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Röntget) anläge.
Die Erfindung betrifft eine sowohl für Durchleuchtung als auch für Aufnahmen, insbesondere kurzdauernde Aufnahmen geeignete Röntgenanlage. Bekannte Anlagen für diesen Zweck enthalten in der Regel nur eine Röntgenröhre und eine Schaltung, um diese Röhre mit verschiedenen Energien zu belasten, damit bei der Aufnahme mit einer stärkeren Strahlenenergie gearbeitet werden kann, als sie bei der Durchleuchtung nötig ist. Die Röhre wird meist beweglich angeordnet, um eine genaue Einstellung der Strahlenquelle gegenüber dem Objekt zu ermöglichen.
Die Erfindung betrifft eine Röntgenanlage, bei der von zwei Röntgenröhren eine (Durchleuchtungsröhre) für die Durchleuchtung und die andere (Aufnahmeröhre) für die Herstellung von photographischen Aufnahmen dient. Dabei ist die erstgenannte Röhre derart beweglich angeordnet, dass ihr Zentralstrahl parallel zu sich selbst, die Röhre also parallel zur Bildebene verschoben werden kann, so dass man mit Hilfe des von ihr auf einem Leuchtschirm hervorgerufenen sichtbaren Bildes den Teil des Aufnahmeobjektes, von dem eine ins einzelne gehende Aufnahme gemacht werden soll, suchen kann. Die Aufnahmeröhre ist derart angeordnet, dass ihr Zentralstrahl eine feste Richtung hat und die Bildebene in einem festen Punkt trifft.
Sie ist ferner auf einen grösseren Abstand von der vom Aufnahmeobjekt einzunehmendeh Stelle angeordnet als die Durchleuchtungsröhre, weil es mit Rücksicht auf die Bildschärfe der Photographie günstig ist, dass bei der Herstellung der Aufnahme der Abstand der Röhre von der lichtempfindlichen Schicht grösser ist, als dies bei der Durchleuchtung gewünscht ist.
Da der Zentralstrahl der Aufnahmeröhre die Bildfläehe in einem unveränderlichen Punkt trifft, ist es in der Regel erwünscht, das Objekt zu verschieben, bis die zu durchstrahlenden Teile in die Umgebung dieses Punktes zu liegen kommen. Man kann eine richtige Einstellung in der Weise erhalten, dass man bei eingeschalteter Beobachtungsröhre das Objekt und infolgedessen das Röntgendurchleuchtungsbild so weit verschiebt, bis der zu photographierende Teil in den den Strahlen der Aufnahmeröhre zugänglichen Kreis fällt. Um zu vermeiden, dass ein Projektionsschirm von zu grossen Abmessungen erforderlich ist, kann dieser Schirm mit der Durchleuchtungsröhre mechanisch verbunden sein, so dass er den Bewegungen dieser Röhre folgt.
Zum Zwecke der bequemen Bewegung des Aufnahmeobjektes kann ein der Höhe nach bewegliches Traggerät angeordnet sein, das gegebenenfalls durch mechanische Kraft bewegt wird.
Die Durchleuchtungsröhre braucht sich auch zufolge des Umstandes, dass sie sich dicht hinter dem Objekt befinden kann, nicht für eine so grosse Leistung zu eignen wie die Aufnahmeröhre. Für kurzdauernde Aufnahmen kann man mit besonderem Vorteil eine Drehanodenröhre verwenden. Für die Durchleuchtung, die mit geringerer Energie erfolgt, aber bedeutend länger dauert, ist es dagegen vorteilhafter, eine Röhre für geringere Leistung zu verwenden, deren Anode zweckmässig mit einer Kühlvorrichtung ausgestattet ist.
Zwecks einfacher Bedienung der Anlage kann ein in einen Stromkreis zum Betriebe der Aufnahmeröhre eingebauter Schalter mit der Durchleuchtungsröhre oder ihrer beweglichen Halterungsvorrichtung entweder direkt oder über eine Relaisvorriehtung gekoppelt sein, so dass die letztgenannte Röhre in ihrer Ruhestellung diesen Schalter derart steuert, dass die Aufnahmeröhre betätigt werden kann. Unter der Ruhestellung der Durehleuehtungsröhre wird die Stellung verstanden, welche diese Röhre für gewöhnlich einnimmt, wenn die Aufnahme hergestellt wird, und in der sie sich somit ausserhalb des Strahlenkegels der Aufnahmeröhre befindet.
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Ein Schalter, wie der hier in Frage kommende, kann im Glühstromkreis der Kathode der Aufnahmeröhre liegen. Ausserdem oder statt des Glühstrom1. -reises kann der Schalter dem Stromkreis angehören, der, falls eine Drehanoden'röhre als Aufnahmeröhre verwendet wird, dazu dient, die Anode in Umdrehung zu versetzen, oder falls ein zweiter, in gleicher Weise von der Stellung der Durchleuchtungsröhre abhängiger Schalter zum Einschalten des letztgenannten Stroms vorhanden ist.
Wird der obenerwähnte Schalter oder das System von Schaltern durch die Bewegungsvorrichtung der Durchleuchtungsröhre selbst in die Stellung gebracht, bei der die Aufnahmeröhre in Tätigkeit gesetzt wird, so erfolgt die Herstellung der Aufnahme selbsttätig dadurch, dass nach der Beobachtung die Durchleuchtungsröhre auf die Seite geschoben wird. Ist die Einrichtung derart getroffen, dass infolge der seitlichen Verschiebung der Beobachtungsröhre nur die Möglichkeit gegeben wird, die Aufnahmeröhre einzuschalten, so ist eine Sicherung vorhanden, die verhütet, dass das Einschalten der Aufnahmeröhre zu früh erfolgt und infolgedessen die Aufnahme misslingt.
Von besonderer Wichtigkeit ist die Erfindung für Röntgenanlagen, bei denen die Energie zur Herstellung einer Röntgenaufnahme einem zuvor bis zu einer genügend hohen Spannung aufgeladenen Kondensator entnommen wird. In diesem Fall kann ein Hochspannungstransformator, der den Ladestrom für den Kondensator liefert, gleichzeitig die Durchleuchtungsröhre speisen. Die letztgenannte Röhre kann im Ladestromkreis des Kondensators liegen. Da jedoch bei zunehmender Spannung des Kondensators der Ladestrom abnimmt und die Durchleuchtungsröhre also nur während einer beschränkten Zeit zum Aussenden von Strahlen betrieben werden könnte, ist es empfehlenswert, in diesem Fall einen
Schalter, gegebenenfalls mit einem in Reihe dazu gelegten Begrenzungswiderstand, in die Anlage zu schalten, mit dessen Hilfe der Kondensator überbrückt werden kann.
Um den Kondensator zu laden, wird dieser Schalter geöffnet. Dieser Schalter kann ebenso wie der früher erwähnte, zum Inbetriebsetzen der Aufnahmeröhre dienende Schalter mit der Durchleuchtungsröhre oder deren beweglichen Halterungsvorrichtung derart verbunden sein, dass er geöffnet wird oder nur geöffnet werden kann, wenn die Durchleuchtungsröhre in ihre Ruhestellung gebracht wird bzw. diese Stellung schon einnimmt.
Es kann nun eine Vorrichtung angewendet werden, durch welche die Spannung zum Speisen des Ladestromkreises des Kondensators beim Einschalten des die Aufnahmeröhre durchfliessenden Stromes abgeschaltet wird. Dadurch, dass man eine solche Vorrichtung in Tätigkeit setzt, kann man hier, nachdem infolge des Beiseiteschiebens der Durchleuchtungsröhre das Laden des Kondensators begonnen hat, die Aufnahme herstellen. Der Nebenschlussschalter, der den Kondensator überbrückt, darf jedoch, wenn er durch einen Hilfsstrom in offener Stellung gehalten wird, seine Erregung nicht durch das Abschalten der Speisespannung des Ladestromkreises verlieren, weil andernfalls eine Entladung über diesen Schalter auftreten würde.
Man kann deshalb diesen Schalter mittels eines verzögernden Relais bedienen, so dass er nach dem Abschalten des Netzstromes mit Verzögerung geschlossen wird.
Zweckmässig führt man den Schalter als Ruhestromrelais aus und lässt ihn von dem Glühstromtransformator der Aufnahmeröhre aus bedienen. Solange dieser Transformator eingeschaltet ist, nimmt dann der Schalter seine Ausschaltstellung ein. Der Primärkreis des Glühstromtransformators seinerseits enthält dabei einen Schalter, der mit Verzögerung eingeschaltet wird. Die Verbindung dieses Primärkreises mit dem Netz muss dabei vor dem Schalter liegen, der zum Ausschalten des Netzstromes dient. Bringt man dann den letztgenannten Schalter in die Ausschaltstellung, so wird zunächst der Ladestromkreis des Kondensators unterbrochen und der Entladestromkreis über die Aufnahmeröhre geschlossen.
Nach einer kurzen Zwischenperiode, in der der Kondensator Gelegenheit hat, sich über die Aufnahmeröhre zu entladen, wird durch die Wirkung des verzögerten Relais auch der Glühstrom der Aufnahmeröhre und der Erregerstrom des Kondensatornebenschlussschalters unterbrochen. Dadurch wird die ganze Anlage stromlos und es tritt der Kurzschluss des Kondensators wieder ein.
Die Erfindung ist in der Zeichnung an einer beispielsweisen Ausführungsform näher erläutert.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Anlage gemäss der Erfindung, aus der die Anordnung der verschiedenen Teile ersichtlich ist. Fig. 2 ist das Schaltbild dieser Anlage.
Die Vorrichtung gemäss Fig. 1 enthält zwei Röntgenröhren 1 und 3. Die Aufnahmeröhre 1 ist dabei im Rahmen 2 unbeweglich befestigt und besitzt eine im Betrieb umlaufende Anode. Die Durchleuchtungsröhre 3 ist beweglich angeordnet und an einem Bewegungsgestänge 4 befestigt, das mit einer Stange versehen ist, an deren Ende sich ein Handhebel 5 am Standort der Bedienungsperson links in der Figur befindet. Mittels dieses Gestänges kann die Röhre parallel zum Durchleuchtungsschirm waagerecht und senkrecht bewegt werden.
Der zu durchstrahlend Patient kann sich auf die Platte 6 stellen und befindet sich in diesem Falle zwischen der Röhre 3 und dem Durchleuchtungsschirm 7. Der Fokusabstand der Röhre. 3 vom Schirm 7 beträgt z. B. 75 ein, während der der Aufnahmeröhre 2 m beträgt. Diese Abstände können natürlich mit Rücksicht auf die Beschaffenheiten der verwendeten Röhren verschieden gross gewählt werden.
Ist die Röhre 3 eingeschaltet, so entsteht auf dem Schirm ein Röntgenbild, das von dem vor dem Schirm stehenden Untersuchenden beobachtet werden kann. Die Platte 6 kann mit Hilfe einer hydraulischen Hebevorrichtung 8, zu deren Ingangsetzung ein elektrischer Motor 9 dient, auf-und abwärts-
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den Patienten derart in bezug zu der Liegestelle des photographischen Films zu bringen, dass die zu durchstrahlenden Körperteile in dem Strahlenkegel der Rohre 7 zu liegen kommen. Ein Schalt-und Instrumentpult 10 befindet sich auf der Vorderseite der Vorrichtung.
Die Durchleuchtungsröhre *)'wird aus einem Hochspannungstransformator 11 gespeist. Zwischen diesem Transformator und der Röhre 3 ist in der dargestellten Anlage noch eine Gleichrichterröhre 12 eingeschaltet. Diese entnimmt ihren Kathodenglühstrom einem Hilfstransformator M, die Röntgenröhre 3 einem Hilfstransformator 14. Diese beiden Transformatoren besitzen Wicklungen, die gegen Hochspannung voneinander isoliert sind. Der Transformator 11 und die Röhren 12 und 3 bilden mit einem Hochspannungskondensator 15 einen geschlossenen Stromkreis, den Ladestromkreis des Kondensators. Dahinter befinden sich Teile des Entladestromkreises.
Dieser verläuft von dem Pol 16 des Kondensators über einen elektrisch zu bedienenden Schalter 17, eine Drosselspule 18 und die Röntgenröhre zu dem im Betrieb mit der Erde zu verbindenden Metallrahmen, mit dem auch die andern Pole des Kondensators 15 und des Transformators 11 verbunden sind. Ein Hilfstransformator 19, der nicht gegen Hochspannung isoliert zu sein braucht, dient zum Heizen der Glühkathode der Röhre 1. Ferner ist noch der Nebenschlussstromkreis des Kondensators sichtbar, der aus einem Widerstand 20 und einem elektrisch zu bedienenden Schalter 21 besteht und schliesslich ein Transformator 22 für den Drehstrom der Anode der Aufnahmeröhre.
Die verschiedenen Verbindungen für Niederspannung sind in Fig. 1 nicht aufgenommen, sollen aber an Hand des in Fig. 2 dargestellten Schaltbildes betrachtet werden. In diesem Schaltbild sind die verschiedenen Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Die Primärwicklung des Speisetransformators 11 kann über den Hauptschalter 25 mit einem zur Verfügung stehenden Wechselstromnetz von z. B. 220 Volt verbunden werden. Denkt man sich die Kontakte des Relais 21 geschlossen, so kann ein Strom von dem Transformator 11 über die Ventilröhre 12, die Durchleuchtungsröhre. 3, den Widerstand 20, den Relaisschalter 37 1 und einen Widerstand 24 fliessen.
Der Widerstand 20 ist so bemessen, dass sein Spannungsabfall gegenüber der insgesamt verfiigbaren Spannung bei einem Strom, den die Durchleuchtungsröhre für ihre Verwendung als solche braucht, geringfügig ist. Wird z. B. für die Beobachtung ein Strom von 20 mA verwendet, so kann der Widerstand 20 einen Wert von 105 Ohm haben. Der Spannungsabfall dieses Widerstandes beträgt in diesem Fall 2000 Volt, was bei einer Gesamtspannung von z. B. 60 k V zulässig ist. Der Widerstand soll verhüten, dass bei einer Entladung des Kondensators über den Relaisschalter 21 infolge einer unrichtigen Schaltung ein zu grosser Strom entstehen könnte.
Die Glühstromtransformatoren 7. 3 und 74 werden gleichzeitig mit dem Transformator 11 durch das Einschalten des Schalters 25 in Tätigkeit gesetzt, so dass die Anlage damit für die Durehleuehtung bereit ist. Wünscht man nun nach angestellter Durchleuchtung den Kondensator zu laden, um dann an die Aufnahme zu gehen, so bringt man die Röhre 3 mittels des Gestänges 4 aus dem Bestrahlungsfeld der Röhre 1 und in ihre Ruhestellung. Nun enthält die Anlage einen Schalter 26, der mittels des Gestänges 4 bewegt wird. Dieser Schalter nimmt die in Fig. 2 dargestellte Stellung ein, solange die Durchleuchtungs- röhre in der Mitte angeordnet ist.
In dieser Stellung schliesst er den Handsehalter 30 kurz, so dass der Hauptschalter 31 nicht geöffnet werden kann, solange die Durchleuchtungsröhre sieh im Bestrahlungfelde befindet. Wird diese jedoch auf die Seite geschoben, so nimmt der Schalter 26 seine zweite Stellung ein und schliesst, vorausgesetzt, dass der Handschalter 30 und dadurch der Hauptschalter 31 geschlossen ist, einen Stromkreis, der von einem der Pole des Wechselstromnetzes über die linken Kontakte des Schalters 26 zu der Erregerspule eines Relaissehalters 27 und dann zu dem zweiten Pol des Speisenetzes verläuft.
Das Relais 27 schliesst nun seine Kontakte, und es fliesst ein Strom von dem Netz über die Kontakte des Sehalters 27 durch die Primärwicklung des Transformators 22 und die parallel zu ihr gelegte Primärwicklung des Transformators 19 nach dem Netz zurück. Infolgedessen setzt die Umdrehung der Anode der Aufnahmeröhre 1 ein und fängt die Kathode der Röhre zu glühen an.
Der Sekundärstromkreis des Transformators 19 enthält ferner die Erregerspule des Relais 21.
Dieses ist als Ruhestromrelais ausgebildet, d. h. durch die Erregung wird der von diesem Relais zuvor geschlossene Kontakt unterbrochen. Der Kondensator 15 ist dann nicht länger durch den Widerstand 20 überbrückt und wird nun bis zu einer Spannung geladen, der dem Höchstwert der vom Transformator 11 erzeugten Spannung annähernd entspricht.
Der Augenblick in dem eine genügende Ladung erreicht ist, kann mittels einer parallel zum Widerstand 24 geschalteten Glimmentladungsröhre 28 beobachtet werden, weil mit zunehmender Kondensatorspannung der Ladestrom sinkt. Dieser wird schliesslich so sehwach, dass die Spannung am Widerstand 24 nicht länger fähig ist, die Glimmentladungsröhre 28 leuchtend zu halten. Das Erlöschen dieser Röhre ist nun das Zeichen, dass der Kondensator genügend geladen ist und die Aufnahme erfolgen kann. Die Röhre 28 ist durch einen zusätzlichen Kondensator 29 überbrückt, damit der ständig im Stromkreis fliessende Verschiebungsstrom keinen höheren Spannungsabfall des Widerstandes 24 erzeugen kann als den, bei dem die Röhre 28 erlischt.
Will man nun an die Aufnahme gehen, so öffnet man einen Schalter 30. Dieser schloss zuvor den Erregerstrom eines elektrisch betätigenden Schalters 31, über den der Strom für die Transformatoren 11,
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13 und 14 floss. Indem nun die Erregung des Schalters 31 verschwindet, wird die Verbindung des Ladestromkreises mit dem Netz unterbrochen. Nun ist in Reihe mit der Glühkathode der Röhre 3 die Erregerspule des Ruhestromrelais 17 geschaltet. Wird also der Transformator 14infolge des Öffnens des Schalter. 30 stromlos, so verliert das Relais 17 seine Erregung, die Kontakte des Relais werden geschlossen und der Entladestrom kann von dem Kondensator über das Relais 17 durch die Selbstinduktion 18 und darauf durch die Röntgenröhre 1 zurück nach dem Kondensator fliessen.
Infolgedessen ergibt sich während einer kurzen Zeit, die von den elektrischen Grössen im Stromkreis abhängt, eine starke Ausstrahlung
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Relais 21 aufhören und die Glühkathode der Röhre 1 gelöscht werden. Aus diesem Grunde ist das Relais 27 derart ausgebildet, dass es mit Verzögerung ausschaltet, so dass es seine Kontakte erst unterbricht, nachdem der Kondensator Gelegenheit gehabt hat, sich über die Röhre zu entladen. Eine Verzögerung von einigen Zehntel Sekunden genügt in der Regel. Wenn schliesslich das Relais 27 in seine Ruhestellung zurückgekommen ist, ist die ganze Anlage stromlos und man kann dieselben Arbeitsvorgänge durch Schliessen des Schalters 30 wiederholen.
Wird dies, ohne die Durchleuchtungsröhre aus ihrer Ruhestellung zu bringen, gemacht, so erhält der Kondensator 15 unverzüglich von neuem eine Ladung. Würde man darauf irrtümlicherweise die Röhre 3 nach der Mitte bringen, so wird der Schalter 26 in seine linke Stellung gebracht und das Relais 21 verliert seine Erregung. Dadurch jedoch, dass der Begrenzungwiderstand 20 vorhanden ist, verläuft die Entladung nicht zu heftig, so dass in dieser Hinsicht die Anlage gegen eine unrichtige Handhabung gesichert ist.
Die rechten Kontakte des Schalters 26, die geschlossen sind, wenn sieh die Röhre 3 in der Mitte des Bestrahlungsfeldes befindet, dienen gleichfalls zur Sicherung, denn wenn man die Röhre 3, nachdem der Kondensator geladen worden ist, in die Mitte bringen wurde, so wäre es möglich, dass der Schalter. M durch das Öffnen des Hilfsschalters 30 geöffnet würde, bevor das Relais 21 stromlos geworden wäre.
Die Entladung des Kondensators 15 würde in diesem Fall in einem unbeabsichtigten Augenblick über die Röntgenröhre 1 stattfinden. Dies wird nun dadurch verhütet, dass der Schalter 26 die Anlage unter Spannung hält, auch wenn der Schalter 30 geöffnet wird. Die Schalter 30 und 26 (d. h. die Kontakte rechts in der Figur) sind nämlich parallel geschaltet.
Die Anlage ist mit der Erde in dem Punkt verbunden, in dem der Transformator 11, der Konden- sator 15, das Relais 21 und die Glühkathode der Röntgenröhre 1 miteinander verbunden sind. Aus diesem Grunde brauchen, wie aus Fig. 1 hervorgeht, der Transformator 11 und der Kondensator 15 nur einpolig hochisoliert zu sein, während der Transformator 19 keine Isolierung gegen Hochspannung hat. Auch eine Messvorrichtung 32 kann an dieser Stelle in die Leitung eingefügt sein. Diese braucht dann ebensowenig wie die Anzeigelampe 28 vor Hochspannung gegen den mit der Erde verbundenen Rahmen isoliert zu sein und kann einfach auf dem Schaltpult 10 angebracht werden.
Zum Beschränken des Strahlenkegels der Röhre 3 können in dem Richtkegel dieser Röhre bewegliehe Blenden angebracht sein, die mit Hilfe von Bowdenzügen und kleinen Regelknöpfen am Handhebel J von der Stelle des Untersuchenden aus betätigt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Röntgenanlage, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Röntgenröhre (Durchleuchtuiigs- röhre) für das Ermitteln der richtigen Lage des Objektes mit Hilfe der Durchleuchtung enthält, die parallel zur Bildebene (7) beweglich ist und eine zweite, für die Herstellung von photographischen Aufnahmen geeignete Röntgenröhre (1) (Aufnahmeröhre), vorzugsweise eine Röntgenröhre mit beim Betriebe beweglicher Anode, deren Zentralstrahl eine feste Richtung hat und die Bildebene in einem festen Punkt trifft, wobei diese Röhre in grösserer Entfernung vom Objekt als die Durchleuchtungsröhre angeordnet ist.