DE2044848C3 - Roentgenzielgeraet - Google Patents

Description

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aufteilt und den Teilmeßwert abgreifbar macht, wobei η die größte Anzahl der bei einem Röntgenzielgerät vorgesehenen Aufnahmen nebeneinander (übereinander) bedeutet, und daß Teile der Widerstandskette (3) derart kurzschließbar sind, daß π kleinere Werte annimmt.

6. Röntgenzielgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte hochohmig abgenommen oder niederohmig abgegeben werden und daß dazu entsprechend geschaltete Operations-Verstärker (2, 9) verwendet sind.

7. Röntgenzielgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei dem der für die Kassettengröße charakteristische Meßwert zur Bildung der Vorgabe des Einfahrweges einer filmnahen Blende oder ein entsprechend proportionaler Wert für die Vorgabe des Einfahrweges einer Tiefenblende herangezogen und für eine Nachlaufsteuerung zur motorischen Verschiebung der Blende(n) verwendet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die der jeweiligen Iststellung dei Blende(n) entsprechende als Widerstandswert vorliegende Größe unter Subtraktion von dem konstanten Wert zur Wegvorgabe für die Positionierung des Kassettenwagens in einer Art Parkstellung, d. h. Stellung der Kassettenkante unmittelbar hinter der Ausblendkante, verwendet ist

8. Röntgenzielgerät nach den Anspriichen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kassettengröße sowie die Iststellung des Kassettenwagens und der Blende über Winkelkodierer gemessen sind und daß zum Vergleich der impulsförmigen 1st- und Sollwerte Digitalkjmparatoren verwendet sind.

9. Röntgenzielgerät nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachlaufsteuerung durch einen Zähler mit Schaltsignalabgabe gebildet ist, der einen Gern errechneten, zwischen der Parkstellung und der Zielstellung vorhandenen Einfahrweg entsprechenden Impulswert vorgibt.

Röntgenzielgeräte an Rönigenuntersuchungsgeräten werden verwendet, wenn nach einer vorangegangenen Durchleuchtung des Patienten anschließend eine Röntgenaufnahme hergestellt werden soll. Entsprechend den medizinischen Aufgabenstellungen sind die verwendeten Filmformate unterschiedlich groß. Sollen mehrere Aufnahmen schnell nacheinander hergestellt werden,

™ wird das Filmformat in Teilformate entsprechend unterteilt

Bei den bekannten Zielgerätekonstruktionen wird die Stellung der Kassette im Strahlengang durch mechanische Anschläge bestimmt. Wenn man verschiedene

ss Filmgrößen benutzen und diese noch unterschiedlich unterteilen will, ergibt sich eine große Anzahl von mechanischen Anschlägen, die je nach Wahl des Filmformates und der Unterteilung wirksam und nach der Aufnahme unwirksam gemacht werden müssen. Um

<><> diesen Aufwand für derart gesteuerte Zielgeräte nicht zu groß werden zu lassen, ist dabei bei fast allen bekannten Konstruktionen ein Kompromiß in Richtung einer geringen Anzahl von Unterteilungen unter Verwendung nicht aller gängigen Filmgrößen vorge-

<" nommen (deutsche Auslegeschrift 12 00 121).

Es sind weiter Zielgerätekonstruktionen bekannt, bei denen der Einfahrweg nicht durch mechanische Anschläge, sondern durch Bremseinrichtungen an der

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Antriebseinheit oder elekt ische Magnete, die am Kassettenwagen angreifen, festgelegt wird. Dabei liegen im Einfahrweg des Kassettenwagens .on diesem betätigbare Kontakte, die bei der richtigen Stellung des Kassettenwagens die Bremseinrichtung in Funktion setzen. Auch diese Anordnungen sind sehr aufwendig, da eine große Anzahl von Kontakten, die ein und auszuschalten sind, vorhanden sein müssen. Außerdem ergeben sirh Schwierigkeiten, die Kassette, bzw. den Kassettenwagen genau an dem Punkt zum Stehen zu bringen, der für die Aufnahme gewünscht ist, da nach dem Betätigen des Kontaktes erst die Bremseinrichtung anspricht und diese die Kassette nicht schlagartig festsetzen kann und soll (deutsche Auslegeschrift 1066087).

Für die Steuerung einer Tiefenblende ist es bekannt, die Kassettengröße abzutasten und über eine elektrische Nachlaufsteuerung die Tiefenblende in Abhängigst von der Größe der Kassette bzw. von der gewünschten Unterteilung automatisch auf das richtige Ausblendformat einzustellen. Das Aufnahmeprogramm _wird bei dieser bekannten Einrichtung von Hand eingestellt, wobei Anschläge oder Kontakte in den Verschiebeweg des Kassettenwagens gebracht weiden (deutsche Auslegeschrift 10 61 177).

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Röntgenzielgerät, bei dem über die Spannschieber die Kassettengröße gemessen und die Meßgröße als elektrische GröHe für Steuervorgänge im Zielgerät verarbeitet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem solchen Zielgerät unter Vermeidung von im Einfahrweg des Kassettenwagens angeordneten mechanischen Anschlägen oder elektrischen Kontakten den Einfahrweg des Kassettenwagens zwischen einer Park- und einer Zielstellung für alle gängigen Kassettenformate und Unterteilungen zu bestimmen und die genaue Verschiebung des Kassettenwagens zu bewirken.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der für die Kassettengröße charakteristische Meßwert zusammen mit einem konstanten Wert zur Vorgabe des Einfahrweges des Kassetienwagens zwischen einer Park- und einer Zielstellung herangezogen und für eine bei Röntgengeräten an sich bekannte Nachlaufsteuerung zur motorischen Verschiebung des Kassettenwagens verwendet ist. daß über eine zweite Nachlaufsteuerung der Momentanwert der über einen Tachogenerator oder über eine eine Impulszahl pro Zeiteinheit erfassende Einrichtung gemessenen Geschwindigkeit des Kassettenwagens auf eine vorgegebene Geschwindigkeitskennlinie einregelbar ist und daß durch Verwendung eines Elektromotors mit geringer Trägheit für die Verschiebung des Kassettenwagens und eines eine Gegenstrombremsung gestattenden Verstärkers durch den Elektromotor auch das Bremsmoment aufbringbar ist.

Bei einem solchen Gerät sind weder elektrische Kontakte noch mechanische Anschläge notwendig, vielmehr wird lediglich der Sollweg vorgegeben und beispielsweise ein Brückenabgleich zum Istwert der Stellung des Kassettenwagens vorgenommen, wobei der Sollweg aus einem von der Kassettengröße sowie einem von der Wegstrecke zwischen einem Bezugspunkt (z. B. Vorderkante oder Mitte der in der Parkstellung befindlichen Kassette) und dem Zentralstrahl abhängigen Konstantwert gebildet wird. Damit die Zeit zwischen Durchleuchtung und Aufnahme sehr kurz ist, und keine Schwierigkeiten im Hinblick auf die Genauigkeit der Erreichung der Sollposition des Kassettenwagens eintreten, ist eine zweite Nachlaufsteuerung vorgesehen, über die der Momentanwert der Geschwindigkeit des Kassettenwagens, gemessen über einen Tachogenerator oder über eine eine Impulszahl pro Zeiteinheit erfa: ende Einrichtung auf eine vorgegebene Geschwindigkeitskennlinie einregelbar ist. Durch Verwendung eine·,, Eiektiomotors mit geringer Trägheit für die Verschiebung des Kassettenwagens und eines Verstärkers, der Gegenstrombremsung gestattet, wird dabei auch das Bremsmoment erzeugt.

Bei einer solchen Ausführung des Zielgeräteaniriebes läßt sich der Sollwert sehr genau erreichen. Für eine solche Ausführung wird in Fortführung der Erfindung vorgeschlagen, einen Verstärker mit Proportionalverhalten zu wählen, so daß beim Anfahren sich die Geschwindigkeitskennlinie aus der Massenträgheit des Kassettenwagens und dem zur Verfügung stehenden Antriebsmoment bzw. der vom Verstärker gelieferten Leistung ergibt und zur Feststellung der Geschwindigkeitskennlinie beim Abbremsen nach dem Übergang in den Proportionalbereich und innerhalb desselben, den Verstärkungsfaktor des den Antriebsmotor speisenden Verstärkers mil kleiner werdender Regelabweichung zwischen dem Wegistwert und dem Wegsollwert abhängig von der Regelabweichung selbsttätig kontinuierlich oder in einer oder mehreren Stufen zu vergrößern.

Sehr vorteilhaft ist es, wenn man mit elektronischen Mitteln die Vergleichsschaltung aufbaut. Hierzu wird in Fortbildung der Erfindung vorgeschlagen, den Wegistwert und den Wegsollweri in einem ersten Operations-Verstärker zu vergleichen, dessen der Sollgeschwindigkeit proportionaler Ausgangswert in einem zweiten Operations-Verstärker mis der Istgeschwindigkeit verglichen wird und den ersten Operations-Verstärker über zwei antiparallelgeschaltete Dioden rückzukoppeln. Durch die Verwendung der zwei antiparallelgeschalteten Dioden wird innerhalb des Proportionalbcreiches des Verstärkers kurz vor dem Zielpunkt der Verstärkungsfaktor des Operations-Versiiärkers in Abhängigkeit von der Zündspannung der Dioden verändert. Der Schmierbereich um den Zielpunkt wird damit sehr klein, zum anderen der Kassettenwagen in dieser Stellung auch gegen äußere Kraftanwendung festgehalten.

Bisher ist beschrieben worden, daß der Einfahrweg mit durch die Kassettengröße bestimmt wird. Bei einem Zielgerät sind jedoch weitere Stellungen des Kassettenwagen!; erforderlich. Vorteilhaft ist dabei, die Nachlaufsteuerung auf andere Sollwerte wie Parkslellung, Ladestellung umschaltbar zu machen.

Um die bei Röntgenzielgeräten geforderten Unterteilungen mit dem Meßwert, der du; gesamte Kassettenbreite angibt, erzielen zu können, wird in Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, den der Kassettengröße entsprechenden charakteristischen Meßwert an einen Spannungsteiler (Widerstandsketie) zu legen, der den Meßwert in

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aufteilt und den Teilmeßwert abgreifbar macht, wobei η die größte Anzahl der bei einem Zielgerät vorgesehenen Aufnahmen nebeneinander (übereinander) bedeutet und Teile der Widerstandskette derart kurzschließbar zu machen, daß π kleinere Werte annehmen kann.

Da es ein maßgebliches Ziel der Erfindung ist, die erforderliche Stellung des Kassettenwagens sehr genau

zu erreichen, würde jede Belastung der Meß- und Rechenwiderstände zu Verfälschungen des Meßergebnisses führen. Es wird daher vorgeschlagen, die Meßwerte und die weiteren Rechenwerte hochohmig abzunehmen oder niederohmig abzugeben und dazu entsprechend geschaltete Operations-Verstärker zu verwenden.

Wird in dem Zielgerät eine filmnahe und/oder eine Tiefenblende verwendet, so ist es vorteilhaft, wenn die der jeweiligen Iststellung der Blende(n) entsprechende als Widerstandswert vorliegende Größe unter Subtraktion von dem konstanten Wert zur Wegvorgabe für die Positionierung des Kassettenwagens in einer Art Parkstellung, d. h. Stellung der Kassettenkante unmittelbar hinter der Ausblendkante, verwendet ist.

In der Zeichnung ist rein schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Mit dem Potentiometer 1 ist der nicht dargestellte Spannschieber der Kassettenspannvorrichtung verbunden, so daß an diesem Potentiometer ein der Kassettenbreite entsprechender Wert ansteht. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich immer auf die Breitenmessung der Kassette und den Einfahrweg des Kassettenwagens quer. Über den Operations-Verstärker 2 wird hochohmig dieser Wert auf einen Spannungsteiler 3, bestehend aus einer Widerstandskette, gegeben. Nach dem Ausführungsbeispiel soll eine Kassette in der Breite dreifach unterteilt werden. Dazu sind die vier Widerstände des Spannungsteilers aus Werten Ve, ²It, ²It, '/β, eines Gesamtwertes gewählt. Über die Schalter 4, 5 lassen sich die ²/β·Werte einzeln oder beide kurzschließen. Dies ist erforderlich, um neben der Dreier- auch eine Zweierteilung und eine Mittelstellung der Kassette einsteuern zu können. Mit den Schaltern 6, 7, 8 werden die unterschiedlichen Positionen der ersten, zweiten und dritten Aufnahme abgegriffen. Der von dem Spannungsteiler 3 gelieferte Wert wird über einen Operations-Verstärker 9 niederohmig an einen Operations-Verstärker 10 gelegt. In den Operations-Verstärker 10 wird gleichzeitig ein vom Widerstand 11 abgegriffener Wert, der durch eine entsprechende Schaltung zum Wert dies Spannungsteilers hinzugezählt wird, eingegeben. Der Widerstand 11 wird so eingestellt, daß er einen konstanten Wert liefert. Dieser Konstantwert entspricht einer Wegstrecke zwischen der Vorderkante der in der Parkstellung stehenden Kassette und dem Zentralstrahl im Aufnahmefeld. Beide Werte zusammen ergeben einen dem Fahrweg zwischen Parkstellung und Zielstellung entsprechenden Wert. Über den Schalter 14 wird die Wegvorgabe zusammen mit dem Wegistwert des Kassettenwagens, gemessen mit dem mii dem Kasseitenwagen gekuppelten Potentiometer 18, in einem Operations-Verstärker 19 verglichen. Die Regelabweichung ergibt einen Ausgangswert an dem Operations-Verstärker 19, der der Sollgeschwindigkeit für die Verschiebung des Kassettenwagens entspricht. Der Operations-Verstärker 19 ist über zwei antiparallelgeschaltete Dioden 20, 20a rückgekoppelt. Entsprechend der Durchbruchsspannung dieser beiden Dioden erfolgt vordem Zielpunkt eine Vergrößerung der Verstärkung. Die Sollgeschwindigkeit für die Verschiebung des Kassettenwagens wird mit der ^geschwindigkeit, gemessen über einen mit dem Kassettenwagen bzw. dessen Antrieb gekuppelten Tachogenerators 21 im Operations-Verstärker 22 verglichen und dessen Ausgangswert zur Steuerung des Leistungsverstärkers 23 und eines Motors 24, der den Kassettenwagen antreibt.

verwendet. Der Motor 24 ist bis zum Operations-Verstärker 22 rückgekoppelt.

Um von der Kassettenbreite unabhängige Stellungen des Kassettenwagens ansteuern zu können, sind neben dem Schalter 14 die Schalter 15, 16, 17 vorgesehen. So kann mit dem Widerstand 13 und dem Schalter 15 beispielsweise die Ladestellung mit dem Schalter 16 und dem Widerstand 12 eine Parkstellung vorgegeben werden. Die Funktion des Schalters 17 wird weiter unten beschrieben.

Ein Teilungswert der Spannungsteilerkette 3 wird außerdem über einen Operationsverstärker 25 hochohmig abgegriffen und mit dem Wert eines mit der filmnahen oder Tiefenblende gekuppelten Potentiometers 26. das dem Istwert der Stellung der Blende entspricht, im Operations-Verstärker 27 verglichen. Der Operations-Verstärker 27 für die Blende entspricht dem bereits beschriebenen Operations-Verstärker 19 für den Kassettenwagen, ebenso die weitere Folge des Vergleichs und der Verstärkung der Signale, d. h., im Operations-Verstärker 31 wird die vom Tachogenerator 30 gelieferte istgeschwindigkeit der Blende mit der vom Operations-Verstärker 27 gelieferten Sollgeschwindigkeit verglichen und über den Leistungsverstärker 32 der Motor 33 für den Blendenantrieb angesteuert.

Der Istwert der Blende, der am Potentiometer 26 ansteht, wird subtrahiert von dem Konstantwert des Potentiometers 11 im Operations-Verstärker· 29. Dieser Wert kann dann als Positionswert für den Kassettenwagen über den Schalter 17 vorgegeben werden. Damit erreicht man, daß der Kassettenwagen immer der Blende nachläuft und damit den kürzestmöglichen Weg zwischen Parkstellung und Aufnahmestellung beim Übergang von der Durchleuchtung zur Aufnahme zurückzulegen hat.

Zur Funktion der Schaltung läßt sich folgendes ergänzen:

Nachdem die Kassette eingelegt und gespannt ist, muß über Drucktasten, die die Schalter 4,5 steuern, das gewünschte Programm ausgewählt werden. Wird keiner der Schalter 4, 5 geschlossen, so erfolgt eine Unterteilung in drei Abschnitte nebeneinander. Der Positionswert für die erste Aufnahme wird durch das Schließen des Schalters 8 abgefragt, man erhält '/β der der Kassettenbreite entsprechenden Spannung. Um diesen Wert muß die Kassette über den Zentralstrahl hinaus verschoben werden, damit die erste Aufnahme mittig im Zentralstrahl liegt Die Position für die zweite Aufnahme wird nach öffnen des Schalters 8 und Schließen des Schalters 7 abgefragt und beträgt Ve des uci" GcSäfiiiui clic einsprechenden Weficj». Die dritte Stellung wird analog über den Schalter 6 abgefragt unc entspricht ⁵/6der Kassettenbreite.

Ist der Schalter 4 geschlossen, so kann die Kassettenbreite zweimal unterteilt werden. Die erst( Aufnahmeposition wird durch Schließen des Schalters ί abgefragt, sie entspricht ¹A der Kassettenbreite, di< zweite Position durch Schließen des Schalters 7, sii entspricht ¹U der Kassettenbreite.

Sind beide Schalter 4 und 5 geschlossen, so wird ein« Übersichtsaufnahme angefertigt, und durch Abfragei über den Schalter 8 erhält man Ui der Kassettenbreite.

Aus vorstehendem ergibt sich, daß bei eine Widerstandskette und zwei kurzschließbaren Wider ständen alle Aufnahmepositionen von der Obersicht bi zur Dreierteilung bei Eingabe eines der Kassettenbreit entsprechenden Wertes angesteuert werden könnet

Soll eine Viererteilung vorgenommen werden, muß die Widerstandskette um einen kut«chließbaren Widerstand ergänzt werden.

Alle diese Ausführungen gelten entsprechend für die Hochunterteilung der Kassette, wobei einige Bauelemente und Ansteuerungen entfallen können.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel ist mit analogen Bauelementen aufgebaut. Es läßt sich auch eine entsprechende Schaltung mit digitalen Bauelementen

verwirklichen. Die Potentiometer werden dabei durch Winkelkodierer, die Operations-Verstärker durch Digilalkomparatoren bzw. Zählsr und die Tachogeneratoren durch Einrichtungen, die die Impulszahl pro Zeiteinheit messen, metzt. Zur Vorgabe einer Geschwindigkeitskennlinie beim Abbremsvorgang wird die Anzahl der Impulse pro Zeiteinheit laufend bis auf Null erniedrigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

703 819/416

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Röntgenzielgerät, bei dem über Spannschieber die Kassettengröße gemessen und der Meßwert als elektrische Größe für Steuervorgänge im Röntgenzielgerät verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der für. die Kassettengröße charakteristische Meßwert zusammen mit einem konstanten Wert zur Vorgabe des Einfahrweges des Kassettenwagens zwischen einer Park- und einer Zielstellung herangezogen und für eine bei Röntgengeräten an sich bekannte Nachlaufsteuerung (18—20) zur motorischen Verschiebung des K.assetlenwagens verwendet ist, daß über eine zweite Nachlaufsteuerung (21—22) der Momentanwert der über einen Tachogenerator (21) oder über eine eine Impulszahl pro Zeiteinheit erfassende Einrichtung gemessenen Geschwindigkeit des Kassettenwagens auf eine vorgegebene Geschwindigkeitskennlinie einregelbar ist und daß durch Verwendung eines Elektromotors (24) mit geringer Trägheit für die Verschiebung des Kassettenwagens und eines eine Gegenstrombremsung gestattenden Verstärkers (22—23) durch den Elektromotor (24) auch das Bremsmoment aufbringbar ist.

2. Röntgenzielgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstärker (22—23) mit Proportionalverhalten gewählt ist, so daß beim Anfahren sich die Geschwindigkeitskennlinie aus der Massenträgheit des Kassettenwagens und dem zur Verfügung stehenden Antriebsmoment bzw. der vom Verstärker (22—23) gelirferten Leistung ergibt, und daß zur Festlegung der Geschwindigkeitskenni·- nie beim Abbremsen nach dem Übergang in den Proportionalbereich und innerhalb desselben der Verstärkungsfaktor des den Antriebsmotor (24) speisenden Verstärkers (22—23) mit kleiner werdender Regelabweichung zwischen dem Istwert und dem Sollwert des Einfahrweges abhängig von der Regelabweichung selbsttätig kontinuierlich oder in einer oder mehreren Stufe(n) vergrößert wird.

3. Röntgenzielgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwert und der Sollwert des Einfahrweges in einem ersten Operations-Verstärker (19) verglichen sind, dessen der Sollgeschwindigkeit proportionaler Ausgangswert in einem zweiten Operations-Verstärker (22) mit der Istgeschwindigkeit verglichen ist, und daß der erste Operations-Verstärker (19) über zwei antiparallelgeschaltete Dioden (20—20a) rückgekoppelt ist.

4. Röntgenzielgerät nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Nachlaufsteuerung (18—20) auf Sollwerte wie Pa.'kstellung, Ladestellung umschaltbar ist.

5. Röntgenzielgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei dem Mittel zur Herstellung von Einbild- und Mehrbildaufnahmen auf eine bzw. mehrere Kassettengröße(n) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der der Kassettengröße entsprechende charakteristische Meßwert an einen Spannungsteiler (3) (Widerstandskette) gelegt ist, der den Meßwert in