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Einrichtung zum Betriebe von Röntgenröhren.
In Röntgenanlagen ist es bekannt, die Sekundendosis, die Dosis oder Oberflächendosis mittels eines Messgerätes, insbesondere einer Ionisationskammer, zu messen, die in den Bereich der von der Röntgenröhre ausgehenden Strahlung gebracht wird. Diese bekannten Messgeräte haben jedoch den Nachteil, dass sie empfindliche physikalische Apparate sind, die sich für den praktischen Gebrauch bei der Untersuchung und Behandlung von Kranken mittels Röntgenstrahlen sowie in technischen Betrieben wenig eignen. Dieser Nachteil macht sich besonders störend dann bemerkbar, wenn das Messgerät mit einem Schaltrelais verbunden werden soll, das die Röntgenröhre bei Überschreitung einer bestimmten Sekundendosis, Dosis oder Hauteinfallsdosis abschaltet.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass sich ein praktisch gut brauchbares robustes Messgerät für die Sekundendosis schaffen lässt, wenn dieses Messgerät die Sekundendosis nicht unmittelbar, sondern mittelbar über die der Röntgenröhre zugeführten Betriebsgrössen Röhrenstrom und Röhrenspannung misst. Gemäss der Erfindung wird deshalb eine Messvorrichtung vorgesehen, auf die sowohl der Röhrenstrom als auch die Röhrenspannung oder diesen entsprechende Grössen derart einwirken, dass der auf Grund dieser Einwirkung sich ergebende Anzeigewert der Messvorrichtung der Sekundendosis der von der Röntgenröhre ausgehenden Strahlung entspricht.
Es ist bekannt, dass die Sekundendosis einerseits der Rohremtromstärke und anderseits dem Quadrat der Röhrenspannung-bei starker Filterung einer höheren Potenz der Röhrenspannung - proportional ist. Aus diesem Grunde muss dafür gesorgt werden, dass bei einer bestimmten Änderung der Röhrenspannung sich der Anzeigewert der Messvorrichtung entsprechend dem Quadrat bzw. einer höheren Potenz der Röhrenspannung ändert.
Zwar ist bereits eine Schalteinrichtung zur Erzielung möglichst gleichartig belichteter Röntgenaufnahmen bekannt geworden, bei der als Schalter ein Elektrizitätszähler Verwendung findet, dessen Umlaufgeschwindigkeit sowohl der Röhrenstromstärke als auch der Röhrenspannung, d. h. also der Röhrenleistung, proportional ist. Ausserdem ist eine andere ähnliche Einrichtung so ausgebildet, dass nicht nur die Rohrenleistung, sondern auch das Produkt der Sekundendosis und Belichtungszeit, d. h. also die Strahlendosis, konstant bleiben. Diese bekannten Einrichtungen sind aber einerseits keine Messvorrichtungen und anderseits werden die Röhrenleistung bzw. die Strahlendosis nicht verändert, sondern zwecks Erzielung einer immer gleichbleibenden Belichtung konstant gehalten.
Beim Anmeldungsgegenstand entspricht der Anzeigewert der Messvorrichtung der Sekundendosis, d. h. er ist dem Quadrat oder einer höheren Potenz der Röhrenspannung proportional. Diese Abhängigkeit des Anzeigewertes der Messvorrichtung von der Röhrenspannung kann auf mechanische oder elektrische Weise erreicht werden. Im Falle einer mechanischen Lösung können beispielsweise in der Kupplungsvorrichtung der Regelvorrichtung für die Röhrenspannung mit der Messvorrichtung entsprechend geformte Zwischenkörper eingesetzt werden, deren Form zweckmässig empirisch so bestimmt wird, dass die erzielte Änderung des Anzeigewertes der Messvorrichtung dem Einfluss der Spannungsänderung auf die Sekundendosis entspricht.
Besonders einfach gestaltet sich eine elektrische Lösung. Man bildet in diesem Fall die Messvorrichtung als Wattmetersystem aus, auf das der Röhrenstrom unmittelbar und ausserdem ein Hilfsstrom einwirkt, dessen Stärke dem Einfluss der eingestellten Röhrenspannung auf die Sekundendosis
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entspricht. Die richtige Stärke des Hilfsstromes lässt sich leicht dadurch erreichen, dass in einem Hilfsstromkreis ein regelbarer Spannungsteiler angeordnet wird, dessen Spannungsverteilung von dem zur Regelung der Röhrenspannung dienenden Auto-Transformator aus gesteuert ist, wobei die Regelvorrichtung für die Röhrenspannung und die Regelvorrichtung des Spannungsteilers miteinander mechanisch oder elektrisch gekuppelt sind.
Die elektrische Steuerung des Spannungsteilers kann dabei so gewählt werden, dass sich die Stärke des in dem Hilfsstromkreis fliessenden Stromes beispielsweise entsprechend dem Quadrat der eingestellten Röhrenspannung ändert.
Will man nicht die Sekundendosis, sondern die von der Röntgenröhre innerhalb einer bestimmten Zeit abgegebene Dosis messen, so muss die Anordnung so getroffen werden, dass auch die Bestrahlungszeit auf die Messvorrichtung einwirkt. Dies kann man beispielsweise in einfacher Weise dadurch erzielen, dass man die Messvorrichtung in an sich bekannter Weise als Arbeitszähler ausbildet.
Bekanntlich ist die Sekundendosis bzw. die Dosis oder die Oberflächendosis in starkem Masse von dem Schwächungsvermögen des in den Strahlengang der Röntgenröhre eingebauten Filters abhängig. Es ist deshalb notwendig, dass auf die Messvorrichtung auch das gewählte Strahlenfilter derart einwirkt, dass der Anzeigewert der Messvorrichtungder infolge des verschiedenen Schwächungsvermögens des jeweils gewählten Filters verminderten Sekundendosis bzw. Dosis oder Oberflächendosis entspricht. Dies lässt sich beispielsweise dadurch erzielen, dass bei der Einsetzung des Strahlenfilters mittels elektrischer Kontakte ein Hilfsstromkreis gesteuert wird, der auf die Messvorrichtung entsprechend einwirkt. Bei der Untersuchung von Kranken mittels Röntgenstrahlen (Durchleuchtung und Aufnahme) wird man in fast allen Fällen mit zwei verschiedenen Filtern auskommen.
Im allgemeinen wird es deshalb genügen, wenn die Messvorrichtung für ein bestimmtes Filter geeicht und bei Eimetzung des zweiten Filters eine entsprechende Umschaltung der Messvorrichtung bewirkt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung der Schaltungsanordnung nach dargestellt.
Der die Röntgenröhre 1 speisende H ? chspannungstransformator 2 ist über den regelbaren Vortramformators 3 an das Netz 4 angeschlossen. In der Mitte der Sekuniärwieklung des Hochspannungtransformators 2 ist die Spule 5 der alsWattmetersystem ausgebildeten Messvorrichtung 6 eingeschaltet, so dass über diese Spule unmittelbar der Röntgenröhrenstrom fliesst. Die zweite Spule 7 der Messvorrichtung 6 liegt in einem Hilfsstromkreis, der von dem regelbaren Spannungsteiler 8 gespeist wird.
Der Spannungsteiler ist von dem als Auto-Transformator ausgebildeten Vortransformator 3 aus über die Verbin : lungsleitungen 9 elektrisch so gesteuert, dass bei Regelung der Spannung mittels des
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auf die Sekuniendosis entspricht. Die Skala 11 der Messvorrichtung 6 wird entsprechend der gewählten Strahlenfilterung empirisch in Werten der Sekundendosis geeicht. Wird das mrmalerweise eingesetzte StrahlenEilter durch ein anderes Filter 12 ersetzt, so wird, wenn das Filter 12 sich in der Einsatzstellung-in der Abbildung mit unterbrochenen Strichen angedeutet-befindet, der Kontakt 13 geschlossen und dadurch parallel zur Stromspule 5 ein entsprechend gewählter Widerstand 14 geschaltet.
Im allgemeinen wird der Einfluss des gewählten Filters auf die Sekundendosis oder Dosis praktisch durch die Einschaltung des Widerstandes 14 mit ausreichender Genauigkeit berücksichtigt ; man kann jedoch die Anordnung auch so treffen, dass durch die Schliessung des Kontaktes 13 ein Relais betätigt wird, das die Verbindungsleitungen 9 und damit die elektrische Steuerung des Spannungsteilers 8 so umschaltet, dass der Einfluss des Schwächungsvermögens des Filters 12 auf die Sekundendosis genau berücksichtigt wird.
Bei der Untersuchung und Behandlung von Kranken ist die Messung der Oberflächendosis von besonderer Bedeutung. Es ist bekannt, dass die Oberflächendosis ausser von der Röhrenspannung, der Röhremtromstärke, der Bestrahlungszeit und der gewählten Filterung der Strahlung auch noch von dem Hut-Brennfleckabstand sowie wegen der Streuzusatzdosis von der Grösse des gewählten Bestrahlungsfeldes abhängt.
Gemäss der weiteren Erfindung wird deshalb die Messung der Ober- flächenlosis durch die Messvorrichtung dadurch ermöglicht, dass auch die Grösse des gewählten Bestrahlungsfeldes sowie der Haut-Brennfleekabstand auf die Messvorrichtung derart einwirken, dass der Anzeigewert der Messvorrichtung der sich mit der Änderung der Grösse des Bestrahlungsfeldes und des Haut-Brennfleckabstandes ändernden Oberfläehendosis entspricht. Technische Lösungen für diese Aufgaben ergeben sich von selbst.
Beispielsweise kann die Berücksichtigung des Haut- Brenntleckabstandes dadurch erfolgen, dass das Messband, das in üblicher Weise den Haut-Brennfleckabstand zu messen gestattet, über eine Rolle geführt wird, deren Drehung somit der Änderung des Haut-Brennfleckabstandes entspricht. Diese Rolle wird so mit der Messvorrichtung gekuppelt, dass der Zeiger des Messgerätes die Änderung des Haut-Brennfleckabstandes berücksichtigt. Besonders einfach gestaltet sich die Berücksichtigung der Grösse des gewählten Bestrahlungsfeldes, da die Grösse des Beytrahlungsfeldes durch die Öffnung der Strahlenblende bestimmt wird, die meistens mit Hilfe eines Bowdenzuges verstellt wird. Man braucht deshalb nur diesen Bowdenzug in entsprechender
Weise mit der Messvorrichtung mechanisch oder elektrisch zu kuppeln.
In vielen Fällen ist es notwendig, dass die Überschreitung einer bestimmten Sekundendosis,
Dosis oder Oberflächendosis unmöglich gemacht wird. In solchen Fällen wird die Messvorrichtung
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mit einem Schaltrelais verbunden, das die Röntgenröhre bei Überschreitung eines einstellbaren Wertes abschaltet. Zweckmässig wird die Messvorrichtung an einer Erdpotential oder nahezu Erdpotential führenden Stelle, insbe, ondere im Schalttisch der Röntgeneinrichtung angeordnet.
Ein besonderer Vorteil des Anmeldungsgegenstandes gegenüber den bekannten Dosismess- geräten besteht darin, dass es leicht möglich ist, die Messvorrichtung gemäss der Erfindung auch voranzeigend auszubilden, so dass sie die Sekundendosis bereits vor dem Einschalten der Röntgenröhre anzeigt. Da beim Anmeldungsgegenstand die Messung der Sekundendosis mittelbar über die Messung der Rohrenstromstärke und Röhrenspannung erfolgt, kann man an sich, beispielsweise durch die deutschen Patentschriften Nr. 588486 und 614925, bekannte Vorrichtungen zur Voranzeige der Röhrenspannung und des Röhrenstromes verwenden, die auf die Messvorrichtung derart einwirken, dass auch die Sekundendosis oder die Dosis oder die Oberflächendosis vor dem Einschalten der Röntgenröhre vorangezeigt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Betriebe von Röntgenröhren, gekennzeichnet durch eine Messvorrichtung, auf die sowohl der Röhrenstrom als auch die Röhrenspannung oder diesen entsprechende Grössen derart einwirken, dass der auf Grund dieser Einwirkung sich ergebende Anzeigewert der Messvorrichtung der Sekundeniosis der von der Röntgenröhre ausgehenden Strahlung entspricht.