DE1944481C3 - Röntgen-Generator mit einer Einrichtung zum Abschalten eines Röntgenstrahlers beim Erreichen einer Abschaltdosis und mit einer Steuereinrichtung, die bei Unterschreiten eines unteren Schwellwertes der Dosisleistung die Röntgenröhrenspannung erhöht - Google Patents
Röntgen-Generator mit einer Einrichtung zum Abschalten eines Röntgenstrahlers beim Erreichen einer Abschaltdosis und mit einer Steuereinrichtung, die bei Unterschreiten eines unteren Schwellwertes der Dosisleistung die Röntgenröhrenspannung erhöhtInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft einen Röntgen-Generator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher
Röntgen-Generator ist aus der DE-AS 12 27 570 bekannt.
Man bezeichnet die Voreinstellung der Aufnahme- 4<i
daten verschiedener Organe auch als »programmierte Aufnahmetechnik« oder als »Organautomatik«. Wenn
damit beispielsweise eine Magenaufnahinc gemacht
werden soll, wird eine Wahltaste mit der Aufschrift >; Magen« niedergedrückt, die die für den Magen vor- v<
eingestellten Aufnahmedaten wirksam macht, d. h., es wird beispielsweise der erforderliche Brennfleck (groli
oder klein) sowie die vorangestellte Spannung eingeschaltet Die Spannung — z. B. 85 kV — ist so gewählt,
daß sich bei der Aufnahme des Magens eines durch- w schnittlich dicken Patienten ein optimaler Bildcharakter
ergibt. Ein Gerät für diese programmierte Aufnahmetechnik ist z.B. aus »Röntgen-Blät'er«, 21. Jahrgang,
1968. Nr. 6. Seiten 251 bis 256, bekannt.
Unterschiedliche Patientendicken, soweit sie sich in y,
unterschiedlicher Absorption auswirken, können durch eine Spannungskorrektur der Röntgenröhrensp^nnung
berücksichtigt werden. Diese Korrektur mußte bisher manuell vorgenommen werden, wozu bei bekannien
Apparaten dieser Art /. B. zwei Tasten mit der Ikv.cich- mi
iiiing » + « oder » - « vorgesehen sind, bei deren IkMiHigong
eine Hilfsspannung. deren Größe von der vorangestellten
Spannung abhängen kann, hinzuaddiert oder subtrahiert wird. Notwendigkeit und Ausmaß der
Korrektur wurden in der Regel von einer Schätzung hl
abhängig gemacht. Gelegentlich werden auch Dickenmessungen von Körperdurchmessern bzw. Absorptionsmessungen
mit Röntgenstrahlen vorgenommen, deren Ergebnis dann nach Erfahrung oder nach vorliegenden
Tabellen manuell für die folgende Aufnahme berücksichtigt wird.
Ziel der Spannungskorrektur ist es, einen optimalen Kompromiß hinsichtlich Belichtungszeit und/oder Bildkontrast
als Funktion der Absorption zu erzielen. Dabei
muß das Ausmaß der Korrektur den geforderten Randbedingungen angepaßt werden (z. B. Röhrenbelastbarkeit,
zur Verfügung stehende Belichtungszeit usw.). Das sei im folgenden näher erläutert. Für die
Aufnahme eines Organs eines Normalpatienten benötigt man die Spannung U0, das mAs-Produkt Q>
und die -Delictitungszeit ig. Für einen dicken Patienten würde
man bei gleicher Spannung zu einer sehr viel längeren Belichtungszeit ti kommen. Das ist oft unerwünscht,
deshalb strebt man einen Kompromiß zwischen Belichtungszeit und Kontrast an und erhöht die Rohrenspannung
um einen Betrag, der zu einer Belichtungszeit ti führt, wobei gilt:
to<tl<t,.
Bei einem dünnen Patienten dagegen erniedrigt man die Spannung, man ist an einer wesentlichen Verkürzung
der Belichtungszeit weniger interessiert als an einer Kontrastverbesserung durch niedrigere Aufnahmespannung.
Außerdem muß der Benutzer auch den sogenannten Schwärzungswähler umschalten, der festlegt, bei
welcher Dosis die Dosismeßeinrichtung die Aufnahme beendet. Die von der Dosismeßeinrichtung gemessene
Gesamtschwärzung des Bildes setzt sich nämlich aus der bildgebenden Schwärzung durch das Nutzstrahlenbündel
sowie aus der gleichmäßigen Schwärzung (Grauschleier) durch die Streustrahlen zusammen. Der
Anteil der Streustrahlen ist aber bei dicken Patienten und/oder höheren Spannungen größer als bei dünnen
Patienten und/oder niedrigen Spannungen. Damit die biidgebende Schwärzung konstant bleibt, muß daher bei
dicken Patienten auf eine größere Gesamtschwärzung umgeschaltet werden; umgekehrt sollte bei einem
dünnen Patienten eine geringere Schwärzung eingestellt werden.
Wie erläutert, hängen diese Korrekturen von den Schätzungen des Untersuchers ab, also von subjektiven
Kristerien.
Bei dem aus der DE-AS 12 27 570 bekannten Röntgen-Generator, bei dem die Röhrenspannung
erhöht wird, wenn die Dosisleistung einen unteren Schwellwert unterschreitet, soll erreicht werden, daß
alle Aufnahmen innerhalb einer durch die Röhrenlcistung definierten Grenzzeit ausgeführt werden
können. Der Schwei, ~rt ist dabei also ausschließlich
von der Röhrenleistung sowie den eingestellten Strom-
und Spannungswerten abhängig und kann nicht unterschiedlichen Organen angepaßt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen
Rönlgcn-Generator der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die erforderlichen [Anstellungen von
Kttiilgenröhrcnspanming und Abschaltdosis automatisch
und unabhängig von der Schätzung des Untersuchen unter Berücksichtigung des aufzunehmenden
Organs vorgenommen werden. Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Röntgen-Generator der eingangs
genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebene Ausbildung gelöst.
Bei dem crfindungsgcmaß ausgebildeten Röntgen-Generator
wird also nicht nur die Dosis gemessen,
sondern gleichzeitig auch festgestellt, ob die Dosisleistung
individuell einstellbare obere und untere Grenzwerte über- bzw. unterschreitet Dadurch wird
zweierlei erreicht Das Personal wird von der Entscheidung entlastet, ob ein dünner, normaler oder dicker
Patient vorliegt Die gemessene Dosisleistung liefert durch einen während der. Aufnahme durchgeführten
Vergleich mit der auf das betreffende Organ eines normalen Patienten bezogenen »Normaldosisleistung«
diese Aussage. ι υ
Abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs können dann bei vorwählbaren Scbwellwerten für die Dosisleistungsdifferenz
während der Aufnahme Spannungskorrekturen und Schwärzungskorrekturen vorgenommen
werden. Das führt zu einer weiteren wesentlichen Vereinfachung in der Bedienung. Dadurch wird der
relativ große Zeitbereich, der als Funktion der Patientendicke ohne Spannungskorrektur entstehen
würde, eingeengt
Die Erfindung wird nachstehend anhand eine·: in de.· 2u
Zeichnung dargestellten Prinzipschaltbildes näher erläutert.
Eine Röntgenröhre 1 wird über einen Hochspannungstransformator
2 an Spannung gelegt, solange ein im Priniärkreis des Hochspannungstransformators 2
angeordneter Kontakt 17 durch ein schematisch angedeutetes Steuergerät 13 und ein Kontakt 6 durch ein
schematisch angedeutetes Steuergerät 12 geschlossen ist Der Heizstrom für die Kathode der Röntgenröhre,
der gegebenenfalls in bekannter Weise zeitlich abnimmt, wird über einen Heiztransformator 3 zugeführt.
Die Abschaltung der bildgebenden Strahlung erfolgt nach Erreichung eines optimalen Schwärzungsgrades
für einen Film 21 durch eine selbsttätige Abschaltvorrichtung, die eine in Strahlenrichtung hinter einem Objekt
19 angeordnete Ionisationskammer 20 als Strahiendetektor enthält, in einer mit der ionisationskammer
20 verbundene·* Schaltungsanordnung 8 wird der durch die Röntgenstrahleneinwirkung entstehende lonisationsstrom
in bekannter Weise integriert und verstärkt, und nach dem Erreichen eines einstellbaren Sollwertes
wird das Abschaltsignal dem Steuergerät 13 zugeführt, das den Kontakt 17 öffnet und damit die Röntgenaufnahme
beendet
Gleichzeitig mit der Dosismessung wird durch Differenzieren des Signalstromes in einem Differenzierglied
9 eine Dosisleistungsmessung vorgenommen. Deren Ergebnis ist eine meßtechnisrhe Aussage über die Beschaffenheit
bzw. Absorption des Patienten (dünn, normal, dick), die damit an cJie Stelle der subjektiven
Beurteilung des Bedienungspersonals tritt Das ermittelte, der Dosisleistung proportionale Signal wird
der Vergleichsschaltung 10 zugeführt, in der ein Vergleich mit einstellbaren oberen und unteren
Schwellwerten durchgeführt wird. Je nach dem Ergebnis des Vergleichs sind dann drei Auswirkungen
möglich:
1.) Das Signal ist größer als der obere eingestellte Grenzwert, dann erfolgt über einen Schaltver- w>
stärker Il eine Beeinflussung des Steuergerätes 12 derart, daß während der Aufnahme der Kontakt 6
geöffnet und unmittelbar darauf (unter Ausschluß von Kurzschlußgefahr durch Lichtbogen) durch
das Schließen eines Kontaktes 5 eine niedrigere b5
Spannung an einem Stufentransformator 4 gewählt wird. Gleichzeitig damit wird ein niedrigerer Wert
für die Solldosis eingegeben, um eine evtl. vorhandene Spannungsabhängigkeit oder Streustrahlenabhängigkeit
des Belichtungsautomaten auszugleichen. Die Spannungskorrektur kann in wenigen msec vorgenommen werden.
Damit sind zwei Handlungen automatisch vollzogen, die bisher von der Bedienung ausgeführt
werden mußten (Entscheidung über die Patientendicke, Korrektur der eingestellten Daten vor der
Aufnahme).
2.) Das Signal liegt unterhalb des oberen und oberhalb
des unteren Grenzwertes. Es erfolgt keine Korrektur, die Aufnahme wird unter den Bedingungen
des geschlossenen Schalters 6 nach Erreichung der Solldosis durch das Öffnen des Kontaktes
17 des Steuergerätes 13 beendet
3.) Das Signal ist kleiner als der untere eingestellte Grenzwert, dann erfolgt über den ^haltverstärker
11 eine Beeinflussung des Steuergerätes 12 derart,
daß während der Aufnahme der Kontakt 6 geöffnet und unmittelbar darauf durch Schließen
eines Kontaktes 7 die höchste Spannung des Stufentrainsformators 4 gewählt wird. Gleichzeitig
wird damit ein höherer Wert für die Solldosis (Schwärzung) in die Schaltungsanordnung 8 eingegeben.
Da die »Normaldosisleistung«, d. h. die Dosisleistung, die für das betreffende Organ eines normal gebauten
Patienten erforderlich ist, bei den einzelnen Organen unterschiedlich ist, muß die Vergleichsschaltung 10 für
jedes Organ eine andere elektrische Vergleichsgröße enthalten, was beispielsweise durch eine entsprechende
Anzahl von Spannungsteilern realisiert werden kann.
Falls der Strom des Strahlendetektors nicht schon vor der Verstärkung integriert wird, kann das Ausgangssignal
des in der Schaltungsanordnung 8 enthaltenen lonisationskammerverstärkers der Vergleichsschaltung
10 direkt zugeführt werden; das Differenzierglied 9 kann dann eingespart werden.
Der Stufentransformator 4 kann gleichzeitig zur Einstellung der für die Organe eines Normalpatienten erforderlichen
Aufnahmespannungen dienen. Hierzu kann jeder Organeinstellung entweder eine Anzapfung
des Stufentransformators zugeordnet sein, oder die Spannungseinstellung kann durch einen Kohierollenregler
erfolgen, der beim Betätigen der einem Organ zugeordneten Wahltaste mittels einer Nachlaufsteuerung
in bekannter Weise in die erforderliche Stellung gefahren wird. Gegebenenfalls können auch mehrere
Korrekturstufen vorgesehen sein, die abhängig von der Größe der Differenz zwischen der Normaldosisleistung
und der gemessenen Dosisleistung eingeschaltet werden können; als Schalter 5,6,7 können mechanische
oder elektronische Schalter (Thyristoren) dienen.
Schließlich können die Anzapfungen für die Kontakte 5, 6, 7 eingespart werden, wenn ein elektronisches
Stellglied, z. B. ein Thyristorsteiler, verwendet wird.
Das Überschreiten bzw. Unterschreiten de/ Schwellwerte
und die daraufhin ausgelösten Schalthandlungen können optisch oder akustisch angezeigt werden.
Dadurch hat der Benutzer unttr Umständen Aufschluß darüber, ob die Voreinstellung für ein Organ richtig
gewählt ist bzw. ob die Schwellwerte zu dicht bei dem Normalwert liegen.
Claims (2)
1. Röntgengenerator mit einer Meßeinrichtung
für die Dosis bzw. die Dosisleistung, die einen Röntgenstrahier beim Erreichen einer vorgebbaren
Abschtltdosis abschaltet, mit einer Voreinstelleinheit,
die eine Voreinstellung der Aufnahmedaten für verschiedene Organe ermöglicht und mit einer
Steuereinrichtung, die bei Unterschreiten eines ein- to stellbaren unteren Schwellwertes der Dosisleistung
die Röntgenröhrenspannung erhöht, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12) so ausgebildet ist, daß sie bei Unterschreiten des
unteren Schwellwertes der Dosisleistung außer der ts
Röntgenröhrenspannung auch die Abschalldosis erhöht und daß sie die Röntgenröhrenspannung und
die Abschaltdosis erniedrigt, wenn die Dosisleistung einen oberen Schwellwert überschreitet, wobei die
oberen und unteren Schweiiwene für die verschiedenen
Organe individuell einstellbar sind.
2. Röntgengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur optischen oder
akustischen Anzeige des Überschreitens des oberen und des Unterschreitens des unteren Schwcllwcrtes
vorgesehen sind.
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