DE2539898C2 - Röntgendiagnostikapparat mit einem Stellmittel für den Röntgenröhrenheizstrom enthaltenden Regelkreis für einen vom Röntgenröhrenstrom abhängigen Aufnahme-Parameter - Google Patents
Röntgendiagnostikapparat mit einem Stellmittel für den Röntgenröhrenheizstrom enthaltenden Regelkreis für einen vom Röntgenröhrenstrom abhängigen Aufnahme-ParameterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Röntgendiagnostikapparat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein Röntgendiagnostikapparat dieser Art ist in der DE-OS 22 04 453 beschrieben. Bei diesem bekannten
Rönigendiagnostikapparat erfolgt eine Regelung der Dosisleistung durch Beeinflussung der Röntgenröhrenspannung
und des Röntgenröhrenstromes. Der Speicher enthält dabei ein festes Programm, das den Heizstrom
der Röntgenröhre und damit den Röntgenröhrenstrom in Abhängigkeit von der Röntgenröhrenspannung
festlegt Bei diesem Röntgendiagnostikapparat können zu Beginn einer Aufnahme relativ starke Abweichungen
des geregelten Aufnahmeparameters von dem gewünschten Sollwert auftreten.
In der DE-OS 24 48 754 ist eine Regelschaltung für den Heizstrom einer Röntgenröhre beschrieben, bei der
to vor dem Einschalten der Röntgenröhre der Heizstrom so festgelegt wird, daß beim Einschalten der Röntgenröhre
der gewünschte Röntgenröhrenstrom fließt Zur Erzeugung der Heizspannung ist dabei ein Generator
für eine rechteckimpulsförmige Wechselspannung vor-
'5 handen, dessen Impuls-Pausen-Verhältnis durch Stellmittel
beeinflußt wird. Die Festlegung des Heizstromes der Röntgenröhre vor dem Einschalten erfolgt dabei
nach einer festen Zuordnung zu gewählten Parametern. Es werden also Röntgenröhrenalterung und Austausch
von Röntgenröhren nicht automatisch berücksichtigt Die Steuerung des Heizstromes der Röntgenröhre
erfolgt über eine elektronische Schaltvorrichtung im Heizkreis, der Rechteckimpulse zugeführt werden,
deren Impuls-Pausenverhältnis den jeweiligen Effektivwert des Heizstromes festlegt
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgendiagnostikapparat der im Oberbegriff vorausgesetzten
Art so auszubilden, daß
HNDEFUJNGEN DER RöNTGENRöHRENDATEN
AUTOMATISCH BERÜCKSICHTIGT WERDEN.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1
angegebenen Ausbildung. Bei dem srfindungsgemäß .
ausgebildeten Röntgendiagnostikapparat »merkt« sich ein Speicher während einer Aufnahme zu jeder
Pöntgenröhrenspannung und weiteren Aufnahme-Parametern den jeweils eingestellten Röntgenröhrenheizstrom
und stellt den Röntgenröhrenheizstrom vor Beginn der nächsten Aufnahme mit derselben Röntgenröhrenspannung
und denselben weiteren Aufnahmeparametern so ein, daß zu Beginn dieser Aufnahme etwa
bereits der richtige Röntgenröhrenstrom fließt. Bei einer Alterung der Röntgenröhre erfolgt automatisch
eine Veränderung der gespeicherten Röntgenröhrenheizstromwerte. Bei Verwendung des Röntgendiagnostikapparats
in Verbindung mit mehreren Röntgenröhren beschreibt ein Aufnahme-Parameter, welche der
Röntgenröhren betrieben werden soll und zu jeder Röntgenröhre und zu jeder Röntgenröhrenspannung
läßt sich der sich bei einer Aufnahme ergebende Röntgenröhrenheizstrom speichern. Es ist ebenso
möglich, den Röntgenröhrenheizstrom nicht nur für jede Röntgenröhrenspannung und jede angeschlossene
Röntgenröhre sondern auch noch für weitere Parameter, z. B. für den Röntgenröhrenstrom und für den
Fokus, zu speichern, d. h. für eine Vielzahl von beliebigen Parameterkombinationen den entsprechenden
Röntgenröhrenheizstrom jeweils zu erfassen und zu speichern und bei der Wahl einer bestimmten
Parameterkombination für eine Röntgenaufnahme automatisch den gespeicherten Röntgenröhrenheizstrom
abzufragen und vor Aufnahmebeginn entspre-
*>5 chend einzustellen. Eine manuelle Einstellung vor
Inbetriebnahme des Röntgendiagnostikapparats oder während des Betriebs zur Anpassung an veränderte
Betriebsverhältnisse (Röntgenröhrenalterung) ist beim
erfindungsgemäß ausgebildeten Apparat also nicht erforderlich.
Die Erfindung wird in aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der
Zeichnung näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild des Heizkreises eines Röntgendiagnostikapparats,
F i g. 2 bis 4 Signalverläufe zur Erläuterung der F i g. 1,
Fi g. 5 die Schaltung eines Einzelteils des Heizkreises
nach Fig. l.und
Fig.6 eine Ausgestaltung der Schaltung gemäß Fig. 1.
In der F i g. 1 ist der Heizkreis eines Röntgendiagnostikapparats dargestellt, der ein geregeltes Gleichstromnetzteil
1 und einen steuerbaren Wechselrichter 2 enthält Der Ausgang 3 des Wechselrichters 2 führt zur
Röntgenröhrenkathode und versorgt die Röntgenröhre mit einer rechteckimpulsförmigen Heizwechselspannung
konstanter Amplitude. Das Impuls-Pausen-Verhältnis der Ausgangsspannung des Weonselrichters 2
und damit der Heizspannung wird durch das Ausgangssignal eines Vergleichers 10 auf der Leitung 12
bestimmt. Außer durch den Vergleicher 10 wird der Wechselrichter 2 noch von einem Binäruntersetzer 4
angesteuert. Dessen Eingang ist über ein Gatter 5 mit dem Ausgang eines Zählers 6 verbunden. Der Zähler 6
zählt die Ausgangsimpulse eines Iinpulsoszillators 7.
Die Ausgangssignale des Binäruntersetzers 4 auf den Leitungen 8 und 9 bestimmten, ob der Wechselrichter
gerade eine positive oder eine negative Halbwelle liefert. Die Ausgangssignale des Binäruntersetzers 4
wechseln, sobald der Zähler 6 das Ende seiner Zählkapazität erreicht hatte und wieder bei Null zu
zählen anfängt. Die Dauer einer Wechselrichter-Halbperiode ist also gegeben als das Produkt aus
Oszillator-Periodendauer und Zählerkapazität, z. B. als 5\is · 128.
Zur Festlegung der Dauer, während der innerhalb einer Wechselrichter-Halbperiode tatsächlich Spannung
am Ausgang 3 des Wechselrichters 2 liegt, d. h. zur Bestimmung des Puls-Pause-Verhältnisses, dient der
Vergleicher 10, der den Stand des Zählers 6 mit der von einem Speicher 11 gelieferten Information vergleicht.
Wenn diese Information und der Stand des Zählers 6 gleich sind, liefert der Vergleicher 10 an seinem
Ausgang 12 ein Signal zur Beendigung des Ausgangsimpulses des Wechselrichters 2.
Die Fig. 2 zeigt die Ausgangsimpulse des Impulsosziliators
7 und die F i g. 3 die Ausgangsspannung des Wechselrichters 2, d. h. die Heizspannung der Röntgenröhre,
bei fehlendem Signal auf der Leitung 12. Die F i g. 4 zeigt die Ausgangsspannung des Wechselrichters
3 für den Fall, daß in den Zeitpunkten t auf der Leitung 12 ein Signal für den Heizungsstop auftritt. Die Fig.4
zeigt deutlich, daß der Effektivwert des Heizstroms der Röntgenröhre durch den Zeitpunkt, in dem nach Beginn
einer Halbwelle der Ausgangsspannung des Wechselrichters 2 ein Stopsignal auf der Leitung 12 auftritt,
einstellbar ist.
Der Speicher 11 liefert an seinem Ausgang 13 eine Information, die dem jeweils gewünschten Röntgenröhrenstrom
entspricht. Es sind im Speicher 11 eine Vielzahl von Informationen gespeichert, von denen jede
je einer Aufnahme-Parameterkombination zugeordnet ist. Bei der Wahl einer bestimmten Aufnahme-Parameterkombination,
z. B. einer bestimmten Röntgenröhre, einer bestimmten Röntgenröhrenspannung und eines
bestimmten Fokusses, wird ein entsprechendes Adressensignal dem Speicher 11 auf der Leitung 14 zugeführt
und dadurch die zugeordnete Information im Speicher 11 aufgerufen und über die Leitung 13 dem Vergleicher
10 angeboten. Die Informationen im Speicher 11 sind nicht fest, sondern verändern sich laufend entsprechend
den Änderungen des Röntgenröhrenheizstroms infolge von Röntgenröhrenalterungserscheinungen, dem Austausch
von Röntgenröhren und dergleichen. Hierzu besitzt der Speicher 11 zwei Eingänge 15 und 16, die in
ι ο Verbindung mit der F i g. 5 noch näher erläutert werden.
Im Speicher 11 muß für jede Aufnahme-Parameterkombination eine Information gespeichert sein, die
einen Röntgenröhrenheizstrom charakterisiert, der die gewünschte Röntgenröhrenspannung mit hoher Geis
nauigkeit zur Folge hat, so daß der Heizstrom der Röntgenröhre vor Aufnahmebeginn bei der Wahl der
Aufnahme-Parameterkombination der über die Leitung 14 angewählten Information entsprechend bereits so
eingestellt wird, daß durch die Röntgenröhre mit Aufnahmebeginn bereits mit großer Genauigkeit der
richtige Romgenröhrenstrom fließt Entscheidend ist dabei, daß die Informationen im Speicher 11 während
des Betriebs automatisch korrigiert werden. Der Speicher 11 liegt in einem Regelkreis für die
Röntgenröhrenspannung und in ihm ist für jede Aufnahme-Parameterkombination der sich während
einer Aufnahme ergebenden Röntgenröhrenheizstrom auch nach Beendigung der Aufnahme noch gespeichert
und wird bei Beginn einer neuen Aufnahme der gewählten Aufnahme-Parameterkombination entsprechend
abgefragt.
Aus der Fig.5 geht hervor, daß der Speicher 11 ein
Speicherelement 17 aufweist, in dem für jede Aufnahme-Parameterkombination eine einen Grundwert des
Heizstroms der Röntgenröhre charakterisierende Information gespeichert ist, und daß ferner im Speicher 11
ein lernfähiges Speicherelement 18 vorhanden ist. Die Ausgangssignale der Speicherelemente 17 und 18
werden in einem Addierer 19 addiert. Das lernfähige Speicherelement 18 enthält eine Speicherzelle 20 mit
einer Adresse und eine Speicherzelle 21, deren Adressenzahl gleich der Adressenzahl des Speicherelements
17 ist und damit auch der Anzahl der Aufnahme-Parameterkombinationen entspricht. Die
Speicherzelle 20 besitzt einen Schreib-Befehls-Eingang
22 und die Speicherzelle 21 einen Lese-Befehls-Eingang
23 und einen Schreib-Befehls-Eingang 24. Im Speicherelement 18 ist ferner ein Addierer 25, ein Analog-Digital-Wandler
26 und ein Komparator 27 vorhanden. Der
so Komparator 27 vergleicht das Eingangssignal am Eingang 16, das den Sollwert der Röntgenröhrenspannung
verkörpert, mit dem Eingangssignal am Eingang 15, das den Istwert der Röntgenröhrenspannung
darstellt
Das Ausgangssignal des Addierers 19, das den Vergleicher 10 steuert und damit die Länge der
Ausgangsimpulse des Wechselrichters 2 bestimmt, ist die Summe aus dem Ausgangssignal des Speicherelements
17, das einer Basis-Heizimpulslänge entspricht, und dem Ausgangssignal des lernfähigen Speicherelements
18, das die Basis-Heizimpulslänge korrigiert.
Das Speicherelement 17 wird unabhängig von dem jeweils vorhandenen Röntgenröhrenexemplar und den
verwendeten Kabellängen ganz allgemeingültig programmiert
In dem Speicherelement 17 ist also in jeder Adresse eine solche Heizstrominformation gespeichert,
daß selbst bei äußerster Exemplarstreuung der betreffenden Röntgenröhre im oberen Röntgenröhrenspan-
nungsbereich keine gefährlichen Überspannungen wegen Unterheizens und im oberen Röntgenröhrenstrombereich
kein Überheizen auftreten kann.
Das lernfähige Speicherelemeni 18 ist vur der
Inbetriebnahme des Rönlgenapparates auf allen Adres- ·'>
sen leer. Die Adressen füllen sich jedoch bereits bei den ersten Testaufnahmen, wenn über die Eingänge 24 und
28 Schreib- und Lese-Befehle zugeführt werden.
Das Lernen des lernfähigen Speicherelements 18 vollzieht sich in folgender Weise: ι ο
Zunächst sorgt ein Impuls am Eingang 22 und ein Lese-Befehl am Eingang 23 dafür, daß die Speicherzelle
20 die Heizstrominformation, die unter der angewählten Adresse in der Speicherzelle 21 steht und die der
eingestellten Aufnahme-Parameterkombination ent- π
spricht, übernimmt, und für eine gewisse Zeit sowohl dem Addierer 19 als auch dem Addierer 25 zeigt. Der
Komparator 27 erkennt, ob der Röntgenröhrenspannungs-Istwert zu groß ist, was eine größere Heizpulslänge
erforderlich machen würde, ob er zu klein ist, was eine kleinere Heizpulslänge erforderlich machen würde
oder ob er richtig ist. Dementsprechend bietet der Analog-Digital-Wandler 26 dem Addierer 25 eine 1, eine
— 1 oder eine Null an. Nach bestimmten Zeitintervallen gibt man der Speicherzelle 21 zunächst einen Schreibimpuls,
damit sie den gegenüber der unter der gewählten Adresse gespeicherten Heizstrominformation um 1, —1
oder überhaupt nicht korrigierten Wert der Heizstrominformation übernimmt dann parallel mit einem
Schreibimpuls an der Speicherzelle 20 einen Leseimpuls, damit die Heizpulslänge während des nächsten Zeitintervalles
von dem korrigierten Wert der Heizstrominformation bestimmt wird. Auf diese Weise folgen
Schreib- und Lese-Befehle aufeinander und die Regelabweichung wird immer kleiner. Wenn die Regelabweichung
den Wert Null erreicht hat, ist in der Speicherzelle 21 unter der gewählten Adresse eine
Heizstrominformation gespeichert, die exakt dem Heizstrom entspricht, der während der Aufnahme die
gewünschte Röntgenröhrenspannung zur Folge hat. Diese Heizstrominformation bleibt auch nach Beendigung
der Aufnahme gespeichert und wenn mit derselben Aufnahme-Parameterkombination eine neue
Aufnahme gemacht wird, wird die Röntgenröhre vor dieser neuen Aufnahme mit einem Heizstrom gespeist,
der zu Beginn der neuen Aufnahme mit hoher Genauigkeit den richtigen Röntgenrohrenstrom zur
Folge hat. Regelabweichungen sind also auf ein Minimum reduziert.
Die Zufuhr von Schreib- und Lesesignalen zu dem
lernfähigen Speicherelement 18 ist nicht nur für dir
Inbetriebnahme des Röntgenapparat« möglich, sondern sie kann auch während des normalen Betriebs
wiederholt werden. In diesem Fall stellt sich der Röntgenapparat während des Betriebs automatisch
nach, so daß Röntgenröhrenalterungen ausgeglichen werden.
Die Frequenz, mit der die Befehle auf den Leitungen 24 und 28 aufeinander folgen, kann aus dem
Ausgangssignal des Zählers 6 (Fig. 1) durch Untersetzung
abgeleitet werden. Dabei ist zu beachten, daß die Temperatur der Kaihodenwendei und somit auch der
Röntgenröhrenstrom erst mit einer gewissen Verzögerung Heizstrom-Änderungen folgt. Damit also keine
Regelschwingungen auftreten, muß die Untersetzung hinreichend groß gewählt werden.
Es ist zweckmäßig, das lernfähige Speicherelement 18 so auszuführen, daß es seine Informationen auch bei
Netzausfällen behält.
Die Erfindung ist in Verbindung mit einer digitalen Röntgenröhrenspannungsregelung beschrieben. Sie ist
jedoch auf eine solche Regelung nicht beschränkt, sondern auch bei einem Röntgendiagnostikapparat mit
analog arbeitendem Röntgenröhrenspannungsregelkreis anwendbar.
Muß der Heizstrom der Röntgenröhre während einer Röntgenaufnahme entsprechend der Initiallastkurve
reduziert werden, so kann das Impuls-Pausen-Verhältnis des Wechselrichters 2 beibehalten werden. Die
Reduktion erreicht man vorteilhaft durch Verminderung der Ausgangsspannung des Netzteils 1 gemäß
einer Steuerspannung, die ein speziell für diese Aufgabe dimensionierter Funktionsgenerator liefert (30 in
F ig. 6).
Bei dem Ausführungsbeispiel ist der geregelte Aufnahme-Parameter die Röntgenröhrenspannung.
Stattdessen kann aber auch der Inhalt des Speichers 11
(F i g. 1) bzw. des Speichers 18 (F i g. 5) nach Maßgabe des Ist-Sollwert-Vergleiches eines anderen Aufnahme-Parameters
(z. B. des Röntgenröhrenstromes, der Röntgenröhrenleistung oder der Dosisleistung) korrigiert
werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Röntgendiagnostikapparat zum Anfertigen von Röntgenaufnahmen mit einem Regelkreis für einen
vom Röntgenröhrenstrom abhängigen Aufnahme-Parameter, der Stellmittel (2, 10) für den Röntgenröhrenheizstrom
enthält welche den Röntgenröhrenheizstrom während einer Aufnahme in Abhängigkeit
von der Regeldifferenz zwischen Ist- und Sollwert des Aufnahme-Parameters im Sinne eines
Angleiches des Istwertes an den Sollwert einstellen, wobei ein elektrischer Speicher (11) vorhanden ist,
der an den Stellmitteln (2, 10) im Sinne der Einstellung des für den jeweiligen Wert des
Aufnahme-Parameters gespeicherten Wertes des Heizstromes angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Speicher (11) ein lernfähiges Speicherelement (18) aufweist, dem über eine Ansteuer-Schaltung (25, 26, 27) ein die
Regeldifferenz repräsentierendes Signal derart zugeführt wird, daß dieses Speicherelement (18)
nach Beendigung einer Aufnahme einen Wert speichert, der dem sich bei dem gewählten Wert des
Aufnahme-Parameters während einer Aufnahme ergebenden Röntgenröhrenheizstromv/ert entspricht,
so daß an den Stellmitteln (2,10) jeweils vor Aufnahmebeginn derjenige Röntgenröhrenheizstrom
eingestellt wird, der für den jeweils gewählten Wert des Aufnahme-Parameters gespeichert ist.
2. Röntgendiagnostikapparat nach Anspruch 1, bei dem der Speicher (11) im Regelkreis für den
Aufnahme-Parameter liegt, dadurch gekennzeichnet, daß dem lernfähigen Speicherelement (18) ein
weiteres Speicherelement (17) zugeordnet ist, das zu jeder Parameterkombination einen Grundwert speichert,
wobei das lernfähige Speicherelement (18) einen Korrekturwert für den Röntgenröhrenheizstrom
speichert.
3. Röntgendiagnostikapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung
der Heizspannung für die Röntgenröhre ein Heizspannungsgenerator (1, 2) für eine rechteckimpulsförmige
Wechselspannung vorhanden ist, und daß die Stellmittel (2, 10) das Impuls-Pausen-Verhältnis
des Rechteckinipulsgenerators (1, 2) beeinflussen.
4. Röntgendiagnostikapparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impulsoszillator
(7), ein Zähler (6) für die Oszillatorimpulse und ein Binäruntersetzer (4), der auf den Heizspannungsgenerator (1, 2) im Sinne eines Polaritätswechsels
von dessen Ausgangsimpulsen immer einwirkt, wenn der Zähler (6) das Ende seiner Zählkapazität erreicht
hat, vorhanden sind, und daß in dem Speicher (11) zu
jeder Adresse die Impulszahl für eine Halbwelle der Ausgangsspannung des Heizspannungsgenerators
(1,2) als Heizstrominformation gespeichert ist.
Priority Applications (1)
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DE19752539898 DE2539898C2 (de) | 1975-09-08 | 1975-09-08 | Röntgendiagnostikapparat mit einem Stellmittel für den Röntgenröhrenheizstrom enthaltenden Regelkreis für einen vom Röntgenröhrenstrom abhängigen Aufnahme-Parameter |
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Publications (2)
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Family
ID=5955877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
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CA1122330A (en) * | 1978-04-19 | 1982-04-20 | Kenneth F. Lickel | X-ray tube filament current predicting circuit |
DE3122185A1 (de) * | 1981-06-04 | 1982-12-30 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Verfahren zum betrieb eines roentgengenerators und roentgengenerator zur durchfuehrung dieses verfahrens |
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---|---|---|---|---|
DE2204453B2 (de) * | 1972-01-31 | 1977-09-01 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Roentgendiagnostikapparat mit einer bildverstaerker-fernsehkette und einem die dosisleistung nach dem patienten einstellenden regelkreis |
NL7314036A (nl) * | 1973-10-12 | 1975-04-15 | Philips Nv | Gloeistroomverzorging voor een op hoogspanning ven elektronenbuis. |
-
1975
- 1975-09-08 DE DE19752539898 patent/DE2539898C2/de not_active Expired
Also Published As
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DE2539898A1 (de) | 1977-03-17 |
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