DE1764931A1 - Verschlussblendensteuerung fuer Roentgengeraet - Google Patents

Description

Priorität; 8. Sept. 1967; V.St.A.; Serial-Nr. 666 283

Die Erfindung bezieht sich auf ein Röntgengerät und insbesondere auf automatisch betriebene Yerschlußblenden zur Verwendung in einem derartigen Gerät, um die jeweilig gewünschten Bildfeldgrößen zu erzielen, während eine Programmfolge von Filmbelichtungen oder Radiographien durchgeführt wird.

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Bei medizinischen Röntgenuntersuehungen werden Vorrichtungen verwendet, die als Röntgenzielgeräte bekannt sind. Ein Röntgenzielgerät enthält gewöhnlich einen Fluoreszenzschirm oder eine Bildverstärkerröhre in den Fällen, in denen die

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Bayeris<he Voreiribbtink München 820993

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sog. "helle" Fluoroskopie durchgeführt wird. Das Röntgenfilmgerät enthält ferner einen Kassettenschlitten, der eine Kassette mit einem radiographischen Film selektiv in dem Weg des Röntgenstrahlenbündels positioniert.

Ein bekanntes Röntgenzielgerät wird in dem US-Patent 3 173 008 beschrieben. Bei diesem Röntgenzielgerät ist ein Wählschalter vorgesehen, mit dem die Bedienungsperson eines ™ von vier Programmen zur Belichtung eines Röntgenfilms auswählen kann. Diese vier Programme sind folgende:

1) Ein Programm, bei dem der Röntgenfilm vier aufeinanderfolgenden Belichtungen ausgesetzt wird, von denen jede einen Quadranten des Films überdeckt.

2) Ein Programm, bei dem der Film in der Kassette je mit einer Hälfte zwei Belichtungen ausgesetzt wird, wobei die

fc Bildfeldgröße quer zu dem Röntgenzielgerät vorgezeichnet ist.

3) Eine weitere Folge, bei der der Röntgenfilm in zwei gleiche Teile geteilt ist und bei der die Röntgenaufnahmen jeweils eine Längshälfte des Films bedecken»

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4) Das Schlußprogramm, bei dem eine einzige Röntgenaufnahme durchgeführt wird, die den ganzen Film bedeckt.

Während das genannte US-Patent ein Röntgenzielgerät offenbart, das zur Aufnahme einer Mehrzahl von Kassettengrößen geeignet ist, sind andere Röntgenzielgeräte so eingerichtet, daß sie eine einzige quadratische Kassette aufnehmen können. Eine typische quadratische Kassette ist eine 10x10-Kassette, bei der die Außendimensionen die Nennwerte 10" χ 10" aufweisen (25,4 cm χ 25,4 cm). Die vorliegende Erfindung wird im Zusammenhang mit einem Röntgenzielgerät beschrieben werden, welches quadratische Kassetten aufnimmt, wobei es sich aber von selbst versteht, daß mit geeigneten Abwandlungen die vorliegende Erfindung leicht an ein Röntgenzielgerät angepaßt werden kann, das eine Mehrzahl von Kassettengrößen aufnimmt.

Die Strahlung einer Röntgenröhre gelangt durch eine quadra- I tische Öffnung, deren Dimensionen durch gegenüberliegende Kanten zweier Paare beweglicher Verschlußblenden gebildet werden. Die Strahlung gelangt dann durch einen Körperteil eines gerade untersuchten Patienten und fällt auf einen Fluoreszenzschirm, eine Bildverstärkerröhre oder einen für Röntgenstrahlen empfindlichen PiIm. Gemäß dem Stand der Technik ist es üblich, daß ein Arzt oder Radiologe eine

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Röntgenstrahlen-Fluoreszenzuntersuchung durchführt, bis er einen Teil des Körpers sieht, den er radiographisch untersuchen möchte. Wenn er die Aufnahme in vier Quadranten einteilt, von denen jeder getrennt belichtet werden soll, so beträgt die typische Bildgröße 4x4, d. ho ungefähr 4 Inch im Quadrat (l Inch =2,54 cm). Wenn die Verschlußblenden geöffnet worden sind, um die volle Bildgröße der von dem Arzt gewünschten Art zu erzeugen, so muß er bei den Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik die Verschlußblenden manuell auf ungefähr 4x4 justieren und dann eine radiographische Serie von 4x4-Belichtungen aufnehmen. Eine manuelle Justierung der Verschlußblenden ist äußerst schwierig, wenn nicht unmöglich, ohne daß ein Fluoreszenzbild dem Arzt präsentiert wird, so daß sich in vielen Fällen die Verschlußblenden in einem "überoffenen" Zustand befinden. Dies vergrößert das Bild über die gewünschten Ausmaße hinaus, so daß nacheinander aufgenommene Bilder auf einem einzigen Filmstück sich überlappen können. Ferner kann die Bedienungsperson dem Röntgenstrahlenbündel direkt ausgesetzt werden, wenn die Bildfeldgröße größer ist als der abgeschirmte Teil des Röntgenfilmgerätes.

Bei der vorliegenden Erfindung wird die Verschlußblendenöffnung so eingestellt, daß eine Bildfeldgröße bei dem Röntgenzielgerät eingestellt wird, die an die persönlichen Wünsche des jeweiligen das Gerät benutzenden Radiologen

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ist. Während der Fluoroskopie bleibt die BiIdbsi dieser vorgewählten Größe.

Mir die Radiographie wird ein Wählschalter manuell eingestellt, um ein Programm von nacheinander erfolgenden Belichtungen zu wählen, wobei jede der Belichtungen einen anderen Abschnitt eines quadratischen Röntgenfilmstückes van Standardgröße bedeckt. Die Folge kann aus vier Be- Λ

lichtungen bestehen, wobei jede ein anderes Viertel eines grnizmn Feldes bedeckt, aus zwei Belichtungen, von denen jede eine andere Hälfte des gesamten leides bedeckt, das in Querrichtung unterteilt ist, oder aus zwei Belichtungen, von denen jede eine andere Hälfte des gesamten Feldes bedeckt, welches in Längsrichtung unterteilt ist. Ferner kann der Wählschalter so eingestellt werden, daß eine Belichtung des gesamten Feldes durchgeführt wird und daß die von dem Radiologen bevorzugte Bildfeldgröße erzeugt wird. Während -

der Hadiographie sind zwischen die Röntgenröhre und den Patienten Verschlußblenden eingeschaltet, die automatisch in zwei Dimensionen justiert werden, um die gewählte Bildfeldgröße zu erzeugen. Nach jeder Belichtungsfolge werden die Verschlußblenden automatisch für Zwecke der Fluoroskopie auf die vorgewählte Feldgröße zurückgestellt und bleiben so eingestellt, bis eine weitere Belichtungsfolge oder G-anzfeldbelichtung gewählt wird.

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Jede Belichtungsfolge kann nach einem TmiX despseifcen unterbrochen werden und eine neue folge- gewälfctt werden. Wenn eine Belichtungsfolge unterbrochen wird.,, muß eataüriteh eine einen neuen Film enthaltende Kassette vorgesehen wer--.den, bevor eine weitere Folge begonnen »erden kann.

Die Verschlußblendensteuerung der vorliegenden Brfindung wird bevorzugt in Verbindung mit der Steuerung v*r*eJidet,

^ wiesieinder US-Patentanmeldung Nr., 66© 962 isom 16· August 1967 beschrieben wird. Bei d&r Steuerung genäfi dieser Batentanmeldung wird ein Servomechanismus vorgesehen* der eine gewünschte Bildfeldgröße aufrechterhält, und, zwar unabhängig von der Entfernung zwischen des Böntgenzielgerät und der Röntgenröhre. Die Steuerung der vorliegenden Erfindung führt einer Analogschaltung, wie sie in der genannten US-Patentanmeldung offenbart ist, Signale zu, die den gewünschten Maßen des Bildfeldes proportional sind. Weitere

P Signale werden erzeugt, die zu der Entfernung der Bildebene in dem Röntgenzielgerät von der Röntgenröhre proportional sind. Die Analogschaltung erzeugt Signale, die über Servosysteme die Verschlußblenden positionieren, um die gewünschte Bildgröße zu erzeugen. Mit anderen Worten modifiziert die Analogschaltung die von der Schaltung der vorliegenden Erfindung erzeugten Signale nach Maßgabe der variierenden Entfernung der Bildebene von der Röntgenröhre.

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Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 die perspektivische Ansicht eines Röntgengerätes, in dem die vorliegende Erfindung angewendet werden kann;

Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines Röntgenzielgerätes mit einer erfindungsgemäßen Steuerung, wobei ein Teil weggebrochen ist;

Figur 3 eine Draufsicht auf eine Wählplatte, wobei die verschiedenen verfügbaren Belichtungsfolgen gezeigt werden;

Figur 4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 von Fig. 2 zur Veranschaulichung des Wählmechanismus, wobei um der Anschaulichkeit willen Teile weggelassen worden Kind;

Figur 5 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Nockenmechanismus;

Figur 6 eine schematische Draufsicht auf den in Fig. 5 gezeigten Nockenmechanismus;

Figur 7 eine schematische Seitenansicht auf den Nockenmechanismus von der Linie 7-7 von Fig. 6 her;

Figur 8a Draufsichten auf die vier in Fig. 5, bis 6 und 7 gezeigten Nocken;
Figur 8d

Figur 9 eine Tabelle, die den Zustand der in Fig.

6 und 7 gezeigten Schalter entsprechend der Betätigung durch die in Fig. 5 bis 8 gezeigten Nocken zeigt;

Figur iO ein Schaltdiagramm einer erfindungsgemäßen Verschlußblendensteuerung;

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Figur 11 ein Diagramm, das zum Verständnis der bei der Ausführung der Erfindung zur Anwendung kommenden geometrischen Beziehungen nützlich ist; und

Figur 12 ein vereinfachtes schematisches Diagramm

einer Schaltung zur Erzeugung einer Bezugsspannung, die eine Funktion einer Bildfeldgröße und der Entfernung zwischen der Bildebene und der Röntgenröhre ist.

Wie man in Fig. 1 sieht, enthält ein Röntgentisch 20 einen Rahmenkörper 22, der auf einem Sockel 24 befestigt ist und einen Oberteil 26 aufweist. Der Oberteil 26 ist in Fig. 1 horizontal dargestellt. Der Rahmenkörper 22 ist aus der gezeigten Position in eine Position bewegbar, in der der Oberteil 26 vertikal ist. Bei einem sog. "9O-9O"-Tisch kann der Rahmenkörper um eine horizontale Achse gekippt werden, bis der Oberteil 26 sich in einer vertikalen Stellung befindet.

Der Tisch 20 enthält eine übliche Säulenanordnung 28, die bezüglich des Tischoberteils 26 in längs- und in Querrichtung in verschiedene Stellungen entlang des Tisches bewegbar ist. Die Säule 28 trägt ein Röntgenzielgerät 30. Das Röntgenzielgerät 30 ist in üblicher Weise in Richtung auf den Tischoberteil 26 hin- und herbeweglich.

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Säule 28 trägt ferner eine Röntgenröhre 32, die innerhalb Äes Rahmenkörpers 22 des Tisches 20 untergebracht ist. 3}ie Röhre 32 ist so ausgerichtet, daß sie selektiv ein .'Bündel von Röntgenstrahlen aussendet, die durch eine öffjiung variabler Größe gelangen, welche durch zwei Paare von bewegbaren Verschlußblenden gebildet werden, die mit dem Bezugazeichen 33 versehen sind. Die "Verschlußblenden sind von üblicher Bauart und dienen dazu, verschiedene vorge- M

wählte Bildfeldgrößen zu bilden. Das Röntgenstrahlenbündel geht dann durch einen Teil des Körpers eines Patienten 34, der auf dem Tischoberteil 26 liegt, und fällt auf einen Fluoreszenzschirm, eine Bildverstärkerröhre oder einen photographischen Film, wobei jede dieser Vorrichtungen von dem Röntgenzielgerät 30 getragen werden kann.

Das Röntgenzielgerät 30 wird im einzelnen in Fig. 2"gezeigt. Es wird von der Vorderseite her beschickt, wo eine ladeöffnung 36 vorgesehen ist. Das Röntgenzielgerät weist eine Auswurfstange 38 auf, die immer dann eine Kassette aus dem Zielgerät ausstößt, wenn ein Kassettenträger 4-0 sich an der Vorderseite des Zielgerätes in einer ladestellung befindet. Der Kassettenträger ist an der Rückseite des Zielgerätes in seiner Ruhestellung gezeigt. Der Kassettenträger 40 enthält einen Rahmenkörper 42, der mit Hilfe von Planschen 44, 46 in eine Stellung in einem Kassettenschlitten

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(nicht gezeigt) gebracht ,wird.. Feriier is* Mx &em Röntgenzielgerät eine Ausnehmung 49 zur Aufnahme einer jßild-verstärkerröhre (nicht gezeigt) vorgesehen,.

Andere Teile des gezeigten Röntgenzielgerätes bestehen aus einem Schalter 50 zum Anhalten und Beladen der Kassetten, aus einem Sperrschalter 52 für einen in d*em Tisch enthaltenen Träger, einem (relenkschalter 54 für «inen Stro-saversorgungsteil an dem Tisch und aus einem .Schalter 5-6 zum Kippen des Tisches. Ferner sind noch ein Haltegriff 58 und ein Knopf 60 zum Aktivieren von Kompr«ssiönasperren vorgesehen. Eine Mehrzahl von Schaltern 62 zur Steuerung der Belichtung sind vorgesehen, um den Betrieb der Röntgenröhre 32 zu steuern. Eine Vorrücktaste 64 ist vorgesehen, um den Kassettenträger in eine Belichtungsstellung vorzurücken und die Belichtung durchzuführen. Bin Programmwählschalter 66 dient dazu, irgendeine einer Mehrzahl Belichtungsfolgen auszuwählen. Die Wirkungsweise des Programmwählschalters 66 wird im einzelnen noch unter Bezugnahme auf andere Figuren beschrieben. Ein "Manuell-automatiseh^-Schalter 68 ist dafür vorgesehen, entweder eine manuelle oder eine automatische Betriebsweise zu wählen. Wenn der Schalter 68 sich in der manuellen Stellung befindet, können die Verschlußöffnung und damit die Bildfeldgröße manuell mit Hilfe eines Hebelpaares 70A, 70B gesteuert werden. Wenn der Schal-

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Das Röntgenzielgerät enthält ferner eine Nockenanordnung 72, die in Fig. 2 in einem teilweise weggebrochenen Abschnitt gezeigt wird und die genauer in den Pig. 5, 6 und 7 gezeigt wird. Die Nockenanordnung 72 enthält vi^r Nocken 74 und eine gleiche Anzahl von Mikroschaltern 76, die jeweils durch die Nocken betätigt werden. Die Nocken 74 sind auf einer drehbaren Achse 78 gelagert, deren Winkelposition sowohl durch die Position des Wählschalters 66 als auch

des Schlittens
durch die Bewegung/bestimmt wird, der den Kassettenträger 40 trägt, wenn eine Folge von Belichtungen mit Hilfe des Programmwählschalters 66 gewählt worden ist. Wenn der Schalter 68 sich in seiner manuellen Stellung befindet, sind die Mikroschalter 76 von dem elektrischen Kreis getrennt, der die Verschlußöffnung und die Bildfeldgröße Steuer»,. Wenn der Schalter 68 sich in seiner Automatischstelluag befindet, wird die Öffnung der Verschlußblenden

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durch die Stellungen der Nocken 74 gesteuert, wie noch im einzelnen beschrieben wird.

Fig. 3 zeigt die Markierungen, die entweder direkt auf der Oberfläche des Röntgenzielgerätes "bei dem Wählschalter 66 oder auf einer Wählplatte angebracht sind, die mit dem Bezugszeichen 80 bezeichnet ist und die auf der Oberseite des Röntgenzielgerätes unter* dem Wählschalter 66 angebracht sein kann. Wie gezeigt, definiert die Wählplätte 80 vierzehn »it Sl - S14 bezeichnete Stellungen, auf die der Wählschalter manuell eingestellt werden kann. Die Schalterstelltmgen Sl bis S4 bilden eine Folge von vier Belichtungen, bei der die vier Quadranten des quadratischen röntgeneffipfiftälichen Film* Stückes einzeln belichtet werden können. Die Schalterstellungen S6, S7 stellen eine Belichtungsfolge dar, bei der der Film in zwei Belichtungen belichtet wird und das Bildfeld quer zum Film geteilt ist. Die Schalterstellungeii S9, SlO stellen eine Folge mit zwei Belichtungen dar, bei der der Film in Längsrichtung geteilt ist. Die Schalterstellung S12 stellt eine Ganzbildbelichtung dar. Die Schaltersteilungen S5, S8, SIl, S13, S14 stellen Belichtungen dar, deren Bildfeldgrößen vom Radiologen in bevorzugter Weise für Zwecke der Fluoroskopie gewählt werden.

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Wenn der Wählschalter 66 auf die Schalterstellung Sl gestellt wird und der Vorrückschalter 65 (Fig. 2) gedruckt wird, wird eine Belichtung in dem Quadranten des Films durchgeführt, der an der Schalterstellung Sl schwarz gezeichnet ist. Der Wählschalter 66 wird dann automatisch auf die Schalterstellung S2 gebracht, worauf eine zweite Belichtung durchgeführt werden kann. In ähnlicher Weise können bei den Schalterstellungen S3 und S4 Belichtungen durchge- ^ führt werden, wonach der Wählschalter automatisch in die Stellung S5 weitergeschaltet wird, wo er bleibt, bis er manuell auf eine andere Stellung eingestellt wird. Der Wählschalter 66 kann manuell zu jeder Zeit auf jede Stellung ein gestellt werden, selbst wenn eine Belichtungsfolge durch Veränderung der Schalterstellung unterbrochen wird. Die Wirkungsweise des Wählschalters 66, soweit sie sich auf die Steuerung der mechanischen Positionierung des Kassettenschlittens in dem Zielgerät bezieht, ist wohlbekannt und wird im einzelnen in dem bereits genannten US-Patent 3 173 beschrieben. Daher wird diese Wirkungsweise hier nicht im einzelnen beschrieben.

Fig. 4 zeigt einen Schaltermechanismus 82 zur Programmwahl, der durch Drehen des Programmwählschalters 66 betätigt wird. Der Wählschalter 66 ist an dem einen Ende einer Achse 84 befestigt, an deren anderem Ende ein Zahnrad 86 befestigt ist.

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Das Zahnrad 86 greift an einer Kette 88 an, die ihrerseits an einem Zahnrad 90 angreift, das an einer Achse 92 befestigt ist. Die Achsen 84, 92 sind in üblicher Weise in dem Zielgerätgehäuse gelagert, so daß sie frei rotieren können.

Das untere Ende der Achse 92 trägt ein weiteres Zahnrad 94. Dieses treibt über eine Kette 96 ein Zahnrad 98 an, das auf einer Achse 100 .befestigt ist. Die Achse 100 trägt ferner ein als Ritzel wirkendes Zahnrad 102 und ein Zahnrad 104. Das Zahnrad 102 greift an einer Zahnstange 106 an, so daß bei Drehung des Programmwählschalters 66 die Zahnstange 106 sich hin- und herbewegt, und zwar in Fig. 4 von links nach rechts. Die Zahnstange 106 ist mit einer Schaltungsnasensteuerung und mit Folgesteuernocken verbunden, die in den Zeichnungen nicht gezeigt sind. Die Schaltungsnasensteuerung und die Folgesteuernocken steuern die Bewegung des Kassettenschlittens durch seine verschiedenen Stellungen bei einer Folge von Belichtungen. Diese Steuerungen sind im einzelnen in dem obenerwähnten US-Patent 3 173 008 beschrieben und werden hier nicht weiter beschrieben.

Das von der Achse 100 getragene Zahnrad 104 greift entweder direkt oder über ein Zwischenrad 108 an einem auf der Achse 78 in der Nockenanordnung 72 befestigten Zahnrad 110 an (Fig. 2 und 5). Dadurch bringt eine Drehbewegung des Pro-

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66 auch einte Drehung der Achse 78 und der von diese? Achse getragenen Nockenscheiben 74 mit sich·

In den Pig« 5* 6 uftd 7 kann ffian sehen, daß die Nockenanoränung 72 vie? ifockertöcheiben 74Ä, 74B, 74C, 74D enthält.

Die Noekenseheifeen 74 sind an der Achse 78 festgekeilt. Die

Noeleenscheiben sind voneinander durch geeignete Abstands- M

scheiben 112 getrennt und werden auf der Achse 78 durch eifien Sicherungsring 114 gehalten, der oberhalb der Nockenscheiben 74 auf die Achse 78 aufgesetzt ist. An der Achse 78 ist ferner das Zahnrad 110 befestigt, das durch das in iig* 4 gezeigte Zahnrad 104 angetrieben wird. Das Zahnrad llö ist von der Nockenscheibe 74D durch eine größere Abatandsscheibe 116 getrennt und von einem geeigneten Lager 118 durch eine Abstandsscheibe 120.

Die iföckenanordnung 72 enthält ferner vier Mikroschalter 76A, 76B, 760, 76D, die auf einer Platte 122 befestigt sind. Die Schalter sind in Fig. 5 der Übersicht halber nicht gezeigt. Die Schalter 76A, 760 sind übereinander befestigt, und zwar in einer solchen Stellung, daß sie von den Nockenscheiben 74A, 740 (Fig. 7) betätigt werden können. Die Hikroschalter 76B, 76D sind in ähnlicher V/eise befestigt und so positioniert, daß sie von den Nockenscheiben 74B, 74D betätigt werden können. Wegen der Größe der Mikroschalter 76 ist es

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nicht vorteilhaft, sie alle vertikal übereinander zu befestigen. Deshalb werden sie in zwei Gruppen befestigt, die gegeneinander um etwa 90° versetzt sind, wie man am besten in Pig. 6 sieht.

Die Platte 122, auf der die Schalter 76 befestigt sind, ist an dem einen Arm einer rechtwinkligen Klammer 124 mit Hilfe einer Schraube 126 befestigt, die in einen horizontalen Arm der Klammer 124 geschraubt ist. Die Platte 122 ist zur Aufnahme der Schraube.126 mit einem Langloch versehen, so daß die Platte 122 von links nach rechts (Fig. 5) justiert werden kann. Die Klammer 124 ist an einer weiteren Klammer 128 befestigt, die an dem Rahmen des RöntgenzielgeräteB befestigt ist. Eine Schraube 130 verläuft durch ein Langloch in einem vertikalen Arm der Klammer 124 und ist in die Klammer 128 eingeschraubt. Durch Lockern der Schraube 130 können die auf der Platte 122 befestigten Schalter 76 nach oben und unten (Fig. 5) eingestellt werden und in geeigneter Weise bezüglich der Nockenscheiben 74 positioniert werden.

Die Pig. 8a bis 8d sind Draufsichten auf die Nockenscheiben 74A bzw. 74C bzw. 74B bzw. 74D. Wenn auch die Nockenscheiben 74A, 74C in Wirklichkeit gegenüber den Nockenscheiben 74B, 74D um 90° rotationsmäßig versetzt sind, sind sie in Fig. 8 für die Zwecke der Erläuterung so gezeigt, als wenn sie die gleiche Drehorientierung aufwiesen. Wie gezeigt, weist der

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Nocken 74Α Vorsprünge bei den Schalterstellungen S5 und S8 bis S14 auf. Die Nockenscheibe 74C weist Vorsprünge nur an den Schalterstellungen S9, SlO, S12 auf. Die Nockenscheibe 74B weist Vorsprünge an den SchalterStellungen S5 bis S8 und SIl bis S14 auf. Die Nockenscheibe 74D weist Vorsprünge nur an den Schalterstellungen S6, S7, S12 auf. Bei diesen SchalterStellungen, bei denen Vorsprünge vorhanden sind, werden die entsprechenden Mikroschalter 76 betätigt. Pig. gibt in Tabellenform die verschiedenen Zustände der Mikroschalter in den Stellungen Sl bis S14 des Wählschalters wieder.

Fig. 10 ist ein Schaltungsdiagramm einer erfindungsgemäßen Verschlußblendensteuerung. Wie gezeigt, ist die Schaltung in zwei identische Kanäle eingeteilt, die in dem oberen und unteren Teil der Figur gezeigt werden. Bin Kanal steuert die Öffnung eines Blendenpaares, welches die rechteckige Blendenöffnung in der einen Dimension definiert, und der andere Kanal steuert die Öffnung eines zweiten Blendenpaares, welches die rechteckige Blendenöffnung in der zweiten Dimension definiert. Jeder Kanal enthält ein Servosystem und einen Motor 132A bzw. 132B für die beiden Kanäle. Der eine Eingang in jeden der Servokanäle besteht aus einem Signal von dem zugeordneten Blendenpaar, welches die tatsächliche Öffnungsweise der Blenden anzeigt. Ein anderer Eingang in

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jeden der Servokanäle kommt von einer Analogschaltung her.. Auf diesem Eingang liegt ein Signal, das eine gewünschte Blendenöffnung in der dem jeweiligen Kanal entsprechenden Dimension darstellt. Die Eingangssignale in die beiden Kanäle werden jeweils von festen Widerständen 134A, 134B entnommen. Ein Ende des Widerstands 134A ist geerdet, und das andere Ende ist ifber einen festen Widerstand 135A mit dem einen Ende eines Potentiometers 136A verbunden, das als variabler Widerstand geschaltet ist. Der Widerstand 1343 ist in ähnlicher Weise über einen festen Widerstand 135B mit einem Potentiometer 136B verbunden, das ebenfalls als variabler Widerstand geschaltet ist. Das andere Ende des Potentiometers 136A ist mit einem Pol eines Zweikontakt-Schalterteils 68A des in Fig. 2 gezeigten Schalters 68 zur wahlweisen manuellen oder automatischen Betriebsweise verbunden. Das Ende des Potentiometers 136B ist in ähnlicher Weise mit dem einen Pol eines weiteren Zweikontakt-Schalterteils 68B des Schalters 68 verbunden. Die Schalterteile 68A, 68B sind zwecks gleichzeitiger Betätigung miteinander gekoppelt. Die Potentiometer 136A, 136B sind in der Säule 28 untergebracht, die das Zielfilmgerät 30 trägt, und ihre beweglichen Arme werden durch eine Bewegung des Röntgenzielgerätes betätigt, so daß Widerstände erzeugt werden, die zu der vertikalen Position der Bildebene in dem Röntgenzielgerät proportional sind. Die Potentiometer

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136Α, 136Β werden im einzelnen in der US-Patentanmeldung Nr. 656 448 vom 27. Juli 1967 beschrieben. Die Servokanäle werden im einzelnen gezeigt und beschrieben in der bereits genannten US-Patentanmeldung Nr. 660 9-62 und werden hier nicht weiter beschrieben.

Den beiden Analogschaltungen werden von den Polen der Schalterteile 68A, 68B variable Spannungssignale zugeführt, die j zu einer gewünschten Bildfeldgröße proportional sind, die für eine Belichtung oder eine Folge von Belichtungen ausgewählt wurde. Wenn der Schalter 68 sich in seiner gezeigten manuellen Stellung befindet, werden diese Spannungen den beiden Kanälen von den beweglichen Armen der Potentiometer 138A, 138B zugeführt. Die beweglichen Arme der Potentiometer 138A, 138B sind mechanisch mit den Hebeln 7OA bzw. 7OB ver- ■ bunden (Fig. 2), so daß die gewünschte Bildfeldgröße manuell eingestellt werden kann. Diese Steuerungen gehen wie übliche Fernsteuerungen vor sich, und eine Bedienungsperson ™ benötigt keine e speziellen technischen Instruktionen, um sie zu benutzen. Wenn die Schalter 68A, 68B sich in der automatischen Stellung befinden, werden den Polen der Schalter von den Polen der Zweikontakt-Mikroschalter 76A bzw. 76B Signale zugeführt. 7/ie vorher bereits erwähnt, wird der Schalter 76A von dem Nocken 74A betätigt, und der Schalten 76B wird von dem Nocken 74B betätigt. Wie gezeigt,

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befindention die Mikroschalter 76A, 76B, 76G,76D gerade in ihrer nichtbetätigten Stellung.

Wenn der Schalterteil 68A sich in seiner automatischen Stellung befindet, gelangt ein Signal zu dessen Pol, das von einem der drei Potentiometer 140A, 142A, 144A entnommen ist, von denen jedes als variabler Widerstand geschaltet ist. Wenn der Schalterteil 68B sich in seiner automatischen Stellung befindet, werden seinem Pol Signale von einem der drei Potentiometer 140B,. 142B, 144B zugeführt, von denen jedes als variabler Widerstand geschaltet ist. Je nach dem Zustand der Schalter 76A, 76G wird das eine oder das andere der Potentiometer I4OA, 142A, 144A in Serie mit einem festen Widerstand I46A geschaltet, wobei die Serie zwischen eine positive Spannungsquelle (nicht gezeigt) an der Klemme und Erde geschaltet ist. In ähnlicher Weise wird das eine oder das andere der Potentiometer I4OB, 142B, 144B in Serie mit einem festen Widerstand I46B geschaltet, wobei die Serienschaltung zwischen der Klemme 147 und Erde liegt und wobei die Entscheidung, welches der Potentiometer so geschaltet wird, von dem Zustand der Schalter 76B, 76D abhängt.

Bei dem zur Erläuterung gewählten Beispiel werden die Potentiometer 140A, I4OB so eingestellt, daß den Schaltern 76C, 76D Signale zugeführt werden, die einer vollen Bildgröße entsprechen. Die Potentiometer 142A, 142B werden so

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eingestellt, daß den Schaltern 760, 76D Signale zugeführt werden, die einer vorgewählten Bildfeldgröße für die Zwecke der Fluoroskopie entsprechen. Die Potentiometer 144A, 144B werden so eingestellt, daß den Schaltern 76A, 76B Signale zugeführt werden, die einer Hälfte der vollen Bildfeldgröße entsprechen. Wie vorher erläutert wurde, betätigen die Nockenscheiben 74 die Schalter 76 in verschiedenen Kombinationen, um die jeweils richtige Bildfeldgröße für die ver- ^j schiedenen einzelnen Belichtungen oder für die Belichtungsfolgen zu erzeugen..

Es wird nun auf die Fig. 3,8, 9 und 10 Bezug genommen. In diesen Figuren sieht man, daß, wenn der Programmwählschalter 66 sich in einer der Schalterstellungen Sl bis S4 befindet, das Bildfeld in beiden Dimensionen eine Hälfte der vollen Länge einnimmt. Demzufolge müssen sich die Schalter-76A, 76B in den in Fig. 10 gezeigten Stellungen befinden, d. h. a

nicht betätigt sein. Wie man in Fig. 8 sieht, sind die Nockenscheiben 74A, 74B an den Schaltersteilungen Sl bis S4 nicht mit Vorsprüngen versehen, so daß die Schalter 76A, 76B nicht betätigt werden. Die Zustände der Schalter 76C, 76D sind unwichtig, da sie sich nicht im Schaltkreis befinden, wenn die Schalter 76A, 76B nicht betätigt sind. Die Schalter 76C, 76D werden in den Schalterstellungen Sl bis S4 jedoch auch betätigt. In der Schalterstellung S5 werden

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die Blenden so eingestellt, daß sie ein Bildfeld mit vorgewählten Maßen erzeugen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Nockenscheiben 74A, 74B mit Vorsprüngen versehen sind, um die Schalter 76A, 76B zu betätigen. Die Nockenscheiben .740, 74D sind in der Schalterstellung S5 nicht mit Vorsprüngen versehen, so daß die Schalter 760, 76D in ihrem nichtbetätigten Zustand, wie gezeigt, verbleiben. In den SchalterStellungen S6 und S7 ist es erwünscht, daß in der einen Dimension eine volle Bildfeldgröße und in der anderen Dimension eine halbe Bildfeldgröße erzeugt wird. Daher bleibt der Schalter 76A unbetätigt, so daß ein Signal entsprechend der Hälfte der vollen Bildgröße in der einen Dimension erzeugt wird, und die Schalter 76B, 76D werden beide betätigt, so daß ein Signal entsprechend der vollen Bildfeldgröße in der anderen Dimension erzeugt wird. In der Schalterstellung 38 wird wieder durch Betätigung der Schalter 76A, 76B die vorgewählte Bildfeldgröße erzeugt, während die Schalter 760, 76D unbetätigt bleiben. In den Schalterstellungen S9 und SlO wird eine volle Bildfeldgröße in der ersten Dimension durch Betätigung der Schalter 76A, 760 erzeugt, während die Hälfte der vollen Bildfeldgröße in der anderen Dimension erzeugt wird, weil der Schalter 76B unbetätigt bleibt. In der Schalterstellung SIl wird wieder die vorgewählte Bildfeldgröße erzeugt, und zwar durch Betätigung der Schalter 76A, 76B, während die Schalter 760, 76D

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unbetätigt bleiben. In der Schalterstellung S12 werden alle Schalter 76A, 76B, 76C, 76D betätigt, so daß Signale entsprechend der vollen Bildfeldgröße erzeugt werden. In den Stellungen S13 und S14 werden wieder die vorgewählten Bildfeldgrößen durch Betätigung der Schalter 76A, 76B erzeugt, während die Schalter 76C, 76D unbetätigt bleiben. Diese verschiedenen Zustände der Schalter sind in der Tabelle der Fig. 9 aufgeführt.

Fig. 11 veranschaulicht zum Verständnis der Erfindung notwendige geometrische Beziehungen. Obwohl nur ein zweidimensionales Diagramm gezeigt wird, versteht es sich von selbst, daß auch eine dritte Dimension im Spiel ist. Mit anderen './orten wird nur eine der zwei Dimensionen (Länge und Breite), welche die üffnungsgröße der Blende und die Bildfeldgröße bestimmen, gezeigt. Ein ähnliches Diagramm könnte gezeichnet werden, indem die Höhe als eine Dimension benutzt wird und die andere Dimension der Blendenöffnung und Feldgröße als andere Dimension gewählt wird. VJie gezeigt, stellt A eine gewünschte Bildfeldgröße (Variable) in einer Dimension in einer Bildebene 150 dar, die von der Position des ^.cnt^enzielgerätes bestimmt wird. B stellt die Entfernung von einer Punktquelle 152 (Röntgenröhre) zu einer Blenden?bene 154 dar (Konstante). G stellt eine minimal zulässige Entfernung zwischen der Bildebene 10 und der

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Blendenebene 14 dar (Konstante). D stellt die Entfernung zwischen den Ebenen 150 und 154 (Variable) abzüglich der Entfernung G dar, und E stellt die Weite der Blendenöffnung in einer Dimension dar (Variable).

Für das Diagramm der Fig. 11 können die folgenden Proportionalitätsbeziehungen aufgestellt werden:

E = B (1)

A B + G -t- D

AB
oder E = B 4 C + D (2)

Man sieht, daß Gleichung (2) dieselbe Form wie die wohlbekannte elektrische Gleichung I = V/R aufweist, worin I der durch einen Widerstand R fließende Strom ist und V die an dem Widerstand R liegende Spannung ist. Daraus folgt, daß die Gleichung (2) auch durch elektrische Parameter verkörpert werden kann anstatt durch räumliche Parameter. Fig. 12 zeigt einen einfachen Analogkreis, der für die Lösung dieser Gleichung benutzt werden kann, wobei zwei derartige Kreise verwendet werden, um Signale zu erzeugen, die der Bildfeldgröße in den beiden Dimensionen proportional sind.

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Wie gezeigt wird, weist ein Potentiometer 156 einen beweglichen Arm 156A auf und ist mit einer Gieichspannungsquelle verbunden, die als Batterie 158 gezeigt ist. Die negative Seite der Batterie 158 ist geerdet. Die Stellung des beweglichen Arms 156A des Potentiometers bestimmt die an den übrigen Teil der Schaltung angelegte Spannung und wird so gewählt, daß eine Spannung erhalten wird, die 'der Größe A in Gleichung (2) entspricht. Die Potentiometer 156 und %

die Batterie 158 sind das Äquivalent eines der Potentiometer 138, 140, 142, 144, die zwischen die Klemme 147 und Erde (Fig. 10) in dem einen Kanal geschaltet sind. Die Größen in dem Nenner von Gleichung (2) werden durch die Serienschaltung des Potentiometers 136 und der Widerstände 134, 135 (ebenfalls in Fig. 10 gezeigt) dargestellt, welche zwischen den Potentiometerarm 156A und Erde geschaltet sind. Der variable Widerstand (oder Potentiometer) 136 stellt die variable Entfernung D in Gleichung (2) dar, und die Wider- Λ

stände 134, 135 stellen die konstanten Abstände B und 0 in dieser Gleichung dar. Der durch die Widerstände 134, 135, 136 fließende Strom ist eine Funktion der Widerstandswerte und des an die Widerstände von dem Arm 156A des Potentiometers 156 angelegten Potantials. Dieser Strom ist ein Maß für die gewünschte Blendenöffnung E in Gleichung (2). Ein Potential V_R, das die Öffnungsweite der Blende darstellt, wird von dem Widerstand 134 entnommen und ist proportional

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dem durch die Widerstände 134, 135, 136 fließenden Strom.

Damit werden durch Ausnutzung von zwei Analogschaltungen gemäß Fig. 10 Signale, die der Länge und Breite eines gewünschten Bildfeldes proportional sind, den Servokanälen und Motoren 132A, 132B zugeführt.

Es ist darauf hingewiesen worden, daß die Verschlußblendensteuerung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einer Photoröhren-Aufnähmeanordnung verwendet werden kann, die die Aktivierung der Röntgenröhre und damit die Belichtung des Röntgenfilms steuert. Es ist üblich, eine Photoröhre zu benutzen, die eine empfindliche Aufnahmefläche aufweist, die in Größe und Form der kleinsten benutzten Bildfeldgröße entspricht. Üblicherweise wird daher eine Aufnahmefläche der Größe 4x4 genommen. Es ist Jedoch nicht sichergestellt, daß diese Flächengröße immer richtig ist. Zum Beispiel kann bei maixueller Steuerung der Blendengröße ein Radiologe ein Radiogramm eines Knochens machen wollen, wobei das Radiogramm ein Gebiet von 2x8 einnehmen würde. Es ist offensichtlich, daß eine Photoröhre mit einer Ansprechfläche der Größe 4x4 in diesem Fall eine Anzeige "bewirken würde, die ein in starkem Maße überbelichtetes Radiogramm zur Folge hätte (um einen Faktor 2) .

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Dadurch, daß die Ansprechfläche der Röntgenröhre irgendeiner vorbestimmten Fläche gleichgemacht wird und der Ausgang der Photoröhre entsprechend den tatsächlichen Bildgrößen der Radiogramme modifiziert wird, kann eine genaue Belichtung mit einer konstanten Bilddichte für alle BiIdfeldgrößen erreicht werden. Wenn z. B. die vorbestimmte Fläche von der Größe 8x8 ist und die tatsächliche Bildfeldgröße 4x4 ist, würde der Ausgang der Photoröhre mit einem Paktor 64/14 oder 4 multipliziert werden. In ähnlicher Weise würde, wenn die tatsächliche Bildfeldgröße 2x8 ist, der Photoröhrenausgang mit einem Faktor 4 multipliziert werden; wenn die tatsächliche Bildfeldgröße 4x8 ist, würde der Photoröhrenausgang mit dem Faktor 2 multipliziert werden. Wenn also das Ausgangssignal der Photoröhre mit einer Größe multipliziert wird, die der vorgewählten Feldgröße dividiert durch die tatsächliche Feldgröße proportional ist, wird eine gleichmäßige Bilddichte erreicht.

Solche Größen, die der tatsächlichen Bildfeldgröße in den beiden Dimensionen proportional sind, können bequemerweise von den in Fig. 10 gezeigten Widerständen 134A, 134B abgenommen werden. Übliche Schaltungskreise können dann dazu benutzt werden, diese Größen miteinander zu multiplizieren, um eine Größe zu erhalten, die der tatsächlichen Bildfeldgröße proportional ist, und das Photoröhrenausgangssignal

vorher beschriebenen
in der/V/eise zu modifizieren.

9849/0293 Patentansprüche:

Claims (11)

1784931

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Patentansprüche

fl.! Verschlußblendensteuerung für ein Röntgengerät mit einer Strahlungsquelle zur Abbildung eines untersuchten Objekts in einer Bildebene, mit einer bewegbaren, zwischen der Strahlungsquelle und dem Objekt befindlichen Verschlußblende, die eine rechteckige Blendenöffnung variabler Größe zur Erzeugung verschiedener gewählter rechteckiger Bildfeldgrößen aufweist, und mit einem manuell betätigbaren Programmwähler zur Wahl eines einer Mehrzahl von Belichtungsprogrammen, wobei die Programme aus einer oder mehreren hintereinander erfolgenden Belichtungen verschiedener gewählter Bildfeldgrößen bestehen, dadurch g e kennz eichnet , daß eine erste Schalteranordnung (76) durch einen Programmwähler (66) automatisch zwecks Erzeugung von AusgangsSignalen betätigbar ist, die proportional zu den Abmessungen der vorgewählten Bildfeldgröße sind, die dem mit dem Programmwähler (66) gewählten Belichtungsprogramm entspricht, daß eine Schalterbetätigungsvorrichtung (74) den Programmwähler (66) und den ersten Schalter (76) miteinander verbindet und daß ein Servosystem (132) auf die genannten Ausgangssignale anspricht und die Verschlußblende so bewegt, daß die Blendenöffnung variiert wird, so daß die jeweils geforderte Bildfeldgröße der vorgewählten Bildfeldgrößen erzeugt wird.

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2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite manuell betätigbare Schalteranordnung (68) vorgesehen ist, um die erste Schalteranordnung (76) elektrisch unwirksam zu machen, und daß Steuermittel (7OA, 7OB, 138A, 138B) #aa eine manuelle Einstellung der Blendenöffnung ermöglichen, wenn die erste Schalteranordnung (76) elektrisch unwirksam ^

gemacht worden ist.

3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Schalterbetätigungsvorrichtung (74) Nocken (74A, 74B, 74C, 74D) enthält.

4. Steuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungsprogramme eine Belichtung mit voller Bildgröße

(S12), eine Belichtung mit vorgewählter Bildfeldgröße (S5, ™

S8, SIl, S13, S14), eine Belichtungsfolge mit vier verschiedenen Bildfeldgrößen (Sl - S4) entsprechend einem Viertel der vollen Bildfeldgröße, eine Belichtungsfolge mit zwei in Längsrichtung unterteilten Bildfeldgrößen (S9, SlO) jeweils entsprechend der Hälfte der vollen Bildfeldgröße und eine Belichtungsfolge mit zwei in Querrichtung unterteilten Bildfeldgrößen (S6, S7) jeweils entsprechend der Hälfte der vollen Bildfeldgröße aufweisen.

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αο

5. Steuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterbetätxgungsvorrichtung (74) eine mechanische Verbindung zwischen dem Programmwähler (66) und der ersten Schalteranordnung (76) herstellt.

6. Steuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmvähler (66) automatisch durch die Schritte eines gewählten Programms (z. B. Sl, S2, S3, S4) geschaltet wird· und schließlich in eine Ruhestellung (z. B. S5) gelangt, wenn eine Belichtungsfolge abgeschlossen ist.

7. Steuerung nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet , daß die Ruhestellung (S5) eine Belichtung mit einer Bildfeldgröße vorgewählter Abmessungen darstellt.

8. Steuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Nocken für die Öffnungslänge maßgebliche Nocken (74A, 74C) aufweisen und daß die erste Schalteranordnung (76) für die üffnungslänge maßgebliche Schalter (76A, 760) aufweist, die durch die für die Öffnungslänge maßgeblichen Nocken (74A, 74C) betätigt werden, um die Länge der rechteckigen Blendenöffnung zu steuern.

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9. Steuerung nach Anspruch 3 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Nocken für die Öffnungsbreite maßgebliche Nocken (74B, 74D) aufweisen und daß die erste Schalteranordnung (76) für die Öffnungsbreite maßgebliche Schalter (76B, 76D) aufweist, die durch die für die Öffnungsbreite maßgeblichen Nocken (74B, 74D) betätigt werden, um die Breite der rechteckigen Blendenöffnung zu

steuern. M

10. Steuerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die für die Öffnungslänge maßgeblichen Schalter (76A, 76G) durch die für die Länge maßgeblichen Nocken (74A, 74G) selektiv betätigbar sind, um ein erstes der Ausgangssignale zu erzeugen, die der vollen Öffnungsweite, der halben Öffnungsweite und einer vorgewählten Öffnungsweite in der einen Dimension der rechteckigen Blendenöffnung proportional sind. Λ

11. Steuerung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß die für die Öffnungsbreite maßgeblichen Schalter (76B, 76D) durch die für die Öffnungsbreite maßgeblichen Nocken (74B, 74D) selektiv betätigbar sind, um ein zweites der Ausgangssignale zu erzeugen, die zu

s der vollen Öffnungsweite, der halben Öffnungweite und einer vorgewählten Öffnungsweite der Blende in der anderen Dimension der rechteckigen Blendenöffnung proportional sind.

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