NL8801750A - Roentgenonderzoekapparaat met een uitgebalanceerde statiefarm. - Google Patents

Description

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven Röntgenonderzoekapparaat met een uitgebalanceerde statiefarm

De uitvinding heeft betrekking op een röntgenonderzoekapparaat bevattende een verticale kolom, een aan de kolom bevestigde slof, welke slof rond een eerste horizontale as roteerbaar is en een door de slof gedragen en in de slof rond een tweede as, die de eerste loodrecht snijdt, beweegbare C-vormige drager die aan een eerste uiteinde een röntgenbron en aan een tweede uiteinde een röntgendetector draagt, welke röntgendetector beweegbaar is langs een centrale straal van een door de röntgenbron uit te zenden röntgenbundel.

Een röntgenonderzoekapparaat voor doorstraling van een object in verschillende richtingen is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift US 3.281.598.

Een aldaar beschreven röntgenonderzoekapparaat voorziet in gezamelijke rotatie van de röntgenbron en de röntgendetector om drie assen, die elkaar loodrecht snijden in een punt (het isocentrum) gelegen tussen de röntgenbron en de röntgendetector. Het röntgenonderzoekapparaat is echter niet in balans, en posities waarbij de tweearmige drager rond een eerste horizontale as uit een verticaal vlak is gedraaid, worden gefixeerd door een elektromotor en een tandwieloverbrenging. Beweging van de tweearmige drager in de slof, onder invloed van de zwaartekracht, wordt voorkomen door een elektromotor, die de arm bij een gegeven richting van doorstraling in de slof vastzet. Handmatige aanpassing van de richting van doorstraling wordt hierdoor echter bemoeilijkt. Om te voorkomen dat het niet gebalanceerde, relatief grote gewicht van de röntgendetector, bijvoorbeeld een röntgenbeeldversterkerbuis, bij beweging langs de centrale straal -om bijvoorbeeld een vergroting in te stellen- tegen de drager of tegen een te onderzoeken object botst, is het röntgenonderzoekapparaat veelal uitgerust met een beveiligingsmechanisme.

Het is het doel van de uitvinding te voorzien in een compact röntgenonderzoekapparaat met een relatief eenvoudige constructie, voor het doorstralen van een object vanuit verschillende richtingen waarbij een röntgenbron en een röntgendetector zich op een lijn tegenover elkaar bevinden, en waarbij de posities van de röntgenbron en de richting van doorstaling handmatig zonder veel kracht kunnen worden ingesteld.

Een röntgenonderderzoekapparaat van de in de aanhef genoemde soort heeft hiertoe tot kenmerk dat een, bij een beweging van de röntgendetector langs de centrale straal, optredende verschuiving van een zwaartepunt van de röntgendetector substantieel wordt gecompenseerd door een aan het tweede uiteinde van de drager bevestigd contragewicht waarvan de bewegingsrichting tegengesteld is aan de bewegingsrichting van de röntgendetector, dat een gezamelijk zwaartepunt van de drager, de röntgenbron, de röntgendetector en het contragewicht voor een instelbaar afstandstraject tussen de röntgendetector en de röntgenbron op de tweede as ligt en dat een gezamenlijk zwaartepunt van de slof, de drager, de röntgendetector, de röntgenbron en het contragewicht voor een instelbaar afstandstraject tussen de röntgendetector en de röntgenbron op de eerste horizontale as ligt.

Opgemerkt wordt dat het balanceren van de beweging van de röntgedetector door een in tegengestelde richting bewegend contragewicht op zich bekend is uit het Amerikaanse octrooischrift US 3.892.967.

In dit octrooischrift wordt een tweearmige drager gevormd door een scharnierbare parallellogramconstructie, met aan twee uitstekende zijden tegenover elkaar gelegen een röntgenbron en een röntgendetector. Het contragewicht beweegt door middel van een katrolconstructie langs één van de korte zijarmen die de uitstekende zijden in de parallellogramconstructie verbinden. Bij het balanceren van een dergelijk röntgenonderzoekapparaat is een juiste onderlinge afstemming van gewicht en positie van de röntgenbron, de röntgendetector, het balanceringsgewicht en de drager minder kritisch dan bij het balanceren van een C-vormige drager. Door toevoeging van extra balanceringsgewichten aan de parallellogramconstructie kan het gezamelijk zwaartepunt van alle delen in een positie op de eerste rotatie as worden geplaatst. Aan de C-vormige drager, die vrij door de slof moet kunnen bewegen, kunnen extra balanceringsgewichten niet worden toegevoegd, en is onderlinge afstemming van de zwaartepunten van de C-vormige drager, de röntgenbron, de röntgendetector en het balanceringsgewicht, zodat het gezamelijk zwaartepunt hiervan op de tweede rotatie as ligt, essentieel.

Een voorkeursuitvoering van een röntgenonderzoekapparaat heeft volgens de uitvinding tot kenmerk dat de C-vormige drager wordt gevormd door een kokervormig profiel met aan een buitenzijde twee loopvlakken, welk profiel is voorzien van inwendige tussenschotten en welk profiel, loopvlakken en tussenschotten worden gevormd door één enkel gietstuk met een wanddikte tussen ongeveer acht en vijf millimeter.

Door de statiefarm met een relatief dunne wanddikte uit één stuk te gieten neemt het aantal bewerkingen bij de productie van een statiefarm af, terwijl door de geringe wanddikte van het gietstuk na het gieten een snelle warmte afvoer uit het gietstuk mogelijk is, zodat een relatief licht en, door snelle afkoeling, giettechnisch hoogwaardig gietproduct wordt verkregen. Door de relatief grote gewichtsbesparing die door het gietproces mogelijk is, is de belasting van de slof, de C-vormige arm zelf en de vertikale ophanging relatief gering, en wordt balancering vergemakkelijkt.

De uitvinding wordt in het navolgende toegelicht aan de hand van bijgevoegde tekening waarvan figuur 1a een zijaanzicht van een röntgenonderzoekapparaat toont, figuur 1b schematisch een bovenaanzicht van een röntgenonderzoekapparaat toont, figuur 2 een schematische weergave van de beweging van de röntgendetector en het contragewicht toont en figuur 3 een dwarsdoorsnede toont van een gegoten C-vormige arm.

Figuur 1 toont een verticale kolom 2 met daaraan bevestigd een slof 4. De slof 4 is roteerbaar rond een as A en draagt een tweearmige drager 6 (hier in de vorm van een C-boog). De drager 6 is aan weerszijden voorzien van sleuven 8 (waarvan in de figuur slechts 1 zichtbaar is) waarin zich lagerwielen 10 bevinden, en is in de richting van een pijl B in de slof 4 beweegbaar. Aan een uiteinde van de drager 6 bevindt zich een röntgenbron 1.2, die een röntgenbundel uitzendt die op een ingangsscherm 14 van een röntgenbeeldversterkerbuis 16 valt. De röntgenbeeldversterkerbuis 16 zet een röntgenbeeld van een tussen de röntgenbron 12 en de röntgendetector 16 geplaatst lichaam om in een lichtbeeld dat met een videocamera 18 wordt gedetecteerd. Het zwaartepunt van de drager 6 ligt in een positie 20, terwijl het gezamenlijk zwaartepunt van de röntgenbron 12 en de drager 6 in een punt 22 ligt. De röntgenbeeldversterkerbuis 25 heeft een zwaartepunt in een positie 25, terwijl een contragewicht 26 een zwaartepunt in positie 27 heeft. Een beweging van de röntgenbeeldversterkerbuis 16 parallel aan de as C wordt door wielen 29 geleid, terwijl door overbrengingsmiddelen 30 een beweging van de röntgenbeeldversterkerbuis in tegengestelde richting op het contragewicht 26 wordt overgebracht. Een beweging van het contragewicht 26 wordt geleid door wielen 31. Door de röntgenbeeldversterkerbuis 16 met behulp van een aan de röntgenbeeldversterkerbuis bevestigde handgreep 28 in de richting van een pijl D te bewegen, beweegt het aan de röntgenbeeldversterkerbuis gekoppelde contragewicht 26 in de richting van een pijl E. Hierdoor blijft het gezamenlijk zwaartepunt van de röntgenbeeldversterkerbuis en het contragewicht in positie 23, en blijft het gezamenlijk zwaartepunt van de drager 6, de röntgenbron 12 en de combinatie röntgenbeeldversterkerbuis-contragewicht in de positie 24, gelegen op de tweede rotatie as, die loodrecht op het vlak van tekening staat. Doordat het zwaartepunt bij beweging van de arm 6 in de richting van de pijl B op de tweede rotatie as blijft is voor deze handeling weinig krachtsinspanning nodig. Het gemeenschappelijk zwaartepunt van de slof 4, de arm 6, de röntgenbron 12 en de combinatie beeldversterker-contragewicht, ligt op de as A, zodat bij rotatie om de as A het röntgenonderzoekapparaat in balans is.

Figuur 1b toont een bovenaanzicht van de slof 4 en de drager 6. Als het gezamelijk zwaartepunt van de drager, de röntgendetector en het contragewicht in een positie 24 op de tweede as F ligt, dan ligt het zwaartepunt van de slof 4 in een positie 50, zodanig dat het gecombineerde zwaartepunt in een positie 52 op de eerste horizontale as A ligt.

Figuur 2 toont een schematische weergave van de koppeling van de beweging van de röntgenbeeldversterkerbuis en het contragewicht. Door bijvoorbeeld een drijfriem of ketting 36 die in een gesloten lus om een tweetal katrollen 38 loopt, en waaraan zowel de röntgenbeeldversterkerbuis als het contragewicht zijn verbonden, wordt de beweging van de röntgenbeeldversterkerbuis in tegengestelde richting op het contragewicht overgebracht.

Figuur 3 toont een dwarsdoorsnede van een C-vormige statiefarm langs een lijn Q-Q in figuur 1. De wanddikten van een binnenzijde 8 en een buitenzijde 10 van het gietprofiel bedraagt 5 mm, terwijl de zijwanden 8 mm dik zijn. Door de U-vormige uitsparing van de loopvlakken 11 en de kromming van de binnenzijde 8 heeft het profiel een optimale stijfheid-gewicht verhouding. In het midden van een aantal tussenschotten 12, die op regelmatige onderlinge afstanden in de drager 6 aanwezig zijn, en een wanddikte hebben van bijvoorbeeld 6 mm, bevindt zich een opening voor de doorvoer van bekabeling voor bijvoorbeeld de stroomvoorziening van de röntgenbron of transport van signalen van de röntgendetector. Na het gieten van het gietstuk zijn in de loopvlakken 11, op plaatsen waar gietkernen voor bevestiging en juiste positionering door de wand 11 heen steken, gaten aanwezig. Deze gaten worden na het gieten dichtgelast en het oppervlak van de loopvlakken 11, die met een hoge gietkwaliteit worden gevormd en een relatief geringe poreusiteit hebben, worden zo nodig nabewerkt. Buitenzijden van de wanden 8 en 10 kunnen worden gezandstraald. De statiefarm bestaat bij voorkeur uit gegoten AlSi10Mg(CÖ)WA of AlZn10Si8Mg of gelijkwaardige relatief lichte materialen. Hierbij heeft AlZn10Si8Mg het voordeel dat het koud uithardt, zodat de C-vormige statiefarm niet hoeft te worden uitgehard in bijvoorbeeld een oven.

Claims (4)

1. Röntgenonderzoekapparaat bevattende een verticale kolom, een aan de kolom bevestigde slof, welke slof rond een eerste horizontale as roteerbaar is en een door de slof gedragen en in de slof rond een tweede as, die de eerste loodrecht snijdt, beweegbare C-vormige drager die aan een eerste uiteinde een röntgenbron en aan een tweede uiteinde een röntgendetector draagt, welke röntgendetector beweegbaar is langs een centrale straal van een door de röntgenbron uit te zenden röntgenbundel, met het kenmerk, dat een, bij een beweging van de röntgendetector langs de centrale straal, optredende verschuiving van een zwaartepunt van de röntgendetector, substantieel wordt gecompenseerd door een aan het tweede uiteinde van de drager bevestigd contragewicht waarvan de bewegingsrichting tegengesteld is aan de bewegingsrichting van de röntgendetector, dat een gezamelijk zwaartepunt van de drager, de röntgenbron, de röntgendetector en het contragewicht voor een instelbaar afstandstraject tussen de röntgendetector en de röntgenbron op de tweede as ligt, en dat een gezamenlijk zwaartepunt van de slof, de drager, de röntgendetector, de röntgenbron en het contragewicht voor een instelbaar afstandstraject tussen de röntgendetector en de röntgenbron op de eerste horizontale as ligt.

2. Röntgenonderzoekapparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de C-vormige drager wordt gevormd door een kokervormig profiel met aan een buitenzijde twee loopvlakken, welk profiel is voorzien van inwendige tussenschotten en welk profiel, loopvlakken en tussenschotten worden gevormd door één enkel gietstuk met een wanddikte tussen ongeveer acht én vijf millimeter.

3. Röntgenonderzoekapparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de röntgendetector wordt gevormd door een röntgenbeeldversterkerbuis.

4. Röntgenonderzoekapparaat volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat C-vormige drager één van de legeringen G-AlSi10Mg(CU)WA en G-AlZn10Si8Mg bevat.