Vorrichtung zum Erzeugen von Röntgenbildern

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Röntgenbildern gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die digitale Radiographie löst in zunehmendem Masse die konventionelle Röntgentechnik ab. Die digitale Röntgentechnik ist beispielsweise in der WO 96/22654 beschrieben. Gattungsmässig vergleichbare Vorrichtungen zum Erzeugen von Röntgenbildern sind dem Fachmann auch unter der Bezeichnung „Bucky" bekannt. Sie weisen ein Gehäuse auf, in welchem ein digitaler Röntgenbildsen- sor angeordnet ist. Bei bekannten „Buckys" ist das Gehäuse unmittelbar mit einem Gestell einer Röntgenanlage verbunden. Diese Anordnung hat zur Folge, dass der Röntgenbildsensor ungenügend gegen Stösse auf die Bucky geschützt ist. Insbesondere sogenannte Fiat Panel Detektoren zum Erzeugen von Echtzeit- Röntgenbildern sind sehr sensibel auf Stösse.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere eine Vorrichtung der Eingangs genannten Art zu schaffen, die einen guten Schutz gegenüber Einwirkungen von aussen wie beispielsweise Stösse schützt. Zugleich soll die Vorrichtung einfach in der Handhabung sein und insbesondere einfach montier- und demontierbar sein. Diese Aufgaben werden erfindungsgemäss mit einer Vorrichtung gelöst, die die Merkmale in Anspruch 1 aufweist.

Eine schwimmende und/oder schwingungsfähige Aufhängung ermöglicht eine Ausgleichsbewegung des Gehäuses in alle Raumrichtungen. Insbesondere können Stösse, die senkrecht zur Bildaufnahmeebene und die in Richtung der Bildaufnahmeebene des Röntgenbild- sensors auf das Gehäuse einwirken, abgefangen werden. Somit kann zur Stossdämpfung das Gehäuse Ausgleichsbewegungen mitmachen,

ohne dass die Halteanordnung, die eine fixe Position einnehmen soll, bewegt wird. Damit ist der empfindliche Röntgenbildsensor optimal gegen äussere mechanische Einwirkungen geschützt. Die Halteanordnung kann einem feststehenden Gestell einer Röntgenan- lage zugeordnet sein. Derartige Gestelle müssen selbstverständlich nicht direkt mit dem Röntgengerät mit der Strahlenquelle verbunden sein.

In einer ersten Ausführungsform ist der Röntgenbildsensor der Halteanordnung zugeordnet. Dabei ist der Röntgenbildsensor direkt mit der Halteanordnung verbunden, wobei er vorzugsweise lösbar an die Halteanordnung befestigt sein kann. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass wenigstens bei Stössen geringerer Intensität Röntgenaufnahmen konstant hoher Qualität möglich sind.

Die Halteanordnung kann durch eine erste Stossdämpferanordnung mit einer übertragungseinheit verbunden sein. Die übertragungseinheit kann ihrerseits durch eine zweite Stossdämpferanordnung mit dem Gehäuse verbunden sein. Die erste und die zweite Stossdämpferanordnung weisen dabei jeweils wenigstens ein Stossdämp- ferelement auf. Mit Hilfe der übertragungseinheit kann das Gehäuse auf ideale Art und Weise schwimmend und/oder schwingungsfähig an die Halteanordnung aufgehängt werden. Diese Stossdämp- feranordnungen können beispielsweise jeweils vier Stossdämpfer- elemente aufweisen. Eine solche Anordnung wäre zum Beispiel bei einer Verwendung eines (in einer Draufsicht auf die Bildaufnahmeebene) rechteckigen Röntgenbildsensors vorteilhaft. Als Stoss- dämpferelemente kommen beispielsweise unter anderem Metallfedern oder Federn aus einem Elastomer (so genannte „Gummifedern") in Frage .

Die übertragungseinheit kann starr, insbesondere als starres Bauteil ausgebildet sein. Sie besteht vorzugsweise aus einem metallischen Material.

Die übertragungseinheit kann als rechteckiger Trägerring ausgebildet sein. Die rechteckige Ringform ist dabei in einer Draufsicht auf eine Hauptseite der übertragungseinheit her gesehen, wobei die Hauptseite wenigstens in einer Ruhestellung etwa planparallel zur Bildaufnahmeebene des Röntgenbildsensors verläuft. Ein Trägerring als starres Bauteil hat verschiedene Vorteile. So weist er vorteilhafte mechanische Eigenschaften auf. Weiter lässt er auch genügend Raum für die Integration von Kabeln und anderen Elektronik-Bauteilen. Denkbar wäre aber auch, die übertragungseinheit als vorzugsweise etwa rechteckige Platte auszubilden .

Die Stossdämpferelemente der ersten Stossdämpferanordnung und der zweiten Stossdämpferanordnung können sich auf einer Seite auf einer der Halteanordnung zugewandten Oberseite der übertragungseinheit abstützen. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Aufhängung leicht zugänglich und so auf besonders einfache Art und Weise montier- und demontierbar ist.

Für eine einfache Montierbarkeit kann die übertragungseinheit weiter mit Hilfe von Schnellverschlüssen mit den Stossdämpfer- elementen verbunden werden. Der Schnellverschluss kann eine Werkzeugaufnahme für ein Montagewerkzeug aufweisen. Die Werkzeugaufnahme ist dabei vorteilhaft von der der Halteanordnung abgewandten Oberseite der übertragungseinheit zugänglich ausgestaltet, wodurch ein schnelles Montieren und Demontieren gewährleistet ist.

Zur Abstützung der Stossdämpferelemente der zweiten Stossdämp- feranordnung am Gehäuse kann eine Auflagefläche vorgesehen sein. Dabei kann die Auflagefläche in einer Ruhestellung etwa planparallel zur Bildaufnahmeebene des Röntgenbildsensors verlaufen. Die Auflagefläche kann beispielsweise einem Befestigungseckelement zugeordnet sein, das lösbar mit dem Gehäuse verbunden ist.

Vorteilhaft kann es sein, wenn sich jede Seite der Stossdämpferelemente der ersten und der zweiten Stossdämpferanordnung sich auf Stützflächen abstützen, die jeweils in der Ruhelage auf gemeinsamen Ebenen liegen. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass sowohl für die erste Stossdämpferanordnung als auch für die zweite Stossdämpferanordnung die gleichen Stossdämpferelemente verwendet werden können. Dadurch kann der Herstellaufwand und die Kosten pro Stossdämpferelement gesenkt werden. Dabei wäre eine der Stützflächen bzw. deren zugehörige Ebene durch die übertragungseinheit vorgegeben. Auf der anderen Seite wäre die Auflagefläche zur Abstützung der Stossdämpferelemente der zweiten Stossdämpferanordnung derart am Gehäuse anzuordnen, dass sie in Ruhestellung in der Ebene der Oberseite der Halteanordnung verläuft .

Die Stossdämpferelemente der ersten Stossdämpferanordnung und/oder die Stossdämpferelemente der zweiten Stossdämpferanordnung können Federelemente, bevorzugt Schraubenfedern und besonders bevorzugt konisch ausgebildete Schraubendruckfedern enthalten. Die Verwendung von Federelementen hat den Vorteil, dass sie ein Stossdämpferelement einfach und verhältnismässig kostengünstig hergestellt werden kann. Versuche haben gezeigt, dass insbesondere bei der Verwendung konischer Schraubendruckfedern eine optimale Aufhängung geschaffen wird. Ein weiterer Vorteil von konischen Schraubendruckfedern ist, dass sie sich durch eine geringe Blocklänge auszeichnen.

Jedes Stossdämpferelement der ersten Stossdämpferanordnung und/oder jedes Stossdämpferelement der zweiten Stossdämpferanordnung kann jeweils ein Federelement aufweisen. Je nach Anwendungszweck wäre es aber auch vorstellbar, mehrere Federelemente je Stossdämpferelement vorzusehen.

Die Stossdämpferelemente der ersten Stossdämpferanordnung und/oder die Stossdämpferelemente der zweiten Stossdämpferanordnung können Federelemente enthalten, deren Federachsen in Ruhestellung senkrecht zur Bildaufnahmeebene des Röntgenbildsensors verlaufen.

Die Stossdämpferelemente können mit Sicherungsmitteln versehen sein. Dies führt insbesondere auch zu einer Begrenzung der Bewegung des Gehäuses und/oder der übertragungseinheit bei Stössen. Somit kann eine Beschädigung des Röntgenbildsensors durch mechanische Einwirkung praktisch ausgeschlossen werden.

Die Halteanordnung kann auf wenigstens einer Seite durch wenigstens ein Zusatzfederelement mit dem Gehäuse verbunden sein. Ein jeweiliges Zusatzfederelement kann eine Federachse aufweisen, die parallel zur entsprechenden Seite in der Bildaufnahmeebene des Röntgenbildsensors verläuft. Besonders bevorzugt können als Zusatzfederelemente Drahtseilfederelemente eingesetzt werden. Eine solche dritte Stossdämpferanordnung erhöht weiter den Schutz gegen Stösse. Die dritte Stossdämpfer-anordnung kann als eine Art zweite Dämpfungsstufe eingesetzt werden, die insbesondere erst bei Stössen mit einem grosseren Weg zum Tragen kommt. Die erste Dämpfungsstufe wäre dann durch die vorgenannte erste und zweite Stossdämpferanordnung vorgegeben. Allerdings wäre es alternativ auch vorstellbar, konventionelle Bucky - ohne erste

und zweite Stossdämpferanordnung - jedoch mit Drahtseilfederelementen auszurüsten.

Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn im Bereich der einem Haltearm gegenüberliegenden Seite und den diese Seite anschlies- senden Querseiten der Halteanordnung jeweils wenigstens ein Drahtseilfederelement angeordnet ist.

Das Gehäuse kann aus zwei Gehäuseschalen zusammengesetzt sein. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch eine vorteilhafte Handhabung aus. So können beispielsweise durch Entfernen einer abnehmbaren Gehäuseschale auf einfache Weise Wartungsarbeiten durchgeführt werden.

Am Gehäuse können im Bereich einer Bildaufnahmeseite Befestigungsmittel zum lösbaren Befestigen eines Streustrahlenrasters für die Herstellung spezieller Röntgenaufnahmen vorgesehen sein. Auf der der Bildaufnahmeseite gegenüberliegenden Rückseite können am Gehäuse Befestigungsmittel zum lösbaren Befestigen des Streustrahlenrasters in einer Vorratsstellung vorgesehen sein. Eine solche Anordnung für eine Bucky weist Vorteile hinsichtlich Handhabung auf. Insbesondere wäre so gewährleistet, dass bei Bedarf ein Streustrahlenraster schnell montierbar wäre. Diese Anordnung könnte selbstverständlich auch bei konventionellen Bucky vorteilhaft sein.

Am Gehäuse kann wenigstens ein nach aussen gerichteter Bewegungsmelder zur überwachung von Bewegungen im Umfeld des Gehäuses vorgesehen sein. Als Bewegungsmelder können beispielsweise Laserlichtschranken eingesetzt werden. Bewegungsmelder können beispielsweise in den Eckbereichen des Gehäuses angeordnet sein. Vorzugsweise können zwei Bewegungsmelder vorgesehen sein, die jeweils in den dem Haltearm abgewandten Eckbereichen angeordnet

sein können. Damit kann insbesondere der Personenschutz erheblich verbessert werden.

Zusätzlich oder alternativ kann im Gehäuse wenigstens ein Sensor zur überwachung von Stössen vorgesehen sein. Der Sensor kann dabei an der Halteanordnung befestigt sein. Zur überwachung von Stössen kann der Sensor Bewegungen der übertragungseinheit und/oder des Gehäuses aufnehmen. Als Sensor kann beispielsweise ein mit Laserlicht operierendes System eingesetzt werden. Somit können qualitativ ungenügende Röntgenbilder vermieden werden. Selbstverständlich sind aber auch andere Sensorsysteme zum Erfassen von Stössen denkbar. Vorstellbar ist auch der Einsatz von Beschleunigungssensoren .

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Röntgengerät mit einer Strahlenquelle zum Aussenden von Röntgenstrahlen und mit einer Vorrichtung zum Erzeugen von Echtzeit-Röntgenbildern. Die genannte Vorrichtung kann mit Bewegungsmeldern zur überwachung von Bewegungen im Umfeld des Gehäuses und/oder Sensoren zur überwachung von Stössen. Die Bewegungsmelder und/oder Sensoren sind mit einer Steuereinheit verbunden, über welche ein Röntgenaufnahmevorgang bei Meldung von Bewegungen im Umfeld des Gehäuses bzw. bei kritischen Stössen automatisch abschaltbar ist. Damit kann die Prozesssicherheit des Röntgengerätes weiter optimiert werden. Eine solche Anordnung mit zur überwachung von Bewegungen im Umfeld des Gehäuses und/oder Sensoren zur überwachung von Stössen könnte selbstverständlich auch bei herkömmlichen Buckys eingesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich könnte die Anordnung mit einem Warnsystem zur Meldung bei kritischen Stössen verbunden sein.

Weitere Vorteile und Einzelmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen und aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer Röntgenanlage mit einer Vorrichtung zum Erzeugen von Echtzeit- Röntgenbildern (Bucky) und einer Strahlenquelle,

Figur 2 eine schematische Darstellung eines Bucky,

Figur 3 eine Ausführungsform des Bucky gemäss Figur 2,

Figur 4 eine perspektivische Darstellung einer Bucky mit abgenommener Gehäuseschale,

Figur 5 eine Draufsicht auf die Bucky gemäss Figur 4,

Figur 6 eine perspektivische Darstellung des mechanischen Aufbaus einer Bucky,

Figur 7 eine Draufsicht auf die Bucky gemäss Figur 6,

Figur 8 eine perspektivische vereinfachte Darstellung eines

Stossdämpferelements für eine erste bzw. zweite Stoss- dämferanordnung,

Figur 9 eine Seitenansicht mit Teilschnitt durch das Stossdämp- ferelement gemäss Figur 8,

Figur 10 eine Seitenansicht auf ein Stossdämpferelement für eine dritte Stossdämpferanordnung _s

Figur 11 eine Stirnansicht auf das Stossdämpferelement gemäss Figur 10, und

Figur 12 eine perspektivische Darstellung auf einen Eckbereich eines Gehäuses der Bucky.

Gemäss Figur 1 besteht eine Röntgenanlage aus einem Gestell 15, an welchem ein Röntgengerät mit einer Strahlenquelle 5 beweglich gelagert ist. Das Röntgengerät mit der Strahlenquelle 5 ist über einen Auslegerarm 17 und einem Haltearm 16 mit einer Vorrichtung zum Erzeugen von Echtzeit-Röntgenbildern, der so genannten Bucky 1 verbunden. Selbstverständlich könnte die Strahlenquelle einerseits und die Bucky zusammen mit dem Gestell anderseits getrennt voneinander bzw. in unterschiedlichen Einrichtungen integriert sein. Der Auslegerarm 17 kann vertikal am Gestell 15 verschoben werden. Die Bucky 1 ist schwenkbar am Auslegerarm 17 gelagert.

Weiter ist aus Figur 1 ein Streustrahlenraster 27 erkennbar, das mittels lösbaren Befestigungsmitteln 33 an der Bildaufnahmeseite des Gehäuses 2 befestigt ist. Der Streustrahlenraster 27 kann so auf einfache Art und Weise demontiert und beispielsweise auf der der Bildaufnahmeseite gegenüberliegenden Rückseite des Bucky in einer Vorratsstellung angebracht werden.

Aus Figur 1 ist weiter ersichtlich, dass am Gehäuse 2 Bewegungsmelder 32 zur überwachung von Bewegungen im Umfeld des Gehäuses vorgesehen sind. Mit Hilfe dieser Bewegungsmelder soll verhindert werden, dass beispielsweise während eines Röntgenaufnahmevorgangs eine Drittperson den Vorgang stören kann. Bei Meldung von Bewegungen schaltet deshalb das Röntgengerät ab, wodurch der Röntgenaufnahmevorgang gestoppt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei Bewegungsmelder 32 erkennbar, die in

Eckbereichen des Gehäuses 2 angeordnet sind (vgl. Figur 12) .

Figur 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Bucky 1. In einem Gehäuse 2 ist ein digitaler Röntgenbildsensor 3 angeordnet. Dieser ist an einer Halteanordnung 4 befestigt, die ihrerseits mit dem Haltearm (Fig. 1) verbunden ist. Zum Schutz vor Stössen ist das Gehäuse 2 über eine schwimmende und/oder schwingungsfähige Aufhängung an der Halteanordnung 4 befestigt. Die Aufhängung weist dazu eine starre übertragungseinheit 6 auf, die durch eine erste Stossdämpferanordnung mit Stossdämpferelementen 7 mit der Halteanordnung 4 verbunden ist. Sodann ist die übertragungseinheit 6 durch eine zweite Stossdämpferanordnung mit Stossdämpferelementen 8 mit dem Gehäuse 2 verbunden. Die Stossdämpferelemen- te 7 und 8 sind derart ausgestaltet, dass sie eine Bewegung des Gehäuses 2 senkrecht zur Bildaufnahmeebene (z-Richtung) und in x- sowie y-Richtung (d.h. in der Bildaufnahmeebene) zulassen. Dies kann beispielsweise durch Federelemente, insbesondere Metallfedern erreicht werden. Auch auf Elastomeren basierende Stossdämpferelemente kommen in Frage. Selbstverständlich sind aber auch andere Ausgestaltungen von Stossdämpferelementen vorstellbar.

Wie Figur 2 weiter zeigt, besteht das Gehäuse 2 im Wesentlichen aus einer Gehäuseschale 14 und einer abnehmbaren Gehäuseschale 13. An der Gehäuseschale 14 ist eine Auflagefläche 18 zur Abstützung des Stossdämpferelements 8 zugeordnet. Ersichtlicherweise verlaufen die Auflagefläche 18, die Bildaufnahmeebene des Röntgensensors 3 sowie die übertragungseinheit 6 in Ruhestellung planparallel zueinander. Die Stossdämpferelemente 7 und 8 stützen sich auf einer Seite auf einer der Halteanordnung 4 bzw. dem Röntgensensor 3 zugeordneten Oberseite der übertragungseinheit 6 ab.

Die schematische Prinzipskizze gemäss Figur 2 lässt verschiedene konstruktive Ausgestaltungen zu. So ist es beispielsweise nicht erforderlich die Stossdämpferelemente 7 und 8 verschieden auszubilden. Es könnte sogar vorteilhaft sein, dass die Stossdämpfer- element 7 und 8 aus gleichen oder gleichartigen Komponenten zusammengesetzt sind.

Die Bucky 1 gemäss Figur 3 unterscheidet sich von Figur 2 dahingehend, dass eine zusätzliche Stossdämpferanordnung vorgesehen ist. Diese kann Federelemente 26 enthalten, die jeweils eine Seite der Halteanordnung mit dem Gehäuse 1 verbindet. Ersichtlicherweise hat das Federelement 26 dabei eine Federachse A, die entlang einer Seite der Halteanordnung und in einer planparallelen Ebene zur Bildaufnahmeebene des Röntgenbildsensors 3 verläuft (vgl. Fig. 5) .

Wie die Figuren 4 und 5 zeigen, ist die übertragungseinheit 6 als rechteckiger Trägerring bzw. -rahmen 9 ausgestaltet. An diesem sind beispielsweise durch Schnellverschlüsse jeweils vier Stossdämpferelemente 7 und 8 befestigt. Diese Stossdämpferelemente enthalten jeweils ein konisch ausgebildetes Federelement. Der Trägerring 9 kann aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise aus Stahl oder aus Aluminium bestehen. Weiter sind als Federelemente drei Drahtseilfederelemente 26 erkennbar, deren Federachsen entlang einer Seite der Halteanordnung 4 und in einer planparallelen Ebene zur Bildaufnahmeebene des Röntgenbildsensors 3 verlaufen. Insbesondere aus Figur 5 geht hervor, dass im Bereich der dem Haltearm 16 gegenüberliegenden Seite und den an diese Seite anschliessenden Querseiten der Halteanordnung jeweils ein Drahtseilfederelement 26 angeordnet ist. Diese Drahtseilfederelemente bilden eine dritte Stossdämpferanordnung, die wie eine zweite Dämpfungsstufe wirkt, die insbesondere bei Stössen mit einem grosseren Weg zum Tragen kommt.

Die Figuren 6 und 7 zeigen nochmals den Bucky 1, jedoch ohne Verschalung und ohne Elektronik. Auf diese Weise ist der grundsätzliche mechanische Aufbau des Bucky erkennbar. Ersichtlicherweise sind im Bereich der Ecken des Trägerrings 9 Stossdämpfer- elemente 8 angeordnet. Der Trägerring weist auf seinen entlang den Querseiten des Halteelements verlaufenden Rahmenabschnitte jeweils zwei mit 31 bezeichnete Aussparungen 31 zum Befestigen mittels Schnellverschluss von entsprechenden Stossdämpferelemen- ten. Die Stossdämpferelemente 8 sind ersichtlicherweise mit einem gleichartigen Schnellverschluss mit dem Trägerring 9 verbunden .

Wie die Figuren 8 und 9 zeigen, bestehen die Stossdämpferelemente 7 bzw. 8 im Wesentlichen aus einer konischen Schraubendruckfeder 10, die zur Abstützung zwischen einem ersten Stützelement 19 und einem zweiten Stützelement 22 angeordnet sind. Das erste Stützelement 19 ist scheibenförmig ausgebildet und weist eine kreisförmige Aussenkontur auf. Es kann mit Hilfe von Befestigungsschrauben (Figur 3*) entweder mit der Halteanordnung oder mit dem Befestigungseckelement verbunden werden. In Figur 9 ist eine entsprechende Aufnahme 21 für die Befestigungsschraube 20. Die konische Schraubendruckfeder 10 gezeigt. Wie Figur 9 weiter zeigt, ist das Federelement 10 durch eine Schulter 25 am ersten Stützelement 19 fixiert. Auf der anderen Seite der Schraubendruckfeder 10 ist ein Zentrierabschnitt 23 zum Positionieren am zweiten Stützelement 22 vorgesehen. Das Stossdämpferelement ist durch Sicherungsmittel 11 gesichert. Diese können beispielsweise als Ketten- (siehe vorgehende Figuren 4 und 5) oder Stahlseile ausgebildet sein.

Aus Figur 12 ist ersichtlich, dass der Bewegungsmelder 32 als Laserlichtschranke ausgebildet sein kann. Die Laserlichtschranke

erzeugt einen nach aussen gerichteten (mit einem Pfeil angedeuteten) Laserstrahl, mit welchem auf vorteilhafte Art und Weise Bewegungen im Umfeld des Gehäuses erfasst werden können. Der Bewegungsmelder 32 ist mit einer (nicht gezeigten) Steuereinheit zum Steuern insbesondere des Röntgenaufnahmevorgangs verbunden.