DE1944481B2

DE1944481B2 - Röntgen-Generator mit einer Einrichtung zum Abschalten eines Röntgenstrahlen beim Erreichen einer Abschaltdosis und mit einer Steuereinrichtung, die bei Unterschreiten eines unteren Schwellwertes der Dosisleistung die Röntgenröhrenspannung erhöht

Info

Publication number: DE1944481B2
Application number: DE19691944481
Authority: DE
Inventors: Heinz 2000 Hamburg Mester
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1969-09-02
Filing date: 1969-09-02
Publication date: 1979-02-01
Also published as: AU1947570A; GB1328376A; BE755549A; DE1944481C3; FR2060839A5; DE1944481A1

Description

Röntgen-Generator mit einer Einrichtung zum Abschalten eines Röntgenstrahlen beim Erreichen einer Abschaltdosis und mit einer Steuereinrichtung, die bei Unterschreiten eines unteren Schwellwertes der Dosisleistung die Röntgenröhrenspannung erhöht.

Die Erfindung betrifft einen Röntgen-Generator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Röntgen-Generator ist aus der DE-AS 12 27 570 bekannt.

Man bezeichnet die Voreinstellung der Aufnahmedaten verschiedener Organe auch als »programmierte Aufnahmetechnik« oder als »Organautomatik«. Wenn damit beispielsweise eine Magenaufnahme gemacht werden soll, wird eine Wahltaste mit der Aufschrift »Magen« niedergedrückt, die die für den Magen voreingestellten Aufnahmedaten wirksam macht, d. h., es wird beispielsweise der erforderliche Brennfleck (groß oder klein) sowie die voreingestellte Spannung eingeschaltet. Die Spannung — z. B. 85 kV — ist so gewählt, daß sich bei der Aufnahme des Magens eines durchschnittlich dicken Patienten ein optimaler Bildcharakter ergibt. Ein Gerät für diese programmierte Aufnahmetechnik ist z.B. aus »Röntgen-Blätter«, 21.Jahrgang, 1968, Nr. 6, Seiten 251 bis 256, bekannt.

Unterschiedliche Patientendicken, soweit sie sich in unterschiedlicher Absorption auswirken, können durch eine Spannungskorrektur der Röntgenröhrenspannung berücksichtigt werden. Diese Korrektur mußte bisher manuell vorgenommen werden, wozu bei bekannten Apparaten dieser Art z. B. zwei Tasten mit der Bezeichnung » + « oder » —« vorgesehen sind, bei deren Betätigung eine Hilfsspannung, deren Größe von der voreingestellten Spannung abhängen kann, hinzuaddiert oder subtrahiert wird. Notwendigkeit und Ausmaß der Korrektur wurden in der Regel von einer Schätzung abhängig gemacht. Gelegentlich werden auch Dickenmessungen von Körperdurchmessern bzw. Absorptionsmessungen mit Röntgenstrahlen vorgenommen,

deren Ergebnis dann nach Erfahrung oder nach vorliegenden Tabellen manuell für die folgende Aufnahme berücksichtigt wird.

Ziel der Spannungskorrektur ist es, einen optimalen Kompromiß hinsichtlich Belichtungszeit und/oder Bildkonirast als Funktion der Absorption zu erzielen. Dabei muß das Ausmaß der Korrektur den geforderten Randbedingungen angepaßt werden (z.B. Röhrenbelastbarkeit, zur Verfügung stehende Belichtungszeit usw.). Das sei im folgenden näher erläutert Für die Aufnahme eines Organs eines Normalpatienten benötigt man die Spannung U₀, das mAs-Produkt Q, und die Belichtungszeit to. Für einen dicken Patienten würde man bei gleicher Spannung zu einer sehr viel längeren Belichtungszeit t\ kommen. Das ist oft unerwünscht, deshalb strebt man einen Kompromiß zwischen Belichtungszeit und Kontrast an und erhöht die Röhrenspannung um einen Betrag, der zu einer Belichtungszeit f2 führt, wobei gilt:

U><h<U.

Bei einem dünnen Patienten dagegen erniedrigt man die Spaniiung, man ist an einer wesentlichen Verkürzung der Belichtungszeit weniger interessiert als an einer Kontrastverbesserung durch niedrigere Aufnahmespannung.

Außerdem muß der Benutzer auch den sogenannten Schwärzungswähler umschalten, der festlegt, bei welcher Dosis die Dosismeßeinrichtung die Aufnahme beendet. Die von der Dosismeßeinrichtung gemessene Gesamtschwärzung des Bildes setzt sich nämlich aus der bildgebenden Schwärzung durch das Nutzstrahlenbündel sowie aus der gleichmäßigen Schwärzung (Grauschleier) durch die Streustrahlen zusammen. Der Anteil der Streustrahlen ist aber bei dicken Patienten und/oder höheren Spannungen größer als bei dünnen Patienten und/oder niedrigen Spannungen. Damit die bildgebende Schwärzung konstant bleibt, muß daher bei dicken Patienten auf eine größere Gesamtschwärzung umgeschaltet werden; umgekehrt sollte bei einem dünnen Patienten eine geringere Schwärzung eingestellt werden.

Wie erläutert, hängen diese Korrekturen von den Schätzungen des Untersuchers ab, also von subjektiven Kristerien.

Bei dem aus der DE-AS 12 27 570 bekannten Röntgen-Generator, bei dem die Röhrenspannung erhöht wird, wenn die Dosisleistung einen unteren Schwellwert unterschreitet, soll erreicht werden, daß alle Aufnahmen innerhalb einer durch die Röhrenleistung definierten Grenzzeit ausgeführt werden können. Der Schwellwert ist dabei also ausschließlich von der Röhrenleistung sowie den eingestellten Strom- und Spannungswerten abhängig und kann nicht unterschiedlichen Organen angepaßt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Röntgen-Generator der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die erforderlichen Einstellungen von Röntgenröhrenspannung und Abschaltdosis automatisch und unabhängig von der Schätzung des Untersuchers unter Berücksichtigung des aufzunehmenden Organs vorgenommen werden. Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Röntgen-Generator der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebene Ausbildung gelöst.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Röntgen-Generator wird also nicht nur die Dosis gemessen,

sondern gleichzeitig auch festgestellt, ob die Dosisleistung individuell einstellbare obere und untere Grenzwerte über- bzw. unterschreitet Dadurch wird zweierlei erreicht Das Personal wird von der Entscheidung entlastet, ob ein dünner, normaler oder dicker ■> Patient vorliegt Die gemessene Dosisleistung liefert durch einen während der Aufnahme durchgeführten Vergleich mit der auf das betreffende Organ eines normalen Patienten bezogenen »Normaldosisleistung« diese Aussage. ι ο

Abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs können dann bei vorwählbaren Schwellwerten für die Dosisleistungsdifferenz während der Aufnahme Spannungskorrekturen und Schwärzungskorrekturen vorgenommen werden. Das führt zu einer weiteren wesentlichen Vereinfachung in der Bedienung. Dadurch wird der relativ große Zeitbereich, der als Funktion der Patientendicke ohne Spannungskorrektur entstehen würde, eingeengt

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der 2» Zeichnung dargestellten Prinzipschaltbrldes näher erläutert

Eine Röntgenröhre 1 wird über einen Hochspannungstransformator 2 an Spannung gelegt, solange ein im Primärkreis des Hochspannungstransformators 2 2^Γ> angeordneter Kontakt 17 durch ein schematisch angedeutetes Steuergerät 13 und ein Kontakt 6 durch '-in schematisch angedeutetes Steuergerät 12 geschlossen ist Der Heizstrom für die Kathode der Röntgenröhre, der gegebenenfalls in bekannter Weise zeitlich ab- jo nimmt, wird über einen Heiztransformator 3 zugeführt. Db Abschaltung der bildgebenden Strahlung erfolgt nach Erreichung eines optimalen Schwärzungsgrades für einen Film 21 durch eine selbsttätige Abschaltvorrichtung, die eine in Strahlenrichtung hinter einem Ob- r> jekt 19 angeordnete Ionisationskammer 20 als Strahlendetektor enthält. In einer mit der Ionisationskammer 20 verbundenen Schaltungsanordnung 8 wird der durch die Röntgenstrahleneinwirkung entstehende lonisationsstrom in bekannter Weise integriert und verstärkt, und nach dem Erreichen eines einstellbaren Sollwertes wird das Abschaltsignal dem Steuergerät 13 zugeführt, das den Kontakt 17 öffnet und damit die Röntgenaufnahme beendet.

Gleichzeitig mit der Dosismessung wird durch Diffe- v> renzieren des Signalstromes in einem Differenzierglied 9 eine Dosisleistungsmessung vorgenommen. Deren Ergebnis ist eine meßtechnische Aussage über die Beschaffenheit bzvv. Absorption des Patienten (dünn, normal, dick), die damit an die Stelle der subjektiven w Beurteilung des Bedienungspersonals tritt. Das ermittelte, der Dosisleistung proportionale Signal wird der Vergleichsschaltung 10 zugeführt, in der ein Vergleich mit einstellbaren oberen und unteren Schwellwerten durchgeführt wird. Je nach dem r> Ergebnis des Vergleichs sind dann drei Auswirkungen möglich:

1.) Das Signal ist größer als der obere eingestellte Grenzwert, dann erfolgt über einen Schaltver- wj stärker 11 eine Beeinflussung des Steuergerätes 12 derart, daß während der Aufnahme der Kontakt 6 geöffnet und unmittelbar darauf (unter Ausschluß von Kurzschlußgefahr durch Lichtbogen) durch das Schließen eines Kontaktes 5 eine niedrigere Spannung an einem Stufentransformator 4 gewählt wird. Gleichzeitig damit wird ein niedrigerer Wert für die Solldosis eingegeben, um eine evtl. vorhandene Spannungsabhängigkeit oder Streustrahlenabhängigkeit des Belichtungseutomaten auszugleichen. Die Spannungskorrektur kann in wenigen msec vorgenommen werden.
Damit sind zwei Handlungen automatisch vollzogen, die bisher von der Bedienung ausgeführt werden mußten (Entscheidung über die Patientendicke, Korrektur der eingestellten Daten vor der Aufnahme).

2.) Das Signal liegt unterhalb des oberen und oberhalb des unteren Grenzwertes. Es erfolgt keine Korrektur, die Aufnahme wird unter den Bedingungen des geschlossenen Schalters 6 nach Erreichung der Solldosis durch das öffnen des Kontaktes 17 des Steuergerätes 13 beendet.

3.) Das Signal ist kleiner als der untere eingestellte Grenzwert dann erfolgt über den Schaltverstärker U eine Beeinflussung des Steuergerätes 12 derart, daß während der Aufnahme der Kontakt 6 geöffnet und unmittelbar darauf durch Schließen eines Kontaktes 7 die höchste Spannung des Stufentransformators 4 gewählt wird. Gleichzeitig wird damit ein höherer Wert für die Solldosis (Schwärzung) in die Schaltungsanordnung 8 eingegeben.

Da die »Normaldosisleistung«, d. h. die Dosisleistung, die für das betreffende Organ eines normal gebauten Patienten erforderlich ist, bei den einzelnen Organen unterschiedlich ist, muß die Vergleichsschaltung 10 für jedes Organ eine andere elektrische Vergleichsgröße enthalten, was beispielsweise durch eine entsprechende Anzahl von Spannungsteilern realisiert werden kann.

Falls der Strom des Strahlendetektors nicht schon vor der Verstärkung integriert wird, kann das Ausgangssignal des in der Schaltungsanordnung 8 enthaltenen lonisationskammerverstärkers der Vergleichsschaltung 10 direkt zugeführt werden; das Differenzierglied 9 kann dann eingespart werden.

Der Stufentransformator 4 kann gleichzeitig zur Einstellung der für die Organe eines Normalpatienten erforderlichen Aufnahmespannungen dienen. Hierzu kann jeder Organeinstellung entweder eine Anzapfung des Stufentransformators zugeordnet sein, oder die Spannungseinstellung kann durch einen Kohlerollenregler erfolgen, der beim Betätigen der einem Organ zugeordneten Wahltaste mittels einer Nachlaufsteuerung in bekannter Weise in die erforderliche Stellung gefahren wird. Gegebenenfalls können auch mehrere Korrekturstufen vorgesehen sein, die abhängig von der Größe der Differenz zwischen der Norimldosisleistung und der gemessenen Dosisleistung eingeschaltet werden können; als Schalter 5,6, 7 können mechanische oder elektronische Schalter (Thyristoren) dienen.

Schließlich können die Anzapfungen für die Kontakte 5, 6, 7 eingespart werden, wenn ein elektronisches Stellglied, z. B. ein Thyristorsteller, verwendet wird.

Das Überschreiten bzw. Unterschreiten der Schwellwerte und die daraufhin ausgelösten Schalthandlungen können optisch oder akustisch angezeigt werden. Dadurch hat der Benutzer unter Umständen Aufschluß darüber, ob die Voreinstellung für ein Organ richtig gewählt ist bzw. ob die Schwellwerte zu dicht bei dem Normalwert liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Röntgengenerator mit einer Meßeinrichtung für die Dosis bzw. die Dosisleistung, die einen Röntgenstrahier beim Erreichen einer vorgebbaren Abschaltdosis abschaltet, mit einer Voreinstelleinheildie eine Voreinstellung der Aufnahmedaten für verschiedene Organe ermöglicht und mit einer Steuereinrichtung, die bei Unterschreiten eines einstellbaren unteren Schwellwertes der Dosisleistung die Röntgenröhrenspannung erhöht, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12) so ausgebildet ist, daß bei Unterschreiten des unteren Schwellwertes der Dosisleistung außer der Röntgenröhrenspannung auch die Abschaltdosis erhöht und daß sie die Röntgenröhrenspannung und die Abschidtdosis erniedrigt, wenn die Dosisleistung einen oberen Schwellwert überschreitet, wobei die oberen und unteren Schwellwerte für die verschiedenen Organe individuell einstellbar sind.

2. Röntgengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur optischen oder akustischen Anzeige des Überschreitens des oberen und des Unterschreitens des unteren Schwellwertes vorgesehen sind.