DE2918353C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine Röntgendiagnostikanlage dieser Art ist in der DE-AS 21 16 705 beschrieben. Die Aufnahmezeit wird dabei durch ein Gerät zur Anfertigung röntgenologischer Schichtaufnahmen vorge­ geben und ist durch die gewählte Bewegungsbahn der Röntgenröhre und des Bildschichtträgers bestimmt. Bei der bekannten Röntgen­ diagnostikanlage bestimmt ein Rechner aus der vorgegebenen Auf­ nahmezeit und dem eingestellten mAs-Produkt den erforderlichen Röntgenröhrenstrom und bewirkt seine Einstellung im Röntgendia­ gnostikgenerator. Bei einem Röntgengenerator, bei dem die Ein­ stellung der Röntgenröhrenspannung über den Heizstrom der Rönt­ genröhre und den dadurch verursachten Spannungsabfall am Gene­ rator-Innenwiderstand erfolgt, ist man aber bei fest vorgegebe­ nen Werten für Röntgenröhrenspannung, mAs-Produkt und Aufnahme­ zeit hinsichtlich der Wahl des Röntgenröhrenstromes nicht frei, sondern an die durch die Spannungsabfallkurven vorgegebenen Arbeitspunkte gebunden. Ferner ist eine exakte Einhaltung des eingestellten mAs-Produktes bei einem Generator, der den Rönt­ genröhrenstrom über einen Rechenkreis aus mAs-Produkt und Auf­ nahmezeit bestimmt und vor der Aufnahme fest einstellt, nicht gewährleistet, da während einer Aufnahme eintretende Schwankun­ gen des Röntgenröhrenstromes nicht berücksichtigt werden.

Es ist bereits bekannt, bei einer Röntgendiagnostikanlage mit Mitteln zur festen Vorgabe der Aufnahmezeit einer Röntgenaufnahme sowie Einstellmitteln für die Röntgenröhrenspannung und den Röntgenröhrenstrom eine Regelung des Röntgenröhrenstromes in einem geschlossenen Regel­ kreis vorzunehmen (US-PS 40 72 865, 37 83 287 und DE-OS 28 41 102). Es ist auch bekannt, die Strahlenintensität einer Röntgenröhre über eine im Primärkreis des Hochspannungstrans­ formators vorgesehene Phasenanschnittsteuerung festzulegen (US-PS 39 78 339). Schließlich ist es auch bekannt, die Rönt­ genröhrenspannung einer Röntgendiagnostikanlage über den Rönt­ genröhrenstrom zu regeln. Der Spannungsabfall im Leistungspfad der Röntgenröhre stellt sich dabei immer so ein, daß die Rönt­ genröhrenspannung konstant gehalten wird (US-PS 39 74 387).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röntgendiagno­ stikanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so aus­ zubilden, daß bei Regelung der Röntgenröhrenspannung über den Heizstrom der Röntgenröhre als Stellgröße das eingestellte mAs- Produkt innerhalb der vorgegebenen Zeit auch exakt eingehalten wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebene Ausbildung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikanlage wirkt der Regel­ kreis für den Röntgenröhrenstrom in Verbindung mit den Ein­ stellmitteln für das mAs-Produkt als mAs-Regler. Das einge­ stellte mAs-Produkt wird aufgrund der Ausregelung von Regelab­ weichungen während einer Aufnahme genau eingehalten. Über die Tastschaltung im Primärkreis des Hochspannungstransformators kann der Mittelwert des Röntgenröhrenstromes durch Beeinflus­ sung des Phasenwinkels verändert werden. Abweichungen der Röntgenröhrenspannung von ihrem Sollwert werden über den Röntgen­ röhrenstrom und den dadurch verursachten Spannungsabfall vor der Röntgenröhre ausgeregelt. Der Mittelwert des Röntgenröhren­ stromes kann unabhängig von der Ausregelung von Röntgenröhren­ spannungsschwankungen über die Phasenanschnittsteuervorrichtung konstant gehalten werden, da bei einer Änderung des Phasenwin­ kels der Mittelwert des Röntgenröhrenstromes und der Spitzen­ wert der Röntgenröhrenspannung nicht proportional zueinander verlaufen. Falls über den Phasenwinkel und die damit verbundene geänderte Form der Röntgenröhrenspannung auch der Scheitelwert der Röntgenröhrenspannung absinkt, greift das Stellglied für den Heizstrom ein und führt den Scheitelwert der Röntgenröhren­ spannung wieder auf den Ausgangswert zurück.

Die Dosis in der Filmebene hängt nicht nur von der Röntgenröh­ renscheitelspannung und dem gewählten mAs-Wert, sondern auch von der Kurvenform der Röntgenröhrenspannung ab, die sich bei einer Änderung des Phasenwinkels ebenfalls ändert. Diesem Ver­ halten kann durch eine Korrektur des eingestellten Sollwertes für die Röntgenröhrenspannung in Abhängigkeit vom Phasenwinkel im Sinne der Erzielung einer festen, von der Kurvenform der Röntgenröhrenspannung unabhängigen Dosis in der Filmebene Rechnung getragen werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er­ läutert. Es zeigt

Fig. 1 das Schaltbild einer Röntgendiagnostikan­ lage nach der Erfindung, und

Fig. 2 eine graphische Darstellung zur Erläute­ rung der Fig. 1.

In der Fig. 1 ist eine Röntgenröhre 1 dargestellt, die ihre Hochspannung von zwei in Reihe zueinanderge­ schalteten Hochspannungsgleichrichtern 2 und 3 er­ hält, die von zwei Sekundärwicklungsgruppen 4 und 5 eines Drehstrom-Hochspannungstransformators 6 ge­ speist werden. Die Speisung der Primärwicklungsgruppe 7 des Hochspannungstransformators 6 erfolgt über einen Schaltschrank 8 vom Drehstromnetz. Der Heizstrom für die Röntgenröhre 1 wird von einem Heiztransformator 9 geliefert, der an einem Stellglied 10 für den Heiz­ strom angeschlossen ist. Das Stellglied 10 wird von dem Ausgangssignal eines kV-Reglers 10 a angesteuert, der einen Sollwerteingang 12 und einen Istwerteingang 13 besitzt. Das Istwertsignal für die Röntgenröhren­ spannung ist an einem Spannungsteiler 14 im Hochspan­ nungskreis abgegriffen. Das Sollwertsignal für den kV-Regler 10 a wird von einem Sollwertgeber 11 gelie­ fert, der über einen Eingang 12 a den kV-Sollwert vom Schaltschrank 8 erhält.

Bei dem Beispiel ist die Aufnahmezeit durch die ge­ wählte Bewegungsbahn eines Röntgenschichtgerätes 14 vorgegeben. Ein der festen Aufnahmezeit entsprechendes Signal wird einem Eingang 15 des Schaltschrankes 8 zugeführt. Am Schaltschrank 8 sind Einstellmittel für das mAs-Produkt und die Röntgenröhrenspannung vorhan­ den. Die Einstellmittel für die Röntgenröhrenspannung erzeugen das Signal für den Eingang 12 a. Die Aufnahme­ zeit wird von einem Zeitschalter 16 geschaltet, wel­ cher von dem Signal am Eingang 15 des Schaltschrankes 8 angesteuert wird.

Die dargestellte Röntgendiagnostikanlage besitzt einen Röntgenröhrenstromregler 17, dem am Eingang 18 ein Sollwertsignal und am Eingang 19 ein Istwertsignal für den Röntgenröhrenstrom zugeführt wird. Das Ist­ wertsignal ist an einem Serienwiderstand 20 im Hoch­ spannungskreis zwischen den beiden Hochspannungsgleich­ richtern 2 und 3 abgegriffen. Das Sollwertsignal am Eingang 18 kann von einem Sollwertgeber 21 erzeugt werden, der das Sollwertsignal aus dem eingestellten mAs-Produkt und der vorgegebenen Aufnahmezeit be­ stimmt. Im gezeigten Beispiel wird aber für jeden Zeit­ wert nur ein mA-Sollwert gebildet. Die mAs-Abstufung erfolgt durch entsprechende Verstärkungsumschaltung des Röntgenröhrenstromreglers 17.

Das Ausgangssignal des Röntgenröhrenstromreglers 17, das der Differenz zwischen dem Ist- und Sollwert des Röntgenröhrenstromes entspricht, wird einem PI-Regler 17 a zugeführt, der über eine Leitung 22 eine Phasen­ anschnittsteuervorrichtung 23 im Primärkreis des Hoch­ spannungstransformators ansteuert und den Phasenwin­ kel α bestimmt, währenddessen die Netzspannung auf den Hochspannungstransformator 6 durchgeschaltet wird. Die Phasenanschnittsteuervorrichtung 23 ist in den beiden Phasen R und S eingeschaltet und wird durch die Phasen R und T synchronisiert. Eine Phasenanschnitt­ steuervorrichtung, die hier verwendbar ist, ist in der DE-PS 24 01 774 beschrieben. Der Phasenwinkel α wird beim Auftreten einer Differenz zwischen dem Soll- und dem Istwert des Röntgenröhrenstromes verändert, bis die Differenz Null ist.

Innerhalb eines vorbestimmten Bereiches bis zu einem Phasenwinkel von 120° kann der Mittelwert des Röntgen­ röhrenstromes über den Phasenwinkel verändert werden, ohne daß sich der Spitzenwert der Röntgenröhrenspan­ nung ändert. Wird dieser Bereich überschritten, so ändert sich bei einer weiteren Änderung des Phasen­ winkels außer dem Mittelwert des Röntgenröhrenstromes auch der Spitzenwert der Röntgenröhrenspannung. Da­ durch tritt der kV-Regler 10 a in Aktion und beein­ flußt über das Stellglied 10 den Heizstrom der Rönt­ genröhre 1 und damit zusätzlich den Röntgenröhren­ strom. Diese zusätzliche Röntgenröhrenstromänderung muß über eine weitere Veränderung des Phasenwinkels der Phasenanschnittsteuervorrichtung 23 wieder kompen­ siert werden. Im eingeschwungenen Zustand des Regel­ kreises entsprechen also immer Röntgenröhrenstrom und Röntgenröhrenspannung den eingestellten Sollwerten.

Zur Korrektur der Dosisänderung in der Filmebene bei einer Änderung der Kurvenform der Röntgenröhrenspan­ nung wird der vom Schaltschrank 8 gelieferte Sollwert für die Röntgenröhrenspannung im Sinne einer Dosis­ korrektur im Sollwertgeber 11 in Abhängigkeit vom Phasenwinkel α korrigiert.

Die Grundeinstellung des Röntgenröhrenstromes (Ar­ beitspunkt I, Fig. 2) vor einer Aufnahme kann über das Stellglied 10 erfolgen. Hierbei ist der Heizstrom der Röntgenröhre 1 eine Funktion der gewählten Innen­ widerstandsgeraden, des eingestellten mAs-Produktes und der eingestellten Röntgenröhrenspannung. Der Über­ gang vom Arbeitspunkt I auf den benötigten Arbeits­ punkt II erfolgt über die Phasenanschnittsteuervor­ richtung 23.

Anstelle der Phasenanschnittsteuervorrichtung 23 kann als Tastschalter auch ein elektronischer Schalter vor­ gesehen sein, der mit einem Tastverhältnis betätigt wird, das dem für das gewünschte mAs-Produkt erforder­ lichen Mittelwert des Röntgenröhrenstromes entspricht und netzsynchron derart betätigt wird, daß der Schei­ telwert der Röntgenröhrenspannung bei Änderung des Tastverhältnisses konstant bleibt und der im Gleich­ stromzweig einer Gleichrichterbrücke im Primärkreis liegt.

Claims (4)

1. Röntgendiagnostikanlage mit Mitteln zur festen Vorgabe der Aufnahmezeit einer Röntgenaufnahme sowie Einstellmitteln für die Röntgenröhrenspannung und das mAs-Produkt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regelkreis (17 bis 23) für den Röntgenröhrenstrom vorhanden ist, der den Röntgenröh­ renstrom aufgrund der festen Aufnahmezeit und des eingestellten mAs-Produktes regelt, daß als Stellglied (23) für den Röntgen­ röhrenstrom eine im Primärkreis des Hochspannungstransformators (7) angeordnete Tastschaltung vorgesehen ist, daß ein Regel­ kreis (10 bis 14) für die Röntgenröhrenspannung vorhanden ist, und daß als Stellglied (10) für die Röntgenröhrenspannung Mit­ tel zur Einstellung des Heizstromes der Röntgenröhre (1) vor­ handen sind, so daß sich der durch den Röntgenröhrenstrom ver­ ursachte Spannungsabfall im Röntgendiagnostikgenerator so ein­ stellt, das die gewünschte Röntgenröhrenspannung vorhanden ist.

2. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Regelkreis (10 bis 14) für die Röntgenröhrenspan­ nung ein Sollwertgeber (11) eingeschaltet ist, der den vom Schaltschrank (8) gelieferten Sollwert in Abhängigkeit vom Phasenwinkel (α) im Sinne der Er­ zielung einer festen Dosis in der Filmebene korri­ giert.

3. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Tastschaltung von einer Phasenanschnittsteuervorrich­ tung (23) gebildet ist.

4. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Tastschaltung einen elektronischen Schalter aufweist, der mit einem Tastverhältnis betätigt wird, das dem gewünschten Röntgenröhrenstrom entspricht und netz­ synchron derart betätigt wird, daß der Scheitelwert der Röntgenröhrenspannung bei Änderung des Tastver­ hältnisses konstant bleibt und der im Gleichstrom­ zweig einer Gleichrichterbrücke im Primärkreis liegt.