DE2200510A1

DE2200510A1 - Roentgeneinrichtung

Info

Publication number: DE2200510A1
Application number: DE19722200510
Authority: DE
Inventors: Johann Finkenzeller; Kurt Dipl-Ing Dr Rer Na Franke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-01-05
Filing date: 1972-01-05
Publication date: 1973-07-19
Also published as: BE793417A; US3857039A; FR2167577B1; FR2167577A1; DE2200510B2

Description

Röntgeneinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Röntgeneinrichtung mit einer Röntgenröhre mit mindestens zwei verschiedenen wahlweise einschaltbaren₅ zum Zentralstrahl unterschiedlich geneigten Brennflecken, mit einem Schalter zur Yorwahl eines der Brennflecke und mit einer im Röntgenstrahlenbünöel angeordneten verstellbaren Primärstrahlenblende„

Es ist allgemein bekannt, daß die geometrische Unscharfe bei der Abbildung mit Röntgenstrahlen infolge^ der Zentralprojektion proportional zur Größe der Projektion des Brennflecks (= Fokus) der Röntgenröhre in Richtung des ZentralStrahls des Röntgenstrahl enkegels ist. Da die Röntgenabstrahlung von der Anodenoberfläche einer Röntgenröhre gleichmäßig nach allen Richtungen hin erfolgt, ist man seit langem dazu übergegangene, den Teil der emittierten Röntgenstrahlung zu verwenden, der von der Anodenoberfläche streifend abgestrahlt wird« Auf diese Weise kann die Größe der äbMldungsmäßig wirksamen Prog©Istion des

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Brennflecks trotz unveränderter Brennfleckgröße verkleinert und eine geringere geometrische Unscharfe erzielt werden. Weiterhin ist es bekannt, daß wegen der endlichen Belastbarkeit des Anodenmaterials mit kleiner werdendem Brennfleck zugleich auch die maximal zulässige Röntgenröhrenleistung zurückgenommen werden muß. Um eine bessere und gleichmäßigere Wärmeabstrahlung von der Anode zu erreichen, ist man daher seit etlichen Jahren dazu übergegangen, die Anoden als sog. Drehteller auszubilden. Durch entsprechende Ausbildung der Kathode wird dafür gesorgt, daß die Elektronen nur auf einer verhältnismäßig schmalen Rechteckfläche des abgeschrägten Randes des Drehanodentellers, dem Brennfleck, auftreffen. Die Kantenlängen des Brennflecks werden dabei so gewählt, daß sich der Brennfleck in der Richtung des Zentralstrahls als Quadrat projiziert.

Je nach Art der Untersuchung wird der Arzt entweder größeren Wert auf eine geringere geometrische Unscharfe oder aber auf eine geringere Bewegungsunschärfe legen. Im ersteren Fall wird er daher mit einem möglichst kleinen Brennfleck, im zweiten Fall, um bei größerer Röhrenleistung kürzere Belichtungszeiten zu erhalten, mit einem größeren Brennfleck arbeiten wollen. Zur besseren Anpassung an diese wechselnden Anforderungen werden die Drehanodenteller bei Röntgenröhren häufig mit einem inneren, nur wenig abgeschrägten und einem äußeren, stärker abgeschrägten Rand versehen. Den beiden Anodentellerrandflachen gegenüber befindet sich je eine Kathode, die ein in Länge und Breite entsprechend angepaßtes Elektronenstrahlenbündel emittieren kann. Bei solchen Röntgenröhren ist es dem untersuchenden Arzt überlassen, den Brennfleck zu wählen, der ihm jeweils am geeignetsten erscheint. Hierbei wird es als Nachteil empfunden, daß bei Röntgenröhren, die infolge einer geringen Neigung des Brennfleckes zum Zentralstrahl Aufnahmen mit verhältnismäßig geringer geome-* trischer Unscharfe gestatten, die Gefahr besteht, daß Aufnahmen verdorben werden, weil bei der Ausblendung eines großen FiIm-

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formates ein Teil des primären Röntgenstrahlenbündels dorcfe den Drehanodentellerrand abgedeckt wird_o

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde₉ solche Fehlaufnahmen zu -vermeiden, ohne gleichzeitig auf die Yorzüge einer besonders geringen geometrischen Unscharfe verzichten zu müssen_o Bei einer Röntgeneinrichtung der eingangs genannten Art ist daher erfin- · dungsgemäß eine selbsttätige Schaltvorrichtung vorgesehen,, die bei Überschreiten einer vorgegebenen.■ Öffnung beim Einstellen der Blendenplattenpaare der Primärstrahlenblende nur den Betrieb mit zum Zentralstrahl stärker- geneigtem Brennfleck zuläßt und eine evtl. Vorwahl das schwächer- geneigten Brennxlecks aufhebt. Dadurch-ist sichergestellt ₉ daß der untersuchende Arzt bei der Wahl eines größeren Filmformates und damit großer Öffnung der beliebig zwischen Brennfleck und Untersuchungsobjekt im primären Strahlenbündel angeordneten Primärstrahlenblende nur mit einem Brennfleck arbeiten kann, bei dem. das vom Brennfleck ausgehende Röntgenstrahlenbündel das Filmformat ohne Abschattung durch den Anodentellerrand voll ausleuchtet. Ist der Schalter für die Vorwahl des Brennflecks auf den kleinsten Brennfleck eingestellt, so wird die Aufnahme bei ail©& Filmformaten stets von selbst mit dem bei dem jexvsiligen Fiinfor~ mat kleinstmöglichen Brennfleck und der kleinstmögliGhen geometrischen Unscharfe erfolgen»

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können die verschiedenen Neigungswinkel der einzelnen Brennflecke relativ zum Zentralstrahl der Stellung der Blendenplattenpaare der Primärstrahlenblende bei den verwendeten üblichen Filmformaten angepaßt sein. Hierdurch werden bei diesen gängigen Filmformaten Aufnahmen mit der theoretisch kleinstmöglichen Neigung des Brennflecks relativ zum Zentralstrahl'ermöglicht, bei denen Randstrahlen des Strahlenbündels die Anodenoberfläche gerade streifend verlassen. Auf diese Weise findet bei diesen gängigen Filmformaten bei gegebener Brennfleckgröße,

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d.h. bei gegebener Röntgenröhrenleistung eine Optimierung in Richtung geringstmöglicher geometrischer Unscharfe statt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in den Figuren anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Aufnahme mit kleinstmöglicher geometrischer Unscharfe bei kleinem Filmformat,

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Drehanodenteller der Fig. 1 mit eingezeichnetem Brennfleck,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Aufnahme mit kleinstmöglicher geometrischer Unscharfe bei der Verwendung eines großen Filmformates und

Fig. 4 eine Aufsicht auf den Drehanodenteller der Fig. 3 mit eingezeichnetem Brennfleck.

In der Fig. 1 erkennt man einen Drehanodenteller 1 einer Röntgenröhre 2, dessen äußerer und innerer Randbereich 3, 4 mit je einer anderen Neigung zur Tellerachse 5 versehen ist. Über den beiden Randbereichen ist je eine Kathode 6, 7 angeordnet, durch die ein scharf begrenztes Elektronenstrahlenbündel auf den zugehörigen Randbereich des Drehanodentellers emittiert werden kann. In Richtung des senkrecht zur Tellerachse 5 austretenden Zentralstrahls 8 sind zur Begrenzung des Röntgenstrahlenbündels 9 auf das gewählte Filmformat 10 und ein unmittelbar davor angeordnetes Untersuchungsobjekt 11 zwei verstellbare Blendenplattenpaare 12, 13 einer Primärstrahlenblende angedeutet. Über einen Schalter 14 kann der Arzt die gewünschte Kathode 6, 7 und damit den Randbereich des Drehanodentellers 1, von dem die Röntgenstrahlung aus emittiert werden soll, vorwählen. In den Stromkreis der Kathode 7, die dem zum Zentralstrahl 8

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weniger geneigten Randbereich 4 des Drehanodentellerrandes zugeordnet ist, sind zwei mit den Blendenplattenpaaren 12^ 13 der Primärstrahlenblende gekuppelte Umschalter 15, 16 in Serie geschaltet. Durch diese Umschalter wird ab einer vorgegebenen Öffnung eines der Blendenplattenpaare unabhängig von der Stellung des Schalters 14 die Kathode 6, die dem sum Zentralstrahl stärker geneigten Randbereich 3 des Drehanodentellers zugeordnet ist, eingeschaltet.

Die Fig. 2 zeigt in Aufsicht auf den Drehanodenteller 1 der Fig. 1 die Lage des Brennflecks 17, d.h«, den Bereich, auf dem das von der Kathode 7 emittierte Elektronenstrahlenbündel auftrifft. Die Kantenverhältnisse dieses Brennflecks sind in der Weise an die relativ kleine Neigung dieses Randbereichs 4 zum Zentralstrahl angepaßt, daß die Projektion 18 dieses Brennflecks in Richtung des ZentralStrahls 8 als kleines Quadrat erscheint« Die Neigung dieses Randbereichs 4 gegenüber dem Zentralstrahl 8 ist in der Darstellung der Fig_e 1 und 2 gleich dem halben Winkel, unter dem das gewählte Filmformat 10, vom Brennfleck 17 aus gesehen, erscheint. Dies ist zugleich die Neigung, bei der das gewählte Filmformat bei dem gegebenen Brennfleck-Filmabstand mit der kleinstmöglichen geometrischen Unscharfe ausgleuchtet werden kann«,

Die Fig. 3 zeigt die gleiche Anordnung wie die Fig, 1, jedoch bei einer Einstellung der Blendenplattenpaare 12, 13, wie sie sich bei der Verwendung eines größeren Filmformates 19 und einem weiter' geöffneten Röntgenstrahlenbündel 20 ergibt. Infolge der weiter geöffneten Blendenplattenpaare 12, 13 sind die Umschalter 15, 16 (Fig. 3) in eine Stellung gebracht, in der unabhängig von der Stellung des Schalters 14 stets die Kathode eingeschaltet ist, die dem zum Zentralstrahl 8 stärker geneigten Drehanodentellerrand 3 zugeordnet ist.

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In der Fig. 4 erkennt man in der Aufsicht auf den Drehanodenteller der Fig. 3, daß die Fläche des Brennflecks 21, auf der die von der Kathode 6 emittierten Elektronen auf dem äußeren Randbereich 3 des Drehanodentellers auftreffen, durch die andersartige Bündelung der Elektronen durch diese Kathode gegenüber dem Brennfleck 17 der Fig. 2 verbreitert ist. Die Projektion 22 dieses Brennflecks 21 in Richtung des Zentralstrahls 8 ist infolge der größeren Neigung des Drehanodentellerrandes wiederum quadratisch.

Bei den modernen Röntgenuntersuchungsgeräten erfolgt die Einstellung der Primärstrahlenblende automatisch in Abhängigkeit vom Format der eingelegten Kassette oder vom gewählten Filmformat. Damit ist infolge des gegebenen Brennfleck-Filmabstandes der Öffnungswinkel des Röntgenstrahlenbiindels 9_t 20 festgelegt. Der untersuchende Arzt hat nunmehr durch entsprechende Betätigung des Schalters 14 die Wahl, die Aufnahme mit einem größeren Brennfleck oder mit kleinerem Brennfleck und geringerer geometrischer Unscharfe durchzuführen. Wegen der im allgemeinen größeren Leistung des größeren Brennflecks kann im erstgenannten Fall mit meist kürzerer Belichtungszeit und damit mit geringerer Bewegungsunschärfe gearbeitet werden.

Auch dann, wenn sich der Arzt für den kleineren Brennfleck entscheidet, wird ohne sein Zutun durch die von den Blendenplattenpaaren 12, 13 der Primärstrahlenblende gesteuerten Umschalter 15» 16 auf die Kathode 6, die dem nächstgrößeren Brennfleck 17 entspricht, umgeschaltet, sobald die Blendenplattenpaare infolge des gewählten Filmformats eine Stellung erreichen, bei der der halbe Öffnungswinkel des Röntgenstrahlenbündels größer wird als der Winkel des jeweils gewählten inneren Randbereichs des Drehanodentellers, Dadurch werden Fehlbelichtungen infolge der Wahl eines im Vergleich zum gewählten Filmformat zu kleinen Brennflecks verhindert. Zusätzlich wird durch die Anpassung der ver-

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Siemens Aktiengesellschaft . Erlangen, 31. Januar 1972

Henkestraße 127

Akt.Z.: P 22 OO 510.3 - 7 - ^{YPA <71}/5162 Sto/Eam

schiedenen Anodenwinkel an den Brennfleck-Filmabstand und an die gängigen Filmformate erreicht, daß bei diesen Filmformaten stets mit dem theoretisch kleinstmöglichen Brennfleck gearbeitet werden kann.

Die Steuerung des Umschalters 15 durch das Blendenplattenpaar kann in all den Fällen in Wegfall kommen,, in denen das Blendenplattenpaar 13 nur senkrecht zur Tellerachse verstellt werden kann, Bei Primärstrahlenblenden, die um den Zentralstrahl drehbar sind, sind für die Verstellung der Umschalter nur jene Vektoren der Stellwege zu berücksichtigen, die in Richtung der Tellerachse liegen,, In Fällen, in denen die einzelnen Blendenplatten unabhängig voneinander verstellbar sind, ist nur jenen Blendenplatten ein Umschalter zuzuordnen, die unter den durch die Drehanodentellerebene gegebenen Horizont verschiebbar sind. Werden Röntgenröhren mit mehr als zwei Brennflecken verwendet, so sind anstelle der einfachen Umschalter vorteilhafterweise mehrstufige Drehschalter ζμ verwenden.

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Claims

Patentansprüche

1./Röntgen einrichtung mit einer Röntgenröhre mit mindestens zwei verschiedenen wahlweise einschaltbaren, zum Zentralstrahl unterschiedlich geneigten Brennflecken, mit einem Schalter zur Vorwahl eines der Brennflecke und mit einer im Röntgenstrahlenbündel angeordneten verstellbaren Primärstrahlenblende, gekennzeichnet durch eine selbsttätige Schaltvorrichtung (15, 16), die bei Überschreiten einer vorgegebenen Öffnung beim Einstellen der Blendenplattenpaare (12, 13) der Primärstrahlenblende nur den Betrieb mit zum Zentralstrahl (8) stärker geneigtem Brennfleck (21) zuläßt und eine evtl. Vorwahl des schwächer geneigten Brennflecks (17) aufhebt.

2. Röntgsneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Neigungswinkel der einzelnen Brennflecke (17, 21) relativ zum Zentralstrahl (8) der Stellung der Blendenplattenpaare (12, 13) der Primärstrahlenblende bei den verwendeten üblichen Filmformaten (10, 19) angepaßt sind.

3. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stromkreis zur Vorwahl des kleineren Brennflecks (17) mindestens ein durch die Blendenplattenpaare (12, 13) betätigbarer Umschalter (15, 16) zur Umschaltung auf einen größeren Brennfleck (21) ab einer vorgegebenen Öffnung der Blendenplattenpaare vorgesehen ist.

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