DE1165774B - Roentgendiagnostikapparat mit Initiallaststeuerung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H 05 g

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 21g-20/04

S 80962 Vni c/21g
17. August 1962
19. März 1964

Die Erfindung betrifft einen Röntgendiagnostikapparat mit während des Aufnahmeablaufs entsprechend der zulässigen Röhrenbelastung von einem Anfangswert bis auf einen Endwert stufenweise absinkender Röhrenleistung, also einen Röntgendiagnostikapparat mit Initiallaststeuerung.

Es ist bekannt, Röntgendiagnostikapparate mit Initiallaststeuerung so auszubilden, daß die Leistung, mit der die Röntgenröhre zu Beginn der Aufnahme beaufschlagt wird, wählbar ist. Eine solche Beeinflussung der Leistung ist zur Schonung der Röntgenröhre insbesondere dann zweckmäßig, wenn es sich um die Aufnahme ruhender Objekte handelt, bei denen also kein Grund besteht, die Aufnahmezeit etwa mit Rücksicht auf die Bewegungsunschärfe so kurz wie möglich zu wählen. Aber auch bei Aufnahmen, die mit Belichtungsautomat hergestellt werden, kann es bei sehr strahlentransparenten Objekten notwendig sein, die der Röntgenröhre zugeführte Anfangsleistung zu verringern, weil sonst die Gefahr besteht, daß die für die Aufnahme erforderliche Belichtungszeit kürzer sein müßte als die kürzestmögliche Aufnahmezeit, die die vom Belichtungsautomaten gesteuerten Schaltorgane des Röntgenapparates zulassen und die Aufnahme dadurch überbelichtet wird. Zur Verwirklichung einer solchen Leistungsregelung wird bei dem bekannten Röntgendiagnostikapparat mit Initiallaststeuerung eine Röntgenröhre mit Hilfselektrode zur Steuerung des Emissionsstroms verwendet. Dabei wird die Steuerung der Leistung in Abhängigkeit von der Aufnahmezeit so vorgenommen, daß man die Anfangsspannung der Hilfselektrode und den Spannungsverlauf während der Aufnahme dem gewünschten Leistungsverlauf anpaßt.

Ganz davon abgesehen, daß der Aufwand für diese bekannte Anordnung wegen der Notwendigkeit zur Verwendung einer durch eine Hilfselektrode steuerbaren Röntgenröhre bereits groß ist, ergibt sich ein weiterer Nachteil daraus, daß die Steuerfunktion einer solchen Steuerelektrode sowohl von der Höhe des Röhrenstroms als auch der Röhrenspannung beeinflußt wird, also in Abhängigkeit von beiden erfolgen muß.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, bei einem Röntgendiagnostikapparat mit Initiallaststeuerung mit einfachsten Mitteln unter weitgehender Ausnutzung vorhandener Bauelemente eine Möglichkeit zu schaffen, die Röhrenleistung und damit bei einem bestimmten Aufnahmeobjekt die Röhrenbelastung frei wählbar zu beeinflussen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß

Röntgendiagnostikapparat mit Initiallaststeuerung

Anmelder:

Siemens-Reiniger-Werke Aktiengesellschaft,
Erlangen, Luitpoldstr. 45-47

Als Erfinder benannt:
Dr. Kurt Franke, Erlangen

*5 dadurch gelöst, daß ein von Hand betätigbarer Umschalter für die freie Wahl verschiedener Röhrenleistungen vorhanden ist, der eine Vorrichtung für die stufenweise Herabschaltung der Röhrenleistung in der Weise steuert, daß aus den vorhandenen wenigstens drei Leistungsstufen diejenige, die der gewünschten Röhrenbelastung entspricht, als Anfangswert auswählbar ist. Damit ist die Aufgabe, daß für die Wahl verschiedener Belastungsgrade weitgehend auf die beim Initiallastapparat notwendig vorhandenen Mittel für die Leistungsherabschaltung während des Aufnahmeablaufs zurückgegriffen werden soll, gelöst. Als zusätzliches Mittel ist lediglich ein einziger Umschalter mit drei Schaltebenen erforderlich. ·-■■';.■

An Hand der Fig. 1, 2 und 3 sei die Erfindung im folgenden näher erläutert. ^r

In den Fig.! und 2 ist der Röhrenstrom i in Abhängigkeit von der Aufnahmezeit t bei konstanter Röhrenspannung und in Fig. 3 die Schaltungsanordnung eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung dargestellt.

In den F i g. 1 und 2 entsprechen die Kurven 1, 2 den Maximalwerten des Röhrenstroms in Abhängigkeit von der Zeit. Die genaue Angleichung des Röhrenstroms an die dargestellten Kurven ist zwar anzustreben, erfordert jedoch in der praktischen Ausführung einen hohen Aufwand an Steuermitteln. Der Röhrenstrom wird daher meist mit zunehmender Aufnahmzeit stufenweise herabgeschaltet. Die dadurch erreichte Annäherung an die durch die Kurven 1, 2 repräsentierten Maximalwerte wird in der Praxis als ausreichend angesehen. Im vorliegenden Beispiel wird der Röhrenstrom gemäß Fig. 1 in drei Stufen vermindert. Dadurch entsteht ein treppenförmiger Verlauf 3 des Röhrenstroms in Abhängigkeit von der Aufnahmezeit. Die durch 3 begrenzte Fläche 4 ist proportional der Röhrenbelastung und

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entspricht einem Belastungsgrad von nahezu 100%. Die Ströme der einzelnen Stufen sind mit I₁, I₂, I₃ bezeichnet. Die Dauer, während der die einzelnen Ströme wirksam sind, entsprechen den Zeiten T₁, T₂, T_r Wird nun die Aufnahme nicht mit dem Strom I₁, sondern mit I₂ begonnen, so entsteht der Verlauf 5 gemäß Fig. 2. Die durch 5 begrenzte Fläche ist mit 6 bezeichnet und entspricht etwa einem Belastungsgrad der Röntgenröhre von 70°/o. Es kann natürlich auch mit dem Strom/., begonnen werden, dann ergibt sich ein Belastungsgrad von etwa 45%.

Nach dem Prinzipschaltbild des Röntgendiagnostikapparates gemäß Fig. 3, mit dem eine Steuerung des Belastungsgrades nach den F i g. 1 und 2 in drei Stufen (Programmen) möglich ist, besitzt ein aus dem Netz .RS gespeister Regeltransformator 7 für die Speisung des Hochspannungstransformators 8 eine Anzapfung 9, an der die feste Spannung für die beiden ersten Programme des Initiallastbetriebes abgenommen wird, einen regelbaren Abgriff 10 für die Spannungseinstellung des dritten Programms der Initiallaststeuerung sowie einen weiteren festen Abgriff 11 für die Speisung des Heiztransformators 12 der Röntgenröhre 13. Als Bezugspunkt für die genannten Anzapfungen dient die Netzphase S, an der die Anschlußpurikte 14 des Hochspannungstransformators und 15 des Heiztransformators angeschlossen sind. Vor Beginn einer Aufnahme wird als einzige Einstellgröße die Röhrenspannung vorgewählt. Dies geschieht für die ersten beiden Programme auf indirekte, an sich bekannte Weise mit Hilfe des Röhrenstroms über einstellbare Widerstände 16, 17 im Heizkreis der Röntgenröhre, deren einstellbare Abgriffe 18, 19 miteinander gekuppelt sind. Die Spannungseinstellung für das dritte Programm wird durch den ebenfalls mit den einstellbaren Abgriffen gekuppelten regelbaren Abgriff 10 des Regeltransformators vorgenommen, während die Einstellung der Stromstufen für das dritte Programm automatisch mit Hilfe des Stufenreglers 20 erfolgt, dessen Einstellglied ebenfalls mit den einstellbaren Abgriffen 18,19 mechanisch verbunden ist. Dadurch wird je nach gewünschter Spannungshöhe einer der fest eingestellten Widerstände 21, 22, 23, die den Strom für das dritte Programm in Abhängigkeit vom jeweils gewählten Spannungsbereich bestimmen, im Heizkreis der Röntgenröhre wirksam.

Die Aufnahme wird beispielsweise durch Schließen des Schalters 24 von Hand ausgelöst. Dabei wird der Röntgenröhre über die Hochspannungsgleichrichteranordnung 25 Hochspannung zugeführt und gleichzeitig der von einem Synchronmotor 26 gesteuerte Motorzeitschalter 27, der über ein Getriebe 28 mit den Stufenschaltern 29, 30 im Primärkreis des Hochspannungstransformators und 31 im Primärkreis des Heiztransformators der Röntgenröhre verbunden ist, eingeschaltet. Von Beginn der Aufnahme bis zu einer Aufnahmezeit von beispielsweise 0,2 Sek. wird der Widerstand 32 im Primärkreis des Hochspannungstransformators durch die Schaltstufe I des Stufenschalters 30 überbrückt. Im Heizkreis ist der Widerstand 16 wirksam. Nach Ablauf dieses ersten Programms, also nach 0,2 Sek., schaltet der Motorzeitschalter die Stufenschalter von Stufe I auf Stufe II weiter, so daß nunmehr im Heizkreis auf den höheren Widerstand 17 umgeschaltet und im Primärkreis des Hochspannungstransformators der Widerstand 32 wirksam wird. Dabei verhindert dieser Widerstand ein Ansteigen der Röhrenspannung durch den nunmehr geringeren Emissionsstrom der Röntgenröhre. Nach Beendigung des zweiten Programms, also nach beispielsweise 1,0 Sek., schaltet der Motorzeitschalter die Stufenschalter auf Stufe III weiter, so daß nunmehr je nach Höhe der eingestellten Röhrenspannung einer der Festwiderstände 21, 22, 23 den Heizstrom und damit den Emissionsstrom der Röntgenröhre bestimmt. Gleichzeitig wird im Primärkreis des Hoch-ίο Spannungstransformators auf den regelbaren Abgriff 10 des Regeltransformators umgeschaltet, dessen Einstellung automatisch im Hinblick auf das nochmalige Absinken des Emissionsstroms zu Beginn des dritten Programms gewählt ist. Nach Ablauf der oberen Grenzzeit, die beispielsweise bei 3 Sek. liegen kann, ist das dritte Programm beendet und der Motorzeitschalter bewegt den Stufenschalter auf Stufe IV weiter, so daß der Primärkreis des Hochspannungstransformators unterbrochen ist.

In jeder Zeitphase des geschilderten Aufnahmeablaufs kann die Aufnahme mit Hilfe einer Steuergröße, die der Steuerteil 33 des Belichtungsautomaten von seinem strahlenempfindlichen Empfänger 33' bei Erreichen der für die Wiedergabe des Objekts 34 auf dem Röntgenfilm 35 erforderlichen Dosis erhält, durch den mit dem Steuerteil verbundenen Schalter 36 unterbrochen werden. In diesem Fall wird der Motorzeitschalter gestoppt und in an sich bekannter und nicht dargestellter Weise in seine Ausgangsposition zurückgeführt.

Die Veränderung des Belastungsgrades der Röntgenröhre geschieht mit Hilfe eines von Hand zu betätigenden Belastungsumschalters 37, der die Stufenschalter 29, 30 im Primärkreis des Hochspannungstransformator? und 31 im Primärkreis des Heiztransformators der Röntgenröhre unabhängig vom Motorzeitschalter in die gewünschte Stellung zu bringen gestattet. In Stellung I der Stufenschalter wird die Aufnahme mit dem durch den Widerstand 16 bestimmten höchsten Röhrenstrom und damit voller Röhrenbelastung begonnen und das Programm läuft in der geschilderten Weise ab. In der Stellung II der Stufenschalter wird die Aufnahme mit dem Strom des zweiten Programms, d. h. mit dem durch den Widerstand 17 gegebenen geringeren Stromwert begonnen, der bis zur Umschaltung auf das dritte Programm, also während der Zeit für das erste und zweite Programm, wirksam bleibt. Die Röhrenbelastung sinkt dabei auf etwa 70%. In Stellung III des Belastungsumschalters beginnt die Aufnahme in analoger Weise mit dem durch einen der Widerstände 21, 22, 23 gegebenen Stromwert des dritten Programms, der bis zum Erreichen der Grenzzeit erhalten bleibt. Dabei wird die Röhre nur mit etwa 45% belastet.

Es ist natürlich auch als im Rahmen der Erfindung liegend zu betrachten, die Belastungsumschaltung mit elektrischen Mitteln etwa dadurch zu erreichen, daß die Stufenschalter 29, 30, 31 entsprechend der Anzahl der vorhandenen Stromstufen, die als Anfangsstromwerte verwendbar sind, mehrfach vorhanden und mechanisch miteinander gekuppelt sind. Für die Wahl der jeweils gewünschten Belastung wird dabei auf diejenige Schaltebene umgeschaltet, die das entsprechende Programm enthält, also beispielsweise I plus II plus III oder II plus III oder nur III, wobei der vom Synchronmotor 26 gesteuerte Zeitablauf in allen Fällen der gleiche ist.

Die den verschiedenen Röhrenbelastungen entsprechenden Stellungen des Belastungsumschalters können dabei mit denjenigen Organgruppen markiert sein, für die der betreffende Belastungsgrad besonders günstige Aufnahmebedingungen erwarten läßt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Röntgendiagnostikapparat mit Initiallaststeuerung, d. h. mit während des Aufnahmeablaufs entsprechend der zulässigen Röhrenbelastung von einem Anfangswert bis auf einen Endwert stufenweise absinkender Röhrenleistung, dadurch gekennzeichnet, daß ein von Hand betätigbarer Umschalter für die freie Wahl verschiedener Röhrenleistungen vorhanden ist, der eine Vorrichtung für die stufenweise Herabschaltung der Röhrenleistung in der Weise steuert, daß aus den vorhandenen wenigstens drei Leistungsstufen diejenige, die der gewünschten Röhrenbelastung entspricht, als Anfangswert auswählbar ist.

2. Röntgendiagnostikapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Herabschaltung der Leistung durch Reduzierung des Röhrenstroms bei wenigstens angenähert konstant gehaltener Röhrenspannung mittels Einschalten von Widerständen in den Heizkreis der Röntgenröhre während des Aufnahmeablaufs erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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