DE3044964C2 - Röntgenkinematographievorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Röntgenkinematographievorrichtung, bestehend aus einer Röntgenröhre zur Aussendung von Röntgenstrahlen zu einem Untersuchungsobjekt, aus einer Wandlereinrichtung zur Um-Wandlung der durch das Untersuchungsobjekt übertragenen Röntgenstrahlen in ein sichtbares Bild, aus einer Filmkamera zum Aufnehmen des sichtbaren Bilds, einer photoelektrischen Wandlereinrichtung, welche die Helligkeit des sichtbaren Bildes mißt und ein der Helligkeit entsprechendes elektrisches Signal erzeugt, aus einer Einrichtung zur Messung eines Signals entsprechend der tatsächlichen Röhrenspannung der Röntgenröhre, und aus einer Einrichtung zur Einstellung der tatsächlichen Röhrenspannung. w)

In der Röntgenkinematographie wird ein Bildverstärker zur Umwandlung eines durch ein Untersuchungsobjekt hindurch übertragenen Röntgenstrahl in ein sichtbares Bild verwendet. Zur Lieferung eines Radiogramms mit gutem Kontrast ist es wesentlich, das e>i Radiogram™ mit der niedrigst möglichen Röhrenspannung von z.B. 50—70 kV aufzunehmen, um der Empfindlichkeits-Charakteristik des Verstärkers Rechnung zu tragen, d. h. einer Energieabsorptionscharakteristik des Leuchtstoffs, z. B. Zäsiumiodid (CsI), an der Eragarigsseite des Verstärkers und der Röntgenabsorptionscharakteristik des Kontrastmittels. Zur Erzielung eines Röntgenkmematogramms mit möglichst geringem Störsignalanteil aufgrund einer ungleichmäßigen Verteilung' der Leuchtstoffteilchen des Verstärkers ist ebenfalls zu berücksichtigen, daß die Röntgenstrahlungsdosis am (BiId-)Verstärker eine übliche, vorherbestimmbare Dosis pro 25,4 mm, beispielsweise 15 μR/ Bildfeld oder mehr bei einem 228,6 mm-Bildschirm übersteigen muß. Zur Gewährleistung einer hohen Güte des Röntgenkinematogramms ist daher die Anwendung einer Röntgenradiographie bei niedriger Röhrenspannung, jedoch mit großem Produkt mAS (aus Röhrenstrom mA und Röntgenstrahlung-Dosierzeit S) erforderlich.

Die genannte Dosierzeit S bestimmt sich durch die Zahl der Bildfelder pro Sekunde, und sie hängt auch von der dynamischen Bildauflösung des Untersuchungsobjekts ab. Beispielsweise kann eine Bestimmung der Bewegung des Herzen oder eines Blutgefäßes mit hoher Genauigkeit mit mehreren Bildern pro Sekunde erreicht werden, so daß sich hieraus eine Verkürzung der Dosierzeit ergibt Da eine zu lange Dosierzeit die dynamische Auflösung des Objekts herabsetzt, schränkt dieser Umstand ebenfalls die Verlängerung der Dosierzeit ein. Falls somit eine höchst genaue Bestimmung der Bewegung des Untersuchungsobjekts und/oder eine Verbesserung der dynamischen Bildauflösung angestrebt wird, wird vorzugsweise eine kurze Dosierzeit von üblicherweise 2—5 ms gewählt Infolgedessen ist der Erhöhung des genannten mAS-Werts eine Grenze gesetzt

Aus der US-PS 41 01 776 ist ein Leuchtschirm-Röntgensystem mit automatischer Belichtungssteuerung bekannt, bei welchem eine Rückkopplungsschleife zur Anwendung gelangt, deren Verstärkungsfaktor bei hoher Röntgenstrahlintensität vergrößert wird. Bei diesem bekannten System gelangt jedoch keine Filmkamera, sondern lediglich eine Videokamera zur Anwendung, die ein elektrisches Ausgangssignal liefern kann, welches zur Steuerung einer Steuereinheit verwendet werden kann. Die Steuereinheit erzeugt dabei ein der von der Videokamera aufgenommenen Lichtmenge proportionales Ausgangssignal, welches nach Verstärkung in einem Videoverstärker dem Spitzenwert oder dem Mittelwert des Videosignals proportional ist. Dieses Signal wird in einer Vergleichs · stufe mit einer Bezugsspannung verglichen, wobei in jedem Fall ein Differenzsignal bzw. Fehlersignal erzeugt wird. Dieses Signal wird schließlich dazu verwendet, einen Generator so anzusteuern, daß ein Signal von IiV zu der Erzeugung einer maximal zulässigen Röntgenstrahlung führt, während ein Signal von 4 V zu der Erzeugung einer minimal zulässigen Röntgenstrahlung führt.

Wenn jedoch die zur Videokamera gelangende Lichtmenge sehr klein ist, muß zwangsläufig die Röhrenspannung über den optimalen Wert erhöht werden. Dies ist erforderlich, um überhaupt ein Radiogramm erhalten zu können. Wenn die Röhrenspannung höher liegt als die optimale Spannung, so führt dies jedoch zwangsläufig zu einem Radiogramm mit schlechterem Kontrast.

Aus der US-PS 41 17 335 ist eine Röntgenleuchtschirmanordrsung mit Einrichtungen der eingangs aufgeführten Art bekannt. Auch bei dieser bekannten

Konstruktion gilt das zuvor erläuterte Prinzip, wonach die Röhrenspännüng erhöht wird, um ein Radiogramm mit besserem Kontrast zu erhalten, wenn eine Aufnahmekamera eine nicht ausreichende Lichtmenge eines sichtbaren Bildes erhält.

Für den Fall, daß die zur Kamera gelangende Lichtmenge sehr gering ist, muß auch bei dieser bekannten Röntgenleuchtschirmanordnung die Röhrenspannung Ober den optimalen Wert hinaus erhöht werden, um überhaupt ein Radiogramm erhalten zu können.

In der Koronararterien-Radiographie mittels der Röntgrenkinematographievorrichtung wird der Röntgenstrahl zur Gewinnung eines Vorder- oder Seitenansichtbilds frontal oder seiilich in das Untersuchungsobjekt projiziert. Hierbei werden seit neuerem eine Azimut-Projektion senkrecht zur Körperachse und eine Projektion schräg zur Körperachse sowohl bei der Vorderansicht- als auch bei der Seitenansicht-Projektion angewandt Beispielsweise kann es bei der Frontalprojektion nötig sein, aufeinanderfolgend mehrere Radiogramme zu erstellen. Zunächst wird dabei das Gerät in einer Richtui ^ ausgerichtet, d>e gemäß Fig. IA senkrecht zur Körperachse von hinten nach vorn durch den menschlichen Körper verläuft. Mit dieser Einstellung wird ein erstes Bild (Frontansicht) gemäß Fig. IB aufgenommen. Sodann wird das Gerät gemäß Fig.2A in einer Richtung ausgerichtet, die gegenüber der Richtung nach Fig. IA um 30° um die Körperachse herum verdreht ist Mit dieser zweiten Einstellung wird ein zweites Bild (Schrägansicht 30° nach rechts) gemäß F i g. 2B aufgenommen. Ein drittes Bild (Schrägansicht 30" nach rechts und 30° rückwärts) gemäß Fig.3b wird mit einer weiteren Einstellung (F i g. 3A) aufgenommen, die gegenüber der Richtung nach F i g. 2A um 30° nach unten geneigt ist

Bei der seitlichen Projektion wird das Gerät ebenfalls zunächst gemäß Fig.4A in einer ersten Richtung ausgerichtet, die um die Körperachse herum gegenüber der Ausrichtung nach F i g. 1A um 90° im Uhrzeigersinn verdreht ist Mit dieser ersten Einstellung wird eine erste Aufnahme (Seitenansicht) angefertigt (vgl. F i g. 4B). Sodann wird eine zweite Einstellung gemäß Fig.5A, um 60° im Uhrzeigersinn aus der Position gemäß Fig. IA verdreht, hergestellt, und mit dieser zweiten Einstellung wird ein zweites Bild (Schrägrückseitenansicht aus 60°) gemäß Fig.5B aufgenommen. Schließlich wird mit einer dritten Einstellung gemäß Fig.6A, die um 30° gegenüber der Einstellung nach Fig.5A schräggestellt oder erhöht ist, ein drittes Radiogramm (Schrägrückseitenansicht aus 60° und 30° geneigt) gemäß F i g. 6B aufgenommen.

Die Dosierung bei der beschriebenen Röntgenradiographie, die mehrere Einstellungen, einschließlich der Schrägprojektion erfordert, ist zwei- bis dreimal so groß wie bei der früher üblichen Röntgenradiographie mittels einer einzigen Frontal- oder Seitenaufnahme.

Die für die Röntgenradiographie mit mehreren Einstellungen nötige Röntgenstrahlendosis ist unerreichbar, auch wenn die derzeit verfügbare Hochleistungs-Röntgenröhre verwendet wird, die in der Röntgenkinematographievorrichtung bevorzugt mit niedriger Spannung betrieben wird. Dies zwingt zum Einsatz des Geräts mit hoher Spannung. Aus diesem Grund liefert das bisherige Röntgenkinematographiegerät ein Röntgenkinernatogramm mangelhaften Kontrasts.

Dem bisherigen Röntgenkinematographiegerät ist somit, wie erwähnt, eine Grenze bezüglich der Erhöhung des Produkts mAS aus Röhfenstrom und Röntgenstrahlungsdosis gesetzt, so daß sich dieses Gerät nicht für Anwendungsfälle eignet, die eine größe Strahlendosis erfordern.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Röntgenkinernatographievorrichtung der eingangs definierten Art zu schaffen, die bei niedriger Röhrenspannung ein Röntgenkinematogramm mit

ίο hohem Kontrast zu liefern vermag.

Ausgehend von der Röntgenkinematographievorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung zur Einstellung der Obergrenze der Röhrenspan-

nung, bei der die Filmkamera im Normalbetrieb ein Radiogramm mit schlechtem Kontrast liefert, durch eine Vergleichsemrichtung zum Vergleichen des Ausgangssignals der Röhrenspannung-Meßeinrichtung mit dem Ausgangssignal der Einstelleinrichtung zur Abgabe eines Aktiviernngssignals, wenn das erstere Ausgangssignal das letztere übersteigt, und durch eine Steuereinrichtung zum Steuern der voe der Filmkamera aufgenommenen Lichtmenge des sichtue :en Bildes nach Maßgabe des Aktivierungssignals der Vergleichseinrichtung, wobei das Ausgangssignal der Steuereinrichtung und das elektrische Signal der photoelektrischen Wandlsfreinrichtung die Einrichtung zur Einstellung der tatsächlichen Röhrenspannung ansteuert
Bei der Röntgenkinematographievorrichlung nach

jo der vorliegenden Erfindung gelangt beispielsweise ein Potentiometer zur Anwendung, um die Obergrenze der Röhrenspannung der Röntgenröhre festzulegen. Ein weiteres Potentiometer dient dazu, die tatsächliche Röhrenspannung zu ermitteln. Eine Vergleichsschaltung

J5 vergleicht dann die Obergrenze der Röhrenspannung, wie sie durch das Potentiometer vorgegeben wird, mit der tatsächlichen Röhrenspannung, die von dem anderen genannten Potentiometer geliefert wird, wodurch ein Aktivierungssignal erzeugt wird, wenn die

■to tatsächliche Röhrenspannung die Obergrenire der Röhrenspannung überschreitet Das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung wird einem Regler zugeführt der nach Maßgabe dieses Signals einen Motor antreibt, der seinerseits einem Objektiv-Blendenmechanismus der Filmkamera betätigt. Somit wird duich den Objektiv-Blendenmechanismus der Filmkamera die Öffnungsweise der öffnung der Kameralinse eingestellt und dadurch die Lichtmenge des sichtbaren Bildes gesteuert, die von der Filmkamera aufgenommen wird. Es wird also

>o effektiv die durch die Linsenanordnung der Filmkamera hindurchgelangende Lichtmenge des sichtbaren Bildes gesteuert Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, ein sehr kontrastreiches Radiogramm zu erzeugen, ohne die Notwendigkeit, der Röntgenstrahlröhre eine höhere Snan.ittng zuzuführen.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich au* dem Anspruch 2.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläu tert. Ss zeigt

Fig. IA eine scnaubildliche Darstellung der Einstellung bei Aufnahme eines Röntgenradiogramms senkrecht zur Körperachse und in einer Richtung vom vorderen zum hinteren Körperbereich des Untersu·

to chungsobjekts,

Fig. IB eine Darstellung des mit der Einstellung gemäß Fig. IA gewonnenen Radiogramms (Vorderansicht),

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Fig. 2A eine Fig. IA ähnelnde Darstellung mit einer Einstellung, die gegenüber Fig. IA um 30° um die Körperachse herum verdreht ist,

F i g. 2B das mit der Einstellung nach F i g. 2A aufgenommene Röntgenbild (Schrägansicht 30° rechts),

Fig.3A eine Fig. IA und 2A ähnelnde Darstellung mit einer Einstellung, die gegenüber derjenigen nach F i g. 2A um 30° abgesenkt ist,

Fig.3B das mit der Einstellung nach Fig.3A aufgenommene Röntgenbild (Schrägansicht 30° rechts, 30° rückwärts),

Fig.4A eine den Fig. IA, 2A und 3A ähnelnde Darstellung mit einer Einstellung, die gegenüber derjenigen nach Fig. IA um 90° um die Körperachse herum verdreht und gegenüber dem Körper von links nach rechts gerichtet ist,

Fig.4B das mit der Einstellung nach Fig.4A aufgenommene Röntgenbild (Seitenansicht),

Fig.5A eine den Fig. IA, 2A. 3A und 4A ähnelnde Darstellung mit einer gegenüber F i g. 1A um 60° um die Körperachse gedrehten Einstellung,

Fig.SB das mit der Einstellung nach Fig.5A aufgenommene (60°-Schrägansicht) Röntgenbild,

F i g. 6A eine F i g. 5A ähnelnde Darstellung mit einer gegenüber F i g. 5A erhöhten oder versetzten Aufnahmeeinstellung,

F i g. 6B das mit der Einstellung nach F i g. 6A aufgenommene Röntgenbild (60° -Schrägrückansicht, 30° von oben) und

F i g. 7 ein Schaltbild einer Röntgenkinematographievorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung.

Die Fig. IA bis 6B sind eingangs bereits erläutert worden.

Wie im unteren Teil von F i g. 7 dargestellt, umfaßt eine Hochspannungserzeugervorrichtung 1 einen eine Hochspannung liefernden Transformator 2 zum Hochspannen einer Dreiphasen-Wechselspannung, eine Hochspannung-Gleichrichterschaltung 3 zum Gleichrichten der Aüsgarigsspannung des Transformators 2 und Hochspannung-Schalttetroden 4| und 42. Die ίο Hochspannungserzeugervorrichtung 1 ist mit einer Röntgenröhre S verbunden, um an diese eine Hochspannung anzulegen. Die mit dieser Spannung gespeiste Röhre S strahlt Röntgenstrahlung in Richtung auf ein Untersuchungsobjekt, etwa das Herz eines mensehlichen Patienten 6, ab. Die durch das Untersuchungsobjekt durchgelassene Röntgenstrahlung wird von einer Leuchtstoff fläche Ta an der Eingangsseite eines Bildverstärkers 7 abgenommen und durch letzteren in ein sichtbares Bild umgesetzt Das sichtbare Bild wird so auf einer Leuchtschirmfläche 8 am Ausgang des Bildverstärkers 7 wiedergegeben. Die Lichtstrahlen des Bilds werden durch eine Konvexlinse 9 in Parallelstrahlen umgesetzt und dann in zwei Bildlichtstrahlen L_A und Lb aufgeteilt Der Lichtstrahl La tritt in eine Filmkamera

11 ein, während der Lichtstrahl Lb in eine Filmkamera

12 eintritt, die am Eingang eine entsprechende Objektivanordnung 13 und einen Blendenmechanismus 13a aufweist Der Blendenmechanismus 13a wird zur Einstellung der Blendenöffnung) durch ein sich drehendes Zahnrad 14 angetrieben, das mit einem Zahnrad 15 kämmt, welches durch einen reversiblen Motor 16 angetrieben wird, so daß seine Drehzahl von der des Motors 16 abhängt

Das von der Konvexlinse 9 auf das Prisma 17 bi geworfene Licht fällt über eine Konvexlinse 18 auf eine photoeiektrische Wandiereinrichtung 13, die einen Spannungssignalimpuls entsprechend der Intensität des

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35 einfallenden Lichts liefert, der einer Einstellschaltung 20 zur automatischen Einstellung der Röhrenspannung auf einen für die Röntgenradiographie geeigneten Wert eingespeist wird. In dieser Schaltung 20 liefert eine Gleichspannungsquelle 21 Strom zur Wandlereinrichtung 19, deren Ausgangssignalimpuls von einem Verstärker 22 verstärkt wird. Eine Wandlerschalltung 23 wandelt das Ausgangssignal des Verstärkers 22 in ein Intensitätspegel-(Gleichspannungs-)Signal um. Durch eine Helligkeits-Pegeleinstellschaltung 24 wird ein Helligkeitspegel für die Röntgenradiographie eingestellt. Ein Differentialverstärker 25 vergleicht das Ausgangssignal der Einstellschaltung 24 m;it dem Ausgangssignal der Wandlerschaltung 23. Ein Motorregler 28 empfängt das Ausgangssignal des Verstärkers 25 über einen Pufferverstärker 26 und liefert ein Steuersignal zur Bestimmung der Drehgröße eines noch zu beschreibenden Motors 27. Die Pegeleinst« llschaltung 24 enthält einen Differentialverstärker 2'\d zum Subtrahieren einer über einen Relaiskontakt 24b von einem Potentiometer 24c gelieferten Ausgangsspannung von derjenigen eines Potentiometers 2!4a als Bezugsspannung sowie ein NAND-Glied 24/ zur Ansteuerung der Relaisspule 24e eines Relaiskontakts 246. Das NAND-Glied 24/ nimmt das Ausgangssignal von einer noch zu beschreibenden Vergleichseinrichtung 29 ab, um die Relaisspule 24e entsprechend dem Pegel des Ausgangssignals zu erregen oder zu entregen. Wenn der Relaiskontakt 246, wie dargestellt, an einer oberen itlemme liegt, ermöglicht er die Anlegung einer festen Bezugsspannung oder eines Massepoteniials an den Verstärker 24d Ein Schalter 30 für die Erzeugung eines Röntgenkinematographie- Vorbereitungssignals und ein weiterer Schalter 31 zur Erzeugung eines Röntgenkinematographiesignals liefern jeweils im Schließzustand ein Signal des Pegels »1«. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Schalter 30 und 31 jeweils am einen Ende mit einem Bezugspotential, wie Massepotentia!, und am anderen Ende mit einem Röntgenradiographie-Zeitgeber 32 verbunden. Im Zeitgeber 32 enthält ein mit dem Schalter 30 verbundener Pegelwandler 32a einen Widerstand zur Verbindung mit positivem Pol und einem Umsetzer während ein weiterer, mit dem Schalter 31 verbundener Pegelwandler 326 einen entsprechenden Widerstand und einen Umsetzer aufweist. Ein Umsetzer 32c invertiert das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 29 zur Lieferung eines Triggerimpulses zu einem NAND-Glied 32d und einer Differenzierschaltung 32/ Das NAND-Glied 32d nimmt das Ausgangssignal von der Vergleichseinrichtung 29 über den Umsetzer 32c und die Ausgangssignale von den Umsetzern 32a und 32 ^ ab. Die Differenzierschaltung 32/liefert einen Rückstellimpuls für ein Flip-Flop 32g durch Differenzieren des Triggerimpulses, während eine Differenzierschaltung 32e einen Setzimpuls für das ÄS-Flip-Flop 32g durch Differenzieren des Ausgangssignals des Pegelwandlers 32a liefert Da ÄS-Flip-FIop 32^ wird an der Vorderflanke des Ausgangsimpulses der Differenzierschaltung 32e gesetzt und an der Vorderflanke des Ausgangssignals der Differenzierschaltung 32/rückgestellt Ein NAND-Glied 32/ nimmt das <?-Ausgangssignal vom ÄS-Flip-FIop 32g ab, welches bei gesetztem Flip-Flop 32g den hohen Pegel besitzt und steuert die Erregung der Relaisspule 32Λ. Letztere umfaßt einer Relaiskontakt 324 der bei Erregung der Relaisspule 32Λ den Mötörregier 28 mit einem Motor 27 verbindet. Das Ausgangssignal Va des Pegelwandlers 31\a und

das Ausgangssignal Vb des NAND-Glieds 32d werden einer nicht dargestellten Röntgenstrahlung-Steuerschaltung als Röntgenkinematographie-Vorbereitungssignal Va und als Röntgenkinematographiesignal Vb eingegeben. Weiierhin ist ein Dreiphasen-Schiebertransformator 33 vorgesehen, der den durch das Ausgangssignal des Motorreglers 28 angetriebenen Motor 27, durch den Motor 27 angetriebene Röhrenspanni'ng-Regelrollen 34, einen durch einen Motorregler £> geregelten Motor 36 zur Einstellung der Stromquellenspannung und eine durch den Motor 36 angetriebene Rolle 37 zur Regelung der Stromquellenspannung umfaßt. Zwischen dem Transformator 33 und dem Hochspannungstransformator 1 ist ein mit dem Schalter 30 zur Lieferung des Vorbereitungssignals gekoppelter elektromagnetischer Schalter 38 eingeschaltet, über den das Ausgangssignal vom Transformator 33 zum Hochspannungstransformator t geliefert wird.

Die Ausgangsspannungen der beiden Potentiometer 39 und 40 werden an Eingangsklemmen der Vergleichseinrichtung 29 angelegt. Das Potentiometer 39 ist mit dem Motor 27 (mechanisch) so gekoppelt, daß es ein Signal entsprechend der tatsächlichen bzw. Ist-Röhrenspannung abgreifen kann. Das Potentiometer 40 ist einstellbar zur Einstellung der Röhrenspannung auf einen oberen Grenzwert, bei dem die Filmkamera 12 im Normalbetrieb ein Radiogramm mit schlechtem Kontrast liefert; es kann bei der dargestellten Ausführungsform auf maximal 70 kV eingestellt sein, obgleich die obere Grenze der Röhrenspannung von den jeweiligen Röntg?nkinematographiebedingungen abhängt. Das Potentiometer 40 dient also als Einrichtung zur Einstellung eines oberen Grenzwerts der Röhrenspannung. Die Ausgangsspannungen der Potentiometer 39 und 40 werden durch die Vergleichseinrichtung 29 miteinander verglichen. Wie erwähnt, wird das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung über den Umsetzer 32c dem NAND-Giied 32a aufgeprägt und außerdem dem Motorregler 41 eingespeist. Letzterer wird in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung angesteuert, um den Motor 16 des Objektiv-Blendenmechanismus 13a anzutreiben und anzusteuern. Bei der dargestellten Ausführungsform steuert die Steuereinrichtung 41 den Motor 16 in der Weise an, daß die Blende in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 29 eingestellt wird, wenn die Ausgangsspannung des Potentiometers 39 diejenige des Potentiometers 40 übersteigt

Im folgenden ist die Arbeitsweise des Röntgenradiographiegeräts erläutert

Die Arbeitsweise des Geräts ist zunächst anhand der Frontal- oder Seitenprojektion erläutert, bei welcher ein Radiogramm des Untersuchungsobjekts mit der Einstellung angefertigt wird, bei welcher der Röntgenstrahl senkrecht zur Körperachse und von der Vorderseite oder der einen Seite des menschlichen Körpers zur Rückseite bzw. anderen Seite gerichtet wird Das Untersuchungsobjekt ist üblicherweise von geringer Größe.

Zunächst wird der Schalter 30 geschlossen, um das genannte Vorbereitungssignal zu erzeugen. Der mit dem Schalter 30 gekoppelte Schalter 38 wird geschlossen, um elektrischen Strom vom Transformator 33 zur Hochspannungserzeugerschaltung 1 zu liefern. In letzterer wird der Strom hochgespannt und an die Röntgenröhre 5 angelegt Die Röntgenröhre 5 gibt eine Röntgenstrahlungsdosis entsprechend der angelegten Spannung ab. Der Röntgenstrahl wird in das Untersuchungsobjekt 6, etwa das Herz, geworfen.

Der durch das Herz übertragene bzw. durchgelassene Röntgenstrahl wird von der Leuchtstofffläche 7a des Bildverstärkers 7 aufgefangen und in ein optisches Bild umgesetzt, das auf der Leuchtschirmfläche 8 wiedergegeben wird. Das sichtbare Bild tritt durch die Konvexlinse 9 hindurch und wird durch den Strahlteiler 10 in die Lichtstrahlen La und Lb aufgeteilt. Der

ίο Lichtstrahl La wird von der Fernsehkamera 11 abgenommen, die ein Fernsehsignal zum Monitor 11a liefert.

Das sichtbare Bild vom Bildverstärker 7 wird außerdem über die Konvexlinse 9 übertragen und durch das Prisma 17 um 90° gedreht, um dann über die Konvexlinse 18 die Wandlereinrichtung 19 zu erreichen. Durch letztere wird die Helligkeit des sichtbaren Bildes gemessen und in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt, das der Einrichtung 20 zur Einstellung der tatsächlichen Röhrenspannung eingespeist wird. In letzterer wird das Bildsignal durch den Verstärker 22 entsprechend verstärkt und durch die Signalwandlerschaltung 23 in ein Gleichspannungssignal entsprechend dem Helligkeitspegel umgesetzt Das Gleichspannungs signal wird dann an eine der Eingangsklemmen des Differentialverstärkers 25 angelegt. Von der Einstcllschaltung 24 für Helligkeitspegel wird ein Signal an die Eingangsklemme des Differentialverstärkers 25 angelegt, welcher das das Bild darstellende Signal mit dem

JO Helligkeitspegelsignal und ein dem Unterschied zwischen diesen Signalen entsprechendes Ausgangssignal liefert, das wiederum durch den Verstärker 26 verstärkt wird. Das verstärkte Signal wird zur Ansteuerung und Regelung des Motors 27 dem Motorregler 28

Jj eingegeben.

Wenn der Schalter 30 geschlossen ist, liefert der Pegelwandler 32a ein Signal V_A mit dem logischen Pegel »1«, das der Differenzierschaltung 32 eingespeist und in dieser differenziert wird. Das Ausgangssignal der Schaltung 32e wird an die Setzklemme 5des Flip-FIojjs 32g angelegt, das an der Vorderflanke des Ausgangssignals von der Differenzierschaltung 32e gesetzt wird. Wenn das Flip-Flop 32g gesetzt ist, wird sein Q-Ausgangssignal den Eingangsklemmen des NAND-

J > Glieds 32/aufgeprägt durch dessen Ausgangssignal die Relaisspule 32Λ zum Schließen des Relaiskontakts 32/ erregt wird. Während der Schließzeitspanne des Schalters 30 bleibt der Relaiskontakt 32/geschlossen, so daß über ihn das Ausgangssignal vom Motorregler 28 an

>o den Motor 27 angelegt wird. In Abhängigkeit von diesem Signal versetzt der Motor 27 die Rollen 34 zur Röhrenspannungsregelung in Drehung. Dabei ändert sich die Röntgenstrahlendosis v<-m der Röntgenröhre 5 zwecks Änderung des Hclligkeicspegels des Bilds.

Mittels einer Folge von Arbeitsgängen wird der Bezugswert des Potentiometers 24a dem BiId-HeIHgkeitspegel gleich gemacht Zu diesem Zeitpunkt wird die Abgabe des Ausgangssignals des Differentialverstärkers 25 beendet so daß der Motor 27 stehenbleibt; unter diesen Bedingungen ist die richtige Größe der Röhrenspannung eingestellt

Wenn ein Röntgenradiogramm des Untersuchungsobjekts mit kleineren Abmessungen mit der Einstellung senkrecht zur Körperachse aufgenommen werden soll, ist der HelKgkeitspegel des Bilds vergleichsweise hoch, so daß die an die Röntgenröhre 5 angelegte Röhrenspannung verhältnismäßig niedrig ist und unter der am Potentiometer 40 eingestellten Spannung liegt

In diesem Fall besitzt das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 29 den Pegel »0«; die Steuereinrichtung 41 arbeitet dabei nicht, so daß sie kein Steuersignal für den Motor 16 liefert.

Wenn der Ausgangspegel der Vergleichseinrichtung 29 »0« ist, besitzt das. Ausgangssignal das NAND-Glieds 24/den Pegel »l'<. Infolgedessen ist die Relaisspule 24e entregt, so daß der Relaiskontakt 24f> offen ist. Demzufolge v/.id nur das Bezugssignal vom Potentiometer 24a an den Differentialverstärker 24c/ angelegt, während kein Ausgangssignal von der Vergleichseinrichtung 29 über den Relaiskontakt 24b geliefert wird.

Nach der Einstellung der richtigen Röhrenspannung wird der Schalter 31 zur Lieferung des Röntgenkinematographiesignals unter Beobachtung des von der F:-"sehkamera 11 abgenommenen Bilds auf dem Nionitor 11a geschlossen. Dabei wird durch die logische Summe im NAND-Glied 32c/der Zeitgeberschaltung 32 das Signal Vb gebildet und daher durch den nicht dargestellten RöntgenslrahU'ngsregler eine Röntgenkinematographie mit hohem Kontrast angefertigt.

Die folgende Beschreibung bezieht sich auf die Arbeitsweise der Vorrichtung bei einer Radiogrammaufnahme eines großen Untersuchungsobjekts oder mit einer Neigung bzw. Schrägstellung zur Körperachse.

In diesem Fall ist der Helligkeitsgrad des vom Bildverstärker 7 j'elieferten Bilds vergleichsweise niedrig. Aus diesem Grund erhöht die Röntgenspannung-Einstellschaltung 20 die Röhrenspannung zur Erhöhung der von der Röntgenröhre 5 abgestrahlten Röntgenstrahlungsdosis. Insbesondere ist bei einer solchen Aufnahme der Helligkeitsgrad des optischen Bilds geringer als eine Bezugsgröße (Spannungsgröße des Potentiometers 24ajl die durch die Helligkeitspegel-Einstellschaltung 24 gelie. ^rt wird. Der Differentialverstärker 25 vergleicht csn Bezugswert mit dem Helligkeitsgrad des Bilds, wobei sein Differenzsignal daher groß ist. Der Motorregler 28 nimmt das Signal über den Pufferverstärker 26 vom Verstärker 25 ab, um über den Relaiskontakt 32/ ein Regelsignal zum Motor 27 zu liefern. Bei Beaufschlagung mit diesem Signal dreht der Motor 27 die Röhrenspannungseinstell-Rolle 34 im Sinne einer Erhöhung der Röhrenspannung. Mit erhöhter Röhrenspannung erhöht sich die von der Röntgenröhre 5 abgegebene Röntgenstrahlungsdosis, so daß die Helligkeit des Bilds auf der Leuchtschirmfläche 8 zunimmt Da das Potentiometer 39 mit der Drehung des Motors 27 gekoppelt ist, ändert sich dann, wenn die Spannung des Potentiometers 39 die Spannung des Potentiometers 40 entsprechend der oberen Spannungsgrenze übersteigt, der Ausgangspegel der Vergleichseinrichtung 29 von einer logischen »0« auf eine »1«. Bei Eingang des Ausgangssignals »1« wird der Motor 16 durch einen Steuersignalimpuls in Betrieb gesetzt, wobei die Drehung des Motors 16 über das Zahnrad 15 auf das Zahnrad 14 zur Einstellung des Blendenmechanismus 13a übertragen wird. Das Zahnrad 14 treibt den Blendenmechanismus zur Einstellung der Blende an.

Aufgrund des Antriebs des Zahnrads 16 wird die Ausgangsspannung des Potentiometers 24c unter den gegebenen Bedingungen im Sinne einer Erhöhung geregelt Wenn das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 29 von einer logischen »0« auf eine »1« übergeht, erhält das Ausgangssignal des NAND-Glieds 24/in der Einstellschaltung 24 den logischen Pegel »0«, so daß die Relaisspule 24e erregt wird. Demzufolge wird das Ausgangssignal des Potentiometers 24c als subtra-

ίο

hiertes Signal über den Relaiskontakt 24b dem Differentialverstärker 24c/eingespeist. Dabei wird auch das Bezugsweruignal vom Potentiometer 24a dem Differentialverstärker 24c/eingegeben. Infolgedessen ist ·, das Ausgangssignal der Helligkeitspegel-Einstellschaltung 24 die Differenz zwischen der Bezugsspannungsgröße des Potentiometers 24a und der Spannung des Potentiometers 24c. In Abhängigkeit von der Öffnungseinstellung der Blende wird damit die Ausgangsspano nung der Einstellschaltung 24 allmählich klein, so daß sich auch die Röhrenspannung verringert. Aufgrund der beschriebenen Arbeitsgänge wird die Ist- bzw. Meßspannung des Potentiometers 39 kleiner als die eingestellte bzw. Sollspannungsgröße des Potentiome- -, ters 40, und der Ausgangspegel der Vergleichseinrichtung 29 wird zu einer logischen »0« invertiert. Andererseits geht das Ausgangssignal des NAND-Glieds 24/auf den Pegel »1« über, um die Relaisspule 24e zu entregen, so daß die Einstellschaltung 24 auf den _;;! Ausgangszustand zurückgeführt wird. Wenn das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 29 den Pegel »0« besitzt, beendet die Steuereinrichtung 41 die Lieferung des Steuersignals zum Motor 16, so daß der Öffnungsvorgang an der Blende abgeschlossen ist. Im selben >·, Zustand (Ausgangspegel »0«) wird das Flip-Flop 32grückgestellt, und die Relaisspule 32Λ wird durch das Ausgangssignal des NAND-Glieds 32,/entregt.

Infolgedessen wird der Betrieb des Motors 27 beendet. An diesem Punkt ist die Röhrenspannung auf j» die richtige Größe eingestellt.

Wenn unter diesen Bedingungen der Schalter 31 für Röntgenkinematographie geschlossen wird, liefert das NAND-Glied 32c/ der Zeitgeber 32 das Aktivier-Ausgangssignal Vs, so daß die Filmkamera 12 zur Aufnahme j-, des Röntgenkinematogramms angetrieben wird.

In dem Zustand, in welchem die Röhrenspannung die obere Spannungsgrenze für Radiogrammaufnahme mit hohem Kontrast übersteigt, d. h. in welchem^ das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 29 den Pegel »1« besitzt, liefert das NAND-Glied 32c/auch dann den Aktivierausgang nicht, wenn der Schalter 31 für Röntgenkinematographie geschlossen wird. Demzufolge wird das entsprechende Signa! erst dann geliefert, wenn der Ausgangspegei der Vergleichseinrichtung 29 3 einer logischen »0« entspricht Auf diese Weise wird die Aufnahme eines Radiogramm:, mit niedrigem Kontrast verhindert.

Wenn das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 29 vom Pegel »1« auf den Pegel »0« übergeht, ist der Relaiskontakt 32/ offen, so daß im Röntgenkinematographiebetrieb ein Anstieg der Röhrenspannung über den oberen Grenzwert hinaus verhindert wird.

Es ist darauf hinzuweisen, daß der Blendenmechanismus 13a der Filmkamera 12 so arbeitet, daß bei Radiogrammaufnahme die Blende auf die Anfangsgröße mit zweckmäßiger öffnung zurückgeführt wird.

Wie aus den vorstehenden Ausführungen hervorgeht, kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch für große Aufnahme- oder Untersuchungsobjekte ein kontrastreiches Radiogramm gewährleistet werden. Ein kontrastreiches Radiogramm kann dabei auch dann gewährleistet werden, wenn die Röntgenstrahlen-Projektionsrichtung senkrecht oder schräg zur Körperachse liegt

₆= Während bei der beschriebenen Ausführungsform die Röhrenspannung unter (mechanischer) Kopplung des Potentiometers 39 mit dem Röhrenspannung-Einstellmotor 27 gemessen bzw. abgegriffen wird, kann sie auch

Il

in der Weise gemessen werden, daß eine entsprechende Meßeinrichtung vorgesehen und die Meßgröße zur Ansteuerung des Blendenmechanismus benutzt wird. Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die Arbeitsweise der Röhrenspannung-Einstellschaltung 24 durch die Kopplung des Betriebs der Blende mit der Helligkeit-Einstellschaltung 24 gesteuert. Derselbe Vorgang kann durch Änderung der Ausgangsspannung der Glcichspannungsquelle 21 für die photoelektrische Wandlereinrichtung 19 unter Kopplung mit der

Blendenbetätigung gewährleistet werden. Die Röhrünspannung kann in der Weise gemessen werden, daß die Ausgangsspannung des Transformators 33 durch den Trenntransformator und nicht durch das Potentiometer 39 abgegriffen und das Meßsignal in ein Gleichspannungssignal umgesetzt wird. Anstelle des Motors 16 kann zur Ansteuerung, d. h. Betätigung, des Jlendenmeclianismus 13a z. B. ein elektromagnetisches Solenoid verwendet werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Rontgenkmematographievorrichtung, bestehend aus einer Röntgenröhre zur Aussendung von Röntgenstrahlen zu einem Untersuchungsobjekt, aus einer Wandlereinrichtung zur Umwandlung der durch das Untersuchungsobjekt übertragenen Röntgenstrahlen in ein sichtbares Bild, aus einer Filmkamera zum Aufnehmen des sichtbaren Bilds, einer photoelektrischen Wandlereinrichtuhg, welche to die. Helligkeit des sichtbaren Bildes mißt und ein der Helligkeit entsprechendes elektrisches Signal erzeugt, aus einer Einrichtung zur Messung eines Signals entsprechend der tatsächlichen Röhrenspannung der Röntgenröhre, und aus einer Einrichtung zur Einstellung der tatsächlichen Röhrenspannong, gekennzeichnet durch eine Einrichtung(40) zur Einstellung der Obergrenze der Röhrenspannung, bei der die Filmkamera (12) im Normaibetrieb ein Radiogramm mit schlechtem Kontrast liefert, durch eine Vergleichseinrichtung (29) zum Vergleichen des, Ausgangssignals der Röhrenspannung-Meßeinrichtung (39) mit dem Ausgangssignal der Einstelleinrichtung (40) zur Abgabe eines Aktivierungssignals, wenn das erstere Ausgangssignal das letztere übersteigt, und durch eine Steuereinrichtung (16, 41) zum Steuern der von der Filmkamera (12) aufgenommenen Lichtmenge des sichtbaren Bildes nach Maßgabe des Aktivierungssignals der Vergleichseinrichtung (29), wobei das Ausgangssignal der Steuereinrichtung (16, 41) und das elektrische Signal der photoelektrischen Wandlereinrichtuug (19) die Einrichtung (20) zur Einstellung der tatsächlicher Röhrerspannung ansteuert

2. Röntgenkinematcgraphievorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (16,41) einen Motor (16) zur Betätigung eines Objektiv-Blendenmechanismus (13a,J der Filmkamera (12) und einen Regler (41) zur Steuerung der Arbeitsweise des Motors (16) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung (29) aufweist