DE2918905C2 - Röntgenapparat für medizinische Zwecke mit einem Röntgenbelichtungsautomaten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Röntgenapparat für medizinische Zwecke mit einem Röntgenbelichtungsautomaten, wobei der Röntgenapparat einen mit seiner Sekundärseite mit einer Röntgenröhre verbundenen, die Betriebsspannung für die Röntgenröhre liefernden Hochspannungstransformator, dessen Primärkreis über eine Schalteinrichtung an eine Spannungsquelle anschließbar ist, eine Heizstromquelle für die Röntgenröhrenheizung und einen Vorheizzeitgeber zum Einstellen einer vorbestimmten Vorheizdauer der Röntgenröhre und zum Anschalten der Spannungsquelle an die Primärseite des Hochspannungstransformators erst nach Verstreichen der vorbestimmten Vorheizdauer im Zusammenwirken mit einem Nulldurchgangsdetektor aufweist der den Zeitpunkt der Beaufschlagung der Röntgenröhre mit der Betriebsspannung auf einen dem Ende der Vorheizdauer folgenden Nulldurchgang der angelegten Wechselspannung festlegt und wobei der Röntgenbelichtungsautomat mit einem einen photoelektrischen Wandler aufweisenden Röntgenstrahlungsdetektor, einer dem Röntgenstrahlungsdetektor nachgeschalteten, einen Verstärker und ein Integrierglied aufweisenden Meßschaltung, einer Stellstufe zum Voreinstellen eines Sollwertes einer zu applizierenden Röntgenstrahlungsdosis und einer Vergleicherstufe versehen ist die das integrierte Signal des Röntgenstrahlungsdetektors mit dem Sollwert vergleicht und an die Schalteinrichtung ein Abschaltsignal liefert, wenn das integrierte Signal den Sollwert erreicht.

Ein Röntgenapparat dieser Art gehört als Gegenstand einer älteren, in der nicht veröffentlichen DE-OS 28 33 282 offengelegten Anmeldung zum Stand der Technik. Er gewährleistet daß die erforderliche Vorheizung der Röntgenröhre vor Einschalten der Hochspannung automatisch erfolgt und Störungen durch zu abruptes Anlegen der Hochspannung vermieden werden. Dabei ist als Röntgenstrahlungsdetektor eine Photodiode mit nachgeschaltetem Verstärker vorgesehen. Der Röntgenstrahlungsdelektor soll am Bestrahlungsort angeordnet werden. Letzteres ist jedoch in der Praxis häufig umständlich. Durch Unachtsamkeit beim Anordnen des Röntgenstrahlungsdetektors kann es außerdem zu Fehlmessungen kommen.

Es ist auch ein Röntgenstrahier mit einer Einrichtung zum Messen der abgegebenen Röntgenstrahlendosis bekannt (DE-AS 1140 651), der eine in einem für Röntgenstrahlung undurchlässigen Gehäuse angeordnete Röntgenröhre und einen mit dem Gehäuse verbundenen und an seinem von der Röntgenröhre abgewendeten Ende offenen Kollimator aufweist, in dem weitere das aus dem Kollimator austretende

Röntgenstrahlungsbündel begrenzende Kollimationsmittel in Form von zwei Lamellenpaaren sowie ein Röntgenstrahlungsdetektor angeordnet sind. Der Röntgenstrahlungsdetektor besteht dabei aus einer Ionisationskammer, die sich zwischen dem offenen Ende des Kollimators und der von den Lamellenpaaren gebildeten Tiefenblende befindet und die relativ aufwendig und heikel ist Des weiteren ist es bekannt (DE-OS 27 44 808), den Kollimator eines Röntgenstrahlers zylindrisch auszubilden. Schließlich ist eine Vorrichtung zum Prüfen von Gepäckstücken mittels Röntgenstrahlung bekannt (DE-OS 25 32 218), bei der ein im wesentlichen aus einem Röntgenfluoreszenz-Leuchtschirm und einem piezoelektrischen Wandler bestehender Röntgenstrahlungsdetektor vorgesehen ist, um zu prüfende Gepäckstücke im Störungsfall vor einer Röntgenstrahlungsüberdosis zu schützen, indem die Hochspannungsversorgung des Röntgenstrahlers abgeschaltet wird, wenn die Intensität und/oder die Zeitdauer der Röntgenbestrahlung einen vorbestimmten Wert übersteigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Röntgenapparat der eingangs genannten Art den Röntgenstrahlungsdetektor in den Kollimator des Röntgenstrahlers in kompakter Weise zu integrieren und den Detektor zugleich der Einwirkung äußerer Strahlung zu entziehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Röntgenstrahlungsdetektor aus einem Röntgenfluoreszenz-Leuchtschirm und dem photoelektrisehen Wandler besteht, die innerhalb eines zylindrischen Kollimators angeordnet sind, der mit einem für Röntgenstrahlung undurchlässigen, die Röntgenröhre umschließenden Gehäuse verbunden und an seinem von der Röntgenröhre abgewendeten Ende offen ist, und daß auf der der Röntgenröhre zugewendeten und auf der von der Röntgenröhre abgewendeten Seite des Röntgenstrahlungsdetektors jeweils ein lichtundurchlässiges Filter angeordnet ist.

Bei dem Röntgenapparat nach der Erfindung bilden der Röntgenstrahier und der Röntgenstrahlungsdetektor eine kompakte Einheit. Ein umständliches gesondertes Anordnen des Röntgenstrahlungsdetektors am Bestrahlungsort erübrigt sich. Fehlmessungen ist dadurch und durch die lichtundurchlässigen Filter wirkungsvoll vorgebeugt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist auf der dem Gehäuse zugewandten Seite des Kollimators ein Kollimatorring angeordnet, der das Röntgenstrahlenbündel auf einen Austrittswinkel begrenzt, der größer >» als der Austrittswinkel des den Kollimator verlassenden Röntgenstrahlenbündels ist. Der Kollimatorring sorgt dabei für eine Vorbündelung. Zur weiteren Bündelung der Röntgenstrahlen ist zweckmäßig eine Blendenscheibe in dem Kollimator auf der von der Röntgenröhre abgewendeten Seite des RöntgenstrahlungsdeteKtors angeordnet. Der Röntgenstrahlungsdetektor kommt dabei in Axialrichtung zwischen den Kollimatorring und die Blendenscheibe zu liegen.

Ein besonders einfacher und stabiler Aufbau wird erhalten, wenn der Kollimator in seinem in Längsrichtung mittleren Bereich mit einem nach innen vorspringenden Flanschring versehen ist, an dem das auf der von der Röntgenröhre abgewendeten Seite des Röntgenstrahlungsdetektors sitzende Filter, die Blendenscheibe b5 sowie über Abstandsringe der Röntgenstrahlungsdetektor und das auf der der Röntgenröhre zugewendeten Seite des Röntgenstrahlungsdetektors sitzende Filter abgestützt sind. Dabei kann zweckmäßig der photoelektrische Wandler auf einer gedruckten Leiterplatte sitzen, die zwischen den Abstandsringen gehalten ist

Vorzugsweise ist ferner der Kollimatorring mittels eines Adapters koaxial zu dem Kollimator sowie mittels weiterer Abstandsringe in vorbestimmtem Axialabstand von dem Röntgenstrahlungsdetketor gehalten. Dies trägt gleichfalls zu der kompakten und robusten Bauweise der aus Röntgenstrahier und Röntgenstrahlungsdetektor bestehenden Einheit bei.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Röntgenapparates und

Fig.2 einen Längsschnitt durch die aus Röntgenstrahier und Röntgenstrahlungsdetektor bestehende Einheit des Röntgenapparats nach F i g. 1.

Bei dem Röntgenapparat gemäß dem Blockschaltbild nach F i g. 1 ist eine Röntgenröhre 1 mit der Sekundärseite eines Hochspannungstransformators 2 verbunden. Eine Schalteinrichtung 3 ist an die Primärseite des Hochspannungstransformators 2 angeschlossen. Ferner sind vorgesehen ein Röntgenstrahlungsdetektor 4 mit einem Vorverstärker, ein Verstärker 5, ein Integrierglied 6, eine Vergleicherstufe 7, eine Stellstufe 8 für die zu applizierende Röntgenstrahlungsdosis, eine Stelleinrichtung 9 zur wahlweisen Einstellung des Verstärkungsfaktors des Verstärkers 5, ein Vorheizzeitgeber 10 für den Heizfaden der Röntgenröhre, ein Nulldurchgangsdetektor 11 und ein Hilfszeitgeber 12 zur Vorgabe einer maximalen Röntgenbestrahlungsdauer.

Wenn eine Röntgenaufnahme hergestellt werden soll, werden zunächst der Verstärkungsfaktor und die Röntgenstrahlungsdosis mittels der Stelleinrichtung 9 und der Stellstufe 8 in Abhängigkeit von dem verwendeten Film, dem betreffenden Körperteil des Patienten und den Eigenschaften des einzelnen Patienten (beispielsweise je nach dem, ob es sich um ein Kind oder einen Erwachsenen handelt) vorgegeben. Wenn ein nicht gezeigter Startschalter gedrückt wird, wird Vorheizspannung von dem Hochspannungstransformator 2 über den Vorheizzeitgeber 10 an den Heizfaden der Röntgenröhre 1 angelegt, wodurch die Röntgenröhre 1 in Betriebsbereitschaft für die Röntgenaufnahme gesetzt wird. Nach dem Verstreichen der mittels des Vorheizzeitgebers 10 vorgewählten Vorheizzeitdauer geht von diesem ein Signal für das Auslösen der Bestrahlung über den Nulldurchgangsdetektor 11 zur Schalteinrichtung 3 die den Hochspannungstransformator 2, einschaltet, so daß dessen Hochspannungs-Sekundärseite eine Röhrenbetriebsspannung an die Röntgenröhre 1 liefert. Dadurch wird die Röntgenaufnahme ausgelöst. Der Nulldurchgangsdetektor U ist so ausgelegt, daß er die sinusförmige Betriebsspannung stets von dem Spannungsnullpegel ausgehend auf die Röntgenröhre 1 schaltet und damit das Anlegen einer plötzlichen hohen Spannung an die Röntgenröhre 1 verhindert. Gleichzeitig beginnt der Hilfszeitgeber 12 aufgrund eines Signals zu arbeiten, das das Ende der Vorheizzeit erkennen läßt. Wenn die Röntgenröhre 1 mit der Emission von Röntgenstrahlen beginnt, wird die Röntgenstrahlungsdosis mittels des Röntgenstrahlungsden.ktors 4 erfaßt und in ein elektrisches Ausgangssignal umgesetzt. Dieses Ausgangssignal wird vom Verstärker 5 verstärkt, anschließend von dem Integrierglied 6 integriet und dann der Vergleicherstufe 7 als

Istwert zugeleitet Der Vergleicherstufe 7 wird außerdem der Sollwert der Röntgenstrahlungsdosis zugeführt, der an der Stellstufe 8 voreingestellt wurde, !stund Sollwert werden in der Vergleicherstufe 7 miteinander verglichen. Wenn der integrierte Wert und der Sollwert der Röntgenstrahlungsdosis nach fortgesetzter Röntgenbestrahlung miteinander übereinstimmen, geht ein Vergleichersignal an die Schalteinrichtung 3. Die Energiezufuhr zur Primärseite des Hochspannungstransformators 2 wird unterbrochen. Infolgedessen wird selbst dann, wenn sich aufgrund von Netzspannungsschwankungen die Röhrenbetriebsspannung oder andere Parameter ändern, eine exakte Dosis an Röntgenstrahlen emittiert. Falls aufgrund einer Störung oder anderer Ursachen kein Signal von der Vergleicherstufe 7 an die Schalteinrichtung 3 übermittelt wird, obwohl Übereinstimmung zwischen dem integrierten Wert und dem Sollwert der Röntgenstrahlungsdosis vorliegt, geht an Stelle des Vergleichersignals ein Abschaltsignal von dem Hilfszeitgeber 12 an die Schalteinrichtung 3, wodurch die Röntgenröhre 1 ausgeschaltet wird.

Der Röntgenstrahier weist gemäß F i g. 2 einen zylindrischen Kollimator 13 auf, dessen Innenfläche zum Schutz gegen das Durchlassen von Röntgenstrahlen mit einer Bleischicht 16 ausgekleidet ist. Die Bleischicht 16 reicht von einer öffnung 15 an dem auf den Patienten zugerichteten Ende des Kollimators 13 bis zu einem Flanschring 14, der etwa in der Mitte des Kollimators 13 von dessen Innenseite aus nach innen ragt. Eine aus Blei bestehende Blendenscheibe 17 und eine gedruckte Leiterplatte 18 sind in dem der Röntgenröhre 1 zugewendeten Teil des Kollimators 13 montiert Sie werden mit Bezug auf den Flanschring 14 über einen Abstandsring 19a gehalten. Ein Röntgenfluoreszenz-Leuchtschirm 21 und ein lichtundurchlässiges Filter 22 sind gegenüber der Leiterplatte 18 mittels eines kurzen Abstandsringes 20 festgelegt Eine Leiterplatte 23 wird mittels eines Abstandsringes 19£> mit Bezug auf das Filter 22 festgelegt. An der Leiterplatte 23 ist ein Anschluß 24 für ankommende und abgehende Signale befestigt Der Anschluß 24 ist mit einem auf der Leiterplatte 18 sitzenden photoelektrischen Wandler 25 verbunden. Der Wandler 25 bildet zusammen mit einem Röntgenfluoreszenz-Leuchtschirm 21 den Röntgenstrahlungsdetektor 4, der die aufgenommenen Röntgenstrahlen in ein elektrisches Signal umsetzt. Dieses Signal geht über den Anschluß 24 an der Verstärker 5 (F i g. 1).

Eine äußere Röntgenröhrenabdeckung 27 sitzt in einem Gehäuse 26, das mit dem anderen Ende des Kollimators 13 fest verbunden, beispielsweise verschraubt oder verschweißt ist Innerhalb der Röntgenröhrenabdeckung 27, die aus einem dünnen Film besteht und in einem vorbestimmten Abstand 28 von dem Gehäuse 26 angeordnet ist, befinden sich die Röntgenröhre 1 und der Hochspannungstransformator 2. Ein zylindrischer Kollimatorring 29 ist vorgesehen, um die von der Röntgenröhre 1 abgegebenen Röntgenstrahlen in den Kollimator 13 zu leiten. Der Kollimatorring 29 wird mittels eines Adapters 30 koaxial zu dem Kollimator 13 gehalten. Ein Abstandsring 19c gibt die Relativlage zwischen der Leiterplatte 23 und dem Kollimatorring 29 vor. Die Abstandsringe 19a, 19Zj, 19c und 20, die Röntgenabdeckung 27, der Kollimatorring 29 und die Bleischicht 16 verhindern ein unerwünschtes Austreten von Röntgenstrahlen, die von der Röntgenröhre 1 kommen. Zwischen dem Flanschring 14 und der Blendenscheibe 17 befindet sich benachbart diesen ein dünnes lichtundurchlässiges Filter 31. Die Filter 31 und 22 schützen den Röntgenstrahlungsdetektor gegen die Einwirkung von äußerer Strahlung. Die Blendenscheibe 17 hat die Aufgabe, gestreute Röntgenstrahlen zu bündeln, die innerhalb des Kollimators 13 diffus reflektiert werden. Dadurch lassen sich die vom einen Ende des Kollimators 13 austretenden Röntgenstrahlen genau lenken, so daß sichergestellt ist, daß die Röntgenstrahlen auf einen bestimmten Bestrahlungsbereich außerhalb des Kollimators 13 fallen.

Wenn an die Röntgenröhre 1 Betriebsspannung angelegt wird, werden Röntgenstrahlen emittiert. Weil die Röntgenröhre 1 innerhalb der geschlossenen Röntgenröhrenabdeckung 27 sitzt, gelangen die Röntgenstrahlen in den Kollimator 13, während für eine Bündelung der Strahlen in einem Winkel gesorgt wird, der durch den Kollimatorring 29 bestimmt wird. Eine weitere Bündelung zu dem beabsichtigten Strahlenbündel erfolgt mittels der in dem Kollimator 13 sitzenden Blendenscheibe 17. Die Röntgenstrahlen verlassen dann den Kollimator 13 über die öffnung 15, um auf den Patienten zu treffen. Gleichzeitig fallen Röntgenstrahlen auf den Röntgenfluoreszenz-Leuchtschirm 21. Ein elektrisches Signal, das proportional der auf den Röntgenfluoreszenz-Leuchtschirm 21 auffallenden Strahlung ist, wird von dem photoelektrischen Wandler über den Anschluß 24 nach außen gegeben und geht dem Verstärker 5 zu. Die Arbeitsweise läuft dann wie oben in Verbindung mit F i g. 1 erläutert ab.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 Patentansprüche:

1. Röntgenapparat für medizinische Zwecke mit einem Röntgenbeüchtungsautomaten, wobei der Röntgenapparat einen mit seiner Sekundärseite mit einer Röntgenröhre verbundenen, die Betriebsspannung für die Röntgenröhre liefernden Hochspannungstransformator, dessen Primärkreis über eine Schalteinrichtung an eine Spannungsquelle anschließbar ist, eine Heizstromquelle für die Röntgen- ι ο röhrenheizung und einen Vorheizzeitgeber zum Einstellen einer vorbestimmten Vorheizdauer der Röntgenröhre und zum Anschalten der Spannungsquelle an die Primärseite des Hochspannungstransformators erst nach Verstreichen der vorbestimmten Vorheizdauer im Zusammenwirken mit einem Nulldurchgangsdetektor aufweist, der den Zeitpunkt der Beaufschlagung der Röntgenröhre mit der Betriebsspannung auf einen dem Ende der Vorheizdauer folgenden Nulldurchgang der angelegten Wechselspannung festlegt und wobei der Röntgenbelichtungsautomat mit einem einen photoelektrischen Wandler aufweisenden Röntgenstrahlungsdetektor, einer dem Röntgenstrahlungsdetektor nachgeschalteten, einen Verstärker und ein Integrierglied aufweisenden Meßschaltung, einer Stellstufe zum Voreinstellen eines Sollwertes einer zu applizierenden Röntgenstrahlungsdosis und einer Vergleicherstufe versehen ist, die das integrierte Signal des Röntgenstrahlungsdetektors mit dem Sollwert vergleicht und an die Schalteinrichtung ein Abschaltsignal liefert, wenn das integrierte Signal den Sollwert erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgenstrahlungsdetektor aus einem Röntgenfluoreszenz-Leuchtschirm (21) und dem photoelektrisehen Wandler (25) besteht, die innerhalb eines zylindrischen Kollimators (13) angeordnet sind, der mit einem für Röntgenstrahlung undurchlässigen, die Röntgenröhre (1) umschließenden Gehäuse (26) verbunden und an seinem von der Röntgenröhre abgewendeten Ende offen ist, und daß auf der der Röntgenröhre (1) zugewendeten und auf der von der Röntgenröhre abgewendeten Seite des Röntgenstrahlungsdetektors (21,25) jeweils ein lichtundurchlässiges Filter (22,31) angeordnet ist.

2. Röntgenapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Gehäuse (26) zugewandten Seite des Kollimators (13) ein Kollimatorring (29) angeordnet ist, der das Röntgenstrahlenbündel auf einen Austrittswinkel begrenzt, der so größer als der Austrittswinkel des den Kollimator verlassenden Röntgenstrahlenbündels ist.

3. Röntgenapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur weiteren Bündelung der Röntgenstrahlen eine Blendenscheibe (17) in dem Kollimator (13) auf der von der Röntgenröhreabgewandten Seite des Röntgenstrahlungsdetektors (21,25) angeordnet ist.

4. Röntgenapparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollimator (13) in seinem in ω Längsrichtung mittleren Bereich mit einem nach innen vorspringenden Flanschring (14) versehen ist, an dem das auf der von der Röntgenröhre (1) abgewendeten Seite des Röntgenstrahlungsdetektors (21, 25) sitzende Filter (31), die Blendenscheibe &5 (17) sowie über Abstandsringe (19a, 20) der Röntgenstrahlungsdetektor und das auf der der Röntgenröhre zugewendeten Seite des Röntgenstrahlungsdetektors sitzende Filter (22) abgestützt sind.

5. Röntgenapparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der photoelektrische Wandler (25) auf einer gedruckten Leiterplatte (18) sitzt, die zwischen den Abstandsringen (19a, 20) gehalten ist

6. Röntgenapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß der Kollimatorring (29) mittels eines Adapters (30) koaxial zu dem Kollimator (13) sowie mittels weiterer Abstandsringe (196, 19c) in vorbestimmtem Axialabstand von dem Röntgenstrahlungsdetektor (21,25) gehalten ist