-
Die
Erfindung betrifft einen Computertomographen mit einer um eine Drehachse
drehbaren Gantry, aufweisend Mittel zum Ermitteln einer Unwucht
der Gantry.
-
Ein
Computertomograph der eingangs genannten Art ist z. B. in der
US 5,610,968 beschrieben.
Der Computertomograph umfasst eine um eine Drehachse drehbar gelagerte
Gantry, an der Komponenten wie beispielsweise eine Röntgenstrahlenquelle
oder ein Strahlungsdetektor angeordnet sind, die im Betrieb der
Gantry mit der Gantry um einen zu untersuchenden Patienten rotieren.
Eine eventuell auftretende Unwucht der Gantry, also eine Taumelbewegung
der Gantry radial und/oder axial zu ihrer Drehachse, kann zu unscharfen
mit dem Computertomographen hergestellten Bildern führen. Deshalb wird
die Unwucht der Gantry bei der Fertigung des Computertomographen
mit einem speziellen Wuchtgerät
ermittelt und anschließend
die Gantry mit einem oder mehreren Gewichten versehen, um die Unwucht
auszugleichen oder zumindest innerhalb eines geeigneten Toleranzbereiches
zu verringern. Die Gantry wird also mit Hilfe des Wuchtgerätes und
der Gewichte ausgewuchtet. Geeignete Wuchtgeräte werden beispielsweise von
der Firma Brüel & Kjaer Vibro angeboten.
-
Nach
einem Austausch der an der Gantry angeordneten Komponenten ist in
der Regel ein erneutes Auswuchten der Gantry nötig. Dazu muss das Wuchtgerät an den
Ort, an dem sich der Computertomograph befindet, gebracht werden.
-
Ein
solches Wuchtgerät
ist jedoch relativ teuer und dessen Bedienung relativ kompliziert,
so dass insbesondere ein erneutes Auswuchten nach einem Austausch
einer an der Gantry angeordneten Komponente relativ kostspielig
sein kann.
-
Die
Aufgabe der Erfindung ist daher einen Compoutertomographen derart
auszuführen,
dass Voraussetzungen für
ein einfacheres Auswuchten der Gantry des Computertomographen gegeben sind.
-
Nach
der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen Computertomographen
mit einer um eine Drehachse drehbaren Gantry, aufweisend Mittel zum
Ermitteln einer Unwucht der Gantry und Mittel zum Berechnen der
Stelle oder Stellen der Gantry, an der ein Gewicht bzw. an denen
Gewichte zum Ausgleich der Unwucht angeordnet werden sollen. Der Computertomograph
weist also in den Computertomographen integrierte Mittel zum Ermitteln
einer Unwucht der Gantry auf. Dadurch muss bei einem Austausch von
an der Gantry angeordneten Komponenten kein externes Wuchtgerät zum Ort
des Computertomographen gebracht werden. Es entfällt somit ein eventuell kompliziertes
Justieren des externen Wuchtgerätes,
so dass Fehler beim Auswuchten reduziert werden können und
auch ein weniger geübter Techniker
die Gantry zuverlässig
auswuchten kann. Außerdem
können
die in den Computertomographen integrierten Mittel zum Ermitteln
einer Unwucht speziell an diesen Computertomographen angepasst werden,
um ein genaueres Auswuchten zu ermöglichen. Während einer Wartung hat ein
Techniker normalerweise auch aus Kostengründen kein externes Wuchtgerät zur Hand.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Computertomographen ist
daher, dass der Techniker auch im Zuge der Wartung des Computertomographen
die Unwucht der Gantry kostengünstig
und zuverlässig
kontrollieren kann.
-
Nachdem
die Unwucht der Gantry mit den Mitteln zum Ermitteln einer Unwucht
ermittelt wurde, errechnen die Mittel zum Berechnen der Stelle oder Stellen
diejenigen Stellen an der Gantry, wo das Gewicht oder die Gewichte
zum Ausgleichen der Unwucht angeordnet werden sollen. Diese Stellen
können
beispielsweise mit einem Monitor eines Steuerrechners des Computertomographen
sichtbar gemacht werden. Somit ist ein relativ leichtes Finden der
Stellen zum Anordnen der Gewichte gegeben.
-
Die
Mittel zum Ermitteln einer Unwucht umfassen gemäß einer Variante der Erfindung
einen Messaufnehmer, der die Schwingung radial oder axial zur Drehachse
der Gantry erfasst. Dieser arbeitet mit Mitteln zur Positionserfassung
der Gantry relativ zu einem ortsfesten Teil des Computertomographen zusammen,
die ebenfalls ein Teil der Mittel zum Ermitteln einer Unwucht sind.
Wenn der Messaufnehmer Schwingungen radial zur Drehachse erfasst,
lassen sich in bekannter Weise durch eine Verknüpfung der Schwingung radial
zur Drehachse und der Position der Gantry relativ zum Gehäuse des
Computertomographen Rückschlüsse auf
die Unwucht der Gantry radial zur Drehachse ziehen. Die Erfassung
der Schwingung axial zur Drehachse in Verbindung mit der Erfassung
der Position der Gantry relativ zum Gehäuse des Computertomographen
lässt dagegen Rückschlüsse auf
eine Unwucht der Gantry axial zur Drehachse zu.
-
Wenn
nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die
Mittel zum Ermitteln einer Unwucht wenigstens zwei Messaufnehmer umfassen,
die eine Schwingung radial und axial zur Drehachse der Gantry erfassen,
kann sowohl die Unwucht der Gantry radial als auch axial zur Drehachse der
Gantry ermittelt werden. Die Messaufnehmer können dabei derart am Computertomographen
angeordnet sein, dass beispielsweise ein Messaufnehmer nur die Schwingung
radial und ein zweiter Messaufnehmer nur die Schwingung axial zur
Drehachse erfasst.
-
Zur
Rekonstruktion von mit dem Computertomographen hergestellten Bildern
ist die Kenntnis der Position der Gantry re- lativ zum ortsfesten
Gehäuse
des Computertomographen während
der Rotation der Gantry notwendig. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung sieht daher vor, dass Mittel, die zur Positionserfassung
der Gantry relativ zu einem ortsfesten Teil des Computertomographen
zur Rekonstruktion von mit dem Computertomographen hergestellten
Bildern notwendig sind, auch ein Teil der Mittel zum Ermitteln einer
Unwucht sind. Somit müssen
die Mittel zur Positionserfassung der Gantry relativ zu einem ortsfesten
Teil des Computerto mographen nur einmal ausgeführt werden, wodurch Kosten
bei der Herstellung des Computertomographen gespart werden können.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung umfassen die Mittel zum Ermitteln einer Unwucht der
Gantry einen Rechner, der an ein Informationsübertragungsnetz anschließbar ist,
so dass einer ermittelten Unwucht der Gantry zugeordnete Daten an
eine zentrale Datenbank übermittelt
werden können.
Die zentrale Datenbank kann beispielsweise von dem Hersteller, einer
Verkaufsorganisation oder einer Vertriebsorganisation des Computertomographen
zugeordnet sein. Sie kann aber auch von einem Service-Anbieter betrieben
werden, der den Computertomographen wartet. So ist es möglich, dass
die Mittel zum Ermitteln einer Unwucht der Gantry automatisch z.
B. jedes Mal, wenn der Computertomograph im Betrieb ist, die Unwucht
der Gantry überprüfen, um
insbesondere eine Veränderung
der Unwucht der Gantry zu erkennen. Sollte z. B. die Unwucht der
Gantry außerhalb
eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegen, kann beispielsweise
der Rechner automatisch die zentrale Datenbank über das Informationsübertragungsnetz
kontaktieren. Es ist aber auch möglich,
dass der Rechner Daten, die einer Unwucht der Gantry zugeordnet
sind, die außerhalb
des Toleranzbereichs liegt, auf einem Speicher des Rechners festhält, so dass
der Hersteller, die Vertriebsorganisation, die Verkaufsorganisation
bzw. der den Computertomographen wartende Service-Anbieter beispielsweise
regelmäßig den
Rechner des Computertomographen über
das Informationsübertragungsnetz
kontaktiert und mit der Datenbank den Speicher des Rechners ausliest.
In beiden Fällen wird
somit der Hersteller, die Vertriebsorganisation, die Verkaufsorganisation
bzw. der den Computertomographen wartende Service-Anbieter schnell über die
veränderte
Unwucht der Gantry informiert und kann dementsprechend schnell einen
Techniker zu dem Computertomographen schicken, um die Gantry erneut
auszuwuchten. Die Unwucht der Gantry eines im Betrieb befindlichen
Computertomographen wird also im Wesentlichen kontinuierlich überwacht.
-
Nach
einer weiteren Variante der Erfindung umfassen die Mittel zum Berechnen
der Stelle oder Stellen der Gantry einen Steuerrechner des Computertomographen.
Außer
der Berechnung derjenigen Stellen, an denen die Gewichte zum Auswuchten
an die Gantry angeordnet werden, steuert der Steuerrechner die Rotation
der Gantry, die Röntgenstrahlenquelle
und den Strah- lungsdetektor während
der Herstellung von mit dem Computertomographen hergestellten Bildern
eines Patienten.
-
Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung berücksichtigen
die Mittel zum Berechnen der Stelle oder Stellen der Gantry Orte,
an denen Komponenten an der Gantry angeordnet sind. Diese Komponenten
umfassen beispielsweise nach einer Variante der Erfindung eine Röntgenstrahlenquelle,
einen Strahlungsdetektor und/oder eine Kühleinrichtung zur Kühlung einer Röntgenröhre der
Röntgenstrahlenquelle.
Offensichtlich können
an den Orten, an denen bereits Komponenten angeordnet sind, keine
Gewichte zum Auswuchten der Gantry angeordnet werden. Bei bekannten
Wuchtgeräten
wird dieser Sachverhalt ignoriert und auch Stellen zum Anordnen
der Gewichte ermittelt, an denen schon Komponenten angeordnet sind.
Um trotzdem die Gantry auszuwuchten, muss ein erfahrener Techniker
aufgrund der vom Wuchtgerät
ermittelten Stellen diejenigen Stellen finden, an denen noch Platz
für die
Gewichte ist. Die Genauigkeit des Auswuchtens hängt also von der Erfahrung des
die Auswuchtung durchführenden
Technikers ab, der bisweilen auch mehrere Auswuchtversuche machen
muss, bis die Gantry innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereiches
ausgewuchtet ist.
-
Da
nun erfindungsgemäß die Mittel
zum Berechnen der Stelle oder Stellen der Gantry Orte, an denen
Komponenten an der Gantry angeordnet sind, berücksichtigen, also nur solche
Stellen für
die Anordnung der Gewichte an der Gantry ermitteln, wo noch Platz
ist, kann die Auswuchtung auch von einem weniger erfahrenen Techniker
schnell und relativ präzise durchgeführt werden.
Es entfallen auch mehrere Auswuchtversuche, wodurch kostbare Zeit und
somit Kosten gespart werden können.
-
Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist exemplarisch und schematisch in den beigefügten Zeichnungen
dargestellt. Es zeigen:
-
1 und 2 Seitenansichten
eines Computertomographen.
-
Die 1 zeigt
exemplarisch und schematisch eine Seitenansicht eines Computertomographen 1 mit
einer ringförmig
ausgebildeten Gantry 2, welche an einem ortsfesten Gehäuse 3 des
Computertomographen 1 um eine rechtwinklig zur Papierebene
der 1 ausgerichtete Drehachse 4 in Richtung
des Pfeils a drehbar gelagert ist. Die 2 zeigt schematisch
eine weitere Seitenansicht des in der 1 dargestellten
Computertomographen 1 in Richtung des in der 1 gezeigten
Pfeils B. Das Gehäuse 3 des
Computertomographen 1 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
nicht näher dargestellt.
-
An
der Gantry 2 sind mehrere Komponenten angeordnet, die im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
eine Röntgenstrahlenquelle 5,
einen der Röntgenstrahlenquelle 5 ge-
genüber
liegenden Strahlungsdetektor 6 und eine nicht näher dargestellte
Kühleinrichtung 7 zur
Abfuhr von Wärme,
die von einer Röntgenröhre der
Röntgenstrahlenquelle 5 im Betrieb
des Computertomographen 1 erzeugt wird, umfassen. Im Betrieb
des Computertomographen 1 rotiert die Gantry 2 um
die Drehachse 4, wobei ein von der Röntgenstrahlenquelle 5 ausgehendes
fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel 8 ein
Messfeld 9 unter verschiedenen Projektionswinkeln durchdringt
und auf den Strahlungsdetektor 6 auftrifft. Aus den dabei
auftretenden Ausgangssignalen des Strahlungsdetektors 6 bildet
ein Datenerfassungsgerät 10 Messwerte;
die einem Steuerrechner 11 des Computertomographen 1 zugeführt werden.
Der Steuerrechner 11 berechnet daraus ein Bild von einem
sich in dem Messfeld 9 befindlichen und in den 1 und 2 nicht
dargestellten Patienten. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
ist das Datenerfassungssystem 10 mit einer elektrischen Leitung 12,
die in nicht dargestellter Weise beispielsweise ein Schleifringsystem
oder eine drahtlose Übertragungsstrecke
enthält,
mit dem Steuerrechner 11 verbunden. Auch die elektrischen
Anschlüsse
der Röntgenstrahlenquelle 5 und
des Strahlungsdetektors 6 sind in an sich bekannter, nicht
dargestellter Weise über
Schleifringe bewerkstelligt.
-
Um überhaupt
aus den Messwerten Bilder rekonstruieren zu können, ist an dem Gehäuse 3 des Computertomographen 1 ein
allgemein bekannter Positionsaufnehmer 13 angeordnet, der
im Betrieb der Gantry 2 die Position der Gantry 2 relativ
zum Gehäuse 3 erfasst
und diese Information mittels einer elektrischen Leitung 14 dem
Steuerrechner 11 übermittelt.
-
Bei
der Fertigung des Computertomographen 1 entsteht in der
Regel eine Unwucht der Gantry 2 sowohl radial als auch
axial zur Drehachse 4, so dass die Gantry 2 nicht
exakt bezüglich
ihrer Drehachse 4 rotiert. Eine relativ große Unwucht
kann jedoch zu unscharfen, mit dem Computertomographen 1 hergestellten
Bildern oder auch zu einer Beschädigung
des Computertomographen 1 führen. Deshalb sind an der Gantry 2 in
allgemein bekannter Weise Gewichte 15 angeordnet, die die
Unwucht der Gantry 2 ausgleichen oder zumindest innerhalb
eines vertretbaren Toleranzbereiches vermindern.
-
Um
die Unwucht der Gantry 2 ohne angeordnete Gewichte 15 festzustellen
und somit überhaupt die
Stellen für
die Gewichte 15 zu finden, sind in dem Gehäuse 3 ein
in der 1 dargestellter Messaufnehmer 16a und
ein in der 2 gezeigter Messaufnehmer 16b integriert.
Der in der 1 dargestellte Messaufnehmer 16a erfasst
während
der Rotation der Gantry 2 um die Drehachse 4 eine
durch die Unwucht der Gantry 2 resultierende Schwingung
in radialer Richtung bezüglich
der Drehachse 4 und übermittelt
diese Information über
eine elektri sche Leitung 17 dem Steuerrechner 11.
Der in der 2 gezeigte Messaufnehmer 16b erfasst
dagegen während
der Rotation der Gantry 2 um die Drehachse 4 eine
durch die Unwucht der Gantry 2 resultierende Schwingung
in axialer Richtung bezüglich
der Drehachse 4 und übermittelt
diese Information mittels einer in den 1 und 2 nicht
dargestellten elektrischen Leitung ebenfalls an den Steuerrechner 11. Während der
Rotation der Gantry 2 erfasst gleichzeitig der Positionsaufnehmer 13 die
Position der Gantry 2 relativ zum Gehäuse 3, so dass der
Steuerrechner 11 mit einem während der Ermittlung der Unwucht
radial und axial zur Drehachse 4 aufgerufenen Rechnerprogramm
die Unwucht der Gantry 2 ähnlich wie ein in den 1 und 2 nicht
dargestelltes externes Wuchtgerät
ermittelt.
-
Aufgrund
der ermittelten Unwucht berechnet der Steuerrechner 11 mit
einem weiteren Rechnerprogramm in einem ersten Rechenschritt, der
einer Berechnung eines externen Wuchtgerätes äh- nelt, diejenigen Stellen
an der Gantry 2, an denen die Gewichte 15 geeigneter
Masse angeordnet werden müssen,
um die Unwucht der Gantry 2 auszugleichen. In diesem ersten
Rechenschritt wird die gesamte Gantry 2 für die Anordnung
der Gewichte 15 zugrunde gelegt, d. h. auf Grund dieses
ersten Rechenschrittes können
auch solche Stellen der Gantry 2 ermittelt werden, die
schon mit den Komponenten Röntgenstrahlenquelle 5,
Strahlungsdetektor 6 und Kühleinrichtung 7 besetzt
sind, an denen also kein Platz für
Gewichte 15 vorhanden ist.
-
In
einem zweiten und basierend auf dem ersten Rechenschritt berechnet
der Steuerrechner 11 mit dem Rechnerprogramm mittels eines
geeigneten Interpolationsverfahrens diejenigen Stellen an der Gantry 2,
an denen noch Platz für
eine Anordnung der Gewichte 15 vorhanden ist. In diesem
zweiten Rechenschritt werden also diejenigen Orte berücksichtigt,
an denen bereits Komponenten, wie die Röntgenstrahlenquelle 5,
der Strahlungsdetektor 6 und die Kühleinrichtung 7 an
der Gantry 2 angeordnet sind.
-
Damit
ein in den 1 und 2 nicht
dargestellter Techniker diejenigen Stellen der Gantry 2, an
denen die Gewichte 15 angeordnet werden sollen, auch erkennen
kann, werden diese Stellen auf einem Monitor 18, der mit
einer elektrischen Leitung 19 mit dem Steuerrechner 11 verbunden
ist, dargestellt.
-
Bei
einem Austausch der Komponenten Röntgenstrahlenquelle 5,
Strahlungsdetektor 6 oder Kühleinrichtung 7, entsteht
in der Regel eine erneute Unwucht der Gantry 2, so dass
die Gewichte 15 entweder an anderen Stellen an der Gantry 2 angeordnet,
in den 1 und 2 nicht dargestellte weitere Gewichte
verwendet oder Teile der Gewichte 15 entfernt werden müssen. Zu
diesem Zweck kann der Techniker die oben beschriebenen Rechnerprogramme
des Steuerrechners 11 aufrufen, um diejenigen Stellen an
der Gantry 2 zu finden, an denen die Gewichte 15 angeordnet
werden müssen,
damit die durch den Austausch der Komponenten erzeugte Veränderung
der Unwucht der Gantry 2 ausgeglichen bzw. innerhalb des
vorgegebenen Toleranzbereiches verringert wird.
-
Ferner
ist vorgesehen, dass das Rechnerprogramm zum Ermitteln einer Unwucht
der Gantry 2 im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
jedes Mal, wenn der Computertomograph 1 im Betrieb ist,
die Unwucht der Gantry 2 ermittelt. Sollte sich die Unwucht
der Gantry 2 im Laufe der Zeit verändert haben und außerhalb
des Toleranzbereichs liegen, kontaktiert der Steuerrechner 11 automatisch
eine zentrale Datenbank 20, die im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
von dem Hersteller 21 des Computertomographen 1 betrieben
wird.
-
Der
Steuerrechner 11 kontaktiert die Datenbank 20,
dem in er sich in ein in der 1 nicht
dargestelltes Telefonnetz in allgemein bekannter Weise einwählt und
somit die ebenfalls an das Telefonnetz angeschlossene Datenbank 20 kontaktiert.
-
Nachdem
der Steuerrechner 11 die Datenbank 20 kontaktiert
hat, übermittelt
der Steuerrechner 11 der Datenbank 20 Daten, die
der aus dem Toleranzbereich fallenden Unwucht der Gantry 2 zugeordnet
sind. Der Hersteller 21 ist somit über die Unwucht der Gantry 2 informiert
und kann einen Techniker zu dem Computertomographen 1 schicken,
damit dieser die Gantry 2 erneut auswuchtet.
-
Es
ist aber auch möglich,
dass im Falle einer ermittelten Unwucht der Gantry 2, die
außerhalb
des Toleranzbereiches liegt, diese Information auf einem Speicher 22 des
Steuerrechners 11 gespeichert wird. Der Hersteller 21 kontaktiert
dann beispielsweise regelmäßig den
Steuerrechner 11 mit der Datenbank 20 über das
Informationsübertragungsnetz
und erkennt somit, wenn die Gantry 2 eine außerhalb
des Toleranzbereiches liegende Unwucht aufweist.
-
Der
Hersteller 21 muss nicht notwendigerweise den Steuerrechner 11 regelmäßig kontaktieren.
Die Datenbank 20 kann auch von anderen Instanzen oder Personen
betrieben werden. Das Informationsübertragungsnetz muss auch nicht
unbedingt ein Telefonnetz sein. Es kann insbesondere auch das Internet
sein. Eine zentrale Datenbank 20 ist für die Erfindung auch nicht
zwingend notwendig. Es ist auch nicht nötig, dass die Mittel zum Ermitteln
einer Unwucht jedes Mal automatisch die Unwucht der Gantry 2 ermitteln,
wenn der Computertomograph 1 im Betrieb ist.
-
Erfindungsgemäß ist es übrigens
auch nicht nötig,
dass der Steuerrechner 11 zur Berechnung der Stellen, an
denen die Gewichte 15 angeordnet werden sollen, auch Orte
berücksichtigt,
an denen Komponenten an der Gantry 2 angeordnet sind.
-
Obwohl
es aus Kostengründen
vorteilhaft ist, den Positionsaufnehmer 13 für die Rekonstruktion der
mit dem Computertomographen 1 hergestellten Bilder auch
zum Ermitteln einer Un- wucht der Gantry 2 zu verwenden,
ist dies für
die Erfindung nicht zwingend nötig.
Es kann auch ein zweiter, separater Positionsaufnehmer verwendet
werden.
-
Die
beiden Messaufnehmer 16a und 16b der Mittel zum
Ermitteln einer Unwucht der Gantry 2 können aber auch derart an dem
Gehäuse 3 des
Computertomographen 1 angeordnet sein, dass sie beide die
Schwingung radial zur Drehachse 4 erfassen. Damit sie auch
die Schwingung der Gantry 2 axial zur Drehachse 4 erfassen
können,
müssen
sie axial zur Drehachse 4 versetzt an dem Gehäuse 3 der
Gantry 2 angeordnet sein.
-
Es
ist auch möglich,
dass die Mittel zum Ermitteln einer Unwucht der Gantry 2 nur
einen Messaufnehmer aufweisen. Dieser kann derart an dem Gehäuse 3 des
Computertomographen 1 angeordnet sein, dass er die Schwingung
radial oder die Schwingung axial zur Drehachse 4 erfasst.
Die Mittel zum Ermitteln einer Unwucht der Gantry 2 können aber auch
mehr als zwei Messaufnehmer umfassen.
-
Die
Rechnerprogramme zum Ermitteln einer Unwucht und zum Berechnen der
Stellen, an denen die Gewichte 15 angeordnet werden sollen,
müssen auch
nicht notwendigerweise auf dem Steuerrechner 11 abgespeichert
sein. Sie können
auch insbesondere auf einer separaten in den Computertomographen 1 integrierten
Baugruppe oder auf einem separaten an den Computertomographen 1 anschließbaren Rechner
gespeichert sein.
-
Ferner
können
auch weitere Komponenten an der Gantry 2 angeordnet sein,
wie z. B. ein Hochspannungsgenerator für die Röntgenröhre der Röntgenstrahlenquelle 5 o.ä..
-
Der
in dem Ausführungsbeispiel
erwähnte Patient
kann sowohl ein Mensch als auch ein Tier sein. Die Erfindung kann
auch ein industriell genutzter Computertomograph sein.