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Die
Erfindung betrifft ein Röntgengerät nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein
solches Röntgengerät ist aus
der
DE 196 39 918
C2 bekannt. Dabei wird auf dem Anodenteller einer Drehkolbenröhre ein
quadratischer Brennfleck erzeugt, von dem aus ein Strahlenbündel in
Richtung eines Röntgendetektors
abgestrahlt wird. Um den Röntgendetektor
in einer Z-Richtung vollständig
auszuleuchten, wird vorgeschlagen, die Achse der Drehkolbenröhre und
damit die Anodenachse relativ zu einer sich im Wesentlichen parallel
zu einer Bildebene des Röntgendetektors
sich erstreckenden Z-Achse zu verkippen. Es ergibt sich damit zunächst ein
im Wesentlichen rechteckförmiger
Brennfleck, von dem aus ein den Röntgendetektor in Z-Richtung
vollständig
ausleuchtendes Strahlenbündel
abgestrahlt wird. Der rechteckige Brennfleck ist allerdings nicht
besonders gut fokussiert. Um den Brennfleck wiederum in eine quadratische
Form zu bringen, ist zusätzlich
vorgesehen, den Elektronenstrahl bei einer Verkippung der Drehachse
zusätzlich
entsprechend abzulenken. – Das
bekannte Röntgengerät hat den
Nachteil, dass bei einer Verkippung der Drehkolbenröhre der
Brennfleck seine Lage in Z-Richtung ändert. Das wirkt sich nachteilig
auf die Bilderzeugung aus. Insbesondere bei Rotoren mit mehreren
Röntgenquellen
und Röntgendetektoren
kann die Bilderzeugung zusätzlich
dadurch gestört
werden, dass die Brennflecke der Röntgenquellen nicht mehr exakt
in derselben Ebene liegen.
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Die
US 4,928,297 beschreibt
eine radiografische Diagnosevorrichtung, bei der eine Röntgenquelle
und ein gegenüberliegender
zeilenförmig
ausgebildeter Röntgendetektor
schwenkbar um eine gemeinsame Achse gehalten sind. Ferner ist vorgesehen,
dass ein Abstand zwischen der Röntgenquelle und
dem Röntgen detektor änderbar
ist. Zur Vermeidung von Bildverzerrungen wird vorgeschlagen, eine zwischen
der Röntgenquelle
und dem Detektor vorgesehene Schlitzblende ebenfalls um die gemeinsame
Schwenkachse zu verschwenken. – Zur
Erzeugung eines sich in Z-Richtung erstreckenden Röntgenbilds
ist es erforderlich, den Patienten durch eine Bewegung des zeilenförmigen Röntgendetektors
in Z-Richtung sukzessive zu durchstrahlen. Das ist zeitaufwändig. Abgesehen
davon können
mit der bekannten radiografischen Diagnosevorrichtung keine Schnittbilder
nach Art eines Röntgen-Computertomografen
hergestellt werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu
beseitigen. Es soll insbesondere ein Röntgengerät mit einem einstellbaren Brennfleck
angegeben werden, das eine verbesserte Ausleuchtung eines Röntgendetektors
in Z-Richtung ermöglicht
und gleichzeitig eine verbesserte Bildqualität liefert.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der
Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis
12.
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Nach
Maßgabe
der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Bewegungseinrichtung zum
Bewegen der Anode in eine zur Z-Achse parallele Richtung vorgesehen
ist. – Das
ermöglicht
eine Justierung des Brennflecks in einer Richtung parallel zur Z-Achse. Eine solche
Justierung kann infolge einer Änderung der
Lage des Brennflecks in Z-Richtung bedingt durch eine Verkippung
der Anodenachse oder durch thermische Einflüsse erforderlich sein. Mit
der vorgeschlagenen Bewegungseinrichtung ist es also möglich, eine
unerwünschte Änderung
der Lage des Brennflecks in Z-Richtung zu kompensieren. Damit kann
auch bei einer durch eine Verkippung der Anodenachse bedingten vergrößerten Ausleuchtung
des Röntgendetektors
in Z-Richtung eine hervorragende Bildqualität sichergestellt werden.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung handelt es sich bei der Röntgenquelle
um eine Drehkolbenröhre.
Derartige Drehkolbenröhren
sind nach dem Stand der Technik allgemein bekannt. Sie zeichnen
sich durch eine besonders hohe Leistung aus.
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Nach
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass
eine durch die Kippeinrichtung gebildete Kippachse durch einen auf
der Anode erzeugten Brennfleck verläuft. Damit kann bei einem Verkippen
der Anodenachse eine unerwünschte Lageänderung
des Brennflecks in Z-Richtung weitgehend vermieden werden. Selbstverständlich ist
es auch möglich,
dass die Kippachse nicht durch den auf der Anode erzeugten Brennfleck
verläuft.
Das erlaubt u. U. eine konstruktiv einfachere Ausgestaltung der
Kippeinrichtung.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Röntgenquelle
mittels einer die Kippeinrichtung und die Bewegungseinrichtung umfassenden
Aufnahme am Rotor angebracht. Mit der vorgeschlagenen Aufnahme ist
es also möglich,
sowohl die Anodenachse zu verschwenken, als auch in Z-Richtung zu
bewegen. Damit lässt
sich eine Lage des Brennflecks exakt einstellen.
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Die
Aufnahme kann eine parallel zur Z-Achse verfahrbare Linearbewegungseinrichtung
aufweisen. Es kann sich dabei um einen gleitbar geführten Schlitten
oder einen Wagen handeln. Die Röntgenquelle
ist zweckmäßigerweise
verschwenkbar um die Kippachse an der Linearbewegungseinrichtung
angebracht. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, dass
die Röntgenquelle
zum Verschwenken in einer gebogenen Führung aufgenommen ist. Eine solche
Aufnahme ist besonders stabil. Damit kann eine unkontrollierte Bewegung
der Röntgenquelle
infolge der bei einer Rotation des Rotors auf sie wirkenden Fliehkräfte vermieden
werden.
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Das
erfindungsgemäße Röntgengerät kann als
Computertomograf ausgebildet sein. Es kann aber auch sein, dass
das erfin dungsgemäße Röntgengerät als Röntgen-Angiografie-Gerät mit einem C-Bogen
ausgebildet ist, wobei am C-Bogen die Röntgenquelle und der Röntgendetektor
angeordnet sind.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung sind am Rotor der Gantry in gegenüberliegender
Anordnung eine weitere Röntgenquelle
und ein weiterer Röntgendetektor
versetzt um einen Drehwinkel γ in
einer Abtastebene angebracht. Bei der vorgeschlagenen Mehrstrahleranordnung
ist es grundsätzlich
möglich, dass
die weitere Röntgenquelle
fest am Rotor angebracht ist. Ein weiterer Brennfleck der weiteren
Röntgenquelle
kann durch eine Einstellung des Brennflecks der Röntgenröhre mittels
der daran vorgesehenen Kipp- und Bewegungseinrichtung in Übereinstimmung
mit dem weiteren Brennfleck gebracht werden. Unter dem Begriff "Abtastebene" wird eine Ebene
verstanden, welche im Wesentlichen senkrecht zur Z-Achse verläuft. Der
Drehwinkel γ,
mit dem die weitere Röntgenquelle
gegenüber
der Röntgenquelle versetzt
angeordnet ist, beträgt üblicherweise
etwa 90°.
Mit einer derartigen Mehrstrahleranordnung ist es beispielsweise
möglich,
die Bewegung des Herzens zu beobachten.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die weitere
Röntgenquelle
eine um eine weitere Anodenachse drehbare weitere Anode auf, und
zur Veränderung
eines von der weiteren Anode abgestrahlten weiteren Strahlenfächers ist
eine weitere Kippeinrichtung zum Verkippen der weiteren Achse relativ
zur Z-Achse vorgesehen und es ist eine weitere Bewegungseinrichtung
zum Bewegen der weiteren Anode in eine zur Z-Achse parallele Richtung
vorgesehen. Die Kipp- und Bewegungseinrichtung können entsprechend den zur Röntgenquelle beschriebenen
Merkmalen ausgeführt
sein. Indem auch die weitere Röntgenquelle
mit einer weiteren Kipp- und Bewegungseinrichtung verstellbar ist,
können
schnell und einfach durch thermische Einflüsse bedingte Änderungen
des weiteren Brennflecks kompensiert werden.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Schnittansicht senkrecht zur Z-Achse durch einen schematisch dargestellten
Rotor,
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2 eine
Schnittansicht gemäß 1 parallel
zur Z-Achse,
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3 eine
schematische Schnittansicht durch einen Röntgenstrahler,
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4 eine
schematische Schnittansicht durch einen Drehkolbenstrahler,
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5 den
Drehkolbenstrahler gemäß 4 mit
verschwenkter Anodenachse,
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6 eine
perspektivische Ansicht einer ersten Aufnahme,
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7 eine
perspektivische Ansicht einer zweiten Aufnahme und
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8 eine
perspektivische Ansicht einer dritten Aufnahme.
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1 und 2 zeigen
schematische Schnittansichten durch einen Rotor 1 einer
Gantry. An dem um eine Z-Achse z drehbaren Rotor 1 sind
in gegenüberliegender
Anordnung eine Röntgenquelle 2 und
ein Röntgendetektor 3 angebracht.
Die Z-Achse z verläuft
parallel zu einer Bildebene BE des Röntgendetektors 3.
Die Bildebene BE kann – wie
in 1 gezeigt – gekrümmt sein,
sie kann aber auch plan sein. Ein von der Röntgenquelle 2 ausgehendes Strahlenbündel ist
mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnet. Das Strahlenbündel 4 weist
eine fächerförmige Gestalt
auf, welche mittels einer oder mehrerer Blenden (hier nicht gezeigt)
erzeugt wird.
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3 zeigt
schematische Schnittansichten durch die Röntgenquelle 2. Die
Röntgenquelle 2 weist
einen um eine Anodenachse a drehbaren Anodenteller 5 auf.
Mit dem Bezugszeichen 6 ist ein auf dem Anodenteller 5 erzeugter
Brennfleck bezeichnet. Mittels einer (hier nicht gezeigten) Aufnahme
ist die Anodenachse a relativ zur Z-Achse z um einen Kippwinkel φ verschwenkbar.
Eine Kipp- bzw. Schwenkachse s kann zweckmäßigerweise durch den Brennpunkt 6 verlaufen.
Damit wird eine Änderung
des radialen Abstands des Brennflecks 6 von der Z-Achse z vermieden.
Das Bezugszeichen a' zeigt
die Anodenachse a in einem um den Kippwinkel φ verschwenkten Zustand. Wie
aus 3 ferner ersichtlich ist, kann der Brennfleck 6 mit
einer (hier nicht gezeigten) Bewegungseinrichtung parallel zur Z-Richtung
z verstellt werden. Das Bezugszeichen 6' bezeichnet einen um einen Abstand
x in Z-Richtung z versetzten Brennfleck auf dem Anodenteller 5'.
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Die 4 und 5 zeigen
eine Drehkolbenröhre 7,
bei welcher der Anodenteller 5, 5' fest an einem drehbar gelagerten
Röhrengehäuse 8 angebracht
ist. Die Anodenachse a bzw. a' entspricht
hier einer Drehachse, um welche das Röhrengehäuse 8 drehbar ist.
Mit dem Bezugszeichen 9 ist eine Kathode bezeichnet. Ein
davon ausgehender Elektronenstrahl 10 wird durch eine Ablenkeinrichtung 11 abgelenkt
und trifft im Brennfleck 6, 6' auf den Anodenteller 5, 5' auf. Der Anodenteller 5, 5' weist am Rand
einen Tellerwinkel α auf.
Ein vom Brennfleck 6, 6' abgestrahltes Strahlenbündel 4 ist
in Z-Richtung z durch
den Tellerwinkel α begrenzt.
Es überdeckt
den Röntgendetektor 3 nicht
vollständig.
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5 zeigt
die Drehkolbenröhre 7 gemäß 4,
wobei hier die Anodenachse a' um
den Kippwinkel φ gegenüber der
Z-Achse z verschwenkt ist. Durch das Verkippen der Anodenachse a
kann der konstruktiv bedingte Nachteil einer mangelnden Überdeckung
des Röntgendetektors 3 in
Z-Richtung z ausgeglichen werden. Wie insbesondere aus 5 ersichtlich
ist, kann durch die Verkippung der Anodenachse a eine vollständige Überdeckung
des Röntgendetektors 3 in
Z-Richtung z mit dem Strahlenbündel 4 erreicht
werden.
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Bei
dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel liegt die Schwenkachse
s nicht im Brennfleck 6. Infolgedessen wird der Brennfleck 6 bei
der Verkippung um den Kippwinkel φ insbesondere in Z-Richtung
z bewegt. Zum Ausgleich des damit verursachten Versatzes x (hier
nicht gezeigt) kann die Drehkolbenröhre 7 in Z-Richtung
z um einen dem Versatz x entsprechenden Weg bewegt werden.
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6 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Aufnahme 12 zur Befestigung
einer Röntgenröhre (hier
nicht gezeigt) am Rotor 1 einer Gantry. Die Aufnahme 12 umfasst
zwei in Z-Richtung z sich erstreckende und am Rotor 1 anbringbare
Schienen 13, auf denen jeweils eine Stütze 14 linear bewegbar angebracht
ist. Die Stützen 14 tragen
schwenkbar um die Schwenkachse s eine Schaukel 15. Elektromotorische
Verstelleinrichtungen 16 dienen der Bewegung der Stützen 14 in
Z-Richtung z, zweite elektromotorische Verstelleinrichtungen 17 dienen
dem Verschwenken der Schaukel 15. Die Schaukel 15 weist
z. B. Durchbrüche,
Gewindebohrungen oder dgl. zur Befestigung der Röntgenröhre auf.
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Bei
der in 7 gezeigten zweiten Aufnahme ist die Schaukel 15 in
einer gebogenen Schiene 21 geführt. Die gebogene Schiene 21 kann
eine Gleitführung,
eine Rollenführung
oder dgl. aufweisen. Die vorgeschlagene Ausgestaltung ermöglicht ein
besonders exaktes Verschwenken der Röntgenquelle 2. Abgesehen
davon ist es mit dieser Ausgestaltungsform möglich, den Anodenteller 5 um
eine durch den Brennfleck 6 verlaufende Schwenkachse s zu
verschwenken.
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Bei
der in 8 gezeigten dritten Ausgestaltungsform ist ein
auf den Schienen 13 in Z-Richtung z verfahrbarer Wagen 18 vorgesehen.
Auf dem Wagen 18 befinden sich Lagerböcke 19, um welche
eine daran schwenkbar gehaltene Wippe 20 verschwenkbar
ist. Die Wippe 20 ist wiederum mit Befestigungselementen,
beispielsweise Durchbrüchen,
Gewindebohrungen oder dgl., zum Befestigen einer (hier nicht gezeigten)
Röntgenquelle 2 versehen.
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Mit
den gezeigten Aufnahmen ist eine besonders exakte Bewegung einer
Röntgenröhre 2 in Z-Richtung
z sowie ein gleichzeitiges Verkippen derselben um eine Schwenkachse
s möglich.
Dazu können
an den Aufnahmen 12 vorgesehene elektromotorische Verstelleinrichtungen 16, 17 mit
einer Steuervorrichtung oder mit einer Regeleinrichtung entsprechend
angesteuert werden, so dass die gewünschte Überdeckung des Röntgendetektors 3 in Z-Richtung
z durch das Strahlenbündel 4 erzielt
wird. Im Falle einer Mehrstrahleranordnung kann zusätzlich mittels
einer automatischen Regeleinrichtung dafür gesorgt werden, dass die
Brennflecke 6 der Röntgenquellen 2 in
einer gemeinsamen Abtastebene sich befinden, unabhängig davon,
ob die Röntgenquellen 2 um
den Kippwinkel φ verschwenkt
sind oder nicht.