EP0226037B1

EP0226037B1 - Röntgendiagnostikeinrichtung

Info

Publication number: EP0226037B1
Application number: EP86115629A
Authority: EP
Inventors: Heinz-Erik Dipl.-Ing. Kranberg; Horst Dipl.-Ing.(Fh) Hallmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-11-25
Filing date: 1986-11-11
Publication date: 1989-10-25
Also published as: EP0226037A1; DE3541612A1; DE3666651D1; US4731803A; JPS6292600U

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 . US ₌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

1. Röntgendiagnostikeinrichtung 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.