Vorrichtung zum selbsttätigen Beendigen der Dauer einer Röntgenaufnahme Es ist bekannt, bei Röntgendiagnostik apparaten zur Herstellung einer Röntgenauf nahme eine Vorrichtung zu benutzen, mit der die Aufnahme selbsttätig beendigt wird, nach dem eine hinreichende Menge Röntgenstrah len von der Röntgenröhre geliefert worden ist, um die erwünschte Schwärziuzg der photogra phischen Platte bzw. des Films zu erhalten. Zu diesem Zweck werden Mittelbenutzt, um die Röntgenstrahlen in einen elektrischen Strom umzuwandeln, der zum Betätigen eines Schaltmechanismus verwendet wird, um die Röhrenbelastung zu unterbrechen.
Der elektrische Strom wird mittels einer Entladungsstrecke oder einer andern elektro= nischen Zelle erzeugt. Diese besteht ztun Bei spiel aus einer gegen Röntgenstrahlen emp findlichen Ionisationskammer; es ist aber auch möglich, die Röntgenstrahlen unter Zuhilfe nahme eines Leuchtschirmes in eine Licht strahlung umzuwandeln, die von einer photo elektrischen Zelle aufgefangen wird.
Bei den bekannten Vorrichtungen tritt der Nachteil auf, dass das Unterbrechen der Be lastung der Röntgenröhre nicht immer im richtigen Zeitpunkt erfolgt, was sich wie folgt erklären lässt : Die von der elektronischen Zelle gelieferte Stromstärke ist der mittleren In tensität der auf die Zelle auftreffenden Rönt genstrahlen proportional.
Für den Fall, dass diese Röntgenstrahlen in Teilen des Gegen standes, von dem eine Aufnahme hergestellt wird, wenig geschwächt sind, wodurch die mittlere Intensität höher als die in dem für die Diagnose wichtigen Schwärzungsbereich ist, wird die Aufnahme nach einer Zeitdauer beendigt, die zu kurz ist, um eine hinreichende Schwärzung der photographischen Platte bzw. des Films und eine gute Aufnahme zu erhal ten. Wird die elektronische Zelle zufällig von, stark geschwächter Strahlung getroffen, so wird die Belichtungsdauer den günstigsten Wert übersteigen.
Die Entladungskammer oder die elektronische Zelle soll nur von dem jenigen Teil der Röntgenstrahlen getroffen werden, der die Schwärzung in dem für die Diagnose wichtigen Bereich der Aufnahme bewirkt.
Die richtige Wahl der Aufstellung erfor dert eine gewisse Sachverständigkeit und ist manchmal überhaupt nicht möglich, da bei einer Aufnahme der für die Diagnose wich tige Teil der Aufnahme nicht immer mit Si cherheit eimittelbar ist. Um diesem Übelstand abzuhelfen, hat man bereits eine Entladungs-. ka.mmer mit einer Anzahl Entladungsstrek- ken zwischen Oberflächen verschiedener Form verwendet, die entsprechend der vorausgesetz ten Grösse des wichtigen Bereiches je geson dert oder gemeinsam benutzt werden.
Die Erfindung bezieht sich auf Vorrich tungen von der vorgenannten Art und zielt darauf ab, unabhängig von der mit einem Röntgenapparat hergestellten Aufnahmeart, die wirkliche Belastungsdauer soviel wie mög lich mit derjenigen in Einklang zu bringen, bei der die günstigsten Ergebnisse erhalten werden.
Gemäss der Erfindung besteht die Vorrich tung aus einer Anzahl elektronischer Zellen, die bei Bestrahlung durch eine zu der von der Röntgenröhre ausgehenden Strahlung proportionale Strahlung elektrische Ströme erzeugen und bei der die einzelnen elektri schen Ströme mittels Kondensatoren in nach der Zeit veränderliche Potentiahmterschiede umgewandelt werden, die in den Gitterkreisen von Entladungsröhren wirksam sind, deren Gesamtanodenströme dein Schaltmechanismus zugeführt werden,
um die Belastung der Rönt genröhre zu unterbrechen.
Das Erzeugen eines elektrischen Stromes durch eine Entladimgskaminer oder andere elektronische Zelle kann die Folge einer Ände- rung der Leitfähigkeit eines Gasvolumens durch Ionisation oder eines Stoffes mit Photo leitung unter dem Einfluss der Bestrahlung in einem abgeschlossenen Raum sein, in dem zwei Elektroden -untergebracht sind; die zwi schen diesen Elektroden gebildete Entladungs strecke ist in einen mit den Elektroden ver bundenen Aussenstromkreis aufgenommen, derart, dass die Elektroden je an einem Pol einer Spannungsquelle liegen.
Bei einer an dern bekannten, für den genannten Zweck brauchbaren Ausbildung dieser Zellen kommt ein Zwischenstoff mit photoelektrischen Ei genschaften zur Verwendung, in dem bei der Bestrahlung elektrische Energie erzeugt wird.
Die Ladespannung der Kondensatoren kann als Gitterpotential der Entladungsröh ren dienen oder von einem festen, den Gittern zugeführten Potential in Abzug gebracht wer den. Im erstgenannten Fall bewirkt der zu nehmende Potentialunterschied während der Aufnahme an den Kondensatorklemmen ver ringerte- Gitterpotentiale und infolgedessen geringere Anodenströme.
Der andere Fall tritt auf, wenn von einer negativen Vorspan- nung ausgegangen wird und die Kondensator- spannimgen diesem Potential entgegenwirken, so dass das Gitterpotential bei fortschreiten- der Belastungsdauer immer grösser wird und deshalb die Entladungsströme ständig zuneh men.
Jede Zelle trägt nur zum Teil zu der Stromänderung bei, die von dem Beginn der Aufnahme an stattfinden russ, um den Schalt mechanismus zu betätigen. Gegenseitige Un terschiede der mittleren Intensität der Rönt- genstrahlen für die verschiedenen Zellen haben infolgedessen einen geringeren Einfluss auf die Dauer, in der sich die Gesamtstrom änderung vollzieht, als wenn zu diesem Zweck nur eine einzige Zelle verwendet wird.
Der Verlauf der Anodenstrom-Gitterspan- nungscharakteristik einer gewöhnlichen Tri- odenentladungsröhre kann weiter zu dem von der Erfindung verfolgten Zweck benutzt wer den. Da bei einer zunehmend negativen Git terspannung an der Steuerelektrode einer sol chen Entladungsröhre die Steilheit dieser Kurve abnimmt, hat eine gleiche Spannungs änderung bei niedriger negativer Gitterspan nung einen grösseren Einfluss auf die Ände rung des Anodenstromes als in einem Bereich höherer negativer Gitterspannung, in dem die Steilheit geringer ist.
Eine der Zeit propor tionale Spannungsänderung an einem in den Gitterkreis eingeschalteten Kondensator wird' also verhältnismässig eine geringere Änderung des Anodenstromes bewirken, wenn diese Spannungsänderung gross ist, als wenn sie ge ring ist. Infolgedessen ist der Einfluss von den für die Röntgenaufnahme gewünschten Mittel wert übersteigenden Belichtungsstärken auf die Gesamtbelichtungsdauer weniger gross. Diese Wirkung kann dadurch verstärkt wer den, dass Kondensatoren, gespeist von Zellen, die stärker als mit der der Belastungsdauer entsprechenden mittleren Intensität bestrahlt werden, zu einer Spannung aufgeladen wer den, die ausreicht, um das Gitterpotential auf einen Wert herabzusetzen, bei dem der An odenstrom abgetrennt ist.
Eine Erhöhung des Gitterpotentials der Entladungsröhren durch eine Zunahme der Ladespannung der Kondensatoren über einen grösseren Bereich als die angelegte negative Gitterspannung hat zur Folge, dass die An- odenströme anfänglich zunehmen, aber die Steigerung wird in diesem Fall durch das Auftreten von Gitterstrom in den Entladungs röhren hintangehalten. Das Gitterpotential steigt hierbei nicht über das Kathodenpoten tial hinaus an, da beim Heranrücken zu diesem Potential die auftretenden Gitterströme die noch den Kondensatoren zugeführte Ladung abführen, ohne dass sich weiter die Konden- satorspannungen ändern.
Die Spannungsänderungen werden für die meisten Kondensatoren in einer bestimmten Zeit verschiedene Werte erreichen, so dass auch jede Entladungsröhre in verschiedenem Masse zum Strom zur Betätigung des Schalt mechanismus beiträgt. Beim Übersteigen eines vorherbestimmten Wertes dieses Stromes wird dieser Mechanismus betätigt, und der Zeit punkt, in dem dies erfolgt, ist also durch die Entladungsströme derjenigen Röhren bedingt, für welche die in ihre Gitterkreise aufgenom inenen Kondensatoren noch auf die Anoden ströme einwirkenden Potentialänderungen un terliegen.
Der Einfluss der wenig geschwäch ten Strahlung auf die Belastungsdauer ist auch in diesem Fall beträchtlich beschränkt, so dass die wirkliche Dauer der Aufnahme besser mit der zur Erzielung der günstigsten Aufnahmeergebnisse erforderlichen im Ein klang steht.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel des elektroni schen Teils der Vorrichtung gemäss der Erfin dung dargestellt ist.
Elektronische Zellen 1 sind hinter einem Leuchtschirm 2 angeordnet, auf den die Rönt genstrahlen der Röntgenröhre 3 auftreffen, nachdem diese den Gegenstand 4 oder die photographische Platte bzw. den Film 5 durchlaufen haben. Die Zahlen sind über Kondensatoren 7 an die Spannungsquelle 6 angeschlossen. Jeder Kondensator 7 bildet einen Teil des Gitter kreises einer Entladungsröhre B. Diese besitzt eine Kathode 9, die über die Quelle positiver Spannung 10 mit dem einen Pol des Konden- sators 7 verbunden ist, sowie eine Regelelek trode 11, die unmittelbar an dem andern Pol des Kondensators 7 liegt.
Die Anode 12 von jeder der Röhren 8 ist mit denen der andern verbunden, so dass die Röhren in einem Kreis parallel geschaltet sind, der die Erregerspule 13 eines elektromagnetischen Relais 14 ent hält. Die Anodenströme werden von der ge meinsamen Stromquelle 15 geliefert.
Vor der Betätigung der Vorrichtung wird der parallel zur Spannungsquelle 10 liegende Schalter 16 kurzzeitig geöffnet. Zu diesem Zweck ist ein Druckknopfschalter verwendbar, dessen Kontakte geschlossen sind, wenn auf den Knopf kein Druck ausgeübt wird. Da bei geschlossenem Schalter 16 die Spannungs quelle 10 kurzgeschlossen ist, ist mit dem Schalter der Widerstand 17 in Reihe geschal tet, um den Kurzschlussstrom zu begrenzen.
Bei geschlossenem Schalter 16 sind die Kondensatoren 7 mit einem ihrer Pole an die Kathode 9 der Entladungsröhren 8 ange schaltet. Eine gegebenenfalls vorhandene La cheng, die die mit ' den Gittern verbundenen Pole der Kondensatoren 7 positiv in bezug auf die Kathoden 9 macht, kann hierbei über die Gitter 11 abfliessen. Die Gitter befinden sich auf Kathodenpotential, bei dem die Entla dungsröhren 8 den vollen Anodenstrom liefern und der Anker 14 von der Relaisspule 13 an gezogen wird, wodurch der Schalter 18 ge öffnet ist.
Beim Öffnen des Schalters 16 werden die Kondensatoren 7 mit der Stromquelle 10 zwi schen die Kathoden 9 und Gitter 11 der Ent ladungsröhren 8 in Reihe geschaltet, so dass die Kondensatoren sich über die Gitter derart aufladen, dass die Ladespannung der Polari tät der Spannungsquelle 10 entgegengesetzt ist. Die Aufladung der Kondensatoren ändert den Zustand nicht, in dem der von der Relais spule 13, dem Anker 14 und dem beweglichen Kontakt 18 gebildete Schaltmechanismus ar beitet. Der Beginn der Aufnahme erfolgt durch das Schliessen des Schalters 1.6.
Die mit der Spannungsquelle 10 verbundene Klemme der Kondensatoren 7 wird dadurch mit der Kathodenleitung verbunden und inUgedes- gen die Spannung im Gitterkreis um den Be trag der Spannung der Quelle 10 herabgesetzt, wodurch die Gitter 11 negativ und die Ent ladungsröhren 8 stromlos werden. Infolgedes sen gibt die Relaisspule 13 den Anker 14 frei und der Schalter 18 wird geschlossen, wodurch der Stromkreis der Speisevorrichtung 19 für die Röntgenröhre 3 an die Pole des Speise netzes 20 angeschaltet wird.
Ein Teil der von der Röntgenröhre 3 ge lieferten Röntgenstrahlen erreicht den Leucht schirm 2, nachdem sie den Gegenstand 4 und die photographische Platte bzw. den Film 5 durchlaufen haben, und werden in diesem Schirm in Lumineszenz umgewandelt. Die In tensitätsverteilung entspricht der der Rönt genstrahlen, die auf das empfindliche Mate rial zur Herstellung der Aufnahme auftref fen. Die lichtempfindlichen Zellen 1 werden je von einem Teil der Lumineszenz getroffen und werden mehr oder weniger leitend in dem Masse, wie die mittlere Intensität der von den verschiedenen Zellen aufgefangenen Strah lung grösser oder kleiner ist. Infolge der von der Spannungsquelle 6 entwickelten Klemmen spannung entstehen in den verschiedenen Kreisen Ströme, die eine Änderung der Span nung über jeden der Kondensatoren 7 herbei führen.
Die Gitterpotentiale werden infolge dessen allmählich weniger negativ, und die Anodenströme der Entladungsröhren neh men zu.
Der grösste Beitrag einer jeden Entla dungsröhre 8 zu dem die Relaisspule 13 durch fliessenden Strom bleibt auf den Anodenstrom beschränkt, den eine Röhre maximal zu liefern vermag, nachdem das Gitter 11 etwa das glei che Potential wie die Kathode 9 erreicht hat. Da sich also der Beitrag einer jeden Röhre zum Gesamtstrom auf einen Höchstwert be schränkt, ist der Einfloss einer übermässig starken Strahlung auf eine oder wenige der Gesamtzahl der Zellen, die die Ursache da von ist, dass in einer mit einer solchen Zelle zusammenarbeitenden Entladungsröhre in einer kürzeren Zeit als der Belichtungsdauer der Aufnahme der Strom zum höchsten Wert ansteigt, auf die wirkliche Dauer, nach der der Schaltmechanismus betätigt wird, von be schränktem Umfang.
Es kann vorkommen, dass keine der Zellen von einer ausserordentlich starken Strahlung getroffen wird und eine mittlere Intensität von stark gesteigertem Wert bei keiner der Zellen auftritt. Unter diesen Umständen wird eine günstige Eigenschaft der Anodenstrom- Gitterspannungscharakteristik der Entla- dLmgsröhren benutzt, um der verlängernden Wirkung von wenig durchlässigen Teilen des Gegenstandes auf die Belastungsdauer ent gegenzuwirken.
Die mit abnehmender Gitter spannung zunehmende Steilheit dieser Cha rakteristik macht, dass der Einfloss einer Un terbelichtung auf die Belastungsdauer gerin ger ist, mit dem Ergebnis, dass trotz grosser örtlicher Abweichungen von der mittleren, für eine Aufnahme als günstig betrachteten Strahlenintensität, keine beträchtliche Abwei- chung der Belichtungsdauer von der günstig sten dieser Intensität entsprechenden Dauer der Aufnahme auftritt.
Abweichungen von dem geschilderten Aus führungsbeispiel, welche die Polarität der Kondensatoren sowie ihren Ladezustand zu Beginn der Aufnahme betreffen, sind mög lich, ohne dass sich die Wirkungsweise der Vorrichtung grundsätzlich ändert.