EP0794536A1 - Röntgenuntersuchungsgerät mit einem Röntgenstrahler und einer damit verbundenen Blendeneinheit - Google Patents

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EP0794536A1
EP0794536A1 EP97200651A EP97200651A EP0794536A1 EP 0794536 A1 EP0794536 A1 EP 0794536A1 EP 97200651 A EP97200651 A EP 97200651A EP 97200651 A EP97200651 A EP 97200651A EP 0794536 A1 EP0794536 A1 EP 0794536A1
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EP
European Patent Office
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ray
diaphragm
control unit
source
focal spot
Prior art date
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Application number
EP97200651A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0794536B1 (de
Inventor
Heinz-Peter Kunert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Corporate Intellectual Property GmbH
Philips Patentverwaltung GmbH
Koninklijke Philips Electronics NV
Philips Electronics NV
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Publication of EP0794536A1 publication Critical patent/EP0794536A1/de
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Publication of EP0794536B1 publication Critical patent/EP0794536B1/de
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/02—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators
    • G21K1/04—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators using variable diaphragms, shutters, choppers
    • 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
    • H05G1/26—Measuring, controlling or protecting

Definitions

  • the invention relates to an x-ray examination device with an x-ray emitter for generating x-rays, an x-ray image recorder for recording x-ray recordings, an aperture unit connected to the x-ray emitter with diaphragm sliders adjustable by a drive arrangement for limiting the beam of rays emanating from a first source or from a second source and with a control unit controlling the drive arrangement.
  • Such an X-ray examination device is essentially known from EP-OS 685 200 and from GB-PS 1 313 296 - but without a drive arrangement for the diaphragm slide.
  • a light source is provided in the diaphragm unit, which illuminates the examination object via a deflecting mirror.
  • the beam of light from the light source is limited by the diaphragm shutters, and the field illuminated in this way is intended to show the examiner which area of the patient is imaged in the following X-ray image, in which the diaphragm shutters remain in their respective positions.
  • This object is achieved in that the control of the drive arrangement by the control unit is designed such that the diaphragm sliders assume a first position when limiting the beam of the first source and a second position when limiting the beam of the second source, the first and the second position is such that the radiation fields of the sources, which are masked out by the diaphragm slides, each have the same size in the plane of the X-ray image sensor.
  • the invention is based on the consideration that the two sources are never effective at the same time. If, for example, with the help of the light source, a certain field is illuminated at a predetermined position of the diaphragm slide, then according to the invention it is determined on the basis of the predetermined geometry of the arrangement how the position of the diaphragm slide must be in a subsequent X-ray exposure, so that exactly the previously illuminated field is penetrated by X-rays becomes.
  • the control unit controls the drive arrangement for the diaphragm slide in such a way that when moving from one source to the other source, the diaphragm slide changes from their first position into the calculated second position.
  • the diaphragm unit contains a light source for illuminating the field irradiated by an X-ray image and that the control unit is programmed in such a way that the diaphragm slide from the first position assigned to the light source into the second position during the transition to an X-ray image , an aperture position assigned to a focal spot of the X-ray lamp is transferred.
  • the diaphragm shutters open so far at the transition to an X-ray that the field previously illuminated by the light source is struck by the X-rays, it does not matter that the optical distance of the light source from the diaphragm slides is as large as the distance of the Focal spots from the shutter slides - as with the known devices.
  • the light source can therefore be positioned within the diaphragm unit in the way that is most favorable for design reasons.
  • Another development of the invention - which can also be used in combination with the aforementioned embodiment - provides that the x-ray emitter has at least two focal spots of different sizes, and that the control unit is programmed in such a way that the drive arrangement in this way during the transition from the large to the small focal spot is controlled that the shutter slide open.
  • the distance between the focal spot and the diaphragm slides can change, in particular if X-ray tubes with a glass bulb are used. This change in distance leads to an increased deviation between the field illuminated by the light source and the X-ray image field. In order to reduce these deviations, it was previously necessary to determine the extent of the deviations on the basis of test X-ray images and to adjust the aperture unit as a function thereof. This adjustment work had to be checked on the basis of further test recordings until a match was at least approximately achieved, and therefore this adjustment work was very time-consuming and costly.
  • this outlay can be reduced in that the control unit is set up to calculate the positions of the diaphragm slides depending on geometric parameters and that at least one of the parameters can be specified as a function of a test recording.
  • the deviations can be corrected by software by entering a parameter that can be derived from a test recording.
  • Fig. 1 is the focal spot of an X-ray tube 3, which is located in a housing 4.
  • the size of the focal spot 1 can be switched in a known manner or can be changed continuously.
  • a diaphragm unit 5 is attached to the x-ray tube formed by the x-ray tube 3 and the housing 4, which is mechanically adjustable in different planes Coupled diaphragm slide 6 with diaphragm edges running perpendicular to the plane of the drawing, which limit the X-ray beam emanating from the focal spot 1 in this direction.
  • the diaphragm unit has further diaphragm sliders, not shown in FIG. 1, which can limit the beam parallel to the plane of the drawing.
  • the diaphragm unit 5 contains a light source 2 which can illuminate an examination object 8 via a deflecting mirror 7 which is transparent to the X-ray radiation or can be removed from the beam path of the X-ray tube 3 and thereby indicates the size of a subsequent X-ray image to the user.
  • the examination object 8 is located on a schematically illustrated storage table 10, below which there is an image sensor 9, for example a film located in a cassette.
  • the distance of the object 8 from the X-ray emitter 3, 4 - and thus the distance of the focal spot 1 from the image sensor 9 - can be adapted to the diagnostic requirements.
  • the dimensions of the focal spot 1 are significantly smaller than the light-emitting luminous area of the light source 2.
  • the effective focal spot of an X-ray tube has dimensions of 1 mm 2 or less, while the dimensions of the luminous area are considerably larger, especially if one Light source with high intensity and / or long life is used.
  • the marginal rays of the beam emanating from the light source 2, deflected by the deflecting mirror 7 and delimited by the diaphragm slide 6 are designated by 200 in FIG. 2.
  • the marginal rays 100 of the X-ray beam emitted by the focal spot 1, which would result if - as is generally the case - the diaphragm slider 6 at The transition to an X-ray image would not be changed are indicated in FIG. 2 by the dash-dotted lines 100.
  • the distance of the focal spot 1 from the diaphragm slides 6 is denoted by d, while D is the distance of the focal spot 1 from the plane of the image sensor.
  • the x-ray field defined by the marginal rays 100 is smaller than the field defined by the marginal rays of the light source 200 if the path of the central beam 110 from the focal spot to the recording medium 9 is as long as the path that a light beam has from the center the light source 2 travels along the central beam 110.
  • the edge rays 101 identify an X-ray beam whose X-ray radiation field is the same size as the H-size field illuminated by the light source 2 on the film 9.
  • the opening is h 1 , which blocks the X-ray beam emanating from the focal spot 1 with the edge rays 101 would be larger than the opening h 2 of the diaphragm slide 6, through which the same field is illuminated by the light source 2 with the marginal rays 200. If the diaphragm slides are opened from the position h 2 to the position h 1 during the transition to an x-ray, the field illuminated by the light source 2 in one case and the field illuminated by the x-ray in the other case match.
  • the diaphragm slide 6 are adjusted by a drive arrangement which comprises an adjusting motor 11 and a drive stage 12 which supplies the motor 11 with the required energy.
  • the drive stage 12 is controlled by a control unit 13, which calculates the required opening h of the diaphragm slide and controls the drive stage 12 accordingly.
  • a position sensor 14 is mechanically coupled to the diaphragm slides 6 and returns a signal h corresponding to the position of the diaphragm slides to the control unit 13, this signal also compares its setpoint and controls the drive stage 12 accordingly in the event of deviations.
  • the control unit 13 contains a microcomputer, to which, in addition to the actual position value h, a signal D is supplied, which is supplied by a distance sensor 14, which measures the respective distance of the focal spot 1 from the film plane 9 and generates a corresponding signal D.
  • the control unit 13 is also supplied with a signal f which identifies the size of the focal spot 1 (e.g. large or small focus).
  • the operating state is signaled by a signal b from the control unit 13, i.e. whether a recording is currently being or is to be switched or whether the examination field is to be illuminated with the aid of the light source 2.
  • the aperture unit 13 is fed a signal H, which indicates the size of the image sensor 9 and a signal T, which signals whether the position of the aperture slide should be determined by the film format or by a so-called object-oriented setting, in which the user uses a suitable Input member can specify a smaller aperture than the film format.
  • the control unit 13 calculates a target value h 2 for the position of the diaphragm sliders to limit the light bundle emanating from the light source 2 from the signals D, H, the size of the light source 2 and the optical distance d (Fig. 2) of the light source from the front shutter 6.
  • the control unit uses the signals f, H, D and d to calculate the position h 1 of the shutter which is required to expose the H format by means of the X-ray image.
  • the control unit 13 regulates the diaphragm slide either to the opening h 1 or to the opening h 2 .
  • the user specifies a smaller recording field than the format of the image sensor.
  • a suitable recording field is initially specified with the aid of the light source, a specific value h 2 resulting for the opening of the diaphragm slide, which is registered by the control unit 13.
  • the control unit uses the value h 2 and the values d, D and f to calculate the position h 1 of the diaphragm slider, in which the x-ray field would have the same size as the illuminated field.
  • the signal b changes and the control unit 13 specifies the value h 1 for the position of the diaphragm slide instead of the value h 2 .
  • the light source 2 is optically equidistant from the diaphragm sliders 6 as the focal spot 1, because the diaphragm slider 6 can always be controlled so that in a subsequent X-ray exposure exactly that beforehand illuminated field is irradiated.
  • the position of the light source 2 can therefore be specified according to design considerations.
  • Such a change can occur when the X-ray tube is replaced, because the position of the X-ray tube with respect to the housing 4 and the position of the focal spot with respect to the X-ray tube 3 can differ by mm within X-ray tubes of the same type.
  • FIG. 3 shows the geometric relationships in a test image, preferably taken with the smallest focal spot, in which the diaphragm slides are set to a predetermined value h and the image sensor is arranged at a defined distance D from the focal spot 1.
  • the focal spot 1 is located at the predetermined location, ie at a distance d from the diaphragm slides 6, then a radiation field results with the marginal rays shown in solid lines 103.
  • the focal spot size is an additive value that is independent of the dimensions H of the X-ray image field. In order to correct this influence as well, two X-ray images can be taken at the same distance d, but with a different aperture, from which the influence of the focal spot size can be eliminated. - If the focal spot size of the X-ray tube is known, this can also be taken into account from the start when calculating the displacement x.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Röntgenuntersuchungsgerät mit einem Röntgenstrahler (3,4) zur Erzeugung von Röntgenstrahlung und einer mit dem Röntgenstrahler (3,4) verbundenen Blendeneinheit (5) mit durch eine Antriebsanordnung (11,12) verstellbaren Blendenschiebern (6) zur Begrenzung des von einer ersten Quelle (1) oder einer zweiten Quelle (2) ausgehenden Strahlenbündels (100,200) und mit einer die Antriebsanordnung steuernden Steuereinheit (13). Dabei läßt sich eine Übereinstimmung zwischen den von den beiden Quellen ausgehenden Strahlenfeldern auch bei unterschiedlicher Größe der Quellen dadurch erreichen, daß die Steuereinheit (13) die Antriebsanordnung (11,12) so steuert, daß die Blendenschieber bei der Begrenzung des Strahlenbündels (101) der ersten Quelle (1) eine erste (h1) und bei der Begrenzung des Strahlenbündels (200) der zweiten Quelle (2) eine zweite Stellung (h2) einnehmen, wobei die erste und die zweite Stellung derart sind, daß die durch die Blendenschieber ausgeblendeten Strahlenfelder der ersten und der zweiten Quelle jeweils die gleiche Größe (H) aufweisen. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Röntgenuntersuchungsgerät mit einem Röntgenstrahler zur Erzeugung von Röntgenstrahlung, einem Röntgen-Bildaufnehmer zur Aufzeichnung von Röntgenaufnahmen, einer mit dem Röntgenstrahler verbundenen Blendeneinheit mit durch eine Antriebsanordnung verstellbaren Blendenschiebern zur Begrenzung des von einer ersten Quelle oder von einer zweiten Quelle ausgehenden Strahlenbündels und mit einer die Antriebsanordnung steuernden Steuereinheit.
  • Ein solches Röntgenuntersuchungsgerät ist im wesentlichen aus der EP-OS 685 200 sowie aus der GB-PS 1 313 296 bekannt - allerdings ohne eine Antriebsanordnung für die Blendenschieber. Bei diesen Röntgenuntersuchungsgeräten ist in der Blendeneinheit eine Lichtquelle vorgesehen, die über einen Umlenkspiegel das Untersuchungsobjekt bestrahlt. Das Strahlenbündel der Lichtquelle wird von den Blendenschiebern begrenzt, und das auf diese Weise beleuchtete Feld soll dem Untersucher anzeigen, welcher Bereich des Patienten bei der folgenden Röntgenaufnahme abgebildet wird, bei der die Blendenschieber in ihrer jeweiligen Position bleiben. Dabei kommt es jedoch zu Abweichungen zwischen dem beleuchteten Feld und dem bei der Röntgenaufnahme belichteten Feld, weil die Abmessungen der Lichtquelle (erste Quelle) wesentlich größer sind als die des Brennflecks (zweite Quelle). Das kann dazu führen, daß ein durch die Röntgenaufnahme belichteter Film vergleichsweise große unbelichtete Partien aufweist, die beim Betrachten des Films an einem Lichtkasten zu einer Blendung des Betrachters führen können.
  • Diese Abweichung zwischen dem beleuchteten Feld und dem bei der Röntgenaufnahme bestrahlten Feld werden gemäß der GB-PS 1 313 296 dadurch vermieden, daß das Licht der Lichtquelle mit Hilfe eines konkaven Spiegels auf eine Öffnung fokussiert wird, die die gleiche Größe hat wie der Brennfleck und deren optische Distanz von den Blendenschiebern genauso groß ist wie der Abstand des Brennflecks der Röntgenröhre von den Blendenschiebern. Dabei geht aber Licht verloren, und außerdem benötigt diese relativ teure Lösung zusätzlichen Bauraum in der Blendeneinheit.
  • Ein ähnliches Problem ergibt sich dann, wenn der Röntgenstrahler einer Röntgenröhre mit zwei unterschiedlich großen Brennflecken aufweist. Dabei vergrößert sich das Aufnahmefeld beim Übergang vom kleinen zum großen Brennfleck. Aus der EP-OS 685 200 ist es bekannt, bei einer Röntgenröhre mit mehreren, unterschiedlich großen und in unterschiedlichen Positionen befindlichen Brennflecken die Primärstrahlenblende insgesamt so zu verschieben, daß beim Übergang von einem Brennfleck zum anderen sich das Röntgenaufnahmefeld nicht verschiebt. Da sich dabei aber nicht die Größe der Blendenöffnung ändert, ist das Röntgenstrahlenfeld bei Benutzung eines großen Brennflecks größer als bei einem kleinen Brennfleck.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Röntgenuntersuchungsgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich die Strahlenfelder beim Übergang von der einen auf die andere Quelle nicht ändern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerung der Antriebsanordnung durch die Steuereinheit so ausgebildet ist, daß die Blendenschieber bei der Begrenzung des Strahlenbündels der ersten Quelle eine erste und bei der Begrenzung des Strahlenbündels der zweiten Quelle eine zweite Stellung einnehmen, wobei die erste und die zweite Stellung derart sind, daß die durch die Blendenschieber ausgeblendeten Strahlenfelder der Quellen in der Ebene des Röntgen-Bildaufnehmers jeweils die gleiche Größe aufweisen.
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß die beiden Quellen nie gleichzeitig wirksam sind. Wenn beispielsweise mit Hilfe der Lichtquelle ein bestimmtes Feld bei einer vorgegebenen Stellung der Blendenschieber beleuchtet wird, dann wird erfindungsgemäß aufgrund der vorgegebenen Geometrie der Anordnung ermittelt, wie die Stellung der Blendenschieber bei einer nachfolgenden Röntgenaufnahme sein muß, damit genau das zuvor beleuchtete Feld von Röntgenstrahlung durchsetzt wird. Die Steuereinheit steuert dann die Antriebsanordnung für die Blendenschieber so, daß beim Übergang von der einen Quelle zur anderen Quelle die Blendenschieber von ihrer ersten Stellung in die berechnete zweite Stellung übergehen.
  • Dementsprechend ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Blendeneinheit eine Lichtquelle zur Beleuchtung des von einer Röntgenaufnahme bestrahlten Feldes enthält und daß die Steuereinheit so programmiert ist, daß beim Übergang zu einer Röntgenaufnahme die Blendenschieber von der ersten, der Lichtquelle zugeordneten Stellung in die zweite, einem Brennfleck des Röntgenstrahlers zugeordnete Blendenstellung überführt wird. Da sich hierbei beim Übergang zu einer Röntgenaufnahme die Blendenschieber soweit öffnen, daß genau das zuvor von der Lichtquelle beleuchtete Feld von der Röntgenstrahlung getroffen wird, kommt es nicht darauf an, daß der optische Abstand der Lichtquelle von den Blendenschiebern genauso groß ist wie der Abstand des Brennflecks von den Blendenschiebern - wie bei den bekannten Geräten. Die Lichtquelle kann daher innerhalb der Blendeneinheit so positioniert werden, wie es aus konstruktiven Gründen am günstigsten ist.
  • Eine andere Weiterbildung der Erfindung - die auch in Kombination mit der vorgenannten Ausgestaltung anwendbar ist - sieht vor, daß der Röntgenstrahler wenigstens zwei unterschiedlich große Brennflecken aufweist, und daß die Steuereinheit so programmiert ist, daß beim Übergang von dem großen zum kleinen Brennfleck die Antriebsanordnung so gesteuert wird, daß sich die Blendenschieber öffnen.
  • Bei einem Austausch des Röntgenstrahlers gegen einen anderen des gleichen Typs kann sich der Abstand zwischen dem Brennfleck und den Blendenschiebern ändern, insbesondere wenn Röntgenröhren mit einem Glaskolben verwendet werden. Diese Abstandsänderung führt zu einer verstärkten Abweichung zwischen dem von der Lichtquelle beleuchteten Feld und dem Röntgenaufnahmefeld. Um diese Abweichungen zu verringern, war es daher bisher erforderlich, anhand von Test-Röntgenaufnahmen das Ausmaß der Abweichungen festzustellen und die Blendeneinheit davon abhängig zu justieren. Diese Justierarbeiten mußten anhand weiterer Test-Aufnahmen kontrolliert werden, bis eine Übereinstimmung wenigstens annähernd erreicht war, und deshalb waren diese Justierarbeiten sehr zeit- und kostenaufwendig. Dieser Aufwand läßt sich nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch verringern, daß die Steuereinheit zur Errechnung der Stellungen der Blendenschieber in Abhängigkeit von geometrischen Parametern eingerichtet ist und daß wenigstens einer der Parameter in Abhängigkeit von einer Testaufnahme vorgebbar ist. Dabei lassen sich die Abweichungen per Software durch Eingabe eines Parameters korrigieren, der aus einer Test-Aufnahme abgeleitet werden kann.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Röntgenuntersuchungsgerätes,
    • Fig. 2 die geometrischen Verhältnisse bei einem solchen Gerät und
    • Fig. 3 die sich bei einer Änderung des Abstandes des Brennflecks von den Blendenschiebern ergebenden Verhältnisse.
  • In Fig. 1 ist mit 1 der Brennfleck einer Röntgenröhre 3 bezeichnet, die sich in einem Gehäuse 4 befindet. Die Größe des Brennflecks 1 kann in bekannter Weise umschaltbar oder kontinuierlich veränderbar sein.
  • An dem durch die Röntgenröhre 3 und das Gehäuse 4 gebildeten Röntgenstrahler ist eine Blendeneinheit 5 befestigt, die in verschiedenen Ebenen verstellbare mechanisch gekoppelte Blendenschieber 6 mit senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Blendenkanten aufweist, die in dieser Richtung das von dem Brennfleck 1 ausgehende Röntgenstrahlenbündel begrenzen. Außerdem sind in der Blendeneinheit weitere, in Fig. 1 nicht dargestellte Blendenschieber vorhanden, die das Strahlenbündel parallel zur Zeichenebene begrenzen können. Weiterhin enthält die Blendeneinheit 5 eine Lichtquelle 2, die über einen für die Röntgenstrahlung transparenten bzw. aus dem Strahlengang der Röntgenröhre 3 entfernbaren Umlenkspiegel 7 ein Untersuchungsobjekt 8 beleuchten kann und dadurch den Benutzer die Größe einer nachfolgenden Röntgenaufnahme anzeigt.
  • Das Untersuchungsobjekt 8 befindet sich auf einem schematisch dargestellten Lagerungstisch 10, unterhalb dessen sich ein Bildaufnehmer 9 befindet, beispielsweise ein in einer Kassette befindlicher Film. Der Abstand des Objektes 8 von dem Röntgenstrahler 3, 4 - und damit der Abstand des Brennflecks 1 von dem Bildaufnehmer 9 - kann den diagnostischen Erfordernissen angepaßt werden.
  • Fig. 2 erläutert die geometrischen Verhältnisse bei der insoweit beschriebenen Konfiguration in einer nicht maßstabgerechten Darstellung, um die dabei auftretenden Probleme besser veranschaulichen zu können. Man erkennt, daß die Abmessungen des Brennflecks 1 wesentlich kleiner sind als die Licht emittierende Leuchtfläche der Lichtquelle 2. In der Praxis hat der effektive Brennfleck einer Röntgenröhre Abmessungen von 1 mm2 oder darunter, während die Abmessungen der Leuchtfläche wesentlich größer sind, insbesondere wenn eine Lichtquelle mit hoher Intensität und/oder langer Lebensdauer benutzt wird. Die Randstrahlen des von der Lichtquelle 2 ausgehenden, vom Umlenkspiegel 7 umgelenkten und durch die Blendenschieber 6 begrenzten Strahlenbündel sind in Fig. 2 mit 200 bezeichnet. Sie definieren in der Filmebene ein beleuchtetes Feld mit der Abmessung H, wobei der sich nach innen ausbildende Halbschattenbereich des Lichtes nicht angegeben ist. Die Randstrahlen 100 des vom Brennfleck 1 emittierten Röntgenstrahlenbündels, das sich ergeben würde, wenn - wie allgemein üblich - die Blendenschieber 6 beim Übergang zu einer Röntgenaufnahme nicht verändert würden, sind in Fig. 2 durch die strichpunktierten Linien 100 angedeutet. Der Abstand des Brennflecks 1 von den Blendenschiebern 6 ist mit d bezeichnet, während D der Abstand des Brennflecks 1 von der Ebene des Bildaufnehmers ist.
  • Man erkennt, daß das durch die Randstrahlen 100 definierte Röntgenstrahlenfeld kleiner ist als das durch die Randstrahlen der Lichtquelle 200 definierte Feld, wenn der Weg des Zentralstrahls 110 von dem Brennfleck bis zum Aufzeichnungsträger 9 genauso lang ist wie der Weg, den ein Lichtstrahl von der Mitte der Lichtquelle 2 entlang des Zentralstrahls 110 zurücklegt. Die Randstrahlen 101 kennzeichnen demgegenüber ein Röntgenstrahlenbündel, dessen Röntgenstrahlungsfeld genauso groß ist wie das von der Lichtquelle 2 auf dem Film 9 beleuchtete Feld mit der Größe H. Dementsprechend ist die Öffnung h1, die das von dem Brennfleck 1 ausgehende Röntgenstrahlenbündel mit den Randstrahlen 101 ausblenden würde, größer als die Öffnung h2 der Blendenschieber 6, durch die das gleiche Feld durch die Lichtquelle 2 mit den Randstrahlen 200 beleuchtet wird. Wenn also beim Übergang auf eine Röntgenaufnahme die Blendenschieber von der Stellung h2 bis zur Stellung h1 geöffnet werden, stimmen das in einem Fall von der Lichtquelle 2 beleuchtete Feld und das im anderen Fall von der Röntgenaufnahme belichtete Feld überein.
  • Wie dies erreicht wird, wird nachfolgend wiederum anhand von Fig. 1 erläutert. Die Blendenschieber 6 werden von einer Antriebsanordnung verstellt, die einen Verstellmotor 11 umfaßt und eine Antriebsstufe 12, die dem Motor 11 die erforderliche Energie zuführt. Die Antriebsstufe 12 wird von einer Steuereinheit 13 gesteuert, die die jeweils erforderliche Öffnung h der Blendenschieber berechnet und die Antriebsstufe 12 entsprechend steuert. Mit den Blendenschiebern 6 ist ein Positionsgeber 14 mechanisch gekoppelt, der ein der Stellung der Blendenschieber entsprechendes Signal h an die Steuereinheit 13 zurückliefert, dieses Signal mit seinem Sollwert vergleicht und bei Abweichungen die Antriebsstufe 12 entsprechend steuert.
  • Die Steuereinheit 13 enthält einen Microcomputer, dem außer dem Positionsistwert h ein Signal D zugeführt wird, das von einem Abstandsgeber 14 geliefert wird, der den jeweiligen Abstand des Brennflecks 1 von der Filmebene 9 mißt und ein entsprechendes Signal D erzeugt. Der Steuereinheit 13 wird außerdem ein Signal f zugeführt, das die Größe des Brennflecks 1 kennzeichnet (z.B. großer oder kleiner Fokus). Außerdem wird durch ein Signal b der Steuereinheit 13 der Betriebszustand signalisiert, d.h., ob momentan eine Aufnahme geschaltet wird oder werden soll oder ob das Untersuchungsfeld mit Hilfe der Lichtquelle 2 beleuchtet werden soll. Weiterhin wird der Blendeneinheit 13 ein Signal H zugeführt, das die Größe des Bildaufnehmers 9 angibt und ein Signal T, das signalisiert, ob die Stellung der Blendenschieber durch das Filmformat bestimmt sein soll oder durch eine sogenannte objektorientierte Einstellung, bei der der Benutzer mittels eines geeigneten Eingabegliedes eine kleinere Blendenöffnung vorgeben kann, als dem Filmformat entspricht.
  • Wenn die Blendenschieber sich entsprechend dem Format H des Bildaufnehmers verstellen sollen, berechnet die Steuereinheit 13 einen Sollwert h2 für die Stellung der Blendenschieber zur Begrenzung des der Lichtquelle 2 ausgehenden Lichtbündels aus den Signalen D, H, der Größe der Lichtquelle 2 und dem optischen Abstand d (Fig 2) der Lichtquelle von den vorderen Blendenschiebern 6. Außerdem berechnet die Steuereinheit aus den Signalen f, H, D und d die Stellung h1 der Blendenschieber, die erforderlich ist, um das Format H durch die Röntgenaufnahme zu belichten. Je nachdem, welchen Betriebszustand das Signal b signalisiert, regelt die Steuereinheit 13 die Blendenschieber entweder auf die Öffnung h1 oder auf die Öffnung h2 ein.
  • Bei der objektbezogenen Einstellung wird vom Benutzer ein kleineres Aufnahmefeld vorgegeben, als dem Format des Bildaufnehmers entspricht. Dabei wird zunächst mit Hilfe der Lichtquelle ein geeignetes Aufnahmefeld vorgegeben, wobei sich ein bestimmter Wert h2 für die Öffnung der Blendenschieber ergibt, der von der Steuereinheit 13 registriert wird. Die Steuereinheit errechnet dann aus dem Wert h2 sowie den Werten d, D und f die Stellung h1 der Blendenschieber, bei der das Röntgenstrahlenfeld die gleiche Größe haben würde wie das beleuchtete Feld. Sobald dann eine Aufnahme angefordert wird, ändert sich das Signal b und die Steuereinheit 13 gibt anstelle des Wertes h2 den Wert h1 für die Stellung der Blendenschieber vor.
  • Wie bereits erwähnt, ist es als Folge der Erfindung nicht mehr erforderlich, daß die Lichtquelle 2 optisch gleich weit von den Blendenschiebern 6 entfernt ist wie der Brennfleck 1, weil die Blendenschieber 6 stets so gesteuert werden können, daß bei einer nachfolgenden Röntgenaufnahme genau das zuvor beleuchtete Feld bestrahlt wird. Die Position der Lichtquelle 2 kann daher nach konstruktiven Gesichtspunkten vorgegeben werden. Andererseits ist es aber auch möglich, das Gerät mit einem veränderten Abstand d des Brennflecks 1 von den Blendenschiebern 6 zu betreiben. Eine solche Veränderung kann sich bei einem Austausch des Röntgenstrahlers ergeben, weil innerhalb von Röntgenstrahlern des gleichen Typs die Lage der Röntgenröhre in bezug auf das Gehäuse 4 und die Lage des Brennflecks in bezug auf die Röntgenröhre 3 um mm differieren kann.
  • Bei konventionellen Röntgenuntersuchungsgeräten sind erhebliche Justierarbeiten erforderlich, um die sich aus dieser Verschiebung ergebenden Änderungen des von einer Röntgenaufnahme erfaßten Bildfeldes zu kompensieren, wobei die Justierungen jeweils anhand einer Testaufnahme überprüft werden müssen. Bei einem erfindungsgemäßen Röntgengerät genügt eine Testaufnahme und die Eingabe eines daraus abgeleiteten Korrekturparameters Ht. Dies wird nachfolgend in Verbindung mit Fig. 3 erläutert.
  • Fig. 3 stellt die geometrischen Verhältnisse bei einer vorzugsweise mit dem kleinsten Brennfleck erstellten Testaufnahme dar, bei der die Blendenschieber auf einen vorgegebenen Wert h eingestellt werden und der Bildaufnehmer in einem definierten Abstand D von dem Brennfleck 1 angeordnet ist. Wenn der Brennfleck 1 sich an der vorbestimmten Stelle befindet, d.h. im Abstand d von den Blendenschiebern 6, ergibt sich dann ein Strahlungsfeld mit den in ausgezogenen Linien 103 dargestellten Randstrahlen. Verschiebt sich hingegen der Brennfleck bei einem Austausch der Röntgenstrahler mit Bezug auf die Blendenschieber 6 um den Betrag x in die Position 1', dann definieren die Blendenschieber 6 ein Röntgenstrahlenbündel 104, das die Testaufnahme mit einer Breite Ht belichtet. Aus dem Wert Ht und den vorgegebenen bzw. bekannten Werten h, d, D, läßt sich dann die Verschiebung x berechnen gemäß der Beziehung x = hD-H t d H t -h
    Figure imgb0001
  • Somit ist es lediglich erforderlich, nach einem Wechsel des Röntgenstrahlers die Abmessungen Ht der Test-Röntgenaufnahme zu messen und in die Steuereinheit 13 einzugeben, die daraus den Wert x ermittelt und fortan bei der Berechnung der Stellung h1 der Blendenschieber für das Röntgenstrahlenbündel anstelle des Wertes d den Wert d+x zugrundegelegt.
  • Die angegebene Beziehung für x stellt nur eine gute Näherung dar, die umso besser ist, je kleiner der Brennfleck ist. Die Brennfleckgröße geht als additiver Wert ein, der von den Abmessungen H des Röntgenaufnahmefeldes unabhängig ist. Um auch diesen Einfluß noch zu korrigieren, können zwei Röntgenaufnahmen in gleichem Abstand d, aber mit unterschiedlicher Blendenöffnung gemacht werden, aus denen sich der Einfluß der Brennfleckgröße eleminieren läßt. - Wenn die Brennfleckgröße der Röntgenröhere bekannt ist, kann dies auch von vornherein bei der Berechnung der Verschiebung x berücksichtigt werden.

Claims (4)

  1. Röntgenuntersuchungsgerät mit einem Röntgenstrahler (3,4) zur Erzeugung von Röntgenstrahlung, einem Röntgen-Bildaufnehmer (9) zur Aufzeichnung von Röntgenaufnahmen, einer mit dem Röntgenstrahler (3,4) verbundenen Blendeneinheit (5) mit durch eine Antriebsanordnung (11,12) verstellbaren Blendenschiebern (6) zur Begrenzung des von einer ersten Quelle (1) oder von einer zweiten Quelle (2) ausgehenden Strahlenbündels (100,200) und mit einer die Antriebsanordnung steuernden Steuereinheit (13),
    dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Antriebsanordnung (11,12) durch die Steuereinheit (13) so ausgebildet ist, daß die Blendenschieber bei der Begrenzung des Strahlenbündels (101) der ersten Quelle (1) eine erste (h1) und bei der Begrenzung des Strahlenbündels (200) der zweiten Quelle (2) eine zweite Stellung (h2) einnehmen, wobei die erste und die zweite Stellung derart sind, daß die durch die Blendenschieber ausgeblendeten Strahlenfelder der Quellen (1,2) in der Ebene des Röntgen-Bildaufnehmers (9) jeweils die gleiche Größe (H) aufweisen.
  2. Röntgenuntersuchungsgerät nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Blendeneinheit eine Lichtquelle (2) zur Beleuchtung des von einer Röntgenaufnahme bestrahlten Feldes enthält und daß die Steuereinheit so programmiert ist, daß beim Übergang zu einer Röntgenaufnahme die Blendenschieber (6) von der ersten, der Lichtquelle (2) zugeordneten Stellung in die zweite, einem Brennfleck (1) des Röntgenstrahlers zugeordnete Blendenstellung überführt wird.
  3. Röntgenuntersuchungsgerät nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgenstrahler wenigstens zwei unterschiedlich große Brennflecken aufweist, und daß die Steuereinheit so programmiert ist, daß beim Übergang von dem großen zum kleinen Brennfleck die Antriebsanordnung so gesteuert wird, daß sich die Blendenschieber öffnen.
  4. Röntgenuntersuchungsgerät nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (13) zur Errechnung der Stellungen der Blendenschieber in Abhängigkeit von geometrischen Parametern eingerichtet ist und daß wenigstens einer der Parameter (Ht, x) in Abhängigkeit von einer Testaufnahme vorgebbar ist.
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