DE2918353A1

DE2918353A1 - Roentgendiagnostikanlage mit mitteln zur festen vorgabe von aufnahmezeit, roentgenroehrenspannung und mas-produkt

Info

Publication number: DE2918353A1
Application number: DE19792918353
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Rer Nat Aichinger; Gerd Dipl Ing Dr Ing Seifert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-05-07
Filing date: 1979-05-07
Publication date: 1980-11-20
Also published as: DE2918353C2; FR2456456B1; FR2456456A1; US4377748A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München YPA 79 P 5038 BRD

Röntgendiagnostikanlage mit Mitteln zur festen Vorgabe Ton Aufnahmezeit, Röntgenröhrenspannung und mAs-Produkt . .

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikanlage mit Mitteln zur festen Vorgabe der Aufnahmezeit einer Röntgenaufnahme sowie Einstellmitteln für die Röntgenröhrenspannung und das mAs-Produkt.

Eine Röntgendiagnostikanlage dieser Art ist in der DE-AS 21 16 705 beschrieben. Die Aufnahmezeit wird dabei durch ein Gerät zur Anfertigung röntgenologischer Schichtaufnahmen vorgegeben und ist durch die gewählte Bewegungsbahn der Röntgenröhre und des Bildschichtträgers bestimmt. Bei der bekannten Röntgendiagnostikanlage bestimmt ein Rechner aus der vorgegebenen Aufnahmezeit und dem eingestellten mAs-Produkt den erforderlichen Röntgenröhrenstrom und bewirkt seine Einstellung im Röntgendiagnostikgenerator. Bei einem Röntgengenerator, bei dem die Einstellung der Röntgenröhrenspannung über den Heizstrom der Röntgenröhre und den

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dadurch verursachten Spannungsabfall am Generator-Innenwiderstand erfolgt, ist man aber bei fest vorgegebenen Werten für Röntgenröhrenspannung, mAs-Produkt und Aufnahmezeit hinsichtlich der Wahl des Röntgenröhrenstromes nicht frei, sondern an die durch die Spannungsabfallkurven vorgegebenen Arbeitspunkte gebunden. Ferner ist eine exakte Einhaltung des eingestellten mAs-Produktes bei einem Generator, der den Röntgenröhrenstrom über einen Rechenkreis aus mAs-Produkt und Aufnahmezeit bestimmt und vor der Aufnahme fest einstellt, nicht gewährleistet, da während einer Aufnahme eintretende Schwankungen des Röntgenröhrenstromes nicht berücksichtigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röntgendiagnostikanlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das eingestellte mAs-Produkt innerhalb der vorgegebenen Zeit auch exakt eingehalten wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Regelkreis für den Röntgenröhrenstrom vorhanden ist, der den Röntgenröhrenstrom aufgrund der festen Aufnahmezeit und des, eingestellten mAs-Produkis regelt. Bei der erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikanlage wirkt der Regelkreis für den Röntgenröhrenstrom in Verbindung mit den Einstellmitteln für das mAs-Produkt als mAs-Regler. Das eingestellte mAs-Produkt wird aufgrund der Ausregelung von Regelabweichungen während einer Aufnahme genau eingehalten.

Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß als Stellglied für den Röntgenröhrenstrom eine im Primärkreis des Hochspannungstransformators angeordnete Tastschaltung vorgesehen ist. Über diese Tastschaltung kann der Mittelwert des

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Röntgenröhrenstromes z.B. durch.Beeinflussung des Phasenwinkels Terändert werden. Dabei ist es möglich, einen Regelkreis für die Röntgenröhrenspannung vorzusehen, der als Stellglied Mittel zur Einstellung des Heizstromes der Röntgenröhre aufweist, so daß sich der durch den Röntgenröhrenstrom verursachte Spannungsabfall im Röntgendiagnostikgenerator so einstellt, daß die gewünschte Röntgenröhrenspannung vorhanden ist. Bei dieser Weiterbildung werden Abweichungen der Röntgenröhrenspannung von ihrem Sollwert über den Röntgenröhrenstrom und den dadurch verursachten Spannungsabfall vor der Röntgenröhre ausgeregelt. Der Mittelwert des Röntgenröhrenstromes kann unabhängig von der Ausregelung von RöntgenröhrenspannungsSchwankungen über die Phasenanschnittsteuervorrichtung konstant gehalten werden, da bei einer Änderung des Phasenwinkels der Mittelwert des Röntgenröhrenstromes und der Spitzenwert der Röntgenröhrenspannung nicht proportional zueinander verlaufen.

Falls über den Phasenwinkel und die damit verbundene geänderte Form der Röntgenröhrenspannung auch der Scheitelwert der Röntgenröhrenspannung absinkt, greift das Stellglied für den Heizstrom ein und führt den Scheitelwert der Röntgenröhrenspannung wieder auf den Ausgangswert zurück.

Die Dosis in der Filmebene hängt nicht nur von der Röntgenröhrenscheitelspannung und dem gewählten mAs- ¥ert, sondern auch von der Kurvenform der Röntgenröhrenspannung ab, die sich bei einer Änderung des Phasenwinkels ebenfalls ändert. Diesem Verhalten kann durch eine Korrektur des eingestellten Sollwertes für die Röntgenröhrenspannung in Abhängigkeit vom Phasenwinkel im Sinne der Erzielung einer festen, von der Kurvenform der Röntgenröhrenspannung unabhängigen

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- / - VPA 79 P 5038 BRD Dosis in der Filmebene Rechnung getragen werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Schaltbild einer Röntgendiagnostikanlage nach der Erfindung, und

Fig. 2 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Figur 1.

In der Figur 1 ist eine Röntgenröhre 1 dargestellt, die ihre Hochspannung von zwei in Reihe zueinandergeschalteten Hochspannungsgleichrichtern 2 und 3 erhält, die von zwei Sekundärwicklungsgruppen 4 und 5 eines Drehstrom-Hochspannungstransformators 6 gespeist werden. Die Speisung der Primärwicklungsgruppe 7 des Hochspannungstransformators 6 erfolgt über einen Schaltschrank 8 vom Drehstromnetz. Der Heizstrom für die Röntgenröhre 1 wird von einem Heiztransformator geliefert, der an einem Stellglied 10 für den Heizstrom angeschlossen ist. Das Stellglied 10 wird von dem Ausgangssignal eines kV-Reglers 10a angesteuert, der einen Sollwerteingang 12 und einen Istwerteingang 13 besitzt. Das Istwertsignal für die Röntgenröhrenspannung ist an einem Spannungsteiler 14 im Hochspannungskreis abgegriffen. Das Sollwertsignal für den kV-Regler 10a wird von einem Sollwertgeber 11 geliefert, der über einen Eingang 12a den kV-Sollwert vom Schaltschrank .8 erhält.

Bei dem Beispiel ist die Aufnahmezeit durch die gewählte Bewegungsbahn eines Röntgenschichtgerätes 14 vorgegeben. Ein der festen Aufnahmezeit entsprechendes

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Signal wird einem Eingang 15 des Schaltschrankes 8 zugeführt. Am Schaltschrank 8 sind Einstellmittel für das mAs-Produkt und die Röntgenröhrenspannung vorhanden. Die Einstellmittel für die Röntgenröhrenspannung erzeugen das Signal für den Eingang 12a. Die Aufnahmezeit wird Ton einem Zeitschalter 16 geschaltet, welcher von dem Signal am Eingang 15 des Schaltschrankes 8 angesteuert wird.

Die dargestellte Röntgendiagnostikanlage besitzt einen Röntgenröhrenstromregler 17_s dem am Eingang 18 ein Sollwertsignal und am Eingang 19 ein Istwertsignal für den Röntgenröhrenstrom zugeführt wird. Das Istwertsignal ist an einem Serienwiderstand 20 im Hochspannungskreis zwischen den beiden Hochspannungsgleichrichtern 2 und 3 abgegriffen. Das Sollwertsignal am Eingang 18 kann von einem Sollwertgeber 21 erzeugt werden, der das Sollwertsignal aus dem eingestellten mAs-Produkt und der vorgegebenen Aufnahmezeit bestimmt. Im gezeigten Beispiel wird aber für jeden Zeitwert nur ein mA-Sollwert gebildet. Die mAs-Abstufung erfolgt durch entsprechende Yerstärkungsumschaltung des Röntgenröhrenstromreglers 17.

Das Ausgangssignal des Röntgenröhrenstromreglers 17, das der Differenz zwischen dem Ist- und Sollwert des Röntgenröhrenstromes entspricht·, wird einem PI-Regler 17a zugeführt, der über eine Leitung 22 eine Phasenanschnittsteuervorrichtung 23 im Primärkreis des Hoch-Spannungstransformators ansteuert und den Phasenwinkel o6 bestimmt, währenddessen die Netzspannung auf den Hochspannungstransformator 6 durchgeschaltet wird. Die Phasenanschnittsteuervorrichtung 23 ist in den beiden Phasen R und S eingeschaltet und wird durch die Phasen R und T synchronisiert. Eine Phasenanschnitt-

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steuervorrichtung, die hier verwendbar ist, ist in der DE-PS 2k 01 11U beschrieben. Der Phasenwinkel oi, wird beim Auftreten einer Differenz zwischen dem Soll» und dem Istwert des Röntgenröhrenstromes verändert, bis diese Differenz Null ist.

Innerhalb eines vorbestimmten Bereiches bis zu einem Phasenwinkel von 120° kann der Mittelwert des Röntgenröhrenstromes über den Phasenwinkel verändert werden, ohne daß sich der Spitzenwert der Röntgenröhrenspannung ändert. Wird dieser Bereich überschritten, so ändert sich bei einer weiteren Änderung des Phasenwinkels außer dem Mittelwert des Röntgenröhrenstromes auch der Spitzenwert der Röntgenröhrenspannung. Dadurch tritt der kV-Regler 10a in Aktion und beeinflußt über das Stellglied 10 den Heizstrom der Röntgenröhre 1 und damit zusätzlich den Röntgenröhrenstrom. Diese zusätzliche Röntgenröhrenstromänderung muß über eine weitere Veränderung des Phasenwinkels der Phasenanschnittsteuervorrichtung 23 wieder kompensiert werden. Im eingeschwungenen Zustand des Regelkreises entsprechen also immer Röntgenröhrenstrom und Röntgenröhrenspannung den eingestellten Sollwerten.

Zur Korrektur der Dosisänderung in der Filmebene bei einer Änderung der Kurvenform der Röntgenröhrenspannung wird der vom Schaltschrank 8 gelieferte Sollwert für die Röntgenröhrenspannung im Sinne einer Dosiskorrektur im Sollwertgeber 11 in Abhängigkeit vom Phasenwinkel du korrigiert.

Die Grundeinstellung des Röntgenröhrenstromes (Arbeitspunkt I, Figur 2) vor einer Aufnahme kann über das Stellglied 10 erfolgen. Hierbei ist der Heizstrom der Röntgenröhre 1 eine Funktion der gewählten Innen-

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widerstandsgeraden, des eingestellten mAs-Produktes und der eingestellten Röntgenröhrenspannung. Der Übergang vom Arbeitspunkt I auf den benötigen Arbeitspunkt II erfolgt über die Phasenanschnittsteuervorrichtung 23. ,

Anstelle der Phasenanschnittsteuervorrichtung 23 kann als Tastschalter auch ein elektronischer Schalter vorgesehen sein, der mit einem Tastverhältnis betätigt wird, das dem für das gewünschte mAs-Produkt erforderlichen Mittelwert des Röntgenröhrenstromes entspricht und netzsynchron derart betätigt wird, daß der Scheitelwert der RöntgenrÖhrenspannung bei Änderung des Tastverhältnisses konstant bleibt und der im Gleichstromzweig einer Gleichrichterbrücke im Primärkreis liegt.

Für die Tastung des Röntgenröhrenstromes können auch Mittel zur Ansteuerung des Gitters der Röntgenröhre mit einer geeigneten Spannung, z.B. Spannungspulsen, vorgesehen sein.

Die Regelung der RöntgenrÖhrenspannung kann auch über eine Triode im Hochspannungskreis des Röntgendiagnostikgenerators erfolgen, an der der Spannungsabfall über eine Steuerspannung so eingestellt wird, daß die gewünschte RöntgenrÖhrenspannung vorhanden ist. In diesem Fall kann die Regelung des Röntgenröhrenstromes über den Heizkreis durch kontinuierliche "Veränderung des Röntgenröhrenstromes erfolgen. Es ist aber in dem Fall der Regelung der RöntgenrÖhrenspannung über eine Triode im Hochspannungskreis auch möglich, den Röntgenröhrenstrom über eine kontinuierlich veränderbare Gittervorspannung einer gittergesteuerten Röntgenröhre zu regeln.

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Zusammenfassung

Röntgendiagnostikanlage mit Mitteln zur festen Vorgabe von Aufnahmezeit, Röntgenröhrenspannung und mAs-Produkt

Die Erfindung bezieht sich auf eine Röntgendiagnostikanlage mit Mitteln zur festen Vorgabe der Aufnahmezeit einer Röntgenaufnahme sowie Einstellmitteln für die Röntgenröhrenspannung und das mAs-Produkt. Es ist ein Regelkreis (17 bis 23) für den Röntgenröhrenstrom vorhanden, der den Röntgenröhrenstrom auf einen Wert regelt, der sich aus der Aufnahmezeit und dem eingestellten mAs-Produkt ergibt. Damit Abweichungen der Röntgenröhrenspannung von einem Sollwert über den Röntgenröhrenstrom ausgeregelt, der Mittelwert des Röntgenröhrenstromes aber trotzdem konstant gehalten werden kann, kann als Stellglied für den Röntgenröhrenstrom eine im Primärkreis des Hochspannungstransformators (6) angeordnete Phasenanschnittsteuervorrichtung (23) vorhanden sein. Als Stellglied (10) für die Röntgenröhrenspannung können dabei Mittel zur Einstellung des Heizstromes der Röntgenröhre (1) vorgesehen sein (Fig. 1).

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Claims

Pat ent ansprüche

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( 1.) Röntgendiagnostikanlage mit Mitteln zur festen Vorgabe der Aufnahmezeit einer Röntgenaufnahme sowie Ein-Stellmitteln für die Röntgenröhrenspannung und das mAs-Produkt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regelkreis (17 bis 23) für den Röntgenröhrenstrom vorhanden ist, der den Röntgenröhrenstrom aufgrund der festen Aufnahmezeit und des eingestellten mAs-Produktsregelt.
2. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied (23) für den Röntgenröhrenstrom eine im Primärkreis des Hochspannungstransformators (7) angeordnete Tastschaltung vorgesehen ist.
3. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennz eichnet , daß ein Regelkreis (10 Ms 14) für die Röntgenröhrenspannung vorhanden ist.
4. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Stell- glied (10) Mittel zur Einstellung des Heizstromes der Röntgenröhre (1) vorhanden sind, so daß sich der durch den Röntgenröhrenstrom verursachte Spannungsabfall im Röntgendiagnostikgenerator so einstellt, daß die gewünschte Röntgenröhrenspannung vorhanden ist.
5. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Regelkreis (10 bis 14) für die Röntgenröhrenspannung ein Sollwertgeber (11) eingeschaltet ist, der den vom Schaltschrank (8) gelieferten Sollwert in

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ORIGINAL INSPECTED

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Abhängigkeit vom Phasenwinkel ( cC> ) im Sinne der Erzielung einer festen Dosis in der Filmebene korrigiert .
6. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastschaltung von einer Phasenanschnittsteuervorrichtung (23) gebildet ist.
7. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastschaltung einen elektronischen Schalter aufweist, der mit einem Tastverhältnis betätigt wird, das dem gewünschten Röntgenröhrenstrom entspricht und netzsynchron derart betätigt wird, daß der Scheitelwert der Röntgenröhrenspannung bei Änderung des Tastverhältnisses konstant bleibt und der im Gleichstromzweig einer Gleichrichterbrücke im Primärkreis liegt.
8. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied für den Röntgenröhrenstrom Mittel zur Einstellung der Gittervorspannung der Röntgenröhre vorgesehen sind.

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