DE102005040514A1

DE102005040514A1 - Röntgengerät

Info

Publication number: DE102005040514A1
Application number: DE102005040514A
Authority: DE
Inventors: Kouichi Sonobe; Masanori Otsuka
Original assignee: J Morita Manufaturing Corp
Current assignee: J Morita Manufaturing Corp
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2006-03-02
Also published as: US7486767B2; FI20050836A; US20060056594A1; JP2006061501A; FI20050836A0

Abstract

Einer der Gesichtspunkte der Erfindung besteht darin, ein Röntgengerät mit Folgendem zu schaffen: einer Röntgenstrahlungsquelle zum Abstrahlen von Röntgenstrahlung auf einen Zielbereich eines untersuchten Objekts; einem Röntgenstrahlungsdetektor zum Erfassen der Röntgenstrahlung durch den Zielbereich; einem Verstellmechanismus zum Halten der Röntgenstrahlungsquelle und des Röntgenstrahlungsdetektors in solcher Weise, dass sie einander gegenüberstehen. Es ist auch mit Folgendem versehen: einem Antriebsmechanismus zum Antreiben des Verstellmechanismus in solcher Weise, dass die Röntgenstrahlungsquelle und der Röntgenstrahlungsdetektor einander gegenüberstehend gehalten werden, wobei sich der Zielbereich dazwischen befindet, während die Röntgenstrahlungsquelle die Röntgenstrahlung abstrahlt; und einem Antriebsänderungsdetektor zum Erkennen einer Antriebsänderung des Antriebsmechanismus, um zu ermitteln, ob auf den Antriebsmechanismus eine äußere Kraft einwirkt, die eine Bewegung desselben verhindert. Der Antrieb des Verstellmechanismus wird durch den Antriebsmechanismus beendet, wenn der Antriebsänderungsdetektor erkennt, dass auf den Verstellmechanismus eine äußere Kraft wirkt, die seine Bewegung verhindert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1) Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Röntgengerät.

2) Beschreibung einschlägiger Techniken

Bisher wurden verschiedene Typen von Röntgengeräten vorgeschlagen, einschließlich z.B. eines Dental-Panorama-Röntgengeräts, wie es im US-Patent Nr. 6,169,780 B1 offenbart ist, das Folgendes aufweist: eine Röntgenstrahlungsquelle zum Abstrahlen von Röntgenstrahlung auf den Zielbereich der zu untersuchenden Person, eine Röntgenstrahlungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen der den Zielbereich durchdringenden Röntgenstrahlung, und eine Halteeinrichtung (Umlaufarm) zum verstellbaren Halten der Röntgenstrahlungsquelle und der Röntgenstrahlungs-Erfassungseinrichtung in solcher Weise, dass sie einander gegenüberstehen. Bei einem Panorama-Röntgengerät befindet sich der Zielbereich der untersuchten Person zwischen der Röntgenstrahlungsquelle und der dieser gegenüberstehenden Röntgenstrahlungs-Erfassungseinrichtung, und der Umlaufarm läuft um die untersuchte Person herum.

Jedoch weist dieses Panorama-Röntgengerät den Nachteil auf, dass dann, wenn während des Umlaufs eine äußere Kraft auf den Umlaufarm einwirkt, die Verstellrate der Röntgenstrahlung in Bezug auf den Zielbereich variiert, so dass es zu einer Verzeichnung in einem Röntgenbild kommt. Ein derartiges verzeichnetes Röntgenbild kann in der Praxis nicht zur Diagnose verwendet werden, und noch schlimmer, wird die untersuchte Person vergeblich Röntgenstrahlung ausgesetzt.

Ein anderes Röntgenbild-Aufnahmegerät, wie es im US-Patent Nr. 5,056,365 offenbart ist, enthält ebenfalls eine Röntgenstrahlungsquelle zum Abstrahlen von Röntgenstrahlung auf den Zielbereich der untersuchten Person, eine Röntgenstrahlungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen der den Zielbereich durchdringenden Röntgenstrahlung sowie eine Halteeinrichtung (Umlaufarm) zum verstellbaren Halten der Röntgenstrahlungsquelle und der Röntgenstrahlungs-Erfassungseinrichtung in solcher Weise, dass sie einander gegenüberstehen. Das Röntgengerät ist auch mit einem Kollisionssensor versehen, der über ein verstellbares Ringelement an der Röntgenstrahlungs-Erfassungseinrichtung (Empfangseinrichtung) verfügt, und die Bewegung der Röntgenstrahlungs-Erfassungseinrichtung wird automatisch unterbrochen, wenn das Ringelement des Kollisionssensors eine Blockade erkennt.

Auch weist das Röntgenbild-Aufnahmegerät mehrere Probleme auf, z.B. muss das bewegliche Element zur Kollisionserfassung am Röntgenstrahlungs-Erfassungselement angebracht werden, wo sich eine Verschmutzung ansammeln kann, so dass ein hygienischer Betrieb verhindert ist und es zu einer Verschandelung des Geräts kommt. Ferner kann die Bewegung der Röntgenstrahlungs-Erfassungseinrichtung schon alleine durch eine leichte Berührung derselben durch den Bediener und/oder die untersuchte Person angehalten werden, und das Anbringen des beweglichen Elements erfordert mehr Raum für das Röntgenbild-Aufnahmegerät, was eine effektive Nutzung des Raums verhindert.

Es sei darauf hingewiesen, dass die oben genannte Anmeldung hier durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Vorzugsweise wird die Abstrahlung der durch die Röntgenstrahlungsquelle beendet, wenn der Antriebsänderungsdetektor erkennt, dass auf den Verstellmechanismus eine äußere Kraft einwirkt, die seine Bewegung verhindert.

Vorzugsweise verfügt der Verstellmechanismus über Umlaufelement, das um eine Umlaufachse umläuft, und die Röntgenstrahlungsquelle und den Röntgenstrahlungsdetektor so hält, dass sie einander gegenüberstehen; und der Antriebsmechanismus verfügt über einen Umlauftreiber für eine Umlaufbewegung des Umlaufelements und einen Translationstreiber für eine Translationsbewegung der Umlaufachse. Auch wird der Umlauf durch den Umlauftreiber und/oder die Translation durch den Translationstreiber beendet, wenn der Antriebsänderungsdetektor erkennt, dass auf den Verstellmechanismus eine äußere Kraft einwirkt, die seine Bewegung verhindert.

Ferner erfasst der Antriebsänderungsdetektor das Ausmaß der Antriebsänderung des Antriebsmechanismus und er erkennt, dass auf den Verstellmechanismus eine äußere Kraft einwirkt, die seine Bewegung verhindert, wenn das Ausmaß der Antriebsänderung jenseits eines vorbestimmten Bereichs von Schwellenwerten liegt.

Außerdem verfügt das Röntgengerät über einen Taktimpulsgenerator zum Erzeugen von Taktimpulssignalen. Der Antriebsänderungsdetektor erfasst Taktimpulssignale während EIN/AUS-Dauern, die abwechselnd und synchron mit dem Betrieb des Antriebsmechanismus auftreten, um das Ausmaß der Antriebsänderung des Antriebsmechanismus zu erfassen.

Vorzugsweise erfasst der Antriebsänderungsdetektor die Antriebsänderung des Antriebsmechanismus dadurch, dass er die Bewegung des Verstellelements erfasst, das sich synchron mit dem Antriebsmechanismus bewegt.

Insbesondere verfügt der Antriebsmechanismus über einen Umlauftreiber für eine Umlaufbewegung des Verstellmechanismus mit einer Umlaufrate und der Antriebsänderungsdetektor verfügt über einen Ratensensor zum Erfassen der Umlaufrate, um zu Ermitteln, dass auf den Verstellmechanismus eine äußere Kraft einwirkt, die seine Bewegung verhindert, wenn die Umlaufrate unter eine vorbestimmte Schwellenumlaufrate verringert ist.

Alternativ verfügt der Antriebsmechanismus über einen Umlauftreiber für eine Umlaufbewegung des Verstellmechanismus mit einem Drehmoment und der Antriebsänderungsdetektor verfügtüber einen Drehmomentsensor zum Erfassen des auf den Umlauftreiber ausgeübten Drehmoments, um zu ermitteln, dass auf den Verstellmechanismus eine externe Kraft einwirkt, die seine Bewegung verhindert, wenn das Drehmoment jenseits eines vorbestimmten Bereichs von Schwellenwerten liegt.

Auch verfügt der Antriebsänderungsdetektor über ein Element einer Gruppe, die aus einem optischen Sensor, einem Lasersensor, einem Infrarotsensor, einem magnetischen Sensor, einem magnetischen Halbleitersensor und einem magnetischen Näherungssensor besteht.

Der weitere Anwendbarkeitsumfang der Erfindung wird aus der hier angegebenen detaillierten Beschreibung ersichtlich werden. Jedoch ist es zu beachten, dass die detaillierte Beschreibung und spezielle Beispiele zwar bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angeben, sie jedoch nur zur Veranschaulichung dienen, da dem Fachmann aus dieser detaillierten Beschreibung verschiedene Änderungen und Modifizierungen innerhalb des Grundgedankens und des Schutzumfangs der Erfindung ersichtlich werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird aus der hier angegebenen detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die nur zur Veranschaulichung dienen und demgemäß für die Erfindung nicht beschränkend sind, vollständiger verständlich werden.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Röntgengeräts gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine perspektivische Ansicht des in das Röntgengerät der 1 eingebauten Umlaufarms.
3 ist eine Seitenansicht des in das Röntgengerät der 1 eingebauten Umlaufarms.
4 ist eine Draufsicht zum Veranschaulichen der Konstruktion des für das Röntgengerät der 1 ausgebildeten Translations- und Umlaufmechanismus.
5 ist ein Vertikalschnitt zum Veranschaulichen der Konstruktion des für das Röntgengerät der 1 ausgebildeten Translations- und Umlaufmechanismus.
6 ist ein Horizontalschnitt zum Veranschaulichen der Konstruktion des für das Röntgengerät der 1 ausgebildeten Translations- und Umlaufmechanismus.
7 ist ein Schaltbild einer Steuerschaltung zum Steuern des Betriebs des Röntgengeräts.
8 ist ein Flussdiagramm der Hauptroutine zum Steuern des Betriebs des Röntgengeräts.
9 ist ein zeitbezogenes Diagramm, das das vom Taktimpulsgenerator ausgegebene Taktimpulssignal und die EIN/AUS-Dauern zeigt, mit denen der Strahlimpuls der Lichtschranke durchgelassen (ausgegeben) und ausgeblendet (gesperrt) wird.
10 ist ein Flussdiagramm der Unterroutine für den Umlauffehler-Erkennungsprozess.
11 ist ein Flussdiagramm der Unterroutine für den Beendigungsschritt.
12A ist ein Schaltbild der Umlauffehler-Erkennungsvorrichtung zum Erkennen des Drehmoments an der Welle des Motors, und die 12B ist ein elektrisches Schaltbild, das einen beispielhaften Lastdetektor zum Erkennen des Drehmoments zeigt.
13 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Antriebsänderungs-Erkennungsvorrichtung.
14 ist eine Draufsicht des Verstellmechanismus, der in ein Röntgengerät gemäß einer anderen Ausführungsform eingebaut ist.
15 ist eine Schnittansicht des Verstellmechanismus der 14.
16 ist ein Blockdiagramm zur Steuerung des Röntgengeräts der 14.
17 ist ein Flussdiagramm eines gegenüber der 8 modifizierten Steuerungsprozesses.
18 ist ein Flussdiagramm eines gegenüber der 10 modifizierten Steuerungsprozesses.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen werden hier Einzelheiten von Ausführungsformen gemäß der Erfindung beschrieben. In diesen Beschreibungsteilen wird zwar die Richtungen angebende Terminologie (z.B. "obere", "untere", "nach oben" und "nach unten") in zweckdienlicher Weise zum Unterstützen der Klarheit verwendet, jedoch ist dies nicht so zu interpretieren, dass diese Terminologie den Schutzumfang der Erfindung einschränken würde. Auch tragen Komponenten, die bei den folgenden Ausführungsformen allgemein verwendet, in der ganzen Anmeldung dieselben Bezugszahlen, und eine doppelte Beschreibung ähnlicher Konstruktionen der Ausführungsformen wird weggelassen.
Ferner können, in Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung, verschiedene Verstellkomponenten/-elemente, die sich bewegen (drehen, umlaufen und Translationsbewegungen ausführen) sowie Antriebskomponenten/-elemente zum Antreiben der Verstellkomponenten/-elemente zusammengefasst als Verstelleinrichtung/-mechanismus bzw. Antriebseinrichtung/-mechanismus bezeichnet werden.
Ausführungsform 1
(1) KONSTRUKTION DES RÖNTGENGERÄTS
Die 1 veranschaulicht ein erfindungsgemäßes Röntgengerät 10. Wie dargestellt, verfügt dieses Röntgengerät 10 über eine am Boden 12 befestigte Säule 14. Die Säule 14 trägt auf verschiebbare Weise ein U-förmiges, vertikales Element 16, das sich nach oben und unten bewegen kann. Das vertikale Element 16 verfügt über einen Hauptkörper 18 sowie einen oberen und einen unteren Rahmen 20, 22, die sich vom oberen bzw. unteren Ende des Hauptkörpers 18 aus nach vorne erstrecken. Auch trägt der obere Rahmen 20 einen Umlaufarm (Verstellmechanismus) 24 unter dem oberen Arm 20, und der untere Arm 22 trägt eine Sitzstation 26 zum Fixieren eines Zielbereichs (z.B. des Kopfs) der zu untersuchenden Person (des Objekts). Wie es in den 2 und 3 dargestellt ist, verfügt der Umlaufarm 24 über einen horizontalen Bereich 28 und ein Paar nach unten gerichtete Bereiche 30, 32, die von den Enden des horizontalen Bereichs 28 nach unten gerichtet sind, mit solcher Konstruktion, dass er entsprechend einem Umlauf um die vertikale Achse (Umlaufachse hier nicht darge stellt) umlaufen und/oder sich bewegen kann, was unten detailliert beschrieben wird. An einem der nach unten gerichteten Elemente 30 ist eine Röntgenstrahlungsquelle 34 vorhanden, und am anderen, 32, der nach unten gerichteten Elemente ist ein Röntgenstrahlungsdetektor (Erfassungseinrichtung) 36 angeordnet. Beim so konstruierten Röntgengerät 10 wird der Zielbereich der zu untersuchenden Person (oder eines Patienten) auf die Sitzstation 26 zwischen den einander gegenüberstehenden nach unten gerichteten Bereichen 30, 32 gesetzt und aus verschiedenen Winkeln mit der Röntgenstrahlung 38 bestrahlt, die von der Röntgenstrahlungsquelle 34 abgestrahlt wird, die entsprechend dem Umlauf um den Patienten umläuft oder sich bewegt, so dass der Röntgenstrahlungsdetektor 36 die durch den Zielbereich des Patienten hindurchgestrahlte Röntgenstrahlung 38 erfasst, um dadurch ein Panorama-Röntgenbild des Zielbereichs des Patienten zu erzeugen.
(2) TRANSLATIONS- UND UMLAUFMECHANISMUS
Wie es hier detailliert beschrieben wird, verfügt das Röntgengerät 10 über einen Translations- und Umlaufmechanismus, der für eine Bewegung des Umlaufarms 24 sorgt, die mit einem Umlauf um eine Achse und einer Translation nach hinten und vorne kombiniert ist. Der Translations- und Umlaufmechanismus verfügt, im Wesentlichen, über eine Antriebseinrichtung wie einen Antriebsmotor sowie eine verstelleinrichtung, zu der z.B. ein durch den Antriebsmotor angetriebener Umlaufarm gehört.
(2-1) KONSTRUKTION DES TRANSLATIONS- UND UMLAUFMECHANISMUS
Wie es in den 4 und 5 dargestellt ist, verfügt der obere Rahmen 20 über einen festen Rahmen 40 mit einem ersten Führungselement 42. Bei der Erfindung verfügt das erste Füh rungselement 42 über ein Paar von Führungsschienen 44, die parallel und symmetrisch zur horizontalen Achse (horizontales Zentrum) entlang der horizontalen Richtung (Y-Richtung des Pfeils in der 4), in der der Hauptkörper 18 des vertikalen Elements 16 dem Patienten gegenübersteht, angeordnet sind. Auch verfügt, bei der vorliegenden Ausführungsform, das zweite Führungselement 48 über eine Führungsplatte 50, die horizontal zwischen dem Paar von Führungsschienen 44 befestigt ist. Die Führungsplatte 50 verfügt über einen Führungsschlitz (Führungskanal) 52, der sich über die horizontale Achse 46 und symmetrisch zu dieser erstreckt. Bei der vorliegenden Ausführungsform verfügt der Führungsschlitz 52 über eine V-Form, die sich gerade vom horizontalen Zentrum 46 unter einem Winkel entlang einer Vorwärtsrichtung, wie durch einen Pfeil in der Y-Richtung gekennzeichnet, und symmetrisch in Bezug auf das horizontale Zentrum, wie in der 4 dargestellt, erstreckt. Alternativ können sich beide Schenkel des V-förmigen Führungsschlitzes 52 mit einer geringen Kurve oder einem Bogen zum Umfang des Schlitzes erstrecken, oder der V-förmige Führungsschlitz 52 kann, insgesamt, bogenförmig konstruiert sein.
Das erste Führungselement 42 trägt den Translationsrahmen (beweglicher Teil) 54, der sich in der Y-Richtung entlang dem Paar von Führungsschienen 44 und zwischen diesen erstreckt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform verfügt der Translationsrahmen 54 über einen Hohlraum 56, der sich in der vertikalen Richtung durch ihn erstreckt, und er verfügt über Tragrollen 58 und Transversalbegrenzungsrollen 60, die in vier Ecken des Translationsrahmens 54 ausgebildet sind und die die Bewegung in der Richtung quer zur Y-Richtung (d.h. der X-Richtung in der 4) begrenzen, wobei die Tragwalzen 58 eine Bewegung in der Y-Richtung in Verbindung mit ihrer Drehung ermöglichen.
Der Translationsrahmen 54 hält auf drehbare Weise mittels eines Lagers 64, das um die vertikale Achse (Umlaufachse) 62 orthogonal zur horizontalen Achse 46 angeordnet ist, den Röntgenstrahlungsdetektor 24. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann das Lager 64 als Rollenlager konzipiert sein, mit einem am Translationsrahmen 54 ausgebildeten Innenring 66, einem am Umlaufarm 24 ausgebildeten Außenring 68 sowie mehreren Wälzelementen (Kugeln) 70, die zwischen dem Innenring 66 und dem Außenring 68 vorhanden sind.
Der Translationsrahmen 54 und/oder der Umlaufarm 24 verfügen auch über ein Antriebselement 62 zum Antreiben des Umlaufarms 24 in Bezug auf den Translationsrahmen 54. Das Antriebselement 72 verfügt über einen Motor 74 (Antriebseinrichtung). Bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Motor 74 am Umlaufarm 24, z.B. dem nach unten gerichtete Element 32, das auch den Röntgenstrahlungsdetektor 36 trägt, angebracht sein. Auch ist an der Welle 7G des Motors 74 eine Riemenscheibe vorhanden. Der Translationsrahmen 54 verfügt über ein zylindrisches Halteelement (festes Gegenkraftelement) 80, das entlang dem Umfang ausgebildet ist, wobei sich sein Zentrum auf der vertikalen Achse 62 befindet. Über das zylindrische Halteelement 80 und die Riemenscheibe 78 ist ein Transmissionsriemen (Rotationselement) 82 gelegt, das sich zwischen diesen erstreckt, um die Antriebskraft des Antriebselements 72 an das zylindrische Halteelement zu übertragen.
Der Umlaufarm 24 verfügt auch über einen sich nach oben erstreckenden vertikalen Stab 84 (geführtes Element). So steht der vertikale Stab 84 so, dass er sich entlang einer vertikalen Ebene erstreckt, die den Pfad des Röntgenstrahlungsflusses 38 enthält, der von der Röntgenstrahlungsquelle 34 zum Röntgenstrahlungsdetektor 3G läuft. Auch steht der vertikale Stab 84 so, dass er sich durch den Innenraum 56 des Translationsrahmens 54 erstreckt, und er verfügt über ein oberes Ende, das in den Führungsschlitz 52 der Führungsplatte 50 eingesetzt ist. Ferner ist, wie dargestellt, der vertikale Stab 84 an einer exzentrischen Position vorhanden, die um einen vorbestimmten Abstand e von der vertikalen Achse 62 beabstandet ist.
(2-2) BETRIEB DES TRANSLATIONS- UND UMLAUFMECHANISMUS
Beim so aufgebauten Translations- und Umlaufmechanismus wird, bei Drehung des Motors 74 des Antriebselements 72, die Rotationskraft von der Motorwelle 76 über die Riemenscheibe 78 an den Transmissionsriemen 82 übertragen. Da jedoch der Translationsrahmen 54 hinsichtlich eines Umlaufs eingeschränkt ist, kommt es aufgrund der Reibung zwischen dem Translationsrahmen 54 und dem zylindrischen Halteelement 80 zu einer Gegenkraft auf den Transmissionsriemen 82, so dass der Umlaufarm 24 durch die Gegenkraft so angetrieben wird, dass er um die vertikale Achse 62 umläuft. So treibt der Motor 74 des Antriebselements 72 den Umlaufarm 24 des Verstellelements so an, dass die Röntgenstrahlungsquelle und der Röntgenstrahlungsdetektor einander gegenüberstehend gehalten werden, wobei sich der Zielbereich dazwischen befindet, während die Röntgenstrahlungsquelle 34 Röntgenstrahlung abstrahlt.
Wenn der Umlaufarm 24 umläuft, bewegt sich der an ihm befestigte vertikale Stab 84 im Führungsschlitz 52 entlang demselben. Da der Führungsschlitz 52 nicht am Umfang mit dessen vertikalem Zentrum 62 angeordnet ist, sorgt der Umlauf des Umlaufarms 24 dafür, dass der Führungsschlitz 52 abhängig von der Position des vertikalen Stabs 84 entlang der Y-Richtung auf diesen drückt, so dass sich der Translationsrahmen 51 entlang der Y-Richtung in Bezug auf die Führungsplatte 50 und den festen Rahmen 40 bewegt. Zu diesem Zweck führt der Umlaufarm 24 eine Translationsbewegung entlang der Y-Richtung in Verbindung mit dem Umlauf um die vertikale Achse 62 aus. D.h., dass eine kombinierte Bewegung des Umlaufarms 24 mit einer Translation und einem Umlauf (d.h. eine Translations- und Umlaufbewegung) erzielt werden kann.
(3) ANTRIEBSÄNDERUNGS-ERKENNUNGSMECHANISMUS
Hier wird ein Antriebsänderungs-Erkennungsmechanismus (Vorrichtung) erläutert, der den Umlauf des Umlaufarms 24 und die Abstrahlung von Röntgenstrahlung beendet, wenn eine untersuchte Person (z.B. ein Patient), den Umlaufarm 24 berührt, wodurch sich eine äußere Kraft ergibt, die den Umlauf desselben verhindert.
(3-1) KONSTRUKTION DES ANTRIEBSÄNDERUNGS-ERKENNUNGSMECHANISMUS
In den 2, 6 und 13 ist der Antriebsänderungs-Erkennungsmechanismus 90 vorhanden, der dazu dient, das Ausmaß einer Antriebsänderung (z.B. der Antriebsrate) des Verstellmechanismus wie des Motors 74 zu erkennen. Der Antriebsänderungs-Erkennungsmechanismus 90 verfügt über eine kreisförmige Lichtausblendplatte 92, die auf der Welle 7G des Motors 74 montiert ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Lichtausblendplatte 92, da sie sich mit der Welle 76 des Motors 74 dreht, als synchron bewegliches Element bezeichnet werden, das sich synchron mit dem Motor 74 dreht. Jedoch muss die kreisförmige Lichtausblendplatte 92 nicht immer direkt an der Welle 76 des Motors 74 befestigt sein. Alternativ kann sie an einer anderen Welle (nicht dargestellt) angebracht sein, die über eine Transmissionseinrichtung wie eine Riemenscheibe, einen Riemen und ein Zahnrad (nicht dargestellt) durch den Motor 74 angetrieben wird, um sich synchron mit der Drehung desselben zu drehen. Auch kann die kreisförmige Lichtausblendplatte 92 durch das zylindrische Halteelement 80 angetrieben werden. Selbst in diesem Fall dreht sich die kreisförmige Lichtausblendplatte 92, da sie sich synchron mit dem Umlaufarm 24 dreht, der sich auf die Welle 76 des Motors 74 hin dreht, synchron mit dem Umlaufarm 24.
Gemäß der Erfindung verfügt die Lichtausblendplatte 92, wie es am besten in der 13 dargestellt ist, über mehrere Ausblend- und Transmissionsbereiche 94, 96, die dadurch abwechselnd am Umfang der Kreisplatte ausgebildet sind, dass die Ausblendbereiche mit einem vorbestimmten Intervall ausgeschnitten sind, wobei der Ausblendbereich so konzipiert ist, dass er über dieselbe Bogenlänge (oder denselben Mittenwinkel) wie einer der Transmissionbereiche verfügt. Die Antriebsänderungs-Erkennungseinrichtung 90 verfügt auch über eine Lichtschranke 98, die benachbart zum Umfang der Lichtausblendplatte 92 montiert ist. Die Lichtschranke 98 besteht aus einem Lichtemissionselement 98a und einem Lichtempfangselement 98b, die so konfiguriert sind, dass ein Strahlpfad zwischen ihnen durch die Lichtausblendplatte 92 regelmäßig durchlässig und unterbrochen ist.
(3-2) STEUERSCHALTUNG
Die 7 ist ein Schaltbild einer Steuerschaltung 100 mit der Antriebsänderungs-Erkennungseinrichtung 90 des Röntgengeräts 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Steuerschaltung 100 verfügt über eine zentrale Verarbeitungseinheit 102, die mit der Röntgenstrahlungsquelle 34, dem Röntgenstrahlungsdetektor 36 und dem Motor 74 verbunden ist. Auch ist die Steuerschaltung 100 mit einer Moduseingabeeinrichtung 104 an einer Konsole (nicht dargestellt), einem Startschalter 106 für die Röntgenstrahlung sowie der Antriebsänderungs-Erkennungsvorrichtung 90 mit der Licht schranke 98 und einem Umlauffehler-Erkennungszähler 108 versehen. Der Umlauffehler-Erkennungszähler 108 ist mit einem Taktsignalgenerator (Taktimpuls-Erzeugungseinrichtung) 110 verbunden, der Taktimpulse mit einer vorgegebenen Frequenz erzeugt, wie es in der 9 dargestellt ist. Wie es in der 7 dargestellt ist, werden die vom Taktsignalgenerator 110 erzeugten Taktimpulssignale an den Motor (Schrittmotor) 74 geliefert, wodurch dessen Drehung mittels der Taktimpulssignale genau geregelt wird. Während die von einem üblichen Taktsignalgenerator 100 erzeugten Taktimpulssignale ohne Änderung verwendet werden können, kann jede vorbestimmte Anzahl von Taktimpulsen von der Antriebsänderungs-Erkennungsvorrichtung 90 kombiniert und als einzelne Einheit eines Zählimpulses zum Erkennen einer Antriebsänderung gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden. Z.B. kann die Antriebsänderungs-Erkennungsvorrichtung 90 einen einzelnen Impuls zählen, wenn sie zehn vom Taktsignalgenerator 110 erzeugte Taktimpulse empfängt. Bei diesem Design können verschiedene Timingsteuerungen auf einfache Weise dadurch bewerkstelligt werden, dass eine beliebige gewünschte Anzahl kombinierter Taktimpulssignale gewählt wird, um den einzelnen Zählimpuls zu liefern. Auch werden die Taktimpulssignale an das Lichtemissionselement 98a der Lichtschranke 98 geliefert, um die Strahlsignale mit derselben vorgegebenen Frequenz zu emittieren, die vom Lichtempfangselement 98b empfangen werden. Die kreisförmige Lichtausblendplatte 92 führt ein Unterbrechen und Durchlassen der Strahlsignale auf abwechselnde Weise mit einer AUS-Dauer (AUS-Zustand) bzw. einer EIN-Dauer (EIN-Zustand) aus, wobei das Intervall abhängig von der Drehzahl der Antriebseinrichtung, wie des Motors 74, variiert. In diesem Fall verfügen die Strahlsignale über ein Muster, das periodisch mit den vom Taktsignalgenerator 110 erzeugten und in der 9 dargestellten Taktimpulssignalen oszilliert, und der Umlauffehler-Erkennungszähler 108 kann die von der Lichtschranke 98 während der AUS-Dauer (durch den transmittierenden Bereich 96) ausgegebenen Strahlsignale zählen, um zu ermitteln, ob die erfasste Anzahl von Strahlsignalen einen Schwellenzählwert n überschreitet, wie dies hier detailliert beschrieben wird.
(3-3) ANTRIEBSÄNDERUNGS-ERKENNUNGSPROZESS
Nun wird der Erkennungsprozess für die Antriebsänderung unter Verwendung der Steuerschaltung 100 beschrieben. Die 8 ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen der Hauptroutine der Steuerschaltung 100. In einem Schritt #1 initialisiert die zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 102, wenn mittels der Moduseingabeeinrichtung 104 ein Tomographiemodus (z.B. ein standardmäßiger Panorama-Tomographiemodus) ausgewählt wird und der Startschalter 106 für die Röntgenstrahlung eingeschaltet wird, alle Parameter, wie einen Zählerwert und ein Flag auf Vorgabewerte. Die zentrale Verarbeitungseinheit 102 steuert den Motor 74 an, um den Umlaufarm 24 in die für den ausgewählten Tomographiemodus geeignete Tomographie-Startposition zu verstellen und um ihn zur Bilderzeugung bei der Tomographie zu verdrehen. Nach dem Starten des Antriebs des Umlaufarms 24 in einem Schritt #2 weist die zentrale Verarbeitungseinheit 102 die Röntgenstrahlungsquelle 34 in einem Schritt #3 an, die Röntgenstrahlung zu starten. Dies sorgt dafür, dass sich der Translations- und Umlaufmechanismus um die zentrale Achse 72 dreht und eine Translationsbewegung für den Umlaufarm 24 nach hinten und vorne ausführt, so dass der Zielbereich der zu untersuchenden Person dem von der Röntgenstrahlungsquelle 34 abgestrahlen Röntgenstrahlungsfluss 38 ausgesetzt wird, wobei der durch den Zielbereich gestrahlte Röntgenstrahlungsfluss 38 durch den Röntgenstrahlungsdetektor 36 zur Bilderzeugung bei Röntgentomographie erfasst wird. Beim Umlauffehler-Erkennungsprozess erfasst (oder zählt) die Antriebsänderungs-Erkennungseinrichtung 90 in einem Schritt #4 während der Bild aufnahme für Röntgentomographie die Taktimpulssignale (Strahlsignale), die abwechselnd ein- und ausschalten und von der Lichtschranke 98 ausgegeben werden, um zu ermitteln, ob der Umlaufarm 24 durch eine äußere Kraft beeinflusst wird, um den Umlauf des Umlaufarms 24 zu verhindern, da dieser z.B. vom Patienten berührt wird. Wie oben hängen die Intervalle der EIN/AUS-Dauern der von der Lichtschranke 98 ausgegebenen Strahlsignale von der Drehgeschwindigkeit der kreisförmigen Lichtausblendplatte 92 ab, so dass Synchronisierung mit der Drehung der Antriebseinrichtung besteht.
Wie oben angegeben, werden, während eine Bildaufnahme für Röntgentomographie erfolgt, die von der Lichtschranke 98 ausgegebenen impulsförmigen Strahlsignale während der EIN-Dauer im Umlauffehler-Erkennungsprozess im Schritt #4 gezählt. Genauer gesagt wird, wie es in der 10 dargestellt ist, wenn die Röntgenstrahlung gestartet wird, in einem Schritt #41 ermittelt, ob die Bildaufnahme für Tomographie abgeschlossen oder beendet ist. Wenn sie abgeschlossen oder beendet ist, kehrt der Prozess zur Hauptroutine für den nächsten Beendigungsprozess im Schritt #5 zurück. Indessen geht, wenn der Tomographiebetrieb nicht abgeschlossen oder beendet ist, zum Zählschritt im Schritt #41 weiter. Während bei der Initialisierung im Schritt #1 der Zählerwert n auf null rückgesetzt wird, inkrementiert der Umlauffehler-Erkennungszähler 108 in einem Schritt #42 den Zählerwert n auf n + 1, nachdem eines der von der Lichtschranke 98 ausgegebenen Strahlsignale (Taktimpulssignale) erfasst wurde. Wenn sich der Motor 74 mit einer vorbestimmten Drehzahl dreht, ist während der EIN-Dauer, in der die kreisförmige Lichtausblendplatte 92 die Strahlsignale durchlässt, dieselbe Anzahl X₀ impulsförmiger, von der Lichtschranke 98 ausgegebener Strahlsignale zu zählen. Dann wird, in einem Schritt #43, der Zählerwert n mit einem vorbestimmten Schwellenwert X verglichen, der geringfügig größer als die Anzahl X₀ einge stellt ist, entsprechend der die impulsförmigen Strahlsignale während der EIN-Dauer bei normaler Drehzahl des Motors 74 gezählt werden (Bewegungsvergleich). Wenn ermittelt wird, dass der Zählerwert n den Schwellenwert X nicht überschreitet (gleich groß oder kleiner ist) (n ≤ X; Fall "NEIN"), wird in einem Schritt #44 ermittelt, ob sich die EIN/AUS-Zustände (Dauern) der von der Lichtschranke 78 ausgegebenen Strahlsignale verändert haben. D.h., ob der EIN-Zustand auf den AUS-Zustand übergegangen ist, oder umgekehrt. Wenn sich der Zustand geändert hat (Fall JA), wird der Umlauffehler-Erkennungszähler 108 auf null zurückgesetzt, es wird zum Schritt #41 zurückgekehrt, und dann wird erneut ermittelt, ob der Tomographievorgang abgeschlossen oder beendet ist. Wenn er abgeschlossen oder beendet ist, kehrt der Prozess zur Hauptroutine für den Beendigungsprozess im Schritt #5 zurück. Der Beendigungsprozess beendet den Antrieb des Motors 74 und das Abstrahlen der Röntgenstrahlung. Indessen wird, wenn keine Änderung der Zustände (Dauern) der Strahlsignale aufgefunden wird, vom Schritt #44 zum Schritt #41 weitergegangen, und der Inkrementierungsschritt für den Zählerwert n dauert an.
Wenn dagegen im Schritt #43 ermittelt wird, dass der Zählerwert n größer als der Schwellenwert X ist (n > X; Fall "JA"), wird ein Beendigungsflag auf "1 (eins)" gesetzt, und der Prozess kehrt zur Hauptroutine zurück, um zum Beendigungsschritt im Schritt #5 überzugehen. Dies entspricht dem Fall, in dem der Umlaufarm 24 mit der äußeren Kraft beaufschlagt wird, die seinen Umlauf verhindert, was z.B. dadurch erfolgt, dass der Patient auf unbeabsichtigte Weise den Umlaufarm 24 berührt, so dass die durch die Drehgeschwindigkeit der kreisförmigen Lichtausblendplatte 92 bestimmte EIN/AUS-Dauer verlängert ist und die inkrementierte Zählerzahl n der von der Lichtschranke 98 ausgegebenen Strahlsignale größer als die vorbestimmte Zahl X ist. Während das Beendigungsflag bei der Initialisierung auf "0 (null)" gesetzt wird, wird es, im Schritt #5, dazu verwendet, zu ermitteln, dass eine anormale Beendigung (Aufgabe) erfolgte, wobei es auf "1" gesetzt wird, und der Prozess wird normal beendet, wenn das Beendigungsflag nach normalen Abschluss des Tomographievorgangs oder einem Abschluss aufgrund einer vom Bediener beabsichtigten Beendigungsbedienung auf "0" gesetzt ist.
Der Umlaufarm 24 kann mit konstanter oder variierender Rate gedreht werden. Auch kann sich der Schwellenwert X zwischen dem Anfang und dem Ende der tomographischen Bildaufnahme ändern. Z.B. ist es in der Technik der dentalen Panoramatomographie gut bekannt, dass sich der Umlaufarm 24 langsamer dreht, um ein Tomographiebild der Vorderzähne aufzunehmen, da. die Röntgenstrahlung durch die Halswirbelsäule intensiv geschwächt wird, während er sich für die anderen Teile schneller dreht. Wenn die Drehzahl des Motors für die Vorderzähne langsamer ist, sind die EIN/AUS-Dauern, gemäß denen die kreisförmige Lichtausblendplatte 92 die Lichtstrahlen abwechselnd ausblendet und durchlässt, länger, so dass die Anzahl der von der Lichtschranke 98 ausgegebenen Strahlsignale zunimmt. Wenn dagegen die Drehzahl des Motors 74 für die anderen Teile höher ist, sind die EIN/AUS-Dauern kürzer, so dass die Anzahl der ausgegebenen Strahlsignale verringert ist. Daher wird der Schwellenwert X vorzugsweise so eingestellt, dass er für die Vorderzähne größer und für die anderen Teile kleiner ist. Wie oben angegeben, kann nach dem Unterteilen des durch die Röntgenstrahlung zu belichtenden Zielbereichs in mehrere Abschnitte, wie die Vorderzähne und andere Teile, der Schwellenwert X entsprechend den Abschnitten des Zielbereichs variiert werden. Während z.B. ein Satz variierender Koeffizienten V für jeden der Abschnitte des Zielbereichs definiert wird, wird ein Satz von Schwellenwerten X dadurch erhalten, dass das Produkt der Konstanten S multipliziert mit den Schwellenwert X berechnet wird. So kann der Umlaufarm 24 mit konstanter oder variierender Umlaufrate umlaufen, und es kann auch ein Satz von Schwellenwerten X entsprechend Abschnitten des Zielbereichs definiert werden. Wie es der Fachmann leicht erkennt, kann die Umlaufrate eine beliebige Rate sein, die durch Zählwerte regelmäßiger Impulse z.B. für die Geschwindigkeit, die Verstelländerung, die Verstellphase usw. erfasst werden kann.
Es wird an die unten aufgelisteten Kombinationen der Umlaufrate des Umlaufarms und des Schwellenwerts X gedacht:

Fall 1: Die Umlaufrate ist fixiert und auch der Schwellenwert X ist fixiert.
Fall 2: Die Umlaufrate ist variiert und auch der Schwellenwert X ist fixiert.
Fall 3: Die Umlaufrate ist fixiert und auch der Schwellenwert X ist variiert.
Fall 4: Die Umlaufrate ist variiert und auch der Schwellenwert X ist variiert.

Der Beendigungsschritt im Schritt #5 beendet den Antrieb des Motors 74 und die Abstrahlung der Röntgenstrahlung, um zur Hauptroutine zurückzukehren. Während der Motor 74 bei Erkennung einer externen Kraft auf den Umlaufarm 24 angehalten wird, kann er automatisch direkt oder nach einer vorbestimmten Zeit nach seinem Stoppen in der Gegenrichtung gedreht werden.
Die 17 und 18 veranschaulichen eine Modifizierung der in den 8 und 10 dargestellten Ausführungsform. Der in den 17 und 18 dargestellte Grundablauf ist derselbe wie der der 8 und 10, mit einer Anzahl von Ausnahmen, wie sie unten angegeben sind. Als Erstes werden nur die Umlauffehler-Erkennungsschritte in einer Unterroutine gemäß der 18 statt in der Hauptroutine der 17 ausgeführt.
Auch wird nur dann, wenn der Zählerwert n den vorbestimmten Wert X überschreitet (Fall "JA" in einem Schritt #43'a der 18), bevor sich der Zustand (die Dauern) der von der Lichtschranke 78 ausgegebenen Strahlsignale geändert hat, das "Hochzähl"signal oder das Flag ausgegeben, um einen übermäßig hohen Zählwert n anzuzeigen. Indessen ermittelt die Hauptroutine, im Schritt #41', ob die Tomographie-Bildaufnahme abgeschlossen oder unterbrochen wird, und im Schritt #43'b der 17 ermittelt sie, ob das "Hochzähl"signal mit einem Flag versehen ist, und es wird der Beendigungsschritt ausgeführt, wenn diese Bedingungen erfüllt sind (Fälle "JA" im Schritt #41' oder #43'b in der 17). Die restlichen Merkmale sind den bereits erläuterten ähnlich, weswegen eine doppelte Beschreibung weggelassen wird. Diejenigen Schritte in den 17 und 18, die denen in den 8 und 10 ähnlich sind, sind mit denselben Schrittnummern mit einem Apostroph (') versehen. Gemäß der Modifizierung wird, wenn die Spezifikationen im Umlauffehler-Erkennungsprozess geändert werden, nur das die Unterroutine der 18 ausführende Modul ausgetauscht, um eine leichte Anpassung an eine neue Version des Umlauffehler-Erkennungsprozesses zu erzielen.
Wie oben angegeben, beendet das Röntgengerät 10 mit der Antriebsänderungs-Erkennungseinrichtung 90 den Antrieb des Umlaufarms 24 und die Abstrahlung der Röntgenstrahlung, wenn, während des Betriebs, eine äußere Kraft auf den Umlaufarm 24 einwirkt, z.B. durch eine unbeabsichtigte Berührung desselben durch den Patienten. Insbesondere erkennt das Röntgengerät 10 eine Antriebsänderung der Bewegung der Antriebseinrichtung durch Erkennen der Antriebsänderung der Bewegung des Elements, das sich synchron mit der Antriebseinrichtung bewegt. Auch erkennt es die Kraft, die eine Bewegung der Verstelleinrichtung wie des Umlaufarms 24 verhindert, wenn die erfasste Bewegungsänderung (d.h. Antriebsän derung) den vorbestimmten Wert überschreitet, und es beendet den Antrieb der die Antriebseinrichtung antreibenden Verstelleinrichtung sowie die Abstrahlung der Röntgenstrahlung. Daher dauert dann, wenn eine externe Kraft (Last) auf den Umlaufarm 24 einwirkt und der Antriebsmotor 74 des Umlaufarms 24 abgeschaltet wird, kein weiterer Prozess mehr an, solange nicht der Benutzer eine andere Anweisung an das Röntgengerät 10 liefert. So wird, da eine unbeabsichtigte Berührung des Umlaufarms 24 durch den Patienten den Antrieb desselben und die Abstrahlung der Röntgenstrahlung beendet, in vorteilhafter und sicherer Weise eine weitere Belichtung des Patienten durch Röntgenstrahlung vermieden, und es wird jedes inkorrekte Röntgenbild vermieden, so dass nur ein erfolgreiches Röntgenbild für eine geeignete Diagnose verwendet wird.
Ausführungsform 2
Die oben beschriebene Antriebsänderungserkennung kann an den anderen Typ von Röntgengerät angepasst werden. Z.B. kann die Antriebsänderungs-Erkennungsvorrichtung, die über einen Umlaufachse-Translationsmechanismus 54XY und einen Umlaufachse-Umlaufmechanismus 72' verfügt, an das im US-Patent Nr. 6,169,780 B1 vorgeschlagene Röntgengerät 10' angepasst werden. Wie es in den 14, 15 und 16 dargestellt ist, verfügt der Umlaufachse-Translationsmechanismus 54XY über einen Y-Tisch 54Y für Bewegung nach vorne und hinten (in der Y-Richtung), einen X-Tisch 54X, der für eine Querbewegung (in der X-Richtung) am Y-Tisch 54Y gelagert ist, eine Y-Richtung-Motortreibervorrichtung 74Y zum Antreiben des Y-Tischs 54Y in der Y-Richtung sowie eine X-Richtung-Motortreibereinrichtung 74X zum Antreiben des X-Tischs 54X relativ zum Y-Tisch in der X-Richtung. Auch verfügt der Umlaufachse-Umlaufmechanismus 72' über eine Umlaufmotortreibereinrichtung für einen Umlauf des Umlaufarms 24' um die vertikale Achse (Umlaufachse) 62', in Verbindung mit dem X-Tisch 54X und dem Umlaufarm 24'. Bei diesem Röntgengerät 10' werden drei dieser Motortreibereinrichtungen durch ein vorbestimmtes Programm dazu angewiesen, den Umlaufarm 24' sowohl in der X- als auch der Y-Richtung zu bewegen und ihn um die Umlaufachse 62' umlaufen zu lassen. Der X- und der Y-Tisch sind Verstelleinrichtungen, und die Motortreibereinrichtungen sind Antriebseinrichtungen.
Beim Röntgengerät 10' ist ein Rotationselement 92', wie eine kreisförmige Lichtausblendplatte 92, an der Motorrotation gemäß der ersten Ausführungsform angebracht, um zu ermitteln, ob die Rotationsrate des Rotationselements 92' in den erwarteten Bereich fällt. Insbesondere dann, wenn das als sich synchron bewegendes Element dienende Rotationselement 92' durch eine externe Kraft beeinflusst wird (z.B. durch Kontakt mit dem Patienten), schwankt die Rotationsrate (es kommt zu einer Antriebsänderung), was in Zusammenwirkung mit demselben Prozess wie bei der ersten Ausführungsform dazu verwendet werden kann, zu ermitteln, ob die Drehzahl des Motors normal ist. Wenn die Schwankung der Rotationsrate (d.h. der Antriebsänderung) den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, da das Rotationselement 92' als sich synchron bewegendes Element durch die äußere Kraft beeinflusst wird (z.B. durch Kontakt mit dem Patienten), wird der Betrieb aller Motoren angehalten, und die Abstrahlung der Röntgenstrahlung wird sofort gestoppt. Alternativ kann der Antrieb des Umlaufachse-Translationsmechanismus 54XP und/oder des Umlaufachse-Umlaufmechanismus 72' beendet werden, wenn die Schwankung der Rotationsrate über dem vorgegebenen Schwellenwert liegt.
Das im oben genannten US-Patent offenbarte Röntgengerät 10' verfügt über eine Kassette, die durch eine Kassettenantriebsmotor-Treibereinrichtung 36C für horizontale Verstel lung synchron mit dem Umlauf des Umlaufarms angetrieben wird. Auch kann an der Welle der Kassettenantriebsmotor-Treibereinrichtung 36C ein Rotationselement angebracht sein, und der Betrieb des Kassettenantriebsmotors und der obigen drei Antriebsmotoren kann angehalten werden, und die Abstrahlung der Röntgenstrahlung wird beendet, wenn einmal die Drehzahl des Motors unter die vorbestimmte Drehzahl verringert ist, was durch denselben Steuerungsprozess erfolgt. Anstelle einer Kassette kann derselbe Prozess für einen Röntgenstrahlungsdetektor zum elektrischen Erkennen der Röntgenstrahlung angewandt werden. In diesem Fall wird, anstelle der Kassettenantriebsmotor-Treibereinrichtung 36C, der Betrieb einer Bilddaten-Übertragungseinrichtung zum Steuern und Übertragen der Bilddaten beendet, und der Drehbetrieb aller Motoren wird angehalten, wenn der Umlaufarm 24' eine externe Kraft erfährt, die dafür sorgt, dass die Rotationsrate des Rotationselements 92' unter den vorbestimmten Wert fällt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Lichtschranke des Röntgengeräts der ersten und zweiten Ausführungsform beliebige Lichttypen nutzen kann, wie Infrarotstrahlung und einen Laserstrahl.
Andere Ausführungsformen
Die Röntgengeräte der ersten und der zweiten Ausführungsform können in vielerlei Hinsicht modifiziert werden. Bei diesen Ausführungsformen verfügt der Erfassungsmechanismus zum Erfassen des Umlaufzustands (Rate) des Umlaufarms über eine Rotationsplatte mit mehreren Ausblend- und Transmissionsbereichen, wobei sie am Antriebsmotor für den Umlaufarm montiert ist, und eine Lichtschranke zum Erfassen von Strahlsignalen, die durch Transmissionsbereiche der Rotationsplatte laufen. Jedoch kann die Rotationsplatte an beliebigen Elementen angebracht werden, wie einem Zahnrad, einer Riemenscheibe und einem Riemen, die sich synchron mit der Welle des Antriebsmotors drehen, abweichend von der direkten Befestigung an der Antriebswelle. Auch ist bei der ersten und der zweiten Ausführungsform der Bogen (oder der Mittenwinkel) des Ausblendbereichs der Rotationsplatte derselbe wie der des Transmissionsbereichs, so dass die EIN/AUS-Dauern miteinander übereinstimmen, jedoch kann die EIN-Dauer von der AUS-Dauer verschieden sein. Auch wird entweder die EIN- oder die AUS-Dauer dazu verwendet, zu ermitteln, ob eine externe Kraft auf den Umlaufarm einwirkt. Ferner kann, um den Rotationszustand (Rate) zu erkennen, die Lichtschranke durch eine Lichtemissionseinrichtung, die am Rotationselement vorhanden ist, das sich synchron mit der Welle dreht, und einen optischen Sensor ersetzt werden, der am stationären Element montiert ist, um den von der Lichtempfangseinrichtung emittierten Strahl zu empfangen. Auch kann Infrarotstrahlung emittiert und durch einen Infrarotsensor empfangen werden, oder es kann ein Laserstrahl emittiert werden und durch eine Laserfotodiode empfangen werden. Ein Rotationselement mit einem aufgedruckten Muster oder einem Strichcode kann so angetrieben werden, dass es sich synchron mit der Antriebseinrichtung dreht, und das Strichcodemuster kann gelesen werden, um den Rotationszustand (Rate) zu erfassen, oder es kann ein gut bekannter Winkelcodierer verwendet werden.
Außerdem kann an verschiedene Kombinationen der Erfassungselemente wie der Lichtschranke und der erfassten Elemente wie des Rotationselements gedacht werden. Z.B. ist ein sich synchron bewegendes Element, das sich synchron mit dem Rotationsarm-Antriebsmotor bewegt, mit magnetischen Körpern versehen, die mit konstantem Intervall entlang der Verstellrichtung angeordnet sind, und ein magnetisches Erfassungselement wie ein Magnetsensor, ein Hallelement, ein magnetischer Halbleitersensor oder ein magnetischer Näherungssensor ist benachbart zum sich bewegenden Element positioniert, um den Umlaufzustand des Umlaufarms zu erfassen.
Alternativ kann vom Sensor ein elektronisches Signal erfasst werden, das vom Motor zum Antreiben des Umlaufarms erzeugt wird, wie ein elektromotorisches Reaktionskraftsignal, um zu ermitteln, dass eine externe Kraft auf den Umlaufarm einwirkt, wenn die Welle des elektromotorischen Reaktionskraftsignals oder des zugehörigen elektronischen Signals einen Zyklus aufweist, der einen vorbestimmten zugehörigen Wert überschreitet.
Ferner wird die Einwirkung einer äußeren Kraft auf den Umlaufarm auch dadurch erkannt, dass das Drehmoment erfasst wird, das als Last auf die Welle des Antriebsmotors des Umlaufarms oder ein anderes sich drehendes Element (oder eine Welle) einwirkt, das mit dem Antriebsmotor verbunden ist, wobei ermittelt wird, dass das Drehmoment jenseits des vorbestimmten Bereichs liegt (Grenzdrehmoment oder Toleranzdrehmoment).
Die 12A veranschaulicht eine beispielhafte Steuerschaltung zum Erfassen des Drehmoments. Dabei ist die Grundkonstruktion zum Erfassen der Röntgenstrahlung durch den Röntgenstrahlungsdetektor der in der 7 abgesehen von der Antriebsänderungs-Erkennungsvorrichtung ähnlich. Gemäß der Architektur der 12 erfasst in der Antriebsänderungs-Erkennungsvorrichtung 90' ein Lastdetektor 201 das Drehmoment, das als Last an der Welle des Antriebsmotors 74 des Umlaufarms auftritt, und er gibt das Drehmoment-Lastsignal an die CPU 102 aus. Die Steuerschaltung 100 erkennt, dass eine externe Kraft zusätzlich auf den Umlaufarm einwirkt, wenn die erfasste Drehmomentlast jenseits des vorbestimmten Schwellenwerts liegt, und sie beendet den Antrieb des Motors 74 über die Steuerung 200 zum Betreiben des Motors. Gemäß der 12B, die die elektrische Schaltung des Lastdetek tors 201 zeigt, enthält diese einen Treiber 203 zum Ansteuern des Motors 74, der von der CPU 102 eine Anweisung zum Ein- oder Ausschalten des Transistorschalters 204 empfängt, um dadurch die Drehung des Motors in Zusammenwirkung mit der Motorrotationssteuerung 200 zu kontrollieren. Die CPU 102 erfasst die Spannung am mit dem Transistorschalter 204 verbundenen Widerstand 202, um das Drehmoment des durch die Motorrotationssteuerung 200 kontrollierten Motors 74 zu erfassen. Wenn auf diese Weise ermittelt wird, dass eine äußere Kraft auf den Umlaufarm einwirkt, kann die CPU 102 automatisch für eine Drehung in der Gegenrichtung, unmittelbar nach Beendigung des Antreibens des Motors, oder einige Zeit später, sorgen, ähnlich wie bei der in der 7 dargestellten ersten Ausführungsform.
Auch ist zwar der Antriebsmotor (Antriebskraftgenerator zur Drehung) bei den obigen Ausführungsformen am Umlaufarm vorhanden, jedoch kann er am oberen Rahmen des vertikalen Elements 16 montiert sein.
Die Erfindung kann nicht nur bei einem Panorama-Röntgengerät sondern auch bei einem Schädel-Röntgengerät angewandt werden. Z.B. offenbart die Veröffentlichung Nr. 2002-17718 einer japanischen Patentanmeldung mit derselben Rechtsnachfolgerin ein Röntgengerät, das sowohl für Panorama- als auch Schädeltomographie geeignet ist, wobei hier ein Einschluss in die vorliegende Anmeldung durch Bezugnahme erfolgt. Das Röntgengerät verfügt über eine Röntgenstrahlungssensor-Kassette (Röntgenstrahlungs-Erfassungseinrichtung) an einem Ende eines für Schädeltomographie verwendeten Arms, eine Röntgenstrahlungsquelle, die während der Schädeltomographie-Bildaufnahme zur Röntgenstrahlungssensor-Kassette hin umläuft, und einen Kassettenhalter, der für die Schädeltomographie verwendet wird (Verstelleinrichtung) und der auf den Umlauf der Röntgenstrahlungsquelle hin eine horizontale Translation zum Empfangen der Röntgenstrahlung ausführt. Ähnlich wie bei den obigen Ausführungsformen werden der Umlauf (Bewegung) der Röntgenstrahlungsquelle und die Translation (Bewegung) der Röntgenstrahlungssensor-Kassette durch den Motor (Antriebseinrichtung) angetrieben. So kann eine Rotationsplatte (nicht dargestellt), wie die kreisförmige Lichtausblendplatte 92, an der Welle des Motors oder einem sich synchron mit diesem drehenden Rotationselement angebracht sein, um zu erkennen, dass eine äußere Kraft auf die Röntgenstrahlungsquelle oder die Röntgenstrahlungssensor-Kassette einwirkt (z.B. wegen einer Berührung durch den Patienten), was durch denselben Prozess erfolgt, wie er oben beschrieben ist, wenn der Rotationszustand (Rate) jenseits dem vorbestimmten Wert liegt (z.B. Antriebsänderung). Durch diese Ermittlung kann der Motor in seinem Betrieb gestoppt werden, und die Abstrahlung der Röntgenstrahlung kann beendet werden.
Die obige japanische Patentveröffentlichung offenbart auch eine Röntgenstrahlungsquelle, die bei der Schädel-Röntgenbildaufnahme fixiert wird, und ein Sekundärschlitzelement (Verstelleinrichtung) mit einem Sekundärschlitz (Begrenzungseinrichtung für die Röntgenstrahlungsbreite) mit horizontaler Translationsbewegung zum Empfangen der Röntgenstrahlung. Das Sekundärschlitzelement wird ebenfalls durch einen Motor angetrieben, an dem das Rotationselement zum Erfassen des Rotationszustands (Rate) des Motors angebracht werden kann. Dann kann derselbe Prozess dazu verwendet werden, das Sekundärschlitzelement und auch den Motor zu steuern.
Ferner kann die Erfindung auch bei einem herkömmlichen Röntgengerät unter Verwendung einer Röntgenfilmkassette angewandt werden. Bei Panoramatomographie muss der Film entsprechend Abschnitten des Zielbereichs aufgerollt werden, wobei ein Antrieb im Allgemeinen durch den Motor erfolgt. In ähnlicher Weise kann an der Motorwelle oder am sich synchron mit dem Motor drehenden Rotationselement ein Rotationselement wie die kreisförmige Lichtausblendplatte 92 angebracht werden, um den Rotationszustand (Rate) des Motors zu erfassen. Dann kann derselbe Prozess dazu verwendet werden, das Sekundärschlitzelement und auch den Motor zu steuern.
Bei ebener Tomographie wird eine zu untersuchende Person zwischen der Röntgenstrahlungsquelle und dem Röntgenstrahlungsdetektor, die einander zugewandt sind und sich in entgegengesetzten Richtungen bewegen, positioniert. Auch kann das Rotationselement wie die kreisförmige Lichtausblendplatte 92 an der Motorwelle oder am sich synchron mit dem Motor drehenden Rotationselement angebracht werden, um den Rotationszustand (Rate) des Motors zu erfassen, um dadurch die Röntgenstrahlungsquelle und den Röntgenstrahlungsdetektor entsprechend einem ähnlichen Prozess zu steuern.

Claims

Röntgengerät mit: – einer Röntgenstrahlungsquelle zum Abstrahlen von Röntgenstrahlung auf einen Zielbereich eines untersuchten Objekts; – einem Röntgenstrahlungsdetektor zum Erfassen der Röntgenstrahlung durch den Zielbereich; – einem Verstellmechanismus zum Halten der Röntgenstrahlungsquelle und des Röntgenstrahlungsdetektors in solcher Weise, dass sie einander gegenüberstehen; – einem Antriebsmechanismus zum Antreiben des Verstellmechanismus in solcher Weise, dass die Röntgenstrahlungsquelle und der Röntgenstrahlungsdetektor einander gegenüberstehend gehalten werden, wobei sich der Zielbereich dazwischen befindet, während die Röntgenstrahlungsquelle die Röntgenstrahlung abstrahlt; und – einem Antriebsänderungsdetektor zum Erkennen einer Antriebsänderung des Antriebsmechanismus, um zu ermitteln, ob auf den Antriebsmechanismus eine äußere Kraft einwirkt, die eine Bewegung desselben verhindert; – wobei der Antrieb des Verstellmechanismus durch den Antriebsmechanismus beendet wird, wenn der Antriebsänderungsdetektor erkennt, dass auf den Verstellmechanismus eine äußere Kraft wirkt, die seine Bewegung verhindert.
Röntgengerät nach Anspruch 1, – wobei die Abstrahlung von Röntgenstrahlung durch die Röntgenstrahlungsquelle beendet wird, wenn der Antriebsänderungsdetektor erkennt, dass auf den Verstellmechanismus eine äußere Kraft einwirkt, die seine Bewegung verhindert.
Röntgengerät nach Anspruch 1, – wobei der Verstellmechanismus über ein Umlaufelement verfügt, das um eine Umlaufachse umläuft, und die Röntgenstrahlungsquelle und den Röntgenstrahlungsdetektor so hält, dass sie einander gegenüberstehen; und – der Antriebsmechanismus über einen Umlauftreiber für eine Umlaufbewegung des Umlaufelements und einen Translationstreiber für eine Translationsbewegung der Umlaufachse verfügt; – wobei der Umlauf durch den Umlauftreiber und/oder die Translation durch den Translationstreiber beendet wird, wenn der Antriebsänderungsdetektor erkennt, dass auf den Verstellmechanismus eine äußere Kraft einwirkt, die seine Bewegung verhindert.
Röntgengerät nach Anspruch 1, – wobei der Antriebsänderungsdetektor das Ausmaß der Antriebsänderung des Antriebsmechanismus erfasst und er erkennt, dass auf den Verstellmechanismus eine äußere Kraft einwirkt, die seine Bewegung verhindert, wenn das Ausmaß der Antriebsänderung jenseits eines vorbestimmten Bereichs von Schwellenwerten liegt.
Röntgengerät nach Anspruch 4, ferner mit: – einem Taktimpulsgenerator zum Erzeugen von Taktimpulssignalen; – wobei der Antriebsänderungsdetektor Taktimpulssignale während EIN/AUS-Dauern erfasst, die abwechselnd und synchron mit dem Betrieb des Antriebsmechanismus auftreten, um das Ausmaß der Antriebsänderung des Antriebsmechanismus zu erfassen.
Röntgengerät nach Anspruch 1, – bei dem der Antriebsänderungsdetektor die Antriebsänderung des Antriebsmechanismus dadurch erfasst, dass er die Bewegung des Verstellelements erfasst, das sich synchron mit dem Antriebsmechanismus bewegt.
Röntgengerät nach Anspruch 1, – wobei der Antriebsmechanismus über einen Umlauftreiber für eine Umlaufbewegung des Verstellmechanismus mit einer Umlaufrate verfügt; – wobei der Antriebsänderungsdetektor über einen Ratensensor zum Erfassen der Umlaufrate verfügt, um zu Ermitteln, dass auf den Verstellmechanismus eine äußere Kraft einwirkt, die seine Bewegung verhindert, wenn die Umlaufrate unter eine vorbestimmte Schwellenumlaufrate verringert ist.
Röntgengerät nach Anspruch 1, – bei dem der Antriebsmechanismus über einen Umlauftreiber für eine Umlaufbewegung des Verstellmechanismus mit einem Drehmoment verfügt; – bei dem der Antriebsänderungsdetektor über einen Drehmomentsensor zum Erfassen des auf den Umlauftreiber ausgeübten Drehmoments verfügt, um zu ermitteln, dass auf den Verstellmechanismus eine externe Kraft einwirkt, die seine Bewegung verhindert, wenn das Drehmoment jenseits eines vorbestimmten Bereichs von Schwellenwerten liegt.
Röntgengerät nach Anspruch 1, – bei dem der Antriebsänderungsdetektor über ein Element einer Gruppe verfügt, die aus einem optischen Sensor, einem Lasersensor, einem Infrarotsensor, einem magnetischen Sensor, einem magnetischen Halbleitersensor und einem magnetischen Näherungssensor besteht.