DE893383C - Einrichtung zur Bestimmung der guenstigsten Aufnahmespannung fuer Roentgenaufnahmen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Bestimmung der günstigsten Aufnahmespannung für Röntgenaufnahmen Das Patent 739 973 betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der günstigsten Aufnahmespannung für Röntgenaufnahmen, bei denen für normale Verhältnisse sämtliche Aufnahmedaten festliegen und die Berücksichtigung der Dicke bzw. Dichte des aufzunehmenden Patienten durch Änderung ,der -Aufnahmespannung erfolgt. Die jeweils günstigste Aufnahmespannung wird nach diesem Verfahren während einer vor der Aufnahme stattfindenden Durchstrahlung des aufzunehmenden Körperteils des Patienten bei einer jeweils festen Röhrenstromstärke und veränderlichen Röhrenspannung durch Einstellung der hinter dem durchstrahlten Körperteil auf, tretenden mittleren Röntgenstrahlenintensität auf einen für sämtliche gleichartigen Aufnahmen gültigen, empirisch gefundenen Vergleichswert bestimmt. Die Einstellung der Aufnahmespannung erfordert dabei eine gewisse 7,eit, während der der betreffende Körperbeil des Patienten einer Best riahlung mit Röntgenstrahlen ausgesetzt ist. Um die schädliche Wirkung der Röntgenstrahlen klein zu halten, werden die Stromstärken bei diesen Durchstrahlungen möglichst klein gewählt. Die Anwendung kleiner Röntgenstrahlenintensitäten hinter dem durchstrahlten Körperteil erfordert aber eine sehr große Empfindlichkeit der Meßeinrichtungen, mit denen, diese Intensitäten gemessen werden sollen. In manchen Fällen wird sogar die Ausübung dieses Verfahrens deshalb in Frage gestellt sein, weil die Empfindlichkeit der Meßeinr#ichtungen für die zu messenden kleinen. Röntgenstrahlenintensitäten nicht ausreicht.
• Durch die vorliegende Erfindung, die eine vorteilhafte Weiterbildung der Einrichtung zur Ausübung des Wrfahrens gemäß dem Hauptpatent darstellt, werden diese Schwierigkeiten beseitigt. Erfindungsgemäß sind bei einer derartigen Einrichtung .Mittel für die trägheitslose Einstellung der Aufhahmespannung vorhahderL, wobei. die Aufnahmespanmung durch die Meßeinrichug für die Bestimmung der hinter dem durchstrahlten Körperteil des Patienten auftretenden mittleren Röntgenstirahlenintensität selbsttätig gesteuert wird. Auf diese Weise wird die Zeit, die für die Einstellung der Aufnahmespannung erforderlich ist, vernachlässigbar klein, und die auftretenden Röntgenstrahlemintensitäten können, ohne den Patienten Schaden zuzufügen, größer gewählt werden, so d@aß an die Empfindlichkeit der Meßeinrichtung-en keine so großen Ansprüche mehr gestellt werden müssen.
• Ein Ausführungsbeispiel der neuen Einrichtung ist in der Figur dem Schaltbild nach schematisch wiedergegeben. Dabei soll i den Hochspannungserzeuger d 'arstellen, der ein Kondensatorapparat oder ein Transformatorapparat mit- beliebiger Schaltung sein kann. Die von diesem Hochspannungserzeuger gelieferte Hochspannung, die bei den Vordurchstrahlungen dauernd für die höchsten vorkommenden Spannungswerte eingestellt bleibt, wird, der Röntgenröhre :2 über ein Steuerventil 3 zugeführt. Die an der Röntgenröhre 2 vorhandene Aufnahmespannung ist somit in jedem Augenblick gleich der Differenz zwischen der von dem Hochspannungserzeuger i gelieferten Hochspannung und dem an dem Steuerventil 3 auftretenden Spannungsabfall. In dem Ausführungsbeispiel wird aie trägheitslose Einstellung,der Aufnahmespannung durch die Änderung des Gitterpotentials und damit des inneren Widerstandes des Steuerventils 3 bewirkt. Das Gitterpotential des Steuerventils 3 wird durch die gegebenenfalls zwischen dem Patienten q. und dem Film 5 angeordnete und für die Messung der Röntgenstrahlenintensität bestimmte Meßeinrichtung 6 frägheitslos gesteuert. Für die trägheitslose Steuerung dient die Verstärkereinrichtung 7 sowie die Verstärkerröhre .8. Beim Auftreffen von Röntgenstrahlen auf die Meßeinrichtung 6 fließt in dem Stromkreis 9 mit der Stromquelle io der 'Verstärkereinrichtung 7 ein Strom. Dieser Strom verursacht ,an dem in den Stromkreis 9! und zugleich in, den Gitterkreis der Verstärkerröhre 8 eingebauten Qhmsohen Widerstand ii eine Spannungsdifferenz, die .der an dem Spannungsteiler 12 abgenommenen Gittervorepannung dieser- Verstärkerröhre entgegengerichtet ist. Das Gitterpotential der Verstärkerröhre 8 wird somit beim Auftreten einer zu großen Röntgenstrahlenintensität hinter dem Patienten positiver,wodurchdervon derStromquelle i3 gelieferte und über die Verstärkerröhre 8 sowie über-den Steuerwiderstand rd. fließende Strom größer wird. Damit wird das Gitterpotential des Steuerventils 3 negativer und-der innere Widerstand dieses Ventils größer, d. h. aber, die Aufnahmespannung an der Röntgenröhre wird kleiner. Die Vergleichswerte für die hinter dem Patienten auftretenden mittleren Röntgenstrahlenintensitäten bei der Bestimmung der Aufnahmespannungen für verschiedenartige Röntgenaufnahmen können durch Veränderung der an dem Spannungsteiler 12 abgenommenen Gittervorspannung für die Verstärkerröhre 8 eingestellt werden. Für diesen Zweck kann auch der Widerstand i i als Spannungsteiler ausgebildet sein und nur ein Teil der an diesem Widerstand auftretenden Spannungsdifferenz für die Gittersteuerung der Ve_ rstärkerröhr e 8 verwendet werden.
• Wenn die Röhrenstromstärke bei der Vbrdurchstrahlung für gleichartige Röntgenaufnahmen gemäß der weiteren Erfindung Jeweils ebenso groß wie die Aufnahmestromstärke gewählt wird, kann die Röntgenaufnahme jedesmal -ohne Umschaltung unmittelbar mit der Einstellung der Aufnahmespannung beginnen. Die Vordurchstrahlung tritt dann äußerlich gar nicht mehr in Erscheinung, wodurch eine große Vereinfachung beider Herstellung standardmsderter Röntgenaufnahmen erzielt ist. Die Aufnahmespannung stellt sich somit bei der Herstellung von Röntgenaufnahmen mit der neuen Einrichtung bei Beginn der Aufnahme trägheitslos von selbst auf den günstigsten Wert ein. Da die Vordurchstrahlung gewissermaßen mit der Aufnahme zusammenfällt, werden die Patienten nicht mehr bei einer besonderen Vordurchstrahlung den Röntgenstrahlen ausgesetzt. An die Empfindlichkeit der Meßeinrichtung für die Bestimmung .der Röntgenstrahlemintensitäten werden durch die Erhöhung des Stromes bei der Einstellung der Aufnahmespannung auf die Aufnahmestromstärke noch geringere Anforderungen gestellt. Die Verwendung größerer Röhrenstromstärken ermöglicht auch, bei der Einstellung der Aufnahmespannung kleinere, für die Beurteilung des Bildcharakters wichtige Bildteile zu benutzen" was vielleicht son"st praktisch: nicht möglich wäre.
• Die gleiche Einrichtung, die für die Einstellung der Aufnahmespannung bestimmt ist, kann also auch für die Herstellung der Röntgenaufnahmen benutzt werden. Dabei können die gleichen Mittel, die zur trägheitslosen Einstellung der Aufnahmespannungdienen, in vorteilhafter Weise auch zur Konstanthaltung der Aufnahmespannung während der Röntgenaufnahme verwendet werden. Für den Fall, daß der Röhrenstrom, der gewöhnlich während der Röntgenaufnahme beispielsweise durch eine Stromkonstanthaltwngsei.nrichfiung konstant gehalten wird, schwankt, kann die Aufnahmespannung durch die gleichen Mittel, die zur trägheitslosen Einstellung der Aufnahmespannungdienen, selbsttätig .und trägheitslos derart geändert werden, daß die Röntgenstrahlenintensität hinter,dem Patienten trotzdem unverändert bleibt. Da beider neuen Einrichturig die Momentandosis hinter dem Patienten während der Röntgenaufnahme konstant gehalten wird, kann die Abschaltung der Röntgenstrahlung nach Erreichung der für die Schwärzung des Films maßgebenden Strahlendosis mit einem Zeitrelais erfolgen. Wird an Stelle eines Zeitrelais für die Abschaltung der Röntgenstrahlung ein mAs-Relais oder eine die Integraldosis messende ionometrische Meßeinrichtung verwendet, dann wirken diese beiden Einrichtungen, solange der Röhrenstrom konstant gehalten wird, auch nur als Zeitrelais. Die Abschaltung mit einem mAs-Relais würde aber dann eine falsche Belichtung ergeben, wenn der Röhrenstrom während der Röntgenaufnahme schwankt, weil bei der neuen Einrichtung die Aufnahmespannung immer selbsttätig nachreguliert wird, so daß die Momenbamdosis hinter dem Patienten unverändert bleibt. Eine richtige Belichtung ist in diesem Fall nur dann möglich, wenn die Aufnahmespannung auch bei Schwankungen der Stromstärke konstant gehalten, wird. Dies i.äßt sich rin einfacher Weise dadurch erreichen, daß in den Röhrenstromkreis und zugleich in den Gitterkreis der Verstärkerröhre 8 ein gegebenenfalls reguliierbarer Ohmscher Widerstand 15 eingebaut wird. Bei richtiger Bemessung der Größe dieses Widerstandes ist es möglich, daß die Änderung, welche die aridem Ohmschen Widerstand 12 abgegriffene Steuerspannung bei einer Schwankung des Röhrenstromes erfahren würde, durch die an dern Wnrders@tan.d' it5 durch den Röhrenstrom verursachte Spannungsdifferenz kompensiert wird, so daß das Gitterpotential ider Verstärketröhre 8 und idiamit fder innere Widerstand des Steuerventils 3 bzw. die Aufnahmespannung unverändert bleibt.
• Die Meßeinrichtung 6 kann zweckmäßigerweise auch für'dieMessungderGesambstrahlendosis hinter dem Patienten geeignet gemacht sein und bei der Abschaltung der Röntgenstrahlung nach Erreichung der nötigen- Fmlmschwärzurng mitverweridet werden. Ferner ist es vorteilhaft, die Abschaltung der Röntgenstrahlung mit Hilfe einer gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsröhre trägheitslos vorzunehmen. Eine von der Meßeinrichtung 6 gesteuerte Einrichtung zur trägheitslosen Abschaltung der Röntgenstrahlung nach Erreichung der nötigen Filmschwärzung ist in der Figur mit angegeben. Der in den Gitterkreis der gittergesteuerten Gas-oder Dampfentladungsröhre 16 eingebaute Meßkondensator 17 dieser Einrichtung wird durch die an dem Ohmschen Widerstand i i auftretende Spannungsdifferenz über den Ohmschen Widerstand 18 aufgeladen. Sobald die Spannung an dem Meßkondensator 17 einen-bestimmten Wert erreicht hat, wird die Röhre 16 stromdurchlässig und überbrückt die V erstärkerröhre B. Das Gitterpotential des Steuerventils 3 wird dabei plötzlich stark negativ, so daß dieses Ventil vollkommen sperrt und der Röhrenstrom unterbrochen wird. Der Schalter i9 dient dazu, die Röhre 16 wieder zum Erlöschen zu bringen. Durch Öffnen dieses Schalters kann, die Röntgenaufnahme eingeleitet werden. Der Meßkondensator 17 wird nach der Aufnahme durch Schließen des Kontaktes 2o über den Widerstand 21 entladen.
• Eine große Vereinfachung wird auch noch dadurch erzielt, daß die Kathode des Steuerventils 3 geerdet ist. Die Meßeinrichtung 6 sowie sämtliche zur Steuerung des Steuerventils 3 dienenden Hilfsmittel brauchen dann nicht besonders gegen Hochspannung isoliert zu werden:.
• Die in der Figur,dem Schaltbild nach dargestellte Einrichtung kann auch zur Regulierung und Konstanthaltung der an der Röntgenröhre liegenden Hochspannung überhaupt verwendet werden.
• Die Strahlenmeßeinrichtung 6 kann hierbei mit einem vorgeschalteten Filter neben oder an einer Stelle vor dem aufzunehmenden Patienten in dem Strahlengang angeordnet sein. Die Röhrenspannung läßt sich dann :durch Änderung,der an dem Spannungsteiler 12 abgenommenen Gittervorspanmung der Verstärkerröhre 8 regulieren. Ist der Ohmsche Widerstand i i als Spannungsteiler ausgebildet, dann kann für den gleichen Zweck auch die an diesem Widerstand abgenommene Steuerspannung für die Verstärkerröhre 8 variiert werden. Die neue Einrichtung kann somit durch eine räumliche Verschiebung :der Meßeinrichtung 6 in Verbindung mit dem Vorschalten eines Filters vor diese Einrichtung in einfacher Weise von der Einstellung für standardisierte Röntgenaufnahmen in die- Einstellung für beliebige Röntgenaufnahmen mit freier Wahl der Aufnahmespannung umgeschaltet werden.

Claims (12)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung für die Ausübung des Verfahrens zur Bestimmung derAufnahmespannung nach Patent 739 973, dadurch gekennzeichnet, .daß Mittel für die trägheitslose Einstellung der Aufnahmespannung vorhanden sind, wobei die Aufnahmespannung durch die Meßeinrichtung für die Bestimmung der hinter dem durchstrahlten. Körperteil des Patienten auftretenden rnitbleren Röntgenstrahlenintensität selbsttätig gesteuert wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärspannung des Hochspannungserzeugers bei den Vordurchstrahlungen :dauernd für die höchsten vorkomm- enden Spannungswerte eingestellt bleibt und die Einstellung der Aufnahmespannung mit Hilfe eines in den Röhrenstromkreis eingebauten Steuerventils erfolgt, :dessen innerer Widerstand durch die Meßeinrichtung für die Bestimmung der Röntgenstrahlenintensität über geeignete Verstärkereinrichtungen verändert wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, -daß die Meßeinrichtung für die Bestimmung :der hinter dem durchstrahlten Körperteil auftretenden Röntgenstrahlenintensität indem Gitterkreis einer Verstärkerröhre eine Spannungsdifferenz verursacht, die zur Steuerung des Gitterpotentiial@s des im Röhrenstromkreis vorhandenen Steuerventils verwendet wird. q..
4. Einrichtung nach Anspruch 3, .dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichswerte f'ür die hinter den durchstrahlten Körperteilen der Patienten auftretendenRöntgenstrahlenintensitäten bei der Bestimmung der Aufnahmespannungen für verschiedenartige Röntgenaufnahmen durch ,Veränderung der Gittervorspannung oder der Steuerspannung für eine Verstärkerröhre eingestellt werden.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch i, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhrenstromstärke bei der trägheitslosen Einstellung der Aufnahmespannung für gleichartige Röntgenaufnahmen jeweils ebenso groß wie die Aufnahmestromstärke gzwählt wird, so daß die Röntgenaufnahme ohne Umschaltung gleichzeitig mit der Einstellung der Aufnahmespannung beginnen kann.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, daidurch gekennzeichnet, daß dir gleichen Mittel, die zur trägheitslosen Einstellung der Aufnahmespannung dienen, auch zur Konstanthaltung der Aufnahmespannung während der Röntgenaufnahme verwendet werden.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, -daß die Aufnahmespannung bei einer eventuellen Schwankung derRöhrenstrom-Etärkewährend der Aufnahme,durchdiegleichen Mittel, die zur trägheitslosen Einstellung der Aufiiahmespiannung dienen, idemart geändert wird, daß die Röntgenstrahlenintensität hinter dem durchstrahlten Körperteil unverändert bleibt. B.
8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Röhrenstromkreis und zugleich in den Gitterkreis einer für die Steuerung ides. im Röhrenstromkreis vorhandenen Steuerventils bestimmten Verstärkerröhre ein Ohmscher Widerstand geeigneter Größe eingebaut ist, wodurch die Aufnahmespannung auch.bei eventuellen Schwankungen der Röhrenstromstärke konstant 'gehalten wird. j: Einrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, da-,durch gekennzeichnet, @daß ;die hinter Odem durchstrahlten Körperteil des Patienten angeordnete, zur Einsteilung und Steuerung der Aufnahmespannung -dienende Strahlenmeßeinrichtung auch für die Messung der Gesamtstrahlendosis geeignet gemacht ist und beider Abschaltung der Röntgenstrahlung nach Erreichung der für die Schwärzung des Films maßgebenden Strahlenidos.is@ mitverwendet wird, wobei ,die an dem Widerstand der Meßeinrichtung erzeugte Steuerspannung gegebenenfalls über einen weiteren Widerstand einen Kondensator auf eine bestimmte Spannung auflädt. io.
9. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltung der Röntgenotrahlung nach Erreichung der nötigen F:ilm-@schwärzung trägheitslos erfolgt, wobei die hinter dem durchstrahlten.
10. Körperteil des Patienten angeordnete Strahlenmeßeinrichtung mit Hilfe einer gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsröhre, gegebenenfalls über die gleiche, auch für die Einstellung der Aufnahmespannung verwendete Verstärkereinrichtung das Steuerventil beeinflußt. i i.
11. Einrichtung nach Anspruch 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder io, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode des in den Röhrenstromkreis geschalteten, zum Ausgleich der Belastung dienenden Steuerventils geerdet ist.
12. 12. Einrichtung nach Anspruch 5, 6, 7, 8, 9, io oder ii, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenmeßeinrichtung mit einem vorgeschalteten Filter neben. oder an einer Stelle vor dem aufzunehmenden. Patienten, in dem Strahlengang angeordnet ist-und zur Regulierung und- Konstanthaltung der an der Röntgenröhre liegenden Hochspannung verwendet wird. 13- Einrichtung nach.Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß,die Strahlenmeßeinrichtung für die Umschaltung der Einrichtung von der Einstellung für standardisierte Röntgenaufnahmen in: die Einstellung für beliebige Röntgenaufnahmen mit freier Wahl der Aufnahmespannung aus :dem Röntgenstrahlenschatten des Patienten herausbewegt werden kann.