DE2741240A1

DE2741240A1 - Rechnerunterstuetztes tomographiesystem

Info

Publication number: DE2741240A1
Application number: DE19772741240
Authority: DE
Inventors: David Miller Barrett; Lewis Selig Edelheit; Leroy Earl Foley; Philip Melvin Garratt; Robert Godbarsen; Thomas Wayne Lambert; Rowland Wells Redington
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1976-09-16
Filing date: 1977-09-14
Publication date: 1978-03-23
Also published as: JPS5336493A; NL187046B; MX144155A; FR2364643A1; FR2364643B1; BR7705839A; NL7710221A; IT1143688B; NL187046C; GB1592084A; DE2741240C2; GB1592083A

Description

Rechnerunterstützes Tomographiesystem

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Untersuchung des menschlichen Körpers mittels durchdringender Strahlung, wie z.B. Röntgen- und Gammastrahlung. Obwohl die im folgenden in Einzelheiten erläuterten Merkmale für eine Vorrichtung verwendbar sind, die zur Untersuchung des gesamten Körpers oder von Teilen des Körpers, wie z.B. dem Torso dient, werden aus Be quemlichkeitsgrunden die neuen Merkmale primär unter Bezugnahme auf eine Vorrichtung zur Untersuchung der menschlichen Brust beschrieben.

Die grundlegenden Merkmale eines Bautyps einer Untersuchungsvorrichtung, bei der der Erfindungsgegenstand verwendet werden kann, sind in der US-PS 3 973 126 beschrieben. Die Offenbarung dieser Anmeldung wird durch diese Bezugnahme in diese Beschreibung eingebracht. Grundlageninformation über den Stand der

aO9812/O79O

-11-

Technik kann einem Artikel von R. Gordon, G. T. Herman und S. A. Johnson in der Zeitschrift "Scientific American" vom Oktober 1975, Band 233, Nr. 4, Seite 56, mit dem Titel "Image Reconstruction From Projections" entnommen werden.

Die Erkennung von Brusttumoren ist ein Verfahren, das davon abhängt, daß es möglich ist, zwischen der Strahlungsabsorption durch das normale Gewebe und der Absorption durch den Tumor oder ein anderes bösartiges Gewebe zu unterscheiden, das im wesentlichen die gleiche Dichte besitzt. Bis jetzt wurden röntgenographische Filme, fluoroskopische Schirme und xero röntgenographische Platten als Röntgenstrahl-Wahrnehmungseinrichtungen verwendet; keine dieser Einrichtungen besaß jedoch ausreichende Empfindlichkeit, um zwischen dem normalen und dem anormalen Gewebe zu unterscheiden.

Kürzlich entwickelte Verfahren zur Unterscheidung von weichem Gewebe mit Röntgenstrahlen, wobei eine Abtastmethode verwendet wird, sind in den US-PS 3 778 614, 3 867 634 und j 881 110 beschrieben. Wie in diesen Patentschriften beschrieben ist, wird ein oder mehrere fein kollimierte Gamma- oder Röntgenstrahlbündel von einer gemeinsamen Quelle durch das Untersuchungsobjekt zu einer Detektoranordnung geleitet, die bezüglich des Objekts auf der der Quelle entgegengesetzten Seite angeordnet ist. Bei einem Verfahrensschema wird die Quelle und der Detektor hin und her bewegt, und am Ende jeder Transla tionsbewegung wird die Quelle und der Detektor durch Drehung schrittweise weiter geführt. Die den wahrgenommenen Dichte Schwankungen entsprechenden Signale werden einem Rechner zugeführt, der, wenn die Information eines gesamten Abtastvorgangs vollständig ist, Daten erzeugt, die die Dichtevariationen in der Querebene kennzeichnen. Diese Daten können verwendet werden, um eine geeignete Anzeigeeinrichtung, wie z.B. eine Bildröhre zu steuern, die die Sichtbarmachung des rekonstruierten Bildes ermöglicht. Dieses Verfahren stellt eine Variation der üblichen Tomographie dar.

809812/0790

-Jr-

Die Berechnung der das Bild kennzeichnenden Daten wird vereinfacht, wenn in Übereinstimmung mit einigen früheren Patenten die Haut-Luftgrenzfläche und Dichteschwankungen längs des Abtaststrahls dadurch verringert werden, daß der Körperteil von einem Fluid umgeben wird, das eine Dichte oder Röntgenstrahl-Transmissibilität besitzt, die im wesentlichen gleich derjenigen des Gewebes ist. Wie in der genannten US-PS 3 881 110 erwähnt ist, erfüllt Wasser diese Bedingung ganz gut. Andererseits ist es bei bekannten rechnerunterstützten Tomographiesystemen zur Untersuchung anderer Körperteile als der Brust nicht immer vorteilhaft, das Untersuchungsobjekt mit Wasser zu umgeben, wenn derartige Teile mit einer Vorrichtung untersucht werden, die die neuen Merkmale und Prinzipien der hier offenbarten Körperabtastung mittels Strahlung verwen den, wobei eine durch Rechner erstellte Bildrekonstruktion trotzdem möglich ist, wenn geeignete Bedingungen vorliegen. Bisher erreichten Röntgenstrahl-Abtastvorrichtungen nicht die Werte der Bilderstellung und der Untersuchungsgeschwindigkeit, die für praktische Massen-Bildschirmuntersuchungen der weiblichen Brust benötigt werden, ferner wa*- bisher kein Gerät verfügbar, das Brust-Untersuchungen oder Untersuchungen anderer Körperteile durch Abtastverfahren ermöglichte und mit einer Röntgenstrahldosierung arbeitete, die näher an den niedrigen Dosierungen liegt, die theoretisch möglich sind.

Bei der beispielshalber beschriebenen Brustabtastvorrichtung wird eine Frau, deren Brust untersucht werden soll, im wesentlichen horizontal in einer Lage gehalten, in der zu einem Zeitpunkt eine Brust vertikal in einen mit Fluid gefüllten, für Röntgenstrahlen transparenten Behälter herabhängt. Die Röntgenstrahlquelle und die Detektoreiiirichtungen sind auf einem Abtastarm angeordnet, der aus Bequemlichkeitsgründen auch als Rotor bezeichnet ist, und der sich um eine vertikale Achse dreht, die im wesentlichen mit der Spitze der Brust derart zusammenfällt, daß die Quelle auf einer Seite, und der Detektor auf der anderen Seite der Brust zusammen umlaufen.

809812/0790

Der Rotor wird zur Durchführung der Drehbewegung auf einer in der Höhe verstellbaren Arbeitsbühne angeordnet. Der Rotor und die höhenverstellbare Arbeitsbühne werden einer Azimuth- bzw. Höhensteuerung unterworfen. Sie können von Hand positioniert werden, um das Gerät zu bedienen, und ein Untersuchungsobjekt einzuführen. Die Rotorazimuth- und Arbeitsbühnenantriebe werden während einer Untersuchung programmiert, und die Röntgenstrahlquelle wird bevorzugt in regelmäßigen Intervallen ge pulst, um wirksam die Bewegung zu unterbrechen, während die Quelle und der Detektor um die Brust < ler einen anderen zu untersuchenden Körperteil herumlaufen. Nach jeder Abtastumdrehung des Rotors, die bevorzugt 360° beträgt, jedoch auch 180° betragen kann, wird die Arbeitsbühne axial schrittweise weitergeführt, wobei die Schrittgröße typischerweise einen Zentimeter oder einen halben Zentimeter längs der Rotationsachse beträgt. Nach jeder Abtastung dreht sich der Rotor gegenüber der vorausgegangenen Abtastung in entgegengesetzter Richtung. Diese abwechselnd entgegengesetzt laufenden Abtastschritte werden so lange wiederholt, bis die gesamte Höhe der Brust in aufeinander folgenden Schichten abgetastet ist.

Der Röntgenstrahl wird in eine dünne Schicht kollimiert, die z.B. ungefähr einen Zentimeter dick sein kann. Der Röntgenstrahl ist ferner fächerförmig ausgebildet, da er von einer im wesentlichen punktfürmigen Quelle herkommt, und er umfasst den Körperteil, wie z.B. die Brust, und das Fluid um den Körperteil. Das am stärksten divergente Ende des Strahls fällt auf eine Gruppe von Röntgenstrahl-Detektorelementen. Die Signale von den Detektorelementen werden zwischen jedem Röntgenstrahlimpuls einem Speicher des Rechners zugeführt.

Bei der beschriebenen Ausführungsform der Brustabtastvorrichtung befindet sich die Brust, wie angegeben, in einem mit Fluid gefüllten inneren Behälter, der während einer Untersuchung fest angeordnet ist, so daß das Fluid in dem Behälter keine uner wünschte Turbulenz erfährt, die die Brust in unerwünschter Weise bewegen würde. Dieser innere Behälter wird bevorzugt von

809812/0790

einem größeren Behälter tungeben, der während einer Untersuchung ebenso mit einem Fluid, z.B. Wasser, gefüllt ist. Der innere und der äußere Behälter werden ständig auf einer konstanten Höhe gehalten. Der äußere Behälter rotiert oder dreht sich synchron mit der Röntgenstrahlquelle und dem Detektor, der äußere Behälter bleibt jedoch bei der beschriebenen Ausführungsform auf einer konstanten Höhe. Der äußere Behälter ist mit Wasser gefüllt und derart geformt, daß die Röntgenstrahlab sorption längs des fächerförmigen Strahls so gut wie möglich konstant ist. Der innere Behälter ist oben offen, um zu ermöglichen, daß das Wasser überlaufen kann, und um sicherzustellen, daß Wasser bis zur obersten Schicht der Brust und des benachbarten Gewebes reicht.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben.

In den Figuren zeigen :

Fig. 1 eine schematische Zusammenbaudarstellung der hauptsächlichen mechanischen Bauteile der erfindungsgemäßen Röntgenstrahlabtastvorrichtung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung, die angibt, wie ein Patient bezüglich der Vorrichtung bei einer als Brustabtastvorrichtung ausgebildeten AusfUhrungsform angeordnet ist;

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Datensammel- und Steuerkomponenten des Röntgenstrahlabtastsystems;

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Teils eines Kodiersystems gemäß der Erfindung;

Fig. 5 eine Gruppe von Kurvenverläufen, die zur Erläuterung des Betriebs des Kodiersystems nützlich sind;

809812/0790

- JtT -

Fig. 6 ein Blockschaltbild, das einige elektrische Komponenten zeigt, die mit dem Anhalten der Abtastvorrichtung befasst sind;

Fig. 7 eine Form der Logik, die zur Steuerung der Drehung oder des Azimuths der Abtastvorrichtung verwendet wird;

Fig. 8 ein Blockschaltbild des Azimuthantriebs;

Fig. 9 ein Schaltbild einer beispielhaften Logikschaltung zur Steuerung der Vorschubeinrichtung oder Arbeitsbühne der erfindungsgeraäßen Abtastvorrichtung;

Fig. 10 einige Kurvenverläufe, die bei der Erläuterung der Logikfunktionen der Arbeitsbühne nützlich sind;

Fig. 11 ein Schaltbild des Antriebs der Arbeitsbühne der Abtastvorrichtung ;

Fig. 12 eine isolierte und zum Teil schematische Ansicht der Kabelaufnahmevorrichtung, wobei Teile weggebrochen sind und die Kabel in einem ungewickelten Zustand dargestellt sind;

Fig. 13 eine der Figur 12 entsprechende Darstellung, wobei die Kabel in einem gewickelten Zustand gezeigt sind;

Fig. 1. eine schematische Darstellung von Kabelhalterungs-Spiralfedern und der Spannrolle, die in den Aufnahmeeinrichtungen gemäß der Figuren 12, 13 und 15 verwendet werden;

Fig. 15 einen vertikalen Teilschnitt der tatsächlichen Kabelaufnahmeeinrichtung, der durch die vertikale Ebene 15-15 der schematisch in Figur 1 dargestellten Vorrichtung verläuft;

809812/0790

Fig. 16 eine schematische Darstellung der Komponenten des grundlegenden Wasserversorgungssystems, das bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet wird;

Fig. 17 ein Schaltbild der Logikschaltungen zur Steuerung des Wassersystems der Vorrichtung;

Fig. 18 einer vertikaler Teilschnitt der Vorrichtung durch die Ebene 18-18 der schematisch in Figur 1 darge stellten Vorrichtung, der den Aufbau der inneren und der äußeren Wasserkammer, die Einrichtungen zur Drehung der äußeren Kammer und einen Teil des Abtastrotors zeigt;

Fig. 19 eine schematische Darstellung eines alternativen Wassersystems zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung;

Fig. 20 eine schematische Darstellung einer Anordnung, die die Gewinnung von Röntgenstrahldaten mit einem fächerförmigen Röntgenstrahl ermöglicht, die Jedoch nicht erfordert, daß der Röntgenstrahl gepulst wird; und

Fig. i.1

und 22 eine Vorderansicht und Seitenansicht eines Gesamt-Körper-Röntgenstrahlabtastgeräts, bei dem mehrere der erläuterten Konzepte verwendet werden können.

Es wird nun auf Figur 2 Bezug genommen, die in schematischer Form eine Brustabtastvorrichtung zeigt, bei der die erfinderischen Merkmale, die allgemein bei Körperabtastvorrichtungen verwendet werden können und nachfolgend erläutert werden, enthalten sind. Die als Beispiel dargestellte Brustabtastvorrichtung enthält ein Gehäuse 10. Innerhalb des Gehäuses befindet sich eine Quelle 11 aus eindringender Strahlung, wie z.B. Röntgen- oder Gammastrahlung. Diametral der Quelle entgegen-

809812/0790

- jer - ZB

274Ί2Α0

gesetzt befindet sich auf einem Drehkreis 12 eine mit Vielfachelementen versehene Strahlungsdetektoranordnung 13. Wie noch erläutert wird, sind die Strahlungsquelle 11 und der Detektor auf einem Abtastarm oder Rotor angeordnet, der um eine Achse 14 rotiert, die bevorzugt im wesentlichen mit dem Zentrum des Bildfeldes zusammenfällt. Die Quelle N und der Detektor 13 besitzen nicht notwendigerweise denselben Radius von der Drehachse. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 verläuft die Drehachse vertikal, wie das bei der Brustabtast - Ausführrungsform des erfindungsgemäßen Geräts der Fall ist. Bei Ausführungsformen, die nicht auf die Abtastung der menschlichen Brust spezialisiert sind, sondern die sich zur Untersuchung und Abtastung anderer Körperteile oder des gesamten Körpers eignen, kann die Drehachse horizontal oder unter irgendeinem bestimmten Winkel verlaufen.

Bei der Ausführungsform nach Figur 2 wird das Brustuntersuchungsobjekt 15 in eine nach unten gerichtete Stellung in einem Halterahmen 16 gebracht, der in der US-PS 3 973 126 be schrieben ist. Dieses Patent stellt durch diese Bezugnahme einen Teil der vorliegenden Beschreibung dar. In Figur 2 ist eine der Brüste 17 während eines Zeitpunktes in einem Wasserbehälter 18 zu Untersuchungszwecken angeordnet. Der Körper um die Brust wird auf einer mit einer Öffnung versehenen Ober fläche 20 gehalten, die teilweise dargestellt ist.

Bei den Brustuntersuchungs- und Gesamtkörperabtast-Ausführungsformen der eriindungsgemäßen Vorrichtung wird der von einem kleinen Punkt in der Quelle 11 herrührende Röntgenstrahl in einen relativ dünnen, fächerförmigen Strahl gebracht, der horizontal genügend stark auf den Detektor 13 zu divergiert, um alle Teile des zu untersuchenden Körpers zu erfassen. Bei der Brustabtast-Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung , die hier beschrieben and dargestellt ist, läuft der Strahl ferner durch das Wasser in den Behältern 21 und 22, die die Behälteranordnung 18 umfassen. Der fächerförmige Strahl ist vorzugsweise in Richtung der Drehachse des Rotors dünn. Der

809812/0790

Strahl kann typischerweise einen Zentimeter oder etwas mehr oder weniger dick sein. Die Quelle 11 und der Detektor 13 umlaufen den Körper gemeinsam, um die in einer einzigen Ebene aufgenommenen Bilder zu speichern, anschließend wird der Rotor, der die Quelle und den Detektor trägt, in einem Schritt nach unten geführt, und die ürehrichtung des Rotors wird bei der nächsten Abtastung umgekehrt. Während einer 36O°-Drehabtastung werden die elektrischen Signale, die den Röntgenstrahlbildintensitäten der Schritte entsprechen, bei denen der Strahl unter unterschiedlichen Winkeln während der Abtastung ver läuft, von einer Detektoranordnung 13 mit mehreren Elementen ausgelesen und in einem Rechner 19 gespeichert, in der diese Signale für eine Anzeige weiter verarbeitet werden.

Die grundlegenden mechanischen Bauteile der Vorrichtung werden nun unter Bezugnahme auf Figur 1 näher erläutert. Die zu beschreibende Vorrichtung wird speziell für eine Brustabtastvorrichtung verwendet, die Abtast- und Röntgenotrahlimpuls Steuerprinzipien, die hier beschrieben werden, eignen sich jedoch auch für eine Gesamtkörper-Abtastvorrichtung, wie der Fachmann leicht erkennt.

Gemäß der in Figur 1 dargestellten Einzelteilansicht wird die zu untersuchende Brust des Patienten in einen inneren Behälter 2i eingebracht, der mit einem Fluid, z.B. Wfr jser, gefüllt ist und während des Abtastbetriebs feststeht. Das Wasser ist daher ebenfalls stationär, und die Brust ist ebenfalls feststehend, was erforderlich ist, um gültige Röntgenstrahlintensitatsdaten zu erhalten. Der innere Behälter 21 ist in Figur 1 zylindrisch dargestellt, er kann jedoch ebenfalls konisch oder vertikal zugespitzt verlaufen, um besser mit der Brust übereinzustimmen. Das ausgewählte Fluid erzeugt Röntgenstrahlintensitäten, die im wesentlichen gleichförmig über das Detektorfeld und im wesentlichen gleich demjenigen Intensitäten des weichen Gewebes sind, so daß sie immer innerhalb des dynamischen Empfindlichkeitsbereichs des Röntgenstrahldetektors fallen. Das Fluid kann z.B.

809812/0790

ORIGINAL INSPECTED

(surfactant)

Wasser enthalten, das gelöste Oberflächenmittel/ Keimtötungsmittel und Konservierungsmittel enthalten kann, um die Blasenbildung und Schaumbildung im inneren Behälter 21 auf ein Minimum zu reduzieren, und um die Benetzung sicherzustellen und das Wachstum von Mikroorganismen zu verhindern.

Der Behälter 21 wird von einem äußeren Behälter 22 umgeben, der einen Umgebungsraum 23 definiert, der während einer Untersuchung bevorzugt ebenfalls mit demselben Fluid gefüllt ist. Der äußere Behälter 22 dreht sich während einer Untersuchung mit dem Rotor, auf dem sich die Röntgenstrahlquelle 11 und der Detektor 13 befindet, der äußere Behälter führt Jedoch keine axiale Translationsbewegung längs der vertikalen Drehachse 14 aus. Ein Teil der Anordnung, auf der ein Teil des Körpers des Patienten, der die Brust umgibt, gehalten wird, ist mit dem Bezugszeichen 20 gekennzeichnet.

Der Rotoraufbau, der manchmal auch als Abtastarm bezeichnet wird, ist allgemein mit dem Bezugszeichen 25 versehen und enthält einen Rahmen 24, der einen in der Mitte offenen Raum festlegt. Die Röntgenstrahlquelle 11 aus einem Gehäuse und einer in dem Gehäuse nicht sichtbaren Röntgenröhre, ist auf einer Seite des Rotors 25 befestigt. Die Röntgenstrahlquelle besitzt einen Kollimator 27, der den dünnen, fächerförmig divergierenden Röntgenstrahl festlegt. Eine bogenförmig angeordnete Gruppe aus Röntgenstrahldetektoren, die kollektiv mit dem Bezugszeichen 28 versehen sind, ist auf dem Rahmen der Röntgenstrahlquelle diametral entgegengesetzt in der Ebene des Strahls angeordnet. Die Detektorgruppe 28 ist auf einem Behälter 29 angeordnet,in dem sich, nicht sichtbar, elektronische Einrichtungen befinden, die die Speicherung und das Multiplexieren der elektrischen Signale zur weiteren Verarbeitung im Rechner 19 erleichtern, wobei die Signale in Koinzidenz mit den Röntgenstrahlimpulsen während der Abtastung gewonnen werden. Ein geeigneter Röntgenstrahldetektor 28 mit Vielfachelement ist in dem belgischen Patent 846 449 dargestellt.

809812/0790

Bei dem hier beschriebenen, mit Rechnern versehenen Bildrekonstruktionssystem muß eine räumliche Verteilung von Röntgenstrahlintensitäten durch den Detektor 28 in elektrische Signale derart umgewandelt werden, daß die Signale mittels eines geeigneten Rechner-Algorithmus verarbeitet werden und ein zusammengesetztes vollständiges Bild ergeben. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Rontgenstrahlquelle gepulst, um eine Impulsgruppe mit regelmäßig beabstandeten Rotationswinkeln während einer Abtastung durch den Rotor zu erzeugen, wobei alle Detektorelemente bestrahlt werden. Die Zeit zwischen den Impulsen wird verwendet, um die Detektorelemente abzulesen. Das Kodiersystem, das später beschrieben wird, steuert die Abfolge der Röntgenstrahlimpulse. Als eine nicht dargestellte Alternative zu dem widerholten pulsförmigen Bestrahlen und der Drehung um kleine Winkel kann das Kodiersystem auch verwendet werden, um die Drehung in einer derartigen Weise zu steuern, daß der die Röntgenstrahlröhre und die Detektoren tragende Rotor in sich wiederholenden Schritten um kleine Winkel be wegt wird und während der Zeit zur Ruhe kommt, während der die Quelle gepulst wird. Die Fachleute, an die sich die Erfindung richtet, werden erkennen, daß, wenn der fächerförmige Strahl gedreht und nicht einer Translationsbewegung unterworfen wird, wenn die Körperschichten aufeinanderfolgend abgetastet werden, wie hier der Fall ist, das Pulsieren des Röntgenstrahls vermieden werden kann, sofern geeignete Maßnahmen getroffen werden. Ein alternatives System, bei dem die Rontgenstrahlquelle nicht im Impulsbetrieb arbeitet, das jedoch den fächerförmigen Röntgenstrahl verwendet, wird später unter Bezugnahme auf Figur 20 beschrieben.

In Figur 1 sind die Einrichtungen, die den äußeren Wasserbehälter 22 drehend antreiben, ohne ihn axial zu versetzen, symbolisch dargestellt und enthalten einen Stab 30, der an der Abtasteinrichtung oder dem Rotor 25 befestigt ist, und ein Paar von Walzen 31, die auf Stützen 32 angeordnet sind. Die Stützen sind mit einem Element 33 verbunden, an dem der äußere

809812/0790

Behälter 22 befestigt ist. Wenn der Rotor 25 in Verbindung mit dem Abtastvorgang nach oben und nach unten bewegt wird, können die Walzen 31 der Oberfläche des Stabs 30 folgen, und der Stab treibt den äußeren Behälter 22 bei jeglicher Hub bewegung des Rotors 25 in einer Drehbewegung an. Es ist daher offensichtlich, daß der innere, mit Wasser gefüllte Behälter 21 sich nicht dreht, daß sich dagegen der äußere, mit Wasser gefüllte Behälter 22 in einer Drehbewegung angetrieben wird, und daß beide Behälter ständig auf derselben konstanten Höhe befindlich sind.

In dieser Ausführungsform besitzt der untere Teil des Rotors 25 einen Ring 35, der am Rotor 25 befestigt ist. Der Ring besitzt ferner ein konzentrisches Ringzahnrad 36, dessen Zähne nach außen gerichtet sind. Der Ring 35 und dessen zugeordnetes Zahnrad 36 ruhen auf, und sind mit einem Lager 37 verbunden, das auf einem ringförmigen Element 38 getragen wird, welches auf einem axial verschiebbaren Rahmen oder Arbeitsbühne angeordnet ist, die allgemein mit dem Bezugszeichen 39 gekennzeichnet ist. Die Anordnung des Rotors 35 auf dem Lager 37 ermöglicht es, daß der Rotor sich um 360° und mehr alternativ in entgegengesetzten Richtungen drehen kann, wie das während des Abtastvorgangs erforderlich i^t. Wenn der Rotor 25 auf diese Weise von der Arbeitsbühne 39 getragen wird, kann der Rotor schrittweise dadurch angehoben und abgesenkt werden, daß die Arbeitsbühne schrittweise nach jedem Abtastvorgang bewegt wird. Das Ringzahnrad 36 wird verwendet, um einen Kodierer 40 anzutreiben, der zusammen mit weiteren elektrischen, noch näher zu erläuternden Komponenten in einem Ge häuse 41 sitzt, das in gestrichelten Linien dargestellt ist.

Auf der Arbeitsbühne 39 ist ein Servomotor 45 angeordnet, um den Rotor 35 azimut al oder in Drehbewegung zu bewegen. Die Motorwelle besitzt eine Riemenscheibe 46. Die Riemenscheibe treibt einen Riemen 47 an, der fragmentarisch dargestellt ist. Der Riemen läuft auf dem Umfang des Rings 35, der am Unterteil des Rotors 25 befestigt ist, was möglich ist, wo bei der

809812/0790

tatsächlichen Anordnung der Ring 35 auf dem Lager 37 angeordnet ist. Der Riemen wird durch eine Hilfsriemenscheibe 48 gespannt, die auf einem Arm 49 sitzt, der an der Arbeitsbühne 39 befestigt ist. Bei dieser schematischen Darstellung der Vorrichtung besitzt die Arbeitsbühne zwei Querleisten 50 und 51. Jede Querleiste besitzt zwei gefütterte und mit Innengewinde versehene Löcher 52 und 53, die zur Aufnahme von angetriebenen FUhrungsschrauben dienen, die die Arbeitsbühne 39 und den Rotor 25 schrittweise nach unten antreiben, wie während eines Abtastverfahrens gefordert wird.

Um darzustellen, wie die Arbeitsbühne 39 mit dem Grundaufbau 54 zusammengebaut wird, um die Halterung und den Antrieb der Arbeitsbühne zu ermöglichen, ist eine der Querleisten 50, die mit 50· bezeichnet ist, fragmentarisch im Grundaufbau 54 dargestellt, wobei eine der vier Führungsschrauben 55 bis 58 durch die Querleiste geschraubt ist. Es ist erkennbar, daß die Arbeitsbühne 39 sich aufwärts oder abwärts Je nach der Drehrichtung der FUhrungsschrauben bewegt, wenn die in Tandems gekoppelten Führungsschrauben gedreht werden.

Die FUhrungsschrauben werden durch einen Servomotor 60 über einen Riemen und eine Riemenscheibe 61 angetrieben. Der Riemen treibt gewisse Wellen 62 und 63 in Getriebekästen 64 und 65, in denen die Führungsschrauben angeordnet und angetrieben werden. Diese Getriebekasten sind herkömmlicher Bauart, und ihre Funktion ist dem Fachmann bekannt. Querwellen 66 und 67 koppeln die Getriebekästen 64 und 65 mit einem weiteren Paar von Getriebekästen 67 und 68, die die FUhrungsschrauben 57 und 58 antreiben. Auf der Innenseite des Grundrahmens 54 ist auf einer kastenförmigen Struktur 69 eine neue Kabelaufnahmevorrichtung angeordnet, die allgemein mit dem Bezugszeichen bezeichnet ist und nachfolgend in Einzelheiten erläutert wird.

Wenn die Vorrichtung nach Figur 1 im Gegensatz zu der auseinandergezogenen, gezeigten Darstellung tatsächlich zusammengebaut

809812/0790

ist, wird die Arbeitsbühne 39 auf den Führungsschrauben im Grundaufbau 54 gehalten, und der Rotor 25 ist drehbar auf der Arbeitsbühne gelagert. Die Arbeitsbühne 39 besitzt eine zentrale Öffnung 71, um die Kabelaufnahmeeinrichtung 70 darin aufzunehmen. Die mit Wasser gefüllten Behälter 21 und 22 sind im Pfad des fächerförmigen Röntgenstrahls zwischen der Quelle 11 und der Detektorgruppe 28 angeordnet.

Bevor mit einer in Einzelheiten gehenden Beschreibung der speziellen Verbesserungen fortgefahren wird, wird zuerst ein Überblick über das gesamte System an Hand Figur 3 gegeben. Das System basiert darauf, daß ein Strahl einer Röntgenstrahlung durch eine Schicht des Untersuchungsobjekts projiziert wird und die durch das Objekt hindurchlaufenden Strahlen auf eine Gruppe von Detektoren fallen. Die Röntgenstrahlquelle und die Detektoren umkreisen gemeinsam das Untersuchungsobjekt, und die Quelle wird in vorgegebenen Intervallen derart ge pulst, daß die Detektoren eine Abfolge elektrischer Signale erzeugen, die der Absorption der Volumenzunahmen oder Volumeninkremente in der Schicht zugeordnet sind. Von jeder Schicht wird eine ähnliche Abtastung vorgenommen. Die Absorptionsdaten werden digitalisiert und gewöhnlicherweise in einem Speicher gespeichert, der einem Rechner zugeordnet ist. Der Rechner wird durch ein geeignetes Programm gesteuert, das einen Algorithmus ausführt, der die Daten derart verarbeitet, daß digitale Zahlen gewonnen werden, die den Absorptionskoeffizienten für jedes Teil innerhalb irgendeiner gewählten Schicht darstellen. Dies ermöglicht die Rekonstruktion und die Anzeige des Bildes, das abgetastet wurde. Es ist selbstver ständlich notwendig, jedes Absorptionskoeffizienten-Rohdatenwort dem Abtastwinkel und der Schicht zuzuordnen, innerhalb der es gewonnen wurde. Die Rotor- oder Abtastarm-Azimuthwinkel, bei denen die Absorptionsmessungen innerhalb eines Ab tastvorganges begonnen und beendet werden, müssen präzise bestimmt sein. Die Azimuthwinkel des Rotors müssen zu allen Zeiten bekannt sein.

809812/0790

Bei der Körperabtastvorrichtung, insbesondere bei der speziell hierin beschriebenen Brustabtastvorrichtung, kann die Abtastvorrichtung als in der O°-Azimutstellung betrachtet werden, wenn die Röntgenstrahlquelle 11 und die Detektoren 28 in Figur 2 in einer Linie und parallel mit dem Papier angeordnet sind, mit dem Wert null am Fußende des Objekts. Vom oberen Ende der Figur 2 her gesehen werden Azimutwinkel im Uhrzeigersinn als positiv, und Winkel im Gegenuhrzeigersinn als negativ betrachtet. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Röntgenstrahlquelle während der Zeit, während der Abtastarm bevorzugt um 360° gedreht wird, gepulst.

Es wurde eine Vereinbarung zur Festlegung der Azimut- oder Rotationswinkel des Abtastarms übernommen, der in dieser Beschreibung auch als Rotor bezeichnet wird. Wenn das Untersuchungsobjekt entsprechend der Figur 2 positioniert ist, befindet sich der Azimutwert null für die Röntgenstrahlquelle am Fußende des Patienten auf einer Linie, die sich von den Füßen des Patienten bis zum Kopf des Patienten erstreckt. Der Kopf liegt bei dieser Figur bei einem Azimutwinkel von 180°. Wenn der Patient auf die Vorrichtung gelegt wird, wird der Rotor, und insbesondere die Röntgenstrahlröhre auf die Stellung mit 90° Azimutwinkel oder einer Viertelumdrehung über die 0°- Azimutwinkelstellung gebracht, wobei zu beachten ist, daß die Röntgenstrahlquelle, von oberhalb des Patienten her gesehen, aus der O°-Stellung im Uhrzeigersinn positioniert wurde. Da der Patient und die Vorrichtung bei einer Stellung der Röntgenstrahlquelle vorbereitet werden, die nach ungefähr 90° einer Drehung im Uhrzeigersinn eingenommen ist, und da der erste Abtastvorgang im Uhrzeigersinn erfolgen soll, wird der Rotor nicht im Gegenuhrzeigersinn zurück zur O°-Azimutstellung zum Start gebracht, sondern der Rotor startet im Uhrzeigersinn bei der 90°-Azimutstellung. In dem im Uhrzeigersinn zählenden Winkel zwischen ungefähr 90°- und genau 135°-Azimut wird es dem Rotor gestattet, sich zu beschleunigen und eine konstante

zu erreichen. B 809812/0790

Winkelgeschwindigkeit zu erreichen. Bei genau 135° wird der

Impulsbetrieb der Röntgenstrahlen ausgelöst. Dieser Azimutwinkel von 135°stellt für den Rontgenstrahlimpulsbetrieb den O-Grad-Punkt dar, und wenn ein Winkel von 36O° der Rotordrehung addiert wird, so ist dieser Punkt ebenso der Abschalt- oder 360°-Punkt, bei dem der Rontgenstrahlimpulsbetrieb für die abzutastende Körperschicht beendet wird. Anschließend wird in dieser Beschreibung aus Einfachheitsgründen die O°-Röntgenstrahlstellung verwendet, um den Azimutwinkel zu kennzeichnen, bei dem der Rontgenstrahlimpulsbetrieb beginnt, und es wird die 36O°-Röntgenstrahlstellung verwendet, die tatsächlich mit dem Wert O zusammenfällt, um den Winkel zu kennzeichnen, bei dem der Rontgenstrahlimpulsbetrieb beendet wird.

Bei der gerade erläuterten, im Uhrzeigersinn erfolgenden Abtastung beträgt der wahre Azimutwinkel der Röntgenstrahlquelle, dessen O°-Wert am Fußende liegt, 135° plus 360°, wenn der Impulsbetrieb endet, was gleich 495° ist. Danach kann der Rotor weitere 45° freilaufen, und er wird, sofern er nicht vorher anhält, bei 540° abgebremst.

Eine Abtastung im Gegenuhrzeigersinn wird von dem wahren Azimutwinkel von ungefähr 540° oder weniger aus begonnen, und es werden wiederum 45° oder weniger gegeben, in denen der Rotor und die Röntgenstrahlquelle beschleunigt werden und eine konstante Geschwindigkeit erreichen, */obei diese konstante Ge schwindigkeit bei einem wahren Azimutwinkel von genau 495° vorliegt, wobei in dieser Stellung der Rontgenstrahlimpulsbetrieb für Abtastungen im Gegenuhrzeigersirin ausgelöst wird. Dieser wahre Azimutwinkel von 495° stimmt mit dem wahren Azimutwinkel von 135° überein, an dem der Rontgenstrahlimpulsbetrieb bei Rotation im Uhrzeigersinn startet, und dieser Wert kann wiederum als O°-Röntgenstrahlstellung betrachtet werden. Der Rontgenstrahlimpulsbetrieb bei einer Abtastung im Gegenuhrzeigersinn wird genau bei einem wahren Azimutwinkel von 495° minus 360° oder 135° beendet, und der Rotor läuft wiederum bis zu 45 frei und erreicht den wahren Azimutwinkel von

809812/0790

90°, bei dem die vorausgegangene Abtastung im Uhrzeigersinn gestartet ist, und von dem die nächste Abtastung starten wird.

Beispielsweise wird, ohne den Erfindungsgegenstand einzu schränken, in einer Ausführungsform der Erfindung die Röntgenstrahlquelle alle 3,6 der Drehung in jeder Schicht gepulst. Die Impulshülle dauert ungefähr 0,5° oder 4,4 Millisekunden an.Innerhalb jeder Röntgenstrahl-ImpulshUlle treten vier Kodierimpulse in Intervallen von 1,1 ms auf. Zwischen den Röntgenstrahlimpulsen sind ungefähr 100 ms verfügbar, um die Detektoren auszulesen. In diesem Beispiel sind in der Detektorgruppe 28 ungefähr 128 Detektorelemente vorgesehen.

Der Abtastrotor wird in diesem Beispiel mit 6 Umdrehungen pro Minute angetrieben, wodurch sich eine 360°-Abtastung einer Körperschicht in 10 Sekunden, bzw. eine 180°-Abtastung, sofern eine halbe Umdrehung verwendet wird, in 5 Sekunden vollenden läßt. Jede Schicht ist 1 cm dick, es wird Jedoch überlegt, auch dünnere Schichten zu verwenden. Die maximale Größe einer Brust beträgt normalerweise ungefähr 15 cm, so daß sie in einem Gesamtwert von ungefähr 150 s an tatsächlicher Abtastzeit untersucht werden kann, wobei Abtastungen mit 10 Sekunden erfolgen.

Kleinere Brüste erfordern weniger Abtastungen und können in einer kürzeren Zeit untersucht werden. Das Bedienungspersonal kann die Anzahl der Schichten einstellen, die abgetastet werden sollen, um die gesamte Brust, im wesentlichen aber nicht mehr, zu bedecken. Bei der AusfUhrungsform der Abtastvorrichtung, die den Torso oder andere größere, gesamte Körperteile untersucht, lassen sich nach Wahl des Bedienungspersonals mehr oder weniger Schichten abtasten.

Die oben genannten Werte sind, wie schon darauf hingewiesen wurde, nur als Beispiel angegeben. In anderen AusfUhrungs formen werden z.B. Abtastgeschwindigkeiten von 6,25 und 12,5 Umdrehungen pro Minute und 4,8 und 9,6 s pro Abtastung verwendet. Ein wichtiger Gesichtspunkt besteht darin, daß die

809812/0790

Impulse räumlich und zeitlich mit den Abtastwinkeln, und, wie noch erläutert wird, mit der Netzfrequenz synchronisiert sind. Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung stellt ein Kodier system dar, das noch näher erläutert wird, welches dies mit hoher Genauigkeit möglich macht.

In Figur 3 ist ein Block 77, der als "Tischelektronik^w 77 bezeichnet ist, kennzeichnend für die Schaltung zur Bestimmung und Steuerung der Abtastwinkel und für die Wahl der Schichten. Die Tischelektronikschaltungen sind über eine Datenerfassungs-Eingabe/Ausgabetafel 78 mit dem Rechner verbunden.

Es sind Einrichtungen vorgesehen, um die Röntgenstrahlquelle zu speisen und zu steuern. Der Röntgenstrahl-Steuerblock 79 dient zur Bereitstellung der Betriebsparameter der Röntgen strahlröhre, wie z.B. des Potentials und des Heizstroms. Diese Betriebsparameter müssen konstant gehalten werden, um verwendbare Absorptionsdaten zu erhalten, und zu diesem Zweck steuert der Steuerblock 79 die Röntgenstrahl-Speiseeinheit 80, die ihrerseits den Hochspannungsausgang des Röntgenstrahl transformator 81 festlegt. Die angelegte Spannung kann in einem Filter, das durch den Block 82 symbolisiert ist, gefiltert werden. Der Block 83 stellt eine Gittervorspannungssteuerung dar, um das Gittervorspannungspotential der Röntgenstrahlröhre, welches die Röntgenstrahlimpulse startet und stoppt, einzuschalten und auszuschalten. Das Röntgenstrahlsystem ist mittels einer Eingabe/Ausgabetafel 84 mit dem Rechner verbunden.

Die erforderlichen Absorptionsdaten werden in digitaler Form in einem Plattenspeicher 85 gespeichert, um gemäß dem Rechneralgorithmus weiterverarbeitet zu werden. Das Rechnerpro gramm ist in einem Magnetbandmodul 86 gespeichert. Das Bandgerät ist mit 87 bezeichnet. Die digitalen Daten, die ein Bild kennzeichnen, können auf einem Monitor für eine weiche oder harte Kopie angezeigt werden, der durch den Block 88 symbolisiert

803812/0790

ist. Es sind Einrichtungen vorgesehen, um einen Teil des Bildes auszuwählen, der einen speziellen Kontrastbereich oder Grauskala besitzt, und um diesem Bildteil die volle Kontrastskala von weiß bis schwarz zukommen zu lassen. Derartige Einrichtungen werden durch den Block 89 dargestellt, der als W-L-Steuerblock bezeichnet ist. An der Anzeigekonsole 90 steht dem Bedienungspersonal eine Steuertafel 91 zur Verfügung, um verschiedene Befehle zum Anzeigesteuersystem 96 zu senden. Die Anzeigekonsole kann ferner den Monitor 92 ent -halten, um den Ausgang des Rontgenstrahlgenerators zu überwachen. An der Maschine selbst befindet sich eine Operatorkonsole 93, die ebenfalls eine Steuertafel 9k zur Steuerung des Systems enthält. Die Fernanzeigekonsole ist mit dem Rechner über eine Anzeige-Eingabe/Ausgabetafel 95 und einem Anzeigesteuersystem 96 verbunden. Der Abtastvorgang erfolgt automatisch unter der Steuerung eines Rechners, nachdem der Patient eingebracht ist und ein Startbefehl vom Bedienungspersonal ausgelöst ist.

Ein wesentliches und wichtiges Merkmal der erfindungsgemäßen Körperabtastvorrichtung stellt das Kodiersystem dar. Seine primäre Funktion besteht darin, der Systemsteuereinrichtung, die als ein Rechner oder ein separater Mikroprozessor ausgebildet sein kann und nicht dargestellt ist, als Funktion der Position der Abtasteinrichtungen mit Impulsen zu versehen. Diese Impulse lösen, nachdem sie in der Systemsteuereinrichtung oder dem Rechner verarbeitet wurden, Röntgenstrahlimpulsbefehle als Funktion der Drehposition der Abtasteinrichtung und der Netzfrequenz aus. Die Impulsfrequenz des Kodierers wird von der Systemsteuereinrichtung verwendet, um die Drehgeschwindigkeit der Abtasteinrichtung festzulegen.

Es wird nun zur Beschreibung eine AusfUhrungsform des Kodiersystems auf die Figuren 4 und 5 Bezug genommen. In Figur 4 stellt der Block 100 die Abtasteinrichtung (Scanner) dar, die den Rotor 25 gemäß Figur 1 enthält, auf der die Röntgenstrahl-

809812/0790

quelle 11 und die Detektoranordnung 13 angeordnet ist. Der Kodierer 40 erzeugt Ausgangsimpulse in Abhängigkeit von der Rotordrehung und stellt eine kommerziell erhältliche Bauart dar, von der Einzelheiten nicht dargestellt sind. Der Kodierer kann eine Platte mit Löchern enthalten, die in gleichen Winkelabständen auf einem Kreis angeordnet sind. Eine Lichtquelle, wie z.B. eine lichtemittierende Diode, befindet sich auf der einen Seite der Scheibe, und ein Lichtsensor auf der anderen Seite der Scheibe. Wenn die Löcher aufgrund der Drehung der Welle des Kodierers durch den Lichtstrahl hindurchlaufen, erzeugt der Sensor eine Folge elektrischer Impulse. Beispielsweise erzeugt der Kodierer in einer tatsächlichen AusfUhrungsform 500 Impulse pro Umdrehung der Kodiererwelle. Da das Getriebeverhältnis zwischen dem Kodierer und der Abtasteinrichtung, gekennzeichnet durch den Block 101 in Figur 4,den Wert 18 : 1 besitzt, erscheinen auf der Leitung A bei jeder Um drehung der Abtasteinrichtung um 360° eine Anzahl von 9 000 Ausgangsimpulsen. Die Impulse werden mit einer konstanten Frequenz während des Abtastens erzeugt, da die Geschwindigkeit des Servomotors der Abtasteinrichtung konstant gehalten wird. Wenn die Abtasteinrichtung vor und nach Erreichen der 0° Stellung, bei der der Röntgenstrahlimpulsbetrieb startet, und der 360°-Stellung, bei der der Röntgenstrahlimpulsbetrieb stoppt, beschleunigt oder verlangsamt wird, werden die Impulse des Kodierers mit einer variierenden Frequenz erzeugt.

Auf der Ausgangsleitung B liefert der Kodierer 40 ferner einen Impuls pro Umdrehung der Kodiererwelle oder 18 Impulse bei jeder ganzen Umdrehung des Abtastrotors 25· Ein drittes Impulssignal, das auf der Leitung C erscheint, wird unabhängig vom Kodierer erzeugt. Die Impulsrate auf der Leitung C beträgt 1 Impuls pro 36O°-Abtastumdrehung, und dieser Impuls wird ungefähr bei dem Azimutwinkel von 0° Röntgenstrahlstellung erzeugt. Die Impulse auf der Leitung C werden unabhängig vom Kodierer erzeugt, wobei fotoelektrische Elemente verwendet werden, die eine Lichtquelle 102, einen Detektor 103 und ein

809812/0790

mit einer Blende versehenes Element 104 enthalten. Das Impulssignal C besitzt eine Breite oder Apertur von 10°.

Wie sich aus Figur 5 entnehmen läßt, in der die Kurvenverläufe dargestellt sind, besitzt der Kodierer eine solche Phase, daß das Impulssignal B innerhalb die Apertur oder Breite des Im pulssignals C fällt. Die Impulsserien A und B stehen notwendigerweise zeitlich und räumlich untereinander in Beziehung, da sie von derselben Kodiererwelle erzeugt werden. Die Impuls signale B und C fallen einmal pro Umdrehung der Abtasteinrichtung zusammen, und die Mitte des Impulses B fällt mit dem Anstieg des ersten Impulses der Gruppe A zusammen, wie aus Figur 5 entnommen werden kann, in der die O°-Röntgenstrahlstellung durch eine gestrichelte Linie festgelegt ist, so daß eine präzise räumliche Ausrichtung oder Übereinstimmung der Nullstellung bezüglich der Impulsgruppe A erreicht ist. Der Ausgangsimpuls, der die Nullstellung kennzeichnet, erscheint auf der Leitung D in Figur 4 und wird durch die UND-Funktion des Tors 105 bewirkt, welches ein Ausgangssignal D bei Koinzidenz der Signale B und C erzeugt.

Die Impulsgruppe A wird über einen UND-Tortreiber 106 zur Systemsteuereinrichtung geleitet. Geeignete Treiber sind durch den Bautyp National DM 8830 oder durch äquivalente Bautypen gegeben. Bei jedem Impuls der Gruppe A geht die Ausgangsleitung

107 des Treibers auf einen hohen Wert, und die Ausgangsleitung

108 wird nieder gehalten. Die die Nullstellung anzeigende Impulse D, die von der Koinzidenz der Impulse B und C herrühren, werden über Leitungen 110 und 111 einem Treiber 109 und der Systemsteuereinrichtung zugeführt. Alle Leitungen sind am Empfangsende elektrisch isoliert, wobei lichtgekoppelte Isolatoren verwendet werden, die nicht dargestellt sind. Als Empfänger kann z.B. der Typ Fairchild FDC 820 oder ein Äquivalent verwendet werden, dem ein Schmitt-Triggerpuffer vom Typ SW 7414 folgt, wobei weder Empfänger noch Schmitt-Trigger gezeigt sind.

809812/0790

Wie in Figur 5 dargestellt ist, erscheinen die Impulse des Kodierers in der Gruppe A mit einer gleichförmigen Frequenz. Dies ist nur der Fall, wenn die Abtasteinrichtung mit einer gleichförmigen Winkelgeschwindigkeit rotiert. Das System ist derart aufgebaut, daß der erste Röntgenstrahlimpuls nur ausgelöst wird, wenn die Drehgeschwindigkeit der Abtasteinrichtung und damit die Impulsfrequenz einen vorgegebenen konstanten Wert besitzt. Eine konstante Winkelgeschwindigkeit der Abtasteinrichtung wird mit dem Azimut-Antrieb erzielt, der später beschrieben wird.

Wenn eine Schicht des Körpers des Untersuchungsobjekts, wie z.B. der Brust, untersucht werden soll, wobei angenommen wird, daß das Objekt richtig eingefügt ist, startet die Abtasteinrichtung oder der Rotor die Drehbewegung von einem Winkel von etwa 4*ΐ^υ vor der O°-Röntgenstrahlstellung aus, wobei diese Stellung oben definiert ist. Dies ermöglicht ea dem Abtasteinrichtungs- oder Azimutantrieb, eine Beschleunigung zu durchlaufen und eine konstante Geschwindigkeit zu erreichen, wenn die O°-Röntgenstrahlstellung oder die Einschaltstellung erreicht ist und der erste Röntgenstrahlimpuls ausgelöst wird. Der erste Röntgenstrahlimpuls wird nur ausgelöst, wenn der Rotor 25 sich auf einer konstanten vorgegebenen Geschwindigkeit befindet, wenn er die O°-Röntgenstrahlsteilung bei der einen Abtastrichtung, und die 36O°-Röntgenstrahlstellung was dieselbe Stellung ist - für die andere Abtastrichtung erreicht. Die Abtastung wird automatisch unterlassen, wenn die Rotorgeschwindigkeit zum Zeitpunkt, zu dem der Rotor die 0°- Röntgenstrahlstellung erreicht, nicht konstant ist.

Der Kodierer liefert auf jeden Fall einen kontinuierlichen Impulszug während der Rotorbeschleunigung, während des Intervalls gleichförmiger Geschwindigkeit und während der Abbremsung der Abtasteinrichtung. Dies wird im Impulszug E der Figur 5 beispielshalber dargestellt, und diese Impulse sind tatsächlich diejenigen, die auf der Leitung A in Figur 4 erscheinen. Es ist ersichtlich, daß links von der O°-Röntgen-

809812/0790

strahlStellungsmarkierung die Impulse in der Impulsgruppe E ungleichförmig sind und einen abnehmenden Zwischenraum zwischen sich besitzen, wodurch Beschleunigung gekennzeichnet ist. Unmittelbar vor der Nullstellung, und von der Nullstellung bis unmittelbar über 360° der Drehung hinaus, wo die Röntgenstrahlimpulse gestoppt werden, sind die Impulse des Kodierers gleichförmig, da der Azimutantrieb mit einer konstanten Geschwindigkeit läuft. Nach einer Drehung um 360° oder der Röntgenstrahl-Ausschaltstellung verlangsamt sich die Abtasteinrichtung und kommt unter normalen Bedingungen nach ungefähr 45° zur Ruhe. Entsprechend umgekehrte Winkel gelten für den Fall der in umgekehrter Richtung verlaufenden Rotordrehung. Geeignete Grenzschalter und Halteinrichtungen sind vorgesehen, um die Drehung auf nicht mehr als 90° in beiden Richtungen über die O°-Röntgenstrahlstellung oder die 360°-Röntgenstrahlstellung - für den Fall in umgekehrter Richtung laufender Abtastumdrehungen zu begrenzen. Dies wird später näher erläutert.

In Figur 5 ist das Röntgenstrahlimpulsintervall auf der Linie F dargestellt, und der erste Impuls wird bei der O°-Röntgenstrahlstellung der Abtasteinrichtung oder des Rotors ausgelöst und alle 3,6° der Drehung des Rotors und der Röntgenstrahl quelle gemäß diesem Beispiel wiederholt, wie oben erwähnt wurde. Es können auch andere Wiederholfrequenzen verwendet werden. In diesem Beispiel beträgt, wie schon erwähnt, die Impulsdauer 4,4 ms, und innerhalb dieser Zeit treten vier Kodiererimpulse 112 mit einem Abstand von 1,1 ms auf. Es sei jedoch bemerkt, daß die Frequenz der Röntgenstrahlimpulse von den gerade als Beispiel gegebenen Werten abweichen kann, und daß dies von der verfügbaren Röntgenstrahlintensität, der individuellen Impulsdauer, der Abtastgeschwindigkeit, dem zur Rekonstruktion des Bildes verwendeten Rechneralgorithmus und u.a. auch von dem Grad der geforderten Bildauflösung abhängt. Das Geschwindigkeitsabfühlsystem erlaubt eine Pufferperiode von 5° zur überwachung und Feststellung, ob die Abtasteinrichtung mit der konstanten Geschwindigkeit betrieben wird. Die Röntgenstrahl-

809812/0790

impulse beginnen nur, wenn die Rotorgeschwindigkeit konstant ist. Die Abtastung wird automatisch unterlassen oder beendet, wenn die Geschwindigkeit nicht konstant ist. Ist die Abtastgeschwindigkeit konstant, so kann die Röntgenstrahlung bei der O°-Röntgenstrahlstellung eingeschaltet werden. Der Rechner befindet sich bei der Durchführung seiner Steuerfunktionen im Gleichlauf mit den Rontgenstrahlimpulsen und indiziert diese und veranlaßt, daß die Hochspannung an der Röntgenstrahlquelle sich arn Ende jeder Abtastung ausschaltet.

Im folgenden wird nun ein Schema zur Steuerung der Röntgenstrahlbelichtungen beschrieben, das gegenüber dem vorausgehend beschriebenen bevorzugt wird. In der vorstehenden Ausführungsform wurde jeder Röntgenstrahlimpuls oder Belichtungsintervall gestartet, wenn eine vorgegebene Anzahl von Impulsen des Kodierers gezählt wurde. Wenn kürzere oder längere Röntgenstrahlimpuläe gewählt wurden, um verringerte oder ernohte Belichtungen zu erhalten, wurden die Röntgenstrahlimpulse auf einer Seite des Startpunktes kontrahiert und expandiert. In anderen Worten, die Röntgenstrahlimpulse waren nicht um die Winkel zwischen den Impulsen zentriert. Dies verkompliziert den vom Rechner zur Rekonstruktion des Röntgenstrahlbildes verwendeten Algorithmus.

Im vorausgegangenen Schema waren die Röntgenstrahlimpulse räumlich oder winkelmäßig synchronisiert, es war jedoch nicht sichergestellt, daß eine Synchronisation der Röntgenstrahlimpulse mit der Netzfrequenz erfolgte. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird eine Netzfrequenz-Synchonisation vorgenommen, und die Röntgenstrahlimpulse sind symmetrisch um ihre Abstandswinkel, die vom Kodierer festgelegt sind. Die Mitten oder Zentren aller Röntgenstrahlimpulse in allen Schichten des Körpers sind dann unabhängig von der Länge der Impulse kongruent.

In der bevorzugten Ausführungsform wird der Rotor 25 synchron mit der Frequenz des Netzes angetrieben, wobei ein Wechselstrom-

809812/0790

27A1240

Synchronmotor als Azimutantriebsmotor 45 verwendet wird, vergleiche Figur 8. Alle Parameter werden dann gemäß der vor herrschenden Netzfrequenz gewählt, die in Deutschland 50 Hz beträgt und in anderen Ländern manchmal auch 25» 40 oder 60 Hz betragen kann. Im vorliegenden Beispiel werden die auf einer 60 Hz-Netzfrequenz basierenden Zahlen verwendet, um das bevorzugte System zu beschreiben.

Es wird nun auf die Figuren 1, 4 und 8 Bezug genommen, nach denen der Rotor 25 wiederum ein Ringzahnrad 36 aufweist, um einen von einer Welle angetriebenen Präzisionskodierer 40 in Drehbewegung zu versetzen. In diesem Fall ist aus Gründen, die noch klarer werden, das Getriebeverhältnis derart gewählt, daß eine Umdrehung des Ringzahnrads 36 in 24 Umdrehungen der Kodiererwelle umgesetzt wird. Der Kodierer erzeugt ein Vielfaches von 60 I¹?., nämlich 360 Impulse pro Umdrehung der Welle, so daß der Impulszug A in Figur 4 8640 Kodiererimpul^e bei Jeder Azimut- oder vollen 360°-Rotorumdrehung aufweist. Wie in der vorausgegangenen Ausführungsform liefert der Kodierer einen zweiten Ausgang als Impuls B, der lediglich einmal pro Umdrehung der Kodiererwelle auftritt. Dieser Impuls wird einem UND-Tor 105 mit einem separaten, vom Azimut abgeleiteten Impuls C vom Sensor 103 zugeführt, wobei dieser Impuls nur einmal pro Azimutumdrehung auftritt. Die Impulse B und C besitzen eine derartige Phase, daß sie einmal pro Azimutumdrehung zusammenfallen, und diese Impulse bewirken, wenn sie zusammenfallen, einen Ausgangsimpuls vom UND-Tor 105, der bei der O°-Röntgenstrahlsteilung und der 36O°-Röntgenstrahlstellung auftritt, wobei die letzteren Winkel früher definiert wurden. Da die beiden Kodiererausgänge Teile derselben Wellenanordnung sind, ist ihre Beziehung untereinander invariant, und die räumlichen Beziehungen zwischen der O°-Röntgenstrahlstellung und der 360°-Röntgenstrahlstellung ist bezüglich des Rotors 25 invariant.

Das Ausgangssignal des Kodierers mit 8640 Impulsen stellt daher ein netzsynchrones Taktsignal für die räumliche Synchronisierung der Start-, Mitten- und Endpunkte jedes Impulses und

809812/0790

27412

zur Festlegung der Dauer der Röntgenstrahlimpulse dar. In dem als Beispiel gewählten System erfolgen während einer Rotor drehung um 360° für jede Körperschicht 288 Röntgenstrahlim pulse oder Belichtungen und Ansichten. Zwischen den Mitten der Röntgenstrahlimpulse liegen 1,25°. Je nach der geforderten Bildauflösung können mehr oder weniger Belichtungen durchgeführt werden.

Die Zeitperiode zwischen den Röntgenstrahliinpulsen wird durch Zählung der Kodiererimpulse bestimmt, und dies kann in einem nicht dargestellten Mikroprozessor erfolgen, der als Systemsteuereinrichtung dient, oder es kann durch den Rechner erfolgen, der dann die Steuerfunktionen ausführt. Die Dauer wird ebenfalls durch die Zählung von Kodiererimpulsen festgelegt. In diesem Beispiel beträgt die Periode 8640/288 oder 30 Kodiererirnpulse zwischen den Röntgenstrahlimpulsen. Da der Rotor 25 netzsynchron angetrieben ist, treten die Röntgenstrahlimpulse synchron mit der Netzfrequenz auf. Bei der tatsächlichen Vorrichtung sind Geschwindigkeiten der Abtastung von 12,5 und 6,25 Umdrehungen pro Minute vorgesehen. Bei 12,5 Umdrehungen pro Minute benötigt eine Abtastung 4,8 Sekunden, so daß 4,8/288 = 1/60 Sekunden das Intervall zwischen den Impulsen darstellt. Bei 6,25 Umdrehungen pro Minute benötigt eine Abtastung 9,6 Sekunden, so daß 9,6/288 = 1/30 8 die Intervallzeit ist. Diese Zeiten stellen synchrone Perioden für eine 60 Hz-Netzfrequenz dar, und es ist für einen Fachmann einfach, diese Werte an andere Netzfrequenzen anzupassen.

Im Falle, daß eine Abtastung 4,8 s beträgt, beträgt die Dauer jedes Kodiererimpulses 1/60 : 30 oder 0,555 ms. Bei einer Abtastungszeit von 9,6 s beträgt diese Impulsdauer 1,11 ms. Bei einer Abtastung von 4,8 s kann der Zähler die Röntgenstrahl-Belichtungsimpulse in den Schritten von 0,555 ms bis zu beliebigen Längen steuern. Tatsächlich wird der Zähler programmiert, um die Belichtungen in Schritten von 2 Kodiererimpulsen aus Gründen zu steuern, die noch erläutert werden.

$09812/0790

- 2Tf -

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung stellt der Zähler für Kodiererimpulse einen Teil einer Steuereinrichtung dar, die tatsächlich als ein ^xntel 8080 Mikroprozessor ausgebildet ist, und gemäß einer anderen AusfUhrungsform wird die Zählung der Kodiererimpulse mit dem Rechner durchgeführt, der auch die Bilder aus den Daten rekonstruiert und andere Steuerfunktionen ausführt.

Die Steuereinrichtung ist programmiert, um tatsächlich den Mitten- oder Zentrumspunkt Jedes Röntgenstrahlimpulses zu bestimmen, und jeden Impuls, unabhängig von der Länge des Röntgenstrahlimpulses symmetrisch um die Mitte zu starten und zu beenden.

Die Steuereinrichtung startet die Röntgenstrahlimpulse bei einer ersten Winkelstellung, die jenseits der O°-Röntgen Strahlstellung oder der 36O°-Röntgenstrahlstellung in beiden Richtungen liegt, und er beendet die Röntgenstrahlimpulse bei der 360°-Röntgenstrahlstellung bzw. der O°-Röntgenstrahlstellung. Bei einer Drehung des Rotors im Uhrzeigersinn, z.B. bei einer 4,8 s dauernden, 288 Impulse enthaltenden Abtastung um 360°, liegt dann die Mitte des ersten Röntgenstrahlimpulses bei 1,25° oder 30 Kodiererimpulse nach der O°-Röntgenstrahlstellung. Die Mitten oder Zentren der folgenden Röntgenstrahlimpulse liegen immer 30 Kodiererimpulse nach dem vorausgegangenen Impuls. Da für die Röntgenstrahlimpulse Symmetrie gefordert ist, und die Dauer der Impulse durch die Abzählung von Kodierimpulsen bestimmt wird, muß immer eine gleiche Zahl von Kodierimpulsen auf beiden Seiten der Mitte vorhanden sein, so daß die Gesamtzahl der Kodiererimpulse während eines Röntgenstrahlimpulses eine gerade Zahl sein muß. Aus diesem Grund ist der Kodierer so programmiert, daß er die Belichtung in Schritten von zwei Kodiererimpulsen steuert.

Die Steuereinrichtung ist derart programmiert, daß sie einen Röntgenstrahlimpuls eine ganze Zahl von Kodiererimpulsen vor

809812/0790

der Impulsmitte startet, und daß sie den Röntgenstrahlimpuls nach derselben Anzahl nach der Impulsmitte beendet. Wenn z.B. Röntgenstrahlimpulse mit 1,1 ms Dauer gesteuert werden, so entspricht dies zwei Kodiererimpulsen, Jeweils einen Kodiererimpuls auf jeder Seite der Impulsmitte beim Zahlenwert 30. Die Steuereinrichtung ist also derart programmiert, daß sie den Startpunkt einen Kodiererimpuls vor der Impulsmitte vorwegnimmt. Die Steuereinrichtung liefert einen Triggerimpuls bevor der Röntgenstrahlimpuls gestartet wird, dessen Breite gleich einem Kodierer- oder Positionsimpuls ist. Zwischen dem Ende des Triggerimpulses und dem Start des Röntgenstrahlimpulses ist keine Trennung oder Separation vorhanden. Nachdem dann zwei Kodiererimpulse gezählt sind, entregt die Steuereinrichtung die Röntgenstrahlimpulsquelle. Dieser Prozeß wiederholt sich, und der letzte Röntgenstrahlimpuls innerhalb einer vollen Abtastung wird bei diesem Beispiel einer Drehung im Uhrzeigersinn bei der 36O°-Röntgenstrahlsteilung zentriert.

Allgemein betrachtet bedeutet dies, daß alle Röntgenstrahlimpulse die Dauer von 2 η Kodiererimpulsen besitzen, wobei η eine ganze Zahl ist. Die Mitte oder das Zentrum der Röntgenstrahlimpulse befindet sich dann 2n/2 Kodiererimpulse nach dem Belichtungsstart.

Die folgende Tabelle liefert η für die beiden Geschwindigkeitsbeispiele und die verschiedenen Belichtungs-Wahlmöglichkeiten (exposure entries) des Bedienungspersonals.

Röntgenstrahl- "n" Kodiererimpulse Belichtung 4,8 s Abtastung 9.6 s Abtastung

1,11 ms 2

2,22 4 2

3,33 6

4,44 — 4

6,67 — 6

809812/0790

Die nachfolgende Tabelle gibt den relativen Zählerinhalt bezüglich des O-Zählerinhalts
bei der O°-Röntgenstrahlstellung = Q°-Azimutstellung am Start, in der Mitte und am Ende des ersten und letzten Röntgenstrahl-Belichtungsimpulses für das System wieder, das in einer 4,8 s-Abtastungsbetriebsart betrieben wird, wobei die vom Bedienungspersonal ausgewählten Belichtungszeiten 1,11, 2,22 oder 3,33 ms betragen.

ö° stellt den von einem Punkt gemessenen Azimutwinkel dar, wobei dieser Punkt, wie schon früher erläutert, ein willkürlicher Nullpunkt, und nicht axe O°-Röntgenstrahlstellung ist.

- 30 -

809812/0790

Fall : 4,8 s Abtastung

Röntgenstr. Belichtungs zeit (ms)	Röntgenstr. Belichtung Anzahl	Belichtungs start Zählerinh.	Belichtungs mitte Zählerinh.	Belichtungs ende Zählerinh.	Drehung i.Uhr zeigersinn Azimutwinkel b.Belichtungs mitte	Drehung i.Gegen uhrzeigersinn Azimutwinkel b. Belichtungsmitte
Oi ,11	1	29	30	31	θ° + 1,25°	Θ⁰+ 358,75°
«Ο 1 ,11	288	8639	8640	8641	θ° ₊ 360°	G°
co
	1	28	30	32	θ° + 1,25°	θ° + 358,75°
S2.22	288	8638	8640	8642	θ° + 360°	9°
co
ο 3,33	1	27	30	33	β° + 1,25°	©° + 358,75°
3,33	288	8637	8640	8643	θ° + 360°	β°

Aus der oben genannten Tabelle wird ersichtlich, daß alle Belichtungen symmetrisch um einen Mitten-Zählerinha^t sind, der zum Beispiel 3o Zählimpulse oder Zählungen für Jede Schicht und für jede beliebige Röntgenstrahlimpulsdauer beträgt.

Für synchrone 50 Hz-Rotorantriebssysteme können Abtastungen in 5,76 s bei langsamer Geschwindigkeit, und in 11,52 s bei hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden. Die Dauer der Kodiererimpulse beträgt 1/50 : 30 = 0,6666 ms für die schnelle Abtastung und 1,3333 ms für die langsame Abtastung, sofern dasselbe Kodierer- und Getriebeverhältnis verwendet wird wie in dem oben genannten 60 Hz-Netzfrequenzbeispiel, wobei wiederum angenommen wird, daß 288 Belichtungen pro Azimutumdrehung gewünscht werden.

In den bisher geschilderten Ausführungsformen wird der fächerförmige Röntgenstrahl im Impulsbetrieb bei regelmäßigen Winkelinkrementen ein- und ausgeschaltet, und die Röntgenstrahlintensitätssignale von den Vielfachelementen der Detektoranordnung 28 wird zwischen den Impulsen ausgelesen. Figur 20 zeigt ein System, bei dem die Vorteile der Verwendung eines fächerförmigen Röntgenstrahls erhalten bleiben, das ledoch nicht gepulst werden muß. Dieses System erlaubt, daß er Röntgenstrahl mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit oder in inkrementellen Winkelschritten gedreht wird, ohne daß der Strahl während der Abtastung einer Körperschicht ausgeschaltet wird. Allgemein ausgedrückt bedeutet dies, daß das System nach Figur 20 zwei Kondensatorgruppen oder -bänke benutzt. Während die Kondensatoren in einer Gruppe gemäß den Röntgenstrahlintensitäten aufgeladen werden, werden die Kondensatoren in der anderen Gruppe ausgelesen, und die beiden Gruppen werden alternativ zwischen der Eingabe vom Detektor 28 und der Ausgabe zu dem Datenerfassungsgerät 75 geschaltet.

Unter weiterer Bezugnahme auf Figur 20 sei bemerkt, daß der Detektor 28, wie schon im Fall der oben geschilderten Ausführungsformen, demjenigen Detektor ähnlich ist, der in der deutschen Patentanmeldung P 26 h2 7^1.8 beschrieben ist. Dieser Detektor enthält eine große Anzahl von einzelnen Zellen der Art, die mit dem Bezugszeichen 510 versehen ist. Die Zellen

aO9812/0790

werden durch gemeinsame Kathoden 511 und 512 begrenzt, und jede Zelle besitzt eine Anode, wie z.B. 513. In einem praktischen Fall besitzt der Detektor 28 z.B. 320 Zellen. Es können Jedoch weniger oder mehr Zellen verwendet werden. Eine der Ausleseleitungen 514, die von einer typischen Zelle her kommt, ist mit der weiteren Schaltung verbunden dargestellt, es sei jedoch bemerkt, daß entsprechende Leitungen von den Anoden aller Zellen wegführen.

In (ii ffieniJFall werden Integrator-Kondensatorgruppen 515 und verwendet. In der Gruppe 515 sind beispielshalber zwei Kondensatoren 517 und 518 gezeigt, es sei jedoch bemerkt, daß in dieser Gruppe so viele Kondensatoren enthalten sind, wie Zellen des Detektors 28 ausgelesen werden sollen. Jeder Kondensator befindet sich in einem Schaltkreis. Ein typischer Kondensator 517 befindet sich in eine. Jchaltung mit einem Schalter 519, der als mechanischer Einpol-Doppelstellungsschalter, wie z.B. einem Reed-Schalter besteht, es kann jedoch an dessen Stelle ebensogut ein Transistorschalter verwendet werden. Der Schalter 519 ist mit der Anodenausgangsleitung 514 von einer der Zellen zum Kondensator 517 verbunden, so daß der Kondensator Ladung von der Detektorzelle empfängt, wenn der fächerförmige Röntgenstrahl den Abtastvorgang ausführt. Mit den einzelnen Zellen sind zusätzliche, nicht dargestellte Schalter, die dem Schalter 519 ähnlich sind, verbunden, und jeder Schalter führt zu einem Kondensator in der Gruppe 515. Der Schalter 519 und die ent sprechenden, der Gruppe 515 zugeordneten Schalter sind durch einen Multivibrator 520 oder ein Äquivalent gesteuert. Für jeden Schalter, wie den Schalter 519, ist ein Multivibrator vorhanden. Die Schaltgeschwindigkeit des Multivib: ators wird durch ein Flip-Flop 521 oder eine äquivalente Einrichtung gesteuert, das durch Signale zeitlich gesteuert wird, die vom,und unter Steuerung des Azimutkodierers 40 abgeleitet werden. Wenn alle Kondensatoren die Ladung von den Detektorzellen für einen Augenblick integriert haben, wird der Schalter 519 unter dem Einfluß des Multivibrators 520 umgelegt, so daß die Ladung

809812/0790

auf den Kondensatoren, z.B. 517 und 518 durch das Datenerfassungssystem ausgelesen wird, das in Figur 20 durch den Block 75 dargestellt ist. Im Anschluß auf die Auslesung der Daten, bevor die Kondensatoren wieder angeschlossen werden, wird ein Kurzschlußschalter, der durch den Block 521 gekennzeichnet ist und eine Steuerleitung 522 besitzt, aktiviert, wodurch alle Kondensatoren in der Gruppe auf null Volt entladen werden. Während die Kondensatoren in der Gruppe 515 Ladung über die Schalter 519 ansammeln, wobei sich die Schalter in der für diese Zeit gezeigten Positionen befinden, sind die anderen Schalter 523 mit dem Datenerfassungsmodul 75 verbunden, wie dargestellt ist, so daß die Kondensatoren, z.B. 524 und 525» gleichzeitig ausgelesen werden können. Die dem Schalter 523 entsprechenden Schalter werden durch einzelne Multivibratoren, z.B. 526, gesteuert. Die Art des Betriebs sieht also vor, die Schalter gruppen 519 und 523 zum abwechselnden Auslesen der Detektorelemente parallel oder simultan zu schalten und dann die integrierte Ladung dem Datenerfassungsmodul zu übertragen.

Es wird nun der Azimutantrieb und dessen Steuerung erläutert. Es sei daran erinnert, daß die Abtasteinrichtung oder der Rotor 25 gemäß Figur 1 durch den Servomotor 45 in einer Drehbewegung angetrieben wird. Das logische System und die Komponenten des Azimutantriebssystems sind in den Figuren 7 bzw. 8 dargestellt, auf die nun Bezug genommen wird.

In Figur 8 ist der Servomotor 45 für den Azimutantrieb schematisch derart dargestellt, daß er in einer Antriebsverbindung mit dem Abtastrotor 25 steht. Der Motor 45 ist ferner mit einem Tachometer 115 gekoppelt, das seine Signale in einer Rückkopplungsschleife einem Ssrvoverstärker II6 abgibt. Der Servoverstärker steuert seinerseits die dem Motor 4^f gelieferte Spannung und damit dessen Drehgeschwindigkeit. Der Servo νerstärker 116 erhält normalerweise eine Wechselstromleistung über eine Eingangsleitung 114. Diese Leistung wird von einer Triac-Treiberschaltung 291 erhalten, die in Figur 6 dargestellt ist.

809812/0790

Der Ankerkreis des Azimutantriebmotors 45 besitzt einen normalerweise offenen Kontakt 177, der durch das Relais CR 8 in Figur 6 geschlossen wird, um den Motor zu betreiben, wenn mehrere zusätzliche Betriebsbedingungen erfüllt sind. Es wird anschließend bei der Beschreibung der Figur 6 gezeigt, daß alle Funktionen der Arbeitsbühne und des Rotorantriebs durch Entregung der Triac-Treiberschaltung und durch Schaltung gewisser Relaiskontakte angehalten werden können, wenn bestimmte Bedingungen vorliegen.

Wie schon erwähnt, wird durch den Kodierer 40 eine Gruppe von Zeitsteuerimpulsen erzeugt, wenn das System gespeist wird und der Azimutantrieb arbeitet. Mittels eine Getriebes, das in Figur 8 durch den Block 117 symbolisiert ist, treibt der Rotor 25 ein Potentiometer 118 an, das eine Spannung erzeugt, die den augenblicklich vorliegenden Rotor-Azimutwinkel kennzeichnet. Das Getriebe 117 und das Potentiometer ι 18 befinden sich tatsächlich in dem Gehäuse 41 der Figur 1, sie sind Jedoch in Figur 1 nicht sichtbar. Der Arm des Potentiometers 118, von dem die den Azimutwinkel kennzeichnende Spannung erhalten wird, ist über einen Kontakt 196 einer Relaisspule CR 5, die in Figur 6 dargestellt ist, angeschlossen. Die Relais spule CR 5 wird immer dann erregt, wenn ein Befehl für den Rotor gegeben wird, sich um einen bestimmten Winkel zu drehen, sofern alle Bedingungen für den Antrieb erfüllt sind. Wenn sich der Kontakt 196 schließt, werden die Kontakte 197 und 199 des Relais CR 5 in Figur 8 geöffnet. Das Signal vom Potentiometer 118 geht über den Kontakt 196 zu einem Summierpunkt 119, der den Eingang für einen Nullkomparator 121 bildet. Analogspannungssignale von vorgesetzten Werten, die den Rotordrehbefehlen entsprechen, werden vor Abtastung des Patienten und vor dem Auflegen oder Einfügen des Patienten über einen Leiter 120 empfangen, der an den Suramierpunkt 119 angeschlossen ist. Es soll später erläutert werden, wie die Analogspannungssignale erzeugt und ausgewählt werden. Die Analogsignale werden über den Kontakt 198 in Figur 8 weiter gegeben, der durch eine Relaisspule CR 4 in Figur 6 gesteuert wird. Der Ausgang des

809812/0790

Null-Komparators 121 ist mit dem Servoverstärker 116 verbunden, und der Eingang des Null-Komparators 121 liegt am Summierpunkt 119. Wenn die analoge Befehlsspannung auf der Leitung 120 das Signal vom Potentiometer 118 auf den Wert null bringt, reagiert der Null-Komparator dadurch, daß er dem Servoverstärker ein Signal zukommen läßt, um den Motor 45 des Rotorantriebs zu desaktivieren. Solange wie der Komparator 121 nicht auf den Wert null gebracht ist, erscheint ein Signal auf einer seiner Ausgangsleitungen 122, wobei in Serie mit dieser Leitung eine Kurzzeit-Verzögerungseinrichtung 123 angeordnet ist. Das Signal auf der Leitung 122 soll dem Steuerteil des Rechners mitteilen, wenn die befohlene Richtung und Drehung und Winkelstellung des Rotors erreicht ist. Das Ausgangssignal vom Komparator 121 stellt das Eingangssignal von zwei UND-Toren 124 und 125 dar. Wenn ein Uhrzeigersinn-Signal befohlen wird, so liegt am Eingang 126 des Tors 124 ein Auslösesignal, wodurch das Ausgangssignal des Tors 124 den Zustand ändert, wenn der Wert null erreicht ist, und dieses Signal wird über eine hohe und über eine niedere Treiberleitung 126 und 127 zurück zur Steuereinheit geliefert, wobei in der niederen Treiberleitung 127 ein Inverter 128 zwischengeschaltet ist. Wenn ein Gegenuhrzeigersinn-Befehl gegeben wird, wird der Eingang 129 des UND-Tors 125 ausgesteuert, und das Differenzsignal oder ein Null-Signal, das den Wert null angibt, wird dem anderen Eingang des Tors 125 über einen Inverter 130 zugeführt. Wenn der Wert null erreicht ist, ändert das Ausgangssignal der Tors 125 seinen Zustand, und dieses Signal wird über Leitungen 131 und 132 der Steuereinheit zugeführt, wobei sich in der Leitung 132 ein Inverter 133 befindet.

Dem Motor des Azimutantriebs oder Rotorantriebs kann durch ein Signal mitgeteilt werden, daß er durch ein von Hand erzeugtes Befehlssignal angetrieben wird. Derartige Befehle werden verwendet, um den Rotor 25 in gewisse Stellungen zu bringen, wenn der Patient sich in das Gerät begibt, odei wenn das Gerät gewartet wird.

809812/0790

Ein logisches System, das wichtige Logikfunktionen des Azimutantriebs verwirklicht, ist in Figur 7 dargestellt. Dieses System besitzt drei Befehlssignal-Eingangsstufen 141, 142 und 143. Die Stufe 141 ist mit der Steuerung der Abtastdrehung im Uhrzeigersinn befasst. Die Stufe 142 ist mit der Abtastdrehung im Gegenuhrzeigersinn befasst. Die Stufe 143 ist vorgesehen, um die Abtasteinrichtung seitlich von der Längsachse des Untersuchungsobjekts anzuordnen, wenn das Objekt für die Untersuchung vorbereitet wird. Dies ermöglicht es, die Brust durch den transparenten Wasserbehälter zu sehen, um sicherzustellen, daß die Brust für das Abtasten richtig ausgerichtet und positioniert ist. Es wird dabei ein Blick auf die Anordnung geworfen, wenn die Abtasteinrichtung longitudinal ausgerichtet ist, ein anderer Blick wird darauf geworfen, wenn die Abtasteinrichtung in seitlich ausgeschwenkter Stellung steht. Die Abtasteinrichtung wird bezüglich des Patienten in Längsrichtung gedreht, um eine Interferenz mit der Sichtlinie des Bedienenden zu vermeiden. Beim Einbringen des Patienten befindet sich die Abtasteinrichtung in seitlicher Position, um Raum zu schaffen, um die Unterlage für den Patienten in geneigte Stellung zu bringen.

In Figur 7 besitzt die Eingangsstufe 141 für die Steuerung des Rotors im Uhrzeigersinn (CW) ein ODER-Tor 144 mit zwei Eingängen. Ein Eingangsanschluß empfängt ein Signal von einem von Hand betätigbaren Druckschalter 145, der verwendet wird, wenn das Bedienungspersonal einen speziellen Azimutwinkel oder eine Drehung der Abtasteinrichtung im Uhrzeigersinn wünscht. Das Signal kann von einer nicht dargestellten Logikpegel-Spannungsquelle abgeleitet werden, die mit dem Eingangsanschluß 146 verbunden ist. Der andere Eingangsanschluß des ODER-Tors 144 besitzt einen Empfänger 147 in Serie mit sich, und der Empfänger erhält Befehlssignale auf dem Eingangsanschluß 148. Diese Signale werden während der automatischen Abtastung ohne Einwirkung des Bedienungspersonals geliefert. Der Empfänger 147 stellt einen kommerziell erhältlichen, lichtgekopp^elten Isolator dar.

809812/0790

Die Eingangsstufe 142, die Drehungen im Gegenuhrzeigersinn (CCW) steuert, besitzt ebenfalls eine Drucktaste 150, einen Empfänger 151, Eingangsanschlüsse 152 und 153 und ein ODER-Tor 154. Die Stufe 143 für seitliche Steuerung besitzt in ähnlicher Weise eine Drucktaste 154, einen Empfänger 155, Eingangsanschlüsse 156 und 157 und ein ODER-Tor 158. Automatische Befehlssignale, wie sie von den EingangsanschlUssen 148, 153 und 157 empfangen werden, besitzen die Gestalt von Impulsen kurzer Dauer. Jegliches Eingangssignal zu einer Stufe veranlasst eines der dieser Stufe zugeordneten ODER-Tore 144 bzw. 154 oder 158, auf einen hohen Wert zu gehen. Die Logik ist derart ausgelegt, daß die Befehle nicht in Konflikt geraten können. Wenn irgendein Ausgangssignal der ODER-Tore 144, 154 oder 158 der Eingangsstufen veranlasst wird, auf einen hohen Wert zu gehen, so wird eine der Relaisspulen CR1, CR2 oder CR3 exklusiv erregt. Dadurch wird eine geeignete Analogspannung über die Leitung 120 dem Summierpunkt 119 am NuIl-Komparator 121 in Figur 8 zugeführt, wodurch der Rotor 25 sich um den richtigen Azimutwinkel und in die richtige Richtung dreht und dann stoppt, wenn keine Differenz zwischen der Analogspannung und der Spannung vom Potentiometer 118 vorhanden ist.

Die logische Schaltung in Figur 7 enthält ODER-Tore I60 bis 163, UND-Tore 164 bis I69 und Flip-Flops 170 bis 172. Die Ausgangssignale der entsprechenden Flip-Flops werden über Treiber 173 175 weitergeleitet, die den Relaisspulen CR1 bis CR3 zugeordnet sind, die die Analogspannungen über die Kontakte 185 bzw. 187 oder 194 in Figur 8 auswählen.

Es werden weiterhin Funktionen der Azimut-Logikschaltung gemäß Figur 7 erläutert. Es wird angenommen, daß ein automatisches Uhrzeigersinn-Impulsbefehlssignal auf dem Eingangeanschluß 148 empfangen wird, oder daß ein von Hand ausgelöstes Signal durch Betätigung der Drucktaste 145 geliefert wird. Der Ausgang des ODER-Tors 144 geht dann auf einen hohen Wert.

809812/0790

Dadurch geht der Ausgangsanschluß des ODER-Tors 160 auf einen hohen Wert. Die beiden hohen Ausgangssignale der ODER-Tore 144 und 16O werden den Eingangsanschlüssen des UND-Tors 154 zugeführt, und dessen Ausgangssignal geht auf einen hohen Wert, wodurch der Ausgang 176 des Flip-Flops 170 auf einen hohen Wert gesetzt wird. Dadurch wird das Relais CR1 erregt und der Kontakt 185 in Figur 8 geschlossen. Der Servomotor 45 in Figur 8 treibt dann den Rotor 25 in die gewünschte Azi^utwinkelstellung für eine Abtastung im Uhrzeigersinn. Es wird weiter unten erläutert, wie dies erreicht wird. Wenn die Eingangsanschlüsse des UND-Tors 164 beide hoch liegen, so läßt sich erkennen, daß einer der Eingänge zum benachbarten UND-Tor I65 hoch liegt und der andere Eingang, der vom ODER-Tor 161 herkommt, auf einem niederen Wert ist, so daß der Konfliktfall nicht vorhanden ist, das Flip-Flop 170 zu der Zeit zurückzusetzen, während der sein Ausgang 176 auf einen hohen Wert gesetzt ist, da der Ausgang des UND-Tors 165 auf einem niedrigen Wert bleibt. Die anderen Flip-Flops 171 und 172 werden jedoch in ihren Rücksetzzustand, d.h. in den Zustand mit niederen oder keinen Ausgangssignalen, gebracht. Das Flip-Flop 171 befindet sich im Rücksetzzustand, da zu dieser Zeit beide Eingangsanschlüsse des UND-Tors 167 hoch liegen und dessen Ausgang hoch liegt, wodurch ein Rücksetzsignal zum Flip-Flop 171 geliefert wird. Andererseits ist ein Eingang des UND-Tors I66 niedrig, da der Ausgang des ODER-Tors 154 niedrig liegt und der andere Eingang dieses UND-Tors aufgrund des hoch liegenden Ausgangs des ODER-Tors I60 hoch liegt.

Zur gleichen Zeit wird das Flip-Flop 172 in seinem zurückgesetzten Zustand, d.h. ohne Ausgangssignal gehalten, da dessen zugeordnetes UND-Tor I69 zwei hoch liegende Eingänge und einen hoch liegenden Ausgang besitzt und daher die Zurücksetzung bewirkt. Es besteht keine Tendenz, das Flip-Flop 172 zu setzen, da der Ausgang des zugeordneten UND-Tors I68 auf einem niedrigen Wert liegt, da einer der Eingänge des UND-Tors I68 hoch liegt und der andere Eingang vom ODER-Tor 158 in der Stufe für Seitenbefehl niedrig ist.

809812/0790

56 " 27412A0

Wenn ein Gegenuhrzeigersinn-Befehlsimpuls auf den Eingangsanschlüssen 153 oder durch Betätigung des Druckschalters 150 empfangen wird, geht der Ausgang des ODER-Tors 154 hoch, wodurch der Ausgang des ODER-Tors 160 auf einen hohen Wert geht. Dadurch gehen die unteren Eingangsanschlüsse des UND-Tors 164 auf einen hohen Wert, der obere Eingang ist jedoch so niedrig, daß das Tor 164 kein Ausgangssignal liefert, und das Flip-Flop 170 nicht gesetzt wird. Es gehen jedoch beide Eingänge des UND-Tors 165 und dessen Ausgang auf einen hohen Wert, so daß das Flip-Flop 170 zurückhesetzt wird. Das Flip-Flop 172 wird ebenfalls dadurch zurückgesetzt, daß der Ausgang des UND-Tors 169 hoch liegt, weil seine beiden Eingänge hoch liegen. Einer der hohen Eingänge des UND-Tors I69 resultiert vom hohen Ausgang des ODER-Tors 160. Der andere hohe Eingang rührt vom hohen Ausgang des ODER-Tors I60 her. Der andere hohe Eingang resultiert von dem hohen Ausgang des ODER-Tors I63, das geschaltet wurde, als der Ausgang des ODER-Tors 164 auf einen hohen Wert ging. Es besteht keine Tendenz, das Flip-Flop 172 zu setzen, da der Ausgang des zugehörenden UND-Tors I68 nieder liegt, weil der Ausgang des ODER-Tors 158 in Abwesenheit eines Seitenbefehlssignals niedrig liegt. Der untere Eingang des UND-Tors 167, der dem Flip-Flop 171 zugeordnet ist, liegt hoch, aber der obere Eingang liegt niedrig, so daß vom UND-Tor 167 kein Ausgangssignal geliefert wird, welches das Flip-Flop zurücksetzen würde. Beide Eingänge des UND-Tors 166 liegen jedoch hoch, und dessen Ausgang liegt hoch, so daß das Flip-Flop 171 gesetzt wird und da Relais CR2 erregt wird. Dadurch wird eine Analogspannung an den Summierpunkt 119 in Figur 8 angelegt, und es wird bewirkt, daß der Azimutmotor 45 den Rotor 25 in eine vorbestimmte Winkelposition treibt.

Aus Gründen der Kürze werden die Abläufe bei Empfang eines Seitenbefehlssignals in der Stufe 143 nicht in Einzelheiten erläutert. Es läßt sich jedoch leicht erkennen, daß bei Empfang eines derartigen Signals beide Eingänge des UND-Tors 168, das dem Flip-Flop 172 zugeordnet ist, und dessen Ausgang auf

809812/0790

einen hohen Wert gehen, so daß das Flip-Flop 172 gesetzt und das Relais CR3 erregt wird, und daß eine analoge Spannung dem Summierpunkt 119 in Figur 8 zugeführt wird, die die Lageänderung des Rotors 25 in seitlicher Richtung bewirkt. Die anderen Flip-Flops 170 und 171 werden dadurch zurückgesetzt, daß beide Eingänge der zugeordneten UND-Tore 165 und 167 hoch liegen, so daß deren Flip-Flops zurückgesetzt werden.

Die selektive Erregung der Relaisspulen CR1, CR2 und CR3 in Figur 7 bewirkt das Anlegen eines vorgegebenen Analogspannungssignals an den Summierpunkt 119 am Eingang des Null-Komparators 121 in Figur 8, wie schon erläutert wurde. Diese Spannungen werden von den Potentiometern 180, 181 und 182 in Figur 8 erhalten. Die gemeinsamen Anschlüsse der Potentiometer sind mit einer Spannungsquelle, die nicht dargestellt ist, üher die Anschlüsse 183 und 184 verbunden. Es soll angenommen werden, daß die Relaisspule CR1 in Figur 7 erregt ist, um die Drehung der Abtasteinrichtung oder des Rotors 25 im Uhrzeigersinn zu erzwingen. Dies hat zur Folge, daß der normalerweise offene Kontakt 185 des Relais CR1 in Figur 8 sich schließt, und daß der normalerweise geschlossene Kontakt 186 sich öffnet. Durch andere Einrichtungen, die noch erläutert werden, wird der normalerweise offene Kontakt 198 des Relais CR4, das unter Bezugnahme auf Figur 6 beschrieben wird, geschlossen, und der benachbarte, normalerweise geschlossene Kontakt öffnet sich, um die vorgesetzte Analogspannung vom Abriffsanschluß des Potentiometers 180 dem Summierpunkt 119 zuzuführen. Wenn das Potentiometer 118, das durch den Rotor 25 angetrieben wird, keine Abgleichespannung erzeugt, so veranlaßt die Spannungsdifferenz, daß der Null-Komparator den Servoverstärker 116 und den Azimutmotor antreibt. Die Drehung des Rotors 25 bewirkt, daß das Potentiometer 118 angetrieben wird, bis dessen Ausgangsspannung die analoge Eingangsspannung vom Potentiometer 180 ausgleicht, und wenn der Wert null erreicht ist, wird der Servoverstärker 116 entregt, und der Motor 45 des Azimutantriebs hält an.

In ähnlicher Weise werden, wenn die Relaisspule CR2 in Figur 7

809812/0790

erregt wird, die die Drehung im Gegenuhrzeigersinn steuert, die zugehörenden Kontakte 187 bzw. 188 in Figur 8 geschlossen bzw. geöffnet, und es wird eine Spannung dem Summierpunkt 119 zugeführt, die mit der vom rotorgetriebenen Potentiometer 118 gelieferten Spannung verglichen wird, die den vorhandenen Azimutwinkel des Rotors 25 kennzeichnet.

Der Betrieb der Relaisspule CR3 in Abhängigkeit von einem Seitenbefehl-Signal bewirkt, daß die Analogspannung vom Potentiometer 182 an den Summierpunkt 119 gegeben wird, um einen Vergleich mit dem existierenden Potential vom Potentiometer 118 durchzuführen. Wenn die Spule CR3 erregt ist, schließt der Kontakt 194, und der Kontakt 195 öffnet sich, wodurch die Analogspannung angelegt wird. In beiden letzteren Fällen sowie im ersteren Fall wird der Motor 45 des Azimutantriebs erregt, und der Rotor 25 wird so lange angetrieben, bis der Wert null erreicht ist, und der Rotor wird anhalten oder freilaufen, bis er anderweitig angehalten wird. In allen Fällen wird das Potential vom Potentiometer 118, das den Azimutwinkel angibt, über die Kontakte 196 angelegt, wobei die Kontakte durch den Systemstoppkreis gesteuert werden, der in Figur 6 dargestellt ist und später erläutert wird.

Bevor Figur 8 verlassen wird, sei bemerkt, daß Grenzwertsehalter 189 und 190 vorgesehen sind, die durch Nocken 191 und 192 betätigt werden. Der Schalter 189 Öffnet sich in Abhängigkeit davon, daß der Rotor 25 seine letzte Stellung erreicht, die bis zu 90° mehr sein kann als der Ausschaltpunkt der Röntgenstrahlen der Uhrzeigersinn-Drehrichtung. Der Grenzschalter 190 öffnet sich, wenn die Drehung im Gegenuhrzeigersinn um ungefähr 90° über den Röntgenstrahl-Ausschaltpunkt hinaus erfolgt ist.

Unter weiterer Bezugnahme auf Figur 7 sei bemerkt, daß die ODER-Tore 161_t 162 und 163 die Ausgangs-Flip-Flops 170 bis 172 auslösen und garantieren, daß nichtselekt^lerte Befehle die nichtselekt^ierten Flip-Flops 170 bis 172 auf null zurücksetzen. In der Figur 7 ist ferner eine Leitung 193 vorgesehen, auf der

809812/0790

ein Steuersignal alle Q-Ausgänge der Flip-Flops 170 bis 172 unter noch näher zu erläuternden Bedingungen auf null zurücksetzt.

Nachdeii; nun die Azimutlogik und das Azimutantriebssystem in Verbindung mit den Figuren 7 und 8 beschrieben wurde, wird nun auf die Einrichtungen eingegangen, die den Rotor von Körperschicht zu Körperschicht verschieben, wobei diese Einrichtungen insbesondere durch die Arbeitsbühnenlogik und den Arbeitsbühnenantrieb gegeben sind. Diese Einrichtungen werden primär unter Bezugnahme auf die Figuren 9 bis 11 erläutert. Die Arbeitsbühne ist in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 39 bezeichnet, auf ihr ist der Rotor 25 angeordnet, der azimutal angetrieben wird. Das nun zu beschreibende Logik- und Antriebssystem ist auf jede Verschiebevorrichtung in Röntgenstrahlabtastgeräten verwendbar, gleichgültig, ob die Verschiebevorrichtung in vertikaler Richtung oder in horizontaler Richtung Schritte ausführt, und gleichgültig, ob das Abtastgerät auf Brustuntersuchungen spezialisiert ist oder sich zur Abtastung anderer Teile des Körpers oder des gesamten Körpers eignet.

Das Verschiebesystem für die Abtasteinrichtung, das im Fall der Brustabtasteinrichtung sich längs einer vertikalen Linie nach oben und nach unten bewegt, wird als Arbeitsbühne 39 bezeichnet und ist in Figur 1 dargestellt. Eine Funktion der Arbeitsbühne 39 besteht darin, es der umlaufenden Abtasteinrichtung oder dem Rotor 25 zu gestatten, daß er in einem Schritt zur nächsten Gewebeschicht weitergeführt wird, nachdem die Jeweilige Umlaufabtastung abgeschlossen ist. Eine weitere Funktion besteht darin, es zu ermöglichen, daß die umlaufende Abtasteinrichtung bei der Vorbereitung zur Durchführung einer Abtastfolge auf einen ursprünglichen Pegel angehoben wird, um sicherzustellen, daß die Abtastungen auf einem geeigneten Pegel starten. Das Steuersystem der Arbeitsbühne ist derart einstellbar, daß es die Abtastfolge beendet, wenn der unterste Pegel oder die Spitze der Brust oder die gewünschte Grenze irgendeines

809812/0790

anderen Körperteils erreicht ist. Die Arbeitsbühne wird in diesem Beispiel während der Schichtabtastfolge schrittweise automatisch nach unten bewegt.

Die Arbeitsbühne 39 spricht ebenso auf einen Befehl an, um auf einen Eichpegel zu wandern. Dies ist eine Stellung oder ein Pegel, bei dem der Röntgenstrahl vom Bedienungspersonal angeschaltet werden kann und durch einen wiederholbaren Pegel der Brustbehälter und des darin enthaltenen Wassers projeziert werden kann, mit dem Ziel, die Detektoren unmittelbar vor der Untersuchung jedes Objekts oder, sofern erwünscht, bei derartigen anderen Zeiten auf null abzugleichen.

Die Arbeitsbühne 39 ist ferner mit einer Halteeinrichtung für den Antrieb versehen, die in Verbindung mit Figur 6 noch näher erläutert wird. Die Halteeinrichtung spricht auf Befehl der Systemsteuereinrichtung an, die den Vorrang über alle zuvor ausgegebenen Befehle annehmen. Ein RUcksetzeingabebefehl für das Arbeitsbühnensystera bewirkt, daß die Arbeitsbühne in die Ausgangsstellung zurückgebracht wird, die in diesem Beispiel gleich der obersten Stellung ist, obwohl die Ausgangsstellung auch wahlweise die unterste Stellung sein kann.

Das Antriebssystem für die Arbeitsbühne ist in Figur 11 dargestellt. Die Arbeitsbühne ist symbolisch dargestellt und wie in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 39 versehen. Die Arbeitsbühne wird in vertikaler Richtung durch FUhrungsschrauben, z.B. 55» angetrieben, die durch den Servomotor 60 angetrieben werden. Der Ankerkreis des Antriebsmotors 60 der Arbeitsbühne besitzt einen normalerweise offenen Kontakt 178, der zum Betreiben des Motors durch das Relais CR8 in Figur 6 zum Schließen gebracht wird, wenn einige notwendigen Bedingungen für den Motorbetrieb erfüllt sind. Der Servomotor wird von einem Servosignalver stärker 200 gespeist. Der Verstärker wird über die Leitung 114 von einem Triac-Treiber in Figur 6 mit Wechselstromleistung versorgt, ähnlich dem Servorverstärker 116 beim oben erläuterten Azimutantrieb, der in Figur 8 dargestellt ist.

809812/0790

- Atf -

Ein Tachometer TA-201 wird von der Welle des Servomotors 60 angetrieben. Der Tachometer liefert ein Rückkopplungssignal an den Verstärker 200, das bewirkt, daß der Motor 60 bei einer konstanten Geschwindigkeit läuft. Ein Grenzschalter 202 ist vorgesehen, um die Unterbrechung des Antriebs der Arbeitsbühne bei der obersten, akzeptierbaren Pegelgrenze oder Höhengrenze der Arbeitsbühne sicherzustellen. Vorgesehen ist ebenfalls ein Schalter 203 für die untere Pegelgrenze oder Höhengrenze. Das Grenzschalterbetätigungsglied ist durch eine mit Zähnen ver sehene Stange 204 dargestellt, auf der die oberen und unteren Grenzschalter 202 bzw. 203 vorgesehen sind. Die Zahnstange treibt ferner ein Antriebsrad oder -zahnrad 207 an, das mit einem die Höhe oder den Pegel der Arbeitsbühne anzeigenden Potentiometer 208 verkoppelt ist. Die Ausgangsspannung auf der Leitung 209 vom Potentiometer 208 ist zu allen Zeiten funktional der Höhe der Arbeitsbühne zugeordnet.

Ein Null-Komparator 210, dessen Ausgangszustand den Betrieb des Servomotors 60 bestimmt, besitzt einen Eingang, der mit einem Summierpunkt 211 verbunden ist. Wie noch erläutert wird, werden dem Summierpunkt 211 über eine Leitung 212 Analogspannungssignale zugeführt, die jeweils den verschiedenen Höhen oder Pegeln entsprechen, auf die die Arbeitsbühne bewegt werden soll. Das Ausgleichs-Spannungssignal vom Potentiometer 208 wird ebenfalls über die Leitung 209 dem Summierpunkt über den Kontakt 216 in Figur 11 zugeführt, der durch das Relais CR7 der Figur 6 ge steuert ist. Wenn immer eine Differenz zwischen der Analogspannung, die einen Höhenbefehl für die Arbeitsbühne kennzeichnet, und der Spannung auf der Potentiometerleitung 209 vorhanden ist, wird diese Differenz durch den Null-Komparator abgefühlt, der veranlaßt, daß der Motor 60 die Arbeitsbühne und das Potentiometer 208 solange antreibt, bis die Differenz auf null reduziert oder auf null gebracht ist und der Motor anhält. In der Leitung 212, die zum Summierpunkt 211 führt, befinden sich zwei Kontakte 213 und 214, die durch das Relais CR6 gesteuert werden, dessen Stellung und Funktion später in Verbindung mit dem Systemstoppkreis der Figur 6 beschreiben wird. Der Kontakt 213 wird von

809812/0790

einem Digital-Analogwandler 215 mit Analogsignalen versorgt, die die Höhe oder den Pegel kennzeichnen. Ein weiteres Kontaktepaar in der Potentiometerleitung i t mit 216 und 217 bezeichnet. Diese Kontakte werden durch eine Relaisspule CR7 in Figur 6 gesteuert, die später beschrieben wird. Zur Zeit genügt es, zu beobachten, daß es möglich ist, wenn die Relaiskontakte 213 und 216 geschlossen und 214 und 217 offen sind, die den gewünschten Arbeitsbühnenhöhen entsprechenden Signale und das Ausgleichssignal vom Konverter 215 bzw. der Potentiometerleitung 209 an den Summierpunkt 211 zu liefern. Dadurch wird der Antrieb der Arbeitsbühne betätigt, bis der Wert null erreicht ist. Wenn der Arbeitsbühnenschritt erreicht ist, der von einem Analogsignal vom Digital-Analogwandler 215 herrührt, wird vom Komparator durch die Ausgangssignale des einen oder des anderen von zwei UND-Toren 219 und 220 ein Signal zur Rechnersteuerung geliefert. Die Tore erhalten vom Komparator über eine Kurzzeit-Verzöge rungseinrichtung 259 ihre Eingangssignale. Das Toi- 219 erhält ein Aufwärts-Auslösesignal, wenn die Aufwärtsrichtung befohlen ist. Das Tor 220 erhält ein Abwärts-Auslösesignal, wenn die Arbeitsbühne nach unten befohlen wird. Wenn durch Befehl die Arbeitsbühne aufwärts gehen soll, liegen beide Eingänge des UND-Tortreibers 219 hoch, bis der Wert null erreicht ist. Zu dieser Zeit stellt der Inverter 256 sicher, daß das andere Abwärts-UND-Tor gesperrt ist. Wenn das Ausgangssignal vom Komparator 210 eine entgegengesetzte Polarität aufweist, sind beide Eingänge des Abwärts-UND-Tors 220 im Auslösezustand. Die Inverter 257 und 258 ermöglichen ein niedriges Ausgangssignal zusammen mit einem hohen Ausgangssignal.

Der Digital-Analogwandler 215 braucht kein sehr ausgeklügelter Typ zu sein. In gewissem Sinn dient er als Spannungsteiler mit mehreren Abgriffen, die selektiv mit dem Kontakt 213 derart verbunden werden können, daß die Schrittspannungen verschiedenen Höhen der Arbeitsbühne entspricht. Der richtige Abgriff kann durch die vierstellige binäre digitale Zahl ausgewählt werden, die auf den vier Eingangsanschlüssen 218 des Wandlers

809812/0790

⁶³ 27ΑΊ2Α0

erscheint. Auf Grund der vier Eingangsanschlüsse besitzt die höchstmögliche binäre Zahl, die dem Wandler zugeführt werden kann, den Wert 15. Einschließlich des Werts null ermöglicht es dies, daß die Arbeitsbühne auf irgendeine von 16 diskreten Höhen oder Körperschichten in Schritten geschaltet werden kann. Um die Auflösung der abgetasteten Ebenen zu erhöhen, lassen sich natürlich unterschiedliche Schrittzahlen verwenden. Die Körperabtast-Ausführungsform sieht Einrichtungen vor, um den Patienten eine genügende Anzahl von Ebenen oder Schritten zu transportieren, um denjenigen Teil der Lange des Körpers zu überstreichen, der für die Untersuchung ausgewählt wird.

In Figur 9 ist eine Logikschaltung für die Arbeitsbühne dargestellt, um die Hauptprinzipien bei der Steuerung der Arbeitsbühne aufzuzeigen. Die vier Ausgangsanschlüsse 218 in Figur 9 sind mit denjenigen Anschlüssen der Figur 11 verbunden, die mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Als binäre Zahl lassen sich die Werte von 0 bis 15 erreichen, wie erläutert wurde. Die kleinste bis größte Ziffernstellen (digits) sind in Figur 9 mit Exponentialzahlen bezeichnet. Ob eine spezielle Stelle 1 oder 0 ist, hängt vom Ausgangszustand jedes einzelnen Flip-Flops in der Flip-Flop-Gruppe 221 bis 224 ab. Eine Leistung zuführende Rücksetz-Sammelleitung 225 ist mit allen Flip-Flops verbunden, so daß ein geeignetes Signal auf dieser Leitung alle Ausgänge der Flip-Flops 221 bis 224 auf null setzt. Eine weitere Sammelleitung 226 verbindet ebenfalls alle Flip-Flops. Wenn die Sammelleitung 226 ein hohes Signal führt, werden alle Flip-Flops ausgelöst. D.h. es ist möglich, deren Ausgangszustand durch ein hohes Signal an ihren mit S gekenn zeichneten Setzeingängen von einem niederen auf einen höh. ι Wert zu schalten. Wie am Flip-Flop 221 verdeutlicht ist, befindet sich zwischen jeder Setzleitung und jedem Rücksetzanschluß R jedes Flip-Flops ein Inverter 227. Dadurch ist sichergestellt, daß, wenn irgendeine Setzleitung auf einen hohen Wert geht, um den Zustand eines Flip-Flop-Ausgangs zu ändern, eine 0 am Rücksetzanschluß erscheint, so daß der Eingang zu einem Flip-Flop-Setzanschluß zur 0 gemacht wird, wobei der Ausgang des Inverters

8G9812/0790

auf einen hohen Wert geht, um die RUcksetzung zu bewirken, und um den Ausgang des Flip-Flops auf einen riederen Wert zu legen.

Es wird nun auf den linken Bereich der Figur 9 Bezug genommen. Dieser Bereich besitzt drei Eingangsstufen 228 bis 230 für Befehlssignale. Es soll zuerst die oberste Stufe 228 betrachtet werden. Diese Stufe verarbeitet Befehlssignale, entweder von Hand eingegebene oder automatische Befehlssignale, die eine Schrittbewegung der Arbeitsbühne 39 nach unten befehlen. Die Stufe 228 besitzt ein ODER-Tor 231. Einer seiner Eingänge 232 besitzt einen manuell betätigten Drucktastenschalter 233. Der Drucktastenschalter 233 ist mit einer nicht dargestellten Logikspannungsquelle derart verbunden, daß der Ausgang des ODER Tors 321 auf einen hohen Wert geht und bewirkt, daß die Arbeitsbühne aus noch näher zu erläuternden Gründen einen Schritt nach unten schreitet, wenn der Drucktastenschalter geschlossen ist. Ein weiterer Eingang 234 des ODER-Tors 231 besitzt mit sich in Serienschaltung einen Empfänger 235. Der Empfänger ist einfach ein Isolator des optischen Typs. Automatische Befehlssignale, um die Arbeitsbühne am Ende jeder Abtastung während einer Untersuchung um einen Schritt nach unten schreiten zu lassen, werden auf dem Eingangsanschluß 236 von der Systemsteuereinrichtung empfangen. Diese Impulsbefehlssignale bewirken ferner, daß der Ausgangsanschluß des ODER-Tors 231 auf einen hohen Wert geht, und sie bewirken einen der Abwärtsschritte der Arbeitsbühne.

Die Stufe 229 dient dazu, die Arbeitsbühne auf eine Höhe oder einen Pegel anzutreiben, in der der fächerförmige Röntgenstrahl und der Detektor in einer Ebene der Brustbehälter liegen, in der die Eichung bei eingeschalteter Röntgenstrahleistung ausgeführt wird, bevor die Abtastfolge ausgelöst wird, wie schon erläutert wurde. Die Stufe 229 enthält ein ODER-Tor 239, eine von Hand betätigbare Drucktaste 240, einen Empfänger 241 und einen monostabilen Multivibrator 242. Eine Bewegung der Arbeitsbühne auf die Eichhöhe kann dadurch bewirkt werden, daß die

809812/0790

274 1 2AQ

Drucktaste 240 für einen kurzen Augenblick niedergedrückt wird. Von der Systemsteuereinheit werden automatische Impulsbefehlssignale an den. Eingangsanschluß 243 geleitet, um die Arbeitsbühne in Eichstellung zu bringen. Ein durch den Drucktastenschalter 240 hervorgerufenes momentanes Befehlssignal oder ein an den Eingangsanschlui3 243 angelegtes Impulsbefehlssignal bewirkt, daß der Ausgang des ODER-Tors 239 seinen Zustand ändert und den Eichbetrieb verwirklicht.

Die Eingangsstufe 230 signalisiert der Arbeitsbühne, auf ihre oberste oder Ruhestellung zu gehen. Sie empfängt von Hand ausgelöste und Impulssignalbefehle von der Systemsteuereinrichtung. Die Stufe 230 enthält ein ODER-Tor 244, einen Drucktastenschalter 245, einen optischen isolierenden Empfänger 246 und einen Eingangsanschluß 247 zum Empfang von Impulsbefehlssignalen von der Steuereinrichtung. Die Drucktaste 245 wird von einer separaten Spannungsquelle versorgt, wie schon in Verbindung mit den anderen Drucktastenschaltern erläutert wurde.

Die Arbeitsbühnenbefehle werden durch einen Schaltkreismodul ausgeführt, der in einer kommerziellen Ausführungsform durch eine Schaltung vom Modell K220 der Firma Digital Equipment Corporation gegeben ist und in Blockform in Figur 9 dargestellt und mit 250 bezeichnet ist. Der Modul 250 ist mit vier der verfügbaren Ausgangsanschlüsse 251 bis 254 dargestellt. Wenn irgendeiner der Ausgänge auf einen hohen Wert geht, wird das zugeordnete Flip-Flop in der Gruppe 221 bis 224 gesetzt, und der Q-Ausgang des Flip-Flops stellt eine binäre 1 dar. Der entgegengesetzte Vorgang tritt auf, wenn ein Ausgang des Moduls 250 auf einen niederen Wert geht. Dessen zugeordnetes Flip-Flop wird dann zurückgesetzt, und der Q-Ausgang des Flip-Flops in der Gruppe der Ausgänge 218 geht auf null, so daß die Folge von 16 binären Zahlen mit den vier Flip-Flops gebildet werden kann.

Der Modul 250 besitzt einen Takt und einen Zähler. Eine Verbindung zum Modul erfolgt von einem UND-Tor 255. Wenn ein Abwärtsschrittsignal durch die Stufe 228 abgegeben wird, geht der Ausgang des UND-Tors 255 auf einen hohen Wert. Wenn der Ausgang

809812/0790

- 1*9 -

des UND-Tors 255 auf einen hohen Wert geht, zählt der Modul 250 einen Taktimpuls und bewirkt, daß die binäre Zahl 0001 auf den Ausgängen 2° bis 2³ der Flip-Flops 221 bis 224 erscheint. Der nächste Befehlsimpuls ruft einen anderen Ausgangsimpuls vom UND-Tor 255 hervor, und das binäre Ausgangssignal wechselt auf 0010. Aufeinanderfolgende Befehlssignale bewirken schließlich, daß die binäre Zahl 1111 oder Dezimalzahl 15 erzeugt wird, sofern nicht die Flip-Flops vorher automatisch aufgrund der Länge der abzutastenden Brust zurückgesetzt werden.

Im folgenden wird die vollständige Betriebsweise der Arbeitsbuhnenlogik gemäß Figur 9 in Verbindung mit Figur 10 beschrieben. Die Logikelemente sind als ODER-Tor 260, monostabile MuI-tivibratoren 261 und 262, UND-Tor 263, Inverter 264, UND-Tore 265 und 266 und ein ODER-Tor 267 gegeben. Die Schaltung wird zusammen mit ihrer Betriebsweise beschrieben. Es wird zuerst angenommen, daß ein Impulssignal durch die Stufe 228 empfangen wird, um die Arbeitsbühne zu veranlassen, einen Schritt nach unten zu schreiten. Der Ausgang 237 des ODER-Tors 231 geht auf einen hohen Wert. Dadurch wird ein Eingang des UND-Tors 255 hoch gehen. Ferner wird das ODER-Tor 260 geschaltet, so daß dessen Ausgang auf einen hohen Wert geht. Wenn der Ausgang des ODER-Tors 260 auf einen hohen Wert geht, wird der monostabile Multivibrator 261 getriggert, um den Impuls A in Figur 10 zu erzeugen, der auf der in Figur 9 mit A bezeichneten Leitung erscheint. Wenn die Leitung A momentan hoch liegt, sind die beiden Eingänge des UND-Tors 255 hoch, und dessen Ausgang ist hoch, wodurch veranlasst wird, daß der Modul 215 eine Änderung der binären Zahl am Ausgang durchführt. Der Multivibrator 262 empfängt ein Eingangssignal vom Ausgang des ODER-Tors 260 gleichzeitig mit dem Multivibrator 261. Das Ausgangssignal vom Multivibrator 262 ist in Figur 9 und in der Kurvenverlaufsdarstellung der Figur 10 mit B bezeichnet. Das Impulssignal A wird vom Inverter 264 invertiert und einem Eingangsanschluß des UND-Tors 263 zugeführt. Wenn A auf einen niederen Wert geht, ist B noch auf einem hohen Wert, wie sich aus Figur 10 ersehen läßt, und

809812/0790

to 27Α1240

der andere Eingang des UND-Tors 263 geht aufgrund der Inversion von A auf einen hohen Wert. Dadurch wird der Ausgang des UND Tors 263 hoch gelegt, und an diesem Ausgang wird ein Auslöse signal an verschiedene Flip-Flops 221 bis 224 geliefert. Der Zählwert des Moduls 250 wird dann registriert. Beachte, daß wenn C hoch liegt, ein Eingang der beiden UND-Tore 265 und 266 ebenfalls hoch liegt, daß jedoch deren Ausgänge sich nicht ändern, da der jeweils andere Eingang nieder liegt. Es kann daher zwischen dem Schrittzählwert, den Hücksetz- und den Eichsignalen kein Konflikt auftreten. Das UND-Tor 266 wird entregt (disable), da, obwohl C hoch liegt, der andere Eingang niedrig bleibt.

Um die Arbeitsbühne 39 auf die Eichhöhe anzutreiben, wird ein Befehlsimpuls dem ODER-Tor 239 in der Stufe 229 zugeführt. Der Ausgang des ODER-Tors 239 geht auf einen hohen Wert, und der Impuls D erscheint an seinem Ausgang. Der Impuls D steigt an, und der Eingang des ODER-Tors 260 geht auf einen hohen Wert, so daß dessen Ausgang auf einen hohen Wert geht, um die beiden monostabilen Multivibratoren 261 und 262 zu triggern. C geht auf einen hohen Wert, um ein Auslösesignal zu erzeugen, das den Flip-Flops 221 bis 224 zugeführt wird. Wenn C nach D auf einen hohen Wert ansteigt, sind beide Impulse wie auch die Eingänge des UND-Tors 266 auf einem hohen Wert. Folglich geht dessen Ausgang auf einen hohen Wert, wobei dieses Auegangssignal den Modul triggert, um die binäre Zahl der Flip-Flops 221 bis 224 zu setzen, die der Höhe entspricht, die zur Eichung gewählt wurde. Vorgesehen ist eine Programmierrangierbaugruppe, die durch den Block 269 dargestellt ist. Beim Eichbetrieb wird die Anstiegshöhe durch die Rangierbaugruppe gesetzt. Andere Programmier -einrichtungen können ersetzt werden.

Die Arbeitsbühne wird durch ein Befehlssignal durch die Stufe 230 auf ihrer Spitze, die oberste oder hohe Stellung angetrie ben. Ein derartiges Signal bewirkt, daß der Ausgang des ODER-Tors 244 auf einen hohen Wert geht. Dieses Signal wird als ein

809812/0790

27Α1240

Eingangssignal dem ODER-Tor 260 zugeführt, der die monoetabilen Multivibratoren 261 und 262 triggert und schließlich die C-Kurvenform hervorbringt, die die Flip-Flops 221 bis 224 eine Änderung ausführen läßt. Das hohe Ausgangssignal vom ODER-Tor 244 wird ferner einem Eingang des ODER-Tors 267 zugeführt, dessen Ausgang seinen Zustand ändert. Dies bestimmt, daß der Modul 2^0 eine binäre Zahl 0 erzeugt, die der Spitzen- oder RUcksetZSteilung der Arbeitsbühne entspricht.

Da alle binären Zahlen in die Flip-Flop-Gruppe 221 bis 224 laufen, wenn sie erzeugt werden, werden die Zahlen kontinuierlich mittels des Anschlusses 218 dem Digital-Analogwandler 250 in Figur 11 zugeführt. Dieser treibt den Servomotor 60 der Arbeitsbühne, bis das Potentiometer 208 das Nullsignal erzeugt, das dem angelegten Signal entspricht, wodurch der Motor anhält.

Ein wichtiger Aspekt des Steuersystems stellt das Stoppsystem dar, dessen Schaltbild in Figur 6 dargestellt ist. Diese Schaltung besitzt mehrere wichtige Funktionen. Sie stellt sicher, daß das Bedienungspersonal mit ier Einschaltung entweder der Azimut- oder Höhenverstellantriebe befasst ist. Sie besitzt Einrichtungen, um die Azimut- und Höhenverstellmotorantriebe am Arbeiten zu hindern, wenn einer der Antriebe sich in einer Grenzstellung befindet, wobei derartige Einrichtungen unabhängig von der Servorantriebssteuerung sind. Die Schaltung enthält eine Einrichtung für einen Systemstoppbefehl, um die Azimut- und Höhenverstellmotorantriebe beide durch die normale Servoantriebssteuerung und redundant durch die Ankersteuerschaltung anzuhalten. Sie ermöglicht die Einschaltung des Stoppsystems entweder durch einen Drucktastenbefehl vom Bedienungspersonal oder automatisch durch die Systemsteuereinrichtung, wenn die Aufgabe der Abtastung aus Irgendeinem von mehreren Gründen angezeigt wird, z.B. wei 1 die Abtastgeschwindigkeit nicht richtig ist. Die Schaltung enthält eine Einrichtung, die verlangt, daß das Bedienungspersonal eingreift, bevor entweder der Azimutantrieb

809812/0790

27A12AQ

oder der Arbeitsbühnenantrieb entweder nach einem Systemstoppbefehl oder einer Grenzschalterbetätigung erneut eingeschaltet werden kann.

In Figur 6 sind Relaisspulen CR4 bis CR8 dargestellt. Das Relais CR4 muß erregt sein, um die redundanten Sicherheitskontakte 77 im Ankerkreis des Motors 45 in Figur 8 und im 178 im Ankerkreis des Motors 60 in Figur 11 zu schließen und den Betrieb dieser Motoren zu ermöglichen. Die Relais CR4 und CR5 steuern die Kontakte 198, 199, 196, 197 in der Azimutantriebsschaltung nach Figur 8. Die Relais CR4 und CR5 müssen erregt sein, damit der Azimutantriebsmotor erregt werden kann. Die Relais CR6 und CR7 steuern Kontakte im Arbeitsbühnenantriebssystem der Figur 11. CR6 steuert die Kontakte 213 und 214, und CR7 steuert die Kontakte 216 und 217. Die Entregung irgend eines dieser Relais bewirkt, daß alle Antriebe anhalten. Sie müssen alle erregt sein, um irgendeinen Antrieb zu starten.

Die Funktionen und der Aufbau der Systemstoppschaltung in Figur 6 werd' η gleichzeitig beschrieben. Es wird angenommen, daß das Flip-t-Lop 281 durch ein Speise-Rücksetzsignal ausgelöst ist. Zu diesem Zeitpunkt liegt die Auslöseleitung 289 nieder oder auf einem logischen Nullwert. Dies hat zur Folge, daß beide Eingänge des UND-Tors 280 und beide Eingänge des ODER-Tors 294 niedrig liegen. Der Ausgang des ODER-Tors 294 liegt dann auf einem niederen Wert, und die UND-Tore 295 und 296 und 290 werden gesperrt oder entregt, wodurch die Auslösung der CR-Treiberkreise verhindert wird.

Das Bedienungspersonal kann tätig werden, um das System dadurch auszulösen, daß der momentane Drucktastenschalter 299 geschlossen wird und dadurch ein auf einen hohen Wert gehendes Setzsignal über die Leitung 288 dem Flip-Flop 281 züge führt wird, wodurch dessen Q-Ausgang und die Auslöseleitung 289 auf einen hohen Wert gehen, über das ODER-Tor 294 geht der gemeinsame Eingang der UND-Tore 295, 296 und 290 hoch. Sofern

809812/0790

jedoch irgendeiner der Azimutschalter 189 oder 190 oder der ArbeitsbUhnengrenzschalter 202 oder 203 offen sind, hält der Logikspannungs-Pegelwandler 286 einen niederen Wert am anderen Eingang des UND-Tors 295 aufrecht und verhindert damit das Auslösen von CR8, während gleichzeitig durch den Inverter 285 und das ODER-Tor 284 das Flip-Flop 281 zum RUcksetzen veranlasst wird, und die Leitung 289 auf einen niederen Wert geht, wobei die Auslösesignale von den gemeinsamen UND-Toren 295, 296 und 290 entfernt werden. Wenn jedoch die Grenzschalter alle geschlossen sind, so ist das Flip-Flop 281 zurückgesetzt, und beide Eingänge des UND-Tors 295 liegen hoch, wodurch der Triac-Treiber 291 in die Lage gesetzt wird, CR8 zu erregen, wodurch die Kontakte 177 und 178 in den Ankerkreisen des Azimutmotors und des Höhenverstellmotors geschlossen werden und diese Motoren in die Lage gesetzt werden, um auf Servorbefehle anzusprechen.

Wenn irgendein Grenzschalter ursprünglich offen war und dann anschließend geschlossen wurde, ist eine Systemrücksetzeingabe mittels des Drucktastenschalters 299 erforderlich, um die Leitung 289 und die Treiber für die Relais CRA bis CR8 auszulösen. Ein offener Grenzschalter macht das Ausgangssignal des Logikwandlers 286 niedrig, und dieses Signal wird vom Inverter 285 in ein hohes Signal gewandelt, so daß der Ausgang des ODER-Tors 284 einen hohen Wert annimmt, und ein RUcksetzimpuls dem Flip-Flop 281 zugeführt wird, undjdie Leitung 289 außer Betrieb setzt (disable). Das Setzen des Systems mittels des Druck -tastenschalter 299 wird dann erforderlich, selbst wenn der Grenzschalter wieder geschlossen ist.

Die Antriebssysteme werden ebenfalls durch automatische Befehle von der Steuereinrichtung gestoppt. Ein auf einen hohen Wert gehendes Befehlssignal auf der Leitung 288 wird derart durch den Opto-Isolatorempfanger 287 gekoppelt, daß der Ausgang des ODER-Tors 284 auf einen hohen Wert geht und das Flip-Flop 281 zurückgesetzt wird. Der Azimut- und der Arbeitsbühnenantrieb

809812/0790

können ebenfalls zu jedem Zeitpunkt durch den Benutzer dadurch gestoppt werden, daß der Drucktastenschalter 298 gedrückt wird, wodurch ein hohes Logiksignal geliefert wird, das durch das ODRE-Tor 284 geleitet wird, um das Flip-Flop 281 zurückzusetzen. Wenn daher ein vom Benutzer ausgelöstet Systemstoppsignal vom Schalter 298, oder ein automatisches Systemstoppsignal auf der Leitung 288 angelegt wird, so wird die Ausgangsleitung 289 des Flip-Flops 281 gesperrt (disabled), und die Relais CR4 bis CR8 werden entregt. Wiederum muß der Benutzer oder das Bedie nungspersonal tätig werden und ein RUcksetzeingabesignal mit der Drucktaste 298 liefern, bevor die Relais wieder erregt werden können.

Steuersignale, um den Azirautmotor zu betreiben, werden an die Leitung 275 angelegt. Ein Azimutbetriebssignal wird durch das ODER-Tor 297 gekoppelt, um einen Eingang des UND-Tora 280 anzuheben, das UND-Tor 280 löst jedoch das Relais CR8 nicht aus, bis die Leitung 289 ausgelöst wird. Wenn die Leitung 289 ausgelöst ist, wird der Azimutrelaistreiber 292 geschaltet, und die Relais CR4 und CR5 werden erregt, wodurch die Kontakte 196, 197 und 198 und 199 in der Azimutantriebsschaltung nach Figur 8 geschaltet werden, was es dem Servomotor ermöglicht, Azimutantriebsbefehle durch die Kontakte 185, 187 und 194 anzunehmen, die durch die Relais CR1, CR2 bzw. CR3 in Figur 7 gesteuert werden. Wie schon erwähnt, kann der Azimutantrieb zu jedem Zeitpunkt durch den Willen des Benutzers oder durch einen System befehl, der mittels der Drucktaste 298 dem ODER-Tor 284 zugeführt wird, oder durch ein Stoppsignal von der Systemsteuereinrichtung gestoppt werden, welches an die Leitung 288 angelegt wird.

Den Eingängen eines ODER-Tors 279 werden selektiv auf einen hohen Wert gehende Befehlssignale zum Rücksetzen der Arbeitsbühne in Ruhestellung, oder zum schrittweisen Weiterführen nach oben oder unten, oder zum Weiterleiten in eine Eichstellung zugeführt. Irgendein auf einen hohen Wert gehendes Eingangssignal

809812/0790

bewirkt, daß der Ausgang des ODER-Tors 279 auf einen hohen Wert geht, und dieses hohe Signal wird durch das ODER-Tor 297 einem Eingang des UND-Tors 280, und direkt dem UND-Tor 290 zugeführt, um CR6 und CR7 auszulösen, und an den Relaistreiber 293· Wenn CR6 und CR7 erregt sind, schliessen sich die Kontakte 213 und 216 in Figur 11, und ermöglichen dadurch die Summie -rung des durch Kontakt 216 kommenden Positionssignals und eines durch den Kontakt 213 kommenden Analogsignals für die gewünschte Stellung, so daß der Arbeitsbühnen-Servoantrieb läuft, bis der Vert null erreicht ist, wie schon erläutert wurde.

Im folgenden wird unter besonderer Bezugnahme auf die Figuren 12 bis 15 die Kabelaufnahmevorrichtung beschrieben, die allgemein durch das Bezugszeichen 70 gekennzeichnet ist.

Wie schon erläutert, dreht sich der Rotor- oder Abtastarm 25 um mehr als eine volle Umdrehung in Jeder Richtung. Eine große Anzahl von Kabeln und anderen Leitern, die von der Außenseite des Geräts zur Röntgenstrahlquelle 11 und zur Detektoranordnung 13 führen, müssen um diese großen, einander entgegengesetzten Azimutwinkel geschoben oder mitgeführt werden. Die Gruppe von Kabeln oder anderen Leitern ist unten in Figur 12 allgemein mit dem Bezugszeichen 301 bezeichnet. Beispiele dieser Kabel in dieser Gruppe stellen die Hochspannungskabel dar, die zur Röntgenstrahlquelle 11 führen. Weitere Kabel führen den Heizstrom der Röntgenstrahlröhre. Ferner sind z.B. Leiter vorgesehen, um den Stator zu versorgen, der die sich drehende Anode der Röntgenstrahlquelle antriebt, und es sind Kabel vorhanden für die Detektor-Datenerfassungseinrichtungen und tür die Leistungsversorgung. Die neue Kabelaufnahmeeinrichtung, die in Einzelheiten in den Figuren 12 bis 15 gezeigt ist, verhindert, daß die Kabel sich in· Aufbau des Geräts verheddern. Sie verhindert außerdem, daß die Kabel oder andere Leiter scharf geknickt, überbeansprucht werden oder sich mit sich selbst verheddern. Die Aufnahmeeinrichtung bündelt die Kabel vielmehr in einer solchen Weise, daß sie nur einen unwesentlichen Widerstand der Rotordrehung entgegensetzen.

809812/0790

- .56 -

Die Kabelaufnahineeinrichtung ist schematisch in Figur 12 dargestellt. Sie enthält eine feststehende zylindrische Basis 300, durch deren Umfang die Gruppe von Kabeln 301 tangential ein -tritt. Die Einrichtung besitzt ein zentrales feststehendes zylindrisches Element 302. Ein Hilfszylinder 303 ist konzentrisch mit dem Zylinder 302 angeordnet und dreht sich frei auf letzterem. Eine sich radial erstreckende Platte 304 ist am Hilfszylinder 303 befestigt. Die Platte 304 teilt die Einrichtung in einen oberen Toroidraum 305 und einen unteren Toroidraum 306. Die Platte 304 greift in eine äußere und untere Zylinderwand 307. In Figur 12 läuft das Anfangsende 308 der Kabelgruppe 301 durch eine geeignete öffnung in der Wand des stationären Zylinders 300, und die Kabel werden durch eine Klemme 309 gehalten. Die Klemme 309 ist im Innern des Zylinders 300 befestigt, unmittelbar nachdem die Kabelgruppe eintritt. Von der Klemme 309 an führt die Kabelgruppe eine Spiraldrehung in dem unteren Raum 306 aus und läuft durch eine Öffnung 310 in der Platte 304 nach oben in den oberen Raum 305. Bevor die Kabelgruppe nach oben läuft, wird sie am Hilfszylinder 303 mittels einer Klemme 311 befestigt. Nachdem die Kabelgruppe durch die öffnung 310 hindurchtrat, wird sie mittels einer Klemme 312 im oberen Raum 305 an den Hilfszylinder 303 angeklemmt. Im Anschluß an die Klemme 312 verführt die Kabelgruppe eine Spiraldrehung und erreicht eine Klemme 313, die eine von mehreren Klemmen dar -stellt, die behilflich sind, die Kabel in einer geordneten parallelen Gruppe zu führen, die Jedoch nicht an irgendeinem Zylinder befestigt sind. Die Kabelgruppe wird dann nach oben gebogen und in einem Paar von Klemmen 314 und 315 gehalten, die auf einem Arm 316 sitzen. Ein Haltearm 317 erstreckt sich vom Arm 316. Der Haltearm 317 ist an einem Lagerring 33 befestigt, der in Figur 1 als dasjenige Teil dargestellt ist, welches den äußeren Wasserbehälter 18 bei der Drehung trägt. Der Ring 33 befindet sich auf einem Lager 318, das sich relativ zum zentralen stationären Zylinder 302 dreht. Der Ring und der Lageraufbau sind in tatsächlicher Form in Figur18 dargegestellt, die später erläutert wird. In Figur 12 besitzt der

809812/0790

Ring 33 einen Arm 32 und zwei Kugellager 31. Der Ring wird um eine vertikale Achse gedreht, wenn die Lager 31 von dem Stab in Drehbewegung gesetzt werden, wie schon kurz in Verbindung mit Figur 1 erläutert wurde. Es sei daran erinnert, daß der Stab 30 am Abtastarm oder Rotor 25 befestigt ist und mit diesem umläuft. Da der Rotor 25 sich auch aufwärts und abwärts bewegt, da er auf der Arbeitsbühne 39 angeordnet ist, dreht sich der Ring 33 unter dem Einfluß des umlaufenden Stabs 30, während der Ring 33 sich vertikal nicht bewegt. Die Drehung des Rings 33» die mit der Drehung des Abtastarms 25 koordiniert ist, bewirkt, daß sich die spiralförmigen Kabelgruppen in dem oberen und dem unteren Raum 305 und 306 zusammen auf- und abwickeln. Bei einer vollen 1,5-fachen Umdrehung des Rotors 25 machen die Rotoraustrittskabelklemmen 314 und 350 die volle 1,5-fache Umdrehung mit, die Klemme 312 und der Hilfszylinder 303 drehen sich ungefähr eine 3/4-Umdrehung, und die Klemme 325 am Kabeleingang bleibt stationär. Auf diese Weise wickeln sich die Kabelspiralen im oberen und im unteren Raum 305 und 306 beide gemäß dieser AusfUhrungsform um eine 3/4-Umdrehung auf und ab.

Periodisch sind längs der Kabelgruppe zusätzliche Klemmen, z.B. 320, 321 und 322 vorgesehen. Diese Klemmen halten lediglich die Kabel parallel, wobei die neutrale Biegeachse Jedes Kabels vertikal reailtiv zu den anderen Kabeln angeordnet ist, um eine richtige Ausrichtung sicherzustellen, wenn sich die Kabel als Gruppe biegen. Diese Klemmen halten lediglich die Kabel.

Zusammen mit den Kabeln laufen im unteren Raum parallele obere und untere Federmetallbänder 324 und 324* von Klemme zu Klemme. Die Bänder 324 und 324' sind an sich entsprechenden Enden z.B. an der feststehenden Klemme 309 an der Stelle 325 befestigt. Die Bänderspirale umläuft den unteren Raum 306, und die anderen Enden der Bänder sind an der Stelle 326 an der Klemme 311 befestigt. Wie schon erwähnt, ist die Klemme 311 am Hilfszylinder 303 befestigt.

809812/0790

Die Kabelgruppe im oberen Raum 305 besitzt ebenfalle ein oberes und ein unteres Federmetallhalteband 327 und 327'. Eines der Enden 328 ist an der Klemme 312 befestigt, die ebenfalls am Hilfszylinder 303 befestigt ist. Auch das andere Ende 329 der Bänder 327 und 327' ist ferner an der letzten Klemme 313 in» oberen Raum 305 befestigt.

Figur 14 zeigt schematisch eines der beiden Federbänder 324 vom unteren Raum, und das Federband 327 vom oberen Raum, um die Beziehung der Bänder klarer darzustellen. Das äußere Ende 325 des typischen unteren Federbands 324 ist wirksam an der Innenseite der äußeren stationären Zylinderwand 306 befestigt. Das innere Ende 326 ist am Hilfszylinder 303 befestigt, wie dargestellt ist. Das innere Ende des typischen oberen Federbands 327 ist am Hilfszylinder 303 befestigt, und das äußere Ende 329 ist an der Klemme 313» und effektiv am Arm 316 befestigt. Wird Figur 14 von oben betrachtet, und wird dabei das untere Federband 324 verfolgt, so läßt sich erkennen, daß dieses Band vom festen Punkt 325 spiralförmig im Uhrzeigersinn zum Punkt 326 auf dem inneren Zylinder umläuft. Wird die Figur noch einmal von oben betrachtet, so läßt sich feststellen, daß das obere Federband 327 am Punkt 328 befestigt ist und spiralförmig im Uhrzeigersinn zu seinem freien Ende 329 läuft. Die Spiralfederbandpaare 324 und 327 sind in ihrem tatsächlichen Aufbau also abgewickelt oder offen, wenn der Abtastarm 25, der das Ende 329 dreht, seine maximale Stellung im Gegenuhrzeigersinn besitzt.

Wenn der Abtastarm 25 gegen seine Drehgrenze im Uhrzeigersinn gedreht ist, bewegt sich das Ende 329 des Bands 327 im Uhr zeigersinn, wenn von oben betrachtet wird. Es läuft am Punkt 328 auf dem Hilfszylinder 303 radial außen vorbei, während sich die Wicklung oder Spule aufwickelt. Es läßt sich daher erkennen, daß sich der äußere Teil des oberen Federbands um den inneren Teil herum windet oder wickelt, während es sich aufgrund der Drehung im Uhrzeigersinn strafft. Zur gleichen

809812/0790

Zeit wird der Hilfszylinder 303 angetrieben, und zieht das innere Ende 326 des unteren Federbands 32h mit sich in Uhrzeigersinnrichtung, wobei das untere Band von innen nach außen gestrafft wird.

Figur 12 entspricht der maximalen Drehung des Abtastarms im Gegenuhrzeigersinn, wobei die Kabelschleifen in dem oberen und dem unteren Raum 305 und 306 abgewickelt oder offen sind. Figur 13 zeigt die Kabelaufnahmeeinrichtung, wenn der Abtastarm oder Rotor 25 sich in seine maximal in Uhrzeigerrichtung gedrehte Stellung bewegt hat. Im letzteren Fall sind die Kabel im oberen und im unteren Raum 305 und 306 straffer aufgewickelt. Ihrem Aufbau nach sind die Figuren 12 und 13 gleich, bezüglich Figur 12 ist jedoch Figur 13 um 90° gedreht, um die Lage einer Kabelgruppe klarer zeigen zu können, wenn die Kabel straff aufgewickelt sind. Es sei bemerkt, daß die Federbänder 324 und 327 relativ dünn und breit sind, um Flexibilität zu gewinnen, und daß sie genügend Steifheit besitzen, um die Kabel in den oberen und unteren Spiralen zu halten, die in einzelnen Ebenen liegen. Die Federbandspiralen besitzen beabstandete Öffnungen, um sich mit den Klammern verbinden zu lassen und eine richtige Beabstandung der Klammern sicherzustellen.

In Figur 12 ist ein Teil des Abtastarms oder Rotors 25 oben rechts dargestellt. Zwei Pfeile sind in der Nähe dieses Teilstücks dargestellt, um anzudeuten, daß der Rotor sich dreht und sich anhebt bzw. absenkt. Es wurde die Kompensation der Ortsveränderung durch Drehbewegung für die Kabel beschrieben. Die Kompensation für die sich ändernde Höhe des Rotors 25 wird dadurch erhalten, daß das äußere Ende der Kabel in einer freien Schleife 331 geführt ist, wie insbesondere in Figur 12 gut sichtbar ist.

Einige Eigenschaften des mit Federbändern versehenen Kabelaufnahmesystems, die bisher mehr zufällig erwähnt wurden, werden

809812/0790

nun erneut betrachtet, und andere Eigenschaften, die noch nicht erwähnt wurden, werden nun erläutert. So sei z.B. darauf hingewiesen, daß die Federbandpaare 324 und 324" und 327 und 327'

haben

ihre neutrale Biegeachse so eng wie möglich/ damit sie vertikal zusammenfallen oder Über und unter den neutralen Biege -achsen der Kabel in jeder Gruppe liegen. Dadurch wird ein Beitrag zur Vermeidung von Beanspruchungen geliefert, die als unerwünschte Steifheit der Kabel- und Federkombination in der horizontalen Ebene auftreten würdenund in unerwünschter Weise zur Folge hätte, daß eine größere Torsionskraft erforderlich wäre, um die Kabel spiralförmig auf- und abzuwickeln. Obwohl eine gute Flexibilität der Kabel und Federn in den Biegeebenen erzielt wird, zeigen die Federn dennoch eine Steifheit in einer Richtung, die normal zu den Biegeebenen ist, um das vertikale Durchsacken der Kabel zu begrenzen.

Obwohl es sich nicht darstellen läßt, sind die Federbänder vorgeformt, bevor sie in den Kabelgruppen angeordnet werden. Wenn die Bänder nicht am inneren Endbereich angeordnet werden, versuchen die Bänder, wie auch die Kabel, nach außen zu drücken und eine Reibungskraft zu erzeugen, wenn sie sich abwickeln. Eine gleichförmige Spiralfeder, deren Gestalt mit der mathematischen Gleichung einer Spirale übereinstimmt, deren äußeres Ende an einem festen Element, und deren inneres Ende an einem drehbaren Element, wie z.B. dem Hilfszylinder 302 befestigt ist, wird, wenn sie straffer gewickelt wird, an ihrem inneren Endbereich einen schärferen oder kleineren Radius annehmen und sich rascher gegen den Hilfszylinder anziehen, während der äußere Teil noch offener oder radial expandiert ist. Auch hieraus resultiert eine Reibungsbelastung und ein ungleichförmiges Drehmoment. Wie schon erwähnt, hat diese Belastung oder Widerstand beim Abwickeln vielleicht stärkere Folgen. Gemäß der Erfindung besitzen die Federbänder eine lange Radiuskrümmung von dem äußeren Ende auf das innere Ende hin, und wenn ein Bereich in der Nähe des inneren Endes erreicht ist, wird der Krümmungsradius erheblich reduziert. Wenn dann das Federband als eine

809812/0790

27412AQ

Näherungsspirale ausgeformt wird, wobei beide Enden befestigt sind, und die Teile zwischen den Enden an die Kabel angeklemmt sind, besitzen die Bänder die Gestalt, um sich richtig abzu -wickeln, d.h. um sich abzuwickeln, ohne daß die Innenwindungen gegeneinander schleifen. Wird auf diese Weise ein gleichförmiger Aufwickel- und Abwickelvorgang und eine richtige Kontur der Kabel erzielt und aufrecht erhalten, so werden die Kabel zu keiner Zeit scharf gebogen, so daß ihre Uberbelastung verhindert wird und eine Reibungsabnutzung und Verwicklung der Kabel oder anderer gehaltener flexibler Elemente der Gruppe vermieden wird.

In Figur 15 ist ein Vertikalschnitt des tatsächlichen Aufbaus der Kabelaufnahmeeinrichtung gezeigt. In dieser Figur tragen Teile, die den in den Figuren 12 bis 14 dargestellten Teile entsprechen, dieselben Bezugszeichen. Ein freidrehender Hilfszylinder 303 ist konzentrisch mit dem feststehenden inneren Zylinder 302 angeordnet. Der Hilfszylinder besitzt mehrere am Umfang beabstandet angeordnete Lagereinsätze, wie z.B. 332 und 333. Diese Einsätze können aus Material kleiner Reibung, wie z.B. aus Delrin oder Nylon bestehen. Die Innenkabelklemme 312 im unteren Raum 306 ist am Hilfszylinder 303 befestigt dargestellt. Die anderen Kabelklemmen oder Halter, z.B. 321 im oberen Raum 303» oder im unteren Raum, z.B. 334, machen die Ab -wickel- und Aufwickelbewegung mit. Ein Teilsttick des drehbaren und vertikal beweglichen Abtastarms 23 ist mit dem Bezugszeichen gemäß Figur 12 dargestellt.

Figur 18 zeigt einen vertikalen Teilschnitt, der grob der vertikalen Ebene 18-18 der Figur 12 entspricht, wobei Figur 18 zeigt, wie die Kabelaufnahmeeinrichtung bei einer bevorzugten AusfUhrungsform angetrieben wird. Links ist ein Teil des sich drehenden Abtastarms 23 dargestellt, und es sei bemerkt, daß sich dieser Abtastarm auf der Arbeitsbühne 39 befindet, die sich schrittweise während der Abtastung nach unten bewegt. Der Antriebsstab 30, der bisher an Hand symbolischer Darstellungen erläutert wurde, ist am Rotor oder Abtastarm 23 befestigt.

809812/0790

- J&2- -

Der Stab 30 ist vertikal mit dem Rotor, der sich auf der Arbeitsbühne befindet, beweglich. Der Umlaufsstab treibt das Element 33» das in Verbindung mit Figur 12 als Ring bezeichnet wurde, drehbar auf einem Kugellager 318. Das Kugellager 318 ist ebenso in den Figuren 12 und 13 dargestellt. Der Umlaufsstab 30 treibt den Ring mittels der Walzen 31 auf dem Arm 32. Die Walzen 31 drükken gegen den Stab und nehmen den Stab zwischen sich auf, um eine vertikal gleitbare Verbindung zu schaffen. Die innere Fläche des Lagers 318 ist auf einem Element 338 befestigt, welches seinerseits an einer Plattform 339 befestigt ist, die stationär auf dem inneren Zylinder 302 ruht. In Figur 18 ist der Arm, der das Kabel am oberen Ende, wo das Kabel in die Schleife 331 mündet, aufnimmt, wieder mit 316 bezeichnet, und die zugeordneten Kabelklemmen sind mit 314 und 315 bezeichnet. In Figur 18 läßt sich ferner erkennen, daß der äußere Wasserbehälter 22 sich mit dem Ring 39, auf dem er angeordnet ist, dreht, daß der Behälter seine Höhe Jedoch nicht ändert. Weitere Komponenten der Figur 18 werden später in Verbindung mit dem Wassersystem beschrieben.

Zur Beschreibung des Wassersystems wird auf Figur 16 Bezug genommen. Während einer Brustuntersuchung wird der innere Brustbehälter 21 und der äußere Wasserbehälter 22 beide gemäß dieser Ausführungsform mit Wasser gefUlIt. Das in den Behältern verwendete Wasser wird auf eine Temperatur geregelt, die für das Untersuchungsobjekt angenehm 1st. Verwendet wird ferner ein oberflächenaktives Mitte]JLm Wasser, so daß das Wasser die Haut des Patienten benetzt und Oberflächenblasen auf ein Minimum redu -ziert. Blasen müssen entfernt werden, um nachteilige Effekte bei den wahrgenommenen Signalen zu vermelden. Keimtötungsaittel können ebenso beigefügt werden.

Komponenten eines vereinfachten Wassersystems, welches erfindungsgemäß verwendet wird, sind in Figur 16 dargestellt. Vorgesehen sind Heißwasser- und Kaltwassereingangsventile 345 und

809812/0790

346, die zu einem die Temperatur regelndem Mischventil 347 führen. Von diesem Ventil läuft Wasser durch ein Filter 348 in die Zufuhrleitung 350. Ein durch eine Magnetspule gesteuertes Ventil 349 befindet sich in der Zufuhrleitung 350. Die Strömungsgeschwindigkeit wird durch ein öffnungsventil 351 gesteuert oder festgelegt. In Lösung befindliche oberflächenaktives Mittel und keimtötende Mittel werden von einer Lösungszuführeinrichtung der Wasserleitung 361 zugeführt. Unter der Steuerung des Magnetventils 349 wird Wasser dem inneren Brustbehälter 21 und dem äußeren Behälter 22 zugeführt. In Kontakt mit dem Strömungspfad des Wassers zu den Behältern befindet sich ein Ubertemperatursensor 355 und ein Temperaturanzeigesensor 356. Wenn es erwünscht ist, die Behälter 21 und 22 teilweise oder vollständig zu füllen, wird ein Ausflußventil 357 und SV-2, das durch eine Magnetspule gesteuert ist, automatisch geschlossen. Dadurch wird bewirkt, daß der Wasser -pegel in einem Sichtglas 358 ansteigt, dem zwei Sensoren zugeordnet sind. Ein Sensor 359 oder WS-1 zeigt an, wenn der Behälter 21 teilweise bis zu einem vorgegebenen Pegel gefüllt ist. Ein weiterer Sensor 360 oder WS-2 zeigt an, wenn der Behälter vollständig gefüllt ist. Das Magnetventil 357 wird geöffnet, wenn es erwünscht ist, das System durch eine Abflußleitung zu entleeren. Von der Lösungszufuhreinrichtung 353 wird unter Steuerung eines Magnetventils 362 Lösung nur zugeführt, wenn durch das öffnungsventil 351 frisches Wasser in das System eingegeben wird.

Das Logiksystem zur Steuerung des in dem erfindungsgemäßen Gerät verwendeten Wassers ist schematisch in Figur 17 dargestellt. Es besitzt mehrere Schalter, von denen einige von Hand und andere automatisch betätigt werden, wobei die Schalter von einer Logik-Spannungsleitung 371 gespeist werden. Die Schalter können in verschiedenartiger Weise betätigt werden, um den Wasserbehälter 21 selektiv teilweise oder vollständig zu füllen oder zu entleeren.

809812/0790

Die Betätigungsspulen für die hauptsächlichen Magnetventile in Figur 16 sind mit demselben Bezugszeichen wie in Figur 17, jedoch mit dem Suffix "C versehen, der hinzugefügt ist, um die jeweilige Spule zu kennzeichnen.

Wenn eine Füllung oder TeilfUllung des Systems gefordert wird, wird die Magnetventilspule 3^9C in Figur 17 erregt und das Ventil 349 in Figur 16 geöffnet. Zur gleichen Zeit wird das Zu -fuhrsteuerventil 362C in Figur 17 erregt und das Magnetventil 362 in Figur 16 geöffnet. Die Spule 357C in Figur 17 wird erregt, um das Ventil 357 in Figur 16 zu öffnen, wenn eine Entleerung des Systems gefordert wird. Die Logik ist derart aufgebaut, daß eine Entleerung verhindert wird, wenn entweder das Füllen oder teilweise Füllen befohlen wird, und das Entleeren wird so lange verhindert, bis Entleerung befohlen wird.

Die Spulen 362C und 3^9C zur Lösungszufuhr und zur Füllung werden durch einen optisch gekoppelten Isolatortreiber 372 ausgesteuert, der sich in der Ausgangsleitung eines UND-Tors 373 befindet. Das UND-Tor besitzt drei Eingänge. Ein Eingang 37^ liegt in Serie mit dem Übertemperatursensorschalterkontakt 355. Dies steint primär einen Sicherheitsschalter dar, da die Wassertemperatur durch das Mischventil 3^7 geregelt wird. Wenn jedoch die Wassertemperatur einen Konfortwert überschreitet, öffnet sich der Schalter 355 und das UND-Tor 373 wird gesperrt, so daß Wasser und Lösung nicht zugeführt werden können.

Unter Bezugnahme auf Figur 17 wird nun Aufbau und Funktion gleichzeitig beschrieben.

Wenn ein Patient zur Untersuchung sich vorbereitet, ist es wünschenswert, den Behälter teilweise zu füllen, bevor die Brust in den Behälter 21 gebracht wird, so daß beJm Einfügen der Brust in den Behälter kein überlaufen erfolgt. Die teilweise Füllung wird von Hand durch Betätigung des Drucktastenschalters 367 ausgelöst. Dadurch wird ein Eingangssignal

809812/0790

einem UND-Tor 374 zugeführt. Das andere Eingangssignal zum UND-Tor wird durch den Zweistellungsschalter 259 geliefert, der eine TeilfUllung anzeigt und, wenn der Behälter teilweise gefüllt ist, sich in der in Figur 17 dargestellten Stellung befindet. Es gehen daher beide Eingänge des UND-Tors 374 auf einen hohen Wert, und dessen Ausgang geht auf einen hohen Wert. Dadurch wird ein Flip-Flop 375 gesetzt und bewirkt, daß dessen Q-Ausgang auf einen hohen Wert geht. Wenn der Q-Ausgang des Flip-Flops 375 nach oben geht, wird bewirkt, daß der Ausgang 378 eines ODER-Tors 377 auf einen hohen Wert geht. Der Ausgang des ODER-Tors 377 ist ein weiterer Eingang 375 für das UND-Tor 373. An dieser Stelle sind die Eingänge 374 und 375 des UND-Tors 373 hoch, und der weitere Eingang 376 des UND-Tors 373 liegt hoch, solange ein Befehl zur Entleerung des Systems nicht gegeben ist. Der Ausgang des UND-Tors 373 liegt daher hoch, und die Füll spule 349C und die Lösungszufuhrspule 362C werden erregt, so daß mit der teilweisen Füllung des Brustbehälters mit Wasser begonnen wird. Wenn der vorgegebene Teilfüllungspegel erreicht ist, liefert und überträgt der Kontakt des Schalters 359 ein Logiksignal zum RUcksetzanschluß R des Flip-Flops 375. Dessen Q-Ausgang geht dann, ebenso wie der Eingang des ODER-Tors 377, auf einen niederen Wert. Dadurch wird bewirkt, daß der Ausgang des UND-Tors 373 auf einen niederen Wert geht und die Lösungszufuhr- und FUllrelaisspulen 363c und 349c entregt werden.

Wenn sich der Patient am Platz befindet und es gewünscht ist, Wasser in den Behälter 21 zu füllen, wird ein Füll-Drucktastenschalter 366 betätigt. Dieser Schalter liefert ein Eingangssignal an das UND-Tor 380. Das weitere Eingangssignal des UND-Tors kommt durch den den gefüllten Zustand anzeigenden Schalter 36O, der einen geschlossenen Kreis besitzt, wenn der Be -hälter noch nicht gefüllt ist. Es sind daher beide Eingänge des UND-Tors 380 hoch, und ebenfalls liegt dessen Ausgang hoch. Dadurch wird ein Flip-Flop 381 gesetzt, und dessen Q-Ausgang geht auf einen hohen Wert. Dieses Ausgangssignal stellt ein

809612/0790

-GS-

weiteres Eingangssignal des ODER-Tors 377 dar und trägt dazu bei, alle Eingänge des UND-Tors 373 auf einen hohen Wert gehen zu lassen, so daß die Magnetventilspulen 362C und 349C erregt werden. Wenn der Behälter 21 gefüllt wird, legen sich die Kontakte des Schalters 360 um, um ein hohes Ausgangssignal dem RUcksetzanschluß R des Flip-Flops 381 zuzuführen, wodurch dessen Q-Ausgang auf einen niederen Wert geht. Das Ausgangssignal des ODER-Tors 377 geht daher, wie auch der Ausgang des UND -Tors 373, auf einen niederen Wert. Wenn das letztere erfolgt, werden die Spulen 362C und 349C entregt, und der FUllvorgang wird beendet.

Wenn entweder der Drucktastenschalter 366 zur Füllung oder der Schalter 367 zur. Teilfüllung niedergedrückt ist, wird ein hohes Signal dem einen oder anderen Eingang eines ODER-Tors 382 zugeführt. Dadurch geht der Ausgang des Tors 382 auf einen hohen Wert und liefert ein RUcksetzslgnal an das Flip-Flop 383. Der Q-Ausgang dieses Flip-Flops geht dann auf einen niederen Wert und liefert ein niederes Signal an einen Eingang eine· ODER-Tors 384. In Abwesenheit eines hohen Signale am anderen Eingang dieses ODER-Tors wird ein Treiber 385 entregt, so daß er keine Aussteuerspannung an die Entleerungeventil-Spule 357C liefern kann, so daß da« Ventil 357 geschlossen bleibt.

Ein weiterer Eingang des ODER-Tors 384 kommt vom Q-Ausgang eines Flip-Flops 386, welches einen Setzeingang S und einen Rücksetzeingang R besitzt. Das Setzeingangssignal wird vom Ausgang eines UND-Tors 387 geliefert. Dieses UND-Tor besitzt zwei Eingange. Ein Eingang geht auf einen hohen Wert, wenn der Behälter teilweise gefüllt ist, wodurch der Schalter 359 bewegt wird. Wenn nun der Hand-Drucktastenschalter 376 für die Teilfüllung betätigt wird, gehen beide Eingänge des UND-Tors 387 auf einen hohen Wert, und ebenso geht der Q-Ausgang des Flip-Flops 386 und der Ausgang des ODER-Tors 384 auf einen hohen Wert. Dadurch wird die Entleerungsspule

809812/0790

357C erregt und verhindert, daß der Behälter 21 über eine Teilfüllung hinaus gefüllt wird.

Um das System vollständig zu entleeren, wird die Handdrucktaste 370 niedergedrückt. Dadurch wird ein hohes Eingangssignal an den Setzanschluß des Flip-Flops 383 geliefert, wodurch dessen Q-Ausgang auf einen hohen Wert geht. Dies bewirkt, daß der Ausgang des ODER-Tors 384 hochgeht, und mit der Inversion im Treiber 385 wird die Entleerungsventil-Spule 357C entregt, so daß sich das Ventil öffnet und das System entleeren kann.

Eine Signallampe 388 ist vorgesehen, um anzuzeigen, wenn das Wasser im Behälter 21 eine vorgegebene TeilfUllhöhe erreicht hat. Die Lampe wird von einem Puffer 389 mit einer Spannung versorgt, wobei der Puffer von einem Anschluß des Schalters 359 für Teilfüllung ein logisches Signal empfängt. Die Lampe 388 wird nur erregt, wenn der Kontakt des eine Teilfüllung anzeigenden Schalters 359 die dargestellte Stellung verläßt.

Die Signallampe 390 ist vorgesehen, um dem Benutzer anzuzeigen, wenn der Behälter 21, wie gefordert, vollständig gefüllt ist. Die Lampe 390 besitzt einen Puffer, der die Lampe treibt und dieser Puffer wird durch ein Logiksignal von einem der Kontakte des volle Füllung anzeigenden Schalters 360 gesteuert. Dieser Kontakt verläßt die dargestellte Stellung, wenn der Pegel des Fluids im Behälter 21 die volle Höhe erreicht.

Fig. 19 ist ein Funktionsdiagramm einer verbesserten Ausführungsform des Wassersystems zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Brustabtastgerät. Dieses System konditioniert das mit dem Patienten in Kontakt kommende Wasser hinsichtlich Sauberkeit, Temperatur und Benetzbarkeit. Es liefert einen oberflä-

809812/0790

chenaktiv.zusatz, und sofern erwünscht, ein keim- und pilztötendes Mittel in das Wasser. Der zusatz reduziert die normale Oberflächenspannung des Wassers, um die Möglichkeit der Ausbildung von Luftblasen zu verringern, die sich an den Wänden der Wasserbehälter oder der eingetauchten Brust festsetzen könnten und zu fehlerhaften Röntgenstrahlabsorptionsanzeigewerten führen würden. Das System sieht ferner die Möglichkeit vor, das Wasser dem Vakuum auszusetzen, um einen Teil der gelösten Luft zu entfernen und dadurch die Benetzung und den guten Wasserkontakt mit der Brust des Patienten und dem inneren und dem äußeren Wasserbehälter zu verbessern und Luftblasen zu vermeiden. Das System besitzt einen Speichertank, um derart behandeltes Wasser für alle Zeiten zur Verwendung bereitzuhalten. Es stellt sicher, daß der Patient von unbehandeltem Wasser, und dem durch einen früheren Patienten benutzten Wasser, isoliert ist. Es ist Vorsorge getroffen, daß ein konstanter Wasserüberlauf am oberen Rand der Wasserbehälter mit einer im wesentlichen verringerten Rate stattfindet, um das Vorhandensein von Wasser in der obersten Abtastschicht sicherzustellen und dennoch das behandelte Wasser zu erhalten. Das Wassersystem ist derart ausgelegt, daß die Anzahl der ■it dem Gerät untersuchbaren Patienten dadurch maximal wird, daß die Wartezelt auf das Wasserbehandlungssystem minimal ist, um dessen Zyklus vor Benutzung des behandelten Wasser zur Neufüllung der Wasserbehälter zu beenden.

In diesem System ist eine Wasserhöhen-Teilsteuerung vorgesehen, die es dem Benutzer ermöglicht, das Füllen des inneren und des äußeren Wasserbehälters zu jedem Zeitpunkt vor Eintauchung der Brust auszulösen. Nachdem der Benutzer den Füllvorgang auslöst, erfolgt das Füllen automatisch und

809812/0790

.69- 274 1 2AO

hört bei einer optimalen Höhe In den Wasserbehältern unmittelbar vor deren vollständigem Füllen auf. Dadurch wird das überlaufen von Wasser vermieden, wenn die Brust des Patienten eingetaucht wird. Nach dem endgültigen Eintauchen und Positionieren der Brust des Patienten löst der das Gerät bedienende Benutzer eine zweite Steuerung aus, die den abschließenden Füllvorgang beendet, in Anschluß an den ein kontinuierliches überlaufen mit begrenzter Ausflußmenge gestattet wird. Wenn die Untersuchung einer Brust beendet ist, wird vor der Umlagerung des Patienten in eine zur Untersuchung der weiteren Brust geeignete Stellung Wasser durch eine vom Benutzer ausgelöste Teilhöhensteuerung nur auf eine Teilhöhe und nicht vollständig entleert, wodurch die Versorgung mit behandeltem oder konditioniertem wasser erhalten bleibt. Diese Betriebsart erbringt für den Patienten eine erhöhte Bequemlichkeit und schließt die Möglichkeit, daß Wasser leicht in die Patiententrageeinrichtung fließt, aus, sofern die Behälter vor Eintauchen der zweiten zu untersuchenden Brust sich teilweise entleeren können.

Ein weiteres Merkmal des verbesserten Wassersystems besteht darin, daß die Wasserfüllgeschwindigkeit unter der Teilhöhe schnell ist, während das Wasser mit einer langsamen Füllgeschwindigkeit zugeführt wird, wenn es über diese Teilhöhe angestiegen ist.

Es sind ferner Einrichtungen vorgesehen, um das Wasser, welches in Berührung mit dem Patienten kommt, auf einem angenehmen Temperaturwert zu halten.

In dem Diagramm gemäß Fig. 19 1st der für Röntgenstrahlen transparente innere Wasserbehälter, wie auch in den anderen Figuren mit dem Bezugszeichen 21 bezeichnet. Der äußere,

809612/0790

für Röntgenstrahlen transparente Behälter ist mit 22 bezeichnet. Eine kombinierte Zufuhr- und Entleerungsleitung 400 ist symbolisch mit dem äußeren Behälter verbunden dargestellt, im inneren Behälter befindet sich Jedoch eine öffnung 401 und ein Durchgang 402 zum äußeren Behälter, der diese Behälter in Verbindung mit der Entleerungs- und Füllzwecken dienenden Rohrleitung 400 bringt. Innerhalb des inneren Brustbehälters 21 befindet sich ein Diffusor oder Verteiler 403» der das Wasser auf die Wände des Behälters ablenkt und die Bewegung während des Füllvorgangs reduziert. Die maximale Füllhöhe ist durch die gestrichelte Linie 404 dargestellt. Eine Teilfüllhöhe ist durch die gestrichelte Linie 416 dargestellt. Der innere Behälter 21 weitet sich nach oben und nach außen an der Stelle 405 aus, und der äußere Behälter 22 weitet sich in ähnlicher Weise an der Stelle 506 aus. Eine Verbindung zwischen innerem und äußerem Behälter an ihren oberen Rändern ist durch einen schmalen Spalt 407 dargestellt. Mit dem ausgeweiteten Teil oder der sogenannten oberenPfanne 406, die mit beiden Behältern in Verbindung steht, ist ebenfalls ein überlauf-Abflußrohr 408 verbunden, das in den ringförmigen Behälter 409 führt, die auch in Fig. 18 dargestellt ist.

Die Teilfüllhöhe 416 und die volle Füllhöhe 404 der Behälter 21 und 22 wird durch ein Sichtglasrohr 417 überprüft, welches die Böden der Behälter über das Abflußrohr 400 verbindet. Wasser steigt im Glasrohr 417 entsprechend der Höhe in den Behältern auf. Vorgesehen ist eine Lichtquelle, z.B. eine lichtemittierende Diode (LED) 418 auf einer Seite dee Rohrs und ein Sensor, z.B. eine lichtempfindliche Diode oder Transistor WSS-1, der bezüglich der lichtemittierenden Diode ausgerichtet 1st und auf der anderen Seite des Rohrs bei der

809812/0790

274 Ί 2AO

TelIfUllhöhe 416 angeordnet ist. Die Diode WSS-1 ändert ihr Ausgangssignal, wenn der Wasserpegel auf denjenigen Pegel im Rohr 417 ansteigt , der dem Pegel oder der Höhe 416 entspricht. Die Änderung des Ausgangssignals kann daher verwendet werden, um die Wasserzufuhr bei der Teilfüllhöhe 416 zu beenden.

Vorgesehen ist eine weitere lichtemittierende Diode LED 419 auf der einen Seite des Sichtrohrs 417, wobei eine weitere lichtempfindliche Diode oder Transistor WSS-2 auf derselben Höhe diametral entgegengesetzt angeordnet ist. Der Sensor WSS-2 liegt auf einer Höhe, die der vollen Füllhöhe 404 in den Behälter 21 und 22 entspricht, und er spricht durch Änderungen des Ausgangssignals auf Wasser an, welches im Sichtglas zwischen Sensor und emittierende Diode tritt. Auf diese Weise kann diese Signaländerung benutzt werden, um die Wasserzufuhr zu beenden, wenn die Behälter vollständig bis auf die Höhe 404 angefüllt sind.

Im unteren linken Bereich der Fig. 19 läßt sich erkennen, daß die Wasserzufuhrstellen zu dem System eine Heißwasser-Zufuhrleitung 420 und eine Kaltwasser-Zufuhrleitung 421 enthalten. Die Heißwasserleitung besitzt ein von Hand gesteuertes Ventil 422, und die Kaltwasserleitung besitzt ein ähnliches Ventil 423. Diese Ventile speisen eine Mischventilanordnung, die MXV bezeichnet ist. Das Mischventil besitzt eine herkömmliche Bauweise und weist ein symbolisch dargestelltes Bauelement 425 für eine vorbereitende Regelung der Temperatur des gemischten Wassers auf. Das Mischventil besitzt ferner ein Druckregelventil 426. Die Abgabe des gemischten warmen Wassers erfolgt durch ein von Hand gesteuertes Ventil 427, das zu einem Filter 428 führt. In Serie mit dem Filter liegt ein Magnetventil SSV-1, welches in

809812/0790

Serie mit einem von Hand betätigbaren Drosselventil oder
Zufuhrsteuerventil FCV-1 liegt. Die Strömungspfade und
bisher beschriebenen Bauelemente regeln die Strömung in
einen Speichertank 431, bevor das Wasser innerhalb dieses Tanks behandelt oder konditioniert wird. Das Magnetventil SSV-1 in der Tankeingangsleitung dient zur automatischen
Abschaltung der Wasserzufuhr in den Speichertank 431, die in Verbindung mit der automatischen Betriebsmode des Systems erforderlich ist. Das Zufuhrsteuerventil FCV-1 dient zur
Regelung der Durchflußrate in den Tank 431.

Die Kapazität des Speichertanks 431 ist bevorzugt mindestens groß genug, um genügend behandeltes Wasser zur Untersuchung eines einzelnen Patienten zur Verfugung zu haben. Der Tank ist mit einer elektrischen Heizung 432 versehen, die derart gesteuert ist, daß sie die Temperatur des Wassers im Tank 413 auf ungefähr 32°c (9O°F) hält. Der Tank besitzt einen Sensor TS-1 für den oberen Temperaturgrenzwert, wobei der Sensor damit befaßt ist, die Wasserzufuhr in den Brustbehälter 21 zu verhindern, wenn die Temperatur so hoch ist, daß sie unangenehm ist oder die Sicherheit des Patienten
gefährdet. Ein weiterer Temperatursensor TS-2 ist im Tank 431 angeordnet und liefert ein Freigabesignal, wenn die
Wassertemperatur zur Verwendung im Brustbehälter geeignet ist, d.h. ungefähr y ⁰C (3°F) über oder unter 32°C
(9O°F) ist.

Im Speichertank 431 sind Wasserpegelsensoren und Steuereinrichtungen WLC-1 und WLC-1A angeordnet. Die Pegelsensoren begrenzen die Wasserzufuhr zum Tank durch Steuerung des
Betriebs des Magnetventils SSV-1. Die elektrischen Kontakte in der durch einen Schwimmer betriebenen Schalteranordnung WLC-1 werden betätigt, wenn ein erster gewünschter hoher

809812/0790

Wasserpegel im Tank 431 erreicht ist. In diesem Fall wird das Magnetventil SSV-1 zum Schließen gebracht. WLC-A1 spricht auf den Wasserpegel im Tank an, wenn dieser einen oberen Sicherheitsgrenzpegel erreicht, wobei in diesem Fall ein durch eine Magnetspule betriebenes 3-Wegeventil SV-5 betätigt wird. In einem derartigen Fall fließt das Uberlaufwasser vom Tank 431 durch ein Ablaßrohr 441 und durch das Ventil SV-5, das eine Ablaufleitung 442 besitzt, die mit einem der AuslaßanschlUsse des Ventils verbunden ist. Die Abflußleitung 442 mündet in einen Kollektor 443, der eine Abflußleitung 444 besitzt, die in eine Hauptabflußleitung 445 mündet. Der Tank 431 kann, sofern erwünscht, durch öffnung eines von Hand gesteuerten Ventils 446 vollständig entleert werden, wobei das Ventil 446 die Entleerung durch ein Rohr 447 in das Sammelgefäß 443 ermöglicht.

Der Tank 431 besitzt ebenfalls eine durch einen Schwimmer betätigte Schalteranordnung oder Sensor WLC-2, der den unteren Wasserpegelgrenzwert abfühlt. Der untere Wasserpegelgrenzwert wird durch die gestrichelte Linie 449 dargestellt, und die normale Füllhöhe 1st durch die Linie 450 dargestellt. Liegen bestimmte Umstände bei der Betriebsart des Systems vor, so kann das Wasser im Speichertank 431 einem Vakuum ausgesetzt werden, das durch eine Vakuumpumpe 455 erzeugt wird, die über das mittels Magnetspule betriebenen Dreiwegeventils SV-5 mit dem Tank 431 verbunden ist. Unter bestimmten Umständen, z.B. wenn das Wasser vor Abgabe In den Brustbehälter 21 behandelt wird, wird die Vakuumpumpe 455 eingeschaltet, und das Magnetventil 440 wird in eine Stellung gebracht, in der der Tank 431 evakuiert werden kann, um die in der Lösung befindliche Luft aus dem Wasser zu entfernen. Die vom Tank 431 zur Vakuumpumpe führende Leitung besitzt bevorzugt eine Falle oder Demistor 453 zur Entfernung von Wasserteilchen, jedoch nicht von Dampf, bevor die entzogene

809812/0790

240

Luft die Vakuumpumpe erreicht.

Eine Lösung aus das Wasser behandelnde Zusätze kann dem Wasser im Speichertank 431 aus einem Reservoir 457 zugeführt werden, welches durch ein Magnetventil SF gesteuert wird. Das Ventil SF ist nur während der Füllung oder Wiederauffüllung des Tanks offen und mißt auf diese Weise den richtigen Anteil der Zusätze, damit diese der dem Konditioniertank 431 zugeführte oder ersetzte Wassermenge entspricht.

Das konditionierte oder behandelte Wasser wird aus dem Tank 431 für das behandelte Wasser mittels einer Pumpe 460 dem inneren und dem äußeren Brustbehälter 21 und 22 zugeführt, wobei die Pumpe durch einen Motor 464 mit variabler Geschwindigkeit angetrieben wird. Diese Pumpe besitzt ein von Hand gesteuertes Ventil 461 in seiner Eingangsleitung 462. Das Ventil 461 dient lediglich Wartungszwecken. Die Pumpe 460 ist für schnelle und langsame Abgaberaten zur Ausgangsleitung 463 ausgebildet. Die Abgaberaten sind eine Funktion der Geschwindigkeit des Pumpenantriebsmotors 464. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung läuft die Pumpe in einer von zwei Geschwindigkeiten. Es sind zwei Abgabepfade für die Abgabe von der Pumpe 460 vorgesehen. Ein Abgabepfad verläuft durch eine Leitung 465» in der ein Magnetventil SSV-3 angeordnet ist. Die Abgabe vom Ventil SSV-3 erfolgt durch Rohre 467 und 468, die zum Vielzweck-Abfluß- und Zuflußrohr 400 führen. Der weitere Abgabepfad der Pumpe 460 läuft über eine Leitung 469, in der ein von Hand steuerbares Zufuhrsteuerventil FCV-2 zur Steuerung der Über -

laufrate (overflow rate) vorgesehen ist. In der Leitung 469 ist ferner ein von einer Magnetspule betätigtes Dreiwegeventil SSV-2 vorgesehen. Das Dreiwegeventil SSV-2 besitzt einen normalerweise offenen Anschluß, der zu einer

809812/0790

27A1240

Umlaufleitiong 472 führt. Es ist ersichtlich, daß das Magnetventil SSV-3 während des Vasserkonditionierzyklus geschlossen sein soll und der Auslaß des Magnetventils SSV-2, der zur Umlaufleitung 472 führt, geöffnet sein soll, so daß das im Tank 431 gespeicherte Wasser für Mischzwecke konstant umlaufen kann. Mittels der Vakuumpumpe 453 wird Vakuum im Speichertank hergestellt, während die Wasserpumpe 460 das Wasser in Umlauf bringt. Das Vakuum wird abgelassen, bevor Wasser in den Brustbehälter 21 eingegeben wird. Wenn das System In dem Umlaufbetrieb arbeitet, fließt kein Wasser durch das Überstrom-Zufuhrsteuerventil FCV-2 aufgrund der Art, in der das Magnetventil SSV-2 betätigt wird.

Wenn eine angemessene Wassermenge für einen einzelnen Patienten im Tank 431 hinsichtlich der Zugaben, der Entlüftung und der Temperaturbedingungen konditioniert wurde, ermöglichen nichtdargestellte Sperren (interlocks) die Eingabe des Wassers in die Behälter 21 und 22. Steuerschaltungen und geeignete von Hand betätigbare Steuerschalter, in Flg. 19 nicht darge stellt, werden verwendet, um die Wasserzufuhr zum Inneren und äußeren Behälter 21 und 22 auszulösen. Wenn das Signal zur Teilfüllung gegeben wird, wird das Magnetventil SSV-2 betätigt, UB den Umlauf durch die Leitung 427 zu verhindern, und das Magnetventil SSV-3 wird geöffnet. Zu dieser Zeit wird die Pumpe 460 mit Ihrer hohen Geschwindigkeit betrieben, um eine schnelle Füllung der Behälter 21 und 22 durch das Magnetventil SSV-3 durchzuführen. Venn das Wasser in den Behältern 21 und ZZ den TellfUllpegel erreicht, schließt das Magnetventil SSV-3, und das Magnetventil SSV-2 schaltet um (transfers), so daß die Pumpe 460 in Umlaufbetrieb arbeitet. Venn der Behälter 21 teilweise gefüllt 1st, wie gerade beschrieben wurde, kann die Brust des Patienten in den Behälter eingetaucht werden. Venn der Patient als für

809812/0790

eine Untersuchung richtig angeordnet angesehen wird, löst das Bedienungspersonal die vollständige Füllung der Behälter 21 und 22 aus. Bei diesem Ereignis öffnet sich das Magnetventil SSV-3 wieder, und der Umlauf durch die Leitung 472 wird gesperrt, und die Pumpe 460 wechselt auf ihre langsame Geschwindigkeit oder die langsame Füllgeschwindigkeit-Betriebsart über. Wenn die Endfüllung des Behälters 21 und mit langsamer Geschwindigkeit beendet ist, läuft Wasser über in die Ablaufleitung 408 und in das Ablaufgefäß 409. Der Sensor WWS-2 nimmt diesen Zustand wahr und antwortet durch Schließen des Magnetventils SSV-3. Die Pumpe 460 fördert nun Wasser mit einer stark reduzierten Strömungsrate durch das Zufuhrsteuerventil FCV-2 in die Behälter 21 und 22.

Die Hauptabflußleitung 400 und der in Serie angeschlossene Teil 445 besitzen ein Magnetventil SV-4 in der Leitung. Wenn eine Röntgenstrahlabtastserie für die erste Brust des Patienten beendet ist, besitzt der Gerätebenutzer die Wahl, den inneren und äußeren Behälter 21 und 22 teilweise abzulassen, wobei sich das Magnetventil SV-4 öffnet, bis der Sensor WSS-1 am Sichtglas 417 wahrnimmt, daß der Wasserpegel um zum Beispiel 2 cm von der vollen Höhe abgenommen hat, und dann schließt das Magnetventil SV-4 erneut. Um einen vollständigen Abfluß zwischen den Patienten durchzuführen, wird das Ablaufventil SV-4 geöffnet, um das System abzulassen, und die Neufüllung des Speichertanks 431 wird automatisch ausgelöst.

Um den Betrieb des Wassersystems zu rekapitulieren sei darauf hingewiesen, daß ein Zyklus durch den Benutzer ausgelöst wird. Zu Beginn ist das Hauptabflußventil SV-4 und das Zufuhreingangs -Magnetventil SSV-1 offen, de, > Behälterzufuhr-

809612/0790

Magnetventil SSV-3 ist geschlossen, und das Dreiwegeventil SSV-2 mit Magnetspule und das Vakuumsteuerventil SV-4 sind nicht betätigt. Wasser kann dann durch die Leitung 472 umlaufen. Wasser mündet in den Tank 431, und das Magnetventil SV mißt die Zugabelösungen, bis SLC-1 das SSV-1 schließt, und SV-5 ist offen, und die Pumpe 455 ist zum Herstellen eines Vakuums in Betrieb. Nachdem die Pumpe 455 ungefähr 5 Minuten lang oder eine ähnliche gewählte Zeitspanne durch ihren Pumpbetrieb Vakuum erzeugt hat, und TS-2 die richtige Temperatur im Tank 431 feststellt, und weder TS-1 noch WLC-A1 betätigt wurden, wird eine*Wasser|bereit"-Anzeige und -signal geliefert.

Wenn die "Wasser bereit"-Bedingungen erfüllt sind, bleibt diese Bedingung tatsächlich bestehen, bis TS-1, WLC-A1 betätigt oder ein vom Benutzer gesteuertes Ablaufsignal gegeben wird. Wasser wird den inneren und äußeren Behältern 21 und 22 solange nicht zugeführt, bis die Bedingung "Wasser bereit" erfüllt ist. Selbst dann führt der Benutzer einen Steuervorgang aus, bei dem die Magnetventile SSV-2 und SSV-3 betätigt werden, wodurch die Behälter 21 und 22 mit schneller Geschwindigkeit gefüllt werden, bis WSS-1 bewirkt, daß die Pumpe 460 auf ihre langsame Zufuhrgeschwindigkeit überwechselt. Wenn WSS-2 Wasser feststellt, schließt sich SSV-3, wobei dann die Wasserzufuhr durch FCV-2 nur mit der überlaufrate erfolgt. Die Teilpegelsteuerung bewirkt eine Zufuhr mit schneller Geschwindigkeit, bis WSS-1 veranlaßt, daß SSV-3 geschlossen wird und SSV-2entregt wird, um zu veranlassen, daß die Pumpe 460 Wasser in den Tank 431 zurücklaufen läßt. Die Fortsetzung des Füllvorgangs ist auf ungefähr 2 cm unterhalb des Rands der Behälter 21 und 22, deren Füllung durch WSS-1 an der Teilfüllhöhe unterbrochen wurde, erfolgt in der oben angegebenen Weise durch den Benutzer. Während der

803812/0790

normalen Füllung läuft Wasser solange über die Behälter 21 und 22 über, bis ein von Hand erzeugtes Ablaufsignal gegeben wird, wodurch sich das Ablaufventil SV-4 öffnet. Dieses Magnetventil SV-4 bleibt offen, bis der Wasserzufuhrbetrieb vom Benutzer durch Auslösung eines Füll- oder Teilfüllvorgangs ausgelöst wird.

Das System wird durch Sperren und andere Schutzeinrichtungen beherrscht. So verhindert z.B. der Sensor TS-1 im Speichertank 431, daß zu heißes Wasser den Brustbehältern zugeführt wird, indem die "Wasser bereit"-Bedingung und die Wasserzufuhrkreise gesperrt werden, und indem die Wasserheizung 342 abgeschaltet wird. WLC-2, die untere Wasserpegeleteuerung 1st damit befaßt, die Heizung 432 und Leistung zur Wasserpumpe 460 zu sperren, so daß die Pumpe in einem trockenen Zustand nicht laufen kann. Sofern das Hauptzufuhrventil SSV-1 aufgrund einer Störung des Wasserpegel-Steuersensors WCL-1 oder einer anderen Störung gestört sein sollte und nicht schließt, wenn der Speichertank 431 gefüllt ist, nimmt ein zweiter Schalter und Sensor SLC-1A, der bei einem geringfügig größeren Wasserpegel angebracht ist, diesen Zustand wahr und betätigt das Magnetventil SV-5, um den Tank 431 durch die normale Entlüftungsleitung und Überlaufabfluß zu entleeren. Der zweite Sensor WLC-1A bewirkt ferner, daß die Vakuumpumpe 455 abgeschaltet wird und der Zustand "Wasser bereit" aufgegeben wird.

Teile des Wasserströmungspfades und der Wasserströmungsrohre sind in der tatsächlichen Anordnung des in den Fig. 15 bis dargestellten Geräts dargestellt. In Fig. 15 läßt sich das Zweizweck-Hauptfüll- und Abflußrohr 400 mit Leitungen zu den Behältern von einem Rohr T 477 erkennen. Ein Teil der Zufuhrleitung 468 für konditioniertes Wasser ist dargestellt,

803812/0790

die in das Rohr T mündet, und die Abflußleitung 478, die zum Hauptabfluß-Magnetventil SV-4 in Fig. 19 führt, ist fra mentarisch dargestellt.

Aus Fig. 18 ist erkennbar, daß die Hauptabfluß-Zufuhrleitung 400 in die zentrale öffnung 479 mundet und mit dem Innenraum des inneren Behälters 21 über mehrere radiale Bohrungen 480 kommuniziert. Der Boden des inneren Behälters 21 besitzt eine öffnung 481, die zu einem kleinen Durchgang 482 führt, der eine Wasserströmung in den Zwischenraum 23 zwischen innerem und äußerem Behälter 21 und 22 gestattet. Das Zentralrohr mit dem Durchgang 479 ist mittels Keilen, z.B. 483 mit der Lagerhalterung 338 verkeilt, so daß der innere Behälter sich nicht drehen kann.

Wie schon erläutert, wird der äußere Behälter 22 abgedichtet auf einem drehbaren Element 33 gehalten, das drehbar im feststehenden Element 338 mittels eines Kugellagers 318 gelagert ist. Zwischen dem drehbaren Ring 484 und dem feststehenden Element 338 wird eine Leckbildung durch eine eingelassene Dichtung 485 vermieden. Aus Fig. 18 läßt sich erkennen, daß das Wasser im inneren und im äußeren Behälter 21 und 22 solange ansteigen kann, bis es auf dem Weg zum Überlauf 408 in den Flachbehälter oder Kanne 406 eintritt. Der untere ringförmige Ablauf-Flachbehälter 409, der schematisch in Flg. 19 dargestellt ist, wurde bei Erläuterung der Fig. 19 schon kurz erwähnt und erscheint in Fig. 18 realistischer. Es sei bemerkt, daß das Ablaufrohr 408 von der Pfanne 406 mit der Pfanne 406 umläuft und in einen feststehenden ringförmigen Behälter 409 mündet. Anschließend führt ein Rohr 413 an dem Ablaufbehälter 409 in das Innere

809812/0790

des Behälters 302, von wo Wasser abfließen kann.

In den Fig. 21 und 22 ist eine Röntgenstrahl-Abtastvorrichtung zur Abtastung eines ganzen Körpers schematisch dargestellt, bei der die meisten bisher erläuterten Merkmale anwendbar sind. Das Gehäuse 530 der Röntgenstrahlröhre ist auf einem drehbaren Ring 531 angeordnet. Eine Vielfach-Detektoranordnung 532 befindet sich auf der Halterung 533, die ebenso auf dem Ring 531 angeordnet ist. Die Röntgenstrahlquelle enthält einen Kollimator 534, der den im wesentlichen von einer Punktquelle herkommenden Strahl in einen fächerförmigen Strahl überführt, der innerhalb der durch die gestrichelten Linien 535 und 536 dargestellten Grenzen liegt. Der fächerförmige Strahl wird in eine dünne Schicht kollimiert, wie schon erläutert wurde. Der Ring 531 ist auf einem Rahmen 537 auf Rollen, z.B. 538 angeordnet. Der Ring 531 ist auf diese Weise um eine im wesentlichen horizontale Achse drehbar, so daß die Röntgenstrahlröhre 530 und die Detektor anordnung 532 gemeinsam um die Patienten zur Abtastung einer einzelnen Schicht des Körpers zu einem Zeitpunkt herumlaufen können, wenn ein Patient auf der horizontalen Achse gehalten wird. Der Rahmen 537 ist auf Säulen 539 und 540 angeordnet. Die Motorantriebseinrichtungen zur Drehung des Rings 531 sind nicht dargestellt. Zusätzlich kann die Röntgenstrahlquelle 530 und die Detektoren 532 auf dem Ring 531 angeordnet sein, wobei in diesem Fall die Drehabtastgeschwindigkeit erhöht werden kann.

Fig. 22 zeigt, wie der Körper des Patienten auf der Drehachse des Ring 531 gehalten wird. Ein teilweise dargestellter, Röntgenstrahlen durchlassender Tisch 541 wird zum Tragen des Körpers 542 verwendet. Der Tisch ist axial beweglich, wie durch den Pfeil 543 angedeutet ist.

809812/0790

- 27 A 1 240

Der Betrieb der Ganzkörper-Abtastausführung der Fig. 21 und 22 wurde schon erläutert und es ist lediglich erforderlich, darauf hinzuweisen, daß der fecherförmige Strahl eine Schicht abtastet, und daß dann der Körper axial um einen Wert weitergeführt wird, der im wesentlichen gleich der Dicke des Strahls ist. Dieser Prozeß wird solange wiederholt, bis alle Schichten des interessierenden Körpers abgetastet wurden, und die Röntgenstrahl-Intensitätsdaten aufgenommen sind. Die Ganzkörper-Abtastausführungsform gemäß den Fig. 21 und weist nicht das Merkmal auf, daß der Körper von Wasser umgeben ist. Das Verfahren, die Röntgenstrahl-Intensitätsdaten mit dem durch Kodierer gesteuerten System aufzunehmen, wird jedoch eingesetzt.

809812/0790

e e r s e ι t e

Claims

Πγ r*»r nnt Horst Schüler 6C00 Frankfurt/Main 1, 13.Sept. 1977

Ur. rer. ηατ. norsT ocnuier Kaiserstraße 4i Dr. Rb. /vo. /he

PATENTANWALT Telefon (0611) 235555

2741240 Telex: 04-16759 mapat d

Postscheck-Konto: 282420-602 Frankfurt-M.

Bankkonto: 225/0389 Deutsche Bank AG, Frankfurt/M.

General Electric Company

Patentansprüche: j nachqereicht

Röntgenstrahlvorrichtung zur Untersuchung mindestens eines Teils eines Körpers durch aufeinanderfolgende Abtastung von Schichten des Körpers mit einem sich drehenden Röntgenstrahl, wobei die Röntgenstrahlung Über den von jeder abgetasteten Körperschicht austretenden Röntgenstrahl festgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine drehbare Einrichtung (25) vorgesehen und um wesentliche Winkel um eine Längsachse drehbar ist, die im wesentlichen senkrecht auf den Schichten des zu untersuchenden Körperteils liegt, daß eine Röntgenstrahlquelle (11) und Röntgenstrahldetektoreinrichtungen (28) auf der drehbaren Einrichtung (25) aufeinander entgegengesetzten Seiten der Längsachse vorgesehen sind, um sich um den Körperteil zu drehen, wenn dieser zwischen der Quelle (11) und

809812/0790

-Z-

?7A1240

den Detektoreinrichtungen (28) angeordnet ist, daß Einrichtungen (27) vorgesehen sind, die mit der Röntgenstrahlquelle (11) zusammenarbeiten und die von der Quelle (11) ausgehende Strahlung in einen Strahl bringen, der auf die Detektoreinrichtungen (28) hingerichtet ist,

daß Motoreinrichtungen (45, 47) mit der drehbaren Einrichtung (25) gekoppelt sind, um die drehbare Einrichtung (25) anzutreiben, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um die Funktionen des Geräts in vorgegebenen Beziehungen durchzuführen, und daß diese Einrichtungen einen Kodierer (40), der mit einer Welle an die drehbare Einrichtung (25) angekoppelt ist, und Einrichtungen (105 bis 111) enthalten, die auf die Drehung der Welle ansprechen und eine Gruppe von Zeitsteuerimpulsen erzeugen, wobei jeder Impuls einem Bruchteilsgrad der Drehung der drehbaren Einrichtung (25) entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß Steuereinrichtungen (79) für die Röntgenstrahlquelle (11) vorgesehen sind, die auf das Vorhandensein vorgegebener Zeltsteuerimpulssignale durch Pulsen der Röntgenstrahlquelle (11) bzw. Ausschalten der Quelle (11) ansprechen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen auf das Vorhandensein aufeinanderfolgender, vorgegebener Anzahlen der ZeltSteuerimpulse dadurch ansprechen, daß sie die Röntgenstrahlquelle (11) für die Zeitdauer einer gegebenen Zahl von Zeltsteuerimpulsen einschalten und dadurch Röntgenstrahl-

909812/0790

Impulse bei wiederholbaren Winkelinkrementen der drehbaren Einrichtung (25) liefern.

k. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Einrichtung (25) um einen ersten Winkel, innerhalb dessen die Röntgenstrahlquelle ausgeschaltet bleibt, und einen zweiten Winkelbereich, In dem die Röntgenstrahlquelle periodisch zur Abtastung mit dem Strahl ein- und ausgepulst wird, und um einen dritten Winkel gedreht wird, in dem die Röntgenstrahlquelle ausgeschaltet bleibt, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um ein Auslösesignal zu erzeugen, das mit dem Start der Zeltsteuerimpulsgruppe, die dem zweiten Winkelbereich in beiden Drehrichtungen entspricht, zusammenfällt und daß Einrichtungen auf das Vorhandensein einer vorgegebenen Anzahl von Zeitsteuerimpulsen nach dem Auelösesignal ansprechenjund die Röntgenstrahlquelle (11) derart steuern, daß die Quelle (11) in vorgegebenen Intervallen während der Dauer einer ersten vorgegebenen Zahl von Zeitsteuerimpulsen eingeschaltet ist, und während einer zweiten vorgegebenen Zahl zwischen der ersten Anzahl ausgeschaltet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch A,

dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (39) für eine axiale Verschiebebewegung relativ zwischen der drehbaren Einrichtung (25) und dem Körper vorgesehen sind, um mehrere Schichten des Körpers abzutasten.

809812/0790

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet,

daß eine verschiebbare Halteeinrichtung (39, 54) axial zur Drehachse verschiebbar angeordnet 1st, und daß die drehbaren Einrichtungen (25) zur Durchfuhrung der Drehbewegung auf der verschiebbaren Einrichtung (39) angeordnet sind,

daß Antriebseinrichtungen (58 bis 68) vorgesehen sind, um die drehbare Einrichtung (25) axial in vorgegebenen Schritten anzutreiben,

daß Steuereinrichtungen für die Antriebseinrichtungen (58 bis 68) vorgesehen sind, die auf die Beendigung einer Abtastung einer Körperschicht ansprechen und veranlassen, daß die Antriebseinrichtungen (58 bis 68) die verschiebbare Einrichtung (39, 5A) so antreiben, daß der Röntgenstrahl durch eine weitere Körperschicht hindurchgelenkt wird.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,

daß verschiebbare Einrichtungen (39) und Mittel auf den verschiebbaren Einrichtungen (39) zur Halterung des Körpers für aufeinanderfolgende Verschiebungen zwischen der Quelle (11) und der Detektoranordnung (28) vorgesehen sind, um eine Abtastung mehrerer Schichten des Körpers zu ermöglichen.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß das Auslösesignal, das mit dem Start der Zeitsteuerimpulsgruppe für den zweiten Winkelbereich zusammenfällt, in allen Schichten bei*s gleichen Drehwinkel auftritt, so daß entsprechende, in allen Schichten auftretende

809812/0790

27A1240

Röntgenstrahlimpulse überlagert werden und in Phase miteinander sind.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtung zur Erzeugung des Auslösesignals Mittel zur Erzeugung eines ersten Impulssignals, welches einmal pro Umdrehung der Welle des Kodierers (40) auftritt, Mittel zur Erzeugung eines zweiten Impulssignals, welches einmal pro Umdrehung der drehbaren Einrichtung (25) in Phase mit dem vorausgehenden Signal auftritt und Mittel enthält, die auf die Koinzidenz des ersten und des zweiten Signals ansprechen und das Auslösesignal erzeugen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbaren Einrichtungen (25) während einer Abtastung um einen ersten Winkel, bei dem die Röntgenstrahlquelle ausgeschaltet ist, und um einen zweiten Winkelbereich, in dem die Röntgenstrahlquelle periodisch zur Abtastung mittels des Strahls ein- und ausgepulst ist, und um einen dritten Winkel gedreht wird, bei dem die Röntgenstrahlquelle ausgeschaltet ist, daß der Motor (45) die drehbare Einrichtung (25) mit einer Winkelgeschwindigkeit antreibt, die eine konstante Beziehung zur Frequenz und Periodizität der Netz-Wechselspannung besitzt, daß der Kodierer (40) eine feste Anzahl an Zeitsteuerimpulsen während der Drehung der drehbaren Einrichtung (25) durch den zweiten Winkelbereich erzeugt, wobei die Anzahl der Röntgenbelichtungsimpulse in diesem Bereich derart gewählt ist, daß wenn mit dieser Anzahl die Zeit, in Sekunden, für die Drehung der drehbaren Einrichtung (25) um den

809812/0790

zweiten Winkelbereich dividiert wird, sich als Ergebnis eine Größe ergibt, die gleich der Netzspannungsperiode (Periodizität) oder einem vielfachen oder Untertei !menge (submultiple) hiervon ist, und daß der Kodierer (40) in jedem Winkelschritt ein spezielles Element der Zeitsteuerimpulse zwischen den Röntgenstrahlimpulsen erzeugt,

daß Einrichtungen zur Erzeugung eines Auslösesignals vorgesehen sind, welches mit dem Start der Zeitsteuerimpulsgruppe zusammenfällt, die dem zweiten Winkelbereich entspricht,

daß Einrichtungen zur Zählung der Kodierer-Zeltsteuerimpulse vorgesehen sind, und daß die Steuereinrichtungen auf die gezählten Zeitsteuerimpulse ansprechen und die Röntgenstrahlquelle (11) zum ersten mal nach Auftreten des Auslösesignals einschalten und dann die Röntgenstrahlquelle bei gleichen Winkelschritten einschalten (einen Röntgenstrahlimpuls erzeugen) in Entsprechung mit dem Auftreten der speziellen Zahlen der Zeitsteuerimpulse während der Drehung durch den zweiten Winkelbereich.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenstrahlimpulse um die spezielle Anzahl der Zeitsteuerimpulse zentriert sind, daß die Röntgenstrahl-Steuereinrichtung (79) auf das Zählen eines oder mehrerer Zeitsteuerimpulse weniger als der speziellen Anzahl in jedem Winkelschritt anspricht, und die Röntgenstrahlquelle einschaltet, damit jeder Röntgenstrahlimpuls gestartet wird, wenn die kleinere Zahl gezählt ist, daß die Röntgenstrahlsteuereinrlchtungen auf entsprechende, gezählte Ein- oder Mehrzahlsteuer-

809812/0790

impulse dadurch anspricht, daß es den Röntgenstrahl-Impuls beendet, wobei alle Röntgenstrahlimpulse um die spezielle Zahl der Zeitimpulse unabhängig von der Dauer der Röntgenstrahlimpulse zentriert sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,

daß sich bei Teilung derjenigen Zeit, die die drehbare Einrichtung (25) zum Drehen um den zweiten Winkelbereich benötigt, durch die Anzahl der während des zweiten Winkelbereichs auftretenden Röntgenstrahlimpulse ein Wert ergibt, der gleich der Periode der Netzwechselspannung ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet,

daß sich bei Teilung der Zeit, die die drehbare Einrichtung (25) zur Drehung um den zweiten Winkelbereich benötigt, durch die Zahl der während des zweiten Winkelbereichs auftretenden Röntgenstrahlimpulse ein Wert ergibt, der gleich der doppelten Periodendauer der Netzwechselspannung ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13,

dadurch gekennzeichnet,

sich η _o

daß/der zweite Winkelbereich von O bis 360 in einer Richtung, und von 360° bis 0° in der entgegengesetzten Drehrichtung erstreckt, und daß die Kodierer-Zeitsteuerimpulsgruppe 8640 Impulse pro vollständiger Umdrehung besitzt.

809812/0790

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß 288 Röntgenstrahlbelichtungsimpulse innerhalb einer vollen Drehung um 36O°vorhanden sind, und daß 30 Kodiererimpulse zwischen den Mitten aufeinanderfolgender Röntgenstrahlimpulse auftreten,und daß die Zeit fUr eine Drehung um 360° 4,8 Sekunden beträgt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in einer vollen Umdrehung um 360° 288 Röntgen-Strahlbelichtungsimpulse vorhanden sind, und daß 30 Kodiererimpulse zwischen den Mitten aufeinanderfolgender Röntgenstrahlimpulse vorgesehen sind;und daß die Zeit für eine Umdrehung von 360° 9,6 Sekunden beträgt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Bestimmung der Zeltintervalle zwischen den Impulsen der Gruppe der Zeitsteuerimpulse vorgesehen sind, wenn sich die drehbare Einrichtung (25) während des Durchlaufens des ersten Winkels unter dem Einfluß des Motors (45) vor dem Start des zweiten Winkelbereichs beschleunigt, und daß die Einrichtungen die Zeitintervalle zwischen den Impulsen bestimmt, wenn die drehbare Einrichtung (25) sich im zweiten Winkelbereich befindet, und nachdem sich die drehbare Einrichtung über den zweiten Winkelbereich hinaus in den dritten Winkelbereich gedreht hat, und daß Einrichtungen ansprechen, wenn die Bestimmungseinrichtungen festgestellt haben, daß die Zeit zwischen den Impulsen im ersten Winkelbereich dadurch, daß die drehbare Einrichtung (25) auf eine vorgegebene Drehgeschwindigkeit

809812/0790

beschleunigt wurde, zeitlich gleichförmig auftreten, wodurch die Röntgenstrahlsteuereinrichtung (79) Röntgenstrahlimpulse während einer Abtastung der drehbaren Einrichtung (25) im zweiten Winkelbereich ermöglicht.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet,

daß Einrichtungen vorgesehen sind, die auf die drehbare Einrichtung (25), die sich in den dritten Winkelbereich beim Abtasten einer Schicht gedreht hat, ansprechen und eine relative Verschiebung zwischen der drehbaren Einrichtung (25) und dem Körper durchführt.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (45) synchron mit der Netzfrequenz arbeitet.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenstrahlquelle synchron mit der Netzfrequenz gepulst wird.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet,

daß der Motor (45) derart betreibbar ist, daß er die drehbare Einrichtung (25) selektiv in entgegengesetzte Richtungen antreibt.

22. Vorrichtung zur Untersuchung mindestens eines Teils eines Körpers mit durchdringender Strahlung, dadurch gekennzeichnet,

809812/0790

daß eine drehbare Einrichtung (25; 531) vorgesehen ist, die um eine Achse drehbar ist, die durch einen in Untersuchungsstellung liegenden Körper verläuft, daß eine Strahlungsquelle (11, 530) auf der drehbaren Einrichtung (25; 531) auf einer Seite der Achse, und eine Strahlungsdetektoreinrichtung (28; 532) auf der drehbaren Einrichtung (25; 531) im wesentlichen von der Quelle (11; 530) auf der anderen Seite der Achse angeordnet ist, wobei sich Quelle (11; 530) und Detektoreinrichtung (28; 532) gemeinsam um die Achse bewegen,

daß Einrichtungen (27; 534) vorgesehen sind, um den von der Quelle austretenden Röntgenstrahl in einen kontinuierlichen, ebenen und fächerförmigen Strahl umzuformen, der von der Quelle auf die Detektoreinrichtung (28; 532) hin divergiert, daß der Strahl in axialer Richtung eine Abmessung besitzt, die im Vergleich zur Abmessung des zu untersuchenden Körperteils klein ist, so daß der Strahl die Abtastung einer Körperschicht ausführt, wenn Quelle (11; 530) und Detektoreinrichtung (28; 523) umlaufen, daß die Detektoreinrichtungen (28; 532) ein kontinuierliches Volumen umfassen, das die räumliche Verteilung des Röntgenstrahlflusses des fächerförmigen Strahle nach Austreten des Strahls aus dem Körper mißt, um entsprechende Signale zu erzeugen, und daß Einrichtungen (45) vorgesehen sind, um die drehbare Einrichtung (25; 531) um die Achse anzutreiben.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22,

dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (28; 532) bezüglich der Quelle derart angeordnet ist, daß sie im wesentlichen

809812/0790

den gesamten Röntgenstrahlfluß von der Quelle empfängt, der vom Körper herkommt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23» dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgenstrahlfluß, der auf die Detektoreinrichtung (28; 532) auftrifft, eine im wesentlichen kontinuierliche Verteilung besitzt.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der Detektoreinrichtung (28; 532) zur Messung der Winkelverteilung des Flusses im fächerförmigen Strahl vorgesehen ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um die Strahlungsquelle bei Winkelschritten ein- und auszupulsen, während die Quelle (11; 530) und die Detektoreinrichtung (28; 532) sich drehen, daß die Winkelschritte im Vergleich zum Gesamtwinkel, um den sich Quelle und Detektoreinrichtung zur Abtastung der Schicht drehen, klein sind.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelschritte gleich groß sind.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtungen (45, 46, 47) zum Antreiben der drehbaren Einrichtung (25) derart ausgebildet sind,

809812/0790

daß sie eine weiche, kontinuierliche Bewegung der drehbaren Einrichtung (25) über einen zur Abtastung der Schicht ausreichenden Winkel erzeugen.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtungen (28; 532) elektrische Signale erzeugen, die der räumlichen Verteilung des Flusses im fächerförmigen Strahl während seiner Umdrehung und nach Austritt der Strahlung aus dem Körper entspricht,

daß mindestens zwei Gruppen (515» 516) von Integrationseinrichtungen vorgesehen sind, die die von den Detektoreinrichtungen (28; 532) gelieferten Signale integrieren, wähtend der Strahl um einen Schritt der gesamten Winkeldrehung zur Abtastung der Schicht ro^Jbiert, daß Signalausleseeinrichtungen vorgesehen sind, die die integrierten elektrischen Signale von den entsprechenden Integrationseinrichtungen jeder Gruppe (515, 516) erhalten,

daß Schalter (519, 523) vorgesehen sind, die die Gruppen (515, 516) der Integrationseinrichtungen sequentiell mit den Detektoreinrichtungen (28) und den Signalaufnehmeeinrichtungen verbinden, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, die die Schalter (519» 523) derart steuern, daß diese sequentiell arbeiten, so daß eine Gruppe (515» 516) der Integrationseinrichtungen mit den Detektoreinrichtungen (28) verbunden ist, während eine andere Gruppe der Integrationseinrichtungen mit den Signalaueleseeinrichtungen verbunden ist.

609812/0790

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationseinrichtungen Kondensatoren (517, 518, 524, 525) darstellen.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 30, dadurch gekennzeichnet,

daß die Detektoreinrichtungen (28; 532) eine Vielzahl von im wesentlichen planaren, parallelen Anoden- und Kathodenplatten, die in einen ionisierbaren Nachweismedium angeordnet sind, Einrichtungen zur Festlegung der Anoden am oder in der Nähe des Massepotentials, Einrichtungen zum Anlegen eines elektrischen Felds zwischen den Kathoden und den Anoden, Einrichtungen ^, zur Messung des elektrischen Stromflusses von den Anoden nach Masse, und eine Gefäßeinrichtung enthalten, um die Anoden, Kathoden und das Nachweismedium einzuschließen, wobei das Gefäß ein dünnes, gegenüber Röntgenstrahlung im wesentlichen transparentes Fenster enthält, das senkrecht zu den Anoden und den Kathoden und diesen benachbart angeordnet ist, daß das Fenster auf Massepotential gehalten wird, und daß eine dünne Schicht eines dielektrischen Materials auf einer inneren Oberfläche des Fensters benachbart den Anoden und Kathoden vorgesehen ist.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 31, dadurch gekennzeichnet,

daß die Strahlungsquelle (11) eine Röntgenstrahlquelle ist, die Vorspanneinrichtungen (83) enthalten, die auf das Anlegen eines Vorspannungssignals ansprechen und die Röntgenstrahlröhre (11) ausschalten, und die auf die Entfernung des Vorspannsignals ansprechen und die Röhre (11) einschalten, um einen Impuls auszulösen.

809812/t)f90

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 32, dadurch gekennzeichnet,

daß die Antriebseinrichtung (45 bis 47) derart ausgebildet und angeordnet ist, daß sie die drehbare Einrichtung (25) kontinuierlich mit konstanter Drehgeschwindigkeit antreibt, und daß die Einrichtungen zum Pulsen der Röntgenstrahlquelle derart ausgebildet und angeordnet ist, daß die Röntgenstrahlquelle (11) bei Winkelinkrementen während der kontinuierlichen Drehung ein- und ausschaltbar ist.

34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 33, dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtung zum Pulsen derart aufgebaut und angeordnet ist, daß die Impulse derart gesteuert werden, daß sie konstante Winkeldauern besitzen.

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet,

daß die Röntgenstrahlquelle (11) durch die Vorspanneinrichtung (83) gesteuert ist und bei konstanter Impulsdauer ein- und ausgeschaltet wird, wobei die Impulsdauer kürzer als die Intervalle zwischen den Impulsen sind.

36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß Raumsynchronisiereinrichtungen vorgesehen sind, die Mittel zur Bestimmung einer Serie von momentanen Winkelpositionen der drehbaren Einrichtung (25) und Einrichtungen zum ein- und ausschalten der Strahlungsquelle (11) in Abhängigkeit von den bestimmten Positionen enthalten.

809812/0790

274 12A0

37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Aufrechterhaltung eines räumlichen Synchronbetriebs zwischen der Winkelposition der drehbaren Einrichtung (25) und dem Auftreten der Strahlungsimpulse vorgesehen sind, daß diese Einrichtungen enthalten:

Einrichtungen zur Erzeugung einer Gruppe von Signalen, die aufeinanderfolgenden Rotationswinkelinkrementen der drehbaren Einrichtung (25) entsprechen, Einrichtungen zur Erzeugung eines winkelmäßig definierten Referenzsignals, das mit einem Signal in der Gruppe der Signale koinzidiert, wodurch das Zählen der Signale in dieser Gruppe ausgelöst wird, Einrichtungen, die auf eine vorgegebene Anzahl der Signale ansprechen, die dürr' Ein- und Ausschalten der Strahlungsquelle während zusätzlicher vorgegebener Anzahlen der Signale aufgetreten sind, die den Winkelinkrementen entsprechen.

38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 37, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Einrichtung zur Synchronisation der Strahlungeimpulse mit der Netzfrequenz vorgesehen ist, daß die Antriebseinrichtungen (45 bis 47) einen Motor (45) enthalten, daß Steuereinrichtungen vorgesehen sind, um den Motor (45) mit einer durch die Frequenz des Netzes bestimmten Geschwindigkeit zu betreiben, daß Einrichtungen zur Erzeugung einer Gruppe von Zeltsteuersignalen vorgesehen sind, die der Netzfrequenz zugeordnet sind,

809812/0790

daß Einrichtungen zur Identifizierung mindestens eines der Zeitsteuersignale vorgesehen sind, um einen identischen Nullpunkt für die Gruppen oder Serien der Zeitsteuersignale während der Abtastung jeder einzelnen Körperschicht zu bestimmen,

daß Einrichtungen auf die wiederholbare, vorgegebene Anzahl der Signale ansprechen, die durch Pulsaussteuerung der Strahlungsquelle für Impulsdauern aufgetreten sind, die im wesentlichen beginnen und enden eine gleiche Zeit vor und nach dem Auftreten der vorgegebenen Zahl von Signalen, wobei alle Strahlungsimpulse in jeder Körperschicht in denselben Winkelstellungen um die genannte Achse auftreten und übereinander überlagert werden.

39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß eine verschiebbare Halterungseinrichtung (39) vorgesehen ist, die längs der Drehachse verschiebbar ist, daß die drehbare Einrichtung (25) zur Durchführung der Drehbewegung auf der verschiebbaren Halterungseinrichtung (39) angeordnet ist, daß Einrichtungen (58 bis 68) für den Antrieb der verschiebbaren Einrichtung (39) vorgesehen sind, und daß Steuereinrichtungen für die Antriebseinrichtungen (58 bis 68) vorgesehen sind, die auf die Beendigung einer Abtastung einer Körperschicht antworten und die Antriebseinrichtungen (58 bis 68) veranlassen, die verschiebbare Einrichtung (39) derart anzutreiben, daß der Strahl der durchdringenden Strahlung durch eine andere Körperschicht geleitet wird.

809812/0790

hO. Vorrichtimg nach einem der Ansprüche 22 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Halterung der drehbaren Einrichtung (25) zur Durchführung der Drehbewegung vorgesehen sind, und daß eine verschiebbare Vorrichtung und Mittel auf der verschiebbaren Vorrichtung vorgesehen sind, um den Körper zur Durchführung aufeinanderfolgender Verschiebungen zwischen der Quelle (11) und der Detektoreinrichtung (28) zu unterstützen, um die Abtastung mehrerer Schichten des Körpers zu ermöglichen.

809812/0790