DE3810501C2

DE3810501C2 - Röntgentechnische Meßvorrichtung

Info

Publication number: DE3810501C2
Application number: DE19883810501
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Aichinger; Hans-Juergen Dipl Ing Gerlach
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1988-03-28
Filing date: 1988-03-28
Publication date: 1996-02-08
Anticipated expiration: 2008-03-29
Also published as: JPH0223513U; DE3810501A1

Description

Die Erfindung geht aus von einer röntgentechnischen Meßvorrich tung mit zwei in dem Primärstrahlenbündel angeordneten Strahlen detektoren, zwischen denen ein Objektbereich für ein Untersu chungsobjekt liegt und aus deren Ausgangssignalen ein der Pa tiententransparenz entsprechendes elektrisches Signal gebildet wird.

Bei der Direkt- und Indirekt-Aufnahmetechnik bestehen Forderun gen

a) nach Ermittlung der Patiententransparenz vor und
b) während der Aufnahme zur Aufnahmedatenberechnung,
c) nach Erfassung der Patienteinfalldosis,
d) nach Überwachung der maximal zulässigen Einfalldosisleistung beim Verstellen des Fokus-Bildverstärker-Abstandes und des Fokus-Objekt-Abstandes (FOBJ).

Die Forderung gemäß a) wird durch ein System gemäß der DE-A 22 45 939 erfüllt, bei dem während der einer Aufnahme voran gehenden Durchleuchtung eine Dosisleistungsregelung erfolgt. Die dabei eingestellten Durchleuchtungsdaten, insbesondere die Durchleuchtungsspannung, sind ein Maß für die Patiententrans parenz.

Die Forderung gemäß b) wird durch ein System gemäß dem deut schen Patent 25 46 948 erfüllt. Bei diesem System sind zwei Strahlendetektoren vorhanden, zwischen denen das Aufnahmeob jekt liegt. Durch Vergleich der Ausgangssignale der Strahlen detektoren wird die Patiententransparenz ermittelt. Das be kannte System basiert aber auf einer mittleren Entfernung der Patientenoberfläche zum Fokus (FOBJ) und berücksichtigt nicht unterschiedliche Objektdicken. Gerade der exakte FOBJ-Wert ist zum Bestimmen der Einfalldosis und damit der Patiententranspa renz wichtig, weil die Einfalldosis von ihm abhängt. Die Pa tienten-Einfalldosis gemäß c) und demgemäß auch die maximal zu lässige Einfalldosisleistung gemäß d) wird demgemäß bei dem be kannten System nicht exakt ermittelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine röntgentechni sche Meßvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit ihr die Einfalldosis und die Einfalldosisleistung ge nau bestimmt werden können.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Ent fernungsmesser für den Fokus-Objekt-Abstand vorhanden ist, wo bei aus den Ausgangssignalen der Strahlendetektoren und des Entfernungsmessers die Einfalldosisleistung bei Durchleuchtung und Aufnahme mit und auch ohne Patient sowie die Patiententrans parenz bei Aufnahme bestimmt werden.

Die röntgentechnische Meßvorrichtung gemäß-der Erfindung er laubt durch Messung des Fokus-Objekt-Abstandes FOBJ, z. B. mit Hilfe einer akustischen, optischen oder anderen berührungslosen Methode unter Verwendung des Abstand-Signals eine genaue Be stimmung

1. der Einfalldosisleistung und Patiententransparenz bei Auf nahme,
2. der Einfalldosisleistung bei Durchleuchtung zur Gewinnung eines Regelsignals für die Konstanthaltung der Einfalldosis leistung beim Nachregeln der Strahlenausblendung und auch der Dosisleistung bei Veränderung des Bildempfänger-Fokus-Abstandes (FFA),
3. der Einfalldosisleistung an der Patientenoberfläche,
4. die automatische Durchführung der Einfalldosisleistungsmes sung ohne Patient an einer bestimmten Stelle zwischen Fokus und Bildschicht. Dabei wird die Dosis in einem vorgeschrie benen Tischplattenabstand bei turnusmäßigen Überprüfungen der Röntgenanlage frei Luft gemessen.

Bei den beschriebenen Messungen ergibt sich eine hohe Genauig keit, wobei eine automatische Berücksichtigung von Zusatzfil tern vor dem in Strahlenrichtung vor dem Objektbereich liegen den Strahlendetektor an der Primärstrahlenblende erfolgt. Unter einer Messung "frei Luft" der Dosis an einer bestimmten Stelle versteht man eine Messung ohne Beeinflussung durch rückgestreu te Strahlung. Es erfolgt also keine Ermittlung der Einfalldosis mit einer Meßkammer, die auf den Patienten gelegt wird.

Hinsichtlich der Nachregelung der Strahlenausblendung und der Dosisleistung bei Veränderung des FFA ist zu berücksichtigen, daß sich mit dem FFA die Eingangsparameter Röntgenröhrenstrom und Röntgenröhrenspannung ändern. Die Bildverstärker-Eingangs-Dosisleistung (System-Dosisleistung) wird vom Durchleuchtungs regelkreis konstant gehalten, um die Bildqualität zu erhalten. Es muß sichergestellt werden, daß die Änderung der Eingangspa rameter keine Überschreitung der maximal zulässigen Einfalldo sisleistung zur Folge hat.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine röntgentechnische Meßvorrichtung nach der Erfindung mit einer Röntgendiagnostikanlage, und

Fig. 2 Kurven zur Erläuterung der Fig. 1.

In der Fig. 1 ist ein Röntgenstrahler 1 mit einem Fokus 2 darge stellt, dem eine Primärstrahlenblende 3 zugeordnet ist. Die Röntgenstrahlung dient zur Erzeugung von Röntgenbildern eines Objektes 4 in einem Objektbereich 4a mit Hilfe einer Röntgen filmkassette 5 (Röntgenaufnahme) und eines Röntgenbildverstär kers 6 mit nachgeschalteter Fernsehkette 7 (Durchleuchtung). Der Zentralstrahl der Röntgenstrahlung ist in der Fig. 1 mit 8 bezeichnet.

Bei der dargestellten Röntgendiagnostikanlage ist ein Röntgen generator 9 zur Speisung des Röntgenstrahlers 1 vorgesehen. Dem Röntgengenerator 9 ist ein Regelkreis für die Dosisleistung während der Durchleuchtung zugeordnet, der einen Vergleicher 10 für einen Soll-Wert am Eingang 11 und einen Ist-Wert am Eingang 12 für diese Dosisleistung aufweist.

Eine Doppel-Meßkammer 13 mit zwei Meßfeldern 14, 15, die kon zentrisch zueinander angeordnet sind, dient zur Erfassung der Dosisleistung und des Flächendosisprodukts gemäß dem deutschen Patent 24 21 243. Sie ist an der Primärstrahlenblende 3 ange ordnet. Eine übliche Meßkammer 16 eines Röntgenbelichtungsau tomaten bzw. der Röntgenbildverstärker 6 in Verbindung mit ei nem nachgeschalteten Photomultiplier bei Indirekt-Aufnahmetech nik mißt die Bildempfänger-Eingangs-Dosisleistung (System-Do sisleistung).

An der Primärstrahlenblende 3 ist zusammen mit der Meßkammer 13 ein berührungsloser Entfernungsmesser 17 zur Erfassung der mittleren Entfernung der Patientenoberfläche zum Fokus (FOBJ) angeordnet. Der Entfernungsmesser 17 kann je nach Gerätegeo metrie verschieden realisiert sein. Bei Obertischgeräten bie tet sich die berührungslose Ultraschall-, Infrarot- oder op tische Meßmethode an. Bei Untertischgeräten, bei denen die Tischplatte die Patientenoberflächen-Ebene darstellt, ist der Abstand aus der Gerätegeometrie bekannt. In beiden Fällen wird dem Zentralrechner des Röntgengenerators 9 der ermittelte Wert für den Abstand FOBJ über eine Schnittstelle mitgeteilt.

In der Fig. 1 ist noch dargestellt, daß der für die Einfall dosisleistung ermittelte Ist-Wert dem Eingang 18 eines Verglei chers 19 zugeführt wird, der diesen mit einem Soll-Wert am Ein gang 20 vergleicht und ein Differenzsignal einem Regler 21 für die Einfalldosisleistung zu führt.

Zusammen mit dem gemessenen Abstandsignal für den Abstand FOBJ wird die Berechnung der Einfalldosisleistung, bezogen auf einen festen Abstand von der Tischplatte, z. B. von 30 cm, oder auf die Patientenoberfläche durchgeführt.

Bei der Überwachung der maximalen Einfalldosisleistung kann ge mäß Fig. 2 auf verschiedene U_R/I_R Regelkennlinien zur Dosislei stungsregelung während der Durchleuchtung umgeschaltet werden. Die Regelung kann in der Weise erfolgen, daß zunächst auf der Kennlinie 22 durch Veränderung von Röntgenröhrenspannung U_R und Röntgenröhrenstrom I_R geregelt wird. Bei dem Erreichen der maximal zulässigen Einfalldosis (Punkt 23) wird auf die Kennlinie 24 umgeschaltet, bei der diese maximale Einfalldosis konstant ist. Bei Änderung des Abstandes FOBJ kann entsprechend bei den Punkten 25, 26 auf die Kennlinien 27, 28 umgeschaltet werden. Dabei wird durch Anpassung der Lage des Umschaltpunktes auf der Kennlinie an den jeweiligen Abstandswert FOBJ eine optimale Ausnutzung der zulässigen Einfalldosisleistung-Grenz werte erreicht.

Für die Regelkennlinien 24, 27, 28, bei denen die Einfalldosis leistung konstant ist, wird vorausgesetzt, daß jedes neue Wer tepaar aus U_R/I_R eine Änderung der Bildverstärker-Ausgangshel ligkeit wirkt. Diese Voraussetzung ist bei einer Regelung auf konstante Einfalldosis erfüllt, da der Exponent, mit dem die Röntgenröhrenspannung in die Dosisleistung und damit in die Bildverstärker-Helligkeit eingeht, hinter dem Patient stets größer als vor ihm ist. Daher ist eine unterlagerte Regelung für die Durchleuchtungsregelung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, möglich. Der Soll-Wert am Eingang 11 und der Ist-Wert am Eingang 12 des Vergleichers 10 gehören zum normalen Durchleuch tungsregelkreis, in dem die mittlere Bildhelligkeit auf dem Ausgangsschirm des Röntgenbildverstärkers 6 mit Hilfe eines Photomultipliers in der Fernsehkette 7 erfaßt wird. Der Soll-Wert am Eingang 20 und der Ist-Wert am Eingang 18 des Verglei chers 19 gehören zum Einfalldosisleistungsregelkreis. Der Reg ler 21 enthält dabei einen Kennlinienschalter zur Wahl des Um schaltpunktes 23, 25, 26.

In der Fig. 1 ist noch ein Zusatzfilter 29 vor der Meßkammer 13, das zusätzlich zur Eigenfilterung des Röntgenstrahlers 1 vor handen ist, dargestellt. Dieses Zusatzfilter 29 wird bei der Bestimmung der Einfalldosisleistung automatisch berücksichtigt.

Die Bestimmung der Strahlentransparenz während einer Aufnahme erfolgt durch Vergleich der Ausgangssignale der Meßkammern 13, 16. Für die Bestimmung dieser Transparenz sowie der Einfall dosisleistung bei Durchleuchtung, Aufnahme und ohne Patient 4 wird das Ausgangssignal des zentralen Meßfeldes 15 der Meßkam mer 13 benutzt.

Claims

1. Röntgentechnische Meßvorrichtung mit zwei, in dem Primär strahlenbündel (8) angeordneten Strahlendetektoren (13, 16), zwischen denen ein Objektbereich (4a) für ein Untersuchungs objekt (4) liegt und aus deren Ausgangssignalen ein, der Pa tiententransparenz entsprechendes Signal gebildet wird, da durch gekennzeichnet, daß ein Entfer nungsmesser (17) für den Fokus-Patienten-Abstand (FOBJ) vor handen ist, wobei aus den Ausgangssignalen der Strahlendetek toren (13, 16) und des Entfernungsmessers (17) die Einfalldo sisleistung bei Durchleuchtung, Aufnahme und ohne Patient (4) sowie die Patiententransparenz bei Aufnahme bestimmt werden.

2. Röntgentechnische Meßvorrichtung nach Anspruch 1 , da durch gekennzeichnet, daß der Entfernungs messer (17) nahe dem vor dem Objektbereich liegenden Strahlen detektor (13) angeordnet und zur berührungslosen Entfernungs messung ausgebildet ist.