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Die
Erfindung betrifft eine Fehlerschutzschaltung für eine Röntgeneinrichtung sowie eine Röntgeneinrichtung
mit einer solchen Fehlerschutzschaltung. Fehlerschutzschaltungen
dienen der Vermeidung der Abgabe hoher Strahlendosen aufgrund von
Bedienfehlern.
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Röntgeneinrichtungen
weisen zumindest einen Bildempfänger
auf. Der Bildempfänger
dient der Aufnahme von Röntgenbildern
eines Patienten oder zu untersuchenden Körpers, der von der Röntgenstrahlung
eines Röntgenstrahlers
durchleuchtet wird. Bei Kassettenaufnahmeplätzen umfasst der Bildempfänger eine
Kassettenlade, in der ein kassettenförmiger Röntgendetektor eingelegt ist.
Der Röntgendetektor
kann z.B. eine Röntgenfilmkassette
sein. Weiter umfasst die Kassettenlade auch eine für die automatische
Belichtungszeiteinstellung erforderliche Belichtungsmesskammer.
Die Belichtungsmesskammer hat die Aufgabe, die am Röntgendetektor auftretende
Strahlungsdosis zu messen und beim Erreichen eines vorbestimmten
Messwertes ein Abschaltsignal für
den Röntgenstrahler
auszulösen.
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Kassettenladen
sowie andere Bildempfänger können z.B.
an Patientenlagerungstischen angeordnet sein, an C-Bögen, Bodenstativen
oder Beckenstativen. Weitere Möglichkeiten
der Anordnung von Bildempfängern
sind ohne weiteres denkbar. Je nachdem, welche Röntgenaufnahmeplätze realisiert werden
sollen, verfügen
Röntgeneinrichtungen über ein
oder mehrere Bildempfänger.
Zur Erzeugung einer Röntgenaufnahme
muss in den jeweiligen Bildempfänger
ein Röntgendetektor
eingelegt und der Röntgenstrahler
auf den Bildempfänger
ausgerichtet werden.
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Aufgrund
der Tatsache, dass nicht grundsätzlich
in jedem vorhandenen Bildempfänger
ein Röntgendetektor
eingelegt sein muss, und dass darüber hinaus von außen auch
nicht erkennbar sein muss, ob ein Röntgendetektor eingelegt ist,
kann es zu Bedienfehlern kommen. Insbesondere kann es passieren,
dass der Röntgenstrahler
eingeschaltet wird, obwohl in den entsprechenden Bildempfänger kein
Röntgendetektor
eingelegt ist. Die dabei verabreichte Strahlungsdosis belastet den
durchleuchteten Patienten oder Körper
nutzloserweise, da ohne Röntgendetektor
keine Röntgenaufnahme
erzeugt werden kann.
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Bei
Röntgeneinrichtungen
mit mehreren Bildempfängern
muss zusätzlich
zum Einlegen des Röntgendetektors
auch eine diesem Röntgendetektor
zugeordnete Belichtungsmesskammer aktiviert werden. Daher kann es
vorkommen, dass zwar ein Röntgendetektor
in den richtigen Bildempfänger
eingelegt wird, dass jedoch die diesem Röntgendetektor zugeordnete Belichtungsmesskammer
nicht aktiviert wurde. Möglicherweise
wählt nämlich eine
Bedienperson irrtümlicherweise
den falschen Bildempfänger an,
obwohl sie den Röntgendetektor
in den richtigen Bildempfänger
eingelegt hat. Wird dann eine Röntgenaufnahme
mit Belichtungsautomatik ausgelöst, kommt
es zu einer sehr hohen Strahlungsexposition, da die irrtümlich gewählte Belichtungsmesskammer keine
Röntgenstrahlung
empfängt.
Die Röntgenstrahlung
trifft nämlich
auf die Belichtungsmesskammer des zwar richtigen, jedoch nicht angewählten Bildempfängers. Empfängt jedoch
die angewählte
Belichtungsmesskammer keine Strahlungsdosis, so erzeugt sie auch
kein Abschaltsignal für
den Röntgenstrahler,
da der Dosisgrenzwert nicht erreicht wird.
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Zur
Vermeidung unnötiger
Strahlenexpositionen aufgrund solcher Bedienfehler ist es aus dem Röntgengenerator
mit der Bezeichnung POLYDOROS LX 80 der SIEMENS AG bekannt, dass
Belichtungsmesskammer-Signal während
der Erzeugung der Röntgenaufnahme
zu beobachten. Liegt das Messkammersignal nach einer vorbestimmten
Zeit unterhalb eines Minimalwertes, wird von einer Fehlbedienung
ausgegangen und der POLYDOROS LX 80 bricht die Röntgenaufnahme ab. Jedoch sind
moderne Bildempfänger
derart empfindlich, dass der vorbestimmte Minimalwert äußerst niedrig
angesetzt werden muss. Daher kann es vorkommen, dass bereits durch
die an der Belichtungsmesskammer auftretende Streustrahlung der
Minimalwert überschritten
und deshalb die Röntgenaufnahme
nicht abgebrochen wird.
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Es
ist aus der Röntgenanlage
mit der Bezeichnung MULTIX TOP der SIEMENS AG auch bekannt, bei
Röntgeneinrichtungen
mit einer zentralen Gerätesteuerung
die Erzeugung einer Röntgenaufnahme
nur dann auszulösen,
wenn im angewählten Bildempfänger ein
Röntgendetektor
eingelegt ist. Zu diesem Zweck braucht lediglich eine Detektorerkennung
vorgesehen zu werden, durch die das Vorhandensein eines Röntgendetektors
im Bildempfänger erkannt
wird. Jedoch weisen einfache, manuelle Röntgeneinrichtungen in aller
Regel keine zentrale Gerätesteuerung
auf.
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Aus
der
DE 200 13 478
U1 ist es bekannt, zu überprüfen, ob
im Bildempfänger
ein Röntgendetektor
eingelegt ist, und ob der Rasterkontakt des Bildempfängers geschlossen
ist. Ein Rasterkontakt wird bei Bildempfängern vorgesehen, die über ein
bewegtes Streustrahlenraster verfügen. Für Bildempfänger ohne oder mit feststehendem
Streustrahlenraster ist die Lösung
nicht geeignet.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Vermeidung hoher Strahlenexpositionen
durch Bedienfehler in möglichst
unaufwendiger und vielseitig einsetzbarer Weise zu ermöglichen.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch eine Fehlerschutzschaltung mit den Merkmalen
des 1. Patentanspruchs sowie durch eine Röntgeneinrichtung mit den Merkmalen
des 6. Patentanspruchs.
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Ein
Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass die Fehlerschutzschaltung
mindestens einen Eingang aufweist, über den ein Detektorerkennungssignal
eines Detektorerkennungsmittels empfangbar ist, das für das Vorhandensein
eines Röntgendetektors
kennzeichnend ist, weiter mindestens einen Eingang, über den
ein Anwahlsignal für
ein Belichtungsmessmittel empfangbar ist, das für das Aktivieren eines Belichtungsmessmit tels
kennzeichnend ist, und weiter mindestens einen Ausgang, über den ein
Deaktivierungssignal abgebbar ist, wobei das Deaktivierungssignal
in Abhängigkeit
von einem Empfangen eines Detektorerkennungssignals und eines demselben
Detektor wie das Detektorerkennungssignal zugeordnetem Anwahlsignals
erzeugt wird. Das Anwahlsignal zeigt dabei an, welcher Bildempfänger angewählt wurde,
während
das Detektorerkennungssignal anzeigt, ob im angewählten Bildempfänger tatsächlich ein
Röntgendetektor
eingelegt wurde.
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Dadurch
wird zum einen die Fehlersituation, in der vergessen wurde, einen
Detektor einzulegen, vermieden. Zum anderen wird auch die Fehlersituation,
in der zwar ein Röntgendetektor
in den richtigen Bildempfänger
eingelegt wurde, jedoch der falsche Bildempfänger aktiviert wurde, zuverlässig erkannt. Als
Signal für
die Erkennung, welcher Bildempfänger verwendet
werden soll, wird dabei mit dem Anwahlsignal für das Belichtungsmessmittel
ein Signal verwendet, das in der Röntgeneinrichtung ohnehin zur Verfügung steht.
Insofern ist eine Modifikation der Röntgeneinrichtung zur Realisierung
der Erfindung nicht erforderlich. Als Signal zur Erkennung, ob ein Röntgendetektor
eingelegt ist, wird das Signal eines Detektorerkennungsmittels verwendet.
Falls der Bildempfänger
ein solches Signal nicht ohnehin nicht zur Verfügung stellt, ist ein entsprechender
Sensor oder Kontakt mit geringem Aufwand realisierbar.
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Die
Fehlerschutzschaltung weist eine Logik bzw. logische Schaltung auf,
die das Detektorerkennungssignal mit dem Anwahlsignal verknüpft, um
das Deaktivierungssignal zu bilden. Die logische Verknüpfung besteht
im Wesentlichen lediglich darin, das Detektorerkennungssignal und
das Anwahlsignal für
ein und denselben Bildempfänger
so zu verknüpfen,
dass ein Deaktivierungssignal erzeugt wird, falls nicht beide Eingangssignale
positiv sind. Das Deaktivierungssignal kann durch die Röntgeneinrichtung dazu
herangezogen werden, die Erzeugung von Röntgenstrahlung zu unterbinden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Deaktivierungssignal
erzeugt, falls ein Detektorerkennungssignal empfangen wird, jedoch
kein demselben Detektor wie das Detektorerkennungssignal zugeordnetes
Anwahlsignal. Dieser Signalstand lässt darauf schließen, dass
zwar ein Röntgendetektor
eingelegt, jedoch der falsche Bildempfänger angewählt wurde.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das
Deaktivierungssignal erzeugt, falls ein Anwahlsignal empfangen wird,
jedoch kein demselben Detektor wie das Anwahlsignal zugeordnetes
Detektorerkennungssignal. Dieser Signalstand lässt darauf schließen, dass
zwar der richtige Bildempfänger
angewählt
wurde, jedoch vergessen wurde, einen Röntgendetektor einzulegen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das
Deaktivierungssignal dazu ausgebildet, von einem Röntgengenerator
empfangen zu werden. Damit kann die Fehlerschutzschaltung das Erzeugen
einer Röntgenaufnahme
dadurch unterbinden, dass der Röntgengenerator
daran gehindert wird, eine Röntgenspannung
an den Röntgenstrahler
anzulegen. Es wird also unmittelbar und ohne fehlerträchtige Umwege
das Erzeugen von Röntgenstrahlung
verhindert.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das
Deaktivierungssignal dazu ausgebildet, über einen für Deaktivierungssignale, z.B. für Kontaktsignale,
vorgesehenen Eingang des Röntgengenerators
empfangen zu werden. Dadurch ergibt sich der besondere Vorteil,
dass die Fehlerschutzschaltung lediglich mit einem Eingang des Röntgengenerators
verbunden zu werden braucht, der in aller Regel ohnehin vorhanden
ist. Der Eingang für
ein Türkontaktsignal
ist in der Regel vorhanden, um das Auslösen von Röntgenaufnahmen zu verhindern,
solange die Tür
zum Kontrollraum, der die Röntgensteuerung
beinhaltet, nicht geschlossen ist. Dies dient dem Schutz des Bedienpersonals
vor unnötiger
Strahlenexposition. Das Ausnutzen solcher ohnehin vorhandener Eingänge des
Röntgengenerators
macht jegliche Modifikation des Röntgengenerators unnötig. Dies
ermöglicht
es unter Anderem, die Fehlerschutzschaltung in unaufwändiger Weise
bei bereits zu installierten Röntgeneinrichtungen
nachzurüsten.
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Ein
weiterer Grundgedanke der Erfindung besteht in einer Röntgeneinrichtung
mit mindestens einem Bildempfänger,
der mindestens ein Detektorerkennungsmittel umfasst, durch das ein
Detektorerkennungssignal erzeugbar ist, das für das Vorhandensein eines Röntgendetektors
kennzeichnend ist, und der mindestens ein Belichtungsmessmittel
umfasst, das durch ein von der Röntgeneinrichtung
erzeugtes Anwahlsignal aktivierbar ist, und mit einer vorangehend
beschriebenen Fehlerschutzschaltung.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Patentansprüchen
sowie aus der Figurenbeschreibung.
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Anhand
der Figuren werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 Röntgeneinrichtung
mit mehreren Bildempfängern,
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2 Röntgengenerator
mit Bildempfängern und
Fehlerschutzschaltung und
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3 Logische
Verknüpfung
innerhalb der Fehlerschutzschaltung.
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In 1 ist
eine Röntgeneinrichtung
dargestellt, mittels der verschiedene Röntgenaufnahmeplätze realisierbar
sind. Unter Röntgenaufnahmeplatz
soll dabei jeweils eine bestimmte Körperhaltung des zu untersuchenden
Patienten mit zugehöriger Ausrichtung
von Röntgenstrahler
und Bildempfänger verstanden
werden.
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Die
Röntgeneinrichtung
weist einen Röntgenstrahler 6 auf,
der um eine horizontale Achse 7 drehbar in einem C-Bogen 1 gelagert
ist. Weiter ist in dem C-Bogen 1 ein Bildempfänger 8 gelagert.
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Der
C-Bogen 1 ist um eine horizontale Achse 5 drehbar
in einem Deckenstativ 4 gelagert. Das Deckenstativ 4 weist
Möglichkeiten
zur vertikalen Verstellung, Rotation sowie zum horizontalen Verfahren des
Deckenstativs 4 auf. Die horizontale Verfahrbarkeit ist
durch einen Doppelpfeil 2 angedeutet.
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Die
Röntgeneinrichtung
umfasst weiter eine Patientenliege 12, die auf einem auf
dem Boden des Untersuchungsraumes stehenden Fuß gelagert ist. Unterhalb der
Patientenliege 12 ist ein Bildempfänger 11 angeordnet,
der ohne weitere Details dargestellt ist. Der Bildempfänger 11 ist
als Kassettenlade ausgeführt,
die ähnlich
einer Schublade unter der Patientenliege 11 hervorgezogen
werden kann, um beispielsweise einen Röntgendetektor einzulegen oder herauszunehmen.
Zur Benutzung eines Röntgenaufnahmeplatzes
unter Verwendung des Bildempfängers 11 wird
der C-Bogen 1 so ausgerichtet, dass der Röntgenstrahler 6 auf
den Bildempfänger 11 ausgerichtet
ist.
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Weiter
ist ein Bodenstativ 15 vorgesehen, das ebenfalls einen
Bildempfänger 14 trägt. Der
Bildempfänger 14 dient
der Erzeugung von Röntgenaufnahmen
am stehenden Patienten, wozu ebenfalls der Röntgenstrahler 6 entsprechend
ausgerichtet werden muss.
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Zur
Erzeugung einer Röntgenaufnahme muss
eine Bedienperson den Patienten positionieren, in den gewünschten
Bildempfänger 8, 11, 14 eine
Röntgendetektor
einlegen und den Bildempfänger 8, 11, 14 aktivieren,
indem die jeweilige Belichtungsmesskammer angewählt wird.
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In 2 ist
schematisch ein Röntgengenerator 30 mit
Fehlerschutzschaltung 31 und Bildempfängern 40, 50 dargestellt.
Zudem sind die entsprechenden Signalverbindungen durch Pfeillinien
symbolisiert. Der Röntgengenerator 30 weist
einen Eingang 39 für
ein Deaktivierungssignal auf. Empfängt der Röntgengenerator 30 über den
Eingang 39 ein positives Signal, wird die Erzeugung einer
Röntgenspannung
unterbunden. Durch Unterbinden der Erzeugung von Röntgenspannung,
die zum Betrieb eines Röntgenstrahlers
erforderlich ist, wird die Erzeugung von Röntgenstrahlung unmittelbar
verhindert. Der Eingang 39 kann z.B. der Signaleingang
für einen Türkontakt
sein.
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Die
Bildempfänger 40, 50 weisen
Detektorerfassungsmittel 42, 52 auf, die das jeweilige
Vorhandensein eines Röntgendetektors
erkennen. Die Detektorerfassungsmittel 42, 52 erzeugen
ein positives Signal, falls ein Röntgendetektor eingelegt ist.
Dieses Signal geben Sie an entsprechende Eingänge 34, 36 der
Fehlerschutzschaltung 31 ab.
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Die
Bildempfänger 40, 50 umfassen
weiter Belichtungsmessmittel mit Messfeldern 45, 46, 47, 55, 56, 57.
Die Belichtungsmessmittel bzw. deren Messfelder werden durch ein
jeweiliges Anwahlsignal aktiviert, das durch den Röntgengenerator 30 erzeugt
wird. Das jeweilige Anwahlsignal dient dazu, mindestens ein Messfeld 45, 46, 47, 55, 56, 57 desjenigen
Bildempfängers 40, 50 zu
aktivieren, der zur Erzeugung einer Röntgenaufnahme verwendet werden
soll. Das Anwahlsignal geht neben den Bildempfängern 40, 50 über entsprechende
Eingänge 35, 37 auch
der Fehlerschutzschaltung 31 zu.
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Die
Fehlerschutzschaltung 31 umfasst eine nicht näher dargestellte
Logik, die die Eingangssignale an den Eingängen 34, 35, 36, 37 wie
nachfolgend beschrieben verknüpft.
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Wird
im Bildempfänger 40 durch
das Detektorerfassungsmittel 42 das Vorhandensein einer
Kassette erfasst, so muss gleichzeitig mindestens eines der Belichtungsmessmittel 45, 46, 47 angewählt worden
sein, damit kein Deaktivierungssignal erzeugt wird. Die Anwahlsignale
für die
Belichtungsmessmittel 45, 46, 47 sind
demnach ODER-verknüpft.
Das Ergebnis der ODER-Verknüpfung
wird mit dem Signal des Detektorerfassungsmittels 42 UND-verknüpft. Das
Ergebnis der UND-Verknüpfung
wird invertiert, um das Deaktivierungssignal zu erhalten. Es sei
angemerkt, dass ein positives Signal jeweils bedeutet, dass der
Röntgendetektor
vorhanden bzw. ein Belichtungsmessmittel angewählt bzw. das Deaktivierungssignal
aktiv ist. Eine Invertierung der Bedeutung des jeweiligen Signals
wäre ohne
weiteres möglich
und müsste
durch eine entsprechende Änderung
der beschriebenen logischen Verknüpfungen berücksichtigt werden. Entsprechende Änderungen ergeben
sich jedoch ohne weiteres aus der Wirkung der beschriebenen Logik,
so dass sie hier nicht näher erläutert zu
werden brauchen.
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Wird
im Bildempfänger 40 weder
ein Signal des Detektorerfassungsmittels 42 noch ein Signal
eines der Belichtungsmessmittel 45, 46, 47 erzeugt,
so führt
die beschriebene logische Verknüpfung
der Signale korrekterweise ebenfalls zur Erzeugung des Deaktivierungssignals.
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Die
Signale des Bildempfängers 50 werden in
gleicher Weise wie die Signale des Bildempfängers 40 verknüpft.
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Anhand
einer Verknüpfung
der logischen Signale, die von aufgrund der Einzelsignale beider
Bildempfänger 40, 50 erhalten
werden, besteht die Möglichkeit,
weitere Fehlbedienungssituationen zu erkennen. Ergibt der Signalzustand
beider Bildempfänger 40, 50 die
Erzeugung des Deaktivierungssignals, so soll dies tatsächlich erzeugt
werden. Ergibt jedoch der Signalzustand beider Bildempfänger 40, 50 jeweils
die Unterdrückung
des Deaktivierungssignals, so ist davon auszugehen, dass irrtümlich beide Bildempfänger 40, 50 angewählt und
je weils ein Röntgendetektor
eingelegt wurde. Die gleichzeitige Benutzung beider Bildempfänger 40, 50 kann
jedoch grundsätzlich
ausgeschlossen werden, da ein Röntgenstrahler
nur auf einen der Bildempfänger
ausgerichtet sein kann. Um diese Fehlbedienungssituation zu verhindern,
werden die Signale für
die beiden Bildempfänger 40, 50 ODER-verknüpft und
anschließend
invertiert. Im Ergebnis dieser Verknüpfung wird das Deaktivierungssignal
nur dann unterdrückt,
wenn genau ein Bildempfänger 40, 50 angewählt und
ein Röntgendetektor
eingelegt ist.
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In 3 sind
die beschriebenen logischen Verknüpfungen in schematischer Weise
dargestellt. Erweiterungen dieser Verknüpfungen zur Berücksichtigung
weiterer Eingangsgrößen oder
Veränderungen
zum Anpassen an abgewandelte Fehlbedienungssituationen sind ohne
weiteres vornehmbar. In der gewählten
schematischen Darstellung bedeutet "≥1" eine logische (Boolean'sche) ODER-Verknüpfung, "&" bedeutet
eine logische UND-Verknüpfung und "Inv" bedeutet eine logische
Invertierung (der Signalwert "1" wird zu "0" invertiert und umgekehrt).
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In
einem Fallbeispiel soll am Signaleingang 34 das logische
Signal "1" anliegen, was das
Vorhandensein eines Röntgendetektors
anzeigt. An einem der Signaleingänge 35 soll
ebenfalls das logische Signal "1" anliegen, was die
Ansteuerung eines dem Röntgendetektor
zugeordneten Belichtungsmessmittels anzeigt. Im Ergebnis der ODER-Verknüpfung 60 liegt
dann das logische Signal "1" vor. Die beiden
Signale "1" werden durch die
UND-Verknüpfung 61 zum
logischen Signal "1" verknüpft. Die
anschließende
Invertierung 62 ergibt das logische Signal "0" für diese
Halb-Seite der gesamten Logik.
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Am
Signaleingang 34 soll ebenfalls das logische Signal "1" anliegen, was das Vorhandensein eines
Röntgendetektors
anzeigt. Es soll aber an den Signaleingängen 35 jeweils das
logische Signal "0" anliegen, was anzeigt,
dass keines der dem Detektor zugeordneten Belichtungsmessmittel
angesteuert wur de. Es liegt also die Fehlersituation vor, dass zwar ein
Röntgendetektor
eingelegt wurde, jedoch kein zugehöriges Belichtungsmessmittel
angesteuert wurde. Die ODER-Verknüpfung 70 ergibt dann
das logische Signal "0". Die Signale werden
durch die UND-Verknüpfung 71 zum
logischen Signal "0" verknüpft. Die anschließende Invertierung 72 ergibt
das logische Signal "1" für diese
Halb-Seite der Gesamt-Logik.
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Das
logische Signal "1" im Ergebnis der
Invertierung 72 führt
unabhängig
von der Signal-Situation der anderen Halb-Seite der Gesamt-Logik
dazu, dass die ODER-Verknüpfung 80 das
logische Signal "1" ergibt. Dieses wird
am Signalausgang 38 der Fehlerschutzschaltung 31 erzeugt.
Das logische Signal "1" am Signalausgang 38 ist
gleichbedeutend mit der Erzeugung des Deaktivierungssignals durch
die Fehlerschutzschaltung 31.
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Die
Erfindung lässt
sich wie folgt zusammenfassen. Die Erfindung betrifft eine Fehlerschutzschaltung 31 für eine Röntgeneinrichtung.
Die Fehlerschutzschaltung 31 weist mindestens einen Eingang 34, 36 auf, über den
ein Detektorerkennungssignal eines Detektorerkennungsmittels 42, 52 empfangbar ist,
das für
das Vorhandensein eines Röntgendetektors
kennzeichnend ist, und mindestens einen Eingang 35, 37, über den
ein Anwahlsignal für
ein Belichtungsmessmittel 45, 46, 47, 55, 56, 57 empfangbar
ist, das für
das Aktivieren eines Belichtungsmessmittels 45, 46, 47, 55, 56, 57 kennzeichnend
ist. Über mindestens
einen Ausgang 38 der Fehlerschutzschaltung 31 ist
ein Deaktivierungssignal abgebbar, wobei das Deaktivierungssignal
in Abhängigkeit
davon erzeugt wird, dass ein Detektorerkennungssignal und ein demselben
Detektor wie das Detektorerkennungssignal zugeordnetes Anwahlsignal
nicht gleichzeitig empfangen werden.