DE2356459A1

DE2356459A1 - Roentgendiagnostikapparat zur durchleuchtung und aufnahme mit einer drehanodenroentgenroehre

Info

Publication number: DE2356459A1
Application number: DE2356459A
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Winkler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-11-12
Filing date: 1973-11-12
Publication date: 1975-05-22
Also published as: DE2356459C2; FR2251152B1; FR2251152A1; US3974384A

Description

Siemens Aktiengesellschaft Erlangen, 7.11.1973

Henkestraße 127 ■

VPA 73/5106 Tp/Ler

Röntgendiagnostikapparat zur Durchleuchtung und-Aufnahme mit einer Drehanoden-Röntgenröhre

Bei den bekannten Röntgendiagnostikapparaten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfolgt die Durchleuchtung mit einer gegenüber der Aufnahmeleistung reduzierten Leistung bei stillstehender oder langsam rotierender (16 2/3 Hz) Anode. Soll von einer Durchleuchtung auf eine Aufnahme übergegangen werden, so wird die Drehanode angelassen und die Röntgenröhrenleistung erhöht. Die Auslösung einer Aufnahme erfolgt erst, wenn nach dem Einschalten des Drehanodenmotors die Drehanode ihre Höchstdrehzahl erreicht hat. Diese Zeit kann bei Verwendung von Hochleistungsröntgenröhren mit hohen Anodendrehzahlen verhältnismäßig lang sein. Sie liegt etwa zwischen 0,8 und 1,1 see.

In der Präzis ist es erwünscht, von einer Durchleuchtung möglichst rasch auf eine Aufnahme übergehen zu können, d.h. die

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Übergangszeit so kurz wie möglich zu halten, damit beispielsweise bei der Anfertigung von Zielaufnahmen das gewünschte' Ziel noch vorhanden ist. Bei den bekannten Röntgendiagnostikapparaten ist die Übergangszeit im wesentlichen durch die Dimensionierung des Drehanodenmotors bestimmt, so daß einer Verringerung durch die Bemessung des Drehanodenmotors Grenzen gesetzt sind.

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Es sei noch erwähnt, daß bei den bekannten Röntgendiagnostikapparaten eine Aufnahme auch erst dann ausgelöst wird, wenn der gewünschte Heizstrom der Röntgenröhre erreicht ist, so daß sich zu Beginn einer Aufnahme sofort der eingestellte Röntgenröhrenstrom einstellt.

Zur Verringerung der Übergangszeit zwischen einer Durchleuchtung und einer Aufnahme ist in der älteren Patentanmeldung P 22 35 252.9 bereits vorgeschlagen worden, eine Aufnahme während des Drehanodenhochlaufs auszulösen, wenn die niedrigste Anodendrehzahl, bei der der Aufnahmestrom der Röntgenröhre zulässig ist, und der gewünschte Heizstrom der Röntgenröhre erreicht sind. Bei dem älteren Vorschlag ist bereits eine Verkleinerung der Übergangszeit gegenüber dem Stand der Technik erzielt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Röntgendiagnostikapparat gemäß "dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 die Übergangszeit ganz zu eliminieren.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses· Anspruchs angegebenen schaltungstechnischen Maßnahmen gelöst. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß man unmittelbar von einer Durchleuchtung zu einer Aufnahme übergehen kann, wenn man die Röntgenröhrenleistung entsprechend dem Verlauf der Anodendrehzahl kontinuierlich erhöht. Bei dem erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikapparat

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ergibt sich zwar gegenüber dem Stand der Technik eine Verlängerung der Aufnahmezeit; demgegenüber kann aber z.B. eine Zielaufnahme sofort erfolgen, was den Yorteil hat, daß das Ziel besser erfaßt wird. Ferner ergibt sich noch wegen des kontinuierlichen Hochfahrens der Röntgenröhrenleistung während einer Aufnahme eine schonendere Röhrenbelastung. Es erfolgen keine Schüsse mit Maximallast auf den kalten Anodenteller. . '

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Gegenstands des Patentanspruchs 1 ist dem Patentanspruch 2 zu entnehmen. Dabei ist es möglich, eine Aufnahme mit derjenigen Röntgenröhrenspannung zu machen, die auch für die vorangehende Durchleuchtung benutzt worden ist. ,

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert* Es zeigen:

Fig. 1 den Verlauf der Anodendrehzahl einer Drehanodenröntgenröhre in Abhängigkeit von der Zeit beim Anodenanlauf,

Fig. 2 den zeitlichen Verlauf der Röntgenröhrenleistung bei dem bekannten Röntgendiagnostikapparat gemäß der Gattung der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 den zeitlichen Verlauf der Röntgenröhrenleistung bei einem Röntgendiagnostikapparat gemäß der Erfindung, und

Fig. 4 das Blockschaltbild eines Röntgendiagnostik-. "apparate gemäß der Erfindung.

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In den Figuren 1 bis 3 ist mit tO der Zeitpunkt des Beginns der Auslösung einer Aufnahme bezeichnet, ti bezeichnet den Zeitpunkt, in dem die Drehanode etwa ihre Solldrehzahl nach dem Hochlauf erreicht hat. Den Verlauf der Anodendrehzahl zwischen den Zeiten to und ti zeigt die Figur 1.

Aus der Figur 2 geht hervor, daß bei den bekannten Röntgendiagnostikapparaten die Röntgenröhrenleistung vor der Zeit to, d.h. während einer Durchleuchtung, einen niedrigen Wert P1 hat, und daß im Zeitpunkt to die Röntgenröhre zunächst ganz ausgeschaltet wird. Erst nach dem Erreichen der Höchstdrehzahl der Drehanode im Zeitpunkt ti wird die hohe Leistung P2 für die Aufnahme der Röntgenröhre zugeführt. Der Figur 2 liegt eine Aufnahme mit fallender Last zugrunde,, bei der die Röntgenröhrenleistung entsprechend dem jeweils höchstzulässigen Wert vom Zeitpunkt ti bis zur Beendigung der Aufnahme kontinuierlich abfällt. Der Abfall kann dabei auch entsprechend einem gewissen Prozentsatz der höchstzulässigen Leistung erfolgen.

Die Zeitspanne zwischen to und ti liegt, wie schon eingangs erwähnt, bei den bekannten Röntgendiagnostikapparaten etwa zwischen 0,8 und 1,1 see. Nach Betätigung des Aufnahmeauslösers vergeht also diese Zeitspanne, bis die Aufnahme ausgelöst wird. Im Gegensatz hierzu schließt sich bei dem erfindungsgemäßen Röntgendiagnostigapparat die Aufnahme unmittelbar an die vorangehende Durchleuchtung an. Dies ist in der Figur 3 dargestellt. Der Figur 3 liegt zugrunde, daß auch dabei die Durchleuchtung mit der Leistung P1 bis zum Zeitpunkt tO vorgenommen wird. Im Zeitpunkt tO,d.h. unmittelbar mit dem Aufnahmekommando, wird aber nun bei dem erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikapparat die Röntgenröhrenleistung kontinuierlich bis zum Wert P3. erhöht. Der Verlauf der Röntgenröhrenleistung zwischen den Zeiten tO und ti ist so gewählt, daß in jedem Zeitpunkt die Röntgenröhrenleistung den bei der jeweiligen Anodendrehzahl höchstzulässigen Wert

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oder einen bestimmten Prozentsatz dieses Wertes hat. Der Leistungswert P> liegt dabei zwangsläufig etwas unter dem Leistungswert P2 und die Aufnahmezeit ist langer als die Aufnahmezeit mit einem Röntgendiagnostikapparat, der gemäß Figur betrieben wird. Die Zeit zwischen dem Zeitpunkt tO und dem AbsehaltZeitpunkt ist aber bei dem erff.indungsgemäßen Röntgendiagnostikapparat wesentlich kurzer als beim Stand der Technik" und ein vom Arzt ausgewähltes Ziel, das aufgenommen werden soll, wird bei der erfindungsgemäßen Leistungssteuerung wesentlich besser erfaßt als bei dem bekannten RÖntgendiagnostikapparat.

Der in der- Figur 4 dargestellte Röntgendiagnostikapparat besitzt einen Drehstrom-Hochspannungstransformator mit einer Primärwicklungsgruppe 1 und zwei Sekundärwicklungsgruppen 2 und j5j welche zwei in Reihe .zueinander liegende Hochspannungsgleichrichter 4 und 5 speisen. Die Verbindungsleitung der Hochspannungsgleichrichter 4 und 5 liegt an Masse. An -den Hochspannungsgleichrichtern 4 und 5 ist eine Röntgenröhre 6 mit einer Drehanode angeschlossen, deren Drehanodenmotor schematisch dargestellt' und mit 7 bezeichnet ist. Zur Erzeugung der Heizspannung für die Röntgenröhre 6 dient ein Heizspannungsgenerator 8. Die Röntgen röhrenspannung wird durch ein Stellglied 9 mit Zündcharakteristik bestimmt, dessen Tastverhältnis der Röntgenröhrenspannung entspricht. Das Stellglied 9 wird von einem Spannungsregler 10 gesteuert, der einen Sollwerteingarig 11 besitzt, an dem ein von einem Sollwertgeber 12 geliefertes, dem Sollwert der Röntgenröhrenspannung entsprechendes Signal liegt. An dem Istwerteingang 1J5-des Spannungsreglers 10 liegt ein Signal, das von einem Spannungsteiler l4 abgegriffen ist und dem Istwert der Röntgenröhr e-ns pannung entspricht.

Dem Heizspannungsgenerator 8 ist am Eingang 15 ein dem Istwert der Röntgenröhrenspanfiung entsprechendes Signal und. am"

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Eingang 16 'ein dem Istwert der Anodendrehzahl entsprechendes Signal zugeführt. Das zuletzt genannte Signal kann beispielsweise von einem Tachogenerator, der mit der Drehanode verbunden ist oder von einem lichtelektrischen Wandler geliefert werden. Die Speisung des Drehanodenmotors 7 erfolgt durch ein Speisegerät 17, das von einem Aufnahmeauslöser ansteuerbar ist, der zwei Schalter 18 und 19 "besitzt. Während einer Durchleuchtung sind die Durchleuchtungsschalter 20 und 21 geschlossen.

Der dargestellte Röntgendiagnostikapparat befindet sich in seinem Durchleuchtungszustand. Sowohl während einer Durchleuchtung als während einer Aufnahme schließt ein Schütz 22 seine Kontakte 23 und schaltet die Primärwicklung 1 des Hochspannungstransformators an das Drehstromnetz an.

Die Durchleuchtung wird mit der am Sollwertgeber 12 eingestellten Röntgenröhrenspannung und mit einem Röntgenröhrenstrom vorgenommen, der im Heizspannungsgenerator 8 fest programmiert und durch den Durchleuchtungsschalter 21 ausgewählt ist. Soll von einer Durchleuchtung auf eine Aufnahme übergegangen v/erden, so werden die Durchleuchtungsschalter ,20 und 21 geöffnet und die Aufnahmeschalter 18 und 19 geschlossen. Der Schalter 18 legt das Speisegerät 17 für den Drehanodenmotor 7 an Spannung, so daß die Drehanode anläuft oder von einer Grunddrehzahl (16 2/3 Hz) auf 150 Hz beschleunigt wird. Im Heizspannungsgenerator 8 ist der Verlauf der Röntgenröhrenleistung in der Abhängigkeit von der Anodendrehzahl fest programmiert und dieses Programm wird beim Schließen des Schalters -19 angewählt. Der Heizspannungsgenerator 8 vergleicht mittels eines Rechners die Signale an seinen Eingängen 15 und 16, d.h. den Istwert der Röntgenröhrenspannung mit dem Istwert der Anodendrehzahl und berechnet "und stellt entsprechend dem in ihm gespeicherten Programm den jeweils zugehörigen Röntgenröhrenstrom über

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den Heizstrom ein. Die Röntgenröhrenleistung verläuft dabei vom Zeitpunkt tO ab, in dem die Schalter 20 und 21 geöffnet und die Schalter 18·und 19 geschlossen werden, gemäß Figur bis zum Zeitpunkt ti. Im Zeitpunkt ti erfolgt dann die Absenkung der Röntgenröhrenleistung in bekannter Weise (fallende Last gemäß Figur 2). Im Rahmen der Erfindung kann aber auch .mit konstanter Röntgenröhrenbelastung vom Zeitpunkt ti ab weitergefahren werden, wenn die Leistung P3 entsprechend gewählt wird. Die Absenkung der Röntgenröhrenleistung vom Zeitpunkt ti ab kann selbstverständlich nicht mehr aufgrund der Signale an den Eingängen 15 und 16 erfolgen, weil ■ vom Zeitpunkt ti ab die Anodendrehzahl konstant ist. Sie muß im Heizspannungsgenerator 18 besonders programmiert werden.

Bei dem Röntgendiagnostikapparat gemäß Figur 4 kann die Durchleuchtungsspannung gleich der Aufnahmespannung sein. Die Erhöhung der Röntgenröhrenleistung erfolgt automatisch durch Erhöhung "des Röntgenröhrenstroms mittels des Heiz— spannungsgenerators 8.· Im Rahmen der Erfindung kann aber auch eine Änderung der Röntgenröhrenspannung und des Rönt-r genrÖhrenstroms beim Übergang von einer Durchleuchtung auf eine Aufnahme erfolgen. Wesentlich für die Erfindung ist, daß jede Aufnahme bei Betätigung des Aufnahmeauslösers unmittelbar an die vorhergehende Durchleuchtung anschließt und die Röntgenröhrenleistung in Abhängigkeit von der Anodendrehzahl gemäß einem vorprogrammierten Verlauf erhöht wird.

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Claims

- 8 Patentansprüche

Γ 1.)Röntgendiagnostikapparat zur Durchleuchtung und Aufnahme mit einer Drehanodenröntgenröhre und einem Leistungssteller zum Erhöhen der Röntgenröhrenleistung beim Übergang von Durchleuchtung auf Aufnahme, dadurch gekennzeichnet'., daß jede Aufnahme bei Betätigung des Aufnahmeauslösers (18., 19) unmittelbar an die vorhergehende Durchleuchtung anschließt, daß dem Leistungssteller (8) ein dem Istwert der Anodendrehzahl entsprechendes Signal zugeführt ist und daß der Leistungssteiler (8) dem zulässigen Verlauf der Röntgenröhrenleistung in Abhängigkeit von der Anodendrehzahl entsprechend programmiert ist und die Einstellung der der jeweiligen Anodendrehzahl zugeordneten Röntgenröhrenleistung bewirkt.

2. Röntgendiagnostikapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungssteiler (8) einaiRechner enthält, der aus den Istwerten der Röntgenröhrenspannung und der Anodendrehzahl entsprechenden Signalen den jeweils zulässigen Röntgenröhrenstrom ermittelt und einstellt.

J). Röntgendiagnostikapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchleuchtung-Röntgenröhrenspannung gleich der Aufnahrner-Röntgenröhrenspannung ist und eine Regeleinrichtung für die Konstanthaltung dieser Spannung vorhanden ist.

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