DE69936191T2

DE69936191T2 - Tragbare röntgenstrahlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69936191T2
Application number: DE69936191T
Authority: DE
Inventors: Dale A. Carmel Miles
Original assignee: Individual
Current assignee: Interactive Diagnostic Imaging Inc Marietta Us
Priority date: 1998-04-07
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2019-04-08
Also published as: EP1070441A4; JP2002511632A; WO1999052331A1; US6038287A; EP1070441B1; DE69936191D1; AU3475899A; EP1070441A1

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Röntgengeräte und insbesondere auf tragbare Röntgengeräte.
Hintergrund der Erfindung
Seit Jahrzehnten benutzen medizinische Fachkräfte, wie Zahnärzte, routinemäßig Röntgenaufnahmen zur Ermittlung einer Krankheit, zur Durchführung einer diagnostischen Entscheidung und zur Behandlungsüberwachung. Röntgenstrahlen werden von einem Röntgenstrahlengenerator erzeugt, treten durch die interessierenden Strukturen, wie Zähne, Knochen und weiches Gewebe des Kopfes und des Kiefers hindurch und werden von einem geeigneten Empfänger aufgefangen. Der herkömmliche Empfänger, ein fotographischer Röntgenfilm wird stets noch am meisten benutzt. Bei einem solchen auf einem Film basierenden System wird das latente Bild auf dem Film durch Aktivierung von Silberhalogenidkristallen erzeugt, die durch Entwickeln des belichteten Filmes in chemischen Lösungen sichtbar gemacht werden. Eine solche Filmentwicklung dauert mehrere Minuten, wenn eine Serie von Röntgenfilmen des Patienten belichtet werden. Falls nach der Entwicklung festgestellt wird, dass die Bilder unbrauchbar sind aufgrund von Fehlern bei der Filmanordnung oder der Bildgeometrie muss eine neue Serie von Filmen belichtet werden. Dadurch wird die Patientenröntgenstrahlendosis erhöht.
Seit kurzem werden Systeme eingeführt, um dentale Röntgenstrahleninformationen elektronisch zu erhalten, durch die Anwendung von Ladungsspeicherelementen – (CCD) Bildempfängern. Die heutigen CCD-Empfänger für orale, intraorale und maxillofaciale Bildaufgaben verwenden entweder strahlungsgehärtete CCD-Arrays (Regam SensAray, Sundvaal, Schweden) oder CDD-Arrays, die mit einem Scintillator gekoppelt sind, wie einem Selten-Erd-Röntgenstrahlen-Material (Trophy Radiologie, Vincennes, Frankreich). Der größte Array, die derzeit für Dentalbilder verwendet wird, ist etwa 760 Pixels mal 524 Pixels (Schick Technlogies, New York), was eine Auflösung von etwa 10 Linienpaaren/mm ergibt.
Die Bilderzeugung mit einem CCD-Empfänger erfordert etwa eine um 70–80 % geringere Belichtungszeit als die Bilderzeugung mit einem Röntgenfilm. Damit wird die Patientenröntgenstrahlendosis herabgesetzt. Die meisten heutigen Röntgengeneratoren sind jedoch zur Verwendung mit Film-Empfängerin geeignet, sodass sie zuviel Röntgenstrahlung erzeugen, den CCD-Empfänger überladen und die absorbierte Patientenröntgenstrahlendosis erhöhen.
Ein anderes Problem mit den heutigen Röntgenstrahlengeneratoren besteht darin, dass sie groß und schwer sind, sodass sie an einer festen Stelle installiert werden müssen. Für dentale Anwendungen ist der Röntgenstrahlgenerator typischerweise an dem distalen Ende eines Schwenkarms befestigt, der seinerseits an der Wand des dentalen Behandlungsraums befestigt ist. Das Gewicht des Röhrenkopfes erfordert häufig die Anordnung eines zusätzlichen Trägers in der Wand, an der die Einheit befestigt ist, um den Röhrenkopf bei maximaler Länge an der Wand zu tragen. Da eine Zahnarztpraxis normalerweise mehrere Behandlungsräume aufweist, erfordert es eine erhebliche Investition, in jedem Behandlungsraum die Möglichkeit zur Röntgenstrahlenbilderzeugung vorzusehen, da zahlreiche Röntgeneinheiten gekauft werden müssen.
Es besteht deshalb ein Bedürfnis nach einem Röntgengerät, mit dem die Patientenröntgenstrahlendosis herabgesetzt wird.
Es besteht außerdem ein Bedürfnis nach einem Röntgengerät, das in einfacher Weise in mehreren verschiedenen Behandlungsräumen verwendet werden kann, um die Duplizierung von Einrichtungen in der Zahnarztpraxis zu reduzieren. Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, diese Bedürfnisse zu erfüllen.
Aus WO 97/23120 gehen tragbare Röntgengeräte hervor, die mit der Hand gehalten werden können und damit viele der oben angegebenen Probleme ansprechen. Die Handhabung der Geräte nach dieser Druckschrift kann jedoch noch verbessert werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf tragbare und vorzugsweise mit der Hand haltbare Röntgenstrahlengeneratoren zur Verwendung für intraorale und andere Röntgenstrahlenanwendungen, wie er im Anspruch 1 definiert ist, und ein neues Verfahren zur dentalen Bilderzeugung, wie es in den Verfahrensansprüchen 13 und 14 definiert ist. Vorzugsweise wird für das Gerät ein neuer Empfängerhalter eingesetzt, der körperlich mit dem leichtgewichtigen, tragbaren Generator verbunden ist, sowie ein einzigartiger Schwenkarm und Gestell, wodurch der Einsatz eines Generators in mehreren Behandlungsräumen ermöglicht wird. Der Generator des Systems weist eine reduzierte Röntgenstrahlenemission auf und einen viel kleineren Brennpunktbereich als herkömmliche dentale Röntgenstrahlengeneratoren, wodurch die Röntgenstrahlenemission und die gesamte Patientenbelastung herabgesetzt wird. Der kleinere Brennpunkt ermöglicht auch eine verbesserte Auflösung des Endbildes.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 bis 19 des Standes der Technik sind für das Verständnis der Erfindung vorgesehen.
1 ist eine schematische Seitenquerschnittsansicht einer ersten Ausführungsform eines tragbaren Röntgenstrahlengenerators.
2 ist ein schematisches Schaltdiagramm der Stromversorgungsschaltung.
3 ist ein schematisches Schaltdiagramm einer Zeit- und Steuerschaltung.
4 ist ein schematisches Schaltdiagramm einer Röntgenstrahlengeneratorantriebsschaltung.
5 ist eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des Empfängerhalters.
6 ist eine erste Endansicht des Empfängerhalters nach 5.
7 ist eine zweite Endansicht des Empfängerhalters nach 5.
8 ist eine Seitenansicht des Empfängerhalters nach einer zweiten Ausführungsform.
9 ist eine Querschnittsansicht des Empfängerhalters nach 8.
10 ist eine Seitenansicht eines tragbaren Röntgenstrahlengenerators, der eine Röntgenaufnahme eines maxillären Zahnes durchführt.
11 ist eine Seitenansicht eines tragbaren Röntgenstrahlengenerators, der eine Röntgenaufnahme eines mandibulären oder Unterkiefer-Zahnes durchführt.
12 ist eine perspektivische Ansicht eines dentalen Behandlungsraumes, der ein tragbares Röntgengerät aufweist.
13 ist eine schematische Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform des tragbaren Röntgenstrahlengenerators.
14 ist eine perspektivische Ansicht einer die Röntgenstrahlen parallel richtenden Röhre und eines Drop-in-Filters.
15 ist eine Seitenquerschnittsansicht einer dritten Ausführungsform des Empfängerhalters bei der Röntgenaufnahme eines maxillären oder Oberkiefer-Zahnes.
16 ist eine perspektivische Ansicht des proximalen Endes des Empfängerhalters nach 16.
17 ist eine teilweise Seitenansicht einer vierten Ausführungsform des Empfängerhalters.
18 ist eine Vorderansicht einer dritten Ausführungsform des tragbaren Röntgenstrahlengenerators.
19 ist eine Seitenansicht der dritten Ausführungsform des tragbaren Röntgenstrahlengenerators nach 18.
20 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen tragbaren Röntgenstrahlengenerators, der eine Parallel-Röhre mit einem integrierten CCD-Empfänger-Adapter aufweist.
21 ist eine Seitenansicht einer Parallel-Röhre, angepasst an die Verwendung der Ausführungsform des tragbaren Röntgenstrahlengenerators nach 20 mit einem Röntgenstrahlenfilmempfänger.
22 ist eine Draufsicht auf die Ausführungsform des tragbaren Röntgenstrahlengenerators nach 20.
23 ist eine Vorderansicht der Ausführungsform des tragbaren Röntgenstrahlengenerators nach 20.
24 ist eine Ansicht der Rückseite der Ausführungsform des tragbaren Röntgenstrahlengenerators nach 20, montiert auf einem Schwenkarm.
25 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines dentalen Behandlungsraumes, der eine Ausführungsform des tragbaren Röntgenstrahlengenerators nach der Erfindung aufweist.
26 ist eine Vorderansicht eines Bildschirms zur Verwendung mit der Ausführungsform des tragbaren Röntgenstrahlengenerators nach der Erfindung.
27 ist eine Draufsicht auf die Ausführungsform des tragbaren Röntgenstrahlengenerators nach der Erfindung, welche die Anbringungsstelle des Bildschirms der 26 zeigt.
28 ist eine Seitenansicht der Ausführungsform des erfindungsgemäßen tragbaren Röntgenstrahlengenerators, welche die Anbringungsstelle des Bildschirms der 26 zeigt.
29 ist eine Ansicht der Rückseite der Ausführungsform des erfindungsgemäßen tragbaren Röntgenstrahlengenerators, welche den daran befestigten Bildschirm der 26 zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nunmehr Bezug genommen auf die Ausführungsform, die in den Zeichnungen dargestellt ist, wobei eine spezifische Sprache zu ihrer Beschreibung verwendet wird. Es versteht sich jedoch, dass damit keine Einschränkung des Schutzumfangs der Erfindung beabsichtigt ist, wobei Änderungen und andere Modifikationen des dargestellten Geräts und weitere Anwendungen der Prinzipien der Erfindung, wie sie hier dargestellt ist, in Betracht zu ziehen sind, wie sie normalerweise ein Fachmann auf diesem Gebiet durchführt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen tragbaren und vorzugsweise mit der Hand haltbaren Röntgenstrahlengenerator zur Verwendung für intraorale und andere Röntgenstrahlenanwendungen, sowie ein neues Verfahren zur dentalen Bildgewinnung, welches vorzugsweise einen neuen Empfängerhalter einsetzt, der physisch mit einem leichtgewichtigen tragbaren Generator verbunden ist und einen einzigartigen Schwenkarm und ein Gestell, welches es ermöglicht, einen einzigen Generator in mehreren Behandlungsräumen zu verwenden. Der Generator des Systems weist eine reduzierte Röntgenstrahlenemission und einen kleineren Brennpunktbereich auf als herkömmliche dentale Röntgenstrahlengeneratoren, wodurch die Röntgenstrahlenemission und die Röntgenstrahlengesamtpatientenbelastung reduziert wird. Der kleinere Brennpunkt ermöglicht auch eine verbesserte Auflösung des endgültigen Bildes.
In 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform des tragbaren Röntgenstrahlengenerators dargestellt und allgemein mit „10" bezeichnet. Der Röntgenstrahlengenerator ist in einer Querschnittsansicht in 1 dargestellt und weist einen Pistolengriff 12 auf, an dem eine rechteckige Parallel-Röhre 14 befestigt ist. Der Handgriff 12 und die Röhre 14 sind vorzugsweise aus LITHARCH-Bleikeramikmaterial gebildet oder aus einem mit Blei verblendeten Kunststoff hoher Dichte. Die distale Öffnung 16 der Parallel-Röhre 14 ist vorzugsweise 2,5 cm × 3,0 cm. Die Größe der distalen Öffnung 16 ist vorzugsweise derart bemessen, dass sie nur wenig größer ist als die Größe des Empfängers, der mit dem Röntgenstrahlengenerator 10 verwendet wird. Das proximale Ende der Röhre 14 weist eine rechteckige Aluminium-Parallel-Röhre auf, die eine Öffnung (Ausgang) von etwa 3 mm × 5 mm besitzt.
Ein Röntgenstrahlenempfänger 20 ist zur Aufzeichnung des Röntgenbildes vorgesehen. Als Röntgenstrahlenempfänger 20 kann irgendeine Einrichtung verwendet werden, die röntgenstrahlungssensitiv ist, wie ein Röntgenfilm oder ein CCD-Sensor. Der Empfänger 20, der in 1 als CCD-Sensor dargestellt ist, weist eine Verdrahtung 22 auf, die verwendet wird, um den CCD-Empfänger 20 mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Aufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung zu verbinden. Der CCD-Empfänger 20 ist an einem Empfängerhalter 22 angeordnet, der mit einem Stab 26 gekoppelt ist, der so ausgelegt ist, dass er in irgendeinen der Vielzahl von Andockschlitzen 28 passt, die am distalen Ende der Parallel-Röhre 14 gebildet sind. Der Aufbau und der Betrieb des Empfängerhalters 24 und der Andockschlitze 28 ist im Einzelnen nachstehend näher erläutert.
Der Handgriff 12 des Röntgenstrahlengenerators 10 umfasst eine Röntgenstrahlenröhre 30 und ist einer Antriebsschaltung 32 zugeordnet. Die Röntgenröhre 30 und die Antriebsschaltung 32 sind im Einzelnen im Zusammenhang mit der 4 nachstehend näher erläutert. Da es erwünscht ist, dass die vorliegende Erfindung einen tragbaren und insbesondere mit der Hand haltbaren Röntgenstrahlengenerator umfasst, ist der Isoliertransformator, der normalerweise für Röntgenstrahlengeneratoren verwendet wird, nach der Erfindung eliminiert. Weiterhin ist der Hochspannungstransformator nicht in dem Handgriff 12 angeordnet, sondern entfernt von dem Röntgenstrahlengenerator 10, und das Hochspannungssignal wird von dem Hochspannungstransformator zu der Schaltung 32 in dem Handgriff 12 geschaltet, wie nachstehend im Einzelnen erläutert wird. Der Handgriff 12 ist mit Öl oder vorzugsweise mit Gas gefüllt, um die Wärme, die die Röntgenröhre 30 erzeugt, abzuleiten, wie nach dem Stand der Technik bekannt. Der Abstand von der Parallel-Röhre 18 zu dem distalen Ende 16 der Parallel-Röhre 14 beträgt vorzugsweise 15 cm.
Die rechteckige Parallel-Röhre 14 ist wesentlich kleiner als der herkömmliche runde Konus, der fast in jedem bekannten dentalen Röntgenstrahlenröhrenkopf verwendet wird. Der Durchmesser des bekannten runden Konus beträgt etwa 2,75 Zoll, während die Abmessungen der Röhre 14 vorzugsweise nur 2,0 × 1,5 Zoll betragen. Die kleinere Größe ist möglich, weil der Empfänger in einzigartiger Weise an dem Generator befestigt ist. Diese Anordnung führt zu einer kleineren Hautoberflächenröntgenstrahlendosis und zu einer potentiellen Röntgenstrahlendosisherabsetzung durch Eliminierung von Filmaufnahmenwiederholungen aufgrund vertikaler oder horizontaler Winkelfehler, welche häufig auftreten, wenn ein freischwebender herkömmlicher Röhrenkopf auf den Film von dem Anwender gerichtet wird. Darüber hinaus weist der bevorzugte 0,3 mm-Brennpunkt die Hälfte der Größe des kleinsten Brennpunkts auf, der gegenwärtig mit den bekannten Geräten möglich ist.
Die zahlreichen Ein- und Ausgangsverbindungen der Schaltung 32 sind mit einem elektrischen Stecker 34 verbunden, der in der Basis des Handgriffs 12 befestigt ist. Die Anschlüsse werden im Einzelnen nachstehend erläutert.
An den Stecker 34 ist außerdem ein Freigabeschalter und ein Aktivierungsschalter 38 angeschlossen. Der Freigabeschalter 36 ist vorzugsweise an dem Handgriff 12 in einer Position angeordnet, wo er bequem mit dem Zeigefinger des Benutzers gedrückt werden kann. Wie nachstehend im Einzelnen beschrieben, wird mit dem Freigabeschalter 36 der Strom eingeschaltet, um die Röntgenröhre 30 vor der tatsächlichen Aktivierung des Röntgenstrahlengenerators 10 aufzuwärmen. Nachdem der Freigabeschalter 36 gedrückt worden ist, drückt der Benutzer den Aktivierungsschalter 38, um den Röntgenstrahlengenerator 10 zu aktivieren. Der Aktivierungsschalter 38 ist vorzugsweise an dem Handgriff 12 an einer Position angeordnet, wo er für den Daumen des Benutzers bequem zugänglich ist. Die beiden Schalteranordnungen dienen der Sicherheit gegen ein unbeabsichtigtes Aktivieren der Einheit und werden nachstehend im Einzelnen beschrieben. Fachleute werden verstehen, dass die Beschaltung in dem Handgriff 12 zu der äußeren Schaltung drahtgebunden sein kann, anstelle des elektrischen Steckers 34.
In 2 ist eine Stromversorgungsschaltung des mit der Hand gehaltenen Röntgenstrahlengenerators dargestellt und allgemein mit „40" bezeichnet. Die Stromversorgungsschaltung 40 ist vorzugsweise nicht in dem Handgriff 12 enthalten, um dessen Gewicht zu reduzieren. Die Stromversorgungsschaltung 40 ist stattdessen in einem separaten Gehäuse enthalten und mit dem Handgriff 12 durch Verkabelung verbunden (vgl. 10). Die Schaltung 40 ist mit einer Standard 110 V-Stromleitung an den Anschlüssen 42 und 44 verbunden. Die 110 V-Anschlüsse 42 und 44 sind mit einem 12 V-Regler 46 verbunden, um einen 12 V-Ausgang 48 zu bilden, wie aus dem Stand der Technik bekannt. Die Stromleitungsanschlüsse 42 und 44 sind außerdem mit einem Vollweg-Gleichrichter D1 verbunden. Die Ausgänge des Vollweg-Gleichrichters D1 sind über einen 1000 μF-Kapazität C1 hinweg angeordnet. Die Spannung über die Kapazität C1 hinweg beträgt typischerweise 160 V Gleichstrom. Ein abschaltender Steuerungsreglerchip U5 (wie ein SG 3524) erzeugt zwei Kontrollausgänge CA und CB, die an den Transformator T1 angeschlossen sind. Der Transformator 1 weist vorzugsweise 120 Wicklungen, in der Mitte primär angezapft, und 84 Wicklungen, in der Mitte sekundär angezapft, auf. Der Transformator T1 verknüpft die beiden Steuersignale zu einem einzigen Signal, welches einen Stromfeldtransistor FET (Q7) in Serie versorgt.
Der Arbeitszyklus des Strom FET Q7 bestimmt die Ausgangsspannung, die an den Ausgängen 50 und 52 vorliegt. Der abschaltende Regler U5 versorgt in Serie den Induktor L1 und der Strom (I) nimmt mit einer Geschwindigkeit zu, die bestimmt wird von der Spannungsdifferenz (v) über den Induktor L1 und die Induktivität (L) hinweg nach der Formel v = Ldi/dt.
Nach wenigen Mikrosekunden schaltet sich der FET Q7 ab und die Induktivität L führt dazu, dass die Eingangsspannung des Induktors L1 rasch auf Erde geschaltet wird, wo sie mit der Klemmdiode D5 eingefangen wird, wobei an diesem Punkt der Strom abzufallen beginnt nach folgender Formel: v' = Ldi/dt(worin v' die Ausgangsspannung zwischen den Anschlüssen 50 und 52 ist.)
Das Verhältnis der Ein- und Ausschaltzeiten bestimmt die Ausgangsspannung und der abschaltende Regler U5 steuert dies. Der abschaltende Regler ist sehr wirksam und erzeugt wenig Wärme und die Teile der Stromversorgungsschaltung 40 sind klein und kostengünstig. Wie für Fachleute auf diesem Gebiet ersichtlich, ist die Schaltung 40 im Wesentlichen an die Stromleitung an den Anschlüssen 42 und 44 angeschlossen, lediglich mit dem Gleichrichter D1 zur Isolation. Die vorliegende Erfindung eliminiert damit den Isoliertransformator, der normalerweise in diesen Systemen verwendet wird, um das System klein und leichtgewichtig zu halten. Die Ausgangsspannung, die zwischen den Anschlüssen 50 und 52 vorliegt, beträgt normalerweise +100 V Gleichspannung, kann jedoch auch irgendwo zwischen +40 und +120 V Gleichspannung betragen, um die Röntgenstrahlenröhre 30 mit einer Anodenspannung zwischen 20 und 80 KVp zu beaufschlagen.
In 3 ist eine Steuerschaltung dargestellt und allgemein mit „60" bezeichnet. Die Steuerschaltung 60 ist vorzugsweise in dem gleichen Gehäuse montiert, wie die Stromversorgungsschaltung 40 (vgl. 10). Die Steuerschaltung 60 verwendet einen dualen monostabilen Multivibrator U1A und U1B (vorzugsweise einen 4538), um die beiden Zeitsignale zu generieren, das Drahtvorheizsignal und das Belichtungszeitsignal. Ein kurzer negativer Impuls zum Stift 11 des U1B führt dazu, dass der Stift 9 des U1B von +12 V auf Erde für 1,0 Sekunden umschaltet und dann auf +12 V zurückkehrt. Das Ausgangssignal des Stifts 9 des U1B wird über die Diode D2 zu dem einstellbaren abschaltenden Regler U3 (vorzugsweise ein LM1575adj, hergestellt von National Semiconductor) als Freigabesignal gekoppelt. Der Schaltregler U3 erzeugt eine Ausgangsspannung, mit der der Anschluss 62 beaufschlagt wird und je zwischen +2 V und +11 V einstellbar ist. Der Ausgang 62 ist mit der Mittelkappe (center cap) des Heiztransformators T10 der 4 verbunden.
Die Schaltung von U4, Q3 und Q4 umfasst einen Rechteckstromgenerator, der mit einem Heiztransformator T10 der 4 über die Ausgänge 64 und 66 verbunden ist. Durch Einstellung des variierbaren Widerstandes R12 (verbunden mit U3) wird die Heizspannung festgelegt und damit der Anodenstrom der Röntgenstrahlengeneratorröhre 30. Dieser Heizstrom ist immer an, wenn U3 freigegeben ist.
Wenn das 1,0 Sekunden-Zeitintervall beendet ist, führt der Stift 10 des U1B dem Stift 5 des U1A ein Signal zu, um das Expositionsgate an dem Stift 7 von U1A zu generieren. Das Expositionsgatesignal steuert eine anderen Diode D1 an, um U3 in die Lage zu versetzen, den Heizstromkreis einzuschalten, während der Summe aus Vorheizzeit (1,0 Sekunden) und Expositionszeit, wie immer die Expositions- oder Bestrahlungszeit sein mag. Die Bestrahlungszeit wird bestimmt durch das Produkt R1 und C1 an dem Eingang von U1A. Eine 0,1 Sekunden-Expositionszeit wird durch die Werte der 3 angegeben. R1 und C1 können jedoch durch einen einfachen Schaltkreis so geändert werden, dass die variable Expositionszeit von dem Benutzer gewählt werden kann. Die Widerstands- und Kapazitätswerte stehen dem Benutzer derart zur Verfügung, dass ein Schaltkreis bestimmt wird durch die gewünschte Anwendung des Röntgenstrahlengenerators. In einer bevorzugten Ausführungsform sind Expositionszeiten von 0,04, 0,06, 0,08, 0,10, 0,15, 0,20, 0,30, 0,40, 0,50 und 0,60 Sekunden vorgesehen.
Das Expositionsgatesignal am Stift 7 des U1A wird auch als Freigabesignal dem U5 (vorzugsweise ein SG3525) zugeführt, welches als ein Rechteckgenerator niedriger Impedanz verwendet wird, welcher zwei Strom FETs, Q1 und Q2, versorgt. Diese beiden Strom FETs versorgen den Hochspannungstransformator T11. Der Ausgang des Hochspannungstransformators T11 ist mit den Ausgängen 68 und 70 verbunden, welche den Spannungsvervielfacher in dem Röntgenstrahlengeneratorhandgriff 12 versorgen (vgl. 1 und 4).
Der Stromkreis, der an die Ausgänge 68 und 70 angeschlossen ist, weist eine relativ große verteilte Kapazität auf, die über den sekundären Teil von T11 zu dem primären Teil von T11 als eine relativ große Kapazität gekoppelt ist. Wenn der Stromkreis von Q1 zu Q2 oder zurück zu Q1 umschaltet, lässt diese Kapazität den primären Kreis von T11 wie einen Kurzschluss aussehen, bis die Kapazität aufgeladen worden ist. Ein strombegrenzender Kreis irgendeines Typs muss deshalb verwendet werden, damit der Kreis richtig funktioniert. Der Induktor L2 wird als begrenzender Induktor verwendet. Wenn die Kapazität voll aufgeladen ist, ist die plötzliche Stromänderung durch den Induktor L2 begrenzt und Energie, die gespeichert ist, wird über die Diode D4 in den kleinen Lastwiderstand R18 freigegeben. Wenn die Röntgenstrahlengeneratorenröhre 30 einen Lichtbogen bilden sollte, sind höhere Spannungsspitzen durch die Diode D4 auf das hohr +160 V-Gleichspannungssignal begrenzt, welches ausreicht, damit Spannungsspitzensignale ihre Energie zerstreuen, ohne die FETs Q1 und Q2 zu beschädigen. Fachleute werden erkennen, dass der Kreis 60 von der Isolierung des Transformators T11 und der Isolierung des Heiztransformators T10 (4) abhängig ist, um eine Verbindung zwischen der Nutzer- und der Stromleitungsspannung zu verhindern.
Ein Kippgenertor U20 (vorzugsweise ein LM555) ist ebenfalls mit dem Belichtungsgatesignal verbunden, das durch den Stift 7 des U1A zur Verfügung gestellt wird. Zu Beginn des Gates aktiviert U20 dessen Ausgang am Stift 3 und bestromt einen kleinen Pieper und einen LED, um die Bestrahlung anzuzeigen. Die Einschaltzeit des U20 beträgt ungefähr 0,5 Sekunden, genug, um gesehen und gehört zu werden, selbst wenn die tatsächliche Belichtungszeit weniger als 0,01 Sekunden beträgt.
Bundesbehördliche Sicherheitsregeln und die praktische Vernunft erfordern einen Totmann-Schalter, der in die Steuerschaltung des Röntgenstrahlengenerators eingebaut ist. Dies bedeutet, dass es der Belichtungsschalter 30 dem Benutzer keine Röntgenemission der Röntgengeneratorröhre 30 ermöglicht, solange der Totmann-Schalter 36 gleichzeitig ebenfalls gedrückt wird. Dies wird durch ein gemeinsames Relais 72 erreicht, welches in Serie Kontaktdrähte mit der +100 V-Gleichstromleitung aufweist. Der Freigabeschalter 34 verbindet die +100 V-Gleichspannungsleitung mit dem Induktor L2 über den Ausgang 74.
Gemäß 4 ist die Schaltung 32 in dem Handgriff 12 des tragbaren Röntgenstrahlengenerators angeordnet und im Einzelnen dargestellt. Der Hochspannungskreis 32 arbeitet mit 25 kHz und enthält einen Spannungs-10-Tupler. Der Heizkreis arbeitet ebenfalls mit 25 kHz und der Transformator T10 umfasst sekundär gerade drei Windungen aus isoliertem Draht. Die Größe und das Gewicht des Hochspannungskreises 32 ist relativ gering, damit der tragbaren Röntgenstrahlengenerator 10 der 1 von dem Benutzer leicht gehandhabt werden kann. Der Heiztransformator T10 nutzt einen kleinen Ferritkern, um das Systemgewicht weiter zu reduzieren. In 5 bis 7 ist eine erste Ausführungsform des Röntgenstrahlenempfängerhalters 24 dargestellt. Der Halter 24 umfasst einen horizontalen Abschnitt 80 und einen befestigten vertikalen Abschnitt 82. Der Röntgenstrahlenempfänger 20 passt sicher in eine Ausnehmung, die an der Verbindung zwischen den Teilen 80 und 82 ausgebildet ist, wie dargestellt. Ein Schlitz 84 ist ein dem vertikalen Teil 82 gebildet, um eine Verdrahtung 22 aufzunehmen, die verwendet wird, um den Röntgenstrahlempfänger 20 zu steuern und die Information davon herunterzuladen, wenn der Empfänger 20 eine CCD-Einrichtung ist. Das horizontale Teil 80 weist einen Längsschlitz 86 auf, um die Positionierungsstange 26 zu befestigen, welche in die Andockschlitze 28 der Röntgenstrahlenröhre 14 eingreift. Die Verwendung des Empfängerhalters 24, der an der Positionierungsstange 26 montiert ist, schafft automatisch eine perfekte parallele Anordnung zwischen dem Sensor 20 und dem tragbaren Röntgenstrahlengenerator 10, wodurch die Strahlungsausrichtungsprobleme aufgrund irrtümlicher vertikaler und horizontaler Winkel eliminiert werden. Mit anderen Worten, der Sensor 20 ist immer senkrecht zu dem Röntgenstrahl angeordnet. Dadurch wird die absorbierte Patientenstrahlenbelastung aufgrund von Winkelfehlern reduziert, da Aufnahmewiederholungen aufgrund schlecht ausgerichteter Empfänger 20 sich erübrigen. Der Halter 24 und der Strahlausrichtungsarm 26 sind von dem tragbaren Röntgenstrahlengenerator 10 abnehmbar und können daher für eine spätere Wiederverwendung autoklaviert werden.
Eine zweite Ausführungsform des Empfängerhalters ist in 8–9 dargestellt und allgemein als „24a" bezeichnet. Der Halter 24a weist einen horizontalen Abschnitt 80a und einen befestigten vertikalen Abschnitt 82a auf. Das horizontale Teil 80a weist einen (nicht dargestellten) Längsschlitz auf, um die Positionierungsstange 26 zu montieren, welche in die Andockschlitze 28 der Röntgenstrahlenröhre 14 eingreift. Der Röntgenstrahlenempfänger 20 an der Verbindung zwischen den Teilen 80a und 82a angeordnet sein, wie dargestellt.
Ein (nicht dargestellter) Schlitz ist in dem vertikalen Teil 82a gebildet, um die Verdrahtung 22 aufzunehmen, die verwendet wird, um den Röntgenstrahlenempfänger 20 zu steuern und die Information davon herunterzuladen, wenn der Empfänger 20 eine CCD-Vorrichtung ist. Der Empfänger 20 wird durch eine Gleitstange 88 an Ort und Stelle gehalten, welche in der Bahn 90 läuft, die an einer Seite des horizontalen Teils 80a ausgebildet ist. Die Gleitstange 88 ermöglicht es, den Empfängerhalter 24 mit Röntgenstrahlenempfängern 20 beliebiger Dicke zu verwenden. Da die CCD-Empfänger in der Dicke variieren und alle viel dicker als ein Röntgenfilm sind, nimmt der Empfängerhalter 24a Empfänger jeder Größe auf.
In 10 ist die Verwendung des tragbaren Röntgenstrahlengenerators 10 bei einer dentalen Anwendung dargestellt, genauer gesagt bei der Herstellung einer Röntgenaufnahme eines maxillären Zahns 90. Bei dieser Anordnung ist der Strahlenausrichtungsarm 26 in dem unteren Andockschlitz 28 der Röntgenstrahlenröhre 14 angeordnet. Dadurch kann der Empfänger 20 und der Empfängerhalter 24 in dem Mund des Patienten angeordnet werden und sich nach oben hinter den maxilären Zahn 90 erstrecken. Die entsprechende Anordnung ist in 11 für die Anwendung des tragbaren Röntgengeräts 10 mit einem mandibulären Zahn 92 dargestellt. In dieser Orientierung ist der Strahlausrichtungsarm in den oberen Andockschlitz 28 der Röntgenstrahlröhre 14 eingesetzt, sodass sich der Röntgenstrahlenempfänger 20 in Richtung nach unten hinter den mandibulären Zahn 92 erstreckt.
Eine der Vorteile des mit der Hand haltbaren erfindungsgemäßen Röntgengeräts ist, dass aufgrund der Haltens des Geräts mit der Hand eine leichte Benutzung durch den Röntgentechniker möglich ist, jedoch eine Tragbarkeit des Geräts von einem Behandlungsraum zu einem anderen. Diese Tragbarkeit ermöglicht es, eine einzige mit der Hand haltbare Röntgenstrahleneinheit 10 in verschiedenen Behandlungsräumen einzusetzen, wodurch sich die Ausrüstungs- und Wartungskosten des Eigentümers, beispielsweise eines Zahnarztes, Arztes, Hospitals, Tierarztes, usw. wesentlich reduzieren. In 12 ist eine erste Ausführungsform eines dentalen Behandlungsraumes dargestellt, welcher ein tragbares erfindungsgemäßen Röntgengerät 10 umfasst. Ein Zahnarztpatientenstuhl 100 ist neben einer Dentaleinheit 102 angeordnet, welche alle Instrumente und die Ausrüstung umfasst, die ein Zahnarzt während einer Behandlung benötigt. Ein Schwenkarm 104 ist mit der dentalen Einheit 102 mit einer geeigneten Verbindung 106 gekoppelt. Alternativ kann der Schwenkarm 104 freistehend und in eine eigene Basis (nicht dargestellt) eingebaut sein. Das distale Ende des Schwenkarms 104 umfasst ein Gestell 108, das angepasst ist, um die tragbare Röntgeneinheit 10 abnehmbar zu halten. Die Stromversorgungs- und Steuerschaltung 40, 60 der Röntgeneinheit ist in einer geeigneten Box untergebracht, die auf oder in der dentalen Einheit 102 angeordnet sein kann. Ein Kabel 110 verbindet die tragbare Röntgeneinheit 10 mit diesen Schaltungen. Der Schwenkarm 104 weist eine Vielzahl von beweglichen Gelenken 112 auf, welche eine einstellbare Positionierung der tragbaren Röntgeneinheit 10 in Bezug auf den Patienten erlauben. Eine Zusammenstellung von Behandlungsräumen, welche eine tragbare Röntgeneinheit 10 miteinander teilen, kann auf verschiedene Weise konfiguriert sein. Beispielsweise kann jeder Behandlungsraum einen eigenen Schwenkarm 104 und eine Steuerschaltung 40, 60 aufweisen, während eine einzige tragbare Röntgeneinheit 10 und ein Kabel 110 von Behandlungsraum zu Behandlungsraum transportiert werden. Durch das Gestell 108 am Ende des Schwenkarms 104 wird eine schnelle und bequeme Verbindung der tragbaren Röntgeneinheit 10 in die Ausrüstung des Behandlungsraums ermöglicht. Stattdessen kann jeder Behandlungsraum mit einem Schwenkarm 104 und einer Steuerschaltung 40, 60 ausgerüstet sein, und ein tragbarer Röntgenstrahlengenerator 10 kann von einem Behandlungsraum zu einem anderen als Einheit transportiert werden. Dadurch werden die Ausrüstungskosten, die der Besitzer zu tragen hat, weiter reduziert.
Falls ein Schwenkarm 104 verwendet wird, um die tragbare Röntgeneinheit 10 während der Behandlung zu halten, kann ein entfernt angebrachter Steueraktivierungsmechanismus anstelle der Freigabe- und Aktivierungsschalter 36 und 38 der Einheit 10 verwendet werden. Ein derartiger entfernt steuerbarer Aktivierungsmechanismus kann mit der Einheit 10 verdrahtet sein oder eine drahtlose Fernsteuerung sein unter Verwendung von Infrarot- oder niederfrequenten RF-Signalen. Die Verwendung eines solchen Fernsteuerungsaktivierungsmechanismus ermöglicht es, dem Benutzer den Raum vor der Erzeugung der Röntgenstrahlen mit dem tragbaren Röntgenstrahlengenerator 10 zu verlassen. Alternativ kann der tragbare Röntgenstrahlengenerator 10 von dem Benutzer verwendet werden, ohne den Raum zu verlassen, aufgrund der weitgehend reduzierten Röntgenstrahlendosis, die von dem Röntgenstrahlengenerator 10 erzeugt wird. In dieser Situation kann die Verwendung des Schwenkarms 104 optional sein, da der Benutzer lediglich den Röntgenstrahlengenerator 10 in seiner bzw. ihrer Hand halten kann. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Kabel 110 in den Schwenkarm 104 zu integrieren, das an einem (nicht dargestellten) Stecker in dem Gestell 108 endet, sodass der tragbare Röntgenstrahlengenerator 10 mit dem Gestell 108 verbunden werden kann, wobei der Stecker 34 des tragbaren Röntgenstrahlengenerators 10 zu dem Stecker an dem Ende des Kabels 110 passt. Mit einer solchen Anordnung wird die Anzahl der Drähte minimiert, welche an der dentalen Einheit 102 aussen angeordnet sind.
In 13 ist eine zweite Ausführungsform des tragbaren Röntgenstrahlengenerators dargestellt und allgemein mit „210" bezeichnet. Der Röntgenstrahlengenerator 210 weist alle gleichen Teile der ersten Ausführungsform des Röntgenstrahlengenerators 10 auf, ausgenommen, dass der Handgriff 212 derart konfiguriert ist, dass die elektronische Schaltung in dem Röntgenstrahlengenerator 210 oberhalb dem Abschnitt des Handgriffs 212, der von der Hand des Benutzers ergriffen wird, angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, dass der Handgriff 212 eine kleinere Greifoberfläche aufweist und eine bessere Balance des Röntgenstrahlengenerators 210 erreicht wird.
In 14 ist eine zweite Ausführungsform der Parallel-Röhre 214 dargestellt. Die Parallel-Röhre 214 wird verwendet, um den Röntgenstrahl in gleicher Weise wie mit der Parallel-Röhre 14 zu fokussieren, wie vorstehend beschrieben. Die Parallel-Röhre 214 weist jedoch einen Schlitz 216 oben an der Oberfläche auf, wodurch ein Filter 218 in die Parallel-Röhre 214 eingeführt werden kann, derart, dass ein Röntgenstrahl, der die Parallel-Röhre 214 passiert, auch durch den Filter 218 hindurch gehen muss. Der Filter 218 umfasst ein Materialstück 220, das angepasst ist, um den Röntgenstrahl in irgendeiner Weise zu modifizieren und an einen Halter 222 an einer Kante desselben gekoppelt ist. Das Filtermaterial 220 ist so bemessen, dass es durch den Schlitz 216 in der Parallel- Röhre 214 passt, wobei jedoch der Halter 222 größer als der Schlitz 216 ist, wodurch das Material 220 in dem Weg des Röntgenstrahls angeordnet bleibt.
Wie nach dem Stand der Technik bekannt, ist es manchmal erwünscht, bestimmte Energieniveaus des Röntgenstrahls zu verstärken, um einen höheren Kontrast zu erhalten, wenn Löcher, Knochenänderungen und dergleichen betrachtet werden. Unterschiedliche Filtermaterialien 220 können verwendet werden, um eine dieser unterschiedlichen Filterfunktionen zu erzielen. Wenn ein Drop-in-Filter 218 vorgesehen wird, der leicht eingesetzt und aus dem Schlitz 216 in der Parallel-Röhre 214 entfernt werden kann, ermöglicht die Erfindung einen schnellen und leichten Austausch verschiedener Filter von 18, wenn in Serie Röntgenaufnahmen gemacht werden.
In 15 ist eine Seitenquerschnittsansicht einer dritten Ausführungsform des Empfängerhalters dargestellt, der allgemein als „230" bezeichnet ist. Der Empfängerhalter 230 umfasst einen integrierten CCD-Empfänger 232, der permanent an einem Kunststoffbeißblock 234 befestigt ist. Eine Positionierungsstange 236 wird verwendet, um den Empfängerhalter 230 mit der Parallel-Röhre 14 über die Andockschlitze 28 zu koppeln. Im Gegensatz zum Empfängerhalter 24 der 10 weist der CCD-Array 232 keinen Verbindungsdraht 222 auf, der von dem Rezeptorhalter 230 nach unten hängt. Statt dessen sind die Eingänge und Ausgänge des CCD-Arrays 232 mit einem elektronischen Kommunikationspfad verbunden, der in die Stange 236 eingebaut ist, beispielsweise ein Multileitungsdraht oder ein optisches Faserkabel 238, wie in 16 dargestellt. Jeder der Andockschlitze 28 weist einen geeigneten Stecker 240 an seinem proximalem Ende auf, wobei der Stecker 240 so aufgebaut ist, dass er mit der Kommunikationsleitung 238 zusammenpasst, die in die Stange 236 eingebaut ist. Eine zweite Kommunikationsleitung 242 dann kann zu einer geeigneten Datenverarbeitungseinrichtung geführt werden, die das Bild, das der CCD-Array 232 erfasst hat, speichert. Die Kommunikationsleitungen 242 können in einfacher Weise in die Struktur der Parallel-Röhre 14 und den Handgriff des Röntgengeräts integriert sein.
In 17 ist eine vierte Ausführungsform des Empfängerhalters dargestellt, die allgemein mit „244" bezeichnet ist. Der Empfängerhalter 244 weist ein horizontales Teil 246 auf, das mit einem Röntgenstrahlenempfänger 248 verbunden ist, beispielsweise einem Röntgenfilm oder einem CCD-Sensor. Die Verbindung zwischen dem Empfänger 248 und dem horizontalen Teil 248 ist so ausgebildet, dass der Empfänger 248 in verschiedenen Winkeln zu dem horizontalen Teil 246 gekippt sein kann. Dies ermöglicht eine Flexibilität der Positionierung des Empfängerhalters 244 in dem Mund des Patienten und stellt sicher, dass der Empfänger 248 in der gewünschten Stelle positioniert werden kann. Die vorliegende Erfindung umfasst die Anwendung irgendeiner Kopplung zwischen dem Empfänger 248 und dem horizontalen Teil 246, was es ermöglicht, den Empfänger 248 in unterschiedlichen Winkeln zu neigen. Eine bevorzugte Ausführungsform einer solchen Kopplung ist in 17 dargestellt und umfasst einen sechseckigen Vorsprung 250 an einer Seite des Empfängers 248, welche in eine sechseckige Ausnehmung oder Öffnung 252 an einer Seite des horizontalen Teils 246 passt (das horizontale Teil 246 ist gabelförmig, um Raum für die Montage und das Neigen des Empfängers 248 zu geben). Die Abmessungen der Sechsecke 250 und 252 werden so gewählt, dass sie einen Presssitz bilden, wenn sie in der in 17 dargestellten Position sind.
Ein solcher Presssitz bewirkt, dass der Empfänger 248 in der dargestellten Position bleibt, so lange nicht eine ausreichend große Kraft auf ihn angewendet wird, um den sechseckigen Vorsprung 250 in der sechseckigen Öffnung 252 zu bewegen. Dadurch kann der Empfänger 248 in jeder Richtung eingestellt werden, wodurch er in diskreten Winkeln gehalten werden kann. Fachleute werden verstehen, dass, obgleich sechs Ecke in 17 dargestellt sind, die Vorsprünge und Öffnungen irgendeine Anzahl von Seiten haben können, um den gleichen Effekt mit einer variierenden Anzahl von Positionen zu erzielen, bei denen der Empfänger 248 gehalten werden kann. Andere Mittel, um den Empfänger 248 gegenüber dem horizontalen Teil 246 zu kippen, sind für Fachleute offensichtlich.
In 18 und 19 ist eine dritte Ausführungsform des tragbaren Röntgenstrahlengenerators dargestellt und allgemein mit „260" bezeichnet. Der Röntgenstrahlengenerator 260 ist in der Funktion mit der ersten und zweiten Ausführungsform des Röntgenstrahlengenerators 110 äquivalent. Der Röntgenstrahlengenerator 260 weist jedoch eine andere Konfiguration des Handgriffs 262 auf. Bei dem Handgriff 262 ist das meiste der Parallel-Röhre 14 in dem Inneren des Handgriffs 262 angeordnet. Der Einfluss der Parallel-Röhre 14 in dem Handgriff 262 führt zu einer kompakteren Größe des Röntgenstrahlengenerators 260. In jeder anderen Hinsicht ist der Röntgenstrahlengenerator 260 mit der ersten und zweiten Ausführungsform des Gerätes in der Funktion äquivalent, welches einen Andockschlitz 28, einen Freigabeschalter 36, einen Aktivierungsschalter 38 und einen integralen elektrischen Stecker 34 aufweist.
In 20 bis 24 ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen tragbaren Röntgenstrahlengenerators dargestellt und allgemein mit „310" bezeichnet. Der Röntgenstrahlengenerator 310 weist einen Handgriff 312 auf und eine daran befestigte Parallel-Röhre 214. Die Röntgenstrahlenröhre 314 weist vorzugsweise eine runde Aussenfläche auf, jedoch weist das Innere der Röntgenstrahlenröhre 314 eine rechteckige Konfiguration mit den gleichen Abmessungen auf, wie die vorstehend beschriebene Röntgenstrahlenröhre 14. Der Handgriff 312 des Röntgenstrahlengenerators 310 umfasst eine Röntgenstrahlenröhre 30 und eine zugehörige Antriebsschaltung 32, wie beschrieben. Da es erwünscht ist, dass der Röntgenstrahlengenerator 310 ein tragbarer und bevorzugt mit der Hand haltbarer Röntgenstrahlengenerator ist, ist der Isoliertransformator, der normalerweise in Röntgenstrahlengeneratoren verwendet wird, nach der Erfindung eliminiert. Weiterhin ist der Hochspannungstransformator nicht in dem Handgriff 312 angeordnet, sondern von dem Röntgenstrahlengenerator 310 entfernt, und das Hochspannungssignal wird von dem Hochspannungstransformator der Schaltung 32 in dem Handgriff 312 per Draht zugeführt, wie vorstehend im Einzelnen erläutert. Der Handgriff 312 ist mit Öl oder bevorzugt mit Gas gefüllt, um die von der Röntgenstrahlenröhre 30 erzeugte Wärme abzuführen, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Der Handgriff 312 umfasst gegenüberliegende linke und rechte Handgriffe 316 und 318, die so angeordnet sind, dass ein Benutzer den Röntgenstrahlengenerator 310 an seinen gegenüberliegenden Seiten erfassen kann. Wenn der Handgriff 312 auf diese Weise erfasst wird, wird der linke Daumen des Benutzers von Natur aus auf den Freigabeschalter 320 platziert, während der rechte Daumen des Benutzers auf dem Aktivierungsschalters 322 angeordnet ist. Wie vorstehend im Einzelnen beschrieben, ermöglicht der Schalter 310 einen Stromfluss zu initiieren, um die Röntgenstrahlenröhre vor der eigentlichen Aktivierung des Röntgenstrahlengenerators 310 aufzuwärmen. Nachdem der Freigabeschalter 320 gedrückt worden ist, drückt der Benutzer den Aktivierungsschalter 322, um den Röntgenstrahlengenerator 310 zu aktivieren. Die Zwei-Schalter-Konfiguration ist als Sicherheitseinrichtung gegen ein unbeabsichtigtes Aktivieren der Einheit vorgesehen. Die Schalter 320, 322 wie auch die übrige Schaltung in dem Griff 312 sind an einen elektrischen Stecker 324 angeschlossen, der an der Rückseite des Handgriffs 312 ausgebildet ist. Der Stecker 324 ist an einen passenden Stecker 326 am Ende des Schwenkarms 328 in 24 befestigt dargestellt. Diese Befestigungsanordnung wird nachstehend im Einzelnen anhand der 25 beschrieben.
Der tragbare Röntgenstrahlengenerator 310 umfasst ferner einen Empfänger 330, wie einen CCD-Array, der an einem Empfängerhalter 332 befestigt ist. Der Empfängerhalter 332 ist seinerseits an einem Andockschlitz 334 befestigt, der an dem distalen Ende der Röntgenröhre 314 befestigt ist. Der Empfängerhalter 332 umfasst einen integralen Beißblock 336. Ein Kommunikationskabel 338, welches die Kontrolle und das Herunterladen der Information von dem CCD-Array 330 ermöglicht, ist mit einem elektrischen Stecker 340 verbunden, der mit der Röntgenröhre 314 integral ausgebildet ist. Wie aus dem Stand der Technik bekannt, ist eine Prozessorschaltung notwendig, um den Betrieb des CCD-Arrays 330 zu steuern und davon die Bildinformation herunterzuladen. die Kommunikation zwischen dem CCD-Array 330 und der Prozessorschaltung wird über den Leiter 338 geführt. Die Verarbeitungsschaltung kann in dem Handgriff 312 untergebracht sein oder extern an dem Röntgenstrahlengenerator 310 angeordnet sein. Der elektrische Leiter 340 führt diese Signale deshalb einem Prozessor in dem Handgriff 312 zu, falls die Verarbeitungsschaltung „On Board" ist. Ansonsten werden diese Signale dem Stecker 324 zugeführt, falls diese Verarbeitungsfunktionen „Out Board" des Röntgenstrahlengenerators 310 angeordnet sind. Durch den integrierten Stecker 340 kann der Empfängerhalter 332 für wiederholte Anwendungen des Röntgenstrahlengenerators 310 gewechselt werden. Alternativ kann der Empfängerhalter eine integrierte Kommunikationsleitung enthalten, wie sie in 15–16 dargestellt ist, welche mit der Verarbeitungsschaltung durch einen elektrischen Stecker, mit den Andockschlitzen 334 integriert, kommunizieren würde. Bei jeglichem Szenario, würden verlässliche, wiederholbare Verbindungen zwischen verschiedenen Empfängersteckern 332 und dem tragbaren Röntgenstrahlengenerator 310 mit einem minimalen Leistungsaufwand gebildet werden.
Wenn es erwünscht ist, den tragbaren Röntgenstrahlengenerator 310 nur mit einem Röntgenfilmempfänger als Alternative zu verwenden, ist es nicht notwendig, den elektrischen Stecker 340 an der Röntgenröhre 314 vorzusehen. In einer solchen Situation kann die Röntgenröhre 342 stattdessen verwendet werden, wobei die Röntgenröhre 342 identisch mit der Röntgenröhre 314 ist, außer dass sie keine innere Verdrahtung hat, die an einem Stecker 340 endet. Die Röntgenröhre 342 eliminiert damit die Aufwendungen für eine solche elektrische Verbindung. Für Fachleute ist jedoch ersichtlich, dass die Röntgenröhre 314 auch in einem Röntgenfilmempfängerhalter verwendet werden kann, in dem einfach keine Verbindung zu dem Stecker 340 vorgesehen wird.
Der Andockschlitz 334 ist an der Röntgenröhre 314 an einem drehbaren Ring 344 befestigt, welcher es ermöglicht, den Andockschlitz 334 zu der gegenüberliegenden Seite der Röntgenröhre 314 zu drehen, um den tragbaren Röntgenstrahlengenerator 310 an der gegenüberliegenden Seite des Mundes des Patienten einzusetzen.
Einer der Vorteile des tragbaren Röntgenstrahlengenerators 310 ist der, dass aufgrund der mit der Hand haltbaren Natur des Geräts für den Röntgentechniker nicht nur ein leichter Einsatz möglich ist, sondern auch eine Tragbarkeit des Geräts von Behandlungsraum zu Behandlungsraum. Diese Tragbarkeit ermöglicht es, eine einzige mit der Hand haltbare Röntgeneinheit 310 in verschiedenen Behandlungsräumen zu verwenden, wodurch die Ausrüstungs- und Wartungskosten des Eigentümers, beispielsweise eines Zahnarztes, Arztes, Hospitals, Tierarztes, usw. erheblich reduziert werden.
In 25 ist eine zweite Ausführungsform eines dentalen Behandlungsraumes dargestellt, welcher ein tragbares erfindungsgemäßes Röntgengerät 310 aufweist. Ein Patientenzahnarztstuhl 500 ist neben einer Dentaleinheit 502 angeordnet dargestellt. Die Dentaleinheit 502 umfasst vorzugsweise eine vom Boden zur Decke ragende Stange, welche Befestigungsstellen für alle Werkzeuge und die Ausrüstung aufweist, die der Zahnarzt während einer Zahnbehandlung braucht. Ein Schwenkarm 504 ist mit der Dentaleinheit 502 durch eine geeignete Verbindung 506 verbunden, beispielsweise eine in ihrem Durchmesser einstellbare Manschette. Der Schwenkarm 504 kann alternativ freistehend auf einer (nicht dargestellten) Basis vorgesehen sein. Das distale Ende des Schwenkarms 504 umfasst Mittel zur Befestigung der tragbaren Röntgeneinheit 310, wie einen elektrischen Stecker 326 (vgl. 24). Der Schwenkarm 504 ist deshalb so ausgebildet, dass er die tragbare Röntgeneinheit 310 abnehmbar hält. Die Stromversorgungs- und Steuerungsschaltungen 40, 60 der Röntgeneinheit sind an einer entfernten Stelle untergebracht, wie in der Basis der dentalen Einheit 502. Ein Kabel in dem Schwenkarm 504 verbindet die tragbare Röntgeneinheit 310 mit diesen Schaltungen. Der Schwenkarm 504 weist eine Vielzahl von beweglichen Gelenken auf, die eine einstellbare Positionierung der tragbaren Röntgeneinheit 310 in Bezug auf den Patienten ermöglichen.
Bei der Ausführungsform, die in 25 dargestellt ist, weist die Verarbeitungseinrichtung zur Steuerung des Röntgenstrahlengenerators 310 und zum Herunterladen der Information von dem CCD-Empfänger 330 die Form eines tragbaren Computers 508 auf, der mit dem tragbaren Röntgenstrahlengenerator 310 über die Verkabelung in dem Schwenkarm 504 und den elektrischen Stecker 326 verbunden ist. Der Computer 508 weist außerdem einen Bildschirm zur Darstellung der Bilddaten auf, die der CCD-Sensor 330 eingefangen hat. Die Steuerung des CCD-Sensors 330 durch den Computer 508 ist Stand der Technik, sodass Details dieser Steuerung hier nicht beschrieben werden.
Bei dem in 25 dargestellten Ausführungsform ist die Steuerung des tragbaren Röntgenstrahlengenerators 310 und CCD-Sensors 330 durch den Computer 508 vorgesehen. Dies macht eine Verbindung zwischen dem Computer 508 und dem tragbaren Röntgenstrahlengenerator 310 bei Benutzung notwendig. Dies ist jedoch nicht immer wünschenswert, insbesondere im Hinblick auf die tragbare Natur des Röntgenstrahlengenerators 310. Die vorliegende Erfindung umfasst daher auch den Einbau einer Verarbeitungssteuerschaltung in den tragbaren Röntgenstrahlengenerator 310 in dessen Handgriff 312. Wie in 26 bis 29 dargestellt, kann ein Bildschirm 520 an der Rückseite des tragbaren Röntgenstrahlengenerators 310 hinzugefügt werden, um einen Bildschirm für die Information zu erhalten, die von dem CCD-Sensor-Array 330 empfangen wird. Die Verarbeitungsschaltung zur Steuerung des Röntgenstrahlengenerators 310 und des CCD-Sensor-Arrays 330 kann in der Bildschirmeinheit 520 enthalten sein oder alternativ kann diese Verarbeitungseinheit in dem Handgriff 312 vorgesehen sein, und der Bildschirm 520 kann lediglich als Input/Output-Einrichtung wirken. Der Bildschirm 520 ist in jedem Falle an dem Handgriff 312 durch eine geeignete Verbindung 522 befestigt. Der Verbinder 522 ist nicht nur zur mechanischen Befestigung des Bildschirmfensters 520 vorgesehen, sondern enthält auch einen geeigneten elektrischen Stecker, um eine Kommunikation zwischen dem Bildschirmfenster 520 und der Schaltung in dem Handgriff 312 vorzusehen. Wenn das Bildschirmfenster 520 von dem tragbaren Röntgenstrahlengenerator 310 entfernbar ausgebildet ist, kann es als optionaler Zusatz ausgebildet sein. Ohne das Bildschirmfenster 520 kann der tragbare Röntgenstrahlengenerator 310 auch in Verbindung mit einem externen Steuergerät, wie dem Computer 508 nach 25 verwendet werden, falls es nicht erwünscht ist, den Bildschirm 520 optional auszubilden, kann er auch permanent an dem Handgriff 312 befestigt sein, vorhergehend der entfernbaren mechanischen Verbindung und entfernbaren elektrischen Verbindung 522 dazwischen.
Während die Erfindung im Detail in den Zeichnungen dargestellt und in der vorstehenden Beschreibung beschrieben ist, ist dies nur als Erläuterung anzusehen und nicht einschränkend im Charakter, vielmehr nur so zu verstehen, dass eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt und beschrieben worden ist.

Claims

Tragbares Röntgengerät (10, 210, 310), Folgendes umfassend: einen Griff (12, 212, 262, 312); eine in dem Griff montierte Röntgenröhre (30); eine am Griff befestigte Parallelröhre (14, 214, 314, 342), die so positioniert ist, dass Röntgenstrahlen in die Parallelröhre abgegeben werden, wenn die Röntgenröhre aktiviert ist; einander gegenüber angeordnete erste und zweite Handgriffe (316, 318), die einstückig mit dem Griff ausgebildet sind; einen ersten Freigabeschalter (36, 320) auf dem ersten Handgriff, der dazu dient, beim Drücken ein Freigabesignal abzugeben; und einen Bestrahlungsschalter (38, 322) auf dem zweiten Handgriff, der dazu dient, beim Drücken ein Bestrahlungssignal zu senden; wobei die Röntgenröhre nur dann Röntgenstrahlen aussendet, wenn sie sowohl das Freigabesignal wie auch das Bestrahlungssignal empfangen hat.
Tragbares Röntgengerät nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Netzstromschaltung (40) zur Erzeugung von Spannung zum Betrieb der Röntgenröhre; und eine Steuerschaltung (60) zur Steuerung einer Bestrahlungszeit der Röntgenröhre.
Tragbares Röntgengerät nach Anspruch 2, ferner umfassend: eine Verdrahtung (110), die zwischen einer Innenseite des Griffes und einer Außenseite des Griffes verläuft und dazu dient, an die Röntgenröhre eine Netzstromversorgung anzuschließen; wobei die Netzstromschaltung und die Steuerschaltung nicht im Griff enthalten und mit diesem über eine Verdrahtung verbunden sind; und wobei ein Gewicht des Griffes signifikant reduziert ist.
Tragbares Röntgengerät nach Anspruch 2, wobei die Steuerschaltung das Anlegen eines Aufwärmstroms an die Röntgenröhre veranlasst, wenn der Freigabeschalter gedrückt wird.
Tragbares Röntgengerät nach Anspruch 2, wobei die Steuerschaltung die Netzstromschaltung dazu veranlasst, die Betriebsspannung zu erzeugen, wenn der Bestrahlungsschalter gedrückt wird.
Tragbares Röntgengerät nach Anspruch 3, ferner unfassend: einen mehrphasigen Stecker (34, 324), der mit dem Griff verbunden ist und mit der Verdrahtung in leitender Verbindung steht.
Tragbares Röntgengerät nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen mit der Parallelröhre verbundenen Bildempfängerhalter (24, 230, 244, 332), der Folgendes umfasst: ein Horizontalelement (80, 80a, 246) mit proximalen und distalen Enden; ein am distalen Ende des Horizontalelements befestigtes und sich quer zu diesem erstreckendes Vertikalelement (82, 82a), und ein Quergleitelement (88), das am Horizontalelement montiert ist und dazu dient, darauf in Längsrichtung zu gleiten; wobei zwischen dem Vertikalelement und dem Gleitelement ein Röntgenbildempfänger (20, 232, 248, 330) gehalten werden kann.
Tragbares Röntgengerät nach Anspruch 1, ferner Folgendes umfassend: eine Wiege (108, 326), die geeignet ist, das Röntgengerät zu halten, wenn es darin abgelegt wird, wobei eine Position der Wiege im Verhältnis zu einem Patienten verstellbar ist.
Tragbares Röntgengerät nach Anspruch 2, ferner Folgendes umfassend: einen mit der Steuerschaltung verbundenen Fernbedienungsempfänger; und einen Fernbedienungssender, der für die drahtlose Übertragung eines Freigabesignals und eines Bestrahlungssignals an den Fernbedienungsempfänger geeignet ist.
Tragbares Röntgengerät nach Anspruch 1, ferner Folgendes umfassend: einen Schlitz (216) durch eine Oberfläche der Parallelröhre; und einen Filter (218), der herausnehmbar durch den Schlitz eingeführt wird, so dass ein durch die Parallelröhre gehender Röntgenstrahl auch durch den Filter geht.
Tragbares Röntgengerät nach Anspruch 1, ferner Folgendes umfassend: einen an der Parallelröhre angebrachten Andockschlitz (28, 334); und einen Bildempfängerhalter (24, 24a, 230, 244, 332) mit einem Positionierstab (26, 236), der so konfiguriert ist, dass er in den Andockschlitz passt.
Tragbares Röntgengerät nach Anspruch 6 oder 11, wobei der Röntgenbildempfänger ein CCD Array ist.
Verfahren zur Erzeugung eines Röntgenbildes, das folgende Schritte umfasst: Bereitstellung eines tragbaren Röntgengeräts, umfassend: einen Griff (12, 212, 262, 312); eine in dem Griff montierte Röntgenröhre (30); eine am Griff befestigte Parallelröhre (14, 214, 314, 342), die so positioniert ist, dass Röntgenstrahlen in die Parallelröhre abgegeben werden, wenn die Röntgenröhre aktiviert ist; einander gegenüber angeordnete erste und zweite Handgriffe (316, 318), die einstückig mit dem Griff ausgebildet sind; einen Freigabeschalter (36, 320) auf dem ersten Handgriff, der dazu dient, beim Drücken ein Freigabesignal abzugeben; und einen Bestrahlungsschalter (38, 322) auf dem zweiten Handgriff, der dazu dient, beim Drücken ein Bestrahlungssignal zu senden; wobei die Röntgenröhre nur dann Röntgenstrahlen aussendet, wenn sie sowohl das Freigabesignal wie auch das Bestrahlungssignal empfangen hat; Erfassen des ersten Handgriffs mit einer ersten Hand; Erfassen des zweiten Handgriffs mit einer zweiten Hand; Drücken des Freigabeschalters; Richten der Parallelröhre auf einen Röntgenbildempfänger, wobei eine aufzunehmende Struktur zwischen der Parallelröhre und dem Aufnehmer angeordnet ist; und Drücken des Bestrahlungsschalters.
Verfahren zur Erzeugung eines Röntgenbildes, das folgende Schritte umfasst: Bereitstellung eines tragbaren Röntgengeräts, umfassend: einen Griff (12, 212, 262, 312); eine in dem Griff montierte Röntgenröhre (30); eine am Griff befestigte Parallelröhre (14, 214, 314, 342), die so positioniert ist, dass Röntgenstrahlen in die Parallelröhre abgegeben werden, wenn die Röntgenröhre aktiviert ist; einander gegenüber angeordnete erste und zweite Handgriffe (316, 318), die einstückig mit dem Griff ausgebildet sind; einen Freigabeschalter (36, 320) auf dem ersten Handgriff, der dazu dient, beim Drücken ein Freigabesignal abzugeben; und einen Bestrahlungsschalter (38, 322) auf dem zweiten Handgriff, der dazu dient, beim Drücken ein Bestrahlungssignal zu senden; eine Netzstromschaltung (40), die dazu dient, eine Spannung zum Betrieb der Röntgenröhre zu erzeugen; eine Steuerschaltung (60), die dazu dient, eine Bestrahlungszeit der Röntgenröhre zu steuern; einen mit der Steuerschaltung verbundenen Fernbedienungsempfänger; einen Fernbedienungssender für die drahtlose Übertragung eines Freigabesignals und eines Bestrahlungssignals an den Fernbedienungsempfänger; wobei die Röntgenröhre nur dann Röntgenstrahlen abgibt, wenn sie sowohl das Freigabesignal wie auch das Bestrahlungssignal empfangen hat; Bereitstellen einer Wiege zum Halten des Röntgengeräts, wenn es darin abgelegt wird; wobei eine Position der Wiege im Verhältnis zum Patienten einstellbar ist; Ablegen des Röntgengeräts auf der Wiege; Bereitstellen eines Röntgenbildempfängers; Senden eines Freigabesignals; Richten der Parallelröhre auf einen Röntgenbildempfänger, wobei eine aufzunehmende Struktur zwischen der Parallelröhre und dem Aufnehmer angeordnet ist; und Senden eines Bestrahlungssignals.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Röntgenbildempfänger ein CCD Array ist.