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Schaltungsanordnung für eine Röntgenanlage mit einer Einrichtung für
die selbsttätige Einstellung des Röntgenröhrenstromes Um bei :der Herstellung von
Röntgenaufnahmen immer gleich gute Bilder zu erhalten, ist es. bekannt, für gleichartige
Röntgenaufnahmen eine bestimmte mAs-Menge zu verwenden und die Aufnahmespannung
je nach der Dicke des aufzunehmenden Patienten verschieden zu wählen. Da die aus
einer Dickenmessung ermittelten Werte für die Aufnahmespannungen durch die Unterschiede
in der Konstitution der einzelnen Patienten eine Korrektur erfahren müssen, die
mehr oder weniger geschätzt wird, kann es leicht vorkommen, -daß die so erhaltenen
Spannungswerte nicht immer die günstigsten sind. Es wurde daher vorgeschlagen, die
Aufnahmespannung bei einer vor der Röntgenaufnahme stattfindenden Vordurchstrahlung,
beispielsweise mit Hilfe einer hinter dem durchstrahlten Körperteil des aufzunehmenden
Patienten angeordneten ionometrischen Meßeinrichtung, auf Grund einer Vergleichsmessung
zu bestimmen. Ferner wurde eine Einrichtung vorgeschlagen, bei der sich die für
eine bestimmte Röntgenaufnahme erforderliche günstigste Aufnahmespannung bei Beginn
der Aufnahme selbsttätig und trägheitslos einstellt. Dabei ist hinter dem durchstrahlten
Körperteil des aufzunehmenden Patienten eine ionometrische Meßeinrichtung angeordnet,
die auch dazu verwendet werden kann, die Röntgenstrahlen nach Erreichung der nötigen
Filmschwärzung abzuschalten. Die Einstellung der Aufnahmespannung und deren Konstanthaltung
während der Röntgenaufnahme erfolgt bei dieser Einrichtung mit Hilfe einer in den
Röhrenstromkreis geschalteten gittergesteuerten Entladungsröhre. Bei der Herstellung
einer Röntgenaufnahme mit dieser vorgeschlagenen
Einrichtung ist
also vor -einer Röntgenaufnahme weder die Aufnahmespannung noch die Belichtungszeit
genau bekannt. Es ist daher auch nicht möglich, die für die Röntgenröhre jeweils
noch zulässige Aufnahmestromstärke vorher festzulegen und dadurch die Röntgenröhre
vor einer Überlastung zu schützen.
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Dieser Nachteil wird durch die vorliegende Erfindung vermieden. Die
Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine Röntgenanlage, bei der die
Spannung an der Röntgenröhre beispielsweise mit Hilfe einer in den Röhrenstromkreis
geschalteten gittergesteuerten Entladungsröhre gesteuert und auf einem einmal eingestellten
Wert festgehalten werden kann. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen
sind, durch die der Röhrenstrom erst während einer Röntgenaufnahme und unmittelbar
in Abhängigkeit von der an der Röntgenröhre liegenden Spannung selbsttätig so gesteuert
wird, daß eine Überlastung der Röntgenröhre vermieden wird.
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In den Fig. i bis 4 sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung
schematisch dargestellt. Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. i ist in dem Stromkreis
der Röntgenröhre 2 eine gittergesteuerte Entladungsröhre 3 angeordnet, die für die
unmittelbar bei Beginn einer Röntgenaufnahme stattfindende trägheitslose Einstellung
der Aufnahmespannung bestimmt ist. Da die Erfindung für eine derartige Schaltungsanordnung
besonders vorteilhaft ist, sei zunächst deren Wirkungsweise kurz geschildert.
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Die von der Röntgenröhre 2 ausgehenden Pöntgenstrahlen treffen die
zwischen dem Patienten 4 und dem Film 5 befindliche strahlenempfindliche Meßeinrichtung
6, wobei in dem Stromkreis g mit der Stromquelle io und der Verstärkereinrichtung
7 ein .Strom fließt. Dieser Strom verursacht an dem in .den Stromkreis g und zugleich
in den Gitterstromkreis der Verstärkerröhre-8 eingebauten Ohmschen Widerstand i
i eine Spannungsdifferenz, ,die der an dem Spannungsteiler 12 abgenommenen Gittervorspannung
der Röhre 8 entgegengesetzt gerichtet ist. Das Gitterpotential dieser Röhre wird
somit beim Auftreffen einer zu großen Strahlenintensität auf die Meßeinrichtung
6 positiver und damit der von der Stromquelle 13 gelieferte, über die Röhre 8 und
den Widerstand 14 fließende Strom größer. Damit wird das Gitterpotential der Entladungsröhre
3 negativer und der innere Widerstand dieser Röhre größer; d. h. aber, die Spannung
an der Röntgenröhre 2 wird kleiner. Dieser Regelvorgang bewirkt also die Einstellung
der richtigen Röhrenspannung auf eine bestimmte, vorher am Spannungsteiler 12 eingestellte
Dosis. Durch den Widerstand 15 wird noch erreicht, daß die .Spannung an der Röntgenröhre
auch bei Stromschwankungen konstant bleibt.
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Ferner kann bei dieser Schaltungsanordnung die Röntgenstrahlung nach
Erreichung der nötigen Filmschwärzung mit Hilfe der gittergesteuerten Gas- oder
Dampfentladungsröhre 16 trägheitslos abgeschaltet werden. Sobald der Meßkondensator
17 durch die während einer Aufnahme an dem Widerstand i i auftretende Spannungsdifferenz
auf eine bestimmte Spannung aufgeladen ist, wird die Röhre 16 stromdurchlässig und
überbrückt die Verstärkerröhre B. Dabei wird der Röntgenröhrenstrom unterbrochen.
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 2.1
entladen.
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Bei einer derartigen Schaltungsanordnung, bei der vor der Anfertigung
einer Röntgenaufnahme weder die Aufnahmespannung noch die Belichtungsdauer bekannt
ist, ist es nun mit Hilfe der Erfindung möglich, eine Überlastung der Röntgenröhre
mit verhältnismäßig einfachen Mitteln zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird auch derRöhrenstrom
erst während einer Röntgenaufnahme eingestellt, und zwar selbsttätig und in Abhängigkeit
von der an der Röntgenröhre jeweils auftretenden Spannung. Für die selbsttätige
Einstellung des Röhrenstromes ist es zweckmäßig, die Röntgenröhre 2 mit einem Steuergitter
zu versehen und den Röhrenstrom durch eine gegebenenfalls über eine Verstärkereinrichtung
an das Gitter der Röntgenröhre geführte ,Spannung, die der an der Röntgenröhre liegenden
Spannung proportional ist, so zu steuern, ,daß bei zunehmender iSpannung an der
Röntgenröhre der Röhrenstrom abnimmt. Bei Verwendung einer normalen Röntgenröhre
ohne Steuergitter und einer in den Heizstromkreis der Röntgenröhre eingebauten Entladungsröhre
mit ,einem ;Steuergitter kann der Heizstrom der Röntgenröhre und damit auch .der
Röhrenstrom in entsprechender Weise durch eine an das Gitter ,der Entladungsröhre
geführte, der Röhrenspannung proportionale Spannung gesteuert werden. Wenn die Heizung
der Röntgenröhre mit Wechselstrom erfolgt, ist es schließlich auch möglich, den
Heizstrom der Röntgenröhre durch wenigstens eine der Röhrenspannung proportionale
(Spannung zu steuern, -die an die Gitter zweier für verschiedene Stromrichtungen
bestimmter parallel geschalteter Entladungsröhren geführt wird, die in eine der
Heizstromleitungen eingebaut sind.
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In dem .Ausführungsbeispiel der Fig. i ist die Steuerspannung für
den Röntgenröhrenstrom an einem zur Röntgenröhre parallel geschalteten Spannungsteiler
22 abgenommen und so in dem Gitterstromkreis der Verstärkerröhre 23 zur Wirkung
gebracht, :daß bei zunehmender iSpgnnung an der Röntgenröhre 2 eine Zunahme des
durch die Röhre 23 fließenden Stromes erfolgt. ;Die dabei an dem Widerstand 24 auftretende
(Spannungsdifferenz wirkt auf das Gitter 25 der Röntgenröhre 2 so, daß eineVerringerung
des .Röhrenstromes eintritt, wenn .die an der Vorspannungsstromquelle 26 über einen
Spannungsteiler abgenommene, für eine bestimmte Röntgenröhre einmal eingestellte
;Spannung überschritten wird.
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tAls Steuerspannung kann auch eine (Spannung verwendet werden, die
durch Messung der Dosis an
einer zur Röntgenröhre parallel geschalteten
Meßröntgenröhre erhalten wird, wenn die gemessene ,Strahlendosis stets durch die
gleiche Funktion mit der an der Röntgenröhre liegenden Spannung verknüpft ist. Ferner
ist es auch möglich, die,Steuerspannung an einer lichtelektrischen Zelle abzunehmen,
durch die die Helligkeit des Brennflecks der Röntgenröhre gemessen wird. (Bei der
an sich bekannten Einrichtung zur Verhütung der Überlastung von Röntgenröhren, bei
der auch eine lichtelektrische Zelle verwendet wird, steigt bei einer Herabsetzung
des Röntgenröhrenstromes die Spannung an der Röntgenröhre an. Dabei wird also bei
Überwachung der Brennflecktemperatur nur der Röhrenstrom gesteuert. Bei der vorliegenden
Erfindungwerden dagegen ,der Röhrenstrom und gleichzeitig die Röhrenspannung gesteuert.
Die Einstellung des Röhrenstromes erfolgt hierbei in Abhängigkeit von der Aufnahmespannung,
die beispielsweise durch eine @in den Röhrenstromkreis geschaltete gittergesteuerte
Entladungsröhre gesteuert und auf einem einmal eingestellten Wert festgehalten werden
kann.
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Die ,Erfindung braucht nicht auf eine in dem Ausführungsbeispiel der
Fig. i verwendete Röntgenanlage beschränkt zu sein. In vielen Fällen kann die Erfindung
auch bei einer Röntgenanlage mit Vorteil benutzt werden, bei der die Röhrenspannung
vor der Röntgenaufnahme bekannt ist und beispielsweise mit Hilfe einer in den Röhrenstromkreis
eingebauten gittergesteuerten Entladungsröhre fest .eingestellt werden kann. Ein
Grund hierfür ist vor allem dann vorhanden, wenn es aus konstruktiven Gründen (Isolation,
Übertragung auf Hochspannung) einfacher ist, die an der Röntgenröhre liegende Spannung
unmittelbar als @Steuergröße zu verwenden.
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In Fig.2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der (Erfindung dargestellt.
Hierbei ist wieder die Steuerspannung für den Röntgenröhrenstrom an einem parallel
zur Röntgenröhre 2 geschalteten ,Spannungsteiler 22 abgenommen. In den Gitterstromkreis
der Verstärkerröhre 23, die über einen Widerstand 24 auf das iGitter 27 einer in
den Heizstromkreis der Röntgenröhre eingebauten Gitterröhre 28 arbeitet, ist noch
ein Widerstand 29 eingebaut, an dem eine zeitlich veränderliche !Spannung erzeugt
werden kann, die mit zunehmender Belichtungszeit ein Kleinerwerden des Röntgenröhrenstromes
bewirkt. Diese veränderliche Spannung kann mit an sich bekannten Mitteln erzeugt
werden. In dem Ausführungsbeispiel wird sie an einem Kondensator 3o abgenommen,
der bei Beginn einer Röntgenaufnahme durch einen (Schalter 31 über einen Widerstand
32 an die Gleichspannungsquelle 33 gelegt wird.
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Soll der Röhrenstrom während einer Aufnahme konstant sein, dann kann
der Steuerspannung auch eine je nach der Belichtungsdauer verschiedene ,Spannung
überlagert sein, die zwangsläufig mit der Einstellung der iBelichtungsdauer vor
Beginn der betreffenden Röntgenaufnahme eingestellt wird. Der Widerstand 29 wird
in diesem Fall zweckmäßig an eine Spannungsquelle 34 gelegt (s. (Fig. 3) und als
Spannungsteiler verwendet, wobei die Einstellung der abgegriffenen, für die zusätzliche
Steuerung des Röhrenstromes verwendete Spannung mit der Einstellung der Belichtungsdauer
zwangsläufig erfolgt.
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Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Steuerung
des Röhrenstromes durch die von einer zur Röntgenröhre 2 parallel geschalteten Meßröntgenröhre
35 ausgehende Röntgenstrahlung vorgenommen wird. In dem Strahlenkegel der Röntgenröhre
35 sind zwei Meßkammern 36, 37 angeordnet, die über zwei voneinander getrennte Verstärkereinrichtungen
38, 39 in jedem Augenblick gleich große, der Spannung an der Röntgenröhre 2 proportionale
Steuerspannungen liefern, die an die Gitter 40, 41 der beiden in die Heizstromleitung
42 parallel geschalteten Entladungsröhren 43, 44 geführt sind und damit den Heizstrom
der Röntgenröhre in der gewünschten Weise steuern. Die beiden iEntladungsröhren
43, 44 können gegebenenfalls auch in eine Leitung auf der Hochspannungsseite des
Heiztransformators 45 eingebaut sein. iAn.Stelle der beiden Meßkammern
36,
37 kann unter Umständen auch nur eine Meßkammer verwendet werden, die
bei Benutzung einer an sich bekannten, in Fig.5 gezeigten Kunstschaltung beide Entladungsröhren
43, 44 steuert. Die iSteuerspannunig wird dabei an die Mittelanzapfungen 46, 47
eines Transformators 48 gelegt, dessen eine Wicklung an die Enden der zusammengeschalteten
Entladungsröhren 43, 44 und dessen andere Wicklung an die Gitter 40, 4i ,dieser
Röhren angeschlossen ist. Die an dem Widerstand 49 wirksame Steuerspannung kann
bei dieser Schaltung beide Entladungsröhren steuern, ohne etwa dauernd umgeschaltet
werden zu müssen.