. dreifachen Geschwindigkeit als der Tragarm gedreht werden kann, kann auch die Filmbewegung zufriedenstellend bezüglich der Genauigkeit und der gewünschten Geschwindigkeitsänderungen ausgeführt werden.

Die erfindung·gemäße Vorrichtung kann außerdem genausogut bei einem liegenden Patienten eingesetzt werden. In diesem Fall nimmt der Rahmenteil eine senkrechte Stellung ein und wird an einer senkrechten Säule entsprechend angehoben und abgesenkt.

Durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Antriebswelle 11 und Filmachse 29 kann die erfindungsgemäße Radiographievorrichtung dazu verwendet werden, aolche Formen der abzulichtenden Schicht herzustellen, die besser für Radiographien der Gesichts-

809821/0688 _ _β _

knochen und dea Backen- und Stirnverlaufe geeignet wären ala die Schicht, die für die Radiographie der Zähne bestimmt i«t. Diea iat in der Tat ein zuaätzlicher Vorteil, der teilweiae zufällig eine Folge der Bewegung dea Mechaniiaui gemäß der Erfindung iat.

Eine Ausführungaform der Erfindung, bei der ein Wechael dea Übersetzungsverhältnisses möglich iat, iat in den Pig· 3 und dar gea teilt. Dieae Auaführungaforai entapricht der anhand der Fig. 1 und 2 beachriebenen Vorrichtung mit Aufnahme der Übertetzung Ton der Riemenscheibe 15 zur Filmachae 29· Auf der Welle 16 iat mit Hilfe Ton Lagern ein T-förmigea Teil befeatigt, daa mit Hilfe dea Zugarma 25 einea Solenoida 26 oder einer in ähnlicher Weise funktionierenden Einrichtung in zwei verschiedene Stellungen verachwenkbar iat. An dieaem Y-förmigen Teil aind an den Achaen 19 und 22 die Zahnräder 20 und 21 befeatigt, an denen wiederum die Zahnräder 23 und 24 gelagert aind. Bei der in Fig. 4 gezeigten Stellung wird die Rotationsbewegung vom Getrieberad 17 zur Welle 29 dea Filmhaltera über die Zahnräder 20, 21 und 27 übertragen, während in der anderen Stellung der Antrieb von der Riemenacheibe 17 über die Zahnräder 23, 24 und 27 erfolgen würde.

Ba iat selbstverständlich, daß die offenbarten Ausführungaformen im Rahmen dea Erfindungagedankena abänderbar aind. Mit Hilfe von zwei Getrieberädern kann jedoch ein billiger, einfacher und zur gleichen Zeit auareichend genauer Bewegungamechaniamua erreicht werden. Wenn sich der Rahmenteil 1 in senkrechter Position befindet, benötigt die Rotationaplatte lediglich eine Führungewand anateile der Nut, da der Führungsbolzen 2, eine Schulter oder eine ähnliche Einrichtung im Rahmen 1 infolge der auf die beweglichen Teile einwirkenden Schwerkraft aich an der Führungewand abatützt.

809821 /0688

Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE DI'L.-ING. ALEX STENGER

D-4000 DÜSSELDORF 1 DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

M*Ik*stenstraee2 DIPL.-ING. HEINZ J. RING

Unser ZeiAen: l8 565 Datnm: 3· Noveaber 1977

Paloaex Oy
04301 Hyrylä
Finnland

PATENTANSPRUCH«

( 1.) Vorrichtung tür Herstellung einer Panoraaaröntgenaufnahae einea kieferforaartig gebogenen Objekts auf einea Röntgenfila, bestehend aus eines stationären Rahaen, eines beweglichen Tragara, an dessen gegenüberliegenden Enden eine Röntgenstrahlquelle und ein Filehalter zu beiden Seiten des abzulichtenden Objekts angeordnet sind, und ait einer Einrichtung zur Erzeugung einer Rotationsbewegung des Tragaras rund ua das Objekt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (2-6) Torgesehen ist, durch die der Drehpunkt der Rotationsbewegung linear in Richtung der Syaaetrieachse des Kieferbogen* bewegbar ist, wobei die Einrichtung (2-6) zwecks Erzielung der linearen Bewegung Ton der Winkelstellung des Tragaras (8) abhängig ist, UM das aus der RSntgenstrahlquelle (3I) austretende Strahlenbündel so zu richten, daß es zu einer bestiaaten Zeit ia wesentlichen senkrecht in Bezug auf den kieferforaartig gebogenen Teil des Objekts auftrifft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der stationäre Rahaenteil (l) drehbar an einer linear beweglichen Platte (3) befestigt ist und da· auf der Platte (3) eine sog. Rotatioasplatte (6) drehbar angeordnet ist, die den Tragara (8) trägt und die während der Drehung die Platte (3) relativ zua Rahaenteil (l) bewegt.

809821/0688

Ttkfoa (0211) MMM · TaIq

ORlGiNAL INSPECTED

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotatienaplatt« oder der Tragar■ (8) an einer drehbaren Welle (11) befestigt ist und daß zwischen der Welle (11) und der Platte (3) ein geeignete· Getriebe (7, 9, 10) vorgesehen ist, um eine Rotationsbewegung der Rotationsplatte gegenüber der Platte (3) zu erzielen.

K, Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rahmenteil (l) ein Führungsbolzen (2) befestigt ist, der bei Rotation der Rotationsplatte (6) einer an der Platte ausgebildeten Führungsfläche folgt, wobei der Drehpunkt der Rotationsplatte sich relativ zum Rahmenteil (l) in der Weise bewegt, die durch die Form der Führungsfläche vorbestimmt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3« dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb der Rotationswelle ein Elektromotor (13) vorgesehen ist, der von dem Tragarm (8) gehalten wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der auf der Rotationsplatte (6) befestigten Rotationswelle (11) und der linear beweglichen Platte (3) ein Riemenantrieb (9) vorgesehen ist.

7* Vorrichtung nach Anspruch 3t dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Films (30) über die auf der Rotationsplatte (6) befestigte Rotationswelle (ll) übertragbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Rotationsplatte (6) befestigte Rotationswelle (11) an einem Teil (12) befestigt ist, an dessen Peripherie ein Antrieb für die Bewegung des Films über einen Draht (tk) o.a. vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis «wischen der Bewegung des Drahts (1%) und der des Films veränderbar ist.

809821/0688