DE2308681A1

DE2308681A1 - Roentgengenerator mit initiallaststeuerung

Info

Publication number: DE2308681A1
Application number: DE19732308681
Authority: DE
Inventors: Heinz Mester
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1973-02-22
Filing date: 1973-02-22
Publication date: 1974-09-05
Also published as: FR2219602B1; DE2308681B2; US3939352A; JPS49115787A; FR2219602A1; JPS58101500U; GB1452172A

Description

PHILIPS PATENTVERWALTÜNG GMBH, 2 HAMBURG 1, STEINDAMM 94

••Röntgengenerator mit Initiallaststeuerung"

Die Erfindung bezieht sich auf einen Röntgengenerator mit Initiallaststeuerung, bei dem die der Röntgenröhre zu Beginn einer Aufnahme zugeführte Leistung (Anfangsleistung) während der Aufnahme (Absenkzeitpunkt) auf einen niedrigeren Wert herabsetzbar ist, wobei der Absenkzeitpunkt und die Anfangsleistung entsprechend der Röhrenbelastbarkeit aufeinander abgestimmt sind.

Röntgengeneratoren, bei denen die der Röntgenröhre zugeführte Leistung von einem Maximalwert zu Beginn der Aufnahme kontinuierlich abgesenkt wird, wobei die BrennfIecktemperatur einen nahe-zu konstanten, gerade noch zulässigen Wert hat,

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Eg/ Hs

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ergeben bekanntlich - bei vorgegebener Belastbarkeit der Röntgenröhre - die kürzest möglichen Aufnahmezeiten. Die kontinuierliche Absenkung der der Röntgenröhre zugeführten Leistung bei konstanter Röhrenspannung ist nur mit großem Aufwand zu realisieren.

Man ist daher dazu übergegangen, die der Röntgenröhre zugeführte Leistung in wenigen Stufen abzusenken. Die Absenkung der Leistung erfolgt durch Herabsetzen des Stromes durch die Röntgenröhre. Damit die Spannung an der Röntgenröhre nicht infolge der Verringerung des Röhrenstromes ansteigt, werden in den Primärkreis Widerstände eingeschaltet. Fig. zeigt scbematisch ein Teilschaltbild eines bekannten Röntgengenerators dieser Art. Dabei wird die an den Klemmen 1 anliegende Netzspannung einem Autotransformator 2 zugeführt. Der Autotransformator 2 weist eine Reihe von Anzapfungen auf, an denen im Betrieb unterschiedliche Spannungen abgreifbar sind. Jeweils eine dieser Anzapfungen ist über einen Eontakt 4 und über drei in Serie geschaltete V/iderstände 5, 6 und 7 sowie einen von einem Zeitschalter oder einem Belichtungsautomaten betätigten Schalter 8 mit der Primärwicklung 9 eJaes Hochspannungstransformators verbunden. Jeder der Widerstände 5 bis 7 ist durch einen Kontakt 51, 61 bzw. 71 eines Relais 52, 62 bzw. 72 überbrückt, das durch je einen Zeitgeber 53, 63 bzw. 73 aktiviert wird.

Zu Beginn der Aufnahme sind die drei Kontakte 51, 61, 71 geschlossen, und der Strom durch die Röntgenröhre und damit auch die an die Röntgenröhre abgegebene Leistung sind maximal. Zur Zeit t_Q wird der Strom durch Einschalten eines nicht näher dargestellten Widerstandes in den Heizkreis der Röntgenröhre verringert. Um zu verhindern, daß durch den verringerten Spannungsabfall im Primärkreis und im Sekundärkreis der Röntgenröhre die Spannung an der Röntgenröhre steigt, wird in diesem Augenblick auch der Kontakt 51 des Relais 52 geöffnet, so daß der Widerstand 5 nunmehr im

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Primärkreis wirksam ist. Nach Ablauf der Zeit t.j nach Aufnahmebeginn wird der Strom erneut abgesenkt und der Kontakt 61 geöffnet, so daß nunmehr auch der Widerstand 6 im Primärkreis des Hochspannungstransformators wirksam ist, und schließlich wird zur Zeit ^2 der Strom wiederum abgesenkt und der Kontakt 71 geöffnet, so daß nunmehr alle drei Widerstände 5, 6, 7 im Primärkreis des Hochspannungstransformators wirksam sind.

Der Verlauf der Leistung N als Funktion der Zeit t bei einem derartigen Röntgengenerator ist in Fig. 2 Kurve 10 dargestellt, während Kurve 11 den zeitlichen Verlauf der Leistung bei einem Röntgengenerator mit kontinuierlich fallender Belastung zeigt. Je mehr Stufen verwendet werden, desto besser ist auch die Ausnutzung der Röntgenröhre, desto höher ist aber auch der Aufwand. Für jede Stufe muß nämlich ein gesonderter Widerstand sowie ein Relais zum Einschalten des Widerstandes vorgesehen sein. Diese Relais sind verhältnismäßig teuer, weil sie den gesamten Primärstrom, der in der Größenordnung von 100 A oder darüber sein kann, schalten müssen.

Dieser Aufwand könnte an sich dadurch klein gehalten werden, daß lediglich eine Schaltstufe vorgesehen ist, so daß nur ein Widerstand und ein Relais zum Einschalten dieses Widerstandes in den Stromkreis erforderlich ist. Die Umschaltung müßte hierbei jedoch in das Gebiet der kurzen Aufnahmezeiten von 0,1 bis 0,3 Sekunden gelegt werden, damit die hohe Kurzzeitleistung der Röntgenröhre voll ausgenutzt werden kann. Das bedeutet aber, daß alle Aufnahmen die in einer Zeit beendet werden, die etwa dem 1,25-fachen bis 7-fachen der Umschaltzeit entspricht, eine unerwünschte und unnötige Verlängerung der Belichtungszeit erfahren.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Röntgengenerator der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß bei

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geringem Aufwand eine bessere Ausnutzung der Röntgenröhre möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß verschiedene Absenkzeitpunkte und diesen zugeordnete Anfangsleistungen vorgesehen sind, von denen jeweils eine Kombination einstellbar ist. Im Gegensatz zu den bekonnten Röntgengeneratoren, bei denen jeweils nur eine Anfangsleistung vorhanden ist, die zu einer festgelegten Zeit abgesenkt wird, sind bei dem erfindungsgeinäßen Röntgengenerator also verschiedene Anfangsleistungsni\^eaus vorhanden, die - entsprechend der Röhrenbelastbarkeit - zu unterschiedlichen Absenkzeitpunkten auf ein niedriges Niveau herabgesetzt werden.

Die Erfindung ist grundsätzlich bei allen Röntgengeneratoren mit Belichtungsautomatik oder mit freier Einstellung der Aufnahmedaten (sog. Zweiknopfbetrieb) anwendbar. Bei Röntgengeneratoren mit freier Einstellung der Hochspannung und des mAs-Produktes beispielsweise wird durch die Einstellung der Hochspannung und des mAs-Produktes eine Energie bestimmt, der eine bestimmte Anfangsleistung und ein Ablenkzeitpunkt derart zugeordnet werden kann, daß bei geringen Energien mit einer hohen Anfangsleistung begonnen wird, die nach kurzer Zeit auf einen niedrigeren Wert abgesenkt wird, während bei großen Energien mit einer niedrigen Anfangsleistung begonnen wird, die nach verhältnismäßig langer Zeit auf einen niedrigeren Wert abgesenkt wird. Dabei muß allerdings berücksichtigt werden, daß durch unterschiedliche Anfangsleistungen, d.h. unterschiedliche Anfangsströme, bei vorgegebener Primärspannung am Hochspannungstransformator unterschiedliche Hochspannungen resultieren können, so daß die eingestellte Primärspannung in Abhängigkeit von der eingestellten Anfangsleistung korrigert werden muß.

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Der Auf v/an d für eine derartige Korrektur ist verhältnismäßig hoch, so daß die Einsparungen, die sich dadurch ergeben, daß bei der Erfindung die Leistung jeweils nur in einer einzigen Stufe abgesenkt wird, zum Teil wiader aufgehoben werden. Voll zum Tragen kommen die Vorteile der Erfindung jedoch, wenn gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung eine Voreinstellvorrichtung zur Voreinstellung der Aufnahmedaten für unterschiedliche Organe vorgesehen ist. Dabei kann nämlich die Abhängigkeit der S elcu η dar spannung von der Anfangsleistung bzw. vom Anfangsstrom schon bei der Voreinstellung berücksichtigt werden.

Man bezeichnet die Voreinstellung der Aufnahmedaten verschiedener Organe auch als "programmierte Aufnahmetechnik" oder als "Organautomatik". Wenn damit beispielsv/eise eine Magenaufnahme gemacht werden soll, wird eine Wahltaste mit der Aufschrift "Magen" niedergedrückt, die die für den Magen voreingestellten Aufnähmedaten wirksam werden läßt, d.h. es wird beispielsweise der erforderliche Brennfleck (groß oder klein),die voreingestellte Spannung, der Beginnstrom und - bei Röntgengeneratoren ohne Belichtungsautomatik mit getrenntem Einstellorgan das mAs-Produkt eingeschaltet. Beim Arbeiten mit Belichtungsautomatik werden der Brennfleck, die Röhrenspannung, der Beginnstrom, die Meßfeldkombination und die Solldosis (Schwärzung) mit dem Schalter je die Organwahl eingestellt. Die Erfindung ist bei Röntgengeneratoren dieser Art mit und ohne Belichtungsautomatik anwendbar.

Im allgemeinen werden zur Absenkung des Anfangsstromes und zur Konstanthaltung der Sekundärspannung in den Heizkreis bzw. in den Primärkreis gleichzeitig V/iderstände eingeschaltet, und eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung durch einen Zeitgeber mit wählbarem Einschaltzeitpunkt erfolgt - abhängig vom Organ (bei Röntgengeneratoren mit "Organautomatik") bzw. der Aufnahmeenergie.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 3 ein Schaltschema eines erfindungsgemäßen Röntgengenerators für programmierte Aufnahmetechnik und

Fig. 4 die der Röntgenröhre zugeführte Leistung N als Funktion der Zeit t. Dabei sind Bauteile mit der gleichen Funktion wie in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Auch bei dem in Fig. 3 dargestellten Röntgengerierator wird die an den Klemmen 1 anliegende Netzspannung über einen Autotransformator 2, eine seiner Anzapfungen 3, einen Kontakt 4, den Kontakt 8 eines Belichtungsautomaten bzw. mAs-Schalters sowie den Widerstand 12 an die Primärwicklung des Hoch-Spannungstransformators 9 gelegt, in dessen Sekundärkreis die Röntgenröhre gegebenenfalls über Gleichrichter eingeschaltet ist. Im Primärkreis des Transformators 14 zur Speisung der Röntgenröhre 13 ist eine Einstellvorrichtung zur Einstellung des Anfangsstromes vorgesehen, der ein Widerstand 16 in Serie geschaltet ist. Dem Widerstand 16 ist der Kontakt 17 eines Relais 18 parallelgeschaltet, das außerdem einen weiteren Kontakt 19 aufweist, der dem Widerstand 12 parallelgeschaltet ist. Die Relaiswicklung 18 liegt im Ausgangskreis eines Zeitgebers 20, der ein Ansprechen des Relais zu einem vorgebbaren Zeitpunkt tQ, t₁, X^ gestattet, je nachdem welcher der Kontakte 200, 201 oder 202 eingeschaltet ist. Der Zeitgeber kann beispielsweise aus RC-Gliedern bestehende Zeitkreise enthalten, denen mittels der Kontakte 200 bis 202, z.B. wählbar durch die Schalter der Organautomatik, unterschiedliche große Widerstände parallelgeschaltet werden, woraus die unterschiedlichen Einschaltseitpunkte resultieren.

Wenn nun die Spannung und der Anfangsstrom so eingestellt

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sind, daß bei der Einstellung des Zeitgebers 20, bei der die Umschaltung zur Zeit t_Q erfolgt, sich die Anfangsleistung Nq ergibt und entsprechend bei den Absenkzeitpunkten t^ und t₂ die Anfangsleistungen N₁ und N₂, und wenn nach Ablauf der Zeit t_Q bzw. t₁ oder t₂ die Kontakte 17 und 19 geöffnet werden, so daß bei gleichbleibender Hochspannung der Röhrenstrom und damit auch die Röhrenleistung auf einen Wert Nq¹ bzv/. N₁' oder N₂ ¹ abnimmt, dann ergibt sich der in Fig. 4 dargestellte zeitliche Verlauf der der Röntgenröhre 13 zugeführten Leistung. Dabei wird die Anfangsleistung - Nq, N₁ oder N₂ - nur einmal auf einen Endwert Nq¹, N₁ ¹ oder N₂ ¹ abgesenkt, wobei die Beziehung Nq/Nq' = N₁ZN₁' = N₂/N₂' gilt.

Die verschiedenen mit dem Röntgengenerator aufzunehmenden Organe können nun jeweils einer der drei Kombinationen N_Q/tQ bzv/. N₁Zt₁ oder N₂Zt₂ zugeordnet werden. Wenn beispielsweise bei Röntgengeneratoren mit kontinuierlich fallender Last und gleicher Röhrenleistung ein Großteil aller Lungenaufnahmen - z.B. 90 ^ innerhalb der Zeit t_Q - aufgenommen werden können, wird bei dem erfindungsgemäßen Gerät der Aufnahmetaste mit der Aufschrift "Lunge" außer der Hochspannung usw. der Absenkzeitpuntk tn und ein Anfangsstrom eugeordnet, der unter Berücksichtigung der Hochspannung die Anfangsleistung N_Q ergibt. Hingegen werden den Wahltasten für Magenaufnahmen oder Wirbelsäulenaufnahmen die Absenkzeitpunkte t.j bzw. t₂ sowie die Leistungen N₁ bzw. N₂ zugeordnet, wenn bei einem Röntgengenerator mit kontinuierlich fallender Last und gleicher Röhrenbelastung ergibt, daß ein Großteil, z.B. 90 #, der Aufnahmen erst innerhalb der Zeit t₁ bzw. t₂ beendet werden kann. Auf diese Weise ergeben sich bei einem Röntgengenerator für programmierte Aufnahmetechnik Aufnahmezeiten, die nur geringfügig langer sind als die Aufnahmezeiten bei kontinuierlich fallender Last.

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— σ —

Zur Voreinstellung der Aufnahmedaten für eine Lungeηaufnahme wird demgemäß der Taste mit der Aufschrift "Lunge" der für die Anfangsleistung Nq erforderliche Anfangsstrom zugeordnet sowie eine Primärspannung, die unter Berücksichtigung des Anfangsstromes die gewünschte Sekundärspannung ergibt, und im Zeitgeber 20 wird der zur Erzielung der Aufnahmezeit t_Q zu schließende Kontakt 200 voreingestellt; entsprechend folgen die Voreinstellungen für die Aufnahmetasten für andere Organe (Magen, Nieren usw.).

Werden die Kontakte 17 und 19 schon zu Beginn der Aufnahme geöffnet, wird der Röntgenröhre eine Leistung Nq', N.¹ oder Np' zugeführt, wobei der Strom während der Aufnahme nicht abgesenkt wird. Es können so in einfacher Weise verschiedene Feststromwerte eingestellt werden.

Obwohl bei dem erfindungsgemäßen Röntgengenerator die Leistung jeweils nur in einer einzigen Stufe absenkbar ist, ergeben sich praktisch gleiche Ergebnisse wie bei einem Röntgengenerator mit in mehreren Stufen fallender Last. Der Aufwand hierfür ist jedoch nur geringfügig höher als bei den bekannten Rontgengeneratoren mit einstufig ,fallender Last, weil lediglich ein Zeitgeber erforderlich ist, der statt einer fest vorgegebenen Absenkzeit die wahlweise Einstellung mehrerer, verschiedener Absenkzeitpunkte erlaubt.

Obwohl im Ausführungsbeispiel die Erfindung anhand eines Röntgengenerators mit einphasiger Netzspannung dargestellt wurde, ist die Erfindung auch bei mehrphasigen Anordnungen anwendbar, wobei sich die durch die Erfindung möglichen Einsparungen sogar vervielfachen.

PATENTANSPRÜCHE: - 9 -

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Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. ; Röntgengenerator mit Initiallaststeuerung, bei dem die der Röntgenröhre zu Beginn einer Aufnahme zugeführte Leistung (Anfangcleistung) während der Aufnahme (Absenkzeitpunkt) auf einen niedrigeren Wert herabsetzbar ist, wobei der Absenkzeitpunkt und die Anfang3leistung entsprechend der Röhrenbela3tbarkeit aufeinander abgestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Absenkzeitpunkte (to, t.., tp) und diesen zugeordnete Anfangsleistungen (Nq, N-. , Np) vorgesehen sind, von denen jeweils eine Kombination (Nq^₀; N₁,t-; Npitp) einstellbar ist.

2. Röntgengenerator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Voreinstellvorrichtung zur Voreinstellung der Aufnahmedaten für unterschiedliche Organe.

3. Röntgengenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Absenkzeitpunkt im Hochspannungskreis und im Heizkreis gleichzeitig je ein Widerstand eingeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung durch einen Zeitgeber (20) mit wellbarem Einschaltzeitpunkt (t_Q, t^, ^2) erfolgt.

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