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Die
Erfindung betrifft ein bildgebendes Tomographie-Gerät, insbesondere
einen Röntgen-Computertomograph,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein
solcher Röntgen-Computertomograph
ist aus der
DE-OS
101 08 065 A1 bekannt. Dabei ist in einer stationären Aufnahme
eine um eine horizontale Drehachse drehbar gelagerte Messeinrichtung
bzw. Gantry aufgenommen. An der stationären Aufnahme ist ein Sensor
zum Ermitteln einer Unwucht der Messeinrichtung vorgesehen. Der
Sensor ist mit einer Einrichtung zur Berechnung derjenigen Position/en der
drehbaren Messeinrichtung verbunden, an denen ein Kompensationsgewicht
bzw. -gewichte zum Ausgleich der Unwucht angebracht werden sollen. – Das Auswuchten
kann ohne das Vorsehen eines besonderen Wuchtgeräts erfolgen. Zur Durchführung des Wuchtvorgangs,
insbesondere zur korrekten Anbringung der Kompensationsgewichte,
ist allerdings besonders geschultes Personal erforderlich. Der Wuchtvorgang
erfordert u. a. eine teilweise Demontage von Teilen des Rönten-Computertomographen.
Er ist zeit- und kostenaufwändig.
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Die
US 6,354,151 B1 sowie
die
DE 698 04 817
T2 betreffen eine Vorrichtung zum Auswuchten eines Werkzeughalters.
Dabei werden das Maß des Werkzeughalters
und dessen Unwucht ermittelt.
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Die
DE 297 09 273 U1 offenbart
eine Auswuchteinrichtung zum Auswuchten von Rotoren. Dabei sind
zwei Ausgleichsringe mit einer definierten Unwucht vorgesehen, die
zur Kompensation einer Unwucht des Rotors in einer geeigneten Winkellage zueinander
am Rotor befestigbar sind.
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Die
DE 199 20 699 C2 beschreibt
ein Verfahren zum Auswuchten von Rotoren. Dabei sind ebenfalls zwei,
jeweils eine defi nierte Unwucht aufweisende Ausgleichsringe am Rotor
angebracht. Zur Kompensation der Unwucht kann die Winkellage der
Ausgleichringe zueinander geändert
werden. Dazu wird eine Befestigungseinrichtung der Ausgleichsringe gelöst. Die
Ausgleichsringe werden mittels einer Sperrklinke festgehalten und
der Rotor relativ zu den Ausgleichsringen um einen vorgegebenen
Winkel gedreht. Anschließend
werden die Ausgleichsringe wieder arretiert.
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Zur
Erleichterung der Arretierung solcher Ausgleichsringe wird in der
DE 199 20 698 A1 vorgeschlagen,
diese in ihrer Winkellage mittels einer federbelasteten Rastvorrichtung
am Rotor zu fixieren. Die Ausgleichsringe können unter Krafteinwirkung
in ihrer Winkellage relativ zum Rotor verstellt und selbstständig arretiert
werden.
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Zur
Erleichterung des Auffindens der korrekten Arretierungsposition
derartiger Ausgleichsringe wird in der
DE 298 23 562 U1 vorgeschlagen,
mittels einer Markierungseinrichtung Markierungen auf die Ausgleichselemente
zu projizieren, wenn der Rotor sich in einer Ausgleichsposition
befindet.
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Die
DE 197 29 172 C1 beschreibt
ein Verfahren zum fortlaufenden Ausgleich einer Unwucht eines Rotors.
Dabei wird mittels einer Unwuchtmesseinrichtung die Unwucht des
Rotors gemessen. Der Rotor weist zur Kompensation der Unwucht mehrere in
unterschiedlichen Rotorwinkellagen angeordnete mit einer Ausgleichsflüssigkeit
befüllte
Ausgleichskammern auf. Zur Kompensation der Unwucht wird die Menge
der Ausgleichsflüssigkeit
in geeigneter Weise in den Ausgleichkammern erhöht oder erniedrigt.
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Die
DE 299 13 630 U1 betrifft
eine Vorrichtung zur Kompensation der Unwucht in einer Werkzeug-
oder Wuchtmaschine. Dabei wird die Wuchtmaschine unter Verwendung
von Gegengewichtrotoren gewuchtet und die Position der Gegengewichtrotoren
gespeichert. Anschließend
wird die Wuchtmaschine mit einem dar in aufgenommenem Werkstück erneut
durch Verstellen der Gegengewichtrotoren gewuchtet. Aus der abweichenden
Position der Gegengewichtrotoren ohne und mit Werkstück, kann
auf die Unwucht des Werkstücks
geschlossen werden.
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Die
DE 197 43 577 A1 und
die
DE 197 43 578
A1 beschreiben ein Verfahren zum Auswuchten eines Rotationskörpers. Dabei
sind am Rotationskörper
Kompensationsmassen angebracht, die radial und/oder in ihrer Winkellage
bezüglich
des Rotationskörpers
verstellbar sind. Zu Beginn des Verfahrens werden die Kompensationsmassen
zunächst
in eine Nullposition gebracht, bei der sich die von ihnen erzeugten
Vektoren gegenseitig aufheben. Anschließend wird die Unwucht des Rotationskörpers gemessen
und durch geeignetes Verstellen der Kompensationsmassen kompensiert.
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Die
Durchführung
der nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren erfordert üblicherweise fachlich
geschultes Personal. Abgesehen davon eignen sich einige der bekannten
Verfahren nicht zum Auswuchten einer Messeinrichtung von Tomographie-Geräten.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu
beseitigen. Es soll insbesondere ein bildgebendes Tomographie-Gerät angegeben
werden, dessen rotierbare Messeinrichtung möglichst einfach gewuchtet werden
kann. Der Wuchtvorgang soll möglichst
vollautomatisch durchführbar
sein, so dass dafür
der Einsatz besonders geschulten Personals nicht mehr erforderlich
ist.
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Die
Aufgabe wird die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben
sich aus den Merkmalen der Ansprüche
2 bis 10.
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Nach
Maßgabe
der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kompensationsgewichte in
Form den Patiententunnel umgebender Ausgleichsringe mit jeweils
definierter Unwucht ausgebildet sind, wobei die Ausgleichsringe
in zwei parallelen axial voneinander beabstandeten Ebenen in ihrer
Winkellage veränderbar
an der Messeinrichtung angebracht sind.
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Damit
kann auf besonders einfache Weise, nämlich durch eine Drehung der
Ausgleichsringe relativ zur Messeinrichtung eine Unwucht derselben kompensiert
werden. Die Kompensation kann vollautomatisch erfolgen. Indem die
Kompensationsgewichte in zwei parallelen axial voneinander beabstandeten
Ebenen angeordnet sind, ist eine umfassende Kompensation axialer
und radialer Unwuchtvektoren möglich.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung sind jeder Ebene zwei Ausgleichsringe
zugeordnet. Das ermöglicht
ein Auswuchten in jeder Ebene nach der so genannten Spreizwinkelmethode.
Dazu wird in jeder der beiden Ebenen die Winkellage der Ausgleichsringe
zueinander in geeigneter Weise eingestellt.
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Vorteilhafterweise
ist zumindest einer der Ausgleichsringe zwischen einem an der Messeinrichtung
vorgesehenen Detektor und einem Schleifring angebracht. In diesem
Fall ist der Schleifring also axial beabstandet zum Detektor. Das
ermöglicht
eine kompakte Bauform.
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Zweckmäßigerweise
entspricht ein innerer Radius der Ausgleichsringe etwa einem inneren
Radius der Messeinrichtung. In diesem Fall ist ein äußerer Radius
der Ausgleichsringe üblicherweise
kleiner als ein äußerer Radius
der Messeinrichtung. Die Ausgleichsringe sind in diesem Fall also
in der Nähe
des inneren Radius angebracht. Es kann aber auch sein, dass ein äußerer Radius
der Ausgleichsringe etwa einem äußeren Radius
der Messeinrichtung entspricht. In diesem Fall kann ein innerer
Radius der Ausgleichsringe größer als
ein innerer Radius der Messeinrichtung sein. In diesem Fall sind
die Ausgleichsringe also im Bereich des Außenradius der Messeinrichtung
angebracht.
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Jeder
der Ausgleichsringe kann mittels eines Motors in seiner Winkellage
gegenüber
der Messeinrichtung verstellbar sein. Durch eine geeignete Ansteuerung
der Motoren ist ein vollautomatisches Auswuchten der Messeinrichtung
möglich.
Das Auswuchten kann sogar während
des Betriebs der Messeinrichtung erfolgen. Daneben ist es auch möglich, die
Ausgleichsringe elektromagnetisch zu verstellen. Es wird dazu auf
den Offenbarungsgehalt der
DE
43 37 001 A1 verwiesen, der hier mit einbezogen wird.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung ist ein weiteres Messmittel zur Bestimmung
des Drehwinkels der Messeinrichtung vorgesehen. Das ermöglicht eine
exakte Bestimmung der Winkellage bzw. der Position der Kompensationsgewichte
auf der Messeinrichtung sowie ein automatisches Verschieben derselben
in eine neue Position.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung ist eine Steuereinrichtung zur Steuerung
der Motoren gemäß eines
vorgegebenen Algorithmus zur Kompensation einer Unwucht vorgesehen.
Bei einer solchen Steuereinrichtung handelt es sich beispielsweise
um eine herkömmliche
Steuerung mit einem Mikroprozessor. Die Steuereinrichtung kann mit
dem Messmittel zur Messung der Unwucht sowie dem weiteren Messmittel
zur Bestimmung des Drehwinkels der Messeinrichtung verbunden sein.
Damit können
Steuersignale zur Drehung der Ausgleichsringe relativ zur Messeinrichtung
um einen vorgegebenen Winkelbetrag erzeugt werden. Damit ist ein
vollautomatisches Auswuchten der Messeinrichtung möglich. Besonders geschultes
Personal ist dazu nicht erforderlich.
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Als
vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Ausgleichsringe mittels Dünnringlagern
drehbar an der Messeinrichtung anzubringen. Das spart Platz und ermöglicht einen
kompakten Aufbau der Messeinrichtung.
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Nachfolgend
wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
schematische Seitenansicht eines Röntgentomographie-Geräts,
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2 eine
schematische Darstellung der Ausgleichsringe,
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3.
einen schematischen Axialschnitt durch eine erste Messeinrichtung
und
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4 einen
schematischen Axialschnitt durch eine zweite Messeinrichtung.
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1 zeigt
schematisch eine Seitenansicht eines Röntgentomographie-Geräts mit einer
stationären
Einheit 1. An der stationären Einheit 1 ist
drehbar um eine rechtwinklig zur Papierebene stehende Rotationsachse 2 eine
ringartige Messeinrichtung 3 bzw. eine Gantry aufgenommen.
Eine Rotationsrichtung der Messeinrichtung 3 ist mit dem
Pfeil a bezeichnet. An der Messeinrichtung 3 sind in gegenüberliegender
Anordnung eine Röntgenquelle 4 und ein
Röntgendetektor 5 mit
einer nachgeordneten Auswerteelektronik 6 angebracht. Ein
von der Röntgenquelle 4 abgestrahlter
Strahlenfächer 7 definiert bei
einer Rotation der Messeinrichtung 3 ein kreisförmiges Messfeld 8.
Das Messfeld 8 befindet sich innerhalb eines mit der unterbrochenen
Linie angedeudeten Patiententunnels 9. Insbesondere die
Auswerteelektronik 6 ist über einen hier schematisch
angedeudeten Schleifringkontakt 10 mit einem Computer 11 verbunden,
welcher einen Monitor 12 zur Anzeige von Daten aufweist.
An der stationären
Einheit 1 ist ein Sensor 13 zur Messung von auf
die stationäre Einheit 1 übertragenen
Schwingungen vorgesehen. Es handelt sich dabei um einen herkömmlichen
Sensor, mit dem durch eine Unwucht der Messeinrichtung 3 hervorgerufene
und auf die stationäre
Einheit 1 übertragene
Schwingungen in radialer und axialer Richtung messbar sind. Ein
weiterer an der stationären
Einheit 1 angebrachter Sensor 14 dient der Erfassung
des Drehwinkels der Messeinrichtung 3 relativ zur stationären Einheit 1.
Der Sensor 13 und der weitere Sensor 14 sind zur
Auswertung der damit gemessenen Signale ebenfalls mit dem Computer 11 verbunden. – In 1 sind
der Übersichtlichkeit
halber an der Messeinrichtung 3 vorgesehene Ausgleichsringe
nicht dargestellt.
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Bei
der in 2 gezeigten schematischen Darstellung sind in
einer ersten Ebene E1 unmittelbar benachbart zwei erste Ausgleichsringe 15a und
in einer zweiten Ebene E2 ebenfalls unmittelbar benachbart zwei
zweite Ausgleichsringe 15b um die Rotationsachse 2 rotierbar
angeordnet. Jeder der Ausgleichsringe 15a, 15b weist
eine vorgegebene Unwucht auf. Dazu sind die ersten Ausgleichsringe 15a mit
ersten Kompensationsgewichten 16a und die zweiten Ausgleichsringe 15b mit
zweiten Kompensationsgewichten 16b versehen. Jeder der
ersten 15a und der zweiten Ausgleichsringe 15b kann
mit einem Motor (hier nicht gezeigt) antriebsmäßig verbunden sein. Die Ausgleichsringe 15a, 15b sind
an der (hier nicht gezeigten) Messeinrichtung 3 angebracht
und mittels der Motoren in ihrer Winkellage gegenüber der
Messeinrichtung um die Rotationsachse 2 verstellbar.
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3 zeigt
schematisch eine Teilquerschnittsansicht einer ersten Messeinrichtung 3.
Die Messeinrichtung 3 ist rotierbar um die Drehachse 2 mittels
eines Lagers 17 an der (hier nicht gezeigt) stationären Einheit
aufgenommen. Zur Stromversorgung sowie zur Übertragung von Daten ist der Schleifring 10 am
einen Ende der Messeinrichtug 3 angeordnet. Zwischen dem
Röntgendetektor 5 und dem
Schleifring 10 befinden sich in einer ersten E1 und in
einer zweiten Ebene E2 die paarweise angeordneten ersten 15a und
zweiten Ausgleichsringe 15b. Die erste E1 und die zweite
Ebene E2 sind parallel und axial voneinander beabstandet. Ein innerer Radius
der Ausgleichsringe 15a, 15b entspricht in etwa
dem inneren Radius der Messeinrichtung 3.
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Bei
der in 4 gezeigten zweiten Messeinrichtung 3 umgeben
die Ausgleichsringe 15a, 15b den Röntgendetektor 5 und
eine gegenüberliegende (hier
nicht gezeigte) Röntgenquelle.
Ein äußerer Radius
der Ausgleichsringe 15a, 15b entspricht hier in etwa
dem äußeren Radius
der Messeinrichtung 3.
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Selbstverständlich sind
auch andere Anordnungen der Ausgleichsringe 15a, 15b möglich. Die Ausgleichsringe 15a, 15b können z.
B. links und rechts neben dem Röntgendetektor 5 angeordnet sein.
Es kann auch sein, dass beispielsweise die ersten Ausgleichsringe 15a den
Röntgendetektor 5 und die
Röntgenquelle
umgeben, wohingegen die zweiten Ausgleichsringe 15b links
oder rechts neben dem Lager 17 angeordnet sein.
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Zur
Messung einer auf der stationäre
Einheit 1 durch eine Unwucht der Messeinrichtung 3 ausgeübten Schwingungen
sind an der stationären
Einheit 1 zwei (hier nicht gezeigte) Sensoren 13 angebracht sein,
wobei jeder der Sensoren 13 einer der Ebenen E1, E2 zugeordnet
ist. Die Sensoren 13 sind an der stationären Einheit 1 zweckmäßigerweise
mit einem Versatz von 90° bezüglich der
Rotationsachse 2 angeordnet. Das ermöglicht auf besonders einfache Weise
die Ermittlung von radialen Unwuchtsvektoren jeder Ebene E1, E2
und somit eine besonders umfassende Kompensation einer Unwucht.
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Die
Funktion des Tomographie-Geräts
ist folgende:
Zunächst
befinden sich die Ausgleichsringe 15a, 15b in
jeder Ebene E1, E2 in einer Nullstellung, in der sich ihre Unwuchtsvektoren
gegeneinander aufheben. Dabei sind die ersten Kompensationsgewichte 16a der
ersten Ausgleichsringe 15a bezüglich der Rotationsachse 2 um
einen Winkel von etwa 90° versetzt. Die
zweiten Kompensationsgewichte 16b der zweiten Ausgleichsringe 15b sind
bezüglich
den ersten Kompensationsgewichten 16a um einen Winkel von etwa
180° bezüglich der
Rotationsachse 2 versetzt. Es ergibt sich in axialer Projektion eine
Anordnung der Kompensationsgewichte 16a, 16b mit
einem Versatz von jeweils etwa 90°.
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Die
Messeinrichtung 3 wird rotiert. Mittels der ersten Sensoren 13 werden
die durch eine Unwucht der ersten Messeinrichtung 3 auf
die stationäre
Einheit 1 übertragenen
Schwingungen gemessen. Gleichzeitig werden mittels des weiteren
Sensors 14 die Drehwinkel der Messeinrichtung 3 relativ
zur stationären
Einheit 1 registriert. Unter Verwendung eines geeigneten
im Computer 11 gespeicherten Berechnungsprogramms werden
für die
beiden Ebenen E1, E2 jeweils zur Kompensation der Unwucht der Messeinrichtung 3 geeignete
Positionen bzw. entsprechende Winkel für die Kompensationsgewichte 16a, 16b berechnet.
Anschließend
werden die Ausgleichsringe 15a, 15b in jeder der
beiden Ebenen E1, E2 um vorgegebene Winkelbeträge gegenüber der Messeinrichtung 3 verstellt,
so dass eine Unwucht der Messeinrichtung 3 kompensiert
wird.
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Das
vorgeschlagene Verfahren kann automatisch durchgeführt werden.
Besonders geschultes Personal ist dafür nicht erforderlich.