DE19704338A1

DE19704338A1 - Computertomograph

Info

Publication number: DE19704338A1
Application number: DE1997104338
Authority: DE
Inventors: Jens Dipl Ing Fehre; Horst Dipl Ing Friesner
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1997-02-05
Filing date: 1997-02-05
Publication date: 1998-08-06

Description

Ein Computertomograph benötigt zur Röntgenstrahlenerzeugung einen Generator, welcher aus einer Hochspannungseinheit, ei nem Heizkreis, einem Anlaßgerät und einer Steuerungskompo nente für den Röntgenstrahler besteht. Bei modernen Computer tomographen wird der Generator auf der rotierenden Basis der Anlage, der sogenannten Gantry, implementiert. Die während des Betriebes auftretende Verlustleistung wird mit Hilfe von Kühlkörpern und/oder Lüftern an ein Kühlmedium bzw. die Um gebung abgegeben. Um äußere Abmessungen eines Computertomo graphen, welche direkten Einfluß auf den Platzbedarf in einem Untersuchungsraum haben, gering zu halten, müssen vorgegebene Konstruktionsräume, welche für die Abführung der Verlustlei stung dienen, minimiert werden. Mit steigender Ausgangslei stung des Generators nimmt dabei der bei den bekannten Compu tertomographen erforderliche Kühlkörper einen nicht mehr zu vernachlässigenden Konstruktionsraum ein und erhöht zusätz lich das Gewicht auf dem rotierenden Teil. Dadurch können Un wuchten erzeugt werden, die teilweise durch Gegengewichte, welche für die Funktion des Computertomographen keinen Bei trag leisten, kompensiert werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Computertomo graphen so auszubilden, daß eine effektive Abfuhr der Ver lustwärme vom rotierenden Teil gewährleistet ist, wobei der für diese Abfuhr erforderliche Raum klein gehalten ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Bei dem erfindungsgemäßen Computertomo graphen besteht der rotierende Teil aus einem gut wärmelei tenden metallischen Werkstoff. Auch bei den bekannten Compu tertomographen ist dies zwar der Fall, die rotierende Gantry wird aber nur als Basis für die zu montierenden Komponenten verwendet, deren Wärme über zusätzliche Komponenten, nämlich Kühlkörper, abgeführt wird. Eine gut wärmeleitende Verbindung zwischen diesen Komponenten und der Gantry ist nicht gewähr leistet.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran sprüchen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 die wesentlichen Teile eines Computertomographen zur Erläuterung der Erfindung, und

Fig. 2 bis 5 einen Ausschnitt aus dem rotierenden Teil des Computertomographen gemäß Fig. 1 mit darauf an geordneten elektrischen bzw. elektronischen Komponenten zur Erläuterung der Erfindung.

In der Fig. 1 ist ein Computertomograph 1 dargestellt, der einen feststehenden Geräteteil 2 und auf einer Gantry 3 einen Röntgenstrahler 4 und einen Strahlendetektor mit Meßelektro nik 5 aufweist. Zur Abtastung eines in einer Öffnung 6 lie genden Untersuchungsobjektes wird die Gantry 3 mit dem Rönt genstrahler 4 und dem Strahlendetektor 5 um das Aufnahmeob jekt gedreht, so daß dieses aus einer Vielzahl von Richtungen durchstrahlt wird. Ein Rechner berechnet aus den jeweils emp fangenen Strahlungsintensitäten die Schwächungswerte vorbe stimmter Punkte in einer Schicht des Untersuchungsobjektes, die als Computertomogramm bildlich wiedergegeben werden kön nen. Auf der Gantry 3 sind noch ein Hochspannungstransforma tor 9 und ein Leistungsteil 7 des Röntgengenerators für die Speisung der Röntgenröhre 4 und eine Flachbaugruppe mit einer Zusatzelektronik 8 für die Speisung des Drehanodenmotors der Röntgenröhre 4 angeordnet.

Die Gantry 3 dient nicht nur als Basis für die darauf mon tierten Komponenten 4, 5, 7, 8, 9, sondern hat zusätzlich zu ihrer eigentlichen Aufgabe als Konstruktionsträger auch die Aufgabe, die Wärme von diesen Komponenten abzuleiten und wirkt deshalb als Kühlkörper. Sie besteht aus einem gut wär meleitenden metallischen Werkstoff, z. B. Aluminium.

Die Fig. 2 zeigt, daß der Leistungsteil 7, der z. B. aus 4IGBT-Modulen eines Wechselrichters besteht, mit Hilfe einer dünnen, aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff, z. B. Alumi nium oder Kupfer, bestehenden Montageplatte 10 auf der Gantry 3 montiert ist. Es ist auch denkbar, Komponenten direkt auf der Gantry 3 zu montieren, wie dies in Fig. 3 für die Zu satzelektronik 8 dargestellt ist. Die Ausführung gemäß Fig. 2 ist vorteilhaft, wenn mehrere Module räumlich eng aneinander sitzen. Das relativ große Volumen der Gantry 3 und damit de ren hohes Wärmespeichervermögen wird dabei ausgenutzt. Die große Oberfläche der Gantry 3 ermöglicht eine gute Abstrah lung der gespeicherten Wärme an den die Gantry 3 umgebenden Raum oder ein weiteres Kühlmedium oder die Umwelt.

Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 4 und 5 wird die durch die Rotation der Gantry 3 erzeugte Luftströmung für die Küh lung der darauf angeordneten Komponenten ausgenutzt. Die durch die Rotation der Gantry 3 erzeugte Verwirbelung der Luft an den umströmten und zu kühlenden Komponenten erzeugt zusätzlich eine Abführung der durch Verlustleistung hervorge rufenen Wärme. Dies wird gemäß den Fig. 4 und 5 durch zusätz liche konstruktive Maßnahmen, nämlich Luftleitbleche 11, ver stärkt. Durch eine vorteilhafte Anordnung der Komponenten, bei dem Beispiel gemäß Fig. 4 und 5 des Leistungsteils 7, und der Luftführungen kann damit ein Wegfall von zusätzlichen Lüftern erreicht werden. Dies führt zur Platzeinsparung und Kostenminimierung. Eine Erhöhung der abgegebenen Leistung führt nicht nur zur Erhöhung der abzuführenden Verlustlei stung, sondern ist in vielen Fällen auch mit einer Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit der Gantry 3 verbunden. Damit steigt die Verwirbelung der Luft an den umströmten Komponen ten, womit eine erhöhte Wärmeabfuhr gewährleistet ist.

Wesentlich für die Erfindung ist also, daß ein guter Wärme kontakt zwischen den zu kühlenden Komponenten 7, 8 und der Gantry 3 besteht, die selbst aus gut wärmeleitendem Werkstoff besteht, so daß die Wärmeabfuhr über die Gantry 3 erfolgt. Wesentlich für die Fig. 4 und 5 ist, daß das Leistungsteil 7 in einem Luftkanal angeordnet ist, in den die Luft bei der Rotation der Gantry 3 (Pfeil 12) in Richtung der Pfeile 13 einströmt, und diese Einströmung durch die Luftleitbleche 11 verstärkt wird.

Claims

1. Computertomograph mit einem feststehenden Geräteteil (2), in dem ein rotierender Teil drehbar gelagert ist, der zu beiden Seiten einer den Patienten aufnehmenden Öffnung (6) einen Röntgenstrahler (4) und einen Strahlendetektor (5) sowie weitere elektrische und elektronische Komponenten (7, 8) trägt, wobei die Basis (3) für die rotierenden Komponenten (4, 5, 7, 8) aus gut wärmeleitfähigem, metallischen Werkstoff besteht und die zu kühlenden Komponenten (7, 8) mit dieser Basis (3) derart verbunden sind, daß ein guter Wärmeübergang von diesen Komponenten (7, 8) zur Basis (3) erfolgt.

2. Computertomograph nach Anspruch 1, bei dem die zu kühlenden Komponenten (8) in direktem Kontakt auf der Basis (3) aufgebracht sind.

3. Computertomograph nach Anspruch 1, bei dem die zu kühlenden Komponenten (7) unter Zwischenschaltung von Montagemitteln (10) mit der Basis (3) verbunden sind, wobei die Montagemittel (10) aus gut wärmeleitfähigem Material bestehen.

4. Computertomograph nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die zu kühlenden Komponenten (7, 8) in einem Luftführungskanal angeordnet sind, durch den bei der Rotation des rotierenden Teiles Luft strömt.

5. Computertomograph nach Anspruch 4, bei dem Luftleitmittel (11) zur Führung der Luft in den Luftführungskanal vorgesehen sind.