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Röntgenbelichtungsautomat Die Erfindung bezieht sich auf einen Röntgenbelichtungsautomaten
zur wahlweisen Verwendung fUr die selbsttätige Abschaltung der bildgebenden Strahlung
beim Erreichen der einer optimalen RUntgenfilmschwärzung entsprechenden Dosis bei
freier Belichtungszeit oder fUr die Regelung der Dosisleistung zur Erzielung einer
optimalen Filmschwärzung bei fest vorgegebener Belichtungszeit, mit einer vor dem
Film angeordneten Strahlenmeßkammer und einem dieser nachgeschalteten Kammerstromintegrator,
der über Umschaltmittel wahlweise an eine die Abschaltmittel fUr die Röntgenröhre
steuernde Grenzwertstufe anschaltbar oder in einen den Dosisleistungasteller steuernden
Dosisleistungsmesser einschaltbar ist.
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Ein derartiger Röntgenbelichtungsautomat hat den Vorteil, daß er sowohl
fUr den belichtungsautomatisierten Betrieb einer normalen Rbntgendiagnostikeinrichtung,
bei der die Belichtungszeit frei
ist, als auch fUr den Betrieb einer
Schichtaufnahmeeinrlchtung, bei der die Belichtungszeit fest vorgegeben wird, geeignet
ist.
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In beiden Fällen erhält man somit bei der Verwendung eines solchen
Belichtungsautomaten optimal geschwärzte Röntgenbilder.
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Bei einem bekannten Röntgenbelichtungsautomaten dieser Art dient zur
Brfassung der Abweichungen des Istwerts der Dosisleistung vom Sollwert bei fest
vorgegebener Belichtungszeit, d.h. beim Schichtbetrieb, ein Ubertrager, der ein
den Änderungen des Kammerstroms entsprechendes Signal bildet und den Dosisleistungssteller
Uber einen Verstärker diesem Signal entsprechend beeinflußt. Nachteilig ist dabei,
daß die Xnderungen des Kammerstroms verhältnismäßig gering sind, so daß das Ausgangssignal
des Ubertragers sehr klein ist und nur innerhalb sehr geringer Grenzen schwankt.
Die Regelgenauigkeit ist somit bei vertretbarem Aufwand ftlr den Regelkreis verhältnismäßig
klein.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Röntgenbelichtungsautomaten der
eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem bei verhältnismäßig geringem Aufwand
fUr die Regelung der Dosisleistung bei fest vorgegebener Belichtungszeit eine hohe
Regelgenauigkeit erzielt wird.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dosisleistungsmesser
einen Taktgeber, der den Kammerstromintegrator mit einer im Verhältnis zur fest
vorgebbaren Belichtungszeit kleinen Impuls- und Periodendauer periodisch in seinen
Ausgangszustand zurückschaltet und einen vom Kammerstromintegrator gesteuerten Demodulator,
der ein dem jeweiligen Istwert der Dosisleistung entsprechendes Signal erzeugt,
enthält. Beim Erfindungsgegenstand werden somit zur Dosislelstungsmessung beim Betrieb
mit fest vorgegebener Belichtungszeit nicht die änderungen des
Kammerstroms
erfaßt, sondern die Dosisleistungsmessung wird auf eine periodische Dosismessung
während vorgegebener, gleich großer Zeiten zurückgefUhrt. Die Regelgenauigkeit hängt
beim Erfindungsgegenstand daher praktisch nur von der Frequenz und der Impulsdauer
des Taktgebers ab. Mit verhältnismäßig einfachen Mitteln kann daher eine hohe Regelgenauigkeit
erzielt werden.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines AusführungsbeispieLs anhand der Zeichnung.
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In der Fig. 1 ist das Blockschaltbild eines RUntgenbelichtungsautomaten
nach der Erfindung mit den wesentlichen Teilen einer Röntgendiagnostikeinrichtung
dargestellt. Die Röntgendiagnostikeinrichtung enthält e.ne Röntgenröhre 1, die einen
schematisch dargestellten Patienten 2, der auf einer Lagerstatt 3 gelagert ist,
durchstrahlt und auf einem in einer Kassette 4 liegenden Röntgenfilm röntgenologische
Aufnahmen erzeugt. Zwischen der Kassette 4 und der Lagerstatt 3 ist eine Strahlenmeßkammer
5 angeordnet, die Teil eines Bellchtungsautomaten ist. Die Röntgenröhre 1 wird von
einem Hochspannungserzeuger 6 gespeist, welcher über einen Leistungsschalter 7 und
einen Dosisleistungssteller 8 mit dem Wechselstromnetz verbunden ist.
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Mit der beschriebenen Einrichtung sind sowohl normale Röntgenaufnahmen
mit ortsfester Röntgenröhre als auch Röntgenschichtaufnahmen, bei denen die Röntgenröhre
und die Kassette 4 gegenläufig zueinander bewegt werden, herstellbar.
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Zur Erzielung einer optimalen Schwärzung sowohl der Normalaufnahmenals
auch der Schichtaufnahmen dient eine Schaltungsanordnung 9, die einen mit der Strahlenmeßkammer
5 verbundenen Kammerstromintegrator
10, einen diesem nachgeschalteten
Gleichapannungsverstärker 11, einen an den Kammerstromintogrator 10 anachaltbaren
Taktgeber 12, eine Grenzwertstufe 13, einen Demodulator 14, einen Sollwertgeber
15 für die erforderliche Dosisleistung und ein Vergleichsglied 16 für den Soll-
und den Istwert der Dosisleistung enthält. Eine Umschalteinrichtung, die die gemeinsam
betätigbaren Schalter 17 bis 19 besitzt, dient zur Wahl der Betriebsart der Röntgendiagnostikeinrichtung,
also zur Anpassung des Belichtungsautomaten 5, 9 an den Normal- bzw.
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den Schichtbetrieb. Ein Zeitschalter 20 dient zur Vorgabe der Belichtungszeit
beim Schichtbetrieb.
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Zur belichtungßeutomatisierten Anfertigung einer Normalaufnahme, bei
der die Belichtungszeit frei ist, müssen die Umschalter 17 bis 19 ihre voll ausgezogenen
Stellungen einnehmen. Der Gleichspannungsverstärker 11 liefert dabei an seinem Ausgang
21 ein der Strahlendosis am Rb.ntgenfilm proportionales Signal, das das Eingangssignal
der Grenzwertstufe 13 bildet. Wenn dieses Signal und damit die Strahlendosis am
Röntgenfilm eine vorbestimmte Größe, die der gewünschten Filmschwärzung entspricht,
erreicht hat, liefert die Grenzwertrtufe 13 an ihrem Auagang 22 ein Sohaltsignal,
das dem Leistungsschalter 7 über den Umuchaltor 19 zuge rührt wird und die Abschaltung
der Röntgenröhre 1 bewirkt. Die Filmuchwärzung kann beispielsweise durch Einstellung
der Sohaltachwelle der Grenzwertstufe 13 oder der Verstärkung des Verstärkers 11
eingestellt werden. Die Zeit, nach der beim Normalbetrieb die Aufnahme beendet wird,
hängt von der Patientenkonstitution und von den Aufnahmedaten ab.
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Beim Schichtbetrieb, bei dem die Aufnahmezeit durch den/Ablaufmechanismus
des Schichtgerätes fest vorgegeben ist und durch den Zeitschalter 20 bestimmt wird,
werden die Umechalter 17 bis 19
in ihre gestrichelt gezeichneten
Stellungen umgelegt. Der Lscheingang 23 des Kammerstromintegrators 10, dem beim
Normalbetrieb beim Beendigen einer Aufnahme durch den Leistungsachalter 7 ein Rückstellsignal
zugefUhrt wird, ist beim Schichtbetrleb über den Umschalter 17 an den Taktgeber
12 angeschlossen. Der Taktgeber 12 liefert an seinem Ausgang eine Rechteckimpulsfolge
und schaltet dadurch den Kammerstromintegrator 10 periodisch in seinen Ausgangs
zustand zurück. Die Impuls- und Periodendauer des Taktgebers 12 ist klein im Vergleich
zu der durch den Zeitschalter 20 vorgegebenen Aufnahmezeit. Ihr Verlauf ist in der
Fig. 2a dargestellt.
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Die Ausgangs spannung des Kammerstromintegrators 10 hat beim Sohichtbetrieb
beispielsweise den in der Fig. 2b dargestellten zeitlichen Verlauf. Der Spitzenwert
eines Jeden der sägezahnrörmigen Ausgangsimpulse entspricht dabei der jeweils vorhandenen
Dosisleistung. Der Demodulator 14 formt die Ausgangsspannung des Gleichspannungsverstärkerß
11, die ebenfalls entsprechend der Fig. 2b verläuft, in eine kontinuierlich verlaufende
Spannung um, die den Spitzenwerten der Ausgangsspannung des Verstärkers 11 und damit
dem Verlauf der Dosisleistung am Röntgenfilm entspricht.
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Die Ausgangsspannung des Demodulators 14 hat bei dem in der Fig.2b
gezeigten Verlauf der Ausgangsspannung des KammerstromintegratorsTO den in der Fig.
2c dargestellten Verlaur.
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Im Vergleichsglied 16 wird die Ausgangsspannung des Demodulators 14,
die der jeweiligen Dosisleistung am Röntgenfilm entspricht, mit einer am Eingang
24 liegenden Spannung, die dem Sollwert der Dosisleistung entspricht, verglichen.
Das Vergleichsglied 16 erzeugt an seinem Ausgang 25 ein Signal, wenn der Istwert
der Dosisleistung vom Sollwert abweicht und beeinflußt den Dosisleistungsateller
8 zur Regelung der Dosisleistung. Der Sollwertgeber
15 für die
Dosisleistung wird dabei von dem mit ihm gekoppelten Zeitschalter 20 beeinflußt,
d.h. der Sollwert der Dosisleistung wird entsprechend der fest vorgegebenen Belichtungszeit
eingestellt.
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Beim Schichtbetrieb, d.h. beim Betrieb mit fest vorgegebener Belichtungszeit,
wird daher durch den Belichtungsautomaten 5, 9 die Dosisleistung so geregelt, daß
innerhalb der vorgegebenen Belichtungszeit eine optimale Filmschwärzung erzielt
wird.
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Die Regelgenauigkeit hängt im wesentlichen von der Impulsdauer und
der Frequenz der Ausgangsspannung des Taktgebers 12 ab.
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Diese Werte müssen daher so klein im Vergleich zu der fest vorgegebenen
Belichtungszeit gewählt werden, daß die gewünschte Genauigkeit erzielt wird. Es
hat sich gezeigt, daß eine ausreichende Regelgenauigkeit erzielt wird, wenn das
Verhältnis der fest vorgegebenen Belichtungszeit zu der Dauer eines Ausgangsimpulses
des Taktgebers 12 bei gleichem Impuls-Pausen-Verhältnis der Ausgangs spannung des
Taktgebers 12 etwa 50 und mehr beträgt.
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Da der Schaltungsaufwand für den Taktgeber 12 bei ausreichender Regelgenauigkeit
verhältnismäßig klein ist und da der Kammerstromintegrator 10 mit dem nachgeschalteten
Verstärker 11 sowohl für den Normalbetrieb als auch für den Schichtbetrieb verwendet
wird, ist der Aufwand für den erfindungsgemäßen Röntgenbelichtungsautomaten verhältnismäßig
gering.