BR112012031204B1

BR112012031204B1 - método para a regulagem automática da potência máxima em unidades de raios-x e dispositivo para a realização do método

Info

Publication number: BR112012031204B1
Application number: BR112012031204-9A
Authority: BR
Inventors: Anibal Gómez Rodriguez; Angel Diaz Carmena; Francisco Diaz Carmena
Original assignee: Sociedad Española De Electromedicina Y Calidad, S.A.
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2020-11-10
Also published as: PL2624667T3; RU2013116755A; MX2012014252A; CA2802447C; BR112012031204B8; CA2802447A1; EP2624667B1; CN102934525B; BR112012031204A2; AR083178A1; EP2624667A1; JP2013538005A; KR101677789B1; JP5719027B2; WO2012042067A1; CN102934525A; MX337199B; US20130142311A1; RU2552970C2; KR20130108502A

Abstract

MÉTODO PARA A REGULAGEM AUTOMÁTICA DA POTÊNCIA MÁXIMA EM UNIDADES DE RAIOS-X E DISPOSITIVO PARA A REALIZAÇÃO DO MÉTODO A presente invenção refere-se a um método para o controle automático da potência máxima de um aparelho de raio-x e ao dispositivo necessário para tanto. O objetivo do método é operar uma unidade de raios-X que alimenta a potência máxima em qualquer momento de tempo, para o que a voltagem de alimentação ou de entrada no tubo de raios-X deve ser a metade da voltagem da potência de alimentação ((Vbat)/2 ou (Vline)/2), a qual será denominada como a voltagem de referência (Vref); no caso de uma variação da voltagem de referência, o método modifica a corrente alimentada, mudando o tempo de exposição de tal maneira que a potência máxima é liberada em qualquer momento de tempo. Em outras palavras, a presente invenção refere-se a um método que regula a corrente do tubo como uma função da voltagem de alimentação (das baterias ou da rede).

Description

Objetivo da Invenção

[001] O objetivo da invenção, conforme é descrito pelo seu título, é um método para a regulagem automática da potência máxima de uma unidade de raios- X, tanto energizada por intermédio de uma bateria ou conectada a uma rede de energia, e um dispositivo para a realização do método.

[002] A presente invenção é caracterizada por meio das características especiais das etapas do método, as quais permitem a alimentação da potência máxima à unidade de raios-X a qualquer tempo, permitindo assim obter ótimas imagens de raios-X com uma alta qualidade por intermédio da unidade.

Antecedentes da Invenção

[003] Unidades de raios-X portáteis ou unidades de raios-X móveis conectadas a rede elétrica sofrem de uma desvantagem comum: a queda de voltagem na linha de energia quando do momento de uma descarga, o que é algo desconhecido e até mesmo imprevisível e, portanto, é algo que não pode ser compensado. Esta queda de voltagem, quando do momento de uma descarga, distorce completamente a imagem de raios-X (porque o necessário kVp não é alcançado), resultando em uma imagem que não permite a análise da condição interna de um paciente.

[004] Isto é algo particularmente relevante na assistência médica domiciliar onde uma unidade de raios-X portátil é usada para realizar imagens de raios-X de um indivíduo que, por qualquer motivo, não pode ser levado para um hospital. Também é algo relevante em fazendas quando os veterinários desejam realizar raios-X de um animal ou quando um cabo de energia é utilizado e empregado na unidade de raios-X portátil.

[005] Em todos estes casos, tanto se for devido à linha de energia propriamente dita ou devido ao uso de uma extensão elétrica, uma queda de voltagem usualmente ocorre no momento de uma descarga. Isto distorce a imagem radiográfica de tal maneira que a parte de interesse não pode ser claramente vista.

[006] A solução aqui usada para estes problemas é a de reduzir a potência da unidade. Assim sendo, por exemplo, as unidades de 4 kW são fabricadas para operar e trabalhar em níveis de potência de 1 kW, algo que reduz a capacidade da unidade com a insatisfação resultante dos usuários e dos compradores destas unidades móveis.

[007] Um problema idêntico ocorre com as unidades de raios-X energizadas por intermédio de baterias, uma vez que as baterias têm uma resistência interna que aumenta com o tempo devido ao envelhecimento e a oxidação da bateria, assim reduzindo a potência máxima que as baterias podem gerar e alimentar. Isto é, unidades com baterias envelhecidas não podem produzir imagens de raios-X com qualidade suficiente.

[008] Portanto, o objetivo da presente invenção é desenvolver um método para a regulagem automática da potência máxima alimentada e fornecida às unidades de raios-X portáteis, tanto se as mesmas forem alimentadas por intermédio de uma rede elétrica ou por baterias, de tal maneira que as mesmas possam alimentar a potência máxima no momento de uma descarga, daí, portanto prevenindo a perda de qualidade das imagens de raios-X.

Descrição da Invenção

[009] O objetivo da invenção é um método para a regulagem automática da potência máxima liberada para uma unidade de raios-X, como o objetivo de ter a potência máxima liberada a todo e qualquer momento de tempo.

[010] O processo para obter imagens de raios-X tem dois valores ou parâmetros básicos que permitem a obtenção de imagens de tipos diferentes. Por um lado, o valor de pico da voltagem aplicada, expresso como kVp, e por outro lado o produto do mA alimentado e o tempo de exposição, também conhecido como mAs.

[011] O valor de KVolts de pico fornece a penetração da radiação. Uma imagem de uma costela não é a mesma daquela de um órgão interno tal como a de um pulmão; para ver um órgão através de um osso se faz necessário elevar o valor de kVp de tal maneira que possa atravessar o osso de uma forma fácil.

[012] O produto dos miliampéres e do tempo de exposição (mAs) torna a imagem mais clara ou mais escura.

[013] Todavia, se o valor do kV aplicado não for o apropriado por causa do fator da rede ou da bateria não poder alimentar e fornecer este valor de voltagem, as imagens resultantes têm uma qualidade insuficiente.

[014] Por outro lado, sabe-se que o circuito de alimentação de energia consiste de uma alimentação de energia (da rede ou da linha ou de baterias), conectada em série a uma resistência, a qual no caso das unidades de raios-X energizadas por baterias é a resistência interna das baterias e no caso de unidades de raios-X energizadas pela rede ou por uma linha de alimentação é a resistência de linha. Os terminais deste circuito são conectados a uma resistência, uma vez que se sabe que a potência máxima é obtida nas extremidades de conexão da resistência quando a resistência externa conectada é igual à resistência interna das baterias ou da resistência de linha, e, portanto, quando a voltagem nos terminais da resistência externa é a metade da voltagem da potência de alimentação.

[015] Sabe-se que para uma unidade de raios-X operando com uma voltagem universal (90 VAC a 264 VAC) a mínima voltagem de potência de alimentação para operar a unidade de raios-X é 90 volts, de tal maneira que a voltagem de potência de alimentação nunca deveria ser menor do que este valor, mesmo se não for o mesmo que a voltagem de potência máxima. Por exemplo, para uma unidade conectada a 120 V a potência máxima é obtida a 60 V, mas a unidade não pode operar abaixo de 90 V. As unidades conectadas a baterias não têm esta limitação, uma vez que as mesmas são especialmente desenhadas com este propósito e podem sempre operar com uma potência melhorada e intensificada.

[016] Portanto, o objetivo do método operacional para a unidade de raios-X é o de alimentar a potência máxima a todo e qualquer momento de tempo, para o qual a alimentação ou a voltagem de entrada no tubo de raios-X deve ser a metade da voltagem de potência de alimentação ((Vbat)/2 or (Viine)/2), referida a como a voltagem de referência (Vref); no caso de uma variação a partir da voltagem de referência, o método modifica a corrente alimentada, mudando o tempo de exposição de tal maneira que a potência máxima é liberada em todo e qualquer momento de tempo. Em outras palavras, isto tem como base um método que regula a corrente do tubo conforme a função da voltagem de alimentação (das baterias ou da rede).

[017] Em uma possível realização o método compreende os seguintes estágios:

[018] Primeiro, calcular a voltagem de referência, a qual se a unidade de raios-X for energizada pela rede será a metade da voltagem da linha, contanto que este valor seja maior do que 90 volts e de outra maneira será 90 volts; e se for energizada por bateria a voltagem de referência será a metade da voltagem alimentada por meio das baterias.

[019] Então, comparara voltagem de referência, a qual será a metade da voltagem de alimentação (a partir de tanto a rede ou das baterias), com a voltagem de entrada alimentada a unidade de raios-X, regular a voltagem e daí, portanto a potência para obter um valor de referência para a corrente de alimentação.

[020] Este valor obtido para a corrente de referência é comparado a corrente de entrada com o objetivo de obter a corrente do filamento, a qual é a corrente a qual com a corrente de entrada sendo a metade da voltagem da linha ou da bateria, permite a alimentação da potência máxima a todo e qualquer momento de tempo.

Breve Descrição dos Desenhos

[021] Para completar a descrição feita a seguir e para auxiliar em um melhor entendimento das suas características, o presente relatório descritivo é acompanhado por um conjunto de desenhos, cujas figuras representam os detalhes mais significativos da invenção apenas com o propósito de ilustração e de uma maneira e sentido não limitativo.

[022] A Figura 1 mostra o esquema de fiação simplificado nas condições de alimentação de potência máxima;

[023] a Figura 2 mostra uma representação do microprocessador responsável pelos cálculos da voltagem de referência;

[024] a Figura 3 mostra a representação dos estágios para calcular a voltagem de referência;

[025] a Figura 4 mostra uma representação do processo de controle de potência; e

[026] a Figura 5 mostra uma representação do dispositivo que se faz necessário para a realização deste método.

Descrição Detalhada da Realização Preferida

[027] Em vista das figuras, uma realização preferida da invenção aqui proposta é abaixo descrita.

[028] A Figura 1 mostra o circuito simplificado de alimentação de potência para uma unidade de raios-X, no qual (V) é a voltagem de potência de alimentação (voltagem proporcionada pelas baterias (Vbat) ou pela rede de energia (Viine)), (ri) é a resistência em série com a voltagem de potência de alimentação, a qual é geralmente variável e no caso de energia por meio de baterias corresponde à resistência interna das baterias e no caso de alimentação por meio de rede de energia corresponde a resistência da linha.

[029] Uma resistência (R) é conectada em paralelo a esta montagem em série de (V) e (ri), algo que corresponde à resistência da unidade de raios-X. A potência máxima é liberada quando R é igual a ri, de tal maneira que a voltagem de entrada da unidade (Vi) é igual à metade da voltagem da potência de alimentação (Vbat/2) ou (Viine/2).

[030] A Figura 2 mostra um microprocessador (1) responsável pelos cálculos da voltagem de referência (Vref) para obter a potência máxima. Este microprocessador recebe como sinais, tanto a voltagem de linha (Vijne) ou a voltagem de bateria (Vbat).

[031] Conforme é acima indicado, a unidade não pode operar com voltagens abaixo de 90 Volts.

[032] A Figura 3 mostra o método usado para obter (Vref), o qual será igual a (Vijne/2) para a alimentação pela rede, ou (Vbat/2) para a alimentação por um pacote de baterias, contanto que (Viine/2) seja maior do que 90 Volts; de outra forma, Vref será 90 Volts

[033] A Figura 4 mostra o processo de controle de potência, o qual tem um primeiro enlace (2) para regular a potência (2) seguido de um segundo enlace (3) para controlar a corrente de filamento (Ifiiament)

[034] O primeiro enlace de regulagem (2) compara a voltagem de referência (Vref) e a voltagem de entrada (Vi) para obter um valor de referência para a corrente (lref)

[035] O segundo enlace de regulagem (3) compara a corrente de referência (lref) e a corrente de entrada (h), obtendo assim a corrente de filamento (Ifiiament), isto é, a corrente que deve ser alimentada para o tubo de raios-X.

[036] Em outras palavras, o objetivo é fazer com que a unidade de raios-X libere a potência máxima a todo e qualquer momento de tempo. Conforme isto ocorre quando a voltagem de entrada é a metade da voltagem da linha (Viine) ou da voltagem da bateria (Vbat), e conforme quando uma descarga ocorre, a voltagem melhorada e intensificada requerida da rede ou das baterias tende a ser mantida, a corrente de referência é mantida, mudando a corrente de filamento (Ifüament) e mudando o tempo de exposição.

[037] Isto é um processo dinâmico e contínuo que corrige o tempo todo o valor da corrente de filamento do tubo de tal maneira que se houver uma variação a partir da voltagem de referência, a corrente de filamento para o tubo de raios-X é mudada.

[038] A Figura 5 mostra uma representação esquemática das partes ou das características do dispositivo usado para realizar o método acima descrito. Este dispositivo compreende um micro processador (1) tendo:

[039] - um conversor A/D (2) para a voltagem de entrada V; e corrente de entrada.

[040] - uma parte (3) dedicada para os cálculos e para a estabilização de uma voltagem de referência (Vref).

[041] - uma parte (4) dedicada para a regulagem da potência, comparando a voltagem de referência (Vref) e a voltagem de entrada (Vi).

[042] - uma parte (5) responsável pela regulagem da corrente de filamento (Ifüament) que compara o valor da corrente de entrada (h) com o valor da corrente de referência (lref).

[043] - um conversor D/A (6) responsável pela alimentação da corrente de filamento (Ifiiament) para o tubo de raios-X.

[044] A essência da presente invenção não é afetada por variações nos materiais, pelo formato, pelo tamanho e pelo arranjo dos seus elementos componentes descritos de uma maneira não limitante que permitirá a sua reprodução por parte de um indivíduo com especialização na técnica.

Claims

1. Método para a regulagem automática da potência máxima em unidades de raios-X, caracterizado pelo fato que compreende as etapas de: primeiro, calcular a voltagem de referência (Vref), a qual se a unidade de raios-X estiver energizada pela rede será a metade da voltagem da linha (Vime), desde que este valor seja maior que 90 Volts, caso contrário a voltagem de referência será 90 Volts; e se estiver energizada por bateria a voltagem de referência será a metade da voltagem alimentada por meio das baterias (Vbat), em seguida, comparar a voltagem de referência (Vref) com a voltagem de entrada (Vi) alimentada à unidade de raios-X, regulando a voltagem e, portanto, a potência, para obter um valor de referência para a corrente de alimentação (lref), em seguida, regular uma corrente de filamento (Ifiiament), a qual é a corrente que deve ser alimentada para o tubo de raios-X, pelo comparar o valor obtido para a corrente de referência (lref) com a corrente de entrada (h) para obter a corrente de filamento (Ifiiament), a qual é alimentada para o tubo de raios-X, para manter a voltagem de entrada (Vi) na voltagem de referência (Vref).

2. Dispositivo para a realização do método acima reivindicado, caracterizado pelo fato que referido dispositivo compreende um microprocessador (1) tendo: - um conversor A/D (2) para a voltagem de entrada (V) e corrente de entrada (h), - uma parte (3) dedicada para calcular e estabelecer uma voltagem de referência (Vref), a qual será metade da voltagem de linha (Viine), desde que este valor seja maior do que 90 Volts, caso contrário a voltagem de referência será 90 Volts; e se a mesma estiver energizada por meio de baterias a voltagem de referência será a metade da voltagem alimentada pelas baterias (Vbat), - uma parte (4) dedicada a regular a potência, comparando a voltagem de referência (Vref) e a voltagem de entrada (Vi), - uma parte (5) responsável pelo regular a corrente de filamento (Ifüament) que compara o valor da corrente de entrada (li) com o valor da corrente de referência (lref). E - um conversor D/A (6) responsável pelo alimentar a corrente de filamento (IfHament) para o tubo de raios-X.