DE2304427A1 - Roentgendiagnostikeinrichtung mit mitteln zur veraenderung der roentgenroehrenspannung - Google Patents
Roentgendiagnostikeinrichtung mit mitteln zur veraenderung der roentgenroehrenspannungInfo
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Description
Siemens Aktiengesellschaft Erlangen, 29. Januar 1973
Henkestraße 127
VPA 73/5011 Tp/Kam
Röntgendiagnostikeinrichtung mit Mitteln zur Veränderung der Röntgenröhrenspannung
Die Röntgenröhrenspannung, die zur Anfertigung von Röntgendurchleuchtungen
oder Aufnahmen angewandt wird, hängt von dem zu durchstrahlenden Bereich des Patienten und vom dem vom Benutzer
gewünschten Bildkontrast ab. Damit Körperteile oder -organe mit hoher Dichte, z„B. Knochen, oder verdeckt liegende Körperteile
oder -organe auf einem Röntgenbild diagnostisch ausgewertet werden können, ist es erforderlich, hohe Röntgenröhrenspannungen
anzuwenden. Die Anwendung hoher Röntgenröhrenspannungen hat aber den Nachteil, deß der Bildkontrast gering ist und daß Körperteile
und -organe, für deren Abbildung eine niedrigere Röntgenröhrenspannung ausreichen würde, nicht optimal wiedergegeben werden.
Wird andererseits zur Erzielung eines guten Bildkontrastes eine niedrigere Röntgenröhrenspannung angewandt, so werden die Körperteile
und -organe mit hoher Dichte oder verdeckt liegende Körperteile und -organe nicht in ausreichendem Maße von der Röntgenstrahlung
durchdrungen und daher schlecht abgebildet.
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Damit sich der Arzt ein klares Bild von dem durchstrahlten Bereich
eines Patienten machen kann, ist es häufig erforderlich', mehrere Röntgenaufnahmen mit unterschiedlichen Röntgenröhrenspannungen
anzufertigen. Insbesondere bei Thoraxaufnahmen reicht die Anfertigung eines einzigen Bildes häufig nicht aus, weil
einerseits zur Erzielung eines guten Bildkontrastes eine niedrige Röntgenröhrenspannung erwünscht ist, andererseits zum
Durchdringen aller Körperstellen aber hohe Röntgenröhrenspannungen erforderlich sind,
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Röntgendiagnostikeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es ermöglicht, Röntgenbilder
mit wesentlich besserer Bildqualität als beim Stand der Technik anzufertigen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Anordnung zur Beeinflussung der Röntgenröhrenspannung während einer Durchleuchtung
oder Aufnahme im Sinne der Überlagerung mindestens eines Hartstrahl- und mindestens eines Weichstrahlbildes, bei der
die Dosis für das Hartstrahl- und für das Weichstrahlbild manuell einstellbar ist. Der Erfindungsgegenstand ermöglicht es,
Bilder zu erzeugen, die die Forderung nach einem guten Bildkontrast und damit guter Detailerkennbarkeit und ausreichender ·
Durchstrahlung der Körperteile oder -organe hoher Dichte besser erfüllen als die bekannten Röntgendiagnostikeinrichtungen.
Es sind zwar Röntgendiagnostikeinrichtungen bekannt, bei denen
die Röntgenröhrenspannung während einer Durchleuchtung oder Aufnahme nicht exakt konstant ist, sondern sich, verändert. Hierzu
gehören z.B. die Röntgendiagnostikeinrichtungen für Zweipulsbetrieb, bei denen an der Röntgenröhre eine Spannung liegt, die
entsprechend der Aneinanderreihung von Sinushalbwellen verläuft. Bei diesen Röntgendiagnostikeinrichtungen ist aber der "Verlauf
der Röntgenröhrenspannung während einer Durchleuchtung oder Auf-
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nähme nicht manuell beeinflußbar, sondern fest vorgegeben. Weil
die Röntgenröhrenspannung dabei nicht im Sinne der Erzielung eines optimalen Röntgehbildes verläuft, sondern durch die Bemessung
der RöntgendiagnD stikeinrichtung oder die Netzspannung bestimmt
ist, sind den bekannten Röntgendiagnostikeinrichtungen keine Hinweise hinsichtlich der Verbesserung der Bildqualität
im Hinblick auf die vorliegende Erfindung entnehmbar.
¥eitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung der Figuren. Es zeigen:
Fig. 1 ein Beispiel für den zeitlichen Verlauf der Röntgenröhrenspannung
bei einer Röntgendiagnostikeinrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 das Blockschaltbild einer Röntgendiagnostikeinrichtung
nach der Erfindung,
Fig. 3 den Hochspannungsteil einer Röntgendiagnostikeinrichtung
gemäß der Erfindung-, und
Fig. 4 und 5 Varianten des zeitlichen Verlaufs der Röntgenröhrenspannung
während einer Durchleuchtung oder Aufnahme.
In der Fig. 1 ist ein Beispiel für den erfindungsgemäßen Verlauf der Röntgenröhrenspannung während der Durchleuchtung oder während
der Anfertigung einer Röntgenaufnahme dargestellt. Die Röntgenröhrenspannung schwankt dabei rechteckimpulsförmig zwischen
einem Maximalwert U1 und einem Minimalwert U2 während der Durchleuchtungs- oder Aufnahmezeit t. Die Spannung U1 ist
dabei so gewählt, daß alle Körperteile und -organe sicher von
der Röntgenstrahlung durchdrungen werden. Die Spannung U2 ist so gewählt, daß diejenigen Körperteile und -organe, die eine
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geringe Dichte besitzen, mit gutem Kontrast abgebildet werden. Das Verhältnis der Zeit ti, während der die Spannung U1 an der
Röntgenröhre liegt, zur Zeit t2, während der die Spannung U2 an der Röntgenröhre liegt, wird so gewählt, daß eine optimale Bildqualität
erzielt wird,, Diese Bildqualität ist, wie Untersuchungen
ergeben haben, wesentlich besser, als wenn eine Durchleuchtung oder Aufnahme mit der Spannung U1 oder mit der Spannung U2
oder mit einer dazwischenliegenden Spannung konstanten Verlaufs angefertigt wird« Das Verhältnis der Zeit ti und der Zeit t2
wird empirisch ermittelte
Der Röntgendiagnostikeinrichtung gemäß Fig. 2 liegt der Spannungsverlauf gemäß Fig. 1 zugrunde. Sie enthält eine Röntgenröhre 1,
die einen Patienten 2 durchstrahlt, einen Röntgenbildverstärker 3, eine Filmkamera 4, eine Fernsehkamera 5 und ein Sichtgerät 6.
Der Bildverstärker-Fernsehkette 3 bis 6 ist noch eine nicht dargestellte bekannte Fernsehzentrale zur Erzeugung der Synchronsignale
zugeordnet.
Zwischen der Fernsehkamera 5 und dem Sichtgerät β liegt ein Umschalter
7 j der durch eine Synchronisieranordnung 8 periodisch betätigbar ist und das Ausgangssignal der Fernsehkamera 5 dem
Sichtgerät 6 entweder über das Stellglied 9 und den Verstärker oder über das Stellglied 11 und den Verstärker 12 zuführt. Der
die Röntgenröhre 1 speisende Röntgenapparat 13 ist ebenfalls an
der Synchronisieranordnung 8 angeschlossen. Ihm ist ein Stell-
t1
mittel 25 für das Tastverhältnis ψτ? und die Höhe der Spannungen
U1 und U2 zugeordnet.
Die Speisung der Röntgenröhre 1 erfolgt, wie schon erwähnt, mit einer Spannung gemäß Fig. 1. Synchron mit dem Verlauf dieser
Spannung bewirkt die Synchronisieranordnung 8 die Umschaltung des Umschalters 7. Der Umschalter 7 nimmt daher z.B. während
der Zeiten ti seine voll ausgezogene Stellung und während der
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Zeiten t2 seine gestrichelt gezeichnete Stellung ein. Dadurch ist erreicht, daß das ein Hartstrahlbild verkörpernde Signal
über die Elemente 11 und 12 und das ein ¥eichstrahlbild verkörpernde
Signal über die Elemente 9 und 10 geleitet wird. Beide Bilder erscheinen somit wechselweise auf dem Sichtgerät 6. Ihre
Intensität ist durch die Stellglieder 9 und 11 einstellbar. Die Stellglieder 9 und 11 ermöglichen somit die optimale Einstellung
des Bildes am Sichtgerät 6. Zur optimalen Einstellung sind ferner das Tastverhältnis der Röntgenröhrenspannung gemäß Fig. 1
und die Spannungen U1 und U2 noch am Röntgenapparat 13 einstellbar.
Die Impulsfolgefrequenz der Röntgenröhrenspannung und damit der Bilder auf dem Sichtgerät 6 ist so gewählt, daß sich
das Hartstrahl- und das Weichstrahlbild auf dem Sichtgerät 6 für den Betrachter überlagert. Der Betrachter hat die Möglichkeit,
die Röntgendiagnostikeinrichtung zwischen der vollständigen
Unterdrückung der Übertragung eines dieser beiden Bilder und der gleichv/ertigen Übertragung frei einzustellen. Wenn die
optimale Einstellung gefunden ist, kann am Sichtgerät 6 eine Röntgenaufnahme durch die Filmkamera 4 angefertigt werden.
Die Fig. 3 zeigt, daß die Röntgenröhre 1 von einem Drehstrom-Hochspannungstransformator
14 gespeist wird, welcher zwei Gruppen von Sekundärwicklungen und zwei Hochspannungsgleichrich- .
ter 15 und 16 besitzt, die in Reihe geschaltet sind. In Reihe
zur Röntgenröhre 1 liegen zwei Trioden 17 und 18, mit deren
Steuergitter zwei Steuereinrichtungen 19 und 20 verbunden sind. Ein Impulsgeber 21 bewirkt über die Steuergitter der Trioden 17
und 18 die periodische Veränderung der Widerstände dieser Trioden in der Weise, daß an der Röntgenröhre 1 abwechselnd die
Spannungen U1 und U2 liegen. Das Tastverhältnis des Impulsgebers 21 ist mittelö einer Handhabe 22 einstellbar. Ferner sind
die Spannungen U1 und U2 durch ein auf die Steuereinrichtungen
19 und 20 einwirkendes Stellglied 26 einstellbar.
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— D
— ο —
Im Rahmen der Erfindung ist es nicht erforderlich, daß die Spannung an der Röntgenröhre entsprechend der Fig. 1 verläuft, d.h.
daß wechselweise ein hoher und ein niedriger Spannungswert entsprechend einem rechteckimpulsförmigen Terlauf aufeinanderfolgt.
Gemäß Fig. 4 kann die Röntgenröhrenspannung auch gemäß einer vorgegebenen Funktion während der Anfertigung einer Aufnahme von
Null auf einen Maximalwert ansteigen. Die Beendigung einer Röntgenaufnahme erfolgt gemäß Fig. 4 im Zeitpunkt t3. Die Funktion,
nach der der Anstieg der Röntgenröhrenspannung erfolgt, wird auch hier so gewählt, daß eine Röntgenaufnahme aus mindestens
zwei Einzelbildern, und zwar aus einem Weichstrahlbild und einem Hartstrahlbild besteht. Dem Weichstrahlbild ist dabei die
Spannung U3 und dem Hartstrahlbild die Spannung U4 zugeordnet.
Gemäß Fig. 5 kann die Röntgenröhrenspannung während der Anfertigung
einer Aufnahme auch bis zur Beendigung der Aufnahme im Zeitpunkt t4 treppenförmig ansteigen, wobei die Spannungen U5,
U6 und U7 so gewählt sind, daß sich drei Bilder, ein Hartstrahlbild, ein Weichstrahlbild und ein Bild mittlerer Qualität überlagern.,
Wesentlich ist auch hier, daß die Röntgenröhrenspannungen für mindestens zwei Teilbilder, welche sich überlagern,
manuell einstellbar sind. Die Höhe der Spannungen U5 bis U7 und die Zeitdauer, während der diese Spannungen an der Röntgenröhre
liegen, werden so festgelegt, daß die gewünschte Bildqualität erzielt wird0
Ein Röntgenröhrenspannungsverlauf gemäß Fig. 4 oder Fig. 5 zur Anfertigung einer Röntgenaufnahme kann bei Verwendung eines
Röntgenapparats gemäß Figo 3 dadurch erzielt werden, daß der
Impulsgenerator 21 durch einen Funktionsgenerator ersetzt wird, der die Widerstände? der Trioden 17 und 18 gemäß dem gewünschten
Röntgenröhrenspannungsverlauf während der Anfertigung einer Aufnahme steuert.
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Die Spannungsumschaltung kann bei einem treppenförmigen Verlauf gemäß Fig. 5 auch durch einen Belichtungsautomaten erfolgen, an
dem die gewünschte Dosis für jede Spannung eingestellt wird. Der Belichtungsautomat bewirkt dann im Zeitpunkt t5 die Umschaltung
von der Spannung U5 auf die Spannung U6 und im Zeitpunkt t6
die Umschaltung von der Spannung U6 auf die Spannung U7. Die
Aufnahme wird automatisch im Zeitpunkt t4 beendet.
Die Veränderung der Röntgenröhrenspannung zur Erzeugung eines
Röntgenbildes kann im Rahmen der Erfindung auch durch Stellmittel im Primärkreis des Hochspannungstransformators erfolgen. In
diesem Zusammenhang kann die Vorkontaktzeit des Aufnahmeschützes
entsprechend der gewünschten Umschaltzeit von einer niedrigen auf eine hohe Röntgenröhrenspannung bemessen sein. Die Vorkontaktzeit ist dabei diejenige Zeit, während der die Primärwicklung
des Aufnahmeschützes über einen Vorwiderstand an das Netz angeschaltet wird.
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Claims (7)
1. JRöntgendiagnostikeinrichtung mit Mitteln zum Verändern
der Röntgenröhrenspannung während einer Durchleuchtung oder Aufnahme, gekennzeichnet durch eine Anordnung
(13) zur Beeinflussung der Röntgenröhrenspannung während einer Durchleuchtung oder Aufnahme im Sinne der Überlagerung
mindestens eines Hartstrahl- und mindestens eines Weichstrahlbildes, bei der die Dosis für das Hartstrahl- und das Weichstrahlbild
manuell einstellbar ist.
2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenröhrenspannung während einer
Durchleuchtung oder Aufnahme zwischen einem hohen Wert (U1) und einem niedrigen Wert (U2) rechteckimpulsförmig umschalt-
ft1)
bar ist, wobei das Tastverhältnis frrkr einstellbar ist.
bar ist, wobei das Tastverhältnis frrkr einstellbar ist.
3. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 2, mit einer Bildverstärker-Fernsehkette, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
der Fernsehkamera (5) und dem Sichtgerät (6) ein synchron mit der Röntgenröhrenspannungsumschaltung betätigbarer Umschalter
(7) liegt, dessen beiden Ausgängen je ein Verstärker (9, 10;
11, 12) mit einstellbarem Verstärkungsgrad nachgeschaltet ist und daß die Verstärkerausgänge mit dem Sichtgerät (6) verbunden
sind, wobei die Impulsfolgefrequenz so gewählt ist, daß sich das Hartstrahl- und das Weichstrahlbild auf dem Sichtgerät (6)
für den Betrachter überlagern.
4. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Röntgenröhrenspannung während einer
Durchleuchtung oder Aufnahme treppenförmig umschaltbar ist (Fig. 5).
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5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung durch einen Belichtungsautomaten
erfolgt, an dem die jedem Spannungswert zugeordnete Dosis einstellbar ist.
6. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Funktionsgenerator zur Veränderung der Röntgenröhrenspannung entsprechend einer vorgegebenen Funktion
vorhanden ist« · ■
7. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit mindestens einer in Reihe zur Röntgenröhre (1) liegenden
Triode (17» 18) zur Steuerung oder Regelung der Röntgenröhrenspannung,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anordnung (19 bis 21) zur Beeinflussung der Röntgenröhrenspannung am Steuergitter· der Triode (17, 18) liegt.
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