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Dokumentenidentifikation DE102005028904B4 26.06.2008
Titel Röntgenstrahlenerzeuger für ein Röntgengerät mit Röntgenlinsenmodul
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Hörnig, Mathias, 91058 Erlangen, DE
DE-Anmeldedatum 22.06.2005
DE-Aktenzeichen 102005028904
Offenlegungstag 04.01.2007
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 26.06.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.06.2008
IPC-Hauptklasse G21K 1/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H05G 1/02(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Röntgenstrahler für ein Röntgengerät, der wie üblich eine Röntgenröhre umfasst, aus der an einem Austrittsfenster ein Röntgenstrahl austritt.

Bei angiographischen Anwendungen und insbesondere im Bereich der Neurologie ist es sinnvoll, Teilbereiche von Röntgenbildern hochauflösend darzustellen, beispielsweise um Detailstrukturen von und an Gefäßen oder Stents sichtbar zu machen.

Es gibt im Stand der Technik bereits erste hochauflösende Röntgendetektoren. Für Detektoren mit Pixelgrößen von 20 &mgr;m bis zu 80 &mgr;m ist eine hohe Röntgendosis erforderlich, damit entsprechende Signale pro Pixel generiert werden können. Diese hohen Leistungsforderungen sind röhrenseitig mit herkömmlichen Röntgenstrahlenerzeugern nur bedingt oder gar nicht erfüllbar.

Aus der DE 4440448 C2 ist eine Röntgenstrahlungsquelle mit einem in der Röntgenröhre befindlichen röntgenoptischen System bekannt, welches System aus zwei aus gegenüberliegenden Flächen bestehenden Wellenleitern gebildet ist. Aus der DE 19716723 A1 ist ein CT-Strahler bekannt, bei dem durch Regelung der Kühlmitteltemperatur erreicht wird, dass sich die Längenausdehnung der Drehanode und der Röhrenaufhängung des Strahlers zu Null kompensieren, so dass die Position des Brennflecks der Drehanode konstant bleibt. Aus der DE 19853995 A1 ist eine Röntgenröhre mit integrierter Optik bekannt, welche die von der Anode emittierte Strahlung mit einem großen Raumwinkel erfasst und durch Totalreflexion z. B. an Glas an das zu untersuchende Objekt überträgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Röntgenstrahlerzeuger für ein Röntgengerät im Stand der Technik derart weiterzuentwickeln, dass die Leistung der Röhre für dezidierte Anwendungen und Detektoren erhöht werden kann, und dieses flexibel und ohne große Umbauten an vorhanden Röntgenstrahlenerzeuger.

Die Erfindung stellt zur Lösung der Erfindung einen Röntgenstrahlenerzeuger bereit, der die Merkmale von Patentanspruch 1 aufweist.

Erfindungsgemäß weist der Röntgenstrahlenerzeuger also ein Röntgenlinsenmodul in unmittelbarer Nähe von oder an dem Austrittsfenster auf, wobei das Röntgenlinsenmodul das Hinzufügen („Zuschalten") einer Röntgenlinse in den Strahlengang des Röntgenstrahls ermöglicht.

Dadurch, dass an einer Röntgenröhre ein Röntgenlinsenmodul vorgesehen wird, kann der austretende Röntgenstrahl fokussiert werden und dadurch (lokal) die Leistung erhöht werden. Durch die Bereitstellung eines gesonderten Röntgenlinsenmoduls ist ein etwaiger Umbau der Röntgenröhre nicht mehr erforderlich. Das Röntgenlinsenmodul wird in unmittelbarer Nähe von oder an dem Austrittsfenster vorgesehen, so dass der Röntgenstrahl, der Austritt, in ausreichender Weise fokussierbar ist. Das Hinzufügen der Röntgenlinse in den Strahlengang des Röntgenstrahls kann applikationsabhängig erfolgen und an das jeweilige Detektorformat angepasst sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest eine Linse in dem Röntgenlinsenmodul kippbar. Eine Linse kann auch schwenkbar sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl von Röntgenlinsen, vorzugsweise solche mit zueinander unterschiedlichen Foki, wahlweise in den Strahlgang, verschwenkbar sind.

Die einzelnen Linsen können bevorzugt bezüglich des Austrittsfensters mechanisch verfahrbar sein, zum Beispiel in Strahlrichtung (zur Änderung des Fokus) und/oder senkrecht dazu. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das gesamte Röntgenlinsenmodul verfahrbar.

Üblicher Weise umfasst ein Röntgenstrahlenerzeuger auch eine Blendeneinrichtung. Bevorzugt ist das Röntgenlinsenmodul zwischen der Röntgenröhre, also zwischen dem Austrittsfenster der Röntgenröhre und der Blendeneinrichtung vorgesehen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Röntgenlinsenmodul zumindest teilweise in die Blendeneinrichtung im Strahlengang integriert, damit Platz gespart wird. Grund hierfür ist, dass bisher übliche Linsen durchaus relativ viel Platz in Anspruch nehmen können.

Die Röntgenlinsen sind herkömmliche Linsen, wie sie zur Zeit entwickelt und in der Forschung, beispielsweise bei der Materialuntersuchung, erprobt werden. Die Verwendung von Röntgenlinsen im Rahmen der Medizintechnik wird erst durch die vorliegende Erfindung vorgeschlagen.

Es werden nachfolgend bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 den erfindungsgemäßen Röntgenstrahlenerzeuger gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt, wobei zusätzlich eine Röntgenröhre perspektivisch gezeigt ist,

2 den erfindungsgemäßen Röntgenstrahlenerzeuger gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt, wobei eine Draufsicht auf das Röntgenlinsenmodul zusätzlich gezeigt ist,

3 den erfindungsgemäßen Röntgenstrahlenerzeuger gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt, und

4 den erfindungsgemäßen Röntgenstrahlenerzeuger gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt.

Ein erfindungsgemäßer Röntgenstrahlenerzeuger, wie er in 1 dargestellt ist, umfasst eine Röntgenröhre, welche mit 10 bezeichnet ist und im oberen Teil von 1 perspektivisch dargestellt ist. Es handelt sich um eine herkömmliche Röntgenröhre 10, also eine Röntgenröhre, die im Inneren eine Kathode umfasst, von der aus Elektroden auf eine Anode auftreffen, wodurch die Röntgenstrahlen erzeugt werden. Die Röntgenstrahlen treten durch ein in der perspektivischen Ansicht besonders gut dargestelltes Austrittsfenster 12 aus. An dem Austrittsfenster befindet sich ein Strahlerflansch 14, an dem weitere Einheiten befestigt werden können. Vorliegend wird, wie im unteren Teil von 1 ersichtlich, an dem Strahlerflansch 14 ein Röntgenlinsenmodul 16 angeflanscht, das eine kippbare Röntgenlinse 18 aufweist. Die Röntgenlinse 18 kann sich einerseits in einer Ruhestellung befinden (mit geschlossener Linie gezeichnet) und ist von der Ruhestellung aus vor das Fenster 12 in die gestrichelt dargestellte Stellung verkippbar. Die hier schematisch angedeutete und mit X bezeichnete Röntgenstrahlung, welche aus dem Fenster 12 austritt, durchläuft daher bei verkippter Linse 18 die Röntgenlinse und wird fokussiert. Anschließend durchläuft die Röntgenstrahlung eine Blendeneinrichtung 20 mit einer Blende 22.

Während bei der in 1 gezeigten Ausführungsform die Linse 18 verkippbar ist, wobei die Bauhöhe des Röntgenlinsenmoduls 16 erhöht ist, ist es auch möglich, die Röntgenlinse verschwenkbar zu machen. Dies ist in 2 dargestellt. Zu sehen ist abermals eine Röntgenröhre 10 mit einem Flansch 14, die Blendeneinrichtung 20 mit der Blende 22, sowie mit dazwischen eingepasstem Röntgenmodul 24. Das Röntgenmodul umfasst hier drei Linsen 26, 28 und 30, die im Kreis um einen Mittelpunkt 32 nach dem Revolver-Prinzip, wie bei einem optischen Mikroskop, schwenkbar sind. Die Linsen 26, 28 und 30 haben unterschiedliche Foki, so dass anwendungsspezifisch die jeweils richtige Linse aus den drei Linsen 26, 28 und 30 ausgewählt werden kann.

Das Röntgenlinsenmodul 24 ist in 2 direkt zwischen den Flansch 14 und die Blendeneinrichtung 20 eingefügt.

Steht mehr Platz zur Verfügung, so ist es möglich, die Röntgenlinsen auch verfahrbar zu machen. Dies ist schematisch in 3 angedeutet: Im Röntgenlinsenmodul 34 sind zwei Linsen 36 und 38 sowohl in horizontaler Richtung als auch in der Höhe verfahrbar (siehe die entsprechenden Pfeile). Zur Verfahrung der Linsen kann ein kleiner Elektromotor eingesetzt sein. Durch das Verfahren in der horizontalen Richtung werden unterschiedliche Teile des Röntgenstrahls unterschiedlich erfasst. Durch ein Verfahren in der Höhe kann die Einstellung des Fokus angepasst werden.

Es muss nicht notwendiger Weise so sein, dass die einzelnen Linsen 36 und 38 in dem Röntgenmodul 34 verfahren werden. Es kann auch das ganze Röntgenmodul verfahrbar sein. Bei einem solchen Röntgenmodul wird das Röntgenmodul an einem an dem Flansch 14 befestigten Schlitten angebracht und als Ganzes verfahren.

Ein oben schon erwähntes häufiges Problem ist fehlender Platz für das Röntgenlinsenmodul.

4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform befindet sich an dem Flansch 14 ein Röntgenmodul 40, welches besonders große Linsen 42 und 44 umfasst. Das Röntgenmodul ist hier in eine nachfolgende Blendeneinrichtung 46 höhenmäßig integriert, d. h. dringt in eine Umhüllung der Blendeneinrichtung 46 ein, bis in die Nähe einer Blende 48. Dadurch, dass das Röntgenmodul 40 in die Blendeneinrichtung 46 eindringt, wird die Höhe h eingespart, d. h. die Gesamthöhe H ist gleich der Höhe des Röntgenlinsenmoduls 40 und der Blendeneinrichtung 46 abzüglich der gemeinsam eingenommenen Höhe h. Bei allen Ausführungsformen sind die einzelnen Linsen in den Strahlengang des Röntgenstrahls, der aus dem Fenster 12 (siehe 1) austritt, zuschaltbar, d. h. hinzufügbar. Die Röntgenröhre 10 ist jedoch grundsätzlich auch ohne Zuschaltung der Linsen betreibbar. Dadurch wird es möglich, die Leistung der Röntgenröhre 10 applikationsabhängig lokal durch die Linsen zu erhöhen, das Röntgengerät ist ansonsten aber wie ein herkömmliches Röntgengerät zu betreiben.


Anspruch[de]
Röntgenstrahlenerzeuger für ein Röntgengerät, mit einer Röntgenröhre (10), aus der an einem Austrittsfenster (12) ein Röntgenstrahl austritt, gekennzeichnet durch ein Röntgenlinsenmodul (16, 24, 34, 40) in unmittelbarer Nähe von oder an dem Austrittsfenster (12), wobei das Röntgenlinsenmodul das Hinzufügen einer Röntgenlinse (18; 26, 28, 30; 36, 38; 42, 44) in den Strahlengang des Röntgenstrahls ermöglicht. Röntgenstrahlenerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Linse (18) in dem Röntgenlinsenmodul (16) kippbar ist. Röntgenstrahlenerzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Linse (26, 28, 30) in dem Röntgenlinsenmodul (24) schwenkbar ist. Röntgenstrahlenerzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Röntgenlinsenmodul (24) wahlweise verschiedene Linsen (26, 28, 30) vorzugsweise mit unterschiedlichen Foki, in den Strahlengang verschwenkbar sind. Röntgenstrahlenerzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Röntgenlinsenmodul mit der Röntgenlinse mechanisch in Strahlrichtung und/oder senkrecht dazu verfahrbar ist. Röntgenstrahlenerzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Röntgenlinsenmodul (40) zumindest teilweise in eine Blendeneinrichtung (46) im Strahlengang integriert ist.






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