DE2059738A1

DE2059738A1 - Belichtungsautomat fuer einen Roentgendiagnostikapparat

Info

Publication number: DE2059738A1
Application number: DE19702059738
Authority: DE
Inventors: Jean Bougle
Original assignee: Koch and Sterzel AG
Current assignee: Koch and Sterzel AG
Priority date: 1969-12-05
Filing date: 1970-12-04
Publication date: 1972-06-08
Also published as: FR2073257A1

Description

KOCH & STERZEL Essen, den 1. Dezember 1970 KOMMANDITGESELLSCHAFT Mö/Ps

Belichtungsautomat für einen Röntgendiagnostik- _ apgarat

Die Erfindung betrifft einen Belichtungsautomaten für einen Röntgendiagnostikapparat mit einer im Strahlengang hinter dem Patienten angeordneten Meßkammer, die einen der Austrittsdosisleistung aus dem Patienten proportionalen Meßwert liefert, einer den Meßwert integrierenden Vorrichtung sowie Abschaltmitteln für den Röntgenapparat, die in Funktion treten, wenn der Integrationswert einen voreinstellbaren Wert erreicht. Derartige Belichtungsautomaten finden Anwendung bei der Bestimmung der richtigen Aufnahmezeit im Hinblick auf eine gewünschte Schwärzung des Filmes. Da die Aufnahmezeit die variable Größe ist, sind derartige Belichtungsautomaten dann nicht einsetzbar, wenn die Aufnahmezeit vorgegeben ist, wie dies z.B. bei Schichtaufnahmen der Fall ist oder bei Aufnahmen, bei denen sich die Aufnahmezeiten aus den speziellen Daten des Patienten ergeben, z. B. bei der Herzuntersuchung.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Belichtungsautomaten derart auszubilden, daß er auch unter den vorgenannten Betriebsbedingungen arbeiten und die richtige Schwärzung der Röntgenaufnahme bestimmen kann. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die an der Integrationsvorrichtung anstehenden Zwischenwerte zwischen Null und dem Abschaltwert laufend gemessen und mit einer von Null auf einen Endwert ansteigenden Sollwertkurve über einen Differenzverstärker verglichen werden, dessen Ausgang die Betriebsdaten des Röntgenapparates in Richtung auf einen Differenzwert Null regelt.

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In Ausbildung der Erfindung wird die Sollwertkurve bei Schichtaufnahmeη über einen Sägezahngenerator erzeugt, wobei die Flankensteilheit des Sägezahnes in Abhängigkeit vom Schichtwinkel o^und der Winkelgeschwindigkeit des Tragarmes der Röntgenröhre einstellbar ist.

Zwecks Änderung der Betriebsdaten des Röntgenapparates kann die Spannung an der Röntgenröhre bzw. der Röntgenröhrenstrom über die Heizung der Röntgenröhre verändert werden. Der technisch geringste Aufwand ist gegeben, wenn man den Röntgenröhrenstrom ändert. Hierzu wird vorgeschlagen, die an sich bekannten Maßnahmen zu benutzen, indem man in ^ den Heizkreis der Röntgenröhre einen veränderbaren Widerstand einfügt, der vom Differenzverstärker gesteuert wird. Dieser veränderbare Verstärker kann aus einer oder mehreren Elektronenröhren oder einem steuerbaren Magnetverstärker oder einem mit Phasenanschnitt gesteuerten Thyristor bestehen.

Es ist an sich bekannt, bei der Herstellung von Schichtaufnahmen unter Verwendung eines Belichtungsautomaten, entsprechend dem Gattungsbegriff des Anspruches 1 diesen umzuschalten, derart, daß er als Dosisleistungsmesser arbeitet. Eine solche Umschaltung erfordert jedoch einen gewissen technischen Aufwand. Mit dem Anmeldungsgegenstand dagegen, läßt sich durch eine Zusatzeinrichtung der gleiche Zweck erzielen und man kann darüber hinaus noch eine ganz bestimmte Sollwertkurve vorgeben.

In den Figuren ist rein schematisch ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung dargestellt.

In Figur 1 ist mit 1 ein zylinderischer Körper dargestellt, der von der von der Röntgenröhre 2 mit Brennfleck 3 ausgehenden Strahlung durchstrahlt wird. Der Filmträger k ist mit der Röntgenröhre 2 über einen Hebelarm 5» der sich um

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den Drehpunkt 6 dreht, verbunden. Am Filmträger 4 ist eine Meßkammer 7 angebracht» Diese liefert einen Meßwert, der zur Integrationseinrichtung 8 gelangt.

In Figur 2 ist mit E1 das erforderliche mAs—Produkt zur richtigen Schwärzung des Filmes bezeichnet, das nach der Zeit ti erreicht sein muß. Wenn der Patientenkörper wie in Figur 1 angedeutet, kreisrund ist, so ergibt sich während der gesamten Aufnahmezeit ein Strom 11 gemäß Figur 3· Da jedoch der Patientenkörper nicht die Form eines Kreises besitzt und die Absorptionsverhältnisse von Winkelgrad zu Winkelgrad sich ändern können, schwankt der Strom 11 laufend. Diesen Strom richtig vorauszuschätzen, ist schwierig. Mit einem Belichtungsautomaten, der eine laufende Überwachung vornimmt, erhält man dagegen immer eine richtig geschwärzte Aufnahme.

In Figur 4 ist in einem Blockschaltbild gezeigt, wie man den Röntgenröhrenstrom beeinflussen kann. An den Klemmen 4o, 41 ist der Heizwandler 42 angeschlossen. Über einen einstellbaren Widerstand 43 kann der gewünschte Heizstrom eingestellt werden. Dieser erzielt über die Heizwendel in der Röntgenröhre 45 den eingestellten Röhrenstrom. In die Leitungsführung des Heizwandlers 42 ist ein veränderbarer Widerstand 30 mit Eingang 31 und einem Ausgang 33 eingefügt. Der Widerstand wird verändert in Abhängigkeit von dem an den Eingang 32 gelegten Wert. Dieser resultiert aus dem Ausgang 23 eines Differenzverstärkers 20. In den Differenzverstärker 20 werden eingegeben, in den Eingang 21 der jeweilige Zwischenwert, den die Integrationseinrichtung 8 gebildet hat und in den Eingang 22 der am Ausgang 13 anstehende Sollwert eines Sägezahngenerators 10. Mit dem Regelknopf 12 kann der Sollwert verändert werden und zwar derart, daß in einer vorgegebenen Zeit ein für die richtige Schwärzung des Filmes ausreichendes mAs-Produkt erhalten wird. Der Sägezahngenerator 10 wird gestartet,

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wenn an seinem Eingang 11 ein von der Einrichtung 9 gelieferter Impuls, der die Einschaltung der Röntgenröhre anzeigt, geliefert wird. Hat der Tragarm 5 den Winkel ^S durchlaufen, so wird ein Abschaltimpuls für den Sägezahngenerator gegeben und gleichzeitig die Aufnahme abgeschaltet.

In Figur 5 ist d^er Sägezahngenerator 10 und der variable Widerstand "}0 mit seinen Bauelementen erklärt. Der von der Meßkammer 7 gelieferte, in der Integrationseinrichtung 8 über den Kondensator 80 integrierte Meßwert ist an den Eingang 21 des Differenzverstärkers 20 gelegt. Der SoIl-

k wert wird folgendermaßen erzeugt. An die Klemme 101 ist

eine negative Gleichspannung angelegt, die über die Konstantstromeinrichtung 102, 103, 104 den Kondensator 100 auflädt. Die Zenerdiode I05 und der Widerstand I06 dienen zur Stabilisierung der Basis des Transistors 103* Parallel zum Kondensator 100 liegt ein/ Transistor 107, dessen Basis von einer Spannung beaufschlagt wird, die eine bistabile Kippstufe 108 liefert. Die Kippstufe ändert ihre Lage in Abhängigkeit vom Beginn und Ende der Röntgenaufnahme. Im Ruhezustand ist der Transistor 107 durchgesteuert und der Kondensator 100 kann nicht aufgeladen werden. Bei Beginn der Röntgenaufnahme wird der Transistor

. 107 gesperrt und der Kondensator 100 lädt sich auf. Der

Ladestrom kann über den veränderbaren Widerstand 102 und den veränderbaren Widerstand 1θ4 beeinflußt werden. Der Läufer des Widerstandes 102 wird in Abhängigkeit vom Schichtwinkel od verändert und der Läufer des Widerstandes 103 in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit iO des Schichtarmes 5. Damit ist es möglich, bei Schichtaufnahmen in Abhängigkeit von den veränderlichen Parametern durch Verändern der Steilheit der Flanke des Sägezahnes die für die richtige Schwärzung des Filmes erforderliche Dosis exakt vorzugeben.

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Der variable Widerstand 30 besteht aus einem Thyristor mit Anschnittsteuerung, wie er z.B. beschrieben ist in "Silicon Controlled Rectifier Manual", 3· Auflage, veröffentlicht 196Λ von der General Electric Company. Der Thyristor 3OO ist so in eine Gleichrichterbrücke 301, 302, 303, 3O4 gelegt, daß der an den Klemmen 31, eingegebene bzw. abgegebene Strom in jeder Halbwelle durch ihn hindurchfließen muß. Ein Unijonction-Tranistor 305 liefert über einen Impulstransformator 306 Zündimpulse für den Thyristor 300. Über den Widerstand 307 und die Zenerdiode 308 wird eine trapezförmige Spannung mit der doppelten Frequenz des Netzes erzeugt. Diese Spannung liegt an einer RC-Kombination aus dem Widerstand 310 und

dem Kondensator

311· Wenn durch Ladung des Kondensators 311 die Zündspannung für den Unijonction-Transistor 305 erreicht ist, wird dieser leitend und gibt über den Impulstransformator 306 einen Zündimpuls an den Thyristor 300. Über einen durch den Transistor 309 gebildeten Nebenpfad läßt sich die Ladezeit des Kondensators 311 verändern und damit der Zündzeitpunkt des Thyristors 300. Wieviel Strom der Nebenpfad aufnimmt, wird gesteuert von der vom Differenzverstärker 20 gelieferten Sollwertabweichung, die am Eingang 32 liegt. Mit dieser Einrichtung läßt sich also der Heizstrom der Röntgenröhre durch Phasenanschnitt stufenlos regeln, theoretisch von 0 - 100 $.

Bei Schichtaufnahmen, bei denen Röhre und Film auf parallelen Bahnen bewegt werden, wie es in Figur 6 gezeigt ist, ist der Abstand Röhre - Objekt, Objekt - Film eine Funktion des SchwenkwinkelsOC . Wenn man eine konstante Dosisleistung während der gesamten Aufnahmezeit benutzt, so ist wegen des unterschiedlichen Abstandes keine gleichmäßige Dosisleistung auf dem Film vorhanden. Mit einer Einrichtung gemäß vorliegender Erfindung wird dagegen ein Stromverlauf entsprechend Figur 7 erreicht. In den Grenzstellungen erhält man ein I_max· Wenn Röhre

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und Film senkrecht zueinander stehen, erhält man ein I . .

Die Verwichung ist damit nicht durch Störgrößen beeinflußt,

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

[ 1·/ Belichtungsautomat für einen Röntgendiagnostikapparat mit einer im Strahlengang hinter dem Patienten angeordneten Meßkammer, die einen der Austrittsdosisleistung aus dem Patienten proportionalen Meßwert liefert, einer den Meßwert integrierenden Vorrichtung sowie Abschaltmitteln für den Röntgenapparat, die in Funktion treten, wenn der Integrationswert einen voreinsteilbaren Wert erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Integrationsvorrichtung anstehenden Zwischenwerte zwischen Null und dem Abschaltwert laufend gemessen und mit einer von Null auf einen Endwert ansteigenden Sollwertkurve über einen Differenzverstärker verglichen werden, dessen Ausgang die Betriebsdaten des Röntgenapparates in Richtung auf einen Differenzwert Null regelt.
2.) Belichtungsautomat für einen Röntgendiagnostikapparat, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertkurve über einen Sägezahngenerator eingegeben ist, wobei die Flankensteilheit des Sägezahnes bei Schichtaufnahmen einstellbar ist in Abhängigkeit vom Schichtwinkel^xi- und der Winkelgeschwindigkeit des Tragarmes der Röntgenröhre.
3.) Belichtungsautomat für einen Röntgendiagnostikapparat nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Röhrenstrom der Röntgenröhre durch Einfügen und Verändern eines veränderbaren Widerstandes in den Heizkreis der Röntgenröhre geregelt wird und daß der veränderbare Widerstand durch eine oder mehrere steuerbare Elektronenröhren oder einen steuerbaren Magnetverstärker, oder einen mit Phasenanschnitt gesteuerten Thyristor gebildet ist.

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