DE69023462T2

DE69023462T2 - Verfahren zur Regelung der Belichtungszeit eines Röntgengerätes, insbesondere für die Mammographie.

Info

Publication number: DE69023462T2
Application number: DE69023462T
Authority: DE
Inventors: Pekka Stroemmer
Original assignee: Planmed Oy
Current assignee: Planmed Oy
Priority date: 1989-11-23
Filing date: 1990-11-12
Publication date: 1996-05-02
Anticipated expiration: 2010-11-13
Also published as: FI90183B; EP0432119B1; FI895610A; FI895610A0; EP0432119A1; FI90183C; DE69023462D1; US5099503A; ATE129872T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Röntgendiagnostik und insbesondere für die Mammographie zur Regelung der Belichtung eines Films oder Gleichwertigem auf einen optimalen Pegel, wobei die Strahlung, die durch ein zu photographierendes Objekt und durch den Film oder Gleichwertiges gefallen ist, durch eine Anordnung von Erfassungsvorrichtungen gemessen wird, und auf Grundlage dieser Messung die Belichtungszeit eingestellt wird.
In der medizinischen Röntgendiagnostik versucht man, sowohl einen scharfen Kontrast als auch eine hohe Auf lösung zu erreichen. Gleichzeitig werden Versuche unternommen, die durch den Patienten aufgenommene Strahlungsdosierung zu minimieren.
Bei der Röntgenphotographie ist es zum Garantieren eines erfolgreichen Photographierens unabhängig von der Qualität des zu photographierenden Objektes und der Abbildungsvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik bekannt, die Röntgenvorrichtungen mit einem automatischen Belichtungssystem zu versehen, das die korrekte Belichtung des Röntgenfilms übernimmt und dadurch die Notwendigkeit eines erneuten Photographierens beseitigt.
Bei den herkömmlichen automatischen Belichtungssystemen ist beispielsweise eine Ionisationskammer oder ein Halbleiter als die Erfassungsvorrichtung für die durch den Film fallende Strahlung verwendet worden, wobei die Erfassungsvorrichtung hinter das zu photographierende Objekt und hinter die Abbildungsvorrichtung gelegt wird, um die Menge der den Film erreichenden Strahlung zu messen. Das Signal, das proportional zu der Strahlung ist und geeignet verstärkt wird, wird falls erforderlich linearisiert und daraufhin über der Zeit integriert. Das Integrationsergebnis wird mit dem eingestellten Wert verglichen, der der erwunschten Verdunkelung des Films entspricht, und bei Erreichen des Wertes wird die Strahlung ausgeschaltet. Bei weiterentwickelten Lösungen ist das Kriechen bzw. die allmähliche Veränderung der Basiswerte der Erfassungsvorrichtung und der Signalverarbeitungsstufen durch automatisches Rücksetzen auf Null kompensiert worden, was zwischen den Photographien ständig ausgeführt wird.
Bezogen auf die vorliegende Erfindung wird auf die WO-A-8 911 248 und die EP-0 370 089 Bezug genommen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann besonders günstig bei den Verfahren angewandt werden, die in den Anmeldungen beschrieben sind, in Kombina-tion mit denen die vorliegende Erfindung bestimmte Synergievorteile erzeugt.
Bezüglich des der vorliegenden Erfindung nächstkommenden Standes der Technik wird auf die WO-A-8 701 555, die DE-A-3 641 992, die US-3 974 385 sowie die US-4 763 343 Bezug genommen.
Aus den vorstehend erwähnten Patent-Veröffentlichungen ist ein Verfahren zum Regeln der Belichtung bei einer Mammographievorrichtung bekannt, so daß die durch die zu photographierende die Brust fallende Strahlung durch eine Erfassungsvorrichtung erfaßt wird. In der US-4 763 343 wird vorgeschlagen, zwei Erfassungsvorrichtungen zu verwenden, von denen eine die durch das zu untersuchende Tuch fallende Strahlung mißt, wohingegen die andere Erfassungsvorrichtung die das zu untersuchende Tuch umgehende Strahlung mißt, wobei die letzere Erfassungsvorrichtung als Kalibrierungssignal für das Regelsystem verwendet wird. In der WO-A-8 701 555 wird als Veränderung vorgeschlagen, daß durch eine Erfassungsvorrichtung bei dem automatischen Belichtungssystem eine Anzahl von Beobachtungen der durch den Organismus fallenden Strahlung und Korrekturen des Spektrums eine nach der anderen während des Photographierens ausgeführt werden.
Die herkömmlichen Lösungen beinhalten jedoch gewisse Nachteile wie Faktoren, die den Betrieb und die Kalibrierung behindern, wobei die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin besteht, diese Nachteile zu beseitigen.
Ein bei herkömmlichen Lösungen vorhandener Nachteil, insbesondere bei der Mammographie-Photographie, ist die Tatsache, daß es nur eine Erfassungsvorrichtung zur Messung der Belichtung gibt, die zu verschiedenen Orten in Abhängigkeit der Größe des zu photographierenden Objektes und auf der Photographieprojektion versetzt werden muß, damit eine korrekte Belichtung erreicht werden kann.
Gewöhnlich ist der Versatz der Erfassungsvorrichtung manuell ausgeführt worden, in welchem Fall der Ort der Erfassungsvorrichtung und daher auch die korrekte Belichtung durch die Bedienungsperson der Mammographievorrichtung berücksichtigt werden müssen. Es kann daher in Betracht gezogen werden, daß der Grund für eine derartige Lösung die Schwierigkeit der Kalibrierung der Erfassungsvorrichtung ist. Falls es mehrere Erfassungsvorrichtungen anstelle einer gibt, müssen sie alle einzeln kalibriert werden.
Bei den herkömmlichen Lösungen ist das Kriechen der Basiswerte der Signalverarbeitungsstufen und der Erfassungsvorrichtung durch ein automatisches Rücksetzen auf Null kompensiert worden, aber eine mögliche Veränderung der Verstärkung ist nicht korrigiert worden. Da die Verstärkung des Signals von wesentlicher Bedeutung für eine erfolgreiche Messung ist, und da das durch die Erfassungsvorrichtungen ausgegebene Signal in Bezug auf den Wert der Röntgenstrahlung sich wesentlich verändert, ist bei den herkömmlichen Lösungen die Kalibrierung durch Einstellen der Verstärkung durch ein Regelteil immer manuell durch Testphotographie und durch Messung der Verdunkelung des Films ausgeführt worden. In einem solchen Fall ist die Arbeitsweise der Regelung schwierig und zeitraubend, und im allgemeinen werden die Regelteile in den Bereich der Strahlungswirkung plaziert, was erfordert, daß sich die Regelperson zum Schutz ständig für die Zeit der Testbestrahlungen bewegen muß. Außerdem neigen sowohl derartige Regelteile als auch die Erfassungsvorrichtung selbst dazu, sich auf lange Sicht zu verändern, wodurch das erhaltene Meßergebnis nicht mehr der ursprünglichen Einstellung entspricht und eine erneute Kalibrierung durch einen Fachmann nötig ist.
Da das Erfassungsvorrichtungs-Signal beispielsweise in dem Fall von Halbleiter-Erfassungsvorrichtungen nicht direkt mit der Verdunkelung des Films korreliert ist, sondern von dem für die Röntgenröhre verwendeten kV-Wert, der Filmart, den Verstärkungsplatten, der Kassettenart, des Gitters, der Filterart und der Belichtungszeit abhängt, wenn die Filmempfindlichkeit entsprechend dem Reziprozitätsgesetz verringert wird, wenn die Zeit länger wird, kann ein über die Zeit integriertes Erfassungsvorrichtungs-Signal nicht direkt zum Ausschalten der Strahlung verwendet werden, wenn das Signal den eingestellten Wert erreicht.
Daher sind bei fortschrittlicheren herkömmlichen automatischen Belichtungssystemen zum Verbessern des Ergebnisses in dem Speicher eines Mikroprozessors gespeicherte verschiedene Wertetabellen verwendet worden, in denen in Abhängigkeit beispielsweise von dem kV-Wert, der Filterung und der Art des Films bzw. der Verstärkungsplatte der korrekte Tabellenwert zum Ausschalten der Strahlung verwendet worden ist. Die Messung derartiger Tabellen ist mit sehr viel Arbeit verbunden, sie nehmen ein Übermaß von Speicher und Programmraum ein, und ihre Änderung ist genauso schwierig wie die Erzeugung einer neuen Tabelle. Daher ist zur erf indungsgemäßen Anordnung der Messung eine neue Art der Signalverarbeitung entwickelt worden, die eine schnelle Anpassung von neuen Arten von Filmen bzw. Verstärkungsplatten oder von neuen Filtermaterialien selbst durch die Bedienungsperson gestattet, und erfindungsgemäß sind lediglich wenige Speicheradressen des Speicherbereichs für jede Art der Kombination erforderlich.
Die DE-A-3 225 061 offenbart eine Vorrichtung, die auch bei der Mammographie-Photographie verwendet werden kann. Jedoch ist die Kalibrierung dieser Vorrichtung relativ kompliziert, zeitraubend und ungenau, und außerdem weist die Vorrichtung eine relativ hohe Anzahl von Erfassungsvorrichtungen zum erfolgreichen Arbeiten auf.
Die EP-A-0 125 349 offenbart ein Dosimeter zur Verwendung in der Radiographie. Es sei jedoch bemerkt, daß dieses Schriftstück kein Verfahren offenbart, das einen Kalibrierungsschritt und getrennte Erfassungsvorrichtungen verwendet, die einzeln eingestellt und gewichtet werden können, und die zum Bilden eines einzelnen Systems aufgebaut sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur automatischen Belichtung bei der Mammographie-Photographie derart zu schaffen, daß verschiedene zu photographierende Objekte mit einer ausreichenden, geringen Strahlungsdosierung optimal photographiert werden können.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur automatischen Belichtung bei der Mammographie zu schaffen, wobei das Verfahren und die Vorrichtung vielseitige Eigenschaften aufweisen und vorteilhaft sind.
In Anbetracht der Beseitigung der vorstehend beschriebenen Nachteile und des Erreichens der vorstehend erwähnten Ziele und derjenigen, die nachstehend beschrieben werden, ist das Verfahren hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsignale aus der Erfassungsvorrichtung oder aus verschiedenen Erfassungsvorrichtungen zu dem Verstärker jeder Erfassungsvorrichtung geleitet werden, daß durch das Steuersystem, das in einen bestimmten Kalibrierungszustand versetzt worden ist, die Verstärkungen der Verstärker auf die Pegel geregelt werden, die durch die Belichtung von unterschiedlichen zu photographierenden Objekten erforderlich sind, und daß in dem Zustand der normalen Arbeitsweise des Systems eine Belichtungsmessung durch Verwendung der auf die vorstehend beschriebenen Weise eingestellten Verstärkungswerte ausgeführt wird.
Gemäß der Lösung ist die Regelung der Verstärkung des Erfassungsvorrichtungs-Signals als Teil des Steuersystems ausgebildet, das die Röntgenvorrichtung steuert,so daß bei einem bestimmten Kalibrierungszustand das Steuersystem die Verstärkung auf den korrekten Pegel regelt und bei dem normalen Betriebszustand das Steuersystem den zum Ausführen der Belichtungsmessung erhaltenen Verstärkungswert verwendet. Gemäß der Lösung gibt es keine sich leicht verändernden Regelbestandteile und eine Überprüfung der Einstellung kann durch die Bedienungsperson der Vorrichtung schnell ausgeführt werden, so daß keine Fachleute erforderlich sind.
Gemäß der Lösung muß die Anzahl von Erfassungsvorrichtungen wegen der Schwierigkeit der Kalibrierung nicht begrenzt sein, sondern es ist vorteilhafterweise möglich, eine erforderliche Anzahl von Erfassungsvorrichtungen entsprechend den Erfordernissen zu verwenden, die durch sämtliche erwarteten Objekte und Betriebsarten der Photographie auferlegt werden, da das Steuersystem alle schnell kalibrieren kann.
Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch getrenntes Einstellen der Verstärkung jeder Erfassungsvorrichtung anstelle einer Erfassungsvorrichtung es möglich ist, sämtliche Erfassungsvorrichtungen oder einen betonten Teilbereich als Meßbereich auszuwählen, wodurch durch Verschieben und bzw. oder Verändern des Bereichs der Betonung der Messung die Messung viel genauer als bei dem Stand der Technik unter Berücksichtigung der geometrischen und physiologischen Eigenschaften des zu photographierenden Objekts ausgeführt werden kann.
Das in Verbindung mit dem neuen Verfahren verwendete Steuersystem kann die Auswahl einer korrekten Erfassungsvorrichtung automatisch entsprechend der Größe des zu photographierenden Objektes und der Photographie-Betriebsart ausführen, wobei die Daten gemäß den herkömmlichen Lösungen normalerweise dem Steuersystem zugeführt werden, damit sie den Photographierstand in die richtige Position versetzt und sofern erforderlich die korrekten kV- und mA-Werte der Röntgenstrahlungsquelle wählt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 das Meß- und Steuersystem als Blockschaltbild,
Fig. 2 die Verstärkerstuf en und die Summier- sowie Integratorstufe,
Fig. 3 die Anordnung eines Verstärkungs-Regelsignals als Blockschaltbild,
Fig. 4 das Ausschalten der Strahlung auf der Grundlage eines Vergleichs des Meßsignals und
Fig. 5 das Steuersystem als Blockschaltbild.
Zunächst wird der grundlegende Aufbau des in Fig. 1 dargestellten Systems beschrieben. Das Steuersystem 8 schaltet die 20 Röntgenstrahlung aus der Röntgenröhre 1 ein, wodurch der Röntgenstrahl X durch das zu photographierende Objekt 2, beispielsweise die Brust, und durch die Filmkassette 3 auf den in die Kassette gelegten Film F fällt, wodurch ein Latentbild des zu photographierenden Objekts 2 auf dem Film erzeugt wird. Der Laserstrahl X bewegt sich außerdem zu den Erfassungsvorrichtungen 4a...4n, die die Strahlung messen. Das durch jede Erfassungsvorrichtung 4a...4n ausgegebenen Signal, das proportional zu der Strahlung ist, wird durch einen Verstärker 5a...5n selbst verstärkt und dann zu einem Summier- und Integratorteil 6 geleitet, von dem das Signal MS (Fig. 4), das über die Zeit integriert ist, außerdem als Rückkopplung zu dem Steuersystem 8 geleitet wird. Wenn das Signal MS den durch das Einstellteil 7 ausgewählten Einstellwert-Pegel erreicht, schaltet das Steuersystem 8 die Strahlung des Strahls X aus.
Fig. 5 zeigt das Steuersystem 8 gemäß einem möglichen alternativen Ausführungsbeispiel. Ein Taktoszillator 13 betreibt die Mikroprozessor-Zentraleinheit 14, die durch einen Adreßbus 15 und einen Datenbus 16 an den Programmspeicher 17 angeschlossen ist, wobei die Ausführungsprogramme des Systems in dem Programmspeicher 17 gespeichert sind. Außerdem ist der Mikroprozessor durch Busse bzw. Sammelleitungen an einen parallelen Anschluß 18 angeschlossen, wodurch geeignete eingestellte Werte zu dem in Fig. 3 näher dargestellten Impulsbreitengeneratoren 19 ausgegeben werden und außerdem das Nullsignal 0 gesteuert wird. Durch den parallelen Anschluß 21 liest der Mikroprozessor die Tastatur 7 und steuert den Röntgengenerator 22, aus dem die Rückkopplung durch einen Analog-Digital-Wandler 20 für den Mikroprozessor erhalten wird. Derselbe Wandler wird auch zum Umwandeln des MS-Signals in die durch den Mikroprozessor verarbeitete digitale Form verwendet.
Es können eine oder mehrere Erfassungsvorrichtungen 4a...4n und Signalverstärker 5a...5n vorhanden sein, aber es ist ein kennzeichnendes Merkmal, daß bei dem Steuersystem für jeden Signalverstärker 5a...5n eine getrennte Verstärkungssteuerung Ga...Gn selbst vorgesehen ist, wodurch die Verstärkung bei jedem Verstärker 5a...5n innerhalb geeigneter Grenzen geregelt werden kann. Außerdem ist zwischen dem Steuersystem 8 und dem Summier- und Integratorteil 6 eine Nullsteuerung 0 vorgesehen, wodurch der Basiswert des Meßsignals auf Null zurückgesetzt wird, bevor die Bestrahlung begonnen wird, so daß für jeden Signalverstärker 5a...5n der Verstärkungswert ausgegeben wird, der bei der Photographie verwendet werden soll, und es gestattet wird, daß der Integrator durch diese Einstellung auf Null gesetzt wird. Die Nullsetzfunktion wird nachstehend bei der auf Fig. 2 bezogenen Beschreibung näher beschrieben und ist selbst prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt.
Fig. 2 zeigt eine ausführlichere Darstellung der Verstärkungs- und Integratorstufen. Der Integrator selbst besteht aus einem Operationsverstärker OA2, einem Integrationskondensator CI sowie einem Integrationswiderstand RI. Vor dem Meßvorgang wird der Basiswert durch Schließen des Schalters KO durch das Steuersignal 0 zu demselben Zeitpunkt auf Null zurückgesetzt, zu dem die zu verwendenden Erfassungsvorrichtungen 5a...5n durch die Schalter Ka...Kn durch die zu verwendenden Steuersignale Ga...Gn eingeschaltet werden. Dadurch wird die an dem Ausgang des Integrators wirksame Spannung sofern vorhanden durch OAI in dem Kondensator CO aufgeladen und das Meßsignal MS auf Null zurückgesetzt. Während des Meßvorgangs ist der Schalter KO geöffnet, wodurch der Wert des Kondensators CO nicht verwendet wird, aber es wird die Kompensierung des Basiswerts berücksichtigt, der vorher gemessen wurde. Wenn Komponenten mit einem hinreichend geringen Leckstrom verwendet werden, tritt in der Praxis während der Belichtung kein nennenswerter Fehler auf, der auf einer Veränderung der Ladung zurückzuführen ist.
Die Integration des Meßsignals selbst findet während der Bestrahlung mit dem Strahl X statt. Es sei angenommen, daß beispielsweise die Erfassungsvorrichtung 4a und der Verstärker 5a allein in Betrieb sind, und der Schalter Ka durch das Verstärkungs-Steuersignal Ga geschlossen worden ist. Dadurch wird das gemessenene Signal Ma über den Widerstand Ra+RI in dem Kondensator CI integriert und als Steuersignal MS gemäß der Formel (1) betrachtet.
MS = - Ma/(Ra+RI)CI dt (1)
Die Regelung der Verstärkung wird durch Öffnen und Schließen des Schalters Ka durch das Steuersignal Ga mit einem geeigneten Impulsverhältnis durch Verwenden einer Schaltfrequenz ausgeführt, die wesentlich höher als die Zeitkonstante des Integrators ist. Auf diese Weise wird beispielsweise, falls der Schalter Ka nur während der Hälfte der Zeit geschlossen ist, das Meßsignal MS nur als eine Hälfte des früheren Wertes integriert, d.h. die Verstärkung ist auf eine Hälfte des Ursprünglichen geregelt worden. Wenn das Steuersignal Ga gemäß Fig. 3 von der Bezugsschaltung 11 angeordnet ist, die den digital eingestellten Wert 12 mit dem Wert des durch den Frequenzgenerator 10 betriebenen Zählers 9 vergleicht, wird außerdem ein Impulsverhältnis erzeugt, das unveränderbar bleibt, und kein Kriechen bzw. keine zeitliche Veränderung tritt auf. Selbst wenn die durch den Frequenzgenerator 10 erzeugte Frequenz etwas verändert würde, würde selbst dies nicht das Meßergebnis beeinflussen, vorausgesetzt, daß die Frequenz wesentlich höher als die Zeitkonstante des Integrators bleibt. In der Praxis kann sie auch beispielsweise durch einen Kristall leicht stabilisiert werden.
Wenn mehrere Erfassungsvorrichtungen und Signalverstärker verwendet werden, sind ein Widerstand Ra...Rn und ein Schalter Ka...Kn selbst für jeden von diesen vorgesehen, wobei die Widerstände und Schalter entsprechend durch die Signale Ga...Gn gesteuert werden. In einem solchen Fall wird, wenn nur ein Schalter geschaltet wird, die Messung durch eine Erfassungsvorrichtung ausgeführt, aber wenn mehrere Schalter geschaltet werden, jeder von diesen ausdrücklich mit einem eigenen Impulsverhältnis, besteht das erhaltene Meßergebnis aus einer Summe von mehreren Meßsignalen, die auf eine vorbestimmte Weise gewichtet sind.
In der Praxis werden die Widerstände Ra...Rn wesentlich geringer als der Widerstand RI gewählt, wobei das Integrationsergebnis der mit den Verstärkungen der gewählten Signale gewichtete Durchschnitt ist. Falls beispielsweise das Meßsignal Ma 1 und Mb 2 ist, und die Schalter Ka sowie Kb geschlossen gehalten werden, wird an dem Schaltpunkt der Widerstände Ra, Rb und RI ein Signal 1,5 erzeugt (da RI wesentlich höher als Ra sowie Rb ist, kann seine Wirkung außer Betracht gelassen werden), wobei das Signal dann über den Widerstand RI als das Meßsignal MS integriert wird. Wenn die Impulsverhältnisse der Steuersignale Ga sowie Gb gewählt worden sind, so daß mit derselben Strahlungsmenge auf diese Weise dasselbe Integrationsergebnis einzeln voneinander erhalten wird, wird das Integrationsergebnis ihres Durchschnitts erhalten, wenn sie zur selben Zeit verwendet werden, d.h. die Messung wird von dem Bereich von zwei Erfassungsvorrichtungen als Durchschnitt der Messungen und nicht als Summe ausgeführt, die in Anbetracht der Regelung der Belichtung zu einem unrichtigen Ergebnis führen würde. Außerdem kann durch Verändern der Impulsverhältnisse von den vorstehend erwähnten Verhältnissen, die gleiche Signale ergeben, die Messung gewichtet werden, so daß es von einer Erfassungsvorrichtung 4 zu einem größeren Anteil als von der anderen kommt, oder, wenn eine größere Anzahl von Erfassungsvorrichtungen 4 verwendet wird, von sämtlichen 4a...4n von ihnen oder von einigen von ihnen auf eine geeignete Weise.
Da die Regelung der Verstärkung auf digitale Weise durch das Impulsverhältnis erreicht worden ist und proportional zu dem verwendeten Impulsverhältnis ist, ist es bei dem Steuersystem einfach, verschiedene Gewichtungen genau zu erreichen.
Vor den eigentlichen Messungen müssen die Erfassungsvorrichtungen kalibriert werden. Zu diesem Zweck wird das Steuersystem 8 in einen bestimmten Kalibrierungsvorgang versetzt, und anstelle des zu photographierenden Objektes wird ein Bezug(sobjekt) wie eine Menge von Acryl gelegt, die einer durchschnittlichen Brust entspricht. Wenn der Auslöser 7 gedrückt wird, führt das Steuersystem 8 eine kurze Testbestrahlung mit einem bestimmten kV-Wert der Röntgenstrahlungsquelle I und mit einem bestimmten Wert von mas aus, während ein vorbestimmter Verstärkungswert, beispielsweise 0,5, verwendet wird. Nach Beendigung der Bestrahlung mißt das Steuersystem 8 das erhaltene Meßsignal MS und vergleicht es mit einem vorbestimmten Bezugswert und korrigiert das Impulsverhältnis des Verstärkungs-Regelsignals auf einen solchen Pegel, daß dadurch der korrekte Signalwert erhalten wird. Sofern erforderlich ist es auch möglich, eine Prüfmessung mit dem erhaltenen Wert auszuführen. Auf diese Weise werden die Erfassungsvorrichtungen 4a...4b eine nach dem anderen kalibriert, während dazwischen ein Zyklus des Zurücksetzens auf Null des Integrators ständig vorgenommen wird. Wenn ausreichend kurze Belichtungszeiten verwendet werden, kann die Kalibrierung der Erfassungsvorrichtungen in wenigen Sekunden beispielsweise durch die Bedienungsperson der Vorrichtung ausgeführt werden.
Da sich das Strahlungs-Ausgangssignal der Röntgenröhren zu einem bestimmten Ausmaß von einer einzelnen Röhre zur nächsten verändert, und da infolgedessen das korrekte Ausmaß der Verdunkelung des Films nicht notwendigerweise immer mit demselben zu photographierenden Objekt und mit denselben kVund mAs-Werten erreicht wird, kann zu diesem Zweck eine Korrekturmöglichkeit zu dem Steuersystem 8 hinzugefügt werden, selbst wenn der Unterschied so gering ist, daß er in der Praxis nicht notwendigerweise in Betracht gezogen werden muß. Nach Kalibrierung der Erfassungsvorrichtungen 4a...4n wird eine Testphotographie des vorstehend erwähnten Bezugsobjekts auf dem Film F ausgeführt, der entwickelt und dessen Dunkelheit gemessen wird. Falls sich die Dunkelheit von dem gegebenen Bezugswert unterscheidet, wird das Steuersystem mit einem Korrekturfaktor versehen, der den Unterschied beseitigt. Für diese Regelung muß ein Densitometer bzw. Schwärzungsmesser für die Messung der Dunkelheit des Films erhältlich sein, so daß die Arbeitsweise nicht vollständig einfach ist, aber andererseits muß sie nicht notwendigerweise immer oder nur einmal ausgeführt werden muß, wenn die Vorrichtung im Werk und möglicherweise nach einem langen Betrieb in Betrieb genommen wird, damit ein verändertes Strahlungs-Ausgangssignal der Röntgenröhre korrigiert wird.
Wie in der Beschreibungseinleitung erwähnt ist es nicht möglich, das vorstehend beschriebene Meßsignal MS zum Ausschalten der Strahlung direkt zu verwenden. Zum Erzeugen eines korrekten Ergebnisses der Verdunkelung des Film muß die für die Röntgenröhre verwendete Anodenspannung (kv), die Film- bzw. Verstärkungsplattenart, die Kassettenart, das Gitter und die Filterung als auch zusätzlich die Wirkung der Belichtungszeit auf die Verringerung der Empfindlichkeit des Films berücksichtigt werden. Bei den herkömmlichen Lösungen ist dies durch die vorstehend erwähnten Erzeugungen von Tabellen erreicht worden, aber nachstehend wird hauptsächlich unter Bezug auf Fig. 4 eine erfindungsgemäße einfache Lösung näher beschrieben, wobei die erforderliche Tabelle so klein ist, daß sie in dem veränderbaren Speicher gespeichert werden und sogar durch die Bedienungsperson in Erinnerung behalten werden kann, was bei den herkömmlichen Lösungen nicht möglich gewesen ist.
Fig. 4 veranschaulicht den Vergleich des Meßsignals MS mit dem Bezugssignal VS bezogen auf die Zeit als auch die Einschaltzeit t&sub1;-t&sub0; der Strahlung XR. Aus der Figur ist ersichtlich, daß, wenn die Strahlung XR zu dem Zeitpunkt t&sub0; eingestellt wird, das von dem Erfassungsvorrichtungs-Signal integrierte Meßsignal MS beginnt, mit der Zeit auf einen lineare Weise zuzunehmen. Anstelle des Vergleichs des Wertes mit einem bestimmten festgelegten Tabellenwert bei unterschiedlichen Zeitpunkten, bei dessen Erreichen die Strahlung ausgeschaltet wird, was bei den herkömmlichen Lösungen der Fall war, wird bei der erfindungsgemäßen Lösung ein bezogen auf die Zeit variables Bezugssignal VS vorgesehen. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird das Bezugssignal VS durch den Anfangswert BV und die Winkelpunkte A1...An als auch durch die Winkelkoeffizienten zwischen den Winkelpunkten bestimmt. In der Praxis ist festgestellt worden, daß eine sehr hohe Genauigkeit durch Bestimmungen des Anfangswertes BV und von zwei Winkelkoeffizienten A&sub1; und A&sub2; erreicht wird, wenn der Winkelpunkt A1 zu einem bestimmten Zeitpunkt fest eingestellt wird. Auf diese Weise erfordert beispielsweise das Einsetzen einer neuen Filmart, daß ein neuer Anfangswert BV und zwei Winkelkoeffizienten A&sub1; und A&sub2; pro jedem zu verwendenden kV-Wert zugeführt werden. Da ein typischer kV-Arbeitsbereich einer Mammographie-Vorrichtung 30 bis 35 kV beträgt, benötigt eine neue Filmart 48 Figuren, deren Umwandlung durch die Bedienungsperson vollständig möglich ist, anstelle der mehreren Hunderten von Werten bei den herkömmlichen Lösungen. Da außerdem die für unterschiedliche kV-Werte geeigneten Werte sich auf eine vorhersagbare Weise verhalten, können nur die Werte zu dem System zugeführt werden, die durch wenige kV- Werte benötigt werden, beispielsweise 20, 27 und 35 kV, von denen das System automatisch die geeigneten dazwischenliegenden Werte für die anderen kV-Werte sucht. Durch dieses Verfahren ist es wirklich einfach, eine neue Filmart einzusetzen, wobei nur das Zuführen von wenigen numerischen Werten erforderlich ist. Bei den herkömmlichen Vorrichtungen erfordert das Einsetzen einer neuen Film- oder Filterart einen Fachmann vor Ort, um neue Tabellen in die Vorrichtung einzugeben.
Es sollte besonders betont werden, daß vorstehend nur einige mit der Erfindung verbundene beispielhafte Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, und daß der Bereich der Erfindung auch viele Abänderungen des erf indungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, die für einen Fachmann offensichtlich sind, wobei nur die folgenden Abänderungen hier erwähnt werden sollen: die Schalter zur Regelung der Verstärkung können durch Widerstände verschiedener Art mit automatischer Steuerung, unterschiedliche Veränderungen der Kalibrierungsfunktion oder Abbildungsverfahren ersetzt werden, bei denen anstelle eines Films F irgendein anderes Verfahren zum Speichern eines Bildes wie CCD- bzw. Ladungsspeicherelement-Erfassungsvorrichtungen verwendet wird.
Nachstehend sind die Patentansprüche angegeben, und die verschiedenen Einzelheiten der Erfindung können sich innerhalb des Bereichs der in den Ansprüchen definierten erfinderischen Idee verändern und von den vorstehend beschriebenen Einzelheiten abweichen.

Claims

1. Verfahren zur Regelung der Belichtung eines Films (F) oder Gleichwertigen auf einen optimalen Pegel für die Röntgendiagnostik und insbesondere für die Mammographie, -wobei die Strahlung, die durch ein zu photographierendes Objekt (2) und durch den Film oder Gleichwertiges gefallen ist, durch eine Anordnung von Erfassungsvorrichtungen (4a...4n) gemessen wird, die zum Erzeugen von Meßsignalen dienen, und auf Grundlage dieser Messung die Belichtungszeit eingestellt wird, gekennzeichnet durch die Schritte

eines anfänglichen Kalibrierens der Erfassungsvorrichtungen, von den Erfassungsvorrichtungen zugeordneten Verstärkern (5a...5n) sowie eines Integrierers (6) zunächst durch Nullstellen des Integrierers und dann durch Aussetzen eines Bezugsobjekts einer vorbestimmten Dosierung von Röntgenstrahlung zum Erzeugen von jeweils einem von Meßsignalen aus einer oder mehreren der Erfassungsvorrichtungen,

eines Weiterleitens der Meßsignale aus den Erfassungsvorrichtungen zu den zugehörigen Verstärkern zum Erhalten eines verstärkten Meßsignals für jeden Verstärker,

eines Weiterleitens von jeweils einem der verstärkten Signale aus jedem Verstärker zu dem Integrierer, der auf eine anfängliche Integrations-Schaltperiode eingestellt und zwischen den Messungen auf Null gesetzt worden ist, zum Integrieren der verstärkten Meßsignale aus jedem Verstärker,

eines Vergleichens der verstärkten und integrierten Meßsignale mit einem vorbestimmten Bezugswert und eines unabhängigen Einstellens der Schaltperiode jedes integriert werdenden, verstärkten Signals zum Erzeugen von eingestellten Verstärkungswerten unabhängig von jeder Erfassungsvorrichtung und ihrem zugehörigen Verstärker, so daß bei der vorbestimmten Dosierung jede Erfassungsvorrichtung und jeder Verstärker

ein integriertes Meßsignal abgibt, das gleich dem vorbestimmten Bezugswert ist, und anschließend

eines Aussetzens eines unbekannten Objektes einer Dosierung von Röntgenstrahlung zum Erzeugen von Meßsignalen aus den Erfassungsvorrichtungen,

eines automatischen Einstellens der Schaltperiode für die verstärkten Signale aus jeder Erfassungsvorrichtung und ihrem zugehörigen Verstärker durch ein Steuersystem im Ansprechen auf den eingestellten Verstärkungswert, der während der anfänglichen Integration erhalten wurde, wenn die verstärkten Meßsignale für das unbekannte Objekt aus den Erfassungsvorrichtungen zu den Verstärkern und zu dem Integrierer weitergeleitet werden, so daß das integrierte Ergebnis eine vorbestimmte Funktion der verstärkten Erfassungssignale auf Grundlage der eingestellten Verstärkungswerte ist, die während der Kalibrierung bestimmt wurden, und

eines Unterbrechens der Dosierung der Strahlung zu dem unbekannten Objekt, wenn die integrierten Meßsignale einen vorbestimmten Sollwert erreichen, der als die beabsichtigte Dosierung für das unbekannte Objekt ausgewählt wurde.

2. Verf ahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingestellten Verstärkungswerte durch Öffnen und Schließen von Schaltern (Ka ... Kn), die dem Ausgang jedes Verstärkers (5a ... 5n) zugeordnet sind, durch ein Steuersignal (Ga ... Gn) mit einem vorher eingestellten Impulsverhältnis bei einer Schaltfrequenz eingestellt werden, die wesentlich höher als die Zeitkonstantenwerte für den Integrierer sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt eines Anschließens der Ausgänge der Verstärker (5a ... 5b) jeder der Erfassungsvorrichtungen (4a ... 4n) durch Schalter (Ka ... Kn), die an einen gemeinsamen Widerstand (RI) angeschlossen sind, dessen Widerstand wesentlich höher als der Widerstand von Widerständen (Ra ... Rn) ist, so daß ein mit den Verstärkungen gewichteter Durchschnitt der gewählten Erfassungsvorrichtungs-Signale als Integrationsergebnis erhalten wird.