DE965435C - Vorrichtung zum selbsttaetigen Beendigen der Dauer einer Roentgenaufnahme - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 6. JUNI 1957

N 9056 VIII c[2ig

Röntgenaufnahme

Es ist bekannt, bei Röntgendiagnostikapparaten zur Herstellung einer Röntgenaufnahme eine Vorrichtung zu benutzen, mit der die Aufnahme selbsttätig beendigt wird, nachdem eine hinreichende Menge Röntgenstrahlen von der Röntgenröhre geliefert worden ist, um.die erwünschte Schwärzung der photographischen Platte bzw. des Films zu erhalten. Zu diesem Zweck werden Mittel benutzt, um die Röntgenstrahlen nach dem Durchgang durch das aufzunehmende Objekt in einen elektrischen Strom umzuwandeln, der zum Betätigen eines Schaltmechanismus verwendet wird, um die Röhrenbelastung zu unterbrechen.

Der elektrische Strom wird mittels einer Entladungsstrecke oder einer anderen elektronischen «5 Zelle erzeugt. Diese besteht-z. B. aus einer gegen Röntgenstrahlen empfindlichen Ionisationskammer; es ist aber auch möglich, die Röntgenstrahlen unter Zuhilfenahme eines Leuchtschirmes in eine Lichtstrahlung umzuwandeln, die von einer photon elektrischen Zelle aufgefangen wird.

Bei den bekannten Vorrichtungen tritt der Nach^. teil auf, daß das Unterbrechen der Belastung der Röntgenröhre nicht immer im richtigen Zeitpunkt erfolgt, was sich wie folgt erklären läßt. Die von der elektronischen Zelle gelieferte Stromstärke, ist

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der mittleren Intensität der auf die Zelle auftreffenden Röntgenstrahlen proportional. Für den Fall, daß diese Röntgenstrahlen hr Teilen des Gegenstandes, von dem eine Aufnahme hergestellt wird, wenig geschwächt sind, wodurch die mittlere Intensität höher als die in dem für die Diagnose wichtigen Schwärzungsbereich ist, wird die Aufnahme nach einer Zeitdauer beendigt, die zu kurz ist, um eine hinreichende Schwärzung der photographischen Platte bzw. des Films und eine gute Aufnahme zu erhalten. Wird die elektronische Zelle zufällig von stark geschwächter Strahlung getroffen, so wird die Belichtungsdauer den günstigsten Wert übersteigen. Die Entladungskammer oder die elektronische Zelle soll nur von demjenigen Teil der Röntgenstrahlen getroffen werden, der die Schwärzung in dem für die Diagnose wichtigen Bereich der Aufnahme bewirkt.

Die richtige Wahl der Aufstellung erfordert eine gewisse Sachverständigkeit und ist manchmal überhaupt nicht möglich, da bei einer Aufnahme der für die Diagnose wichtige Teil des Aufnahmebereiehs nicht immer mit Sicherheit ermittelbar ist. Um diesem XTbelstand abzuhelfen·, hat man bereits eirie Entladungskammer mit einer Anzahl Entladungsstrecken zwischen Oberflächen verschiedener Form verwendet, die entsprechend der vorausgesetzten Größe des wichtigen Bereichs je gesondert oder gemeinsam benutzt werden. Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen der vorgenannten Art und zielt darauf ab, unabhängig von der mit einem Röntgenapparat hergestellten Aufnahmeart die wirkliche Belastungsdauer soviel wie möglich mit derjenigen in Einklang zu- bringen, bei der die günstigsten Ergebnisse erhalten werden. '

Das Erzeugen eines elektrischen Stromes durch eine Entladungskammer oder eine andere elektronische Zelle kann die Folge einer Änderung der Leitfähigkeit eines Gasvolumens durch Ionisation oder eines Stoffes -mit Photoleitung unter dem ' Einfluß der Bestrahlung in einem abgeschlossenen Raum sein, in dem zwei Elektroden untergebracht sind; die zwischen diesen Elektroden gebildete Entladungsstrecke ist in einen mit den Elektroden verbundenen Außenstromkreis aufgenommen derart, daß ■ die Elektroden je an einem Pol einer Spannungsquelle liegen. Bei einer anderen bekannten, für den genannten Zweck brauchbaren Ausbildung dieser Zellen kommt ein Zwischenstoff mit photoelektrischen Eigenschaften zur Verwendung, in dem bei der Bestrahlung elektrische Energie erzeugt wird.

Die auf diese Weise erzeugten elektrischen Ströme können in nach der Zeit veränderliche Potentialunterschiede umgewandelt werden, wenn den einzelnen Zellen Kondensatoren zugeordnet sind, und die Ladespannungen. der Kondensatoren können in den Gitterkreisen von Entladungsröhren wirksam sein. Zu dem von der .Erfindung verfolgten Zweck wird der Verlauf der Anodenstrom-Gitterspannungscharakteristik einer gewöhnlichen Triodenentladungsröhre benutzt.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verwendung bei Röntgenapparaten, durch die bei der Herstellung einer Aufnahme die Belichtungsdauer selbsttätig bestimmt wird und bei der eine Anzahl Entladungskammern oder andere elektronische Zellen vorgesehen sind, die bei direkter Bestrahlung mit Röntgenstrahlen nach deren Durchgang durch das aufzunehmende Objekt oder durch Vermittlung einer Quelle von Sekundarstrahlen elektrische Ströme erzeugen und den einzelnen elektronischen Zellen Kondensatoren zugeordnet sind, durch welche die elektrischen Ströme in nach der Zeit veränderliche Potentialunterschiede umgewandelt werden und diese Potentialunterschiede in den Gitterkreisen von Entladungsröhren wirksam sind, Erfindungsgemäß ist dabei durch eine geeignete Potentialeinstellung des jeweiligen Gitters die beim Bestrahlungsvorgang in einem oder anderem Sinne durch Überschreitung der für die Schwärzung der photographischen Platte erforderlichen Dosis herbeigeführte Potentialverschiebung des Gitters derart, daß sie einen nichtlinearen Teil der Gitterspannungskennlinie durchläuft. Da bei einer zunehmend negativen Gitterspannung am Steuergitter einer solchen Entladungsröhre die Steilheit dieser Kurve abnimmt, hat eine gleiche Spannungsänderung bei niedriger Gitterspannung einen größeren Einfluß auf die Änderung des Anodenstromes als in einem Bereich höherer Gitterspannung, in dem die Steilheit geringer ist. Eine der Zeit proportionale Spannungsänderung an einem in den Gitterkreis eingeschalteten Kondensator wird also eine verhältnismäßig geringere Änderung des Anodenstroms bewirken, wenn diese Spannungsänderung groß ist, als wenn sie gering ist. Infolgedessen ist der Einfluß von den .für die Röntgenaufnahme gewünschten Mittelwert übersteigenden Belichtungsstärken auf die Gesamtbelichtungsdauer weniger groß. Diese Wirkung kann durch eine derartige Wahl verschiedener Spannungen verstärkt werden, daß die von den Ladespannungen der Kondensatoren herbeigeführten Spannungsänderungen in den Gitterkreisen den Gitterraum der Röhren übersteigen. Soweit die Spannungszunahme am Kondensator diese bestimmte Gitterspannung übersteigt, hat die Steigung keinen weiteren Einfluß auf den Wert des Anodenstromes.

Eine Erhöhung des Gitterpotentials der Entladungsröhren durch eine Zunahme der Ladespannung der Kondensatoren über einen größeren Bereich als die angelegte negative Gitterspannung hat zur Folge, daß die Anodenströme anfänglich zunehmen, aber die Steigerung wrrd in diesem Fall durch das Auftreten von Gitterstrom in den Entladungsröhren hintangehalten. Das Gitterpotential steigt hierbei nicht über das Kathodenpotential hinaus, da beim Heranrücken zu diesem Potential die auftretenden Gitterströme die noch den Kondensatoren zugeführte Ladung abführen, ohne daß sich weiter die Kondensatorspannungen ändern.

Die Spannungsänderungen werden für die meisten Kondensatoren in einer bestimmten Zeit verschiedene Werte erreichen, so daß auch jede Entladungs-

röhre in verschiedenem Maße zum Gesamtstrom zur Betätigung des Schaltmechanismus beiträgt. Beim Übersteigen eines vorherbestimmten Wertes dieses Stromes wird dieser Mechanismus betätigt, und der Zeitpunkt, in dem dies erfolgt, ist also durch die Entladungsströme derjenigen Röhren bedingt, bei denen die in ihre Gitterkreise eingeschalteten Kondensatoren noch Potentialänderungen unterliegen, die auf die Anodenströme einwirken. Der Einfluß ίο der wenig geschwächten Strahlung auf die Belastungsdauer ist auch in diesem Fall beträchtlich beschränkt, so daß die wirkliche Dauer der Aufnahme besser mit der zur Erzielung der günstigsten Aufnahmeergebnisse erforderlichen im Einklang steht.

Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung näher erläutert, in der ein Beispiel des elektronischen Teiles der Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt ist.

Elektronische Zellen 1 sind hinter einem Leuchtschirm 2 angeordnet, auf den die Röntgenstrahlen der Röntgenröhre 3 auftreffen, nachdem diese den Gegenstand 4 und die photographische Platte bzw. den Film 5 durchlaufen haben.

Die Zellen sind über Kondensatoren 7 an die Spannungsquelle 6 angeschlossen. Jeder Kondensator 7 bildet einen Teil des Gitterkreises einer Entladungsröhre 8. Diese besitzt eine Kathode 9, die über die Quelle positiver Spannung 10 mit dem einen Pol des Kondensators 7 verbunden ist, sowie ein Steuergitter 11, das unmittelbar an dem anderen Pol des Kondensators 7 liegt. Die Anoden 12 der Röhren 8 sind miteinander verbunden, so daß die Röhren in einem Kreis parallel geschaltet sind, der die Erregerspule 13 eines elektromagnetischen Relais und die gemeinsame Stromquelle 15 enthält.

Vor der Betätigung der Vorrichtung wird der

parallel zur Spannungsquelle 10 liegende Schalter 16 kurzzeitig geöffnet. Zu diesem Zweck ist ein Druckknopfschalter verwendbar, dessen Kontakte geschlossen sind, wenn auf den Knopf kein Druck ausgeübt wird. Da bei geschlossenem Schalter 16 die Spannungsquelle 10 kurzgeschlossen ist, ist mit dem Schalter der Widerstand 17 in Reihe _ge-

•45 schaltet, um den Kurzschlußstrom zu begrenzen.

Bei geschlossenem Schalter 16 sind die Kondensatoren 7 mit einem ihrer Pole an die Kathoden 9 der Entladungsröhren 8 angeschaltet. Eine gegebenenfalls vorhandene Ladung, die die mit den Gittern verbundenen Pole der Kondensatoren 7 positiv in bezug auf die Kathoden 9 macht, kann hierbei über die Gitter 11 abfließen. Die Gitter befinden sich auf Kathodenpotential, bei dem die Entladungsröhren 8 den vollen Anodenstrom liefern und der Anker 14 von der Relaisspule 13 angezogen wird, wodurch der Schalter 18 geöffnet ist.

Beim öffnen des Schalters 16 werden die Kondensatoren 7 infolge der Polarität der Spannungsquelle 10 aufgeladen, wobei keine Änderung im Zustand auftritt, in dem der von der Relaisspule 13, dem Anker 14 und dem beweglichen Kontakt 18 gebildete Schaltmechanismus arbeitet. Der Beginn der Aufnahme erfolgt jetzt durch das Schließen des Schalters 16, wodurch die Gitter n negativ und die Entladungsröhren 8 stromlos werden. Infolgedessen gibt die Relaisspule 13 den Anker 14 frei, und der Schalter 18 wird geschlossen-, wodurch der Stromkreis der Speisevorrichtung 19 für die Röntgenröhre 3 an die Pole des Speisenetzes 20 angeschaltet wird.

Ein Teil der von der Röntgenröhre 3 gelieferten Röntgenstrahlen erreicht den Leuchtschirm 2, nachdem sie den Gegenstand 4 und die photographische Platte bzw. den Films durchlaufen haben, und werden in diesem Schirm in Lumineszenzstrahlung umgewandelt. Deren Intensitätsverteilung entspricht der der Röntgenstrahlen, die auf das empfindliche Material zur Herstellung der Aufnahme auftreffen. Die lichtempfindlichen Zellen 1 werden je von einem Teil der Lumineszenzstrahlung getroffen und werden mehr oder weniger leitend in dem Maße, wie die mittlere Intensität der von den verschiedenen Zellen aufgefangenen Strahlung größer oder kleiner ist. Infolge der von der Spannungsquelle 6 entwickelten Klemmenspannung entstehen in den verschiedenen Kreisen Ströme, die eine Änderung der Spannung über jedem der Kondensatoren 7 herbeiführen. Die Gitterpotentiale werden infolgedessen allmählich weniger negativ, und die Anodenströme der Entladungsröhren nehmen zu.

Der größte Beitrag einer jeden Entladungsröhre 8 zu dem die Relaisspule 13 durchfließenden Strom bleibt auf den Anodenstrom beschränkt, den eine Röhre maximal zu liefern vermag, nachdem das Gitter 11 etwa das gleiche Potential wie die Kathode 9 erreicht hat. Da sich also der Beitrag einer jeden Röhre zum Gesamtstrom auf einen Höchstwert beschränkt, ist der Einfluß einer übermäßig starken Strahlung auf eine .oder wenige der Gesamtzahl der Zellen, die die Ursache davon ist, daß in einer mit einer solchen Zelle zusammenarbeitenden Entladungsröhre in einer kürzeren Zeit als der Belichtungsdauer der Aufnahme der Strom zum höchsten Wert ansteigt, auf die wirkliche Dauer, nach der der Schaltmechanismus betätigt wird, von beschränktem Umfang.

Es kann vorkommen, daß keine der Zellen von einer außerordentlich starken Strahlung getroffen wird und eine mittlere Intensität von stark ge- no steigerten! Wert bei keiner der Zellen auftritt. Unter diesen Umständen wird eine günstige Eigenschaft der Anodenstrom - Gitterspannungscharakteristik der Entladungsröhren benutzt, um der verlängernden Wirkung von wenig durchlässigen Teilen des Gegenstandes auf die Belastungsdauer entgegenzuwirken. Die mit abnehmender Gitterspannung zunehmende Steilheit dieser Charakteristik macht, daß der Einfluß einer Unterbelichtung auf die Belastungsdauer geringer ist, mit dem Ergebnis, daß trotz großer örtlicher Abweichungen von der mittleren, für eine Aufnahme als günstig betrachteten Strahlenintensität keine beträchtliche Abweichung der Belichtungsdauer von der günstigsten, dieser Intensität entsprechenden Dauer der Aufnahme auftritt.

Abweichungen von dem geschilderten Ausführungsbeispiel, welche die Polarität der Kondensatoren sowie ihren Ladezustand zu Beginn der Aufnahme betreffen, sind möglich, ohne daß sich die Wirkungsweise der Vorrichtiung grundsätzlich ändert.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:.

   i. Vorrichtung zur Verwendung bei Röntgenapparaten, durch die bei der Herstellung einer Aufnahme die Belichtungsdauer selbsttätig bestimmt wird und bei der eine Anzahl Entladungskammern oder andere elektronische Zellen vorgesehen sind, die bei direkter Bestrahlung mit Röntgenstrahlen nach deren Durchgang durch das aufzunehmende Objekt oder durch Vermittlung einer Quelle von Sekundärstrahlen elektrische Ströme erzeugen, und den einzelnen elektronischen Zellen Kondensatoren zugeordnet sind, durch welche die elektrischen Ströme in nach der Zeit veränderliche Potenti aluntersehiede umgewandelt werden, und diese Potentialunterschiede in den Gitterkreisen von Entladungsröhren wirksam sind, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine geeignete Potentialeinstellung des jeweiligen Gitters die beim. Bestrahlungsvorgang in einem oder anderem Sinne durch Überschiredtung der für die Schwärzung der photographischen Platte erforderlichen Strahlendosis herbeigeführte Potentialverschiebung des Gitters einen nichtlinearen Teil der Gitterspannungskennlinie durchläuft.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Strahlenintensität abhängigen Ströme die Spannung 'an den Kondensatoren im Sinne von wachsendem Gitterpotential ändern und die Kondensatoren, die aus Zellen, die stärker als mit der der Belastungsdaiuer entsprechenden mittleren Intensität bestrahlt werden, gespeist sind, in einen Ladezustand gebracht werden, in dem ihr Ladestrom unterdrückt ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Strahlenintensität abhängigen Ströme die Spannung an den Kondensatoren im Sinne abnehmenden Gitterpotentials ändern und die Kondensatoren, die von Zellen, die stärker als mit der der Belastungsdauer entsprechenden mittleren Intensität bestrahlt werden, gespeist sind, das Gitterpotential auf einen Wert herabsetzen, bei dem der Anodenstrom der betreffenden Entladungsröhre unterbrochen ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 586400;
   französische Patentschrift Nr. 927.692;
   britische Patentschrift Nr. 632 842.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 737/306 12.56 (709 532/197 5. 57)