DE1225307B

DE1225307B - X-ray diagnostic apparatus

Info

Publication number: DE1225307B
Application number: DES91283A
Authority: DE
Inventors: Herbert Mahler; Johannes Seidel
Original assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Current assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Priority date: 1964-05-29
Filing date: 1964-05-29
Publication date: 1966-09-22
Also published as: GB1105085A; US3409775A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

H05gH05g

Deutsche KL: 21g-20/01German KL: 21g-20/01

Nummer: 1225 307Number: 1225 307

Aktenzeichen: S 91283 VIII c/21 gFile number: S 91283 VIII c / 21 g

Anmeldetag: 29. Mai 1964Filing date: May 29, 1964

Auslegetag: 22. September 1966Opening day: September 22, 1966

Die Erfindung betrifft einen Röntgendiagnostikapparat, der vom Betrieb mit einer einzigen Röntgenröhre auf den Parallelbetrieb zweier Röntgenröhren umschaltbar ist.The invention relates to an X-ray diagnostic apparatus that operates with a single X-ray tube can be switched to the parallel operation of two X-ray tubes.

Verschiedene röntgendiagnostische Methoden erfordern die gleichzeitige Herstellung von zwei Röntgenaufnahmen eines Aufnahmeobjekts in vorzugsweise zueinander senkrechten Ebenen. Dazu werden häufig zwei Röntgenröhren an einen einzigen Hochspannungsgenerator parallel angeschlossen und synchron gesteuert. Der Nachteil dieser Schaltung besteht darin, daß unterschiedliche Dosisleistungen für die beiden Aufnahmen, die wegen der unterschiedlichen Objektdicken in den zugeordneten Aufnahmerichtungen häufig erforderlich sind, nur durch Wahl entsprechender Röhrenströme einstellbar sind. Die damit erzielbare Änderung der Dosisleistung ist aber meist zu gering, um die in manchen Fällen beträchtlichen Absorptionsunterschiede der beiden Objekte auszugleichen. Es ist daher zweckmäßiger, die unterschiedlichen Dosisleistungen beider Röhren durch Röhrenspannungsänderung herbeizuführen, da Röhrenspannungsänderungen wesentlich höhere Dosisleistungsänderungen zur Folge haben als prozentual gleiche Röhrenstromänderungen.Different X-ray diagnostic methods require the simultaneous preparation of two X-ray recordings of a subject in preferably mutually perpendicular planes. In addition two X-ray tubes are often connected in parallel to a single high-voltage generator and synchronously controlled. The disadvantage of this circuit is that different dose rates for the two recordings, which because of the different object thicknesses in the assigned recording directions are often required, can only be adjusted by selecting the appropriate tube currents. The change in the dose rate that can be achieved in this way, however, is usually too small to allow for the considerable in some cases To compensate for differences in absorption between the two objects. It is therefore more appropriate to use the to bring about different dose rates of both tubes by changing the tube voltage, there Changes in tube voltage result in significantly higher dose rate changes than in percentages same tube current changes.

Um eine getrennte Spannungsregelung für beide Röntgenröhren zu ermöglichen, hat man bereits jede der beiden Röntgenröhren an einen eigenen kompletten Röntgenapparat angeschlossen und die Aufnahmeauslösung bei beiden Apparaten synchron gesteuert. Nachteilig ist bei dieser Einrichtung insbesondere der hohe Aufwand.To enable separate voltage regulation for both X-ray tubes, each one already has of the two X-ray tubes connected to its own complete X-ray machine and the exposure release controlled synchronously on both devices. This device is particularly disadvantageous the high effort.

Um mit einfacheren Mitteln auszukommen, hat man bereits einem Haupt-Hochspannungsgenerator einen getrennt regelbaren Zusatz-Hochspannungsgenerator in Serie geschaltet und eine der beiden Röntgenröhren an den Haupt-Hochspannungsgenerator und die andere Röntgenröhre an den Zpsatz-Hochspannungsgenerator angeschlossen. Da der Zusatz-Hochspannungsgenerator nur für die erforderliche maximale Spannungsdifferenz zwischen beiden Röntgenröhren ausgelegt zu sein braucht und außerdem Teile der Überlastungsschutzvorrichtung sowie der Zeitschalter gemeinsam verwendbar sind, ist diese Anordnung zwar weniger aufwendig als diejenige mit zwei kompletten Röntgenapparaten. Sie hat jedoch vor allem den wesentlichen Nachteil, daß nur eine Erhöhung der am Hauptgenerator eingestellten Spannung möglich ist. Das zwingt die Bedienungsperson dazu, entweder das Aufnahmeobjekt in eine ganz bestimmte Lage zu den beiden Röntgenröhren zu bringen, was manchmal aus medizinischen Grün-Röntgendiagnostikapparat In order to get by with simpler means, one already has a main high-voltage generator a separately controllable additional high-voltage generator connected in series and one of the two X-ray tubes to the main high-voltage generator and the other X-ray tube to the Zpsatz high voltage generator connected. Because the additional high-voltage generator is only required for the maximum voltage difference between the two X-ray tubes needs to be designed and In addition, parts of the overload protection device and the time switch can be used together, this arrangement is less complex than the one with two complete X-ray machines. she however, has the main disadvantage that only an increase in the set on the main generator Voltage is possible. This forces the operator to either the object in a Bringing a very specific position to the two X-ray tubes, which sometimes comes from the medical green X-ray diagnostic apparatus

Anmelder:Applicant:

Siemens-Reiniger-Werke Aktiengesellschaft,
Erlangen, Henkestr. 127Siemens-Reiniger-Werke Aktiengesellschaft,
Erlangen, Henkestr. 127

Als Erfinder benannt:
Herbert Mahler,
Johannes Seidel, ErlangenNamed as inventor:
Herbert Mahler,
Johannes Seidel, Erlangen

den unmöglich ist, oder die beiden Röntgenröhren mit Hilfe eines Spezialgerätes gegebenenfalls gegeneinander auszutauschen, wenn nicht relativ kostspielige elektrische Mittel vorgesehen werden sollen,which is impossible, or the two X-ray tubes against each other with the help of a special device, if necessary to be replaced if relatively expensive electrical equipment is not to be provided,

ao die eine hochspannungsseitige Röhrenumschaltung ermöglichen. Ein anderer Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Zusatz-Hochspannungsgenerator bei dem in weit überwiegendem Maße angewendeten Einröhrenbetrieb stets außer Funktion bleibt.ao that enable high-voltage tube switching. Another disadvantage of this arrangement consists in the fact that the additional high-voltage generator in the vast majority of cases applied single-tube operation always remains inoperative.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgendiagnostikapparat zu schaffen, der sowohl den Einröhrenbetrieb als auch den Parallelbetrieb zweier Röntgenröhren (Simultanbetrieb) mit den gleichen, in beiden Anwendungsfällen benutzten Hochspannungsbauelementen erlaubt. Darüber hinaus soll der Röntgendiagnostikapparat den Wechselbetrieb mit zwei Röntgenröhren und den Zweiröhren-Stereobetrieb gestatten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei Röntgenhochspannungsgeneratoren gleichen Aufbaues und gleicher elektrischer Dimensionierung in einem einzigen ölgefüllten Behälter angeordnet Snid, wobei in an sich bekannter Weise jede der Sekundärwicklungen der Hochspannungstransformatoren in eine gerade Anzahl von Teilwicklungen mit gleichen Ausgangsspannungen unterteilt ist, jede Teilwicklung mit je einer Trockengleichrichtergruppe in Vollwegschaltung zusammengeschaltet ist und die Trockengleichrichtergruppen jedes Generators gleichspannungsseitig in Serie geschaltet sind und daß eine von Hand zu betätigende Steuervorrichtung einerseits im Hochspannungskreis der Generatoren angeordnete Schaltmittel in gegenseitiger Abhängigkeit wahlweise so steuert, daß die Sekundäranschlüsse der beiden Generatoren im Zweiröhrenbetrieb mit je einer Röntgenröhre und im Einröhrenbetrieb parallel oderThe invention is based on the object of creating an X-ray diagnostic apparatus that can both the single-tube operation as well as the parallel operation of two X-ray tubes (simultaneous operation) with the the same high-voltage components used in both applications are allowed. Furthermore the X-ray diagnostic apparatus should alternate operation with two X-ray tubes and two-tube stereo operation allow. According to the invention, this object is achieved in that two x-ray high-voltage generators Snid of the same structure and the same electrical dimensions arranged in a single oil-filled container, with in an As is known, each of the secondary windings of the high-voltage transformers turns into a straight line Number of partial windings with the same output voltages is divided, each partial winding with each a dry rectifier group is interconnected in full wave circuit and the dry rectifier groups each generator are connected in series on the DC voltage side and that one by hand Control device to be operated on the one hand arranged in the high-voltage circuit of the generators switching means in mutual dependence optionally controls so that the secondary connections of the two Generators in two-tube operation with one X-ray tube each and in single-tube operation in parallel or

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in Serie geschaltet mit einer einzigen Röntgenröhre Weitere Einzelheiten der Erfindung sind dem folverbunden sind, wobei bei beiden Betriebsarten jeder genden Ausführungsbeispiel zu entnehmen.
Röntgenröhrenstromkreis in seinem Gleichspannungs- Die beiden sekundärseitig symmetrisch aufmittelpunkt geerdet ist, und daß die Steuervorrich- gebauten Hochspannungstransformatoren 1, 2, deren tung andererseits im Niederspannungskreis der bei- 5 Sekundärwicklungen in zwei Teilwicklungen 3, 3' und den Generatoren angeordnete Schaltmittel wahlweise 4, 4' mit gleichen Ausgangsspannungen unterteilt so steuert, daß im Zweiröhrenbetrieb die Primär- sind, sind mit je einer Trockengleichrichtergruppe anschlüsse der beiden Generatoren parallel an einen 5, 5' und 6, 6' verbunden und mit den noch zu begemeinsamen Regeltransformator oder an getrennte schreibenden Hochspannungsumschaltern in einem Regeltransformatoren und im Einröhrenbetrieb stets io gemeinsamen ölgefüllten Behälter 7 untergebracht, parallel an einen einzigen Regeltransformator an- Die Primärwicklung 8 des Transformators 1 ist ungeschlossen sind. Dabei ist von der Tatsache Ge- mittelbar mit dem Regeltransformator 9 verbunden, brauch gemacht, daß im Zweiröhrenbetrieb bei der während die Primärwicklung 10 des Transformators 2 sogenannten Angiographie wegen der Vielzahl von über einen Relaisumschalter C wahlweise entweder Aufnahmen während einer kurzen Zeiteinheit und 15 an den Regeltransformator 9 oder an einen weiteren der dadurch gegebenen Leistungsbegrenzung der Regeltransformator 11 anschließbar ist. Beide Regel-Röntgenröhre pro Aufnahme der für den Einröhren- transformatoren sind über einen durch den Relaisbetrieb ausgelegte Hochspannungsgenerator hinsieht- schalter B überbrückbaren Relaisumschalter A und lieh seiner Leistung ohnehin nicht voll ausgenutzt den Zeitschalter 12 mit dem Drehstromnetz,RST werden kann. Durch die Verwendung von zwei glei- 20 verbunden. ■ . chen, hochspannungsseitig symmetrisch aufgebauten Die im Niederspannungskreis angeordneten Relais-Röntgenhochspannungsgeneratoren bietet dieser schalter A, B, C sind ebenso wie die im Hoch; Röntgendiagnostikapparat eine Fülle von Anwen- spannungskreis befindlichen Relaisschalter D, E, F an dungsmöglichkeiten, wobei der Aufwand nur un·* ein Steuergerät 13 geführt, das die Betätigung der wesentlich höher ist als bei einem herkömmlichen 25 Schalter in Abhängigkeit von der am Wahlschalter 14 Röntgendiagnostikapparat für den Einröhrenbetrieb. von Hand einstellbaren Aufnahmeart vornimmt. Dieconnected in series with a single X-ray tube. Further details of the invention are connected in series, with each of the lowing exemplary embodiments in both modes of operation.
The two secondary side is symmetrically grounded to the center point, and that the control device built high-voltage transformers 1, 2, whose device is on the other hand in the low-voltage circuit of the two secondary windings in two partial windings 3, 3 'and the generators optionally 4, 4 'Controlled with the same output voltages so that in two-tube operation the primary are, each with a dry rectifier group connections of the two generators are connected in parallel to a 5, 5' and 6, 6 'and to the still to be shared control transformer or to separate writing high-voltage switches In a regulating transformer and in single-tube operation, a common oil-filled container 7 is always accommodated, connected in parallel to a single regulating transformer. The primary winding 8 of the transformer 1 is not closed. It is made of the fact indirectly connected to the regulating transformer 9, that in two-tube operation during the so-called angiography during the primary winding 10 of the transformer 2 because of the large number of selectively either recordings during a short time unit and 15 to the via a relay switch C. Regulating transformer 9 or the regulating transformer 11 can be connected to another of the resulting power limitation. Both control X-ray tube per accommodate the transformers are for the Einröhren- a designed by the relay operating high voltage generator hinsieht- switch B bridged relay switch A and did not lend his performance already fully utilized the timer 12 with the three-phase system, RST can be. Connected through the use of two slide 20. ■. Chen, symmetrically constructed on the high-voltage side The relay X-ray high-voltage generators arranged in the low-voltage circuit offer this switch A, B, C are just like those in high; X-ray diagnostic apparatus has an abundance of relay switches D, E, F located in the application voltage circuit, whereby the effort is only managed by a control unit 13, which actuates the is much higher than with a conventional 25 switch depending on the X-ray diagnostic apparatus on the selector switch 14 for single-tube operation. manually adjustable recording mode . the

So können im Einröhrenbetrieb beide Generatoren Funktion der Schaltung ist dabei folgende:
hochspannungsseitig parallel geschaltet werden; so In Stellung I des Wahlschalters 14 sind die Relaisdaß auf Wunsch jederzeit eine sehr hohe Leistung schalter B, C und F angezogen. Dadurch sind die zur Verfügung steht. Weiterhin ist es möglich, beide 30 Primärwicklungen beider Hochspannungstransforrna-Generatoren in Serie zu schalten, wobei die doppelte toren an den Regeltransformator 9 angeschlossen und Spannung jedes einzelnen Generators erzielbar ist, die beiden Röntgenröhren 15, 16 getrennt mit den so daß in. Verbindung mit einer Spezial-Hartstrahl- Hochspannungsanschlüssen der beiden Hochspanröntgenröhre auch bei sehr stark strahlenabsorbieren- nungsgeneratoren verbunden. In dieser Stellung des den Aufnahmeobjekten Hartstrahlaufnahmen mit der 35 Wahlschalters ist also der Zweiröhrenparallelbetrieb angestrebten kürzesten Aufnahmezeit möglich sind. nut gemeinsamer Hochspannungsregelung möglich.In single-tube operation, both generators can function as follows:
be connected in parallel on the high voltage side; so in position I of the selector switch 14, the relays that a very high power switch B, C and F are attracted at any time. This means that the is available. Furthermore, it is possible to connect both 30 primary windings of both high-voltage transformer generators in series, with the double gates connected to the regulating transformer 9 and the voltage of each individual generator being achievable, the two X-ray tubes 15, 16 separated with the so that in. Connection with a Special hard beam high-voltage connections of the two high-voltage X-ray tubes connected even with very strong radiation-absorbing generators. In this position of the hard beam exposures of the subjects with the selector switch, the two-tube parallel operation desired, the shortest exposure time is possible. only possible with common high-voltage regulation.

Beim Parallelbetrieb zweier Röntgenröhren bietet In Stellung II des Wahlschalters 14 sind die Relaisder Apparat ebenfalls zwei Möglichkeiten, nämlich schalters und F angezogen. Diese Schalterstellung einmal den Betrieb mit gleichen Spannungen an bei- unterscheidet sich nur dadurch von der Schaltden Röntgenröhren für Aufnahmeobjekte, die keine 40 stellung I, daß das Schaltrelais C abgefallen' und dagroßen Absorptionsunterschiede in den beiden Auf- mit die Primärwicklung 10 mit dem Regeltransfornahmerichtungen. aufweisen, wie beispielsweise mator 11 verbunden ist. In dieser Schaltstellung ist Schädelaufnahmen. Dabei kann auf einen separaten also der Zweiröhrenparallelbetrieb mit separater Regeltransformator für einen der beiden Hoch- Hochspannungsregelung für beide Röhren möglich. Spannungsgeneratoren ebenso verzichtet werden wie 45 In Stellung III sind, wie in der Zeichnung darauf eine zusätzliche Uberlastungsschutzvorrichtung. gestellt, die Relaisschalter B, C und E angezogen. Andererseits ist es möglich, den Röntgenapparat bei Damit sind die beiden Röntgenröhren 15,16 außer Einbeziehung der genannten Bauelemente, beispiels- Betrieb, während die Röntgenröhre 17 mit den weise in Form eines Zusatzschalttisches, für den sekundärseitig parallelgeschalteten Hochspannungs-Zweiröhren-Parallelbetrieb mit voneinander un- 50 anschlüssen der beiden Generatoren verbunden ist. abhängig regelbaren Röhrenspannungen auszubauen. Diese Schaltstellung erlaubt den EinröhrenbetriebWhen two X-ray tubes are operated in parallel, the relays of the apparatus also offer two possibilities in position II of the selector switch 14, namely switch and F energized. This switch position, once operation with the same voltages, differs only in that it differs from the switching of the X-ray tubes for subjects that are not in position I, that the switching relay C has dropped out, and the large absorption differences in the two directions with the primary winding 10 with the regulating transformation directions. have, such as mator 11 is connected. Skull images are in this switch position. In this case, two-tube parallel operation with a separate regulating transformer for one of the two high-high-voltage regulation for both tubes is possible on a separate basis. Voltage generators are also dispensed with as 45 In position III, as in the drawing, there is an additional overload protection device. set, the relay switches B, C and E energized. On the other hand, it is possible to operate the X-ray apparatus with the two X-ray tubes 15, 16 not including the components mentioned, for example operation, while the X-ray tube 17 with the way in the form of an additional switch table, for the high-voltage two-tube parallel operation connected in parallel with each other on the secondary side - 50 connections of the two generators is connected. to expand depending on adjustable tube voltages. This switch position allows single-tube operation

Ferner können beide Röntgenröhren für die Her- unter Ausnutzung der Leistung beider Generatoren,Furthermore, both X-ray tubes can be used to utilize the power of both generators,

stellung von Stereoaufnahmen wechselweise be- In Stellung IV sind, die Relaisschalter B, C undD The relay switches B, C and D are in position IV

trieben werden. angezogen. Damit ist die Röntgenröhre 17 mit denbe driven. dressed. So that the X-ray tube 17 is with the

Dabei hat der Röntgendiagnostikapparat nach der 55 in Serie geschalteten Hochspannungsanschlüssen beiErfindung den besonderen Vorzug, daß durch den der Generatoren verbunden. Diese Stellung erlaubt symmetrischen Aufbau der beiden Generatoren bei also den extremen Hartstrahlbetrieb mit dem doppeljedem der genannten Anwendungsfälle eine gegen- ten Wert der am Regeltransformator 9 eingestellten über dem geerdeten Mittelpunkt symmetrische Hoch- Hochspannung,
spannungsverteilung erzielt ist. 60 In Stellung V des Wahlschalters 14 ist lediglich derThe X-ray diagnostic apparatus, after the 55 high-voltage connections connected in series, has the particular advantage of the invention that it is connected by the generator. This position allows the symmetrical construction of the two generators in extreme hard-jet operation with twice each of the named applications an opposite value of the symmetrical high-high voltage set on the control transformer 9 above the grounded center point,
stress distribution is achieved. 60 In position V of the selector switch 14 is only the

Überraschenderweise hat sich zudem ergeben, daß Relaisschalter F angezogen. Dadurch sind die beiden die erfindungsgemäße Lösung mit zwei gleichen, elek- Röntgenröhren 15,16 getrennt mit den Ausgängen trisch symmetrisch aufgebauten Hochspannungs- der beiden Hochspannungsgeneratoren verbunden, generatoren mit Trockengleichrichtern, die in einem Außerdem sind die Primärwicklungen 8 und 10 gebeiden Generatoren gemeinsamen Behälter unter- 65 trennt an die Regeltransformatoren 9 und 11 angebracht sind, gegenüber der Lösung mit einem ein- geschlossen. In dieser Stellung des Wahlschalters soll zigen Hochspannungsgenerator gleicher Leistung nur nun der Relaisumschalter A mit nicht dargestellten unwesentlich aufwendiger ist. Mitteln bei jeder Aufnahme wechselweise anziehenSurprisingly, it has also been found that relay switch F is attracted. As a result, the two are connected to the solution according to the invention with two identical, elec- - 65 separates to which regulating transformers 9 and 11 are attached, compared to the solution with one included. In this position of the selector switch, umpteen high-voltage generator of the same power is only now the relay switch A with not shown is insignificantly more expensive. Put the remedies on alternately with each exposure

und abfallen. Dadurch wird bei der jeweils ersten Aufnahme der Generatori über den Regeltransformator 9 und bei der folgenden Aufnahme der Generator 2 über den Regeltransformator U mit dem speisenden Drehstromnetz verbunden. In dieser Stellung des Wahlschalters ist also der Röntgenstereobetrieb möglich.and fall off. As a result, the generator is connected to the regulating transformer each time it is picked up for the first time 9 and in the following recording of the generator 2 via the control transformer U with the feeding three-phase network connected. The X-ray stereo mode is in this position of the selector switch possible.

Auf die Darstellung der bekannten Überlastungsschutz- und Regelmittel für die Einstellung von Röhrenspannung, Röhrenstrom und Aufnahmezeit ist zugunsten einer besseren Übersicht ebenso verzichtet worden wie auf die Wiedergabe der Röhrenheizkreise. On the representation of the known overload protection and control means for the setting of Tube voltage, tube current and recording time are also omitted in favor of a better overview been like on the reproduction of the tube heating circuits.

Claims

Patent claims:

1. X-ray diagnostic apparatus that changes from operation with a single X-ray tube to parallel operation two X-ray tubes can be switched, characterized in that two X-ray high-voltage generators with the same output ao construction and the same electrical dimensions in a single oil-filled container (7) are, each of the secondary windings of the high-voltage transformers in a manner known per se (1 and 2) into an even number of partial windings with the same output voltages is divided, each partial winding with one dry rectifier group in full wave circuit is connected together and the dry rectifier groups of each generator are connected in series on the DC voltage side and that a manually operated control device (13) on the one hand in the high voltage circuit of the Generators arranged switching means in mutual dependence optionally controls so that the secondary connections (3,3 'and 4,4') of the two generators in two-tube operation with one each X-ray tube (15, 16) and in single-tube operation connected in parallel or in series with a single one X-ray tube (17) are connected, each X-ray tube circuit in both operating modes is grounded in its DC voltage center, and that the control device (13) on the other hand, switching means arranged optionally in the low-voltage circuit of the two generators controls so that the primary connections (8 and 10) of the two generators in two-tube operation either in parallel to a common regulating transformer (9) or to separate regulating transformers (9 and 11) and in single-tube operation always in parallel to a single regulating transformer (9) are connected.

2. X-ray diagnostic apparatus according to claim 1, characterized in that in two-tube operation with generators electrically separated from one another on the secondary side for alternating operation of the two generators in place of parallel operation, a switch (A) is present which, triggered by the device for recording control, after each Recording switches the network from one generator to the other.

Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1 076 835,
035 803;

British Patent Nos. 808 157, 929 296;
French patent specification No. 682 942.

1 sheet of drawings