DE2135205C3

DE2135205C3 - Röntgendiagnostikapparat mit einem auch zur Dosisleistungsmessung dienenden Belichtungsautomaten, der ein Einstellglied für die Röntgenröhrenspannung steuert

Info

Publication number: DE2135205C3
Application number: DE19712135205
Authority: DE
Inventors: Michael 8520 Erlangen Hunold
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-07-14
Filing date: 1971-07-14
Publication date: 1980-07-17
Also published as: DE2135205A1; FR2146055A5; DE2135205B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Röntgcndiagnostikapparat nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Aus der DK-OS 19 44 481 ist ein Röntgendiagnostikapparat dieser Art bekannt, bei dem eine Röntgenaufnahme mit einer mittleren Röntgcnröhrenspanniing begonnen wird, die einem normal, d. h. durchschnittlich gebauten Patienten entspricht. Wenn die Dosisleistungsmessung während der Anfertigung einer Aufnahme ergibt, daß die Dosisleistung innerhalb zweier vorbestimmter Grenzwerte, nämlich eines oberen und eines unteren Grenzwertes liegt, so wird die Rönigenröhrenspannung nicht verändert. Ergibt die Dosislei-"■ stungsmessung 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, j.uf diese ''■ Weise soll eine manuelle Anpassung der Röntgenröhrenspannung an unterschiedliche Patientendicken entfallen können. Diese Anpassung soll volleutomatisch erfolgen, ohne daß die Bedienungsperson des Röntgendiagnostikapparats vor jeder Aufnahme eines bestimmten Körperorgans eines Patienten Überlegungen bezüglich der Röntgenspannung anstellen muß.

Daß bei dem bekannten Röntgendiagnostikapparat jede Aufnahme unabhängig von der Konstitution des jeweiligen Patienten mit einer mittleren Röntgenröhrenspannung begonnen wird führt aber dazu, daß bei dünnen Patienten, für die die mittlere Röntgenröhrenspannung zu hoch ist, kein optimaler Bildkontrast erreicht wird. Daß dabei nur drei verschiedene Röntgenröhrenspannungen vorgesehen sind, ist auch nur eine grobe Anpassung der Röntgenröhrenspannung an die Patientenkonstitution erreichbar.

Durch die DEAS 12 27 570 ist weiterhin ein belichlungsautomatisierter Röntgendiagnostikapparat mit Einstellmitteln für die Rönigenröhrenspannung und

■ den Röntgenröhrenstrom, mit einer Übcrlastungsschutzvorrichlung zum Ermitteln und Einstellen der Grcnz/.eit in Abhängigkeit von der voreingestellten Röntgenröhrcnleistung anhand des Röhrcnbelastungsnomogramms, sowie mit einem hinter dem Aufnah-

■ mcobjckt angeordneten Strahlcndosislcistungsmcsser bekannt. Bei diesem Röntgendiagnostikapparat ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, die bei einer solchen Einstellung der IJberlasiiingsschutzvorrichtung, daß die aufgrund der vorangestellten Werte vorhandene Röhrenbclastiing stets um einen bestimmten Bruchteil, vorzugsweise 10% unterhalb dec Röhrengrenzbelastung liegt, die Rölircnspannung dann während der ersten Aufnahmephase auf den bis zum Erreichen der Grenzbelastung zulässigen Wert anhebt, wenn die mit

^; Aufnahmebeginn vorgenommene Dosislcislungsmessung ergibt; daß die für die gewünschte Filmschwärzung erforderliche Strahlendosis bei der vorangestellten Dosisleistung innerhalb der Grenzzeit nicht er/iclbar ist. Bei diesem Röntgundiagnostikapparat erfolgt ebenfalls eine automatische Anpassung der Röntgenröhrenspannung an die Patientendicke. Im Gegensatz zu dem oben erwähnten bekannten Röntgcndiagnostikapparal wird hier jedoch die Aufnahme immer mit einer niedrigeren Spannung begonnen, die dann, wenn die Dosisleistungs-

■ messung ergibt, daß die für die gewünschte Filmschwärzung erforderliche Strahlendosis innerhalb der Grcnzzcit des Belichtungsautomaten bei der vorangestellten Dosisleistung nicht erreichbar ist, auf einen vorbestimmten, für alle Paticntcnkonstitulionen gleichen Wert,

• ■ erhöht wird. Bei diesem Röntgcndiagnoslikapparat erfolgt aber die Anpassung der Röntgenröhrenspannung an die Patientendicke nur in einer Stufe, so 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 optimalen Bildkontrast erzielbar.

Der F.rfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

Röntgendiagnostikapparut der im Oberbegriff des Pateniunspruchs I genannten Art so auszubilden, dad jede Aufnahme mit der für den Bildkontrast günstigsten niedrigsten Rönigenröhrenspannung begonnen und die Röntgenröhrenspannung nur dann und nur soweit erhöht wird, wenn und soweit es für die Erzielung der für eine maximal zugelassene Aufnahmedauer erforderlichen Dosisleistung notwendig ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst riurch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebene Ausbildung 1. Beim erfindungsgemäß ausgebildeten Röntgendiagnostikapparat wird jede Aufnahme mit der niedrigsten Anfangs-Röntgenröhrenspannung begonnen und nach Ablauf der Meßzeit erforderlichenfalls 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, nachgestellt. Weil die R jnlgenröhrenspannung /u Deginn 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.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gegenstand des älteren Patents 20 60 471 ist ein Belichtungsautomat, der auch zur Dosisleistungsmessung durch Messung der Dosis nach einer vorgegebenen Meßzeit dient und der Einstellmittel zur Beeinflussung einer die Dosisleistung bestimmenden Aufnahmegröße steuert, mit einem Meßglied, das wahrend der Meßzeit eine der jeweils erreichten Dosis entsprechende Spannung liefert, mit einem die Meßzeit bestimmenden Zeitglied und mit einer dem Meßglied nachgeschalteten Vergleichsstufe zum Vergleich der Spannung mit einer eine Dosis verkörpernden Spannung, wobei die Vergleichs lufc den Einstcllmiiieln ein der nach der Mcßzcit erreichten Dosis entsprechendes Signal zuführt. Im Gegensatz zu diesem ßelichlungsautomaten erfolgt beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung keine Regelung der Dosisleistung bei fest vorgegebener Belichtungszeit. Ferner umfaßt der Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht wie ver Gegenstand des älteren Patents die Ausbildung eines Bclichtungsuutoniiitcn für freie und fest vorgegebene Belichtungszeit. Das als Taktgeber ausgebildete Zeitglied schaltet beim Gegenstand des ältere") Patents im Gegensatz zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung das Meßglied periodisch in seinen Ausgangszusiand zurück. Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung erfolgt dagegen eine Umschaltung von der Erfassung der Dosis bzw. Dosisleistung auf die Verarbeitung der erfaßten Dosis bzw. Dosisleistung. Auch die für die vorliegende Erfindung wesentliche Einstellung der niedrigsten Spannung als Anfangs-Röntgenröhrenspannung ist nicht Gegenstand des älteren Patents.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung eines Äusführungsbcispiels anhand der Zeichnung näher erläutert.

In der Fig. 1 ist der Verlauf der Dosis D in Abhängigkeit von der Zeit /dargestellt. Mit Dg\sl dabei die Grenzdosis bezeichnet, unterhalb der eine Umschaltung der Röntgenröhrenspannung erfolgt, tin stellt die Meßzcit dar, nach &r die erreichte Dosis mit der Grenzdosis D# verglichen wird.

Die Kurve I stellt c!en Verlauf der Dosis für einen verhältnismäßig dünner Patienten dar. Nuch Ablauf der Meßzeit im, die für alle Patienten gleich ist, ist die Dosis D 1 erreicht, die über der Grenzdosis Daliegt. In diesem Fall erfolgt keine Umschaltung der Röntgenröhrenspannung. Die Linien 2 und 3 entsprechen zwei verschiedenen, verhältnismäßig dicken Putienicn. Bei dem der Linie 2 zugeordneten Patienten ist nach Ablauf der Meüzeit tin die Dosis Ü2 und bei dem der Linie 3 zugeordneten Patienten die Dosis Ü3 erreicht. Sowohl die Dosis D 2 als auch die Dosis D 3 liegen unterhalb der Grenzdosis Dg, se daß eine Umschaltung der F'.öntgenröhrenspannung erfolgt. Die neue Rönigenröhrenspannung ist dabei durch die Differenz zwischen der Grenzdosis Dg und der jeweils erreichten Dosis D 2 bzw. D3 bestimmt, d.h. sie liegt bei dem der Linie 3 zugeordneten Patienten höher als bsi dem der Linie 2 zugeordneten Patienten. Der Verlauf der Röntgenröhrenspannung in Abhängigkeit von der nach der Meüzeit im erreichten Dosis wird einmal fü^r einen bestimmten Röntgendiagnostikapparat festgelegt und in diesem fest einprogrammiert.

In der Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Röntgendiagnostikapparates dargestellt. Eine Röntgenröhre 4 erzeugt auf einem Film 5 ein Röntgenbild eines schemdtisch dargestellten Körperteils 6 eines Patienten. Die Röntgenstrahlung, die den Film 5 durchdringt, wird von einer Meßkammer 7 eines Belichlungsautomaten 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 Belichtungsautomatens 8 oder an einen den Eingang 13 einer Vergleichsstufe 14 anschaltbar ist. Ein anderer Eingang 15 der Vergleichsstufe 14 ist mit einem Sollwertgeber 16 verbunden, der eine der Grerizdosis Dg entsprechende Spannung liefert. Der Ausgang der Vergleichsstufe 14 ist an einem Eingang 17 einer Addilionsstufe 18 angeschlossen. Zu dem am Eingang 17 liegenden Signal wird in der Additionsstufe 18 das von einem Sollwertgeber 19 erzeugte Sollwertsi^nal für die Anfangs-Röntgenröhrenspannung addiert. Di"s Ausgangssignal der Additionsstufe 18 steuert über einen Begrenzer 20 eine Vergleichsanordnung 21 als Sollwert für die Röntgenröhrenspannung.

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

Zu Beginn einer Aufnahme nimmt der Schalter 12 seine voll ausgesogene gezeichnete Position ein. Die Spannung am Meßkondensator Il verläuft proportional zur Dosis in der Meßkammer 7. Nach Ablauf der Meßzeit tm legt die Zeitstufc 10 den Schalte·· 12 in seine gestrichelt gezeichnete Stellung um. Die erreichte Kondensatorspannung wird von der Vergleichsslufc 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

Verglcichsstufe 14 kein Ausgangssignal. Am Ausgang der Addilionsstufe 18 liegt dann das vom Sollwertgeber

19 abgegriffene, der niedrigsten Anfangs-Röntgenröhrenspannung entsprechende Signal, das vom Begrenzer

20 zur Vcrgleichsanordnung 21 weilergeleitet wird und bewirkt, daß die Röntgenröhrenspannung entsprechend ihrem niedrigsten Anfangswert geregelt wird. In diesem Fall erfolgt somit keine Veränderung der Röntgenröhrenspannung.

Wenn dagegen clic der Kondensatorspannung nach Ablauf der Meß/eil im entsprechende Dosis unter der (iren/dosis Dp liegt, liefert die Vcrgleichsstufe 14 dem Eingang 17 der Addiiionssiufe 18 ein Signal, d.is der Differenz /wischen der (Jrenzdosis Dg und der tatsächlich erreichten Dosis nach Ablauf der MelJ/eit im entspricht, wobei die (iren/dosis Dadurch das Signal des Sollwertgebers 16 verkörpert ist. Dieses der Differenz /wischen eier tatsächlich erreichten Dosis und der (iren/dosis Dg enlsprechende Signal wird h der Addilionsstufe 18 zu dem vom Sollwertgeber 19 gelieferten, der niedrigsten Anfangs-Röntgenröhrenspannung entsprechenden Signal addiert und bewirkt über den Begrenzer 20 eine Regelung der Rönlgenröhrenspannung auf einen Wert, der so weil über tier niedrigsten Anfangs-Rontgenröhrenspannung liegt, wie es der Differenz /wischen Jer nach der MeU/eil im tatsächlich erreichten Dosis und tier (iren/dosis Dg entspricht.

Die Röntgenröhrenspannung wird nach Ablauf der Meß/eil im bei dem in der F i g. 2 dargestellten Röntgenapparat somit individuell der l'atientenkonslittilion 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 Addilionsstufe 18 in der Weise, daß eine Erhöhung der Röntgenröhrenspannung über diesen vorbestimmten Wert verhindert ist.

Der beschriebene Rönlgcndiagnostikapparat eignet sich gut zur Anfertigung von Mamnmgraficn. In diesem I all beträgt die Anfangs-Röntgenrohrenspannnng. die durch das Signal des Sollwertgebers 19 verkörpert ist. beispielsweise 27 kV. Diese Anfangs-Rönlgenrohrcnspannting wird gegebenenfalls der l'atientcnkonstilution enlsprechend während der Anfertigung einer Mammografie erhohl. Der obere Grenzwert beträgt (iabei beispielsweise 5) kV. /wischen den Grenzwerten 27 kV und 33 kV wird somit die Röntgenrohrenspannung individuell der auf/unehmenden Mamma entsprechend vollautomatisch eingestellt. Ks wird daher immer ein optimaler Kontrast, eine optimale Aufnahme/eil und eine minimale Strahlenbelastung der l'aiienlin erreicht.

Ik¹! dem beschriebenen Rontgcndiagnostikapparat wird durch den Belichtungsaiitomaten 8 und die Mellsti,,-. 9 ein Signal gebildet, das der in der Meßkammer 7 erreichten Strahlendosis nach Ablauf der Meß/eit im entspricht. Dieses Signal entspricht somil der Dosisleistung hinler dem körperteil h.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Röntgendiagnostikapparat mit Mitteln zur Voreinstellung der Aufnahmedaten und einem einen Meßkondensator aufweisenden Belichtungsautomaten, welcher auch zur Dosisleistungsmessung durch Messung der Dosis hinter dem Patienten nach einer vorgegebenen MeQzeit dient und über eine Vergleichsstufe zum Vergleich der nach der MeQzeit erreichten Dosis mit einer Grenzdosis ein Einstellglied für die Röntgenröhrenspannung entsprechend der unmittelbar nach Beginn einer Aufnahme gemessenen Dosisleistung und damit der Transparenz des durchstrahlten Körperteils des Patienten steuert, wobei das Einstellglied so ausgebildet ist, daß es die Röntgenröhrenspannung nach Ablauf der Meßzeit in einprogrammierter Abhängigkeit um ein Maß verändert, das eine Funktion des Steuersignals der Vergleichsstufe ist, gekennzeichnet durch dv Einstellung der niedrigsten Spannung als Anfangs-Riintgenröhrenspannung und durch einen Zeitschalter (10, 12) durch den der Meßkondensator (11) nach Ablauf der Meßzeit (tm), während der er auf eine der jeweils erreichten Dosis entsprechende Spannung aufgeladen wird, an die Vergleichsstufe (14) zum Vergleich der Kondensatorspannung mit einer die Grenzdosis (Dg) verKörpernden Spannung angeschaltet wird, wobei die Vergleichsstufe (14) ein der Differenz zwischen der Grenzdosis und der nach der Meßzeit erreichten Dosis entsprechendes Signal liefert und c'em Einstellglied (21,25) zuführt.

2. Röntgendiagnostikapparat nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet. cJlj zwischen der Verglcichsstufe (14) und dciii F.instcllglied (21, 25) für die Rönigenröhrenspannung ein . cgrcnzer (20) liegt, der die Röntgenröhrenspannung auf einen vorbestimmten, dem aufzunehmenden Körperteil zugeordneten Maximalwert begrenzt.

3. Röntgendi;ignostikapparai nach Anspruch I oder 2 mit einer eine Vergleichsanordnung (21) mit einem ersten Eingang (22) für das Istwcrtsignal und einem zweiten Eingang (26) für das Sollwertsignal der Röntgenröhrenspannung aufweisenden Regeleinrichtung zur Regelung der Röntgenröhrcnspannung, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Eingang (26) dem Ausgang der Verglcichsstufe (14) oder gegebenenfalls des /wischengeschalteten Begrenzers (20) nachgeschaltet ist.

4. Röntgcndiagnostikapparal nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach der Vergleichsstufc (14) eine Additionsstufc (18) liegt, die aus dem Ausgangssignal der Vergleichsstufc (14) und einem Sollwcrtsignal für die Anfangs-Röntgcnröhrenspanniing ein die Vergleichsanordnung (21) steuerndes Summcnsignal bildet.