DE2304427A1

DE2304427A1 - Roentgendiagnostikeinrichtung mit mitteln zur veraenderung der roentgenroehrenspannung

Info

Publication number: DE2304427A1
Application number: DE2304427A
Authority: DE
Inventors: Heribert Amtmann; Manfred Haltrich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-01-30
Filing date: 1973-01-30
Publication date: 1974-08-08
Also published as: FR2215778A1; GB1411723A; US3904874A

Description

Siemens Aktiengesellschaft Erlangen, 29. Januar 1973

Henkestraße 127

VPA 73/5011 Tp/Kam

Röntgendiagnostikeinrichtung mit Mitteln zur Veränderung der Röntgenröhrenspannung

Die Röntgenröhrenspannung, die zur Anfertigung von Röntgendurchleuchtungen oder Aufnahmen angewandt wird, hängt von dem zu durchstrahlenden Bereich des Patienten und vom dem vom Benutzer gewünschten Bildkontrast ab. Damit Körperteile oder -organe mit hoher Dichte, z„B. Knochen, oder verdeckt liegende Körperteile oder -organe auf einem Röntgenbild diagnostisch ausgewertet werden können, ist es erforderlich, hohe Röntgenröhrenspannungen anzuwenden. Die Anwendung hoher Röntgenröhrenspannungen hat aber den Nachteil, deß der Bildkontrast gering ist und daß Körperteile und -organe, für deren Abbildung eine niedrigere Röntgenröhrenspannung ausreichen würde, nicht optimal wiedergegeben werden. Wird andererseits zur Erzielung eines guten Bildkontrastes eine niedrigere Röntgenröhrenspannung angewandt, so werden die Körperteile und -organe mit hoher Dichte oder verdeckt liegende Körperteile und -organe nicht in ausreichendem Maße von der Röntgenstrahlung durchdrungen und daher schlecht abgebildet.

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Damit sich der Arzt ein klares Bild von dem durchstrahlten Bereich eines Patienten machen kann, ist es häufig erforderlich', mehrere Röntgenaufnahmen mit unterschiedlichen Röntgenröhrenspannungen anzufertigen. Insbesondere bei Thoraxaufnahmen reicht die Anfertigung eines einzigen Bildes häufig nicht aus, weil einerseits zur Erzielung eines guten Bildkontrastes eine niedrige Röntgenröhrenspannung erwünscht ist, andererseits zum Durchdringen aller Körperstellen aber hohe Röntgenröhrenspannungen erforderlich sind,

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Röntgendiagnostikeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es ermöglicht, Röntgenbilder mit wesentlich besserer Bildqualität als beim Stand der Technik anzufertigen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Anordnung zur Beeinflussung der Röntgenröhrenspannung während einer Durchleuchtung oder Aufnahme im Sinne der Überlagerung mindestens eines Hartstrahl- und mindestens eines Weichstrahlbildes, bei der die Dosis für das Hartstrahl- und für das Weichstrahlbild manuell einstellbar ist. Der Erfindungsgegenstand ermöglicht es, Bilder zu erzeugen, die die Forderung nach einem guten Bildkontrast und damit guter Detailerkennbarkeit und ausreichender · Durchstrahlung der Körperteile oder -organe hoher Dichte besser erfüllen als die bekannten Röntgendiagnostikeinrichtungen.

Es sind zwar Röntgendiagnostikeinrichtungen bekannt, bei denen die Röntgenröhrenspannung während einer Durchleuchtung oder Aufnahme nicht exakt konstant ist, sondern sich, verändert. Hierzu gehören z.B. die Röntgendiagnostikeinrichtungen für Zweipulsbetrieb, bei denen an der Röntgenröhre eine Spannung liegt, die entsprechend der Aneinanderreihung von Sinushalbwellen verläuft. Bei diesen Röntgendiagnostikeinrichtungen ist aber der "Verlauf der Röntgenröhrenspannung während einer Durchleuchtung oder Auf-

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nähme nicht manuell beeinflußbar, sondern fest vorgegeben. Weil die Röntgenröhrenspannung dabei nicht im Sinne der Erzielung eines optimalen Röntgehbildes verläuft, sondern durch die Bemessung der RöntgendiagnD stikeinrichtung oder die Netzspannung bestimmt ist, sind den bekannten Röntgendiagnostikeinrichtungen keine Hinweise hinsichtlich der Verbesserung der Bildqualität im Hinblick auf die vorliegende Erfindung entnehmbar.

¥eitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 ein Beispiel für den zeitlichen Verlauf der Röntgenröhrenspannung bei einer Röntgendiagnostikeinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 das Blockschaltbild einer Röntgendiagnostikeinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 3 den Hochspannungsteil einer Röntgendiagnostikeinrichtung gemäß der Erfindung-, und

Fig. 4 und 5 Varianten des zeitlichen Verlaufs der Röntgenröhrenspannung während einer Durchleuchtung oder Aufnahme.

In der Fig. 1 ist ein Beispiel für den erfindungsgemäßen Verlauf der Röntgenröhrenspannung während der Durchleuchtung oder während der Anfertigung einer Röntgenaufnahme dargestellt. Die Röntgenröhrenspannung schwankt dabei rechteckimpulsförmig zwischen einem Maximalwert U1 und einem Minimalwert U2 während der Durchleuchtungs- oder Aufnahmezeit t. Die Spannung U1 ist dabei so gewählt, daß alle Körperteile und -organe sicher von der Röntgenstrahlung durchdrungen werden. Die Spannung U2 ist so gewählt, daß diejenigen Körperteile und -organe, die eine

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geringe Dichte besitzen, mit gutem Kontrast abgebildet werden. Das Verhältnis der Zeit ti, während der die Spannung U1 an der Röntgenröhre liegt, zur Zeit t2, während der die Spannung U2 an der Röntgenröhre liegt, wird so gewählt, daß eine optimale Bildqualität erzielt wird,, Diese Bildqualität ist, wie Untersuchungen ergeben haben, wesentlich besser, als wenn eine Durchleuchtung oder Aufnahme mit der Spannung U1 oder mit der Spannung U2 oder mit einer dazwischenliegenden Spannung konstanten Verlaufs angefertigt wird« Das Verhältnis der Zeit ti und der Zeit t2 wird empirisch ermittelte

Der Röntgendiagnostikeinrichtung gemäß Fig. 2 liegt der Spannungsverlauf gemäß Fig. 1 zugrunde. Sie enthält eine Röntgenröhre 1, die einen Patienten 2 durchstrahlt, einen Röntgenbildverstärker 3, eine Filmkamera 4, eine Fernsehkamera 5 und ein Sichtgerät 6. Der Bildverstärker-Fernsehkette 3 bis 6 ist noch eine nicht dargestellte bekannte Fernsehzentrale zur Erzeugung der Synchronsignale zugeordnet.

Zwischen der Fernsehkamera 5 und dem Sichtgerät β liegt ein Umschalter 7 j der durch eine Synchronisieranordnung 8 periodisch betätigbar ist und das Ausgangssignal der Fernsehkamera 5 dem Sichtgerät 6 entweder über das Stellglied 9 und den Verstärker oder über das Stellglied 11 und den Verstärker 12 zuführt. Der die Röntgenröhre 1 speisende Röntgenapparat 13 ist ebenfalls an der Synchronisieranordnung 8 angeschlossen. Ihm ist ein Stell-

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mittel 25 für das Tastverhältnis ψτ? und die Höhe der Spannungen U1 und U2 zugeordnet.

Die Speisung der Röntgenröhre 1 erfolgt, wie schon erwähnt, mit einer Spannung gemäß Fig. 1. Synchron mit dem Verlauf dieser Spannung bewirkt die Synchronisieranordnung 8 die Umschaltung des Umschalters 7. Der Umschalter 7 nimmt daher z.B. während der Zeiten ti seine voll ausgezogene Stellung und während der

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Zeiten t2 seine gestrichelt gezeichnete Stellung ein. Dadurch ist erreicht, daß das ein Hartstrahlbild verkörpernde Signal über die Elemente 11 und 12 und das ein ¥eichstrahlbild verkörpernde Signal über die Elemente 9 und 10 geleitet wird. Beide Bilder erscheinen somit wechselweise auf dem Sichtgerät 6. Ihre Intensität ist durch die Stellglieder 9 und 11 einstellbar. Die Stellglieder 9 und 11 ermöglichen somit die optimale Einstellung des Bildes am Sichtgerät 6. Zur optimalen Einstellung sind ferner das Tastverhältnis der Röntgenröhrenspannung gemäß Fig. 1 und die Spannungen U1 und U2 noch am Röntgenapparat 13 einstellbar. Die Impulsfolgefrequenz der Röntgenröhrenspannung und damit der Bilder auf dem Sichtgerät 6 ist so gewählt, daß sich das Hartstrahl- und das Weichstrahlbild auf dem Sichtgerät 6 für den Betrachter überlagert. Der Betrachter hat die Möglichkeit, die Röntgendiagnostikeinrichtung zwischen der vollständigen Unterdrückung der Übertragung eines dieser beiden Bilder und der gleichv/ertigen Übertragung frei einzustellen. Wenn die optimale Einstellung gefunden ist, kann am Sichtgerät 6 eine Röntgenaufnahme durch die Filmkamera 4 angefertigt werden.

Die Fig. 3 zeigt, daß die Röntgenröhre 1 von einem Drehstrom-Hochspannungstransformator 14 gespeist wird, welcher zwei Gruppen von Sekundärwicklungen und zwei Hochspannungsgleichrich- . ter 15 und 16 besitzt, die in Reihe geschaltet sind. In Reihe zur Röntgenröhre 1 liegen zwei Trioden 17 und 18, mit deren Steuergitter zwei Steuereinrichtungen 19 und 20 verbunden sind. Ein Impulsgeber 21 bewirkt über die Steuergitter der Trioden 17 und 18 die periodische Veränderung der Widerstände dieser Trioden in der Weise, daß an der Röntgenröhre 1 abwechselnd die Spannungen U1 und U2 liegen. Das Tastverhältnis des Impulsgebers 21 ist mittelö einer Handhabe 22 einstellbar. Ferner sind die Spannungen U1 und U2 durch ein auf die Steuereinrichtungen 19 und 20 einwirkendes Stellglied 26 einstellbar.

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Im Rahmen der Erfindung ist es nicht erforderlich, daß die Spannung an der Röntgenröhre entsprechend der Fig. 1 verläuft, d.h. daß wechselweise ein hoher und ein niedriger Spannungswert entsprechend einem rechteckimpulsförmigen Terlauf aufeinanderfolgt. Gemäß Fig. 4 kann die Röntgenröhrenspannung auch gemäß einer vorgegebenen Funktion während der Anfertigung einer Aufnahme von Null auf einen Maximalwert ansteigen. Die Beendigung einer Röntgenaufnahme erfolgt gemäß Fig. 4 im Zeitpunkt t3. Die Funktion, nach der der Anstieg der Röntgenröhrenspannung erfolgt, wird auch hier so gewählt, daß eine Röntgenaufnahme aus mindestens zwei Einzelbildern, und zwar aus einem Weichstrahlbild und einem Hartstrahlbild besteht. Dem Weichstrahlbild ist dabei die Spannung U3 und dem Hartstrahlbild die Spannung U4 zugeordnet.

Gemäß Fig. 5 kann die Röntgenröhrenspannung während der Anfertigung einer Aufnahme auch bis zur Beendigung der Aufnahme im Zeitpunkt t4 treppenförmig ansteigen, wobei die Spannungen U5, U6 und U7 so gewählt sind, daß sich drei Bilder, ein Hartstrahlbild, ein Weichstrahlbild und ein Bild mittlerer Qualität überlagern., Wesentlich ist auch hier, daß die Röntgenröhrenspannungen für mindestens zwei Teilbilder, welche sich überlagern, manuell einstellbar sind. Die Höhe der Spannungen U5 bis U7 und die Zeitdauer, während der diese Spannungen an der Röntgenröhre liegen, werden so festgelegt, daß die gewünschte Bildqualität erzielt wird₀

Ein Röntgenröhrenspannungsverlauf gemäß Fig. 4 oder Fig. 5 zur Anfertigung einer Röntgenaufnahme kann bei Verwendung eines Röntgenapparats gemäß Fig_o 3 dadurch erzielt werden, daß der Impulsgenerator 21 durch einen Funktionsgenerator ersetzt wird, der die Widerstände? der Trioden 17 und 18 gemäß dem gewünschten Röntgenröhrenspannungsverlauf während der Anfertigung einer Aufnahme steuert.

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Die Spannungsumschaltung kann bei einem treppenförmigen Verlauf gemäß Fig. 5 auch durch einen Belichtungsautomaten erfolgen, an dem die gewünschte Dosis für jede Spannung eingestellt wird. Der Belichtungsautomat bewirkt dann im Zeitpunkt t5 die Umschaltung von der Spannung U5 auf die Spannung U6 und im Zeitpunkt t6 die Umschaltung von der Spannung U6 auf die Spannung U7. Die Aufnahme wird automatisch im Zeitpunkt t4 beendet.

Die Veränderung der Röntgenröhrenspannung zur Erzeugung eines Röntgenbildes kann im Rahmen der Erfindung auch durch Stellmittel im Primärkreis des Hochspannungstransformators erfolgen. In diesem Zusammenhang kann die Vorkontaktzeit des Aufnahmeschützes entsprechend der gewünschten Umschaltzeit von einer niedrigen auf eine hohe Röntgenröhrenspannung bemessen sein. Die Vorkontaktzeit ist dabei diejenige Zeit, während der die Primärwicklung des Aufnahmeschützes über einen Vorwiderstand an das Netz angeschaltet wird.

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Claims

Patentansprüche

1. JRöntgendiagnostikeinrichtung mit Mitteln zum Verändern der Röntgenröhrenspannung während einer Durchleuchtung oder Aufnahme, gekennzeichnet durch eine Anordnung (13) zur Beeinflussung der Röntgenröhrenspannung während einer Durchleuchtung oder Aufnahme im Sinne der Überlagerung mindestens eines Hartstrahl- und mindestens eines Weichstrahlbildes, bei der die Dosis für das Hartstrahl- und das Weichstrahlbild manuell einstellbar ist.

2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenröhrenspannung während einer Durchleuchtung oder Aufnahme zwischen einem hohen Wert (U1) und einem niedrigen Wert (U2) rechteckimpulsförmig umschalt-

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bar ist, wobei das Tastverhältnis frrkr einstellbar ist.

3. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 2, mit einer Bildverstärker-Fernsehkette, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Fernsehkamera (5) und dem Sichtgerät (6) ein synchron mit der Röntgenröhrenspannungsumschaltung betätigbarer Umschalter (7) liegt, dessen beiden Ausgängen je ein Verstärker (9, 10; 11, 12) mit einstellbarem Verstärkungsgrad nachgeschaltet ist und daß die Verstärkerausgänge mit dem Sichtgerät (6) verbunden sind, wobei die Impulsfolgefrequenz so gewählt ist, daß sich das Hartstrahl- und das Weichstrahlbild auf dem Sichtgerät (6) für den Betrachter überlagern.

4. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenröhrenspannung während einer Durchleuchtung oder Aufnahme treppenförmig umschaltbar ist (Fig. 5).

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5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung durch einen Belichtungsautomaten erfolgt, an dem die jedem Spannungswert zugeordnete Dosis einstellbar ist.

6. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Funktionsgenerator zur Veränderung der Röntgenröhrenspannung entsprechend einer vorgegebenen Funktion vorhanden ist« · ■

7. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit mindestens einer in Reihe zur Röntgenröhre (1) liegenden Triode (17» 18) zur Steuerung oder Regelung der Röntgenröhrenspannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (19 bis 21) zur Beeinflussung der Röntgenröhrenspannung am Steuergitter· der Triode (17, 18) liegt.

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