DE2329414A1

DE2329414A1 - Roentgendiagnostikapparat zur anfertigung von roentgenaufnahmen mit einem zeitschalter zur bestimmung der aufnahmedauer

Info

Publication number: DE2329414A1
Application number: DE2329414A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr Ing Franke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-06-08
Filing date: 1973-06-08
Publication date: 1975-01-02
Also published as: FR2232904A1; US3894235A

Description

Siemens Aktiengesellschaft Erlangen, 6. «Juni 1973

Henkestraße 127

VPA 73/5073 Tp/Kam

Röntgendiagnostikapparat zur Anfertigung von Röntgenaufnahmen mit einem Zeitschalter zur Bestimmung der Aufnahmedauer

Die Erfindung bezieht sich auf einen Röntgendiagnostikapparat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der älteren Patentanmeldung P 22 07 280.6 ist ein Röntgendiagnostikapparat dieser Art beschrieben, bei dem Mittel zur individuellen Einstellung der Aufnahmedauer für jede Aufnahme vorhanden sind. Bei diesem Röntgendiagnostikapparat bedarf es keiner umständlichen Überlegungen hinsichtlich der Einstellung der Röntgenröhrenspannung, weil sich diese automatisch aus der eingestellten Aufnahmedauer ergibt. Die Aufnahmedauer kann entsprechend den aufzunehmenden Körperteilen und -organen vorprogrammiert sein.

Auch bei diesem Röntgendiagnostikapparat ist jedoch noch ein Einstell Vorgang vor der Anfertigung einer Aufnahme, nämlich die Einstellung der Aufnahmedauer, erforderlich. Es ist jedoch erwünscht, den Untersucher von technischen Arbeiten so weitgehend

409881/0174

wie möglich zu entlasten, damit er sich den medizinischen Aufgaben besser widmen kann.

Aufgäbe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Röntgendiagnostikapparat der eingangs genannten Art zu schaffen, der hinsichtlich seiner Einstellung im Vergleich zu dem älteren Röntgendiagnostikapparat noch weiter vereinfacht und verbessert ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs 1. Beim erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikapparat sind vor der Anfertigung einer Aufnahme keinerlei Einstellvorgänge zur Einstellung der Aufnahmedaten erforderlich. Die Röntgenröhrenspannung und die Aufnahmezeit werden dabei so eingestellt, daß ein guter Kontrast bei verhältnismäßig geringer Bewegungsunschärfe erzielt wird. Der Röntgenröhrenstrom kann aufgrund des Röntgenröhrennomogramms automatisch so eingestellt werden, daß die Röntgenröhre immer optimal belastet ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.

In der Zeichnung ist schematisch ein Drehstrom-Hochspannungstransformator 1 dargestellt, dessen Primärwicklung über einen elektronischen Schalter 2 an das Speisenetz anschaltbar ist, dessen Tastverhältnis die Hochspannung an einer Röntgenröhre 3 bestimmt. Die Röntgenröhre 3 wird von zwei in Reihe zueinander liegenden Hochspannungsgleichrichtern A und 5 gespeist, welche mit zwei Gruppen von Sekundärwicklungen des Hochspannungstransformators 1 verbunden sind.

Zur Messung der Dosisleistung nach dem Patienten vor einer Filmkassette 6 dient eine Strahlenmeßkammer 7, welche an einem Do-

409881/0174

sisleistungsvergleichsglied 8 angeschlossen ist. Das Dosisleistungsvergleichsglied 8 besitzt drei Sollwerteingänge 9 bis 11, welche an einem Schaltglied 12 angeschlossen sind, das einem Zeitgeber 13 zugeordnet ist. Der Zeitgeber 13 betätigt nach Ablauf der Aufnahmezeit drei Schalter 14 zur Beendigung einer Aufnahme."

Zur Einstellung der Röntgenröhrenspannung ist der elektronische Schalter 2 an einem kV-Regler 15 angeschlossen, welcher mit dem Dosisleistungsvergleichsglied 8 verbunden ist. Zur Einstellung des Röntgenröhrenstroms dient ein Stromregler 16, welchem ein Funktionsgenerator 17 zugeordnet ist. Der Funktionsgenerator 17 besitzt Eingänge 18, 19, 20 und 21. An den Eingängen 18 bis 20 liegen Signale, die den Istwerten des Röntgenröhrenstroms und der Röntgenröhrenspannung sowie der jeweils eingestellten Aufnahmezeit entsprechen. Dem Eingang 21 wird ein Signal zugeführt, das dem Sollwert der zulässigen Belastung der Röntgenröhre bei der jeweiligen Aufnahmezeit entspricht.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Aufnahmezeiten von 5 ms, 0,1 s und 1 s vorgesehen. Jede Aufnahme wird mit einer fest programmierten, mittleren Röntgenröhrenspannung von 70 kV begonnen, der Zeitgeber 13 nimmt dabei diejenige Einstellung ein, die der Aufnahmezeit von 5 ms entspricht und das Schaltglied 12 liefert dem Dosisleistungsvergleichsglied 8 ein dem Sollwert der Dosisleistung bei dieser Aufnahmezeit entsprechendes Signal, d.h. ein Signal, das bei dieser Aufnahmezeit eine optimale Filmschwärzung ergibt.

Wenn der Istwert der Dosisleistung größer als dieser Sollwert ist, bewirkt das Dosisleistungsvergleichsglied 8 über den kV-Regler 15 eine Herunterregelung der Röntgenröhrenspannung bis der Istwert der Dosisleistung gleich dem Sollwert ist. In diesem Fall wird also die Aufnahme innerhalb einer Zeit von 5 ms angefertigt« Infolge der Reduzierung der Röntgenröhrenspannung

409881/0174

erhält man einen guten Bildkontrast. Die geschilderten Regelvorgänge müssen sich selbstverständlich in einer im Vergleich zur Aufnahmezeit von 5 ms sehr kurzen Zeit abspielen, damit eine optimale Filmschwärzung erzielt wird.

Wird während der ersten Phase einer Aufnahme am Dosisleistungsvergleichsglied 8 festgestellt, daß der Istwert der Dosisleistung kleiner als der für eine optimale Filmschwärzung bei der Aufnahmezeit von 5 ms erforderliche Sollwert ist,so bewirkt das Dosisleistungsvergleichsglied 8 über das Schaltglied 12 eine Umschaltung des Zeitgebers 13 auf die Aufnahmezeit 0,1 s. Das Schaltglied 12 schaltet dabei gleichzeitig einen neuen Sollwert an einen der Eingänge 9 bis 11 des Dosisleistungsvergleichsglieds 8, der der für eine optimale Filmschwärzung erforderlichen Dosisleistung bei der Aufnahmezeit 0,1 s entspricht. Ist der Istwert der Dosisleistung nunmehr größer als der Sollwert, so wird über den kV-Regler 15 die Röntgenröhrenspannung so weit heruntergeregelt, bis der Istwert gleich dem Sollwert ist.

Ist nach Umschaltung der Aufnahmezeit von 5 ms auf 0,1 s der Istwert der Dosisleistung immer noch kleiner als der Sollwert, so wird der Zeitgeber 13 auf die Aufnahmezeit 1s umgeschaltet. Gleichzeitig wird wieder an einen der Sollwerteingänge 9 bis des Dosisleistungsvergleichsglieds 8 ein neues Sollwertsignal angelegt, das dem Sollwert der Dosisleistung für eine optimale Filmschwärzung bei der Aufnahmezeit 1s entspricht. Wenn nunmehr der Istwert der Dosisleistung größer als der Sollwert ist, erfolgt wieder eine Herunterregelung der Röntgenröhrenspannung. Ist jedoch der neue Sollwert immer noch größer als der Istwert, so wird über das Dosisleistungsvergleichsglied 8 und den kV-Regler 15 eine Erhöhung der Röntgenröhrenspannung auf einen zweiten programmierten Höchstwert von 110 kV bewirkt. Bei diesem Höchstwert wird dann mit Sicherheit ein Abgleich erzielt,

409881/017 A . - 5 -

d.h. bei diesem Höchstwert ist während der ersten Aufnahmephase mit Sicherheit in allen Fällen der Istwert der Dosisleistung größer als der Sollwert, so daß durch Herunterregelung der Röntgenröhrenspannung ein Abgleich möglich ist.

Es ergibt sich, daß bei dem beschriebenen Röntgendiagnostikapparat drei Aufnahmezeiten fest vorprogrammiert sind, und daß eine Aufnahme immer mit einer mittleren Röntgenröhrenspannung von z.B. 70 kV sowie mit einem Dosisleistungs-Sollwert, der der kürzesten Aufnahmezeit entspricht, begonnen wird. Immer dann, wenn der Istwert der Dosisleistung kleiner als der für eine optimale Filmschwärzung innerhalb der jeweils eingestellten Aufnahmezeit erforderliche Sollwert ist, wird auf die nächsthöhere Aufnahmezeit automatisch umgeschaltet. Wenn der Istwert größer als der Sollwert ist, erfolgt eine Herunterregelung der Röntgenröhrenspannung bis zu einem Abgleich. Wenn auch bei der längsten vorgesehenen Aufnahmezeit von 1 s ein Abgleich nicht erzielt wird, d.h. wenn auch hierbei der Istwert der Dosisleistung kleiner als der Sollwert ist, erfolgt eine Erhöhung der Röntgenröhrenspannung auf einen zweiten vorprogrammierten Wert.

Bei dem erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikapparat ist ein zweckmäßiger Kompromiß zwischen der Forderung nach einer kurzen Aufnahmezeit zur Erzielung einer geringen Bewegungsunschärfe auf dem Röntgenbild und einer niedrigen Röntgenröhrenspannung zur Erzielung eines guten Bildkontrastes erzielt. Im Rahmen der Erfindung können auch nur zwei oder mehr als drei Aufnahmezeiten fest programmiert sein.

Die Einstellung des Röntgenröhrenstroms erfolgt bei dem Röntgendiagnostikapparat gemäß der Zeichnung vollautomatisch über den Funktionsgenerator 17 und dem Stromregler 16. Am Sollwerteingang 21 des Funktionsgenerators 17 liegt ein Signal, welches dem Röntgennomogramm, d.h. dem Verlauf der höchstzulässigen

409881/0174

Röntgenröhrenleistung in Abhängigkeit von der Zeit entspricht. Über die Eingänge 18 bis 20 werden Signale eingegeben, welche den Istwerten des Röntgenr öhrens tr oms, der Röntgenröhrenspannung und der gewählten Aufnahmezeit entsprechen. Der Funktionsgenerator 17 bewirkt über den Stromregler 16, daß der Röntgenröhrenström immer so eingestellt wird, daß die Röntgenröhre 3 optimal ausgelastet wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Aufnahmezeit immer so kurz wie möglich ist.

409881/0174 „

Claims

Patentansprüche

J..,/Röntgendiagnostikapparat zur Anfertigung von Röntgenaufnahmen mit einem Zeitschalter zur Bestimmung der Aufnahmedauer und mit einem Regelkreis für die Dosisleistung nach dem Patienten, der eine Dosisleistungsmeßeinrichtung, ein an dieser angeschlossenes Vergleichsglied für den Istwert der Dosisleistung mit einem Sollwert, der bei der jeweiligen Aufnahmedauer eine optimale Filmschwärzung bewirkt, und vom Ausgangssignal des Vergleichsglieds gesteuerte Stellmittel für mindestens eine der Betriebsgrößen der Röntgenröhre zum Angleich des Istwerts an den Sollwert enthält, dadurch gekennzeichnet , daß eine Röntgenröhrenspannung und mehrere verschiedenen Patientenkonstitutionen zugeordnete, mittels eines Umschalters (12) automatisch einstellbare Aufnahmezeiten programmiert sind, daß der Umschalter (12) zu Beginn einer Aufnahme die kürzeste Aufnahmezeit auswählt und dem Vergleichsglied (8) ein der bei dieser Aufnahmezeit erforderlichen Dosisleistung entsprechendes Signal als Sollwert zuführt, und daß durch das Vergleichsglied (8) am Beginn der Aufnahme der Umschalter (12) und Stellmittel für die Röntgenröhrenspannung (15) im Sinne eines Angleichs des Istwerts der Dosisleistung an einen Sollwert derart steuerbar sind, daß eine Verringerung der Röntgenröhrenspannung erfolgt, wenn der Istwert größer als der Sollwert ist, und daß eine Umschaltung auf die nächsthöhere Aufnahmezeit und die Zuführung eines dieser Aufnahmezeit entsprechenden neuen Sollwertsignals zum Vergleichsglied (8) erfolgt, wenn der Istwert kleiner als der Sollwert ist.
2. Röntgendiagnostikapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittelwert und ein Höchstwert für die

409881 /0174

— ο —

Röntgenröhrenspannung programmiert sind und daß eine Umschaltung der Röntgenröhrenspannung vom Mittelwert auf den Höchstwert erfolgt, wenn bei dem der höchsten Aufnahmezeit entsprechenden Sollwertsignal durch Reduzierung der Röntgenröhrenspannung kein Abgleich erzielt wird.
3. Röntgendiagnostikapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Funktionsgenerator vorhanden ist, dem der jeweils eingestellten Aufnahmezeit und den Istwerten von Röntgenröhrenspannung und Röntgenröhrenstrom entsprechende Istwertsignale und ein der Belastungskurve der Röntgenröhre entsprechendes Sollwertsignal zugeführt ist, und das die Einstellung des Röntgenröhrenstroms im Sinne einer optimalen Ausnutzung der Röntgenröhrenbelastung bewirkt.

409881/0174