DE3224440C2

DE3224440C2 -

Info

Publication number: DE3224440C2
Application number: DE19823224440
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing.(Fh) 8520 Erlangen De Horbaschek
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-06-30
Filing date: 1982-06-30
Publication date: 1990-12-13
Also published as: DE3224440A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Drehanoden-Röntgenröhre und mit einer Steuereinrichtung, die beim Übergang von einer Durchleuchtungs- zu einer Aufnahme- Einstellung gleichzeitig die Drehzahl der Drehanode und die Leistung der Röntgenröhre erhöht, wobei sie auf Schaltmittel mit kurzen Schaltzeiten im Hochspannungskreis der Röntgenröhre einwirkt. Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-OS 23 56 459 bekannt.The invention relates to an X-ray diagnostic device a rotating anode X-ray tube and with a control device, the transition from a fluoroscopic to an imaging Setting the speed of the rotating anode and the Power of the x-ray tube increased, being on switching means with short switching times in the high-voltage circuit of the X-ray tube acts. Such a device is from DE-OS 23 56 459 known.

Bei bekannten Röntgendiagnostikeinrichtungen erfolgt die Durch leuchtung mit einer gegenüber der Aufnahmeleistung reduzierten Leistung bei stillstehender oder langsam rotierender Anode. Um eine Aufnahme zu erstellen, wird die Drehanode angelassen und die Röntgenröhrenleistung erhöht, während die Durchleuchtung abgeschaltet wird. Die Auslösung einer Aufnahme erfolgt erst, wenn die Drehanode ihre erforderliche Drehzahl erreicht hat. Diese Zeit kann bei Verwendung von Hochleistungsröntgenröhren mit hohen Anodendrehzahlen verhältnismäßig lang sein.In known X-ray diagnostic devices, the through takes place lighting with a reduced compared to the recording power Performance with the anode stationary or slowly rotating. Around to take a picture, the rotating anode is left on and the x-ray tube performance increases during fluoroscopy is switched off. A recording is only triggered when when the rotating anode has reached its required speed. This time may be when using high performance x-ray tubes be relatively long at high anode speeds.

Um möglichst rasch von einer Durchleuchtung auf eine Aufnahme übergehen zu können, damit beispielsweise die Aufnahme von dem letzten Durchleuchtungsbild auch bei Bewegungen nur geringfügig abweicht, wird in der DE-OS 23 56 459 vorgeschlagen, sofort nach der Durchleuchtung auf eine Aufnahme überzugehen und gleichzei tig die Anodendrehzahl zu erhöhen, wobei man die Röntgenröhren leistung entsprechend dem Verlauf der Anodendrehzahl anpaßt. Dadurch ist zwar der Forderung der unmittelbaren Folge der Auf nahme auf die Durchleuchtung Rechnung getragen; es verlängert sich aber auch dadurch die Aufnahmezeit, so daß in dem Röntgen bild Verwischungen durch Bewegungen entstehen können. To get from a fluoroscopy to an image as quickly as possible to be able to pass over, for example, the inclusion of the last fluoroscopic image only slightly during movements deviates, is proposed in DE-OS 23 56 459, immediately after the fluoroscopy to a recording and at the same time tig to increase the anode speed, taking the x-ray tubes adjusts performance according to the course of the anode speed. This is the requirement of the immediate consequence of the open took into account the fluoroscopy; it lengthens but also the recording time, so that in the X-ray bild Blurring caused by movements.

Aus der US-PS 43 09 612 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung bekannt, bei der zur Regulierung der Dosisleistung das Puls- Pausen-Verhältnis eines im Primärkreis des Hochspannungsgenera tors liegenden Wechselrichters verändert wird. Die hochtrans formierte Spannung des Wechselrichters wird in einem mit der Röntgenröhre verbundenen Hochspannungsgleichrichter gleichge richtet und geglättet. Eine Anpassung der Durchleuchtung an die nachfolgende Aufnahme ist nicht beschrieben.From US-PS 43 09 612 is an X-ray diagnostic device known in which the pulse rate to regulate the dose rate Break ratio of one in the primary circuit of the high-voltage genera tors lying inverter is changed. The highly trans formed voltage of the inverter is in one with the X-ray tube connected high voltage rectifier straightens and smoothes. An adjustment of the fluoroscopy to the the following picture is not described.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Röntgendiagnostik einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der bei kürzerer Übergangszeit von der Durchleuchtung zur Aufnahme als der Hochlaufzeit der Drehanode die Aufnahme bei höheren Aufnah mewerten als beim Stand der Technik erfolgt, so daß die Auf nahmezeit verkürzt wird.The invention is based on the task of X-ray diagnostics to create the establishment of the type mentioned in the case of shorter transition time from fluoroscopy to exposure than the run-up time of the rotating anode the recording at higher recording values than in the prior art, so that the up time is reduced.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch diese Ansteuerung der Röntgenröhre kann das Röntgenbild bis di rekt vor der Aufnahme im Durchleuchtungsbetrieb betrachtet wer den. Die Aufnahme erfolgt unmittelbar durch die Auslösung nach der Durchleuchtung mit der zugehörigen Röntgenröhrenleistung.The object is achieved by the in the characterizing Part of claim 1 specified features solved. By this control of the x-ray tube can the x-ray image up to di right before taking the picture in the fluoroscopic mode the. The recording takes place immediately after the release the fluoroscopy with the associated x-ray tube power.

Eine einfache Steuerung kann erfolgen, wenn bei Beobachtung der Durchleuchtung mit einer Röntgenbildverstärker-Fernsehkette die Impulse für die Schaltmittel beim Erhöhen der Röntgenröhrenlei stung synchron mit der Bildfrequenz der Fernsehkette betrieben werden. Die Impulsabstände lassen sich vergrößern, wenn die Fernsehkette einen Bildspeicher aufweist. Simple control can take place if the Fluoroscopy with an x-ray image intensifier television chain Impulses for the switching means when increasing the X-ray tube operated synchronously with the frame rate of the television chain will. The pulse intervals can be increased if the TV chain has an image memory.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on one in the Drawing illustrated embodiment closer explained. Show it:

Fig. 1 eine Röntgendiagnostikeinrichtung nach der Erfindung, und Fig. 1 shows an X-ray diagnostic device according to the invention, and

Fig. 2 einen Verlauf des Röhrenstromes der Rönt genröhre gemäß Fig. 1. Fig. 2 shows a course of the tube current of the Rönt genröhre of FIG. 1.

In der Fig. 1 ist ein Hochspannungsgenerator 1 darge stellt, der eine Röntgenröhre 2 speist. Die von der Röntgenröhre 2 ausgehenden Strahlen durchdringen einen Patienten 3 und werfen auf einen Röntgenbildverstärker 4 ein Strahlenbild. Das Ausgangsbild des Röntgenbild verstärkers 4 wird durch eine Optik 5 auf eine Fern sehkamera 6 abgebildet, die mit einem Monitor 7 ver bunden ist. Ein im parallelen Strahlengang angeordne ter teildurchlässiger Spiegel 8 zweigt einen Teil der Lichtstrahlen für eine ebenfalls an der Optik 5 ange brachte Filmkamera 9 ab. Anstelle eines teildurchläs sigen Spiegels 8 kann auch ein schwenkbarer Spiegel angebracht sein. Ein ebenfalls im parallelen Strahlen gang angebrachter kleinerer Spiegel 10 koppelt einen Teil des Lichtstromes auf einen Lichtdetektor 11, bei spielsweise einen Fotomultiplier, aus.In Fig. 1, a high voltage generator 1 is Darge, which feeds an X-ray tube 2 . The rays emanating from the X-ray tube 2 penetrate a patient 3 and throw a radiation image onto an X-ray image intensifier 4 . The output image of the X-ray image amplifier 4 is imaged by optics 5 on a television camera 6 , which is connected to a monitor 7 . A arranged in the parallel beam path ter semitransparent mirror 8 branches a part of the light rays for a likewise on the optics 5 brought film camera 9 . Instead of a part-permeable mirror 8 , a pivotable mirror can also be attached. A smaller mirror 10 , also mounted in the parallel beam path, couples a part of the luminous flux to a light detector 11 , for example a photomultiplier.

An der Fernsehkamera 6 und dem Lichtdetektor 11 ist eine Steuereinheit 12 angeschlossen. Die Steuereinheit 12 ist weiterhin mit einem Speisegerät 13 für den Dreh anodenmotor 14 der Röntgenröhre 2 und mit einem Geber 15 für deren Anodendrehzahl verbunden. Im Hochspan nungskreis der Röntgenröhre 2 ist eine Schaltvorrich tung eingefügt, die beispielsweise aus einem Steuer gitter 16 der Röntgenröhre 2 bestehen kann und von der Steuervorrichtung 12 betätigt wird. Der Hochspannungs generator 1 wird gesteuert und geschaltet von einem Leistungsregler 17, dem der Istwert der Röntgenröhren leistung zugeführt wird. Über einen Sollwertgeber 18, dessen Signal von einem von dem vom Lichtdetektor 11 erfaßten Lichtstrom abhängigen Korrekturwert der Steu ervorrichtung 12 überlagert und in dem Leistungsregler 17 mit dem Istwert verglichen wird, kann die Röntgen röhrenleistung beeinflußt werden.A control unit 12 is connected to the television camera 6 and the light detector 11 . The control unit 12 is also connected to a supply device 13 for the rotary anode motor 14 of the X-ray tube 2 and to a sensor 15 for the anode speed thereof. In the high-voltage circuit of the X-ray tube 2 , a Schaltvorrich device is inserted, which may for example consist of a control grid 16 of the X-ray tube 2 and is actuated by the control device 12 . The high-voltage generator 1 is controlled and switched by a power controller 17 , to which the actual value of the x-ray tube power is supplied. Via a setpoint generator 18 , the signal of which is superimposed by a correction value of the control device 12 dependent on the luminous flux detected by the light detector 11 and is compared in the power controller 17 with the actual value, the X-ray tube power can be influenced.

Durch einen Schalter 19, der an der Steuervorrichtung 12 angebracht ist, wird die Röntgendiagnostikeinrich tung auf Durchleuchtung geschaltet. Dabei läuft die Drehanode mit geringer Drehzahl und die Röntgenröhre 2 wird mit reduzierter Leistung betrieben. Durch ein dem Lichtstrom entsprechendes Signal, das vom Lichtdetek tor 11 oder von der Fernsehkamera 6 der Steuervorrich tung 12 zugeführt wird, läßt sich die Röntgendosislei stung durch den Leistungsregler 17 konstant halten. Die Röntgenröhre 2 arbeitet hierbei in kontinuierlichen Be trieb.By a switch 19 , which is attached to the control device 12 , the X-ray diagnostic device is switched to fluoroscopy. The rotating anode runs at low speed and the X-ray tube 2 is operated with reduced power. By a signal corresponding to the luminous flux, which is supplied from the light detector 11 or from the television camera 6 to the control device 12 , the X-ray dose rate can be kept constant by the power controller 17 . The X-ray tube 2 operates in a continuous operation.

Anhand des in Fig. 2 dargestellten Verlaufes des Rönt genröhrenstromes I wird die Funktionsweise der Röntgen diagnostikeinrichtung näher erläutert. Soll nun nach ei ner Durchleuchtungsszene eine Zielaufnahme erstellt wer den, so werden durch Drücken einer Vorbereitungstaste 20 an der Steuervorrichtung 12 zu einem Zeitpunkt t₁ die Drehzahl der Drehanode und die Leistung der Rönt genröhre 2 erhöht. Damit die mittlere Dosisleistung und damit die Bildhelligkeit während der Durchleuchtung kon stant auf einem niedrigen Wert bleiben und die Strahlen belastung des Patienten so gering wie möglich gehalten wird, wird die Röntgenröhre 2 durch Sperren des Steuer gitters 16 gepulst betrieben. Die Impulsbreite wird bei anwachsender Dosisleistung immer schmaler. Um eine einwandfreie Durchleuchtung zu erhalten, sind die Im pulse mit der Bildfrequenz der Fernsehkamera 6 synchro nisiert. Nachdem die Drehanode ihre für die Aufnahme erforderliche Drehzahl zu einem Zeitpunkt t₂ erreicht hat und die Röntgenröhrenleistung auf den für die Auf nahme erforderlichen Wert gestiegen ist, kann durch einen an der Steuervorrichtung 12 angebrachten Aufnah meschalter 21 die Aufnahme zu einem Zeitpunkt t₃ aus gelöst werden. Dadurch kann die Fernsehkamera 6 abge schaltet werden und das Steuergitter 16 gibt den Elek tronenstrahl in der Röntgenröhre 2 dauernd frei, so daß die Aufnahme mit der dafür erforderlichen Dosis leistung direkt im Anschluß an die Durchleuchtung er folgen kann. Durch Betätigung der Aufnahmetaste 21 wird gleichzeitig die Filmkamera 9 ausgelöst. Ist der Film ausreichend belichtet, so schaltet die Steuervor richtung 12 die Röntgenröhre 2 ab und schließt den Ver schluß der Filmkamera 9.The functioning of the X-ray diagnostic device is explained in more detail with reference to the course of the X-ray tube current I shown in FIG. 2. If a target image is now created after an X-ray scene, the speed of the rotating anode and the power of the X-ray tube 2 are increased by pressing a preparation key 20 on the control device 12 at a time t ₁ . So that the mean dose rate and thus the image brightness remain constant at a low value during the fluoroscopy and the radiation exposure of the patient is kept as low as possible, the X-ray tube 2 is operated in a pulsed manner by blocking the control grid 16 . The pulse width becomes narrower as the dose rate increases. In order to obtain perfect fluoroscopy, the pulses are synchronized with the frame rate of the television camera 6 . After the rotating anode has reached the speed required for the recording at a time t ₂ and the X-ray tube power has risen to the value required for the recording, a switch 21 attached to the control device 12 can trigger the recording at a time t ₃ will. As a result, the television camera 6 can be switched off and the control grid 16 releases the electron beam in the X-ray tube 2 continuously, so that the recording can be carried out with the required dose directly after the fluoroscopy. By actuating the record button 21 , the film camera 9 is triggered at the same time. If the film is sufficiently exposed, the Steuerervor device 12 turns off the X-ray tube 2 and closes the closure of the film camera 9th

Ist der Spiegel 8 schwenkbar angeordnet, dann erfolgt die Aufnahme erst, nachdem der Spiegel seine Aufnahme position eingenommen hat. Diese Zeit für das Schwenken des Spiegels 8 ist aber wesentlich kürzer als die Zeit für den Hochlauf der Drehanode.If the mirror 8 is pivotally arranged, the picture is taken only after the mirror has taken up its position. However, this time for the pivoting of the mirror 8 is considerably shorter than the time for the startup of the rotating anode.

Diese Vorrichtung läßt sich auch bei konventionellen Röntgenaufnahmen mit Filmkassette anwenden. Hierzu müs sen die Impulse während der Einfahrt der Kassette je doch unterbrochen werden. Die Aufnahme erfolgt dann, wenn die Kassette sich in der Aufnahmeposition befin det. Diese Kassetteneinfahrzeit ist ebenfalls kürzer als die übliche Hochlaufzeit der Drehanode, so daß die Pause zwischen Durchleuchtung und Aufnahme nur sehr kurz ist. This device can also be used in conventional Use X-rays with a film cassette. To do this the impulses during the insertion of the cassette be interrupted. The recording then takes place when the cassette is in the recording position det. This cassette break-in time is also shorter than the usual run-up time of the rotating anode, so that the There is only a very long pause between fluoroscopy and exposure is short.

Soll die Aufnahme bei einem anderen Fokus als die Durchleuchtung erfolgen, dann wird beim Übergang von der Durchleuchtung auf die Aufnahme der Fokus unter Be rücksichtigung einer konstanten mittleren Durchleuch tungsdosisleistung umgeschaltet. Diese Umschaltung kann dabei zwischen dem Beginn des Überganges zu dem Zeit punkt t₁ und der Auslösung der Aufnahme zu dem Zeit punkt t₃ erfolgen.If the exposure is to take place at a focus other than the fluoroscopy, then the focus is switched during the transition from the fluoroscopy to the imaging taking into account a constant mean fluoroscopic dose rate. This switchover can take place between the start of the transition at the point in time t ₁ and the triggering of the recording at the point in time t ₃ .

Ist zwischen der Fernsehkamera 6 und dem Monitor 7 ein elektronischer Bildspeicher 22 für die Einspeicherung der Aufnahme vorgesehen, so können bei der beschriebe nen, gepulsten Durchleuchtung, wie bei der intermittie renden Durchleuchtung, Bilder zwischengespeichert und sofort wiedergegeben werden, so daß die Impulse größe re Abstände als ohne Zwischenspeicherung aufweisen kön nen. Die Aufnahme erfolgt wie beim teildurchlässigen Spiegel 8 unmittelbar an die Durchleuchtung, so daß das Röntgenbild bis zur Aufnahme betrachtet werden kann.Is between the television camera 6 and the monitor 7, an electronic image memory 22 is provided for the storage of the recording, so can be described in the described, pulsed fluoroscopy, as with intermittent fluoroscopy, images are stored and immediately reproduced, so that the pulse size re Distances can have than without intermediate storage. As with the partially transparent mirror 8 , the image is taken directly at the fluoroscopy, so that the x-ray image can be viewed until the image is taken.

Die Aufnahme kann als rein elektronische Aufnahme nach der Durchleuchtungszeit auch über die Fernsehkamera durchgeführt werden. Dazu wird diese zu Aufnahmebeginn auf Einzelbetrieb umgeschaltet und beim Auslesen das Signal des Einzelbildes vom elektronischen Bildspeicher 22 übernommen.The recording can also be carried out as a purely electronic recording after the fluoroscopy time using the television camera. For this purpose, this is switched to individual operation at the start of the recording and the signal of the individual image is taken over from the electronic image memory 22 when it is read out.

Claims

1. X-ray diagnostic device with a rotating anode X-ray tube ( 2 ) and with a control device ( 12 , 16 ), which at the same time increases the speed of the rotating anode and the power of the X-ray tube during the transition from a fluoroscopy to a recording setting Switching means ( 16 ) with short switching times in the high-voltage circuit ( 1 , 2 ) of the X-ray tube ( 2 ) acts, characterized in that the control device ( 12 , 16 ) by switching the switching means ( 16 ) with decreasing pulse width at least until reaching for the speed required for recording adapts the average dose rate of the x-ray tube ( 2 ) to the previous average fluoroscopic dose rate and that the control device ( 12 , 16 ) switches to the exposure setting after the speed required for the exposure has been reached by configuring the increased dose rate of the x-ray tube ( 2 ) generated continuously.

2. X-ray diagnostic device according to claim 1, characterized in that when observing the illumination by means of an X-ray image intensifier television chain ( 4 to 7 ), the pulses for the switching means ( 16 ) when increasing the X-ray tube power synchronously with the image frequency of the television chain ( 6 , 7 ) operate.

3. X-ray diagnostic device according to claim 1 or 2, characterized in that the television chain ( 6 , 7 ) has an image memory ( 22 ).