-
Technisches Gebiet
-
Die
Erfindung betrifft einen Röntgenstrahler mit
einer in einem öldichten
Gehäuse
angeordneten Röntgenröhre. An
oder in dem Gehäuse
ist eine Auslese- und Speicherelektronik mit einem Mikrokontroller
und einem Datenspeicher vorgesehen, wobei mittels der Auslese- und
Speicherelektronik zumindest eine Betriebszeit der Röntgenröhre ermittelbar
und in den Datenspeicher speicherbar ist.
-
Stand der Technik
-
Röntgenstrahler
weisen ein mit Isolationsöl gefülltes Gehäuse auf,
in dem die elektrisch anzuschließende bzw. zu kontaktierende
Röntgenröhre angeordnet
ist. Zur Stromversorgung des Röntgenstrahlers
ist eine vorgefertigte Kabeldurchführung für eine Versorgungsleitung in
der Gehäusewand
des Röntgenstrahlers
vorgesehen. Die Versorgungsleitung weist mindestens zwei elektrische
Leiter auf, welche die Heizspannung für die Röntgenröhre führen. Das Gehäuse ist
als so genannter Eintank ausgebildet, der die Röntgenröhre aufnimmt und mit Öl gefüllt ist.
Beim Ausfall eines solchen Eintanks wird dieser vor Ort gewechselt
und gegebenenfalls zum Aufarbeiten in das Werk geschickt. Dabei
wäre für eine Ausfallanalyse
oder Reklamationsverfolgung wichtig, Informationen zum Grad der
Benutzung des Strahlers, z. B. die Anzahl der Strahlungsimpulse
und deren Dauer, zu haben. Diese Informationen könnten von dem Röntgengerät aufgezeichnet
werden, sind jedoch nicht mit einfachen Mitteln im Werk zusammen
mit dem betroffenen Eintank verfügbar,
da hierzu entweder zusätzliche
Datenträger,
z. B. ein Papierausdruck oder eine Diskette, benötigt würden und dazu technische Mittel
zum Auslesen aus dem Röntgengerät zwecks
Speicherung der Informationen auf vorgenannten Datenträgern notwendig
wären.
Letztlich mangelt es auch an der Kooperationsbereitschaft des Servicetechnikers
vor Ort, der den Eintank ausbaut und mitnimmt.
-
Aus
der
DE 39 27 240 A1 ist
ein Röntgenröhrengehäuse mit
Mitteln zum Abtasten und Aufzeichnen von Betriebsparametern bekannt,
wobei das Vorhandensein von Röntgenstrahlung über eine
Photodiode erfasst wird.
-
Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Röntgenstrahler derart auszubilden
und anzuordnen, dass die notwendigen Informationen über die Einsatzzeiten
der Röntgenröhre einfach
abrufbar und speicherbar sind, ohne dass eine zusätzliche
Versorgung erforderlich ist.
-
Darstellung der Erfindung
-
Gemäß der Erfindung
ist ein Hochspannungstransformator für die Röntgenröhre und eine durch das Gehäuse geführte elektrische
Versorgungsleitung für
den Hochspannungstransformator vorgesehen, wobei die Auslese- und
Speicherelektronik an die Versorgungsleitung elektrisch gekoppelt ist
und die elektrische Kopplung induktiv oder galvanisch ausgebildet
ist. Die Auslese- und Speicherelektronik ist unmittelbar an dem
Röntgenstrahler
angeordnet und gewährleistet
zumindest die Erfassung der Betriebszeiten der Röntgenröhre. Somit stehen diese Informationen
dem Servicetechniker in jedem Fall, insbesondere im Service- oder
Reparaturfall, zur Verfügung.
Der Datenspeicher ist als nicht flüchtiger Datenspeicher ausgebildet,
so dass die gespeicherten Daten unabhängig von einer Stromversorgung
jederzeit gespeichert sind und ausgelesen werden können.
-
Eine
ständige
Strom- bzw. Spannungsversorgung des jeweiligen Energiespeichers
ist daher nicht erforderlich. Nach dem jeweiligen Aufnahmevorgang
und nach Verbrauch der über
den Energiespeicher zur Verfügung
stehenden Energie ist die Auslese- und Speicherelektronik im Gesamten stromlos,
ohne dass die gespeicherten Daten sowohl informations- als auch
programmseitig verloren gehen. Eine zusätzliche bzw. getrennte Kontaktierung der
am Röntgenstrahler
befindlichen Auslese- und Speicherelektronik mit dem Röntgengerät bzw. der Röntgenelektronik
ist nicht notwendig. Die Auslese- und Speicherelektronik kann somit
an den Röntgenstrahler
bzw. Eintank, d. h. außen
am Gehäuse
des Eintanks oder in diesem selbst angeordnet sein und muss lediglich
mit der ohnehin vorhandenen Versorgungsleitung des Röntgenstrahlers
bzw. der Röntgenröhre kontaktiert
werden. Diese Kontaktierung kann induktiv oder galvanisch ausgebildet
sein. Da diese Kontaktierung einmalig ab Werk vollzogen wird, muss
sie insofern auch nicht lösbar
ausgebildet sein. Somit kann auf zusätzliche außenliegende Leitungen verzichtet
werden und dennoch dauerhaft Informationen über den Betrieb des Röntgenstrahlers abgespeichert
werden und mit dem Röntgenstrahler zur
Verfügung
stehen.
-
Die
Auslese- und Speicherelektronik ist am bzw. im Gehäuse angeordnet
und nutzt den Strom bzw. die Energie aus der Versorgungsleitung,
um sich selbst zu versorgen. Die Auslese- und Speicherelektronik
ist zunächst
im Ruhestand ausgeschaltet und nicht bestromt. Während die primärseitige
Versorgungsspannung oder alternativ auch die Heizspannung anliegt,
kann die für
den Mikrokontroller und den Datenspeicher benötigte Energie bezogen bzw.
abgegriffen werden. Die so erhaltene Energie reicht aus, um über die
eigentliche Strahlungsdauer das Strahlungsereignis zu erfassen.
-
Neben
dem Strahlungsereignis und der Dauer der Röntgenaufnahme kann es auch
vorgesehen sein, die Temperatur im Bereich der Auslese- und Speicherelektronik
zu erfassen. Über
diese Temperatur kann auf die Temperatur der Röntgenröhre geschlossen werden. Die
erfindungsgemäße Auslese- und
Speicherelektronik kann ohne größeren Aufwand
an bestehende Geräte
nachgerüstet
werden.
-
In
der Regel beträgt
die Strahlungsdauer etwa 100 Millisekunden. Das Strahlungsereignis,
die Strahlungsdauer und die Temperatur können sodann im nicht flüchtigen
Arbeitsspeicher dauerhaft gespeichert werden, wobei die dafür benötigte Energie
aus einem zuvor über
die Versorgungsleitung geladenen Energiespeicher genutzt werden
kann. Nach Beendigung des Speichervorganges und damit nach Verbrauch
der zur Verfügung
stehenden Energiereserve aus dem Energiespeicher fällt die
Auslese- und Speicherelektronik wieder in den unbestromten Ruhezustand.
-
Je
nach Art und Umfang des Datenspeichers kann sich zumindest die Anzahl
der getätigten
Röntgenaufnahmen
bzw. Strahlungsimpulse sowie deren jeweilige Dauer und Temperatur
chronologisch speichern lassen.
-
Neben
einer chronologischen Speicherung der Daten könnte auch eine statistische
Speicherung vorgesehen sein. Hierzu kann das jeweilige Strahlungsereignis
in eine Temperatur-Zeit-Matrix
eingetragen werden. Die Auslesung der Daten kann vorzugsweise über eine
Schnittstelle der Auslese- und Speicherelektronik erfolgen. Für den Fall,
dass die Auslese- und Speicherelektronik innerhalb des Gehäuses angeordnet
ist, kann das Auslesen vorzugsweise induktiv unter Einsatz von RFID-Technologie erfolgen.
Zusätzlich
kann es auch möglich
sein, ergänzende
Anschlüsse
für die
Auslese- und Speicherelektronik, zum Programmieren der Auslese-
und Speicherelektronik und/oder zum Auslesen der darauf gespeicherten
Daten vorzusehen, die innerhalb der Gehäusewand angeordnet sein können.
-
Vorteilhaft
kann es sein, wenn die Versorgungsleitung eine primärseitige
Zuleitung für
den Hochspannungstransformator und/oder eine Heizspannungsleitung
für die
Röntgenröhre wäre. Die
primärseitige
Zuleitung kann die so genannte Röhrenspannung
mit einem Spannungspotential von etwa 400 V aufweisen. Durch den
induktiven Abgriff können
etwa 10 V bis 20 V für
die Auslese- und Speicherelektronik im Rahmen der induktiven Energieauskopplung
bereitgestellt werden. Die Energie für die Auslese- und Speicherelektronik
steht zum Zeitpunkt der Röhrenspannung
für die
Röntgenaufnahme
an. Die Auslese- und Speicherelektronik, die sich zu diesem Zeitpunkt
im inaktiven Zustand befinden kann, kann aktiviert werden und ein
aufladbarer Energiespeicher kann geladen werden. Dieser Vorgang
dauert etwa 8 ms an. Sodann können über die
Auslese- und Speicherelektronik die gewünschten Daten, insbesondere
die Restdauer der Röntgenaufnahme
erfasst und gespeichert werden. Da die Aktivierungszeit bekannt
ist, kann diese bei der Ermittlung der Dauer der Röntgenaufnahme,
die etwa 100 ms dauert, berücksichtigt
werden.
-
Durch
die induktive Kopplung an die primärseitige Zuleitung für den Hochspannungstransformator
kann der direkte elektrische Kontakt zwischen der Auslese- und Speicherelektronik
und dem Röntgenstrahler
bzw. der Steuerelektronik verhindert werden. Zudem kann mit dem
induktiven Abgriff zugleich die Information über die Dauer der Röntgenaufnahme
ermittelt werden.
-
Bei
einer alternativen galvanischen Kontaktierung der Auslese- und Speicherelektronik
mit der primärseitigen
Zuleitung und/oder der Heizspannungsleitung kann die Auslese- und Speicherelektronik
zur Sicherheit zudem entsprechend isoliert sein, da die volle Versorgungsspannung
dann an der Auslese- und Speicherelektronik anliegt.
-
Bei
einer induktiven Kopplung an die Heizspannungsleitung kann die Energie
für die
Auslese- und Speicherelektronik schon vor dem Beginn der Röntgenaufnahme
zur Verfügung
stehen. Die Heizspannungsleistung steht nur vor der eigentlichen Röntgenaufnahme
zur Verfügung,
die jedoch zum Aktivieren der Auslese- und Speicherelektronik ausreicht.
In Abhängigkeit
des zur Verfügung
stehenden Energiespeichers, der während der Dauer des Anliegens
der Heizspannung geladen wird, muss die primärseitige Leistung nicht ergänzend abgegriffen
werden. Jedoch wäre
in diesem Fall ein Abgriff der primärseitigen Zuleitung zwecks
Erfassung des Strahlungsereignisses und der Strahlungsdauer dennoch notwendig.
-
Vorteilhaft
kann es sein, wenn die Auslese- und Speicherelektronik einen aufladbaren
Energiespeicher aufweist, der über
die Versorgungsleitung mit Energie versorgbar ist, wobei der Energiespeicher
eine aufladbare Batterie oder ein Kondensator ist. Durch die elektrische
Kontaktierung der Auslese- und Speicherelektronik mit der Versorgungsleitung bzw.
den Heizspannungsleitern kann die Auslese- und Speicherelektronik
bezüglich
der Energieversorgung gänzlich
von der Aktivität
der Röntgenröhre abhängig sein.
Durch Einsatz eines Energiespeichers, vorzugsweise eines Kondensators,
könnte
die gegebenenfalls nur über
wenige Millisekunden anstehende und zu erfassende Spannung verwendet
werden, um die Energie für
die mit dem Einschalten anfallenden Auswerte- und Speicheroperationen
der Auslese- und Speicherelektronik nicht nur während des Anliegens der Spannung,
sondern darüber
hinaus zu erhalten. Nach Beendigung des Strahlungsimpulses bzw.
der Röntgenaufnahme
kann die Spannung zwecks Beendigung der Aktivität der Röntgenröhre abgeschaltet werden, so
dass die Auslese- und Speicherelektronik zwecks Speicherung der
gewünschten
Werte, d. h. das Strahlungsereignis bzw. die Anzahl der Aufnahmen,
die Aufnahmezeiten und die Temperatur, über die eigentliche Einschaltzeit
bzw. Betriebsdauer der Röntgenröhre hinaus
mit Spannung bzw. Energie versorgt wird.
-
Zudem
kann es von Vorteil sein, wenn ein induktives Interface vorgesehen
ist, das mit dem Datenspeicher elektrisch kontaktiert ist und über das
der Datenspeicher induktiv beschreibbar und/oder auslesbar ist.
Das induktive Interface kann zumindest mit dem Datenspeicher verbunden
sein und vorzugsweise RFID-Mittel aufweisen. Das induktive Interface stellt
eine induktive Kommunikationsschnittstelle mit einem Auslesegerät des Servicetechnikers
dar. Wenn die Auslese- und
Speicherelektronik im Gehäuse,
d. h. im Eintank angeordnet ist, so kann die Kontaktstelle zwischen
der Auslese- und
Speicherelektronik und der Versorgungsleitung ebenfalls in dem Eintank
angeordnet sein, so dass das Auslesen des Speichers ohne zusätzlichen
Kontakt durch die Gehäusewand
hindurch erfolgte.
-
Zudem
kann es von Vorteil sein, wenn die Auslese- und Speicherelektronik
einen Steckkontakt als Schnittstelle zum Einpflegen von Daten oder
zum Auslesen von Daten aufweist. Bei der außen liegenden Variante der
Auslese- und Speicherelektronik wäre der Einsatz eines Steckkontaktes
einfach und kostengünstig.
-
Daneben
kann es vorteilhaft sein, wenn die Auslese- und Speicherelektronik
einen Temperaturfühler,
vorzugsweise mit einem AD-Wandler aufweist. Der Temperaturfühler dient
der Erfassung der Temperatur des Eintanks im Bereich der Auslese-
und Speicherelektronik.
-
In
diesem Zusammenhang kann es von Vorteil sein, wenn die Auslese-
und Speicherelektronik eine Komparatorschaltung aufweist. Die Komparatorschaltung
dient der Ermittlung der Ein- und Ausschaltzeitpunkte zur Ermittlung
der Belichtungszeiten der Röntgenröhre aus
der induktiv abgegriffenen Spannung.
-
Ein
Röntgengerät mit einem
vorstehend dargestellten Röntgenstrahler
weist die erfindungegemäßen Vorteile
auf.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnung
-
In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt. Es zeigt die:
-
1 eine
Prinzipskizze des Röntgenstrahlers
mit Auslese- und Speicherelektronik, die
-
2 eine
Prinzipskizze des elektrischen Anschlusses mit Kontaktstecker, die
-
3 eine
Prinzipskizze des elektrischen Anschlusses mit Durchführung.
-
Ein
in 1 dargestellter Röntgenstrahler 1 weist
ein Gehäuse 3 mit
einer geschlossenen Gehäusewand 3.1 auf.
Innerhalb eines so gebildeten Innenraumes ist eine Röntgenröhre 2 mit
einem Hochspannungstransformator 2.1 angeordnet, der über eine Versorgungsleitung 4 elektrisch
kontaktiert ist. Die Versorgungsleitung 4 weist unter anderem
zwei Leiter 4.1, 4.2 auf, zwischen welchen die
primärseitige Versorgungsspannung
bzw. Röhrenspannung
für den
Hochspannungstransformator 2.1 anlegbar ist. Über die
Versorgungsleitung 4 ist die Röntgenröhre 2 zudem mit einem
Röntgengerät bzw. einer
Röntgengerätelektronik 6 elektrisch
kontaktiert und wird vom Röntgengerät 6 mit
Heizspannung versorgt.
-
Zusätzlich weist
der Röntgenstrahler 1 eine Auslese-
und Speicherelektronik 5 auf, die innerhalb des als Eintank
ausgebildeten Gehäuses 3 angeordnet
ist. Alternativ kann die Auslese- und Speicherelektronik 5 auch
gemäß 2 und 3 außen am Gehäuse 3 des
Röntgenstrahlers 1 angeordnet
sein. Die Auslese- und Speicherelektronik 5 ist im jeweiligen
Fall an die Versorgungsleitung 4 bzw. an die primärseitige
Zuleitung 4.1 induktiv gekoppelt. Hierzu weist die Auslese-
und Speicherelektronik 5 einen elektrischen Anschluss 5.7 mit
einer Spule 5.8 auf, durch die der Leiter 4.1 der
primärseitigen
Versorgungsleitung 4 zwecks induktiver Kopplung geführt ist.
-
Im
Folgenden wird auf die innen liegende Auslese- und Speicherelektronik 5 abgestellt.
Folgende Ausführungen
gelten ebenso für
die außen
am Gehäuse 3 angeordnete
Auslese- und Speicherelektronik 5 gemäß 2 und 3.
Die Auslese- und Speicherelektronik 5 weist
einen Energiespeicher 5.1 auf, welcher direkt mit den Leitern 4.1, 4.2 elektrisch verbunden
ist und beim Einschalten der Röntgenröhre 2 die
dann anstehende Spannung an den Leitern 4.1, 4.2 abgreift
und zumindest teilweise speichert. Zudem weist die Auslese- und Speicherelektronik 5 einen
Mikrokontroller 5.4, sowie einen Datenspeicher 5.2 auf.
Der Datenspeicher 5.2 weist ein induktives Interface 5.6 auf
und ist dabei vorzugsweise im Bereich der Gehäusewand 3.1 vorgesehen,
um ein induktives Auslesen desselben über das induktive Interface 5.6 zu
vereinfachen. Der Mikrokontroller 5.4 dient dem Controlling
der Datenerfassung und Auswertung, also der Erfassung der Aktivität der Röntgenröhre 2,
der Betriebs- bzw. Bestromzeit der Röntgenröhre 2 sowie der Speicherung
dieser Daten. Zwecks Ermittlung der Betriebs- bzw. Bestromzeit aus
der induktiv abgegriffenen Spannung ist eine Komparatorschaltung 5.5 vorgesehen.
-
Ergänzend ist
ein Temperaturfühler 5.3 vorgesehen,
der vorzugsweise mit einem AD-Wandler ausgerüstet ist. Die Temperatur der
Auslese- und Speicherelektronik 5 bei dem bzw. während des
jeweiligen Strahlungsereignisses wird auch über den Mikrokontroller 5.4 gespeichert.
-
Gemäß 2 ist
die Auslese- und Speicherelektronik 5 außerhalb
des Gehäuses 3 an
der Gehäusewand 3.1 angeordnet.
In diesem Fall weist die Auslese- und Speicherelektronik 5 anstatt
der RFID-Mittel einen Steckkontakt 5.6 zum Einpflegen von
Daten und zum Auslesen von Daten aus dem Datenspeicher 5.2 auf.
Alternativ können
auch in der außen
liegenden Variante RFID-Mittel 5.6 eingesetzt werden.
-
Das
Gehäuse 3 weist
eine Steckerbuchse 3.2 auf, über die zumindest die primärseitigen
Spannungsleiter 4.1, 4.2 mit einem Stecker 4.3 der
Versorgungsleitung 4 kontaktierbar sind. Zwecks induktiver Kopplung
der außen
liegenden Auslese- und Speicherelektronik 5 weist der elektrische
Anschluss 5.7 der Auslese- und Speicherelektronik 5 einen
Kontaktstecker 5.9 auf. Innerhalb des Kontaktsteckers 5.9 sind
die primärseitigen
Spannungsleiter 4.1, 4.2 zwecks Kontaktierung
des Steckers 4.3 mit der Buchse 3.2 angeordnet.
Ferner ist innerhalb des Kontaktsteckers 5.9 die Spule 5.8 angeordnet,
innerhalb derer die primärseitige
Zuleitung 4.1 zwecks induktiver Kopplung geführt ist.
-
Gemäß 3 erfolgt
die induktive Kopplung im Inneren des Gehäuses 3. Dort ist die
Spule 5.8 angeordnet, durch die die primärseitige
Zuleitung 4.1 zwecks induktiver Kopplung geführt ist.
Der elektrische Anschluss 5.7 ist von innen ausgehend durch die
Buchse 3.2 nach außen
geführt
und bildet dort den außen
liegenden Anschluss 5.7 der ebenfalls außen liegenden
Auslese- und Speicherelektronik 5.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Röntgenstrahler
- 2
- Röntgenröhre
- 2.1
- Hochspannungstransformator
- 3
- Gehäuse
- 3.1
- Gehäusewand
- 3.2
- Steckerbuchse
- 4
- Versorgungsleitung
- 4.1
- Leiter,
primärseitige
Zuleitung
- 4.2
- Leiter
- 4.3
- Stecker
- 5
- Auslese-
und Speicherelektronik
- 5.1
- Energiespeicher,
Batterie, Kondensator
- 5.2
- Datenspeicher
- 5.3
- Temperaturfühler mit
AD-Wandler
- 5.4
- Mikrokontroller
- 5.5
- Komparatorschaltung
- 5.6
- Induktives
Interface, RFID-Mittel, Steckkontakt
- 5.7
- elektrischer
Anschluss
- 5.8
- Spule
- 5.9
- Kontaktstecker
- 6
- Röntgengerät, Röntgenelektronik
- 7
- Anschlussleitung
