DE2032780C3

DE2032780C3 - Röntgenanlage für Aufnahme und Durchleuchtung mit einer Fernseheinrichtung und einem Belichtungsautomaten

Info

Publication number: DE2032780C3
Application number: DE19702032780
Authority: DE
Inventors: Joerg Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Haendle
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-07-02
Filing date: 1970-07-02
Publication date: 1978-05-18
Also published as: FR2100101A5; DE2032780A1; DE2032780B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenanlage für Aufnähme und Durchleuchtung mit einer Fernseheinrichtung für die Übertragung des Rontgenbildcs, die eine Bildaufnahmeröhre vom Ladungsspeichertyp besitzt, sowie mit einem Belichtungsautomaten für die Aufnahmesteuerung.

Die bei Röntgenanlagen dieser Art bisher verwendeten Belichtungsautomaten besitzen entweder Fotomultiplier oder ionomeirische Meßkammern als strahlenelektrische Wandler zum Messen der Dosisleistung hinter dem Patienten an einer bestimmten Stelle des Strahlenquerschnilts der sog. Dominante. Der dabei gewonnene Signalstrom wird entweder dazu benutzt, die Röntgenstrahlung bei Erreichen einer für die jeweils gewünschte Filmschwärzung erforderlichen Strahlendosis zu unterbrechen oder die Strahlendosis durch entsprechendes Steuern der sie bestimmenden elektrischen Werte an der Röntgenröhre so zu beeinflussen, daß bei Ablauf einer fixierten Aufnahmezeit die gewünschte Dosis pro Bild erreicht ist.

Der Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, einen Teil der Fernseheinrichtung, und zwar die Bildaufnahmeröhre für die Belichtungsautomatik mitzubenutzen und dadurch den bisher üblichen gesonderten Strahlenmeßwandler des Belichtungsautomaten einzusparen. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine v<>n einem Wahlschalter für Aufnahme und Durchleuchtung steuerbare Schaltungsanordnung vorhanden ist, die nach erfolgtem Umschalten von Durchleuchtung auf Aufnahme während der Dauer der Aufnahmevorbereitungspha.se die Strahleneinwirkung auf die Bildaufnahmeröhre der Fernseheinrichtung unterbricht, die Kathode der Bildaufnahmeröhre an ein die gewünschte Strahlendosis der Röntgenaufnahme bestimmendes Potential anlegt, die Strahlablcnk-Wechselspannungen abschaltet, den Durchmesser des Abtaststrahlenbündels durch Anlegen von Hilfspotentialen an die Fokussierungselektroden der Bildaufnahmeröhre auf das gewünschte Dominantenmaß vergrößert und schließlich über eine Umschalteinrichtung eine elektrische Steuerstufe zum Messen des Signalstroms und zur Beeinflussung des Röntgenapparates entsprechend dem Signalstromwert in den Arbeitsstromkreis der Bildaufnahmeröhre einschaltet.

Besonders vorteilhaft ist die Erfindung bei Röntgenaufnahmen vom Fernsehmonitor. Die Belichtung solcher Aufnahmen erfolgte bisher mit Hilfe des üblichen Belichtungsautomaten, bei dem als strahlenelektrischer Wandler entweder ein Folomultiplier oder eine Ionisationskammer benutzt waren. Dies setzte voraus, daß, nachdem die genannten Wandler eine lineare Übertragungscharakteristik (y=l) besitzen, zur Erzielung richtiger Belichtungswerte bei verschieden langen Bclichtungs/iitcn, d.h. hei untcrschicdliehe η Dosisleistungen in der Meßebene auch die Bildaufnahmeröhre dei Fernseheinrichtung eine solche lineare Übertragungscharakteristik haben muß. Dies ist aber generell nicht ζ j erreichen. Außerdem werden

bei einer solchen Aufnahmesteuerung Empfindlichkeitsänderungen der Fotohalbleiterschichten etwa zwischen Fotomultipiier und Bildaufnahmeröhre nicht her ücksichtigt.

Diese Nachteile sind durch die Erfindung bei 5 gleichzeitiger Einsparung des für der. Belichtungsautomaten normalerweise erforderlichen separaten Wandlers behoben. Die Erfindung ist für beide Betriebsweisen eines Belichtungsautomaten 'orauchoar, nämlich

1. für die Steuerung der Aufnahmezeit in Abhängigkeit von der Dosisleistung und

2. für die Steuerung der Dosisleistung in Abhängigkeit von der Aufnahmezeit.

Dabei ist die gewünschte Dosis am Film entweder durch die Wahl des Kathodenpotentials an der Bildaufnahmeröhre oder durch die Wahl desjenigen unteren Grenzwertes des Steuerstroms (Schwellwert), bei dessen Erreichen die Steuerstufe ansp-icht, nach Wunsch einstellbar. Im letzteren FaD kann der Schwellwert so gering gehalten werden, daß das auf der Signalplatte der Bildaufnahmeröhre gespeicherte Potentialbild ohne merkliche Signalkompression auf dem Fernsehmonitor wiedergegeben wird. Wenn man dieses gespeicherte, auf dem Monitor erscheinende Bild abfotografiert, ist die Aufnahme automatisch richtig geschwärzt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Querschnitt des Abtaststrahls und damit die Größe der jeweiligen Dominante durch cntsprechende Wahl der Hilfspotcntiale an der Bildaufnahmeröhre nach Wunsch eingestellt werden kann. Ebenso ist es möglich, die Lage des Abtaststrahls auf der Signalplattc und damit die Lage der Dominante durch Anlegen entsprechender Gleichspannungen an die Ablenkspulen der Bildaufnahmeröhre frei zu bestimmen.

Die Erfindung wird mit weiteren Einzelheiten im folgenden Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch die gesamte Anlage, während in

Fig. 2 eine Abwandlung dieser Anlage dargestellt ist.

In diesem Ausführungsbeispiel sind nur die erfindungswesentlichen Elemente der Röntgenanlage dargestellt, nämlich der Röntgenapparat 1 mit den Einstcllmitteln 2 für die Aufnahmespannung, 3 für das mAS-Produkt der Aufnahme, 4 für die Durchleuchtungsspannung und 5 für den Durchleuchtungsstrom. Darüber hinaus besitzt der Röntgenapparat den Wahlschalter 6 für die Umschaltung von Aufnahme und Durchleuchtung sowie die Einschalttastc 7. Die eingestellten Werte werden dem Hochspannungsgenerator 8 zugeleitet, an den die nur symbolisch dargestellte Röntgenröhre 9 angeschlossen ist. Die von ihr ausgehende Röntgenstrahlung gelangt über das Aufnahmeobjekt 10 an den Röntgenbildverstärkcr 11, der das Strahlenrelief in ein optisches Bild umwandelt und der Signalplatte 12 der Bildaufnahmeröhre 13 zuführt. Deren Fokussierungselcktroden 14 sind mit der Fokussierungsstufe IS verbunden. Ihre Ablenkspulen 16 sind an die Ablenkstufe 17 angeschlossen. Die Signalplatte 12 der Bildaufnahmeröhre ist über den Videoverstärker 18 und eine Umschlageinrichtung 19, deren Funktion im folgenden noch näher beschrieben wird, mit der Fernsehzentvale 20 verbunden, die auch den Videohauptverstärker heinhaltet. Mit der Fernsch/entralc verbunden ist der Fernsehmonitor 21, dessen Leuchtschirmbild von der Einzelbiidkamera 22 aufgenommen werden kann.

Eine solche bekannte Röntgenanlage mit Fernseheinrichtung erlaubt eine Fernsehdurchleuchtung mit direkter Betrachtung des Durchleuchtungsbildes auf dem Fernsehmonitor sowie Einzelbildaufnahmen mit Hilfe der Kamera 22 vom Monitorleuchtschirm Um Röntgenaufnahmen mit konstanter Filmschwär-.'.ung herstellen zu können, besitzen solche Anlagen üblicherweise einen hier nicht dargestellten Belichtungsautomaten, bei dem zum Messen der Dosisleistung entweder eine Ionisationskammer in Strahlenrichtung hinter dem Patienten oder ein Fotomultipiier im optischen Strahlengang zwischen dem Bildverstärker 11 und der Bildaufnahmeröhre 13 angeordnet ist.

Im Falle der vorliegenden Erfindung übernimmt nun die Fernsehbildaufnahmeröhre 13 die Funktion dieser beiden zuletzt genannten Elemente. Dazu ist eine vom Wahlschalter 6 für Aufnahme und Durchleuchtung des Röntgenapparates 1 steuerbare Schaltungsanordnung 23 vorhanden, die mit der Fokussierungsstufe 15, mit der Ablenkstufe 17, mit der Umschalteinrichtung 19 und der noch zu beschreibenden Potcntialumschaltstufe 24 für das Potential an der Kathode 25 der Bildaufnahmeröhre verbunden ist. Die Funktion der Anlage ist folgende.

Es sei angenommen, daß während des Durchleuchtungsbetriebs eine bestimmte Phase zum Gegenstand einer Röntgenaufnahme gemacht werden soll. Dazu wird am Wahlschalter 6 die Taste »Aufnahme« gedrückt. Dabei wird zunächst in üblicher Weise die Durchleuchtung ausgeschaltet, so daß der die Signalplatte abtastende Elektronenstrahl der Bildaufnahmeröhre 13 das auf der Signalplatte befindliche Durchleuchtungsbild löscht. An Stelle der Unterbrechung der Röntgenstrahlen ist es auch möglich, den Röntgenbildverstärker 11 kurz dunkelzutasten. Wichtig ist nur, daß während der Zeit der Umladung der Signalplatte auf z. B. null Volt keine bildgebenden Strahlen an die Signalplatte gelangen. Nach erfolgter Entladung der Signalplatte betätigt die Schaltungsanordnung 23 die Potentialumschaltstufe 24, um die Kathode 25 der Bildaufnahmeröhre 13 auf ein solches positives Potential gegenüber der Signalplatte zu legen, das demjenigen Potential einspricht, welches die Signalplatte nach dem Erreichen der für eine günstige Filmschwärzung erforderlichen Ladungsmenge annimmt. Gleichzeitig beeinflußt die Schaltungsanordnung 23 die Ablenkstufe 17 in der Weise, daß die Vertikal- und Horizontal-Ablenkspannungen unterbrochen werden. Ebenfalls gleichzeitig mit der Umschaltung des Kathodenpotentials betätigt die Schaltungsanordnung 23 die Fokussierungsstufe 15 in der Weise, daß die Potentiale an den Fokussierungselcktroden 14der Bildaufnahmeröhre 13 auf solche Werte umgeschaltet werden, daß der Elektronenstrahl den der gewünschten Dominantenfläche entsprechenden Durchmesser annimmt. Ferner betätigt die Schaltungsanordnung 23 die Umschalteinrichtung 19, die bewirkt, daß das Videosignal während der Dauer der anschließenden Aufnahme vom Videovorverstärker 18 über de Meßverstärker 26 an «Jie Schwellwertstufe 27 gelangt.

Nach dein Auslosen einer Aufnahme, entweder automatisch oder mittels der Drucktaste 7, fließt, nachdem innerhalb der Dominantenfläche der Signalplatte das an die Kathode 25 der Bildaufnahmeröhre 13 angelegte Potential erreicht ist. ein Strom, der über den

Videovorverstärker 18 und den Meßverstärker 26 an die Schwellweitstufc 27 gelangt, die nach Erreichen des gegebenenfalls einstellbaren Schwellwertes einen Schaltimpuls abgibt, der einerseits an den Röntgenapparat 1 gelangt und das Unterbrechen der Röntgenaufnahme entweder durch Abschalten der Röntgenstrahlung oder durch Dunkeltasten des Röntgenbildverstärkcrs Π bewirkt und der gleichzeitig die Potcntialumschaltstufi· 24 in der Weise beeinflußt, daß sie der Kathode ein höheres Sperrpotential zuführt, so daß praktisch keine Entladung der Signalplatte im Dominantenbereich mehr stattfindet. Gleichzeitig wird von der Schwellwertstufe 27 der Schaltungsanordnung 23 ein Impuls zugeführt, die daraufhin die Ablenkstufe und die Fokussierungsstufe ansteuert, um zu erreichen, daß die normalen Ablenk- und Fokussierungsverhältnisse an der Bildaufnahmeröhre 13 wieder hergestellt werden. Ebenso wird die Umschalteinrichtung 19 in dem Sinne betätigt, daß der Videovorverstärker 18 wieder mit der Fernsehzentrale 20 verbunden ist. Während der folgenden Abtastung des auf der Signalplatte in der für eine optimale Filmschwärzung erforderlichen Intensität gespeicherten Potentialbildes wird der Strahlengang der Kamera 22 für die Aufnahme des auf dem Leuchtschirm 28 des Fernsehmonitors 21 erscheinenden gespeicherten Bildes freigegeben. Nach erfolgter Aufnahme kann durch Betätigen des Umschalters 6 erneut durchleuchtet werden, so daß der ursprüngliche Zustand wieder hergestellt ist, aus dem zu den gewünschten Zeitpunkten Aufnahmen in der angegebenen Weise hergestellt werden können.

Es ist natürlich im Rahmen der Erfindung auch möglich, an Stelle der Aufnahme des gespeicherten Fernsehbildes Zielaufnahmen in der üblichen Weise, etwa durch Einschieben der Kassetten, zwischen Aufnahmeobjekt 10 und dem Eingang des Rönlgenbildverstärkers 11 bzw. mit Hilfe einer Kamera vorzunchmen. die in der bekannten Weise durch Anordnung eines teildurchlässigcn Umlenkspiegels in den optischen Strahlengang zwischen Röntgenbildvcrstürkei 11 und Bildaufnahmeröhre 13 das vom Röntgcnbildverstärkcr ausgehende Bild unmittelbar aulnimmt.

ίο Mit einem in der beschriebenen Weise ausgebildeten Belichtungsautomaten ist es auch möglich, an Stelle der Steuerung der Aufnahmezeit bei konstanter voreingestellter Dosisleistung die Dosisleistung bei konstanter voreingestellter Aufnahmezeit im Sinne einer konstanten Filmschwärzung zu steuern, wie dies etwa bei Röntgenaufnahmeverfahren mit konstanter Belichtungszeit, also in der Röntgetischichttechnik, Kymografie usw. erforderlich ist.

In Fig. 2 ist dargestellt, in welcher Weise die An-Ordnung nach Fig. 1 abgewandelt werden muß, um eine solche Dosisleistungssteuerung zu erzielen. Das vom Meßverstärker 26 kommende, der Helligkeit der Dominantenfläche entsprechende Signal wird dazu als Istwert der Verglcichsstufe 29 zugeführt, die diesen Istwert etwa mittels einer Brückenschaltung mit einem vom Sollwertgeber 30 erzeugten, der jeweiligen Aufnahmezeit entsprechenden Sollwert vergleicht. Der Sollwertgeber wird dabei vom Zciteinstellglicd des Röntgenapparates gesteuert. Die Verglcichsstufe 29 erzeugt immer dann ein Signal, wenn Sollwert und Istwert voneinander abweichen. Dieses Signal wird dazu benutzt, entweder die Röhrenspannung oder den Röhrenstrom im Sinne eines Ausgleichs der Differenz zwischen Soll- und Istwert zu steuern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

S. Röntgenanlage für Aufnahme und Durchleuchtung mit einer Fernseheinrichtung für die Übertragung des Röntgenbildes, die eine Bildaufnahmeröhre vom Ladungsspeichertyp besitzt, sowie mit einem Belichtungsautomaten für die Aufnahmesteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Mitbenutzung der Bildaufnahmeröhre (13) der Fernseheinrichtung als strahlenclektrischi-r Wandler des Belichtungsautomaten im Aufnahmebetrieb eine von einem Wahlschalter (6) für Aufnahme und Durchleuchtung steuerbare Schaltungsanordnung (23) vorhanden ist, die nach erfolgtem Umschalten von Durchleuchtung auf Aufnahme während der Dauer dsr Aufnahmevorhereitungsphase die Strahleneinwirkung auf die Bildaufnahmeröhre (13) der Fernseheinrichtung unierbricht, die Kathode (25) der Bildaufnahmeröhre an ein die gewünschte Strahlendosis der Röntgenaufnahme bestimmendes Potential anlegt, die Strahlablenk-Wechselspannungcn abschaltet, den Durchmesser des Abtaststrahlenbündels durch Anlegen von Hilfspotentialen an die Fokussierungselektroden (14) der Bildaufnahmeröhre auf das gewünschte Dominantenmaß vergrößert und schließlich über eine Umschalteinrichtung (19) eine elektrische Steuerstufe (27,29) zum Messen des Signalstroms und zur Beeinflussung des Röntgenapparatcs (1) entsprechend dem Signalstromwert in den Arbeitsstromkreis der Bildaufnahmeröhre (13) einschaltet.
2. Röntgenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerstufe eine Schweliwertstufe (27) benutzt ist. die die Röntgenstrahlung beim Erreichen «ines Schwellwertcs des Signalstromes unterbricht.
3. Röntgenanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß das Potential ander Kathode (25) der Bildaufnahmeröhre (13) einstellbar ist.
4. Röntgenanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert einstellbar ist.
5. Röntgenanlage nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwcllwertstufe (27) beim Erreichen des Schwellwertes ein Sperrpotential an die Kathode (25) der Bildaufnahmeröhre (13) anlegt.
6. Röntgenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerstufe eine Vergleichsstufe (29) benutzt und mit einem Sollwertgeber (30) zur Bildung eines in Abhängigkeit von der jeweils gewünschten Aufnahmezeit einstellbaren Sollwertes verbunden ist, die eine Brückenschaltungsanordnung besitzt, welche die die Dosisleistung an der Röntgenröhre bestimmenden elektrischen Werte im Sinne einer der jeweiligen Aufnahmezeit zugeordneten konstanten Dosisleistung steuert.
7. Röntgenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfspotentiale zum Verändern des Querschnitts ties Strahlenbündel einstellbar sind.

K. Röntgenanlage nach einein der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Wahlen der Lage des Strahlenbündel auf der Signalplatte an die Ablenkspulen (16) der Bildaufnahmeröhre (13) einstellbare Gleichspannungen anlegbar sind.