DE2052626A1

DE2052626A1 - Rontgenkopf

Info

Publication number: DE2052626A1
Application number: DE19702052626
Authority: DE
Inventors: Cornelius Keith Kansas City Mo Vandervelden (V St A )
Original assignee: Litton Industries Inc
Current assignee: Litton Industries Inc
Priority date: 1969-12-31
Filing date: 1970-10-27
Publication date: 1971-07-15
Also published as: NL7015996A; US3676683A

Description

LITTON INDUSTRIES, INC., 360 North Crescent Drive, Beverly Hills,

California 90213, USA

Röntgenkopf

Die Erfindung bezieht sich auf einen Röntgenkopf und insbesondere auf einen Dentalröntgenkopf mit einem Gehäuse und einer koaxial im Gehäuse angeordneten Röntgenröhre.

Damit ein Dentist oder ein Dentalröntgentechniker konsequent eine Serie von Dentalradiogrammen hoher Qualität erhalten kann, muß der Patient während einer gesamten Serie von Belichtungen stillhalten. Ein PatLent kann normalerweise während des größten Teiles der Serie von Dentalradiogrammen stillhalten. Bei verschiedenen Teilen der Serie von Belichtungen jedoch muß der Patient eine ungünstige, manchmal unbequeme oder schmerzhafte Stellung einnehmen, damit ein bestimmter Bereich mit den Röntgenstrahlen erfaßt werden kann. So ist es für einige Serien von Dentalradiogrammen für den Patienten äußerst schwierig, während der ganzen Serie genügend ruhig zu bleiben, damit eine vollständige Serie von Dentalradio-

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grammen hoher Qualität erzielt werden kann. Der wesentliche Grund dafür, daß ein Patient eine derartige ungünstige Stellung einnehmen muß, ist im Fehlen eines kompakten Dentalröntgenkopfes zu suchen, insbesondere in der Gattung von Geräten, die mit 90 kV betrieben werden.

Die bekannten Dentalröntgenköpfe im 90 kV-Dentalröntgenbereich sind ziemlich sperrig. Der Patient, der geröntgt werden sollte, mußte ungünstige Stellungen einnehmen. So kam es häufig vor, daß der Patient sich während einer Belichtung bewegen mußte,

™ und daß aufgrund einer derartigen Bewegung ein oder mehrere der Radiogramme eine schlechte Qualität zeigten. Deshalb mußte entweder ein Teil der Serie der Dentalradiogranune nochmals angefertigt werden, oder aber es mußte aufgrund der schlechten Qualität des Dentalradiogramms eine ungenaue Diagnose in Kauf genommen werden. Derartige Dentalröntgenköpfe wiesen grundsätzlich ein Röntgenrohr, einen Hochspannungstransformator und einen Heiztransformator innerhalb des Gehäuses des Röntgenkopfes auf. Das maximale elektrische Potential, das am Röntgenrohr herrschte, betrug etwa 100 kV, wobei eine Elektrode am einen Ende des Röntgenrohres an ein positives 50 kV Potential und die andere Elektrode am anderen Ende an ein negatives 50 kV

fe Potential - beides gegen Erde gemessen - gelegt wurde. Eine derartige Auslegung machte es erforderlich, daß die Fläche zwischen dem Gehäuse und dem Röntgenrohr um das Röntgenrohr herum groß genug war, um zu gewährleisten, daß die Spannung vom Rön%-genrohr zum Gehäuse nicht kurzgeschlossen wurde.

Da beide Enden des Röntgenrohres auf einem Potentialwert von _:?, 50 kV gegenüber Erde lagen, wurde der Heiztransformator auf , , einem Potential von 50 kV gehalten, da der Heiztransformator praktisoh auf Kathodenpotential liegt, so daß sehr unpraktisch war, den Hei ζ trans format or an einer anderen Stelle als im Inneiren des Röntgenkopfes unterzubringen. Da der Röntgenkopf eine

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abgedichtete Einheit ist, um . das isolierende Medium, z.B. öl, das den Raum um das Rohr herum füllt, zurückzuhalten, ergab der Durchschlag einer beliebigen Komponente innerhalb des Rönfcgenkopfes, z.B. ein Durchschlag des Heiztransformators, teuere, komplizierte und zeitaufwendige Reparaturen.

Es besteht somit ein erheblicher Bedarf an Röntgenköpfen verhältnismäßig geringer Größe und geeigneter Form, damit eine gesamte Serie von Dentalradiogrammen konsequent dadurch erhalten werden kann, daß eine vollständige Zugänglichkeit des Röntgenstrahles zu einer Fläche ermöglicht wird, die geröntgt werden ' soll, ohne daß der Patient in eine ungünstige oder unnatürliche Stellung gebracht wird.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Teil des Gehäuses, der das Röntgenrohr aufnimmt, eine sich verjüngende Form erhält, und zwar ähnlich der Gestalt eines Konus oder einer Pyramide oder aber eine ähnliche Gestalt.

Bei einer Ausführungsform, die weiter unten im einzelnen beschrieben und dargestellt wird, ist der verjüngte Gehäuseteil an seinem breiteren Ende mit dem übrigen Teil des Gehäuses verbunden. Wenn dann das kathodenseitige Ende der Röntgenröhre im λ schmalen Ende des verjüngten Gehäuseteiles und das anodenseitige Ende der Röntgenröhre im breiteren Teil des verjüngten Gehäuseteiles aufgenommen wird, kann die Kathode auf Erdpotential gehalten werden, was praktisch Gehäusepotential bedeutet, so daß das sich verjüngende Gehäuseteil eine Verringerung der Größe des Röntgenkopfes im VergMch zu bekannten Röntgengeräten bringt, die mit der gleich hohen Anoden-Kathoden-Spannung betrieben werden. Bei «iner derartigen Anordnung folgt die Breite des verjüngten Gehäuseteiles etwa dem Potentialgradienten längs der Achse der Röntgenröhre, der unter Betriebsbedingungen aufgebaut wird.

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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ein relativ großer Gehäuseteil mit dem breiteren Ende des verjüngten Gehäuseteiles verbunden, wobei der relativ große Gehäuseteil einen Hochspannung* transformator und Leitungen zur Verbindung der Kathode des Röntgenrohres mit einem Heiztransformator, der entfernt vom Röntgen*- kopf angeordnet ist, aufnimmt. Ist der Heiztransformator nicht im Gehäuse angeordnet, wird eine weitere Verringerung der Größenabmessungen im Vergleich&u bekannten Anordnungen erzielt.

Der Röntgenkopf nach vorliegender Erfindung weist vorzugsweise eine Kollimatorvorrichtung auf, die von dem verjüngten Gehäuseteil ausgeht; die Achse der Kollimatorvorrichtung schneidet die Achse des verjüngten Gehäuseteiles etwa im rechten Winkel.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Röntgenröhre^, das im Gehäuse eines Röntgenkopfes angeordnet ist, mit an die Anode des Röntgenrohres angelegter Hochspannung. Hierbei wird die Kathode des Röntgenrohres an Erde gelegt und dem Heizfaden der Kathode aus einer Heizstromquelle, die entfernt vom Röntgenkopf angeordnet ist, wird elektrische Energie zugeführt.

Nach dem speziellen Ausführungsbeispiel, das nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung erläutert wird, ist die Erfindung besonders vorteilhaft anwendbar für Dentalröntgengeräte. Ein Dentalröntgenkopf weist einen becherförmigen, verhältnismäßig großen Teil und einen verhältnismäßig weitwinkeligen, konisch geformten, sich verjüngenden Teil, der seitlich befestigt ist, auf. Der Dentalröntgenkopf wird von einer Traganordnung aufgenommen, die mit dem becherförmigen Teil des Dentalröntgenkopfes verbunden ist, welcher den erforderlichen Hochspannungstransformator enthält. Der kleinere, sich verjüngende Gehäuseteil nimmt das Röntgenrohr auf, und die Kontur des sich verjüngenden Gehäuseteiles folgt dem Verlauf des elektrischen Potentiales, das am Röntgenrohr aufgebaut wird. Die direkt beheizte Kathode

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des Röntgenrohres ist am schmalen Ende des sich verjüngenden Gehäuseteiles angeordnet und wird auf Erdpotential gehalten. Somit kann der/dem Kathodenheizdraht der Röhre Heizenergie zuführt, entfernt vom Röntgenkopf angeordnet werden.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Dentalröntgenkopfes gemäß der Erfindung, wobei ein Teil des Gehäuses herausgebrochen dargestellt ist, damit das Röntgenrohr schema- _% ( tisch gezeigt werden kann,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer bekannten Ausführungsform eines Dentalröntgenkopfes, und

Fig. 3 eine Seitenansicht des Röntgenkopfes nach Fig. 1, wobei das Gehäuse teilweise entfernt dargestellt ist, um die Röntgenröhre, den Hochspannungstransformator und entsprechende Verbindungsleitungen sichtbar zu machen.

In Fig. 1 ist in perspektivischer Ansicht ein Dentalröntgenkopf 10 dargestellt, der nach vorliegender Erfindung aufgebaut ist und der einen pyramidenförmigen oder konisch geformten, verjüng- ' ten Gehäuseteil 11 und einen becherförmigen, größeren Gehäuseteil 12 besitzt. Der Ausdruck "becherförmig" bezeichnet die Form eines runden Behälters. Der verjüngte Gehäuseteil 11 ist mit seinem breiteren Ende mit dem übrigen Teil des Gehäuses verbunden. Der Dentalröntgenkopf 10 wird vnn einem Aufhängearm 13 aufgenommen, der Teil der nicht dargestellten Traganordnung ist. Der Arm 13 1st mit dem größeren Gehäuseteil 12 des Dentalröntgenkopfes 10 befestigt, wie auch der Fig. 3 entnommen werden kann. Ein Teil des kleineren, verjüngten Gehäuseteiles 11 ist herausgeschnitten dargestellt, um die Röntgenröhre 14 sichtbar zu machen. Ein Röntgenstrahl lh& wird von der Anode der Röhre

/ Heiztransformator, der

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emittiert und tritt aus dem verjüngten Gehäueeteil 11 durch eine Kollimatorvorrichtung 11a aus. Der Ausdruck "Kollimatorvorrichtun^ der üblicherweise in der Röntgentechnik verwendet wird, bezeichnet Anordnungen an Röntgenköpfen, die so arbeiten, daß sie den Winkelbereich der Röntgenstrahlung begrenzen, so daß sie die Funktion einer Abschirmung erfüllen, während der Ausdruck "Kollimatorlinse" in Verbindung mit optischen Systemen bei der Brechung von Lichtstrahlen verwendet wird.

Fig. 2 zeigt eine typische bekannte Ausführungsform eines Dental- W röntgenkopfes 50, der von einer Gabel 51 aufgenommen wird. Der Zylinder 52 deutet schematisch eine Röntgenröhre an. Da die Elektroden und damit die beiden entgegengesetzten Enden der Röntgenröhre 52 auf entgegengesetzten 50 kV-Potentialen gehalten werden, muß die Oberfläche über die gesamte Länge der Röntgenröhre 52 in einem genügend großen Abstand von dem Gehäuse des Röntgenkopfes 50 angeordnet werden, damit ein Kurzschluß des aufgebauten elektrischen Potentiales mit dem Gehäuse mit Sicherheit ausgeschaltet wird. Deshalb wurde ein zylindrisch geformtes Volumen aus Isoliermaterial, üblicherweise öl, wie es durch die gestrichelten Linien 53 angedeutet ist, um die Röntgenröhre 52 herum vorgesehen. Zusätzlich zu dem verhältnis- ^ mäßig großen Volumen, das von dem Isoliermaterial 53 eingenommen wurde, wiesen die bekannten Röntgenköpfe nicht nur einen Hochspannungstransformator, wie er mit 5^ angedeutet ist, sondern auch den erforderlichen Heiztransformator, der mit 55 angegeben ist, auf. Es war notwendig, den Heiztransformator 55 innerhalb desitJehäuses der Röntgenröhre 50 anzuordnen, weil die Kathode der^! Röntgenröhre 52 auf einem negativen Potential von 5OkV gegen Erde gehalten wurde und weil es sehr unpraktisch und gefährlich wäre, den Heiζtransformator 55 irgendwo außerhalb des Röntgenkopfes 50 anzuordnen.

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In Fig. jj ist in seitlicher Ansicht der Dentalröntgenkopf 10 nach Fig. 1 gezeigt, wobei ein Teil des verjüngten Gehäuseteiles 11 des Röntgenkopfes herausgebrocher)öargestellt ist, um die Röntgenröhre 14 zu zeigen. Nach vorliegender Erfindung ist die Kathode 14b an Erdpotential gelegt, anstatt daß die Röntgenröhre so betrieben wird, daß beide entgegengesetzten Enden, nämlich die Elektroden, auf ein hohes elektrisches Potential gegenüber Erde gebracht sind. Das kathodenseitige Ende der Röntgenröhre kann dabei verhältnismäßig nahe an den verjüngten Gehäuseteil des Röntgenkopfes 10 herangebracht werden. Da andererseits die Anode 14c der Röntgenröhre 14 auf einem Potential von etwa 100 kV liegt, muß der Abstand zwischen dem anodenseitigen Ende der Röntgenröhre 14 und dem verjüngten Gehäuseteil des Röntgenkopfes 10 verhältnismäßig groß sein. Deshalb wird das kathodenseitige Ende der Röntgenröhre 14 in dem schmalen Ende des verjüngten Gehäuseteiles 11 und das anodenseitige Ende der Röntgenröhre 14 in dem breiteren Ende des verjüngten Gehäuseteiles 11 aufgenommen. Wie der Fig. 3 entnommen werden kann, ist zwischen dem kathodenseitigen Ende der Röntgenröhre 14 und dem Gehäuse des Röntgenkopfes 10 ein verhältnismäßig kleiner Abstand im Vergleich zu dem Abstand zwischen dem anodenseitigen Ende der Röntgenröhre 14 und dem Gehäuse des Röntgenkopfes 10 vorhanden.

Da während des Betriebes das Kathodenende auf Erdpotential und das Anodenende auf einem positiven Potential von etwa 100 kV liegt, folgt die Kontur des verjüngten Gehäuseteiles 11 des Röntgenkopfes 10 ungefähr dem Potentialgradienten längs der Röhrenachse im Betrieb. Somit kann der Gehäuseteil 11 in der dargestellten Weise aufgebaut sein. Wird das Kathodenende bzw. das Ende der Röntgenröhre 14, das am weitesten von dem größeren Gehäuseteil 12 des Röntgenkopfes 10 weg liegt, auf Erdpotential gelegt, so kann das Arbeitsende des Röntgenkopfes 10 verhältnismäßig klein im Vergleich zu dem Teil des Rüntgenkopfes 10, der den Hochspannungstransformator aufnimmt, gemacht werden. Somit

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kann der Dentist oder der Röntgentechniker leicht das verhältnismäßig kleine Ende 11 des Röntgenkopfes 10 in unmittelbare Nähe eines Patfent»en bringen, so daß der Patient nicht gezwungen ist, eine ungünstige oder unbequeme Stellung einzunehmen, während eine Serie von Dentalradiogrammen hergestellt wird. Deshalb kann der Patient während der Aufnahme der gesamten Serie von Dentalradiogrammen ruhig sitzen, was die Qualität der Dentalradiogramrae erheblich verbessert.

In Fig. 3 ist ein weiterer Teil des Gehäuses des Röntgenkopfes IO herausgebrochen dargestellt, damit eine Fläche 15 freigelegt wird, in der der Hochspannungstransformator 15& sichtbar wird. Die Fläche 15 ist innerhalb des großen Gehäuseteiles 12 des Röntgenkopfes 10 angeordnet. Da die Kathode 1^b nicht auf einem Potential von 50 kV liegt, sondern auf Erdpotential,/der als Heizstromquelle für den Kathodenhelzdraht erforderlich ist, auf Erdpotential, also nicht auf einem elektrischen Potential von etwa 50 kV. Deshalb ist es nicht erforderlich, den Heiztransformator im Röntgenkopf 10 unterzubringen, wie dies bei bekannten Anordnungen der Fall ist. Deshalb brauchen nur die Verbindungs;-leitungen l4f, die an die Kathode 14b angeschlossen gezeichnet sind, innerhalb des Röntgenkopfes 10 vorgesehen zu werden. Die Leitungen l4f können mit einem Heiztransformator verbunden sein, der an einer Stelle entfernt vom Röntgenkopf 10 angeordnet ist und deshalb in der Zeichnung nicht gezeigt ist.

Das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel ist nur eine der vielen Möglichkeiten im Rahmen vorliegender Erfindung. Beispielsweise kann ein Röntgenkopf, der einen zylindrisch geformten, den Hochspannungstransformator aufnehmenden Teil aufweist, vorgesehen werden.

' ist der Helztrantfbrmator

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Claims

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Patentansprüche{

lJ Röntgenkopf mit einem Gehäuse und einer koaxial im Gehäuse angeordneten Röntgenröhre, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (11) des Gehäuses, der das Röntgenrohr (4) aufnimmt, eine sich verjüngende Gestalt besitzt.

2. Röntgenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verjüngte Gehäuseteil (11) an seinem breiteren Ende mit dem übrigen Teil des Gehäuses verbunden ist.

3. Röntgenkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kathodenseitige Ende des Röntgenrohres (14) im schmalen Ende des verjüngten Gehäuseteiles (11) und das anodenseitige Ende des Röntgenrohres (14) im breiteren Ende des verjüngten Gehäuseteiles (11) angeordnet ist.

4. Röntgenkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des verjüngten Gehäuseteiles (11) etwa dem Potentialgradienten längs der Achse des Röntgenrohres (14) folgt, der unter Arbeitsbedingungen aufgebaut wird.

5. Röntgenkopf nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein relativ großer Gehäuseteil (12) mit dem breiteren Ende des verjüngten Gehäuseteiles (11) verbunden ist und dass der relativ große Gehäuseteil (12) einen Hochspannungstransformator (15a) und leitungen (I4f) zum Verbinden der Kathode (14b) des Röntgenrohres (14) mit einem Heiztransformator, der entfernt von dem Röntgenkopf (10) angeordnet ist, auf-<-nimmt.

6. Röntgenkopf nach Anspruoh 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch eine Kollimatorvorriohtung (Ha), die sich von dem verjüngten Oehäuseteil (11) aus erstreckt, wobei die Achse der Kollimatorvorriohtung (Ha) die Achse des verjüngten Gehäuseteiles (11) etwa im rechten Winkel schneidet.

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7. Verfahren zum Betreiben eines Röntgenrohres durch Anlegen von Hochspannung an die Anode des Röntgenrohres, das im Gehäuse eines Röntgenkopfes angeordnet ist, insbesondere nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (l4b) des Röntgenrohres (14) an Erde gelegt wird, und daß dem Heizdraht der Kathode (14b) aus einer entfernt vom Röntgenkopf angeordneten Heizstromquelle elektrische Energie zugeführt wird.

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