DE2129211C2 - Röntgendiagnostikapparat mit während einer Aufnahme kontinuierlich abgesenktem Röntgenröhrenstrom und ansteigender Röntgenröhrenspannung - Google Patents

Description

Röntgendiagnostikapparat mit während einer Aufnähme kontinuierlich abgesenktem Röntgenröhren-Strom und ansteigender Röntgenröhrenspannung.

Die Erfindung betrifft einen Röntgendiagnostikapparat mit einem Hochspannungstransformator zur Erzeugung der Röntgenröhrenspannung, mit während der Dauer der Aufnahme kontinuierlich durch Mittel zur Beeinflussung der Absenkgeschwindigkeit des Röntgenröhrenstroms abgesenktem Röntgenröhrenstrom, mit einem infolge des Innenwiderstandes des Hochspannungserzeugers kontinuierlichen Anstieg der Röntgenröhrenspannung von einem vorgebbaren Anfangs- bis zu einem Endwert und mit einem Belichtungsautomaten. Ein solcher Apparat ist aus der DE-AS 10 75 229 bekannt.

Weiter sind Röntgendiagnostikapparate mit Organbzw. Organgruppentechnik bekannt (s. Werbedruckschrift »Automatos« der »Eleciricitäts-Gesellschaft Sanitas«, Berlin 1941, Druckzeichen 1798.1.41.C-Is). Bei derartigen Röntgendiagnostikapparaten weiden mit einem Organ- bzw. Organgruppenwähler in Gestalt eines vielstufigen Schalters oder eines Drucktastensatzes alle für das betreffende Organ erforderlichen Aufnahmewerte eingestellt

Bei Benutzung eines Belichtungsautomaten in Verbindung mit einer solchen Organautomatik werden mit der Wahl des Organs zusätzlich die entsprechende Filmschwärzung und das Meßfeld der Belichtungsmeßkammer vorgewählt.

Bei dieser Art der Organautomatik kann es jedoch bei Patienten etwa gleicher Stärke aber stark unterschiedlicher .Absorption zu unzulässig langen Belichtungszeiten kommen. Dies ist besonders dann der Fall, wenn mit einem Belichtungsautomaten und fallender Last gearbeitet wird. Bei dieser Belastungsart der Röntgenröhre gleitet der Röhrenstrom von einem Höchstwert beim Einschalten auf einen wesentlich niedrigeren Wert ab. Die Hochspannung wird durch im Apparat vorhandene Mittel annähernd konstant gehalten. Der Belichtungsautomat schaltet nach Erreichen der gewünschten Filmschwärzung den Röntgenapparat ab. Die in der Praxis auftretende Schwankungsbreke der Belichtungszeit ist dabei unzulässig groß.

Dem soll nach DE-PS 11 26 526 dadurch abgeholfen werden, daß während der Röntgenaufnahme die Röntgenröhrenspannung erhöht wird, indem der Stromabnehmer eines verstellbaren Widerstandes im Primärkreis des Hochspannungstransformator? zwischen einstellbaren Endstellungcn verfahren wird. Diese Stellvorrichtung muß für den relativ hohen Primärstrom des Hochspannungstransformators dimensioniert sein. Sie wäre daher groß und nur unter Schwierigkeiten für eine hohe Regelgeschwindigkeit auszulegen. Röntgendiagnostikapparate dieser Bauart konnten sich nicht durchsetzten.

Bei der eingangs erwähnten Einrichtung nach der DE-AS 10 75 229 wird mit dem Einschalten der Hochspannung der Röhrenstrom durch plötzliches Fallen der Heizleistung der Kathode mittels zweier verstellbarer Widerstände im Heizkreis so herabgesetzt, daß die Hochspannung verhältnismäßig schnell ansteigt. Es wird ein Hochspannungstransformator mit hohem inneren Widerstand verwendet, um die gewünschte Wirkung zu erreichen.

Diese Röntgendiagnostikapparate enthalten keinen Stelltransformator und keine Mittel zum Einstellen verschiedener objektbezogener Röhrenspannungsbereiche. Es wird während jeder Aufnahme der ganze Spannungsbereich durchfahren, der für die in der Absorption und Dicke unterschiedlichsten Patienten erforderlich ist.

Patienten mit hoher Absorption und größerer Dicke werden dabei einer unnötig hohen Strahlenbelastung ausgesetzt, weil die Aufnahme bei so niedrigen Röhrenspannungs-Werten beginnt, daß die dabei erzeugte Röntgenstrahlung praktisch nicht zur Bildgebung beiträgt. Langzeitaufnahmen können mit diesem

Röntgendiagnostikapparat nicht angefertigt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Röntgendiagnostikapparat der im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzten Art so auszubilden, daß in Abhängigkeit von den an einem Organ- bzw. Organgruppenwähler eingestellten Aufnahmeobjekten der zeitliche Verlauf der Röntgenröhrenspannung während der Aufnahme optimiert wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I angeführten Maßnahmen gelöst.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind bei einem Apparat mit mindestens zwei verstellbaren Widerständen im Heizkreis der Röntgenröhre diese Widerstände in Abhängigkeit von der Stellung des Organ- bzw. Organgruppenwählers einschaltbar, wobei der eine dieser Widerstände für Kurzzeitaufnahmen ausgelegt ist und sofort bei Aufnahmebeginn durch Öffnen eines Schalters mit seinem vollen Widerstandswert wirksam wird, während der andere Widerstand für Langzeitaufnahmen ausgelegt ist und durch einen Motor verstellt wird.

Es können auch mehr als zwei Widerstände vorgesehen werden, insbesondere wenn der Röntgendiagnostikapparat mehrere Röntgenstrahier t'etreibt, wobei Röntgenröhren unterschiedlicher Charakteristik angeschlossen sind.

Damit die gewünschte Zunahme der Röntgenröhrenspannung während der Dauer der Aufnahme bei Langzeitaufnahmen, z. B. für die Lendenwirbelsäule, oder bei Kurzzeitaufnahmen wie der Lunge, des Herzens und des Magens bei entsprechender Änderung der Röhrenheizung und daraus resultierend des Röntgenröhrenstromes sichergestellt werden kann, werden in die Verbindungsleitung zwischen Stelltransformator und Hochspannungstransformator ein oder mehrere Widerstände in Abhängigkeit von der Stellung des Organ- bzw. Organgruppenwählers eingeschaltet, um entsprechend dem aufzunehmenden Organ für die Hochspannungserzeugung unterschiedliche Generatorinnenwiderstände zu erzeugen. Auf diese Weise können bei gleichen Röntgenröhrenstrom-Änderungen unterschiedlich starke Röntgenröhrenspannungs-Änderungen bewirkt werden.

Der Spannungsabgriff am Stelltransformator in Abhängigkeit von der Stellung des Organ- bzw. Organgruppenwählers kann über verschiedene feste Anzapfungen geschehen; es kann aber auch ein Stelltransformator mit einer Motor-Ni.chlaufsteuerung verwendet werden.

Für die genaue Einstellung von Aufnahmeparametern an einem Röntgendiagnostikapparat wird ein für jeden Einsatzort gleicher Netzwiierstarid vorausgesetzt. Da die tatsächlichen Netzinnenwiderstände je nach Anschlußort verschieden sind, v/erden zur Anpassung an einen nominalen Wert Zusatzwiderstände in die Netzleitung geschaltet. Diese Zusatzwiderstände begrenzen andererseits auch die dem Netz entnehmbare elektrische Leistung.

Bei speziellen Schweraufnahmen kann es deshalb sinnvoll sein, diesen in der Netzleitung liegenden Widerstand in Abhängigkeit von der Stellung des Organ- bzw. Organgruppenwählers ganz oder teilweise zu überbrücken.

Bei der Herstellung von Röntgenaufnahmen durch Photographieren des Röntgenbildverstärker-Ausgangs-Schirmes mit einer Kamera (sog. Indirektaufnahmetechnik) wird nur ein Bruchteil der Strahlungsdosis benötigt, die für eine Direktaufnahme mit üblichem Röntgenfilm und Verstärkungsfolien erforderlich ist. Damit die Aufnahmezeit nicht so kurz wird, daß sie von dem betreffenden Steuerorgan nicht mehr geschallet werden kann, und damit gleichzeitig der Kontrast der Aufnahmen erhöht wird, ist nach einer anderer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, einen weiteren Widerstand zur Reduzierung der Röntgenröhrenspannung in die Verbindungsleitung zwischen der Primärwicklung des Hochspannungstransformators und dem Stelltransformator einzuschalten, wenn bei gleicher Stellung des Organ- bzw. Organgruppenwählers von der Direktaufnahmetechnik auf die Indirektaufnahmetechnik übergegangen wird.

Der Verlauf des Anstiegs der Röntgenröhrenspannung kann durch den zeitlichen Verlauf der Röntgenröhrenheizleistung beeinflußt werden. Es ist z. B. möglich, die Röntgenröhrenspannung anfangs langsam und danach schneller oder auch im umgekehrten Sinne anfangs schnell und danach langsamer ansteigen zu lassen. Die Röntgenröhrenspannung beginnt mit dem Anfangswert und strebt in vorgegebenem Verlauf dem Endwert zu und bleibt dort stehen, wenn nicht vorher der Belichtungsautomat die Aufnahme beendet hat.

Die Steuerung der Röntgenröhrenl.eizung kann dadurch erfolgen, daß im Heizkreis Widerstände dazugeschaltet oder von einem Motor im Widerstsndswert verstellt werden; sie kann aber auch von einer elektron.ichen Einrichtung, z. B. durch in den Heizkreis eingeschaltete, antiparallele Thyristoren mit entsprechender Steuereinrichtung, ausgeführt werden.

Im folgenden wird die Erfindung ^n einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, dessen Schaltkreise zur Hochspannungserzeugung und zur Heizungssteuerung in der Zeichnung dargestellt sind.

Die Netzspannung wird über eine Kontaktrolle 31 an einen Stelltransformator 30 geführt, von dem nur ein Wicklungsstrang dargestellt ist. Bei einer Abweichung der Netzspannung von ihrem Nennwert wird die Kontaktrolle 31 so verstellt, daß die Abweichung unwirksam wird, d. h. der Nominalwert der Windungsspannung am Stelltransformator 30 vorhanden ist. tiner der Abgriffe 19,20 oder 21 wird über einen der Schalter 16, 17 oder 18 und Anschlußleitungen 22, 23 oder 24 an einen Widerstand 28 geführt. Teilstücke des Widerstandes 28 sind je nach Schaltstellung der Schalter 14 und 15 überbrückbar. In der Rückleitung'zum Netz liegt ein Widerstand 25, der über einen Schalte¹· 26 teilweise kurzgeschlossen werden kann.

Die Schalter 14 bis 18 und 26 werden von dem im Bild nicht dargestellten Organ- bzw. Organgruppenwähler gesteuert, wobei die Schalter 16 bis 18 die Höhe der Röntgenröhrenspannung bestimmen und die Schalter 14, 15 und 26 in ihrer Schaltkombination den Innenwiderstand des Hochspannungserzeugers festle gen.

Vom Widerstand 28 führt ein weiterer Widerstand 27 über einen Kontakt 12' an die Primärwicklung 1 eines Hochspannungstransformators und vom anderen Anschluß der Primärwicklung 1 über einen Kontakt 12 an den Stelltransformator 30 zurück. Die Kontakte 12 und 12' werden von der Aufnahmeschützspule 11 gesteuert. Der Widerstand 27 ist bei Direktaufnahmetechnik durch einen Schalter 29 überbrückt; bei Indireklaufnahmetechnik wird er freigegeben.

Die Sekundärwicklungen 2 und 2' des Hochspannungstransformators sind an Gleichrichterbrücken 3 und 3' geführt, d~ren positiver bzw. negativer Hochspannungsausgang an der Anode bzw. Kathode

einer Röntgenröhre 4 liegen.

Die Röntgenstrahlung tritt an der Anode der Röntgenröhre 4 aus, durchdringt einen Patienten 38 und eine Meßkammer 36, ehe sie vom Film in einer Kassette 37 registriert wird.

Ein Belichtungsautomat 35 enthält eine elektronische Baugruppe zur Integration des lonisationsstromes aus der Meßkammer 36. Sobald das zeitliche Integral des Meßkammerstromes einen vorbestimmten Pegel erreicht, unterbricht der Belichtungsautomat 35 den in Steuerkreis der Aufnahmeschützspule 11, wodurch die Kontakte 12 und 12' öffnen. Dadurch ist die Hochspannungserzeugung unterbrochen und deshalb die Röntgenaufnahme beendet. Schalter 32, 33 und 34 sind Sicherheitsschalter zur Beendigung der Röntgenaufnahme, die unabhängig vom Belichtungsautomaten 35 für jedes Organ eine bestimmte maximale Grenzzeit zulassen. Die Schalter 32 bis 34 werden von Nocken auf der Welle eines Getriebemotors 8 betätigt.

Dei Hcizkicis der Röntgenröhre
Seite der Zeichnung dargestellt. Ein magnetischer Konstanthalter 7 liefert an seinen beiden Anschlüssen eine stabilisierte Wechselspannung. Über eine Reihenschaltung von Widerständen wird diese Spannung an eine Primärwicklung 6 eines Heiztransformators ge- 2Ί führt, dessen Sekundärwicklung 5 direkt die Glühkathode der Röntgenröhre 4 speist. Die Größe des Reihenwiderstandes im primärseitigen Heizkreis bestimmt die momentane Heizleistung.

Schalter 3'il¹ bis 42 werden je nach Stellung des Organ-bzw. Organgruppenwählers angesteuert. Dabei bestimmen die Schaller 39 und 40 zusammen mit dem zugeordneten Widersland die Heizleistung unmittelbar vor Beginn der Aufnahme, in der sog. Vorbereitungszeit.

Der Gelriti'L-niotor 8 verstellt mit seiner Abtriebswelle einen .Stellwiderstand 9, und zwar für jede Aufnahme um einen vollen Durchlauf. Vor Beginn jeder Aufnahme ist ein .Schalter 13 geschlossen: er wird kurz nach Beginn der Aufnahme durch den Getriebemotor 8 geöffnet.

Für Kurz/eitaufnahmen ist der Schalter 42 geschlossen, so daß der Stellwiderstand 9 unwirksam ist, und der Schalter 41 geöffnet. Dadurch wird kurz nach Beginn der Aufnahme ein Widerstand 10 wirksam, wodurch sich eine schnelle Absenkung des Rönlgenröhrenstromes und damit ein «.chneller Anstieg der Röntgenröhrenspannung ergibt.

Für Langzeitaufnahmen ist der Schalter 41 geschlossen ίί"ίί de," Schalter 42 «£r*ffnf»i riaHurrh wir-H während der Aufnahme der Stellwiderstand 9 wirksam, der über die Verstellung durch den Getriebemotor 8 eine allmähliche Absenkung der Heizleistung und damit eine langsamen: Absenkung des Röntgenröhrenstromes und hieraus folgend einen langsameren Anstieg der Röntgenröhrenspannung steuert. Die gezeichnete Stellung des Abgriffs an Widerstand 9, die dem Kurzschluß des Widerstandes 9 entspricht, ist die Ausgangsstellung zu Begi: /jeder Aufnahme.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Röntgendiagnostikapjparat mit einem Hochspannungstransformator zur Erzeugung der Röntgenröhrenspannung, mit während der Dauer der Aufnahme kontinuierlich durch Mittel zur Beeinflussung der Absenkgeschwindigkeit des Röntgenröhrenstroms abgesenktem Röntgenröhrenstrom, mit einem infolge des Innenwiderstandes des Hochspannungserzeugers kontinuierlichen Anstieg der Röntgenröhrenspannung von einem vorgebbaren Anfangs- bis zu einem Enidwert und mit einem Belichtungsautomaten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Organ- bzw. Organgruppen-Wähler vorhanden ist, daß die Mittel (9,10,13,39 bis 42) zur Beeinflussung der Röntgenröhrenstrom-Absenkgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Stellung des Organ- bzw. Organgruppen-Wählers gesteuert sind, daß darüberhinaus in Abhängigkeit von der Stellung des Organ- bzw. Organgruppen-Wählers geheuerte Mittel (16 bis 18) zum Einstellen der an einem Stelltransformator (30) zur Speisung des Hochspannungstransformators (1, 2, 2') abgenommenen Spannung vorgesehen sind und daß in die Verbindung vom Stelltransformator (30) zum Hochspannungstransformator (1,2,2') unterschiedliche Widerstände (28) mittels vom Organ-bzw. Organgruppen-Wähler gesteuerter Schaltmittel (14, 15) einschaltbar sind.

2. Röntgendiagnostikapparat nach Anspruch 1 mit mindestens zwei verstellbaren Widerständen im Heizkreis de- Röntgenröhre, dadurch gekennzeichnet, daß diese Widerstände (<*- 10) in Abhängigkeit von der Stellung des Organ- bzw. Organgruppen-Wählers einschaltbar sin'J, wobei von ihnen ein Widerstand (10) in seinem Viderstandswert für Kurzzeitaufnahmen und ein durch einen Motor (8) während der Aufnahme verstellbarer Widerstand (9) für Langzeitaufnahmen ausgelegt ist.

3. Röntgendiagnostikapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (10) für Kurzzeitaufnahmen durch Öffnen eines Schalters (13) bei Beginn der Aufnahme mit seinem vollen Widerstandswert wirksam wird.

4. Röntgendiagnostikapparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Widerstand (27) zur Reduzierung der Röntgenröhrenspannung in die Vcrbindungsleitung zwischen der Primärwicklung (1) des Hochspannungstransformators und dem Stellungstransformator (30) durch Öffnen eines weiteren Schalters (29) eingeschaltet wird, wenn bei gleicher Stellung des Organ- bzw. Organgruppenwählers von der Direktaufnahmetechnik auf die Indirektaufnahmetechnik mittels Röntgenbildverstärker übergegangen wird.