DE3248752A1

DE3248752A1 - Testfilter zur nicht-invasiven ueberpruefung der roehrenhochspannung an roentgengeraeten

Info

Publication number: DE3248752A1
Application number: DE19823248752
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr.-Ing. 8000 München Eder
Original assignee: WELLHOEFER KERNPHYSIK ENTWICKL
Current assignee: WELLHOEFER KERNPHYSIK ENTWICKL
Priority date: 1982-12-31
Filing date: 1982-12-31
Publication date: 1984-07-12

Description

Beschreibung
Testfilter zur nicht-invasiven Überprüfung der Röhrenhochspannung an Röntgengeräten.
Die Erfindung betrifft ein Testfilter für Röntgengeräte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Überprüfung der Röhrenspannung an medizinisch und technisch genutzten Röntgenanlagen ist ein Bestandteil der Qualitätskontrollen und der Strahlenschutzüberprüfungen. Es ist bekannt, daß die Röhrenhochspannung durch Alterungseffekte und Dejustierungen im Laufe der Betriebszeit häufig nicht mehr mit dem eingestellten Wert übereinstimmt (Lit. 1).
An nicht invasiven Testmethoden zur Uberprüfung der Röhrenhochspannung sind bislang bekannt: A. Ardran-Crooks-Filmkassette (Lit. 2) B. Meßverfahren nach Schaal (Lit. 3) C. Elektronische Meßgeräte, deren Meßprinzip auf einer der beiden Methoden beruht D. Halbleiter-Spektrometrie.
Bei Röntgengeräten mit automatischer Belichtungsregelung ist die Anwendung der erwähnten Verfahren schwierig, da die Meßkammer der Belichtungsautomatik durch einen getrennten Absorber gesteuert werden muß. Verfahren B ist darüberhinaus nur mit Hilfe von Strahlungsdetektoren und einer entsprechenden Auswerteelektronik durchzuführen. Verfahren D ist wegen des hohen Meßaufwandes für den Routineeinsatz ungeeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Einbringung eines Testfilters in den Strahlengang des Röntgengerätes sowohl die Belichtungsautomatik zu steuern als auch gleichzeitig unter Ausnutzung der Absorptionskanten die notwendigen Informationen über den tatsächlichen Wert der Röhrenspannung zu erhalten.
Das Verfahren soll für den Routine einsatz in Röntgenbetrieben geeignet sein und die Auswertung ohne zusätzliche Hilfsmittel nur visuell erfolgen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 4 gelöst.
Um ein Testfilter für die Überprüfung eines größeren Spannungsbereiches herzustellen, können gemäß Unteranspruch 2 mehrere Filtermaterialien mit unterschiedlicher Lage der K-Absorptionskante zu einem Testfilter vereinigt werden.
Zur Vorgabe eines Toleranzbereiches für die zu überprüfende Röhren~ spannung können gemäß Unteranspruch 3 eines oder mehrere Filtermaterialien in unterschiedlichen Dicken im Testfilter enthalten sein.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß die Überprüfung der Röhrenhochspannung auf technisch einfache'Weise ohne Eingriff in das Gerät - insbesondere auch bei Aufnahmen und Durchleuchtung mit automatischer Belichtungsregelung ermöglicht wird.
Eine schnelle und relativ präzise Auswertung ist durch den direkten; visuellen Vergleich von Graustufen auf dem Testbild gewährleistet.
Ausführungsbeispiele: Die technische Ausführung eines Testfilters für Röhrenspannungen im Bereich um 75 kV zeigt Abb. 4: Zwei kreisrunde Plättchen aus dem Metall Ytterbium sind in durchgehende Bohrungen in einer Kupferplatte der Dicke 1,5 mm so eingebettet, daß nur geringe Randüberlappungen bestehen. Die Dicken der Ytterbium-Plättchen betragen 0,78 und 0,90 mm.
Die K-Absorptionskante des Kupfers liegt bei 8,8 keV, die des Ytterbiums bei 61,4 keV.
Bei Energien über 61,4 keV zeigt das Ytterbium daher wesentlich höhere Absorption (genauer: höheren Massenabsorptionskoeffizienten); als das Kupfer.
Wenn die Röhrenspannung innerhalb vorzugebender Grenzen zunimmt, wird daher die Transparenz des Ytterbiums gegenüber Kupfer geringer und umgekehrt. Die Fluenzspektren hinter Kupfer und Ytterbium für die Röhrenspannungen 68, 73 und 78 kV zeigt Abb. 2.
Stimmt man nun die Dicke von Ytterbium und Kupfer so ab, daß bei der Prüfspannung von 75 kV gleiche Transparenz besteht, so wird sich das Transparenzverhältnis bei abweichenden Röhrenspannungen wie oben beschrieben ändern.
Gleiche Transparenz der beiden Filtermaterialien in Bezug auf den Spannungsgang des Abbildungssystemes führt zu gleicher optischer Dichte auf dem Testbild, was der Beurteilung durch das Auge sehr gut zugänglich ist. Diejenige Prüfspannung, die Schwärzungsgleichheit hervorruft, wird Umschlagspannung genannt.
Um einen Toleranzbereich für die zu überprüfende Spannung von 75 kV vorzugeben, werden die zwei Umschlagspannungen 71 und 79 kV entsprechend den beiden unterschiedlichen Ytterbium-Dicken gewählt.
Dies entspricht einer Toleranz von rund + 5 96.
Die Anwendungsgrenzen für die angegebene Filterkombination liegen bei Prüf spannungen zwischen 62 und 86 kV. Allgemein kann gesagt werden, daß jeweils ein Spannungsbereich überprüft werden kann, dessen zugeordnete Grenzenergien des Röntgenspektrums von der K-Kante des Filtermaterials bis zum ca. 4,4-fachen dieser Energie reichen.
Wegen der spektralen Verteilung der Röntgenstrahlung hat der Spannungsgang des bildgebenden Systems sowie die Welligkeit des Röntgengenerators einen gewissen Einfluß auf die Umschlagspannungen.
Die Prüfspannungen müssen jeweils danach festgelegt werden (list.1).
Die oben angegebenen Umschlagspannungen für das Ytterbium/Kupferfilter beziehen sich auf Kalzium-Wolframatfolie und einen 12-Puls-Generator. Dagegen hat die Eigenfilterung des Strahlers einen nur geringen und der Kontrastfaktor (Gamma) des Abbildungssystems keinen Einfluß auf die Umschlagspannungen (Lit. 1).
Fiir den Spannungsbereich um 100 kV wurde eine Filterkombination aus Gold/Kupfer entsprechend dem in Abb. 1 gezeigten Filter erprobt.
Die entsprechenden Filterdicken betragen hier: 3 mm Cu 0,40 und 0,46 mm Au.
Die Umschlagspannungen liegen dann für Kalzium-Wolframatfolien in Verbindung mit einem 12-Puls-Generator bei 95 und 103 kV.
Folgende Filterkombinationen werden zur Überprüfung im Spannungsbereich von 20 - 160 kV vorgeschlagen: Material E-Kante zu überprüfender (keV) Spannungsbereich (kV) Mo/Al 20,0/1,55 20-28 Ag/Al 25,5/1,55 26-36 La/Al 38,7/1,55 39-54 Yb/Cu 61,4/8,8 62-86 Au/Cu 80,5/8,8 81-113 U /Cu 115,0/8,8 115-161 Literatur (1) Eder H., Schöfer H., Mota H.
Routinemäßige Überwachung der Röhrenhochspannung mit Hilfe von Kantenfiltern im Rahmen der Qualitätskontrolle (Veröffentlichung geplant) (2) Ardran G. M., Crooks H. E.
Checking diagnostic X-ray beam quality Br. J. Radiol. 41 (1968) 193 (3) Schaal A.
Die Ermittlung der Röhrenspannung und des Eigenfilters in Röntgendiagnostik-Abteilungen Fortschr. Röntgenstr. 121, 2 (7974) 244-247 - Leerseite -

Claims

Patentansprüche Ö Testfilter zur nicht-invasiven Überprüfung der Röhrenhochspannung an Röntgengeräten, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter aus zwei verschiedenen nebeneinander angeordneten Materialien besteht, von denen eine seine K-Absorptionskante in der Nähe der zu überprüfenden Gren energie des Röntgenstrahlenspektrums besitzt.
2. Testfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter zum Zwecke der Uberprüfq eines größeren Spannungabereiches aus mehr als zwei verschiebe nebeneinander angeordneten Materialien besteht, deren K-Absopt kanten bei unterschiedlichen Energien liegen.
3. Testfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Festlegung verschiedener Prüf spannungen eines der beiden im Testfilter enthaltenen Materialien in unterschiedliche Dicken vorliegt.