DE2121702C3 - Tragbares Röntgengerät mit einer Röntgenröhre und mit einem eine offenendige übertragungsleitung aufweisenden Hochspannungs-Impulsgenerator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein tragbares Röntgengerät mit einer Röntgenröhre, mit einem Hochspannungs-Impulsgenerator zur Speisung der Röntgenröhre, der eine aus zwei elektrisch leitenden, gegeneinander isolierten Teilen bestehende offenendige Übertragungsleitung aufweist, mit derem einen Ende die Anode und mit derem anderen Ende die Kathode der Röntgenröhre leitend verbunden ist, und der die Form einer zylindrischen hohlen Rolle aufweist und die Röntgenröhre zumindest teilweise konzentrisch umgibt, mit einer Gleichspannungsquelle, deren negativer Pol mit dem an der Kathode der Röntgenröhre liegenden Teil und deren positiver Pol mit dem anderen Teil der Übertragungsleitung verbunden ist sowie mit einer Funken-Strecken-Auslöseeinrichtung fü· den Hochspannungsgenerator.

Aus der US-PS 32 56 439 ist bereits ein tragbares Röntgengerät dieser Art bekannt, bei dem der Hochspannungs-Impulsgenerator aus einer offenendigen Übertragungsleitung mit getrennten Kondensatoren und Induktivitäten besteht. Jeder Abschnitt der Übertragungsleitung weist eine Vielzahl von Hochspannungskondensatoren auf, ebenso eine Vielzahl von Induktivitäten und ein Paar von Funkenstreckenkugeln, die in einem ringförmigen Teil angeordnet sind. Die die einzelnen Abschnitte der Übertragungsleitung bildenden ringförmigen Teile sind auf einem zentralen zylindrischen Teil aus Isoliermaterial angeordnet. Ein Abschnitt des zylindrischen Teiles weist eine zentrale Bohrung auf, um einen Abschnitt einer Röntgenstrahlröhre aufzunehmen, wobei jedoch die Kathode der Röntgenstrahlröhre von den genannten ringförmigen Teilen

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nicht umgeben ist.

Bei dieser bekannten Konstruktion wird das gesamte zylindrische Teil mit einem Gas, wie beispielsweise Stickstoff, gefüllt, um die erforderliche Hochspannungsisolation zu gewährleisten.

Die Verwendung einer solchen offenendigen Übertragungsleitung mit getrennten Hochspannungskondensatoren und Induktivitäten ist für den vorliegenden Zweck aufwendig, da für jede erzeugte Teilspannung eine Hochspannungskapazität vorgesehen werden muß und darüber hinaus eine Schalteinrichtung bzw. Funkenstrecke für jeden Teilspannungsabschnitt erforderlich ist. Dadurch erhöht sich auch zwangläufig das Gewicht des Röntgengerätes, aber auch dessen räumliche Abmaße. Darüber hinaus muß dieses bekannte Gerät mit einem äußeren Metallmantel ausgestattet werden, um einen ausreichenden Schutz gegen die im Inneren auftretenden Hochspannungen zu gewährleisten.

Bekannt ist auch ein Impulsgenerator, der aus zwei zu einer Spirale aufgewickelten und gegeneinander elektrisch isolierten leitenden Folien besteht, so daß dadurch zwei offenendige bandförmige Übertragungsleitungen gebildet werden, die ein Blatt bzw. Streifen aus elektrisch leitenden Material gemeinsam aufweisen (britische Patentschrift 9 75 911).

Weiter ist aus der US-PS 34 32 664 als Spannungsquelle für eine Röntgenröhre ein Impuls-Hochspannungsgenerator bekannt, dessen Übertragungsleitung von ir> Form einer zylindrischen Rolle angeordneten Folien gebildet ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein tragbares, möglichst einfach aufgebautes Röntgengerät in kompakter Bauweise zu schaffen, welches zugleich einen wirksamen Hochspannungsschutz und einen Schutz gegen in unerwünschten Richtungen austretende Röntgenstrahlung ohne zusätzlichen Aufwand bietet.

Diese Aufgabe wird bei einem Gerät der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die die Übertragungsleitung bildende Rolle aus zwei spiralig und gegeneinander isoliert übereinander gewickelten Kupferfolien besteht, daß die Röntgenröhre so weit innerhalb dieser Rolle angeordnet ist, daß durch die Kupferfolien der Rolle seitlich aus der Röntgenröhre austretende Röntgenstrahlung absorbiert wird, daß die Anode der Röntgenröhre mit dem inneren Spiralende der an diesem Ende der Röntgenröhre nächstliegenden Kupferfolie und daß die Kathode der Röntgenröhre mit dem äußeren Spiralende der anderen Kupferfolie verbunden ist.

Das tragbare Röntgengerät nach der vorliegenden Erfindung braucht also nicht zusätzlich mit Mitteln zum Schutz gegen die Hochspannung im Gerät ausgestattet werden, sondern es braucht lediglich das äußere Ende der äußeren Folie mit Masse oder Erde verbunden werden, wodurch ein sicherer Schutz gegen die Hochspannung im Gerät gewährleistet wird.

Auch ergeben sich durch die besondere Anordnung der Röntgenröhre relativ zum Hochspannungs-Impulsgenerator äußerst kurze Verbindungen zwischen Generator und Röntgenröhre, so daß durch diese Verbindungen die Übertragungsstrecke zwischen Hochspannungs-Impulsgenerator und Röntgenröhre mit einem sehr geringen Induktivitätswert behaftet ist, was sich positiv auf die Flankensteilheit der Wanderwelle auswirkt, die durch die Kupferfolien des Hochspannungsimpulsgenerators bei Triggerung desselben läuft.

Da die die Übertragungsleitung bildende Rolle aus

zwei spiralig übereinander gewickelten Kupferfolien besteht, wird auch ein hoher Schutz gegen seitlich austretende Röntgenstrahlen erreicht, da Kupfer bekanntlich ein Material mil einem hohen Absorpiionskoeffizienten für Röntgenstrahlen ist

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform des tragbaren Röntgengerätes nach der Erfindung, und

F i g. 2 ein Schaltplan des Röntgengerätes nach Fig. 1.

Die F i g. 1 und 2 zeigen ein tragbares Röntgengerät 10. welches eine Röntgenröhre 12 aufweist, die von einer eine Übertragungsleitung bildende Rolle 14 umgeben ist. Die Roile ist aus einer äußeren Kupferfolie 16 und einer inneren Kupferfolie 18 gewickelt. Die Kupferfolien weisen je eine Dicke von 0,00762 cm auf und sind durch Blätter aus Polyes'erfilm, die je 0,0106 cm dick sind gegeneinander elektrisch isoliert. Die Kupferfolien sind so gewickelt, daß man einen Hochspannungs-Impulsgeiierator mit 60 Windungen erhält. Die F i g. 1 zeigt den Generator etwas schematisch, wobei nur einige Windungen der Kupferfolien, die den Generator bilden, gezeigt sind. Die isolierenden Polyesterfilme, die die Kupferfolien voneinander isolieren, sind nicht dargestellt Diese Darstellung wurde der Einfachheit halber und zur besseren Übersicht gewählt. Das innerste Ende der äußeren Kupferfolie 16 ist an die Anode 20 der Röntgenröhre 12 vermittels einer Sammelschiene 22 und einer Kupferieitung 24 angeschlossen. Das äußere Ende der Kupferfolie 16 ist an die Kathode 26 der Röntgenröhre über eine Kupferleitung 28 und über Fingerkontakte 30 angeschlossen. Die innere Kupferfolie 18 ist über ein Kabel 31 an eine Stromquelle 32 angeschlossen, welche diese Folie mit einer Ladespannung versorgt Theoretisch erzeugt der Generator eine Spitzenausgangsspannung, die der doppelten Ladespannung multipliziert mit der Windungszahl der Rolle entspricht In der Praxis sind zwar sehr hohe Spannungen erzeugt worden, jedoch ist die tatsächliche Ausgangsgröße etwas kleiner als der theoretische Wert. Die 60 Windungen des Generators nach diesem Ausführungsbeispiel erzeugen einen Spannungsausgangsimpuls in der Größenordnung von 100 000 Volt, wenn sie mit einer Spannung von 10 000 Volt geladen werden. Sowohl die Röntgenröhre 12 als auch die Rolle 14 sind von einem Gehäuse 34 aus gegossenem dielektrischem Harz umgeben und gehaltert, wobei dieses Gehäuse diese zwei Elemente festhält und auch dazu dient, diese Elemente gegeneinander elektrisch zu isolieren. Das Gehäuse 34 hält außerdem eine durch eine Funkenstrecke gebildete Auslöseeinrichtung 36 fest.

Die gegenüberliegende Seite der Auslöseeinrichtung 36 ist an die Kupferfolien 16 und 18 derart angeschlossen, daß. wenn ein Spannungsimpuls auf der Leitung 38 zur Auslöseeinrichtung 36 gelangt, diese einen geschlosse.-nen Stromkreis zwischen den zwei Kupferfolien 16 und 18 herstellt und dadurch den Generator auslöst.

Im Betrieb wird die innere Kupferfolie 18 der Rolle 14 auf ein negatives Potential von 10 000 Volt aufgeladen, während die Folie 16 auf Massepotential bleibt.

ίο Dann wird ein Spannungsimpuls der Auslöseeinrichtung 36 zugeführt, um die Kupferfolien 16 und 18 kurzzuschließen, wodurch der Generator ausgelöst wird. Eine Wanderwelle breitet sich vorwärts und rückwärts längs der offenendigen Übertragungsleitung aus, die aus den Kupferfolien 16 und 18 besteht, und erzeugt einen hohen Spannungsimpuls in der Größenordnung von 100 000 Volt zwischen den inneren und dem äußeren Ende der Kupferfolien 16 und 18. Während dieses Impulses fließt ein hoher Strom von der Kupferfolie 16 zur Sammelschiene 22 und über die Leitung 24 zu der Anode 20 der Röntgenröhre, weiter durch die Röhre und dann über die Kupferleitung 28 und die Fingerkontakte 30 zurück zu der Rolle. Die Ausbreitung der Wanderwelle und das Erzeugen dieses hohen Spannungsimpulses am inneren Ende der Kupferfoiien 16 und 18 beeinflußt das Potential der äußeren Windung der Folie 16 nicht, so daß letztere während des Betriebes der Vorrichtung auf Massepotential bleibt. Die zum Betrieb der Röntgenröhre erforderliche hohe Spannung wird somit effektiv von einer bedienenden Person isoliert, und zwar durch den Aufbau des Generators selbst. Die der Anode 20 zugeführte hohe Spannung bewirkt, daß Elektronen zu dieser Anode von der Kathode 26 her fließen, die sich auf Massepotenlial befinden. Die auf die Anode 20 auftreffenden Elektronen erzeugen Röntgenstrahlen, die sich in alien Richtungen von der Fläche der Anode 20 ausbreiten. Die Kupferwindungen der Rolle 14 absorbieren jedoch Röntgenstrahlen, die zu den Seiten des Generators hin emittiert werden, so daß die Strahlung nur durch ein Fenster 39 in einer Röntgenschirmkappe 40 zu einem zu untersuchenden Objekt hin austritt. Somit wird eine bedienende Person effektiv vor Röntgenstrahlen geschützt. Messungen zeigen, daß der dargestellte Generator.

dessen Kupferfolieri eine Gesamtdicke von 0,457 cm auf allen Seiten der Röntgenröhre ergeben, 98% der Röntgenstrahlen absorbiert, die die Fläche dieses Generators treffen. Weniger als ein fünfzigstel der Röntgenstrahlen, welches normalerweise in einer ähnlichen Entfernung von der Anode der Röntgenröhre vorhanden sein würde, wenn diese Röhre nicht von dem Generator umgeben sein würde, ist somit an der Außenfläche des dargestellten Generators vorhanden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   21

   Tragbares Röntgengerät mit einer Röntgenröhre, mit einem Hochspannungs-Impulsgenerator zur Speisung der Röntgenröhre, der eine aus zwei elektrisch leitenden, gegeneinander isolierten Teilen bestehende offenendige Übertragungsleitung aufweist, mit deren einem Ende die Anode und mit deren anderem Ende die Kathode der Röntgenröhre leitend to verbunden ist, und der die Form einer zylindrischen hohlen Rolle aufweist und die Röntgenröhre zumindest teilweise konzentrisch umgibt, mit einer Gleichspannungsquelle, deren negativer Pol mit dem an der Kathode der Röntgenröhre liegenden Teil lind deren positiver Pol mit dem anderen Teil der Übertragungsleitung verbunden ist, sowie mit einer Funkenstrecken-Auslöseeinrichtung für den Hochspennungsgenerator, dadurch gekennzeichnet, daß die die Übertragungsleitung bildende Rolle (14) aus zwei spiralig und gegeneinander isoliert übereinandergewickelten Kupferfolien (16, 18) besteht, daß die Röntgenröhre (12) so weit innerhalb dieser Rolle angeordnet ist, daß durch die Kupferfolien der Rolle seitlich aus der Röntgenröhre austretende Röntgenstrahlung absorbiert wird daß die Anode (20) der Röntgenröhre (12) mit dem inneren Spiralende der an diesem Ende der Röntgenröhre nächstliegenden Kupferfolie (16) und daß die Kathode (26) der Röntgenröhre (12) mit dem äußeren Spiraiende der anderen Kupferfolie (18) verbunden ist.