DE2943794A1

DE2943794A1 - Roentgendiagnostikanlage mit einer tastschaltung fuer die einstellung des roentgenroehrenstromes

Info

Publication number: DE2943794A1
Application number: DE19792943794
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr.-Ing. 8520 Erlangen Franke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-10-30
Filing date: 1979-10-30
Publication date: 1981-05-14
Also published as: FR2469085A1; FR2469085B1

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 79 P 5109 BRD

Röntgendiagnostikanlage mit einer Tastschaltung für die Einstellung des Röntgenröhrenstromes

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikanlage mit einem mAs-Relais, bei der als Stellglied für den Röntgenröhrenstrom eine im Primärkreis des Hochspannungstransformators angeordnete Tastschaltung vorgesehen ist.

Bei einer Röntgendiagnostikanlage dieser Art werden durch die Tastschaltung aus der Netzspannung Ausschnitte herausgeschnitten, über deren Breite der Mittelwert des Röntgenröhrenstromes veränderbar ist. Sie kann mit Mitteln zur festen Vorgabe der Aufnahmezeit einer Röntgenaufnahme sowie Einstellmitteln für die Röntgenröhrenspannung und das mAs-Produkt versehen sein. Die Vorgabe der Aufnahmezeit kann dabei von einem Röntgenschichtaufnahmegerät aus erfolgen, das die Aufnahmezeit durch die gewählte Ablaufbahn der aus Röntgenröhre und Bildschichtträger bestehenden Aufnahmeeinheit festlegt. Die Tastschaltung kann dabei in einem Regel-

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VPA 79 P 5109 BRD kreis für den Röntgenröhre strom liegen, der den Röntgenröhrenstrom aufgrund der festen Aufnahmezeit und des eingestellten mAs-Produktes regelt.

Bei Verwendung einer Tastschaltung im Primärkreis des Hochspannungstransformators zur Festlegung des Röntgenröhrenstromes hängt die Dosisleistung nicht nur vom Röntgenröhrenstrom und von der Röntgenröhrenspannung, sondern auch von der Kurvenform der von der Tastschaltung geschalteten Primärspannung des Hochspannungstransformators ab. Wird der Mittelwert des Röntgenröhrenstromes bei einer Röntgendiagnostikanlage mit einem Röntgenschichtaufnahraegerät zur Konstanthaltung des mAs-Produktes geregelt, so ist es also erforderlich, die jeweilige Kurvenform der Primärspannung des Hochspannungstransformators zu berücksichtigen, damit eine exakte Einhaltung der gewünschten Strahlendosis am Film innerhalb der Aufnahmezeit gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röntgendiagnostikanlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Filmdosis unabhängig von der Kurvenform der Primärspannung des Hochspannungstransformators ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Mittel zur Veränderung des eingestellten mAs-Produktes in Abhängigkeit von dem Phasenwinkel der Tastschaltung im Sinne der Erzielung einer etwa konstanten, vom Phasenwinkel unabhängigen Dosis innerhalb der Aufnahmezeit vorhanden sind. Bei der erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikanlage wird der Phasenwinkel der vorzugsweise als Phasenanschnittsteuervorrichtung ausgebildeten Tastschaltung erfaßt und das eingestellte mAs-Produkt so verändert, daß die geschaltete Dosis bei einem be-

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- VPA 79 P 5109 BRD stimmten Mittelwert des Röntgenröhrenstromes und einem bestimmten Spannungsspitzenwert konstant, also unabhängig von der Kurvenform der Primärspannung des Hochspannungstransformators ist. Wird bei fester Aufnahmezeit ein Regelkreis für den Röntgenröhrenstrom vorgesehen, der den Röntgenröhrenstrom aufgrund eines Sollwertes regelt, der sich aus dem eingestellten mAs-Produkt und der festen Aufnahmezeit ergibt, so kann der Sollwert für den Röntgenröhrenstrom in Abhängigkeit vom Phasenwinkel der Tastschaltung verändert werden.

Eine zweckmäßige schaltungsmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Tastschaltung steuerbare Gleichrichter in einer Gleichrichterbrücke im Primärkreis des Hochspannungstransformators aufweist, in deren Gleichstromzweig ein Schaltglied zum Ein- und Ausschalten der Röntgenröhre liegt. Bei,dieser Ausbildung dient die Gleichrichterbrücke einmal zum Anschluß des Schaltgliedes, das die Aufnahmezeit bestimmt, und zum andern auch zur Festlegung des Phasenwinkels, mit dem die Primärspannung auf den Hochspannungstransformator durchgeschaltet wird.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine Röntgenröhre 1 dargestellt, die ihre Hochspannung von zwei in Reihe zueinander geschalteten Hochspannungsgleichrichtern 2 und 3 erhält, die von zwei Sekundärwicklungsgruppen 4 und 5 eines Drehstrom-Hochspannungstransformators gespeist werden. Die Speisung der Primärwicklungsgruppe 6 des Hochspannungstransformators erfolgt über einen Schaltschrank 7 vom Drehstromnetz. Der Heizstrom für die Röntgenröhre 1

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VPA 79 P 5109 BRD wird von einem Heiztransformator 8 geliefert, der an einem Stellglied 9 für den Heizstrom angeschlossen ist. Das Stellglied 9 wird von dem Ausgangssignal eines kV-Reglers 10 angesteuert, der einen Sollwerteingang 11 und einen Istwerteingang 12 besitzt. Das Istwertsignal für die Röntgenröhrenspannung ist an einem Spannungsteiler 13 im Hochspannungskreis abgegriffen.

Bei dem Beispiel ist die Aufnahmezeit durch die gewählte Bewegungsbahn eines Röntgenschichtgerätes 14 vorgegeben. Ein der festen Aufnahmezeit entsprechendes Signal wird einem Eingang 15 des Schaltschrankes 7 zugeführt. Am Schaltschrank 7 sind Einstellmittel für das mAs-Produkt und die Röntgenröhrenspannung vorhanden.

Die Einstellmittel für die Röntgenröhrenspannung erzeugen auch das Signal für den Eingang 11 des kV-Reglers 10. Die Aufnahmezeit wird von einejn Zeitschalter 16 geschaltet, welcher von dem Signal am Eingang 15 des Schaltschrankes 7 angesteuert wird. Der Zeitschalter

16 betätigt einen Thyristorschalter 17, der im Gleichstromzweig einer Drehstrom-Gleichrichterbrücke 18 liegt, die an der Primärwicklungsgruppe 6 des Hochspannungstransformators angeschlossen ist. Der Thyristorschalter 17 bildet somit den Sternpunkt der Primärwicklungsgruppe 6. Die eine Hälfte der Gleichrichterbrücke 18 sind steuerbare Gleichrichter, nämlich Thyristoren. Ihre Ansteuerung erfolgt von einem PI-Regler 19 aus, der zusammen mit den steuerbaren Gleichrich'tern der Gleichrichterbrücke 18 eine Phasenanschnittsteuervorrichtung bildet. Über den Phasenwinkel ist dabei der Mittelwert des Primärstromes und damit des Röntgenröhrenstromes festlegbar.

Die dargestellte Röntgendiagnostikanlage besitzt einen Röntgenröhrenstromregler 20, dem am Eingang 21 ein

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Sollwertsignal und am Eingang 22 ein Istwertsignal für den Röntgenröhrenstrom zugeführt wird. Das Istwertsignal ist an einem Serienwiderstand 23 im Hochspannungskreis zwischen den beiden Hochspannungsgleichrichtern 2 und 3 abgegriffen. Das Sollwertsignal am Eingang 21 kann von einem Sollwertgeber 24 erzeugt werden, der das Sollwertsignal aus dem eingestellten mAs-Produkt und der vorgegebenen Aufnahmezeit bestimmt. Im gezeigten Beispiel wird aber für jeden Zeitwert nur ein mA-Sollwert gebildet. Die mAs-Abstufung erfolgt durch entsprechende Verstärkungsumschaltung des Röntgenröhrenstromreglers 20.

Das Ausgangssignal des Röntgenröhrenstromreglers 20, das der Differenz zwischen dem Ist- und Sollwert des Röntgenröhrenstromes entspricht, wird dem PI-Regler zugeführt, der den Phasenwinkel bestimm^, währenddessen die Netzspannung auf den Hochspannungstransformator durchgeschaltet wird.

Innerhalb eines vorbestimmten Bereiches bis zu einem Phasenwinkel von 120 kann der Mittelwert des Röntgenröhrenstromes über den Phasenwinkel oC verändert werden, ohne daß sich der Spitzenwert der Röntgenröhrenspannung ändert. Wird dieser Bereich überschritten, so ändert sich bei einer weiteren Änderung des Phasenwinkels c6 außer dem Mittelwert des "Röntgenröhrenstromes auch der Spitzenwert der Röntgenröhrenspannung. Dadurch tritt der kV-Regler 10 in Aktion und beeinflußt über das Stellglied 9 den Heizstrom der Röntgenröhre 1 und damit zusätzlich den Röntgenröhrenstrom. Diese zusätzliche Röntgenröhrenstromänderung muß über eine weitere Veränderung des Phasenwinkels der Phasenanschnittsteuervorrichtung 18, 19 wieder kompensiert werden. Im eingeschwungenen Zustand des Regelkreises entsprechen

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VPA 79 P 5109 BRD also immer Röntgenröhrenstrom und Röntgenröhrenspannung den eingestellten Sollwerten.

Wichtig ist, daß die Dosisänderung in der Filmebene korrigiert wird, die bei einer Änderung der Kurvenform der Röntgenröhrenspannung auftritt. Hierzu wird der Sollwert für den Röntgenröhrenstrom im Röntgenröhrenstromregler 20 im Sinne einer Dosiskorrektor in Abhängigkeit vom Phasenwinkel ob korrigiert. Demgemäß ist ein dem "Phasenwinkel entsprechendes Signal vom PI-Regler 19 auf den Röntgenröhrenstromregler 20 zurückgeführt (Leitung 25).

Zur Kompensation der Dosisänderung in der Filmebene bei einer Änderung der Kurvenform der Röntgenröhrenspannung wird bei dem dargestellten Beispiel der Sollwert für den Röntgenröhrenstrom entsprechend,beeinflußt. Dadurch weicht das tatsächlich geschaltete mAs-Produkt vom eingestellten mAs-Produkt um einen Wer,t ab, der von der Kurvenform der Röntgenröhrenspannung abhängt. Letztlich wurde also das eingestellte mAs-Produkt in Abhängigkeit vom Phasenwinkel der Phasenanschnittsteuervorrichtung 18, 19 im Sinne der Erzielung einer etwa konstanten, vom Phasenwinkel unabhängigen Dosis innerhalb der Aufnahmezeit verändert.

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Claims

VPA 79 P 5109 BRD

Patentansprüche

M. Röntgendiagnostikanlage mit einem mAs-Relais, bei der als Stellglied für den Röntgenröhrenstrom eine im Primärkreis des Hochspannungstransformators angeordnete Tastschaltung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß Mittel (19) zur Veränderung des eingestellten mAs-Produktes in Abhängigkeit vom Phasenwinkel (oC/) der Tastschaltung (18, 19) im Sinne der Erzielung einer etwa konstanten, vom Phasenwinkel unabhängigen Dosis innerhalb der Aufnahmezeit vorhanden sind.
2. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 1, d a durch gekennzeichnet, daß die Tastschaltung (18, 19) steuerbare Gleichrichter in einer Gleichrichterbrücke (18) im Primärkreis (6, 17, 18) des Hochspannungstransformators (4, 5, 6) aufweist, in deren Gleichstromzweig ein Schaltglied ,(17) zum Ein- und Ausschalten der Röntgenröhre (1) liegt.
3. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regelkreis (18 bis 24) für den Röntgenröhrenstrom vorhanden ist, der als Stellglied die Tastschaltung (18, 19) enthält, und daß ein weiterer Regelkreis (8 bis 13) für die Röntgenröhrenspannung vorgesehen ist, der als Stellglied Mittel zur Beeinflussung des Heizstromes der Röntgenröhre (1) aufweist.

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