EP0226037A1 - Röntgendiagnostikeinrichtung - Google Patents

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EP0226037A1
EP0226037A1 EP86115629A EP86115629A EP0226037A1 EP 0226037 A1 EP0226037 A1 EP 0226037A1 EP 86115629 A EP86115629 A EP 86115629A EP 86115629 A EP86115629 A EP 86115629A EP 0226037 A1 EP0226037 A1 EP 0226037A1
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EP
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voltage
ray tube
resistor
ray
switching
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EP86115629A
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English (en)
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Heinz-Erik Dipl.-Ing. Kranberg
Horst Dipl.-Ing.(Fh) Hallmann
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08—Electrical details
    • H05G1/56—Switching-on; Switching-off

Definitions

  • the invention relates to an X-ray diagnostic device with an X-ray tube, a high-voltage generator and a switching device for switching the X-ray tube on and off.
  • the invention has for its object to provide an X-ray diagnostic device of the type mentioned in such a way that the time constant after which the X-ray tube voltage decays after the high voltage has been switched off is reduced compared to the prior art.
  • the one Switch is assigned, which is controlled by the switching device such that it turns on the resistance when the X-ray tube is turned off.
  • the high-voltage-resistant resistor is switched parallel to the X-ray tube at the moment of switching off. Accordingly, an additional power loss is not generated unnecessarily. Only the energy stored in the capacitors of the high-voltage circuit is converted in this resistor.
  • the X-ray tube 1 shows an X-ray tube 1, which is fed from the network at terminals 13 via a high-voltage generator 2.
  • the high voltage generator 2 contains a high voltage transformer 3, a high voltage rectifier 4 and a smoothing capacitor 5.
  • the X-ray tube 1 is switched on and off by a switch 6 located in the primary circuit of the high-voltage transformer 3 with the aid of a control device 7.
  • the control device 7 also controls a switch 8, which is in series with an ohmic, high voltage-resistant resistor 9.
  • the series connection of the components 8, 9 is connected in parallel to the X-ray tube 1.
  • the resistor 9 with the switch 8 can be accommodated as a retrofittable assembly to form a unit in an oil-filled boiler.
  • a unit of this type is referred to below as a pulse addition.
  • a realization of such a pulse addition 10 between the X-ray tube 1 and the high-voltage generator 2 is shown in FIG.
  • the pulse additive 10 contains a variable load resistance and at the same time a switch, a high-voltage triode 11, a control circuit 12 for the grid of the high-voltage triode 11, a heating transformer 13 for heating the cathode and setting the resistance of the high-voltage triode 11 via the heating current-dependent anode current, and a voltage divider chain 14 for generating the negative grid voltage for the high voltage triode 11.
  • the pulse addition 10 Via an oil switch 15, the pulse addition 10 z. B. in fluoroscopy and cinema operation.
  • the X-ray tube voltage is present on the anode-cathode section of the high-voltage triode 11 and a negative reverse voltage of approximately 3 kV is present on the grid through the voltage divider chain 14.
  • the high-voltage triode 11 is thus blocked.
  • the grid voltage is reduced to almost zero volts via the control device 7 by the transistor 16 and the resistor 17, the high-voltage triode 11 is turned on and discharges the capacitances in the high-voltage circuit with low resistance.
  • the X-ray tube voltage thus drops to values below 20 kV in about 0.5 ms.
  • the energy that is converted in the high-voltage triode 11 is 125 kV x-ray tube voltage and a total capacity of C ⁇ 2.5. 10 ⁇ 9 F in the high-voltage circuit only 0.5.
  • C. U2 40 WS.
  • the control of the transistor 16 must be carried out via a potential separation, but since work is only carried out in the switch mode, the effort remains low (pulse transformer, optocoupler).

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  • X-Ray Techniques (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Röntgenröhre (1), einem Hochspannungserzeuger (2) und einer Schaltvorrichtung (6, 7) zum Ein- und Ausschalten der Röntgenröhre (1). Parallel zur Röntgenröhre (1) liegt ein Widerstand (9), dem ein Schalter (8) zugeordnet ist, der von der Schaltvorrichtung (6, 7) derart gesteuert wird, daß er den Widerstand (9) bei abgeschalteter Röntgenröhre (1) an diese anschaltet. Dadurch fällt die Röntgenröhrenspannung nach dem Abschalten der Hochspannung relativ schnell ab.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Röntgenröhre, einem Hochspannungserzeuger und einer Schaltvorrichtung zum Ein- und Ausschalten der Röntgenröhre.
  • In der Röntgendiagnostik wird bei bestimmten Betriebsar­ten, z.B. beim Durchleuchtungsbetrieb und auch beim Kino­pulsbetrieb, mit kleiner Röntgenröhrenleistung gearbei­tet, d. h. je nach Röntgenröhrenspannung mit Röntgenröh­renströmen von nur einigen mA. Aufgrund der Kapazitäten im Hochspannungskreis (Hochspannungskabel und Glättungs­kondensatoren im Hochspannungstransformator) klingt beim Abschalten der Hochspannung die Röntgenröhrenspannung nach einer e-Funktion ab, wobei die Zeitkonstante von der Größe der Kapazität und dem Innenwiderstand der Röntgen­röhre, d. h. dem eingestellten Röntgenröhrenstrom, ab­hängt. Bei kleinen Röntgenröhrenströmen ergibt sich somit eine zusätzliche Strahlenbelastung des Patienten durch einen großen Anteil an niederenergetischer Strahlung während der Abklingzeit der Röntgenröhrenspannung.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röntgen­diagnostikeinrichtung der eingangs genannten Art so aus­zubilden, daß die Zeitkonstante, nach der die Röntgen­röhrenspannung nach dem Abschalten der Hochspannung ab­klingt, gegenüber dem Stand der Technik verkleinert ist.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß parallel zur Röntgenröhre ein Widerstand liegt, dem ein Schalter zugeordnet ist, der von der Schaltvorrichtung derart gesteuert wird, daß er den Widerstand bei abge­schalteter Röntgenröhre an diese anschaltet. Bei der er­findungsgemäßen Röntgendiagnostikeinrichtung wird der hochspannungsfeste Widerstand im Abschaltmoment parallel zur Röntgenröhre geschaltet. Es wird demgemäß nicht un­nötig eine zusätzliche Verlustleistung erzeugt. In diesem Widerstand wird nur die in den Kapazitäten des Hochspan­nungskreises gespeicherte Energie umgesetzt.
  • Weitere Anwendungsfälle neben Durchleuchtungs- und Kino­pulsbetrieb ist die Aufnahmetechnik der Hartstrahl-Lun­genaufnahmen mit bis zu 150 kV-Röntgenröhrenspannung mit sehr kurzen Schaltzeiten, wodurch die Ladung in den Ka­belkapazitäten ohne den erfindungsgemäßen Widerstand bei längeren Hochspannungskabeln im belichtungsautomatisier­ten Betrieb Belichtungsschwankungen hervorrufen kann und der computergesteuerte Bildaufbau aus einem Scan über das Aufnahmefeld mit einer schnellen Folge sehr kurzer Ein­zelaufnahmen mit möglichst rechteckigen Röntgenröhren­spannungspulsen.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Röntgendiagnostikeinrichtung nach der Erfindung, und
    • Fig. 2 Details der Röntgendiagnostikeinrichtung gemäß Figur 1.
  • In der Figur 1 ist eine Röntgenröhre 1 dargestellt, die über einen Hochspannungserzeuger 2 vom Netz an den Klem­men 13 gespeist wird. Der Hochspannungserzeuger 2 enthält einen Hochspannungstransformator 3, einen Hochspannungs­ gleichrichter 4 und einen Glättungskondensator 5. Die Ein- und Ausschaltung der Röntgenröhre 1 erfolgt durch einen im Primärkreis des Hochspannungstransformators 3 liegenden Schalter 6 mit Hilfe einer Steuervorrichtung 7.
  • Die Steuervorrichtung 7 steuert auch einen Schalter 8, der in Reihe mit einem ohm′schen, hochspannungsfesten Widerstand 9 liegt. Die Reihenschaltung aus den Komponen­ten 8, 9 ist parallel zur Röntgenröhre 1 geschaltet.
  • Beim Unterbrechen der Hochspannung durch Öffnung des Schalters 6 wird der Schalter 8 in der dargestellten Wei­se geschlossen, so daß sich die Kapazitäten im Hochspan­nungskreis über den Widerstand 9 schnell entladen können. Die Spannung an der Röntgenröhre 1 fällt daher relativ schnell ab.
  • Der Widerstand 9 mit dem Schalter 8 kann als nachrüstbare Baugruppe zu einer Einheit zusammengefaßt in einem ölge­füllten Kessel untergebracht werden. Eine Einheit dieser Art wird nachfolgend als Pulszusatz bezeichnet. In der Figur 2 ist eine Realisierung eines solchen Pulszusatzes 10 zwischen Röntgenröhre 1 und Hochspannungserzeuger 2 dargestellt. Der Pulszusatz 10 beinhaltet als veränder­lichen Lastwiderstand und gleichzeitig als Schalter eine Hochspannungstriode 11, eine Ansteuerschaltung 12 für das Gitter der Hochspannungstriode 11, einen Heiztransforma­tor 13 zur Beheizung der Kathode und Einstellung des Wi­derstandes der Hochspannungstriode 11 über den heizstrom­abhängigen Anodenstrom und eine Spannungsteilerkette 14 zur Erzeugung der negativen Gittersperrspannung für die Hochspannungstriode 11. Über einen Ölschalter 15 kann der Pulszusatz 10 z. B. beim Durchleuchtungs- und Kinobetrieb zugeschaltet werden.
  • Nach Zuschaltung des Pulszusatzes 10 und Einschalten der Hochspannung liegt an der Anoden-Kathoden-Strecke der Hochspannungstriode 11 die Röntgenröhrenspannung und an dem Gitter durch die Spannungsteilerkette 14 eine nega­tive Sperrspannung von etwa 3 kV. Damit ist die Hochspan­nungstriode 11 gesperrt. Mit Pulsende wird über die Steu­ervorrichtung 7 durch den Transistor 16 und den Wider­stand 17 die Gitterspannung auf fast null Volt reduziert, die Hochspannungstriode 11 wird aufgesteuert und entlädt niederohmig die Kapazitäten im Hochspannungskreis. Damit sinkt die Röntgenröhrenspannung in etwa 0,5 ms auf Werte unter 20 kV ab.
  • Die Energie, die dabei in der Hochspannungstriode 11 um­gesetzt wird, beträgt bei 125 kV-Röntgenröhrenspannung und bei einer gesamten Kapazität von C ≈ 2,5 . 10⁻⁹ F im Hochspannungskreis nur 0,5 . C . U² = 40 WS.
  • Die Ansteuerung des Transistors 16 muß über eine Poten­tialtrennung erfolgen, da jedoch nur im Schalterbetrieb gearbeitet wird, bleibt der Aufwand gering (Impulstrafo, Optokoppler).

Claims (2)

1. Röntgendiahnostikeinrichtung mit einer Röntgenröhre (1), einem Hochspannungserzeuger (2) und einer Schaltvor­richtung (6, 7) zum Ein- und Ausschalten der Röntgenröhre (1), dadurch gekenzeichnet, daß parallel zur Röntgenröhre (1) ein Widerstand (9, 11) liegt, dem ein Schalter (8, 16) zugeordnet ist, der von der Schaltvorrichtung (6, 7) derart gesteuert wird, daß den Widerstand (9, 11) bei abgeschalteter Röntgenröhre (1) an diese anschaltet.
2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, da­durch gekennzeichnet, daß der Widerstand (11) steuerbar ist.
EP86115629A 1985-11-25 1986-11-11 Röntgendiagnostikeinrichtung Expired EP0226037B1 (de)

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DE3541612 1985-11-25

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EP0226037A1 true EP0226037A1 (de) 1987-06-24
EP0226037B1 EP0226037B1 (de) 1989-10-25

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