DE2308681B2

DE2308681B2 - Roentgengenerator mit initiallaststeuerung und organprogrammierter voreinstellvorrichtung fuer aufnahmedaten

Info

Publication number: DE2308681B2
Application number: DE19732308681
Authority: DE
Inventors: Heinz 2000 Hamburg 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: 1977-08-04
Also published as: FR2219602B1; US3939352A; JPS58101500U; DE2308681A1; GB1452172A; JPS49115787A; FR2219602A1

Description

Absenkzeitpunkt sind auch hierbei entsprechend der Röhrenbelastbarkeit aufeinander abgestimmt. — Es handelt sich hierbei um einen Röntgengenerator mit indirekter Spannungseinstellung, bei dem die Tatsache ausgenutzt wird, daß bei einer Änderung des Röhren- s stromes aufgrund des endlichen Innenwiderstundes des Röntgengenerators gleichzeitig auch die Röhrenspannung verändert wird. Einer bestimmten Röhrenspannung ist daher ein bestimmter Anfangsstrom und damit auch eine bestimmte Anfangsleistung fest zugeordnet, /o d. h. die Röhrenspannung ist nicht — wie bei allen Röntgengeneratoren mit direkter Spannungseinstellung — unabhängig von der Anfangsleistung einstellbar. Mit einem derartigen Röntgengenerator kann die Belastbarkeit einer Röntgenröhre daher nicht besser ausgenutzt werden als bei den bereits vorstehend erwähnten Röntgengeneratoren mit in einer Stufe fallender Last; auch hier ergibt sich nur dann eine günstige Ausnutzung der Leistungsfähigkeit einer Röntgenröhre, wenn bei der gegebenen Aufnahmespannung die Anfangsleistung und der Absenkzeitpunkt zufällig so liegen, daß die Aufnahme um den Absenkzeitpunkt herum beendet ist.

Man bezeichnet die Voreinstellung der Aufnahmedaten verschiedener Organe auch als »programmierte Aufnahmetechnik« oder als »Organautomatik«. Wenn damit beispielsweise eine Magenaufnahme gemacht werden soll, wird eine Wahltaste mit der Aufschrift »Magen« niedergedrückt, die die für den Magen voreingestellten Aufnahmedaten 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 für 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 Widerstände eingeschaltet, und eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung durch einen Zeitgeber mit wählbarem Einschaltzeitpunkt erfolgt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der F i g. 4 der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig.3 ein Schaltschema eines erfindungsgemäß ausgebildeten Röntgengenerators für programmierte Aufnahmetechnik, wobei Bauteile mit der gleichen Funktion wie in Fig. I mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, und

Fig.4 die der Röntgenröhre zugeführte Leistung N als Funktion der Zeit t.

Auch bei dem in F i g. 3 dargestellten Röntgengenerator wird die an den Klemmen 1 anliegende Netzspannung über einen Autotransformator 2, eine seiner <>o Anzapfungen 3, einen Kontakt 4, den Kontakt 8 eines Belichtungsautomaten bzw. mAs-Schalters sowie einen Widerstand 12 an die Primärwicklung des Hochspannungstransformators 9 gelegt, in dessen Sekundärkreis die Röntgenröhre, gegebenenfalls über Gleichrichter, (>? eingeschaltet ist. Im Primiirkreis eines Transformators 14 zur Heizung der Röntgenröhre 13 ist eine Einstellvorrichtung 15 zur Einstellung des Anfangsstromes vorgesehen, der ein Widerstund 16 in Serie geschaltet ist. Dem Widerstand 16 ist ein Kontakt 17 eines Relais 18 parallelgeschaltet, das außerdem einen weiteren Kontakt 19 aufweist, der dem Widerstand 12 parallelgeschaltet ist. Die Wicklung des Relais 18 liegt im Ausgangskreis eines Zeitgebers 20, der ein Ansprechen des Relais zu einem vorgebbaren Zeitpunkt to, tu I2 gestaltet, 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 parallelgeschaltct werden, woraus die unterschiedlichen Einschaltzeitpunkte resultieren.

Wenn nun die Spannung und der Anfangsstrom so eingestellt sind, daß bei der Einstellung des Zeitgebers 20, bei der die Umschaltung zur Zeit ίο erfolgt, sich die Anfangsleistung /Vo ergibt und entsprechend bei den Absenkzeitpunkten ii und t₂ die Anfangsleistungen /Vi und N₂, und wenn nach Ablauf der Zeil /0 bzw. t_t oder /» die Kontakte 17 und 19 geöffnet werden, so daß bei gleichbleibender Hochspannung der Röhrenstrom und damit auch die Röhrenleistung auf einen Wert N₀' bzw. N\' oder N₂ abnimmt, dann ergibt sich der in Fig.4 dargestellte zeitliche Verlauf der der Röntgenröhre 13 zugeführten Leistung. Dabei wird die Anfangsleistung — No, N\ oder N₂ — nur einmal auf einen Endwert /Vo'. N\' oder N₂' abgesenkt, wobei die Beziehung /V₀/Na' = WNy = N₂/N₂' gilt.

Die verschiedenen mit dem Röntgengenerator aufzunehmenden Organe können nun jeweils einer der drei Kombinationen /Vo/fo bzw. N\/t\ 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 ίο aufgenommen werden können, wird bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Gerät der Aufnahmetaste mit der Aufschrift »Lunge« außer der Hochspannung usw. der Absenkzeitpunkt to und ein Anfangsstrom zugeordnet, der unter Berücksichtigung der Hochspannung die Anfangsleistung No ergibt. Hingegen werden den Wahltasten für Magenaufnahmen oder Wirbelsäulenaufnahmen die Absenkzeitpunkte f| bzw. ti sowie die Leistungen /Vi bzw. /V₂ 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 ii bzw. t₂ beendet werden kann. Auf diese Weise ergeben sich bei einem Röntgengenerator für programmierte Aufna'nmetechnik Aufnahmezeiten, die nur geringfügig länger sind als die Aufnahmezeiten bei kontinuierlich fallender Last.

Zur Voreinstellung der Aufnahmedaten für eine Lungenaufnahme wird demgemäß der Taste mit der Aufschrift »Lunge« der für die Anfangsleistung N₀ 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 ίο zu schließende Kontakt 200 voreingestellt; entsprechend folgen die Voreinstellungen für die Aufnahmetasten für andere Organe (Magen. Nieren usw.).

Obwohl bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Röntgengenerator die Leistung jeweils nur in einer einzigen Stufe absenkbar ist, ergeben sich praktisch

gleiche Lirgebnisse wie bei einem Röntgengenerator mit in mehreren Stufen fallender Last. Der Aufwand hierfür ist jedoch nur geringfügig höher als bei den bekannlen Röntgengcneratorcn mit einstufig fallender Last, weil lediglich ein Zeitgeber erforderlich ist, der stall einer fest vorgegebenen Abscnk/.cil die wahlweise einstellung mehrerer, verschiedener Absenkzcitpunklc erlaubl.

Obwohl im Ausführungsbeispiel die Erfindun hand eines Röntgcngenerators mit einphasiger spannung dargestellt wurde, ist die Erfindung au mehrphasigen Anordnungen anwendbar, wobei si durch die Erfindung möglichen Einsparungen vervielfachen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Röntgengenerator mit Initiallaststeuerung, welche die der Röntgenröhre zu Beginn einer Aufnahme zugeführte Anfangsleistung während der Aufnahme zu einem bestimmten Absenkzeitpunkt automatisch auf einen konstanten, niedrigeren Wert herabsetzt, wobei der Absenkzeitpunkt und die Anfangslcistung entsprechend der Röhrenbeiastbarkeit aufeinander abgestimmt sind, und mit einer organprogrammierten Voreinstellvorrichtung für die unterschiedlichen Organe zugeordneten Aufnahmedaten, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Absenkzeitpunkte (to, t\, t₂) und diesen zugeordnete Anfangsleistungen (N₀, /Vi, N₂) vorgesehen sind, von denen jeweils eine Kombination (Na, to; N\, t\; N₂, /2)durch die Voreinstellvorrichtung(15; 200,201,202) voreingestellt wird.

2. Röntgengenerator nach Anspruch I, bei dem zum Absenkzeitpunkt im Hochspannungskreis und im Heizkreis durch einen Zeitgeber gleichzeitig je ein Widerstand eingeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung durch einen Zeitgeber (20) mit wählbarem Einschaltzeitpunkt (h, t\, t₂) erfolgt.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Röntgengenerator mit Initiallaststeuerung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art. Derartige Röntgengeneratoren sind bekannt.

Röntgengcneratoren, bei denen die der Röntgenröhre zugeführte Leistung von einem Maximalwert zu Beginn der Aufnahme kontinuierlich abgesenkt wird, wobei die Brennflecktemperatur einen nahezu konstanten, gerade noch zulässigen Wert hat, ergeben bekanntlich — bei vorgegebener Belastbarkeit der Röntgenröhre — die kürzest möglichen Aufnahmezeilen. Ein derartiger Röntgengenerator mit organprogrammierter Voreinstellvorrichtung ist aus der DT-OS 21 29 211 bekannt. Die kontinuierliche Absenkung der der Röntgenröhre zugeführten Leistung bei konstanter Röhrenspannung ist aber 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. I zeigt schematisch 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 3 auf, an denen im Betrieb unterschiedliche Spannungen abgreifbar sind. Jeweils eine diesel· Anzapfungen ist über einen Kontakt 4 und über drei in Serie geschaltete Widerstände 5, 6 und 7 sowie einen von einem Zeitschalter oder einem Belichtungsautomaten betätigten Schalter 8 mit der Primärwicklung 9 eines 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 fo 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 Primärkreis wirksam ist. Nach Ablauf der Zeit fi 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 Widerslände 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 F i g. 2, Kurve 10 dargestellt, während Kurve 11 den zeitlichen Verlauf der Leistung bei einem Röntgengenerator mit kontinuierlich fallender Elelastung zeigt. Je mehr Stufen verwendet werden, desto besser ist auch die Ausnutzung der Röntgenröhre, desto höher ist aber auch der Aufwand. Für jeder 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 l,25fachen bis 7fachen der Umschaltzeit entspricht, eine unerwünschte und unnötige Verlängerung der Belichtungszeit erfahren.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Röntgengenerator der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art derart auszubilden, daß bei geringem Aufwand eine bessere Ausnutzung der Röntgenröhre möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Im Gegensatz zu den bekannten Röntgengeneratoren, bei denen jeweils nur eine Anfangsleistung vorhanden ist, die 2.u einer festgelegten Zeit abgesenkt wird, sind bei dem erfindungsgemäßen Röntgengenerator also verschiedene Anfangsleistungsniveaus vorhanden, die — entsprechend der Röhrenbelastbarkeit — zu unterschiedlichen Absenkzeitpunkten auf ein niedriges Niveau herabgesetzt werden.

Aus der DT-PS 11 37 144 ist an sich ein Röntgengenerator mit Initiallaststeuerung bekannt, bei dem die Anfangsleistung in einer Stufe auf einen niedrigeren konstanten Wert herabgesetzt wird und bei dem verschiedene Kombinationen von Anfangsleistung und Absenkzeitpunkt einstellbar sind. Anfangsleistung und