DE2527750B2

DE2527750B2 - Röntgenaufnahmeeinrichtung mit einer einen Detektor aufweisenden Belichtungssteuerung

Info

Publication number: DE2527750B2
Application number: DE2527750A
Authority: DE
Inventors: David Webster Cowell; Frieder H. Rochester Ensslin
Original assignee: Sybron Corp
Current assignee: Sybron Transition Corp
Priority date: 1974-06-24
Filing date: 1975-06-21
Publication date: 1980-09-04
Also published as: US3932756A; JPS5124890A; DE2527750A1; CA1042562A

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenaufnahmeeinrichtung, mit einer Röntgenstrahlungsquelle, mit einem für Röntgenstrahlung empfindlichen Film und mit einem in der Nähe des Films angeordneten Detektor, der ein der auftreffenden Röntgenstrahlung entsprechendes Detektorsignal abgibt, wobei Detektor und Strahlungsquelle gemeinsam gegenüber einem zu durchstrahlenden Objekt durch einen Antrieb bewegbar sind und wobei die Belichtung des Films nach Maßgabe des Detektorsignals gesteuert wird.

Eine solche Einrichtung stellt ein Panorama-Röntgen-Apparat für Körperaufnahmen dar. Bei einem Röntgen-Apparat für Körperaufnahmen wird beispielsweise auf der einen Seite des Kopfes eines Patienten eine Röntgenstrahlungsquelle und auf der gegenüberliegenden Seite des Kopfes eine Filmkassette oder ein Halter zum Transport eines Filmstreifens zum Aufnehmen νοπ Röntgenbiidern angeordnet. Die Röntgenstrahlenquelle und die Filmkassette kreisen in einem vorherbestimmten Weg um den Kopf des Patienten, wodurch ein Bereich der Zähne des Patienten in der interessierenden Bildebene abgebildet wird. Wenn die Vorderzähne geröntgt werden, muß die Röntgenstrahlenquelle hinter dem Nacken des Patienten stehen, die Filmkassette hingegen in der Nähe der Lippen des Patienten. Wenn Backenzähne geröntgt werden, ist die Röntgenstrahlenquelle auf einer Seite des Gesichts des Patienten, die Kassette auf der anderen Seite angeordnet Bei der Röntgenaufnahme durch den Nacken des Patienten muß das Röntgenstrahlenbündel durch Kopf, Wirbel und Röntgenstrahlen absorbierende Körpergewebe hindurch. Bei der Aufnahme der Zähne von der Seite des Patienten her erfährt die Röntgenstrahlung deitgegenüber merklich kleinere Abschwächung. Da der Röntgen-

film einen sehr begrenzten Bereich der Belichtungszeiten aufweist, wird ohne Kompensation deshalb ein vorgegebener Röntgenstrahl durch die Backenzähne den Film überbelichten, durch die Vorderzähne aber unterbelichten.

Aus der DE-PS 10 19 163 ist eine Röntgenaufnahmeeinrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der die Röntgenstrahlenquelle und der Röntgenstrah-Ien-Detektor ortsfest sind. Das Objekt — hier die zu röntgenden Zähne eines Patienten — ist zwischen der Röntgenstrahlenquelle und dem Röntgenstrahlen-Detektor drehbar angeordnet Um den Hinterkopf des Patienten ist ein einstellbarer Bügel gelegt, an dem sich ein Abtastorgan beim Drehen abstützt und hierbei über eine Stange die Einstellung eines Potentiometers verändert Durch diese Veränderung wird die Strahlungsintensität der Röntgenstrahlenquelle geändert

Um den Kiefer, d. h. die Vorderseite des Gesichts des Patienten, ist ein röntgenstrahlungsempfindlicher Film gelegt, der bei der Drehung des Kopfes des Patienten dessen durchleuchtete Zähne abbildet Der Röntgenstrahlen-Detektor mißt hierbei die durch den Kiefer hindurchgetretene Röntgenstrahlung und steuert so die Röntgenstrahlenquelle im Sinne einer gleichmäßigen Schwärzung des Röntgenfilms.

Infolge des Aufiiegens des Röntgenfilms auf dem Gesicht des Patienten ist der Abstand vom Film zu dem Röntgenstrahlen-Detektor einerseits von der Kieferform des Patienten, andererseits dem jeweiligen Drehwinkel des Patientenkopfes abhängig und damit nicht genau definiert Um die Intensität der von dem Röntgenstrahlendetektor aufgefangenen Röntgenstrahlung auf die tatsächliche Intensität im Bereich des Röntgenfilms umzurechnen, ist es erforderlich, daß das von dem Röntgenstrahlen-Detektor abgegebene Ausgangssignal mittels eines Korrekturfaktors gewichtet wird. Hierzu muß durch ein ebenfalls mit dem Abtastorgan gekoppeltes Steuerorgan das Ausgangssignal des Röntgensirahlen-Detektors verändert werden.

so Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt die Aufgabe der Erfindung darin, eine Röntgenaufnahmeeinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die richtige Belichtung des Films ohne Veränderung der von Röntgenstrahlenquelle gelieferten Strahlungs-

intensität erzielt wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Röntgenaufnahmeeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Detektor und die Strahlungsquelle gemeinsam mit dem Film durch den Antrieb bewegt werden und daß die Geschwindigkeit des Antriebs mittels einer das Detektorsignal als Sollwert und ein der Antriebsgeschwindigkeit entsprechendes Signal als Istwert vergleichenden Regeleinrichtung gleichsinnig mit dem Detektorsignal verändert

ιΊ wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Röntgenaufnahmeeinrichtung mit einer Röntgenstrahlungsquelle, die eine modulierte Röntgenstrahlung liefert, besteht darin,

daß zwischen dem Detektor und der Regeleinrichtung ein mit einem aktiven Tiefpaß-FÜter in Serie geschaltetes aktives Bandpaß-Filter liegt, dessen Mittelfrequenz der Modulationsfrequenz entspricht

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgese- s hen, daß die Regeleinrichtung einen Rückkoppiungszweig zur Erzeugung eines Rückkopplungssignals als Funktion der Bewegungsgeschwindigkeit des Antriebs und eine Schaltung zum Vergleich des Rückkopplungssignals mit dem Detektorsignal aufweist, die ein Steuersignal liefert, welches Ober eine Steuerschaltung die Geschwindigkeit des Antriebs beeinflußt

Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert In den Zeichnungen zeigt ι s

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Schaltung und eine schematisehe Darstellung einer Röntgenaufnahmeeinrichtung,

Fig.2 ein schematisches Schaltbild der an den Ausgang des Rönigenstrahlen-Detektors gemäß F i g. 1 angeschlossenen Schaltung.

Fig. 1 stellt ein schematisches Blockdiagramm einer Röntgenaufnahmeeinrichtung dar. Eine Röntgenstrahlungsquelle 46 und eine Filmkassette 48 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Schädels 50 eines Patienten angeordnet Beide Teile, die Röntgenstrahlungsquelle 46 und die Kassette 48, kreisen um den Schädel 50 in einem vorherbestimmten Weg und bilden dabei einen Teil des Dentalbereichs scharf ab. Hierbei wird eine Rundblick- bzw. Panorama-Aufnahme oder ein kontinuierlich belichteter Filmstreifen mit im wesentlichen allen Zähnen des Patienten und dessen Kiefer bei nur einer Aufnahme erhalten.

Beim gleichzeitigen Kreisen der Elemente 46,48 stellt der Filmstreifen in der Kassette fortlaufend Bilder des Kiefers des Patienten her.

Dadurch, daß ein Detektor 10 in der Nähe der Filmkassette 48 angeordnet ist, wird ein der Intensität der Röntgenstrahlung entsprechendes Signal erhalten. Dieses Signal wird benötigt, um die Drehgeschwindigkeit beim Kreisen der Quelle zu steuern. B°.i einigen Anwendungen ist es nicht wünschenswert die Intensität zu ändern, einerseits wegen der Hochspannung, andererseits weil die Kompensationsschaltung für die Netzspannuiigs-Schwankungen sich im allgemeinen « nicht für Intensitäts-Steuerschaltungen eignet

Es wird deshalb die Geschwindigkeit des Apparates geändert

Die Röntgenaufnahmtfiinrichtung weist gemäß F i g. 1 einen Stellmotor 52 auf, um durch einen so mechanischen Antrieb 54 die Röntgenstrahlungsquclk 46 und die zugehörige Filmkassette 48 um den Schädel des Patienten zu bewegen. Ein Rückkopplungsnetzwerk 56 führt ein der Drehgeschwindigkeit des Stellmotors 52 entsprechendes Rückkopplungssignal einer Summationsschaltung 58 zu. Das Ausgangssignal des Detektors 10 wird von Verstärkern 32, 42 verstärkt von einer Spitzenwert-Gleichrichterschaltung 44 gleichgerichtet und dann der Summationsschaltung 58 zugeführt Die Differenz zwischen der Amplitude des Rückkopplungs- w signals und dem Signal des Spitzenwert-Gleichrichters 44 wird von einem Stellmotor-Verstärker 60 verstärkt, der die Drehgeschwindigkeit des Stellmotors 52 steuert. Wenn die Röntgenstrahlen beispielsweise durch die Seite des Schädels eines Patienten hindurchgeschickt werden, wobei die Abschwächung der Röntgenstrahlen am kleinsten ist, wird der Ausgang des Detektors einen hohen Pegel aufweisen und die Geschwindigkeit des Stellmotors 52 vergrößert werden, um die Einheit schneller zu bewegen, wodurch die Aufnahmezeit verkürzt wird.

Beim anderen Extremfall, beim Röntgen der Vorderzähne, müssen die Röntgenstrahlen die Schädelbasis und Wirbel passieren, wobei die Abschwächung größer ist was einen niedrigeren Pegel des Detektor-Ausgangs zur Folge hat, so daß der Stellmotor langsamer bewegt wird, wobei eine längere Aufnahmezeit erhalten wird.

Fig.2 stellt ein schematisches Blockdiagramm der mit dem Detektor verbundenen Schaltung einer Röntgenaufnahmeeinrichtung dar, bei der die Intensität der Röntgenstrahlung eine Modulation aufweist Die Ansprechgeschwindigkeit des Detektors muß genügend schnell sein, um der Modulation der Röntgenstrahlen zu folgen. Beim Einfall einer moduliert:) Röntgenstrahlung wird der Detektor demgemäß ein Ausgangssignal abgeben, dessen Amplitude eine Funktion der Intensität der Röntgenstrahlung ist und das dieselbe Periode wie die Modulation aufweist. Die Anwesenheit einer Wechselstromkomponente in dem Ausgangssignal ist günstig, da es wohlbekannt ist daß Wechselspannungsverstärker driftärmer als Gleichspannungsverstärker sind.

Das Ausgangssignal des Detektors 10 wird von einem Gleichspannungsverstärker 32 verstärkt Dieser Verstärker hat an seinem Eingang 30 einen sehr kleinen Eingangswiderstand, der angenähert einen Kurzschluß darstellt so daß der Detektor sich wie eine Stromquelle verhält Der geringe Widerstand des Verstärkungseingangs ist erwünscht da er die Störung durch Rauschsignale klein hält Der Gleichspannungsverstärker 32 umfaßt einen rauscharmen Operationsverstärker 34, mit dem ein Rückkopplungsnetzwerk 36 mit einem Widerstand 38 und einem zu diesem parallel geschalteten Kondensator 40 verbunden ist Das Rückkopplungsnetz*;erk 36 wirkt dämpfend bei höheren Frequenzea Deshalb wirkt der Verstärker als ein Tiefpaß-Filter mit einer Grenzfrequenz, die über der Frequenz der Modulation liegt Diese Anordnung stabilisiert die Verstärkung der Schaltung und verkleinert des weiteren das Hochfrequenzrauschen, das eventuell erzeugt worden ist Der Ausgang des Gleichspannungsverstärkers gibt ein verstärktes Signal ab, dessen Wert sich aus dem Produkt des Wertes des Widerstandes 38 und dem Signalstrom des Detektors ergibt

Der Ausgang des Gleichspannungsverstärkers ist mit dem Eingang eines Wechselstromverstärkers 42 verbunden. Der Wechselstromverstärker 42 mit Widerständen 43 und Kondensatoren 45 ist als Bandpaß geschaltet dessen Mittenfrequenz die gleiche wie die Modulationsfrequenz der modulierten Röntgenstrahlenquelle ist. Die Eigenschaften des Bandpasses des zweiten Verstärkers eliminieren Rauschen außerhalb dessen Bandbreite jbenso wie jegliche Gleichstromkomponente des Signals, die in der Einhüllenden vorhanden sein kann. Der Spitzenwert-Gleichrichier 44 wandelt das Signal in eine Gleichspannung um, deren Betrag gleich der Spitzenspannung des Ausgangssignals des Detektors 10 ist und eine Funktion der Intensität der Röntgenstrahlung dars.ellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

t. Röntgenaufnahmeeinrichtung, mit einer Röntgenstrahlungsquelle, mit einem für Röntgenstrahlung empfindlichen Film und mit einem in der Nähe des Films angeordneten Detektor, der ein der auftreffenden Röntgenstrahlung entsprechendes Detektorsignal abgibt, wobei Detektor und Strahlungsquelle gemeinsam gegenüber einem zu durchstrahlenden Objekt durch einen Antrieb bewegbar sind und wobei die Belichtung des Films nach Maßgabe des Detektorsignals gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (10) und die Strahlungsquelle (46) gemeinsam mit dem Film (48) durch den Antrieb (52, 54) bewegt werden und daß die Geschwindigkeit des Antriebs (52,54) mittels einer das Detektorsignal als Sollwert und ein der Antriebsgeschwindigkeit entsprechendes Signal als Istwert vergleichenden Regeleinrichtung (56,58..S0) gleichsinnig mit dem Detektorsignal verändert wird.
2. Röntgenaufnahmeeinrichtung mit einer Röntgenstrahlungsquelle, die eine modulierte Röntgenstrahlung liefert, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Detektor (10) und der Regeleinrichtung ein mit einem aktiven Tiefpaß-Filter (32) in Serie geschaltetes aktives Bandpaß-Filter (42) liegt, dessen Mittelfrequenz der Modulationsfrequenz entspricht
3. Röntgenaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung einen Rückkopplung ,zeig (56) zur Erzeugung eines Rückkopplungssignals als Funktion der Bewegungsgeschwindigkeit des "intriebs (52, 54) und eine Schaltung (58) zum Vergleich des Rückkopplungssignals mit dem Detektorsignal aufweist, die ein Steuersignal liefert, welches über eine Steuerschaltung (60) die Geschwindigkeit des Antriebs (52,54) beeinflußt.