DE2135205A1

DE2135205A1 - Verfahren zum betrieb eines roentgendiagnostikapparates

Info

Publication number: DE2135205A1
Application number: DE19712135205
Authority: DE
Inventors: Michael Hunold
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-07-14
Filing date: 1971-07-14
Publication date: 1973-02-01
Also published as: DE2135205C3; FR2146055A5; DE2135205B2

Description

Siemens Aktiengesellschaft Erlangen, 12. Juli 197"I

Henkestraße 127

VPA 71/5093 Tp/Kam

Verfahren zum Betrieb eines Röntgendiagnostlkapparates

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Röntgendiagnostikapparates mit Mitteln zur Voreinstellung der Aufnahmedaten und einem Belichtungsautomaten, welcher auch zur Messung der Dosisleistung hinter dem Patienten benutzt ist und Mittel zur Einstellung der Röntgenröhrenspannung entsprechend der unmittelbar nach Beginn einer Aufnahme gemessenen Dosisleistung und damit der Transparenz des durchstrahlten Körperteils des Patienten steuert, bei dem jede Aufnahme mit einer zu jedem aufzunehmenden Körperteil fest vorgegebenen niedrigsten Anfangs-Röntgenröhrenspannung begonnen wird.

Durch die deutsche Offenlegungsschrift 1 944 481 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Röntgendiagnostikapparates bekannt, bei dem eine Röntgenaufnahme mit einer mittleren Röntgenröhrenspannung begonnen wird, die einem normal, d.h. durchschnittlich gebauten Patienten entspricht. Wenn die Dosisleietungsmeesung während der Anfertigung einer Aufnahme ergibt, daß die Dosisleistung innerhalb zweier vorbestimmter Grenzwerte,

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nämlich eines oberen und eines unteren Grenzwertes liegt, so wird die Röntgenröhrenspannung nicht verändert. Ergibt die Dosisleistungsmessung jedoch, daß die Dosisleistung oberhalb des oberen oder unterhalb des unteren Grenzwertes liegt, so wird die Röntgenröhrenspannung auf einen fest für ein bestimmtes Körperorgan vorprogrammierten niedrigeren bzw. höheren Wert umgeschaltet. Auf diese Weise soll eine manuelle Anpassung der Röntgenröhrenspannung an unterschiedliche Patientendicken entfallen können. Diese Anpassung soll vollautomatisch erfolgen, ohne daß die Bedienungsperson des Röntgendiagnostikapparates vor jeder Aufnahme eines bestimmten Körperorganes eines Patienten Überlegungen bezüglich der Röntgenröhrenspannung anstellen muß.

Nachteilig bei diesen bekannten Verfahren ist, daß jede Aufnahme unabhängig von der Konstitution des jeweiligen Patienten mit einer mittleren. Röntgenröhrenspannung begonnen wird. Dies führt dazu, daß bei dünnen Patienten, für die die mittlere Röntgenröhrenspannung zu hoch ist, kein optimaler Bildkontrast erreicht wird. Nachteilig ist dabei ferner, daß nur drei verschiedene Röntgenröhren spannungen vorgesehen sind, so daß nur eine grobe Anpassung der Röntgenröhrenspannung an die Patientenkonstitution erreichbar ist.

Durch die deutsche Patentschrift 1 227 570 ist weiterhin ein be- L· lichtungsautomatisierter Röntgendiagnostikapparat mit Einstellmitteln für die Röntgenröhrenspannung und den Röntgenröhrenstrom, mit einer Uberlastungsschutzvorrichtung zum Ermitteln und Einstellen der Grenzzeit in Abhängigkeit von der voreingestellten Röntgenröhrenleistung anhand des Röhrenbelastungsnomogramms,sowie mit einem hinter dem Aufnahmeobjekt angeordneten Strahlendosisleistungsmesser bekannt. Bei diesem Röntgendiagnostikapparat ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, die bei einer solchen Einstellung der Uberlastungsschutzvorrichtung, daß die aufgrund der voreingestellten Werte vorhandene Röhrenbelastung

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stets um einen bestimmten Bruchteil, vorzugsweise 10 %, unterhalb der Röhrengrenzbelastung liegt, die Röhrenspannung dann während der ersten Aufnahmephase auf den bis zum Erreichen der Grenzbelastung zulässigen Wert anhebt, wenn die mit Aufnahmebeginn vorgenommene Dosisleistungsmessung ergibt, daß die für die gewünschte Filmschwärzung erforderliche Strahlendosis bei der voreingestellten" Dosisleistung innerhalb der Grenzzeit nicht erzielbar ist. Bei diesem Röntgendiagnostikapparat erfolgt ebenfalls eine automatische Anpassung der Röntgenröhrenspannung an die Patientendicke. Im Gegensatz zu dem oben erwähnten bekannten Röntgendiagnostikapparat wird hier jedoch die Aufnahme immer mit einer niedrigen Spannung begonnen, die dann, wenn die Dosislei stungsmes sung ergibt, daß die für die gewünschte Filmschwärzung erforderliche Strahlendosis innerhalb der Grenzzeit des Belichtungsautomaten bei der voreingestellten Dosisleistung nicht erreichbar ist, auf einen vorbestimmten, für alle Patientenkonstitutionen gleichen Wert, erhöht wird. Nachteilig bei diesem Röntgendiagnostikapparat ist, daß die Anpassung der Röntgenröhrenspannung an die Patientendicke nur in einer Stufe erfolgt, daß also nur zwei verschiedene Röntgenröhrenspannungen zur Verfügung stehen. Es ist daher in den wenigsten Fällen eine optimale Belichtungszeit bei der geringstmöglichen Strahlenbelastung des Patienten und optimalem Bildkontrast erzielbar.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zum Betrieb eines Röntgendiagnostikapparates der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem für jeden Patienten und jede Aufnahme die für das aufzunehmende Körperorgan bzw. den aufzunehmenden Körperteil optimale Röntgenröhrenspannung vollautomatisch eingestellt wird, wobei die kürzestmögliche Belichtungszeit und der bestmögliche Bildkontrast erzielt wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anfangs -Röntgenröhrenspannung nach einer vorbestimmten Meßzeit,

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nach der die Dosisleistungsmessung abgeschlossen ist, während der Aufnahme automatisch auf einen fest einprogrammierten, der gemessenen Dosisleistung entsprechenden, der Dicke des aufzunehmenden Körperteils zugeordneten Wert erhöht wird, wenn das Dosisleistungssignal einen vorbestimmten Wert unterschreitet. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird Jede Aufnahme mit der niedrigsten Anfangs-Röntgenröhrenspannung begonnen und nach Ablauf der Meßzeit auf einen für den Patienten und das aufzunehmende Körperorgan bzw. den aufzunehmenden Körperteil des Patienten optimalen Wert, der für jeden Patienten individuell und vollautomatisch ermittelt wird, eingestellt. Weil"die Röntgenröhrenspannung zu Beginn der Aufnahme so klein wie möglich ist und nach Ablauf der Meßzeit nur so viel erhöht wird, wie es für das aufzunehmende Körperorgan bzw. den aufzunehmenden Körperteil erforderlich ist, wird immer ein optimaler Bildkontrast bei einer entsprechend kleinen Belichtungszeit, und Strahlenbelastung des Patienten erzielt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispeils anhand der Zeichnung in Verbindung mit den UnteransprUchen.

In der Fig. 1 ist der Verlauf der Dosis D in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. Mit Dg ist dabei die Grenzdosis bezeichnet, unterhalb der eine Umschaltung der Röntgenröhrenspannung erfolgt, tm stellt die Meßzeit dar, nach der die erreichte Dosis mit der Grenzdosis Dg verglichen wird.

Die Kurve 1 stellt den Verlauf der Dosis für einen verhältnismäßig dünnen Patienten dar. Nach Ablauf der Meßzeit tm, die für alle Patienten gleich ist, ist die Dosis D1 erreicht, die über der Grenzdosis Dg liegt. In diesem Fall erfolgt keine Umschaltung der Röntgenröhrenspannung. Die Linien 2 und 3 entsprechen zwei verschiedenen, verhältnismäßig dicken Patienten. Bei dem der

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Linie 2 zugeordneten Patienten ist nach Ablauf der Meßzeit tm die Dosis D2 und bei dem der Linie 3 zugeordneten Patienten die Dosis D3 erreicht. Sowohl die Dosis D2 als auch die Dosis D3 liegen unterhalb der Grenzdosis Dg, so daß eine Umschaltung der Röntgenröhrenspannung erfolgt. Die neue Röntgenröhrenspannung ist dabei durch die Differenz zwischen der Grenzdosis Dg und der jeweils erreichten Dosis D2 bzw. D3 bestimmt, d.h. sie liegt bei dem der Linie 3 zugeordneten Patienten höher als bei dem der Linie 2 zugeordneten Patienten. Der Verlauf der Röntgenröhrenspannung in Abhängigkeit von der nach der Meßzeit tm erreichten Dosis wird einmal für einen bestimmten Röntgendiagnostikapparat festgelegt und in diesem fest einprogrammiert.

In der Fig. 2 ist ein AusfUhrungsbeispiel eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Röntgendiagnostikapparates dargestellt. Eine Röntgenröhre 4 erzeugt auf einem Film 5 ein Röntgenbild eines schematisch dargestellten Körperteils 6 eines Patienten. Die Röntgenstrahlung, die den Film 5 durchdringt, wird von einer Meßkammer 7 eines Belichtungsautomaten 8 gemessen.

Der Belichtungsautomat 8, der in nicht dargestellter, bekannter Weise nach dem Erreichen einer bestimmten Strahlendosis die Aufnahme beendet, steuert eine Meßstufe 9, die eine Zeitstufe 10 und einen Meßkondensator 11 enthält, der mittels eines durch die Zeitstufe 10 umschaltbaren Schalters 12 an den Ausgang des Belichtungsautomaten 8 oder an den Eingang 13 einer Vergleichsstufe 14 anschaltbar ist.· Der Eingang 15 der Vergleichsstufe 14 ist mit einem Sollwertgeber 16 verbunden, der eine der Grenzdosis Dg entsprechende Spannung liefert. Der Ausgang der Vergleichsstufe 14 ist am Eingang 17 einer Additionsstufe 18 angeschlossen. Zu dem am Eingang 17 liegenden Signal wird in der Additionsstufe 18 das von einem Sollwertgeber 19 erzeugte SoIl-

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wertsignal für die Anfangs-Röntgenröhrenspannung addiert. Das Ausgangssignal der Additionsstufe 18 steuert über einen Begrenzer 20 eine Vergleichsanordnung 21 als Sollwert für die Röntgenröhrenspannung .

Der Istwert der Rontgenröhrenspannung ist dem Eingang 22 der Vergleichsanordnung 21 von einem Spannungsteiler 23, 24 zugeführt. Das Ausgangssignal der Vergleichsanordnung 21 beeinflußt den Heizkreis 25 der Röntgenröhre 4 in der Weise, daß die Rontgenröhrenspannung über den Heizstrom entsprechend dem durch das Signal am Eingang 26 verkörperten Sollwert geregelt wird.

Zu Beginn einer Aufnahme nimmt der Schalter 12 seine voll ausgezogene Position ein. Die Spannung am Kondensator 11 verläuft proportional zur Dosis in der Meßkammer 7. Nach Ablauf der Meßzeit tm legt die Zeitstufe 10 den Schalter 12 in seine gestrichelt gezeichnete Stellung um. Die erreichte Kondensatorspannung wird von der Vergleichsstufe 14 mit der vom Sollwertgeber 16 gelieferten, der Grenzdosis Dg entsprechenden Spannung verglichen. Wenn die durch die Kondensatorspannung verkörperte Dosis über der Grenzdosis Dg liegt, liefert die Vergleichsstufe kein Ausgangssignal. Am Ausgang der Additionsstufe 18 liegt dann das vom Sollwertgeber 19 abgegriffene, der niedrigsten Anfangs-Röntgenröhrenspannung entsprechende Signal, das vom Begrenzer 20

k zur Vergleichsanordnung 21 weitergeleitet wird und bewirkt, daß die Röntgenröhrenspannung entsprechend ihrem niedrigsten Anfangswert geregelt wird. In diesem Fall erfolgt somit keine Veränderung der Röntgenröhrenspannung.

Wenn dagegen die der Kondensatorspannung nach Ablauf der Meßzeit tm entsprechende Dosis unter der Grenzdosis Dg liegt, liefert die Vergleichsstufe 14 dem Eingang 17 der Additionsstufe 18 ein Signal, das der Differenz zwischen der Grenzdosis Dg und der tatsächlich erreichten Dosis nach Ablauf der Meßzeit tm entspricht,

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wobei die Grenzdosis Dg durch das Signal des Sollwertgebers 16 verkörpert ist. Dieses der Differenz zwischen der tatsächlich erreichten Dosis und der Grenzdosis Dg entsprechende Signal wird in der Additionsstufe 18 zu dem vom Sollwertgeber 19 gelieferten, der niedrigsten Anfange-Röntgenröhrenspannung entsprechenden Signal addiert und bewirkt über den Begrenzer 20 eine Regelung der Röntgenröhrenspannung auf einen Wert, der so weit über der niedrigsten Anfangs-Röntgenröhrenspannung liegt, wie es der Differenz zwischen der nach der Meßzeit tm tatsächlich erreichten Dosis und der Grenzdosis Dg entspricht.

Die Röntgenröhrenspannung wird nach Ablauf der Meßzeit tm bei dem in der Fig. 2 dargestellten Röntgenapparat somit individuell der Patientenkonstitution entsprechend eingestellt und geregelt.

Da bei der Aufnahme eines bestimmten Körperteils oder -organs eines Patienten eine Erhöhung der Röntgenröhrenspannung bei dicken Patienten nur bis zu einem vorbestimmten Wert erwünscht ist, bewirkt der Begrenzer 20 eine Begrenzung des Ausgangssignals der Additionsstufe 18 in der Weise, daß eine Erhöhung der Röntgenröhrenspannung über diesen vorbestimmten Wert verhindert ist.

Der beschriebene Röntgendiagnostikapparat eignet sich gut zur Anfertigung von Mammografien. In diesem Fall begrägt die Anfangs-Röntgenröhrenspannung, die durch das Signal des Sollwertgebers verkörpert ist, zweckmäßigerweise 27 kV. Diese Anfangs-Röntgenröhrenspannung wird gegebenenfalls der Patientenkonstitution entsprechend während der Anfertigung einer Mammografie erhöht. Der obere Grenzwert beträgt dabei zweckmäßigerweise 35 kV. Zwischen den Grenzwerten 27 kV und 35 kV wird somit die Röntgenröhrenspannung individuell der aufzunehmenden Mamma entsprechend vollautomatisch eingestellt. Es wird daher immer ein optimaler Kontrast, eine optimale Aufnahmezeit und eine minimale Strahlenbelastung der Patientin erreicht.

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Bei dem erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikapparat wird durch den Belichtungsautomaten 8 und die Meßstufe 9 ein Signal gebildet, das der in der Meßkammer 7 erreichten Strahlendosis nach Ablauf der Meßzeit tm entspricht. Dieses Signal entspricht somit der Dosisleistung hinter dem Patienten 6.

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Claims

Patentansprüche

MJ Verfahren zum Betrieb eines Röntgendiagnostikapparates mit Mitteln zur Voreinstellung der Aufnahmedaten und einem Belichtungsautomaten, welcher auch zur Messung der Dosisleistung hinter dem Patienten benutzt ist und Mittel zur Einstellung der Röntgenröhrenspannung entsprechend der unmittelbar nach Beginn einer Aufnahme gemessenen Dosisleistung und damit der Transparenz des durchstrahlten Körperteils des Patienten steuert, bei dem jede Aufnahme mit einer zu jedem aufzunehmenden Körperteil fest vorgegebenen niedrigsten Anfangs-Röntgenröhrenspannung begonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfangs-Röntgenröhrenspannung nach einer vorbestimmten Meßzeit (tm), nach der die Dosisleistungsraessung abgeschlossen ist, während der Aufnahme automatisch auf einen fest einprogrammierten, der gemessenen Dosisleistung entsprechenden, der Dicke des aufzunehmenden Körperteils zugeordneten Wert erhöht wird, wenn das Dosisleistungssignal einen vorbestimmten Wert unterschreitet.
2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Meßkondensator (11), der während der Meßzeit (tm) auf eine der jeweils erreichten Dosis entsprechende Spannung aufgeladen wird, gekennzeichnet durch einen Zeitschalter (10, 12), durch den der Meßkondensator (11) nach Ablauf der Meßzeit (tm) zur eventuellen Röntgenröhrenspannungsumschaltung an eine dem Einstellglied (21) für die Röntgenröhrenspannung vorgeschaltete Vergleichsstufe (14) zum Vergleich der Kondensatorspannung mit einer eine Grenzdosis (Dg) verkörpernden, dem vorbestimmten Wert der Dosisleistung entsprechenden Spannung anschaltbar ist.

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3. Anordnung"nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Vergleichsstufe (14) und dem Einstellglied (21) für die Röntgenröhrenspannung ein Begrenzer (20) liegt, der die Röntgenröhrenspannung auf einen vorbestimmten, dem aufzunehmenden Körperteil zugeordneten Maximalwert begrenzt.
4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3 mit einer Regeleinrichtung zur Regelung der Röntgenröhrenspannung, die eine Vergleichsanordnung (21) aufweist, welche einen ersten Eingang (22) für das Istwertsignal und einen zweiten Eingang (26) für das Sollwertsignal der Röntgenröhrenspannung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Eingang (26) dem Ausgang der Vergleichsstufe (14) oder gegebenenfalls des zwischengeschalteten Begrenzers(20)nachgeschaltet ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach der Vergleichsstufe (14) eine Additionsstufe (18) liegt, die aus dem Ausgangssignal der. Vergleichsstufe (14) und einem Sollwertsignal für die Anfangs-Röntgenröhrenspannung ein die Vergleichsanordnung (21) steuerndes Summensignal bildet.

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