DE19581512C2 - Röntgenstrahl-Tomographie-System mit einer drehbaren Baugruppe - Google Patents

Abstract

Ein Röntgenstrahl-Tomographie-System weist eine Röntgenstrahlquelle (34), eine Röntgenstrahl-Detektorbaugruppe (36) und Halterungseinrichtungen auf, die einen Rahmen (22) einschließen, der eine drehbare Trommel (24), auf der zumindest die Quelle (34) befestigt ist, für eine Drehung in einer Abtastebene (42) um eine Drehachse (44) lagert. Die drehbare Trommel ist für eine mittelpunktsfreie Drehung auf einer Wiege gelagert, die durch Rollen (60, 62) aus elastischem Material gebildet ist, wobei die obere Hälfte der Trommel sich bei Temperaturänderungen frei ausdehnen oder zusammenziehen kann. Die Rollen (60, 62) sind elastisch, so daß sie eine Schwingungsübertragung zwischen dem Rahmen (22) und der Trommel (24) dämpfen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Röntgenstrahl-Tomographie- System mit einer drehbaren Baugruppe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Röntgenstrahl-Tomographie-Systeme dieser Art sind beispielsweise aus der DE 195 81 513 A1 und der DE 195 81 511 A1 der gleichen Anmelderin bekannt. Derartige Röntgenstrahl-Tomographie-Systeme, insbesondere in Form von Axial-Computertomographie-Abtast- Systemen (CAT-Systeme) schließen üblicherweise eine Portalbau­ gruppe ein, die durch eine Konstruktion, wie z. B. eine mit einer Mittelöffnung versehene ringförmige, drehbare Baugruppe oder Trommel gebildet ist, die in einem Rahmen drehbar ist, wobei zumindest eine Röntgenstrahlquelle auf dem Träger für eine Dreh­ bewegung um einen Tisch gelagert ist, auf dem ein Patient ruhen kann. Die Röntgenstrahlquelle kann periodische Impulse oder eine Dauerstrich-Strahlung liefern. Bei CAT-Abtastsystemen der drit­ ten Generation weist das Röntgenstrahl-Detektorsystem die Form einer Detektorgruppe auf, die an dem Träger diametral gegenüber­ liegend zur Quelle befestigt ist. Bei CAT-Abtastsystemen der vierten Generation sind die Röntgenstrahldetektoren um den Rahmen herum angeordnet und befinden sich an derartigen Posi­ tionen, daß sie Röntgenstrahlen erfassen, während sich der Träger oder die drehbare Baugruppe um seine bzw. ihre Achse dreht. Jeder Detektor ist typischerweise entweder ein Festkör­ perdetektor oder eine Gasröhre. Das Detektorsystem ist mit der Quelle derart ausgerichtet, daß das Detektorsystem und die Quelle in einer gemeinsamen mittleren Abtast- oder Drehebene (üblicherweise senkrecht zur Drehachse der drehbaren Baugruppe) angeordnet sind. Im Fall einer Detektorgruppe, wie sie sich auf Systemen der dritten Generation findet, ist jeder Detektor der Detektorgruppe in einer Abtastebene unter einem vorgegebenen Winkelabstand gegenüber der Quelle derart angeordnet, daß sich jeder Detektor über einen gleichen Winkel gegenüber dem Brenn­ fleck der Röntgenstrahlröhre erstreckt, so daß sich eine Viel­ zahl von unterschiedlichen Röntgenstrahlpfaden in der Abtast­ ebene zwischen der Quelle und den jeweiligen Detektoren ergibt.

Bei Maschinen der vierten Generation definieren die stationären Detektoren jeweils einen Brennpunkt für die Röntgenstrahlpfade von verschiedenen Positionen der Quelle aus, während sich die letztere um die Drehachse dreht. Bei beiden Arten von Systemen können die Röntgenstrahlpfade zusammen einem Fächer ähneln, so daß derartige Systeme in manchen Fällen als "Fächerstrahl" Tomographiesysteme bezeichnet werden.

Diese Tomographiesysteme liefern jeweils eine Vielzahl von In­ formations- oder Datensignalen, die Änderungen im Strahlungs­ fluß darstellen, der von den jeweiligen Detektoren an vorge­ gebenen Winkelpositionen der drehbaren Baugruppe während der Drehung der drehbaren Baugruppe um ein Objekt gemessen wird, das in dem Raum zwischen den Detektoren und der Röntgenstrahlquelle angeordnet ist. Die Verarbeitung dieser Signale gemäß bekannter mathematischer Beziehungen (Radon-Beziehung) führt zur Bildung eines sichtbaren oder "rekonstruierten" Bildes, das eine zwei­ dimensionale Scheibe entlang der Drehebene, d. h. der Abtast­ ebene, durch den Teil des abgetasteten Objektes darstellt, der in der Ebene angeordnet ist. Die Bildung derartiger "rekon­ struierter" Bilder hängt in kritischer Weise davon ab, daß die auf der drehbaren Baugruppe oder Trommel befestigten Bauteile präzise um die Drehachse rotieren, so daß keine seitliche Bewe­ gung zwischen der sich bewegenden drehbaren Baugruppe und dem abgetasteten Objekt auftritt. Weil selbst kleinere mechanische Störungen und/oder Unregelmäßigkeiten, die eine unerwünschte seitliche Bewegung der Elemente des CAT-Abtastgerätes während einer Abtastung gegenüber dem Objekt hervorrufen, insbesondere Störungen, die in der Abtastebene senkrecht zur Drehachse auf­ treten, Fehler hervorrufen können, die zu fehlerhafter oder ver­ fälschter Bildinformation führen können, wurden derartige Geräte typischerweise in Form von massiv verstärkten Maschinen ausge­ bildet, die in vielen Fällen eine Tonne oder mehr wiegen, um Bewegungen aufgrund derartiger mechanischer Störungen und Unre­ gelmäßigkeiten zu verringern. Entsprechend wurde aufgrund ihres Gewichtes die massive drehbare Baugruppe üblicherweise in dem Rahmen durch eine aufwendige und schwere Präzisions-Wälzlagerung oder Kugellagerbaugruppe gelagert.

Viele der Nachteile, die sich aus einer derartig massiven, auf­ wendigen und relativ starren CAT-Abtastkonstruktion ergeben, wie sie für den Stand der Technik typisch ist, wurden erkannt und zumindest teilweise bei der Vorrichtung berücksichtigt, die in der US 4 928 283 A und in der US 5 109 397 A beschrieben ist. In der US 4 928 283 A werden Räder anstelle von Lager zur dreh­ baren Lagerung der Trommel in einem Rahmen verwendet. Der ein­ fache Ersatz von Lagern durch Räder kann Abweichungen oder Schwingungen hervorrufen, wenn die drehbare Baugruppe in ihrer Ebene gedreht wird, was zu unerwünschten Ungenauigkeiten in dem erzeugten Tomographie-Bild führt.

Aus der US 5 109 397 A ist ein Röntgenstrahl-Tomograpie-System mit einer drehbaren Baugruppe der eingangs genannten Art bekannt, bei dem die drehbare Baugruppe über eine Vielzahl von über den gesamten Umfang verteilten Rollen in dem Rahmenteil gelagert ist. Hierbei sind elektromechanische Sensoren vorge­ sehen, die dem Außenumfang des drehbaren Bauteils in der Dreh­ ebene folgen, um elektrische Kompensationssignale zur Modifi­ kation oder Korrektur der Daten zu liefern, die von dem Rönt­ genstrahl-Tomographie-System erzeugt werden. Zusätzlich kann die drehbare Baugruppe des bekannten Systems Temperaturänderungen aufgrund von Wärme ausgesetzt sein, die durch die Röntgenstrahl­ quelle erzeugt wird. In dem Ausmaß, wie diese Wärme auf die drehbare Baugruppe übertragen wird, dehnt sich die drehbare Bau­ gruppe entsprechend ihrem thermischen Ausdehnungskoeffizienten aus, und sie zieht sich lediglich dann wieder zusammen, wenn man die Quelle abkühlen läßt. Weil die drehbare Baugruppe so bemes­ sen ist, daß sie sich in den Lagerlaufringen bei Umgebungstempe­ ratur dreht, werden bei einer Ausdehnung der drehbaren Baugruppe Kompressionskräfte auf die Lager hervorgerufen, die zu Ausfällen führen, die durch diese Beanspruchung hervorgerufen werden. Ent­ sprechend werden Wärmeübertragungseinrichtungen und dergleichen häufig verwendet, um die Auswirkungen von Wärme auf die Bauteile aufgrund der Verwendung der Röntgenstrahlquelle zu einem Minimum zu machen. Kühlkörper benötigen jedoch ein zusätzliches Gewicht und ergeben damit eine zusätzliche Belastung der Lager. Als Er­ gebnis müssen die Lager und Laufringe von Zeit zu Zeit erneuert werden. Aufgrund des Gewichtes der drehbaren Baugruppe kann die­ ses Problem für die Wartung jedoch schwierig und zeitraubend sein. Obwohl Räder in der US 4 928 283 A als Ersatz für die Lager vorgeschlagen werden, befaßt sich dieses Patent in keiner Weise mit dem durch die Wärmeausdehnung verbundenen Problemen oder damit, wie Räder dieses Problem beseitigen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Röntgenstrahl- Tomographie-System mit einer drehbaren Baugruppe der eingangs genannten Art zu schaffen, das ohne die Verwendung massiver und schwerer Bauteile eine verbesserte Lagerung der drehbaren Baugruppe mit hoher Genauigkeit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße Röntgenstrahl-Tomographie-System verwendet eine "mittelpunktfreie" Drehlagerung der drehbaren Baugruppe, wobei gleichzeitig die Genauigkeit, mit der das System eine exakte Abtastung während der Drehung der drehbaren Baugruppe ausführt, unabhängig von einer thermischen Ausdehnung aufrecht­ erhalten oder verbessert wird. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, massive, schwere und schlecht bewegliche Bauteile zu verwenden.

Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems ist die drehbare Baugruppe durch ein System von nachgebenden fehler­ mittelnden Laufwagen gelagert, so daß zyklische Temperaturände­ rungen aufgrund des Betriebs der Röntgenstrahlquelle die exakte Drehung der drehbaren Baugruppe nicht beeinträchtigen und auf­ grund der Verringerung der Masse die zur Drehung erforderliche Leistung in wesentlichem Ausmaß verringert ist.

Die elastischen Rollen dienen (a) zur Dämpfung der Übertragung von Schwingungen auf die drehbare Baugruppe, während sich diese dreht, und (b) zur Aufnahme von zyklischen Temperaturänderungen der drehbaren Baugruppe. Bei der bevorzugten Ausführungsform ruht die gesamte Masse der drehbaren Baugruppe auf zumindest zwei Paaren (und vorzugsweise vier Paaren) von Rollen, so daß die obere Hälfte der drehbaren Baugruppe keinen Zwangskräften unterworfen ist (für eine mittelpunktsfreie Drehung), so daß sich die drehbare Baugruppe frei ausdehnen und zusammenziehen kann, ohne daß Fehler erzeugende Belastungen in der drehbaren Baugruppe oder dem Rahmen erzeugt werden. Jedes Paar von Rollen (und vorzugsweise zwei Paaren von Rollen) ist in einem elastisch nachgebenden Wagen befestigt, wobei der Wagen schwenkbar um eine Schwenkachse gelagert ist, die zwischen den Achsen der beiden von dem Wagen gelagerten Rollen und parallel hierzu angeordnet ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen noch näher erläutert, in denen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Konstruktion ist, die eine Röntgenstrahl-Tomographie-Abtast-Portalbaugruppe nach Art der dritten Generation zeigt, die gemäß den Grundge­ danken der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist,

Fig. 2 eine vergrößerte, teilweise weggebrochen dar­ gestellte Seitenansicht entlang der Linie 2-2 nach Fig. 1 ist,

Fig. 3 eine vergrößerte schematische Ansicht eines Laufwagens und des Antriebsmechanismus zum Betätigen der dreh­ baren Baugruppe der Vorrichtung nach Fig. 1 ist,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Rolle ist, wie sie bei dem Laufwagen der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 verwendet wird, und

Fig. 5 und 6 die nachgebende Eigenart des Laufwagens der Ausführungsform nach Fig. 1 zeigen.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Portalbaugruppe 20 eines Tomo­ graphie-Systems nach Art der dritten Generation gezeigt, die die Grundgedanken der vorliegenden Erfindung verwirklicht und typischerweise aus einem Rahmenteil in Form eines Stützrahmens 22 und einer drehbaren Baugruppe in Form einer Trommel 24 gebil­ det ist, die beide schwenkbar auf einem Trägergestell 26 gehal­ tert sind. Die drehbare Baugruppe kann in Form eines kreisför­ migen, im wesentlichen ebenen hohlen Ringes oder Kreisringes typischerweise mit einem Außendurchmesser von 135 cm ausgebildet sein. Die drehbare Baugruppe 24 ist vorzugsweise bezogen auf ihren Durchmesser relativ dünn, d. h. beispielsweise 1,25 cm, obwohl diese Abmessungen sich ändern können. Wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, ist die drehbare Baugruppe 24 typischerweise in Form eines hohlen Ringes oder Kreisringes mit einem rechteckigen Querschnitt gebildet. Wie dies in Fig. 2 zu erkennen ist, ist das äußere periphere Bauteil 28 der drehbaren Baugruppe typischerweise ein gewalztes Strangpreßteil aus einem ein gerin­ ges Gewicht aufweisenden starren Material, wie z. B. Aluminium, einer Magnesium-Aluminiumlegierung und dergleichen, so daß ein gleichförmiges, kreisförmiges äußeres Band mit in Querrichtung vorspringenden Randlippen 30, 32 gebildet wird, die sich in Radialrichtung nach außen erstrecken. (Nicht gezeigte) Verstei­ fungs- oder Stützbauteile, wie z. B. in dem Ring ausgebildete Träger, können vorgesehen sein, wenn dies erwünscht ist, um eine Bewegung oder Biegung der drehbaren Baugruppe 24 quer zu ihrer Mittelebene im wesentlichen zu einem Minimum zu machen.

Wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, sind auf der drehbaren Bau­ gruppe 24 für eine Drehung mit dieser weitere Bauteile der Vor­ richtung fest befestigt, wie z. B. eine Röntgenstrahlquelle 34 und eine Detektorgruppe 36. Die Konstruktion der drehbaren Bau­ gruppe 24 ergibt eine Mittelöffnung 38, die vorzugsweise so be­ messen ist, daß der Körper 40 eines Patienten auf einem Tisch durch diese Öffnung hindurch eingeführt werden kann. Die Quelle 34 ist so angeordnet, daß sie einen Röntgenstrahl im wesent­ lichen entlang der Mittelebene 42 (Fig. 2) (die die Abtast- oder Drehebene definiert) in der Ebene der drehbaren Baugruppe 24 über die Öffnung 38 lenkt, wobei die Abtastebene im wesent­ lichen senkrecht zur Mittelachse 44 ist, die sich durch die Öff­ nung 38 erstreckt. In ähnlicher Weise ist die Detektorgruppe 36 auf der drehbaren Baugruppe 24 so befestigt, daß sie Röntgen­ strahlen von der Quelle 34 erfaßt, nachdem die letzteren die Öffnung 38 in der Abtastebene durchlaufen haben. Der Rahmen 22 ist typischerweise in Form eines Kreisringteils ausgebildet, das aus dem gleichen Material wie die drehbare Baugruppe 24 herge­ stellt und konzentrisch zur drehbaren Baugruppe 24 um deren Umfang herum angeordnet ist.

Der Rahmen 22 ist schwenkbar auf einem Trägergestell 26 mit Schwenkzapfen 46, vorzugsweise sowohl für eine Drehung um die Schwenkachse 48 als auch für eine Translationsbewegung in Verti­ kalrichtung entlang des Joches in Richtung der Pfeile 50 in irgendeiner geeigneten Weise befestigt.

Wie dies in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist die gesamte Masse der drehbaren Baugruppe 24 durch Schwerkraft auf Laufwagen 52 gehaltert, wobei die obere Hälfte der Trommel in der Dreh­ ebene 42 keinen Zwangskräften unterworfen ist und für eine mittelpunktsfreie Drehung um die Mittelachse 44 gegenüber dem stationären Tragrahmen 22 befestigt ist. Im einzelnen sind der Rahmen 22 und die drehbare Baugruppe 24 so bemessen, daß die letztere drehbar auf Rollen-Laufwagen 52 derart drehbar befe­ stigt ist, daß sich ein kreisringförmiger Zwischenraum 54 er­ gibt, so daß sich ein großes Spiel zwischen der oberen Hälfte des Außenumfanges der drehbaren Baugruppe 24 und dem Innenumfang des Rahmens 22 ergibt, damit sich die drehbare Baugruppe frei ausdehnen und zusammenziehen kann, während sie sich erwärmt und abkühlt. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind zumindestens zwei Rollen-Laufwagen 92 schwenkbar auf dem Rahmen 22 befestigt, wobei die Laufwagen vorzugsweise symme­ trisch auf gegenüberliegenden Seiten einer vertikalen Mittel­ linie 56 angeordnet sind, die in der Ebene 42 liegt und sich senkrecht durch die Achse 44 erstreckt. Die Laufwagen sind vor­ zugsweise symmetrisch zwischen ungefähr 15° bis 45° um die Achse 44 bezogen auf die Linie 56 angeordnet. Jeder Rollen-Laufwagen 52 umfaßt eine und vorzugsweise zumindestens zwei Tandemrollen 60 und 62, die in einer gemeinsamen Ebene parallel zu der Abtastebene oder koplanar hierzu drehbar sind. Wie dies in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, ist der Laufwagen 52 vorzugsweise durch zwei Seite an Seite angeordnete parallele Paare derarti­ ger Tandemrollen 60 und 62 bzw. 64 und 66 gebildet. Die Rollen 60 und 64 sind auf einer gemeinsamen Welle 68 (die die Achse 69 bildet) befestigt, während die Rollen 62 und 66 auf einer ge­ meinsamen Welle 70 befestigt sind (die die Achse 71 bildet), wo­ bei die Wellen 68 und 70 (und damit die Achsen 69 und 71) paral­ lel zueinander verlaufen und so befestigt sind, daß sie parallel zur Drehachse 44 liegen. Jeder Laufwagen schließt parallele Seitenwände 72 und 74 ein, die durch die Bodenplatte 76 mit­ einander verbunden sind. Die Wellen 68 und 70 sind jeweils benachbart zu entgegengesetzten Enden der parallelen Seitenwände 72 und 74 des Laufwagens befestigt. Die Seitenwände und die Bodenplatte des Laufwagens sind vorzugsweise in Form eines ein­ stückigen Teils aus elastisch nachgebendem Material hergestellt, wie z. B. Kunststoff, Metallblech und dergleichen. Jede der Sei­ tenwände 72 und 74 ist schwenkbar zwischen ihren Enden, vorzugs­ weise in der Mitte zwischen diesen Enden, über jeweilige koaxiale Schwenkzapfen 80 und 82 befestigt, die mit jeweiligen Jochhalterungen 86 verbunden sind, die eine gemeinsame Achse 84 bilden. Die Halterungen sind fest an dem Rahmen 22 befestigt, so daß jeder Laufwagen 52 um die gemeinsame Achse 84 ihrer Schwenk­ zapfen schwenkbar ist.

Die Befestigung der Rollen-Laufwagen 52 auf dem Rahmen 24 stellt sicher, daß der größte Teil der Lagergeräusche bei einer Dre­ hung der Rollen auf den stationären Teil der Portalanordnung be­ schränkt wird. Wie dies in Fig. 4 zu erkennen ist, schließt jede Rolle vorzugsweise eine pneumatische oder andere elastische Ab­ deckung oder einen Reifen 90 ein, der zur Berührung mit einem Umfangsteil der drehbaren Baugruppe 24 bestimmt ist und aus einem elastischen Material, wie z. B. Gummi, Nylon, oder einem geeigneten Polymer hergestellt ist. Vorzugsweise ist das Reifen­ material Polyurethan mit einer Dicke von 4 mm und einer Härte von 82 (obwohl sich diese Werte natürlich in Abhängigkeit von den Konstruktionszielen ändern können), damit sich eine aus­ reichende Dämpfung irgendwelcher mechanischer Störgeräusche und Unregelmäßigkeiten ergibt, die von dem Rahmen auf die Trommel übertragen werden, wobei gleichzeitig eine thermische Ausdehnung der drehbaren Baugruppe 24 ermöglicht wird.

Es ist verständlich, daß die hier beschriebenen Reifen 90 nicht das Äquivalent der Rollenlager des Standes der Technik sind, weil die Betriebsweise von Rollenlagern einen erheblichen Metall-zu-Metall-Kontakt bedingt, wobei trotz der Verwendung einer Schmierung in erheblichem Umfang mechanische Störgeräusche erzeugt werden. Weiterhin erzeugt und überträgt der Kontakt zwischen diesen Rollenlagern und dem Umfang der drehbaren Bau­ gruppe in unerwünschter Weise derartige Störungen und andere äußere Schwingungen und Störungen direkt auf die drehbare Bau­ gruppe. Weiterhin können mit der leichteren drehbaren Baugruppe 24 und den davon gehalterten Bauteilen (in der Größenordnung von 454 Kilogramm) die zur Halterung der drehbaren Baugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten elastischen Räder eben­ falls ein wesentlich geringeres Gewicht aufweisen, als die bekannten Lager. Die Räder sind beträchtlich weniger aufwendig, und sie machen bei der mittelpunktsfreien Drehung die Wartung und Entfernung der drehbaren Baugruppe wesentlich einfacher und leichter. Weiterhin werden irgendwelche an Ort und Stelle ent­ stehenden Schwingungen oder andere Kraftkomponenten, die auf die drehbare Baugruppe einwirken, wenn sich die drehbare Baugruppe um ihre Achse 44 dreht, auf die Rollen übertragen. Weil die Kon­ struktion jedes Laufwagens zumindest teilweise elastisch nach­ gebend ist, werden seitliche Bewegungen der drehbaren Baugruppe in der Abtastebene verringert, weil derartige Kräfte zu einer gewissen Bewegung der Rollen um die Schwenkachse 84 und/oder zu einer Torsionsverdrehung der Achsen 69 und 71 gegeneinander füh­ ren (wie dies in Fig. 6 gezeigt ist). Die Torsionsverdrehung wird aufgrund der nachgebenden Eigenart des Laufwagens zugelas­ sen. Die nachgebende Eigenart des Laufwagens ermöglicht es jeder Rolle eines Laufwagens, den gleichen Teil der Last aufzunehmen und irgendeine seitliche Verschiebung, falls vorhanden, die durch die von einer Drehung in der Ebene abweichenden Bewegungen der Trommel hervorgerufen werden, auszumitteln. Wenn vier Rollen pro Laufwagen verwendet werden, so ist die seitliche Ver­ schiebung daher ungefähr ein Viertel von der, die auftreten würde, wenn lediglich eine einzige Rolle verwendet würde. Die drehbare Baugruppe 24 wird lediglich durch Schwerkraft in der Abtastebene auf der Oberseite der Rollen der Laufwagen 52 gehal­ ten, doch wird jede Bewegung der drehbaren Baugruppe senkrecht zur Achse 38 auf diese Weise durch die nachgebende elastische Befestigung zu einem Minimum gemacht oder gedämpft, die sich durch die Verwendung der Reifen und des Rahmens der Laufwagen ergibt.

Zusätzlich zu den Laufwagen 52 nach den Fig. 1 und 2 ist die Portalanordnung 20 mit zumindestens drei Paaren von elastischen, mit Reifen versehenen Rollen 92, 94 und 96 (ähnlich den Rollen 60, 62, 64 und 66) versehen, die auf dem Rahmen 22 für eine Drehung entlang radialer Linien befestigt sind, die durch die Achse 44 verlaufen. Die Paare von Rollen sind vorzugsweise (obwohl nicht notwendigerweise) unter gleich­ winkeligen Abständen um den Innenumfang des Rahmens herum verteilt. Ein Reifen der Rollen jedes Paares 92, 94 und 96 steht in Rollberührung mit der entsprechenden Seitenkante der Randlippen 30 der drehbaren Baugruppe 24 in einer Ebene, die im wesentlichen senkrecht zur Abtastebene steht. Der andere Reifen jedes derartigen Paares steht in einer ähnlichen Rollberührung mit der Randlippe 32 der drehbaren Baugruppe 24. Es ist zu er­ kennen, daß jede Rolle jedes derartigen Paares sich vorzugsweise in der gleichen Ebene wie die andere Rolle dieses Paares dreht. Diese Anordnung der Rollenpaare 92, 94 und 96 in Kontakt mit den Randlippen 30 und 32 dient dazu, die seitliche Bewegung der drehbaren Baugruppe senkrecht zur Abtastebene 42 gegenüber dem Rahmen zu begrenzen, jedoch keine wesentlichen Zwangskräfte auf (1.) die Drehung der drehbaren Baugruppe in der Abtastebene, so daß Abtastvorgänge durchgeführt werden können, oder (2.) auf Bewegungen der drehbaren Baugruppe senkrecht zur Drehachse 44 einzuführen, so daß eine thermische Ausdehnung und Zusammen­ ziehung der drehbaren Baugruppe möglich ist.

Bei einer Ausführungsform ist eine Trommelantriebseinrichtung zum Antrieb der drehbaren Baugruppe 24 für eine Drehung um die Achse 42 vorgesehen, typischerweise in Form eines Gleichstrom­ motors 100, der so angekoppelt ist, daß er zumindest eine Rolle, beispielsweise die Rolle 62 nach den Fig. 2 und 3, eines Paares von Rollen auf einer gemeinsamen Achse in zumindest einem der Rollen-Laufwagen 52 antreibt. Der Motor kann so angeschlos­ sen sein, daß er direkt die Rolle 70 antreibt, oder es kann alternativ eine indirekte Kopplung über eine geeignete Kupplung oder eine Zahnradanordnung vorgesehen sein. Der Motor wird vor­ zugsweise von dem Laufwagen derart gehaltert, daß sich der Lauf­ wagen und der Motor frei gegenüber der gemeinsamen Achse 84 bewegen können, um eine Torsionsverdrehung der Achse 69 gegen­ über der Achse 61 zu ermöglichen, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Es ist dann zu erkennen, daß die übrigen Rollen in den jeweiligen Rollen-Laufwagen 52 einfach Nachlauf-, Leerlauf- oder freilaufende Rollen sind. Ein einziger Antriebsmotor sollte aus­ reichend sein. Aufgrund des geringen Gewichtes der drehbaren Baugruppe 24 und der Verwendung der Rollen-Laufwagenbefestigung muß lediglich eine Kraft von 30 bis 37J aufgebracht werden, um die drehbare Baugruppe in ausreichender Weise zu drehen, so daß die Größe der Leistung, die bei bekannten Tomographiesystemen erforderlich ist, um einen Faktor von ungefähr 10 verringert wird.

Im Betrieb wird die kreisringförmige drehbare Baugruppe 24 durch die Antriebseinrichtungen in Drehung versetzt, die durch die Rolle 62 und den Gleichstrommotor 100 gebildet sind. Während die drehbare Baugruppe 24 gedreht wird, ist sie auf dem Laufwagen 52 derart gehaltert, daß die elastischen Reifen 90 der jeweiligen Rollen die Übertragung von Schwingungen vom Rahmen 22 auf die drehbare Baugruppe 24 zu einem Minimum machen. Aufgrund der nachgebenden Eigenart der Struktur der Laufwagen dient die Viel­ zahl der Rollen in jedem Laufwagen dazu, Exzentrizitäten und Un­ vollkommenheiten der Kreisförmigkeit der drehbaren Baugruppe und deren Gewichtsverteilung zu mitteln. Das Gewicht der drehbaren Baugruppe 24 und ihrer zugehörigen Bauteile ist dann lediglich durch die diese Faktoren mittelnden Laufwagen gelagert und die drehbare Baugruppe kann sehr einfach mit einer Genauigkeit von innerhalb von ±0,05 mm gedreht werden. Die Drehung der dreh­ baren Baugruppe 24 ist dann stabilisiert und wird durch eine thermische Ausdehnung und Zusammenziehung nicht beeinflußt, und Störgeräusche sind von der drehbaren Baugruppe durch die elastischen Räder, die Befestigung von Störgeräusche erzeugen­ den Bauteilen auf dem Rahmen und die nachgebenden Laufwagen isoliert. Weil der freie Raum, der sich durch den ringförmigen Zwischenraum 54 ergibt, und insbesondere die Tatsache, daß der Raum um seine obere Hälfte herum offen ist, kann sich die drehbare Baugruppe bei Temperaturänderungen frei ausdehnen und zusammenziehen, und die zugehörigen Elemente können sehr ein­ fach von dem Rahmen 22 zu Wartungszwecken oder dergleichen mit minimalen Anstrengungen und Ausfallzeiten entfernt werden.

Es ist verständlich, daß obwohl die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Form einer Maschine der dritten Generation beschrieben wurde, die Erfindung in gleicher Weise bei anderen Arten von Tomographiesystemen verwendet werden kann, unter Einschluß von Maschinen der vierten Generation.

Claims (6)

1. Röntgenstrahl-Tomographie-System mit einer drehbaren Bau­ gruppe (24, 28), die eine Röntgenstrahlquelle (34) zur Erzeugung von Röntgenstrahlen trägt, mit Röntgenstrahl-Detektoreinrich­ tungen (36) zur Erfassung von von der Röntgenstrahlquelle (34) erzeugten Röntgenstrahlen und mit Halterungseinrichtungen (22, 26), die ein Rahmenteil (22) zur Lagerung der drehbaren Bau­ gruppe (24, 28) für eine Drehung derart einschließen, daß sich zumindest die Röntgenstrahlquelle (34) in einer Abtastebene dreht, wobei die drehbare Baugruppe (24, 28) über eine Vielzahl von Rollen (60, 62, 64, 66), die mit dem Außenumfang der dreh­ baren Baugruppe (24, 28) in Kontakt stehen, in den Halterungs­ einrichtungen (22, 26) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmigen Oberflächen der Rollen (60, 62, 64, 66) aus elastischem Material gebildet sind, daß die Vielzahl von Rollen zumindest zwei Paare von Rollen umfaßt, die im wesent­ lichen die gesamte Masse der drehbaren Baugruppe (24, 28) für eine mittelpunktfreie Drehung in einer Ebene parallel zu der Abtastebene oder koplanar hierzu abstützen, daß die Paare von Rollen auf jeweiligen Laufwageneinrichtungen (52) um zwei Drehachsen (69, 71) befestigt sind, die im wesentlichen parallel zur Drehachse (44) der drehbaren Baugruppe (24, 28) verlaufen, und daß jede Laufwageneinrichtung (52) gegenüber dem Rahmenteil (22) derart festgelegt ist, daß sie um eine Achse (82) zwischen und parallel zu den Drehachsen (69, 71) der darauf befestigten Rollen (60, 62, 64, 66) des Paares verschwenkbar ist, so daß jede Rolle (60, 62, 64, 66) mit dem Außenumfang der drehbaren Baugruppe (24, 28) in Berührung steht und sich mit der drehbaren Baugruppe dreht, während sich diese gegenüber den Rahmenteilen (22) dreht.

2. Röntgenstrahl-Tomographie-System mit einer drehbaren Bau­ gruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen­ teile durch einen ringförmigen Rahmen (22) gebildet sind, und daß die Vielzahl von Rollen (60, 62, 64, 66) zwischen dem Rahmen (22) und der drehbaren Baugruppe (24, 28) in Rollberührung mit dem Umfang zwischen dem Rahmen (22) und der drehbaren Baugruppe (24, 28) derart verteilt sind, daß eine Laufmulde für die dreh­ bare Baugruppe (24, 28) gebildet wird.

3. Röntgenstrahl-Tomographie-System mit einer drehbaren Bau­ gruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Laufwageneinrichtung (52) aus nachgebendem Material geformt ist, so daß die Masse der drehbaren Baugruppe (24, 28) im wesent­ lichen gleichförmig auf die Rollen (60, 62, 64, 66) verteilt wird und Änderungen der radialen Bewegung der drehbaren Bau­ gruppe (24, 28) auf die Rollen gemittelt verteilt werden.

4. Röntgenstrahl-Tomographie-System mit einer drehbaren Bau­ gruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Paare von Rollen (60, 62, 64, 66) jeweils auf entgegengesetzten Seiten einer vertikalen Linie (56) angeordnet sind, die durch die Drehachse (44) verläuft, so daß die drehbare Baugruppe (24, 28) im wesentlichen symmetrisch gelagert ist.

5. Röntgenstrahl-Tomographie-System mit einer drehbaren Bau­ gruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei Laufwageneinrichtungen (52) vorgesehen sind, auf denen jeweils Paare der Rollen (60, 62, 64, 66) Seite an Seite in einer parallelen Tandemanordnung angeordnet sind, daß jede Laufwageneinrichtung (52) gegenüber dem Rahmenteil (22) derart befestigt ist, daß sie um eine Achse (80, 82) schwenkbar ist, die zwischen den Drehachsen (69, 71) jeder der daran befe­ stigten Rolle und parallel hierzu verläuft, so daß jede Rolle in Rollberührung mit dem Außenumfang der drehbaren Baugruppe (24, 28) steht.

6. Röntgenstrahl-Tomographie-System mit einer drehbaren Bau­ gruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest drei weitere Paare von Rollen (92, 94, 96) vorgesehen sind, die gegenüber dem Rahmenteil (22) derart festgelegt sind, daß sie in Rollberührung mit der jeweils entgegengesetzten Seite der drehbaren Baugruppe (24, 28) stehen, so daß Taumelbewegungen und Querbewegungen der drehbaren Bau­ gruppe (24, 28) aus einer Ebene heraus, bezüglich der Drehebene beschränkt werden, wenn sich die drehbare Baugruppe (24, 28) gegenüber dem Rahmenteil dreht.