ES2625442T3 - Procedimiento de regulación automática de potencia máxima para equipo de rayos X y dispositivo necesario para tal fin - Google Patents

Procedimiento de regulación automática de potencia máxima para equipo de rayos X y dispositivo necesario para tal fin Download PDF

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Abstract

El objetivo del procedimiento es el funcionamiento de un equipo de rayos-x que suministre la máxima potencia en todo instante, y para ello la tensión de suministro o de entrada al tubo de rayos -X tiene que ser la mitad de la tensión de la fuente ((Vbat)/2 o (Vlínea)/2),y a la que llamaremos tensión de referencia (Vref), el procedimiento lo que produce es que ante un desviación de la tensión de referencia se produce una modificación de la corriente suministrada, modificando el tiempo de exposición, con objeto de que la potencia entregada en todo momento sea máxima. En definitiva se basa en un procedimiento que regula la corriente del tubo en función de la tensión de suministro (de las baterías o de la red).

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento de regulacion automatica de potencia maxima para equipo de rayos-x y dispositivo necesario para tal fin.
OBJETO DE LA INVENCION
El objeto de la invencion, tal como se describe en su tftulo, es un procedimiento para la regulacion automatica de la potencia maxima para un equipo de rayos X, ya este alimentada con baterfas o conectada a la red electrica, y el dispositivo que lleva a cabo este procedimiento.
La presente invencion se caracteriza por las caracterfsticas especiales de las etapas del procedimiento, que permiten suministrar la maxima potencia a los equipos de rayos X en todo momento, lo cual permite obtener imagenes de rayos X con una calidad optima para el equipo.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Los equipos portatiles de rayos X o equipos desplazables de rayos X adolecen de un inconveniente comun: la cafda de tension en la lfnea electrica en el momento de la descarga, que es desconocida e incluso impredecible y, por tanto, no se puede compensar. Esta cafda de tension en el momento de la descarga distorsiona completamente la imagen de rayos X (porque no se alcanzan los kVp necesarios), lo cual da lugar a una imagen que no permite analizar el estado interno del paciente.
Esto resulta particularmente relevante en la asistencia medica a domicilio, en la que se utiliza un equipo portatil de rayos X para obtener una radiograffa de una persona que, por cualquier razon, no se puede trasladar a un hospital. Tambien es relevante en granjas en las que los veterinarios desean obtener una radiograffa de un animal, o cuando se utiliza un cable de alimentacion con el equipo portatil de rayos X.
En todos estos casos, ya sean debidos a la propia lfnea de alimentacion electrica o a la utilizacion de un cable alargador, se suele producir una cafda de tension en el momento de la descarga, con lo cual se distorsiona la radiograffa de tal manera que la parte que se desea examinar no se observa con claridad.
La solucion utilizada hasta ahora para estos problemas consiste en reducir la potencia del equipo. De este modo, por ejemplo, se tienen equipos de 4 kW trabajando a niveles de potencia de 1 kw, lo cual reduce las capacidades del equipo, con la consiguiente insatisfaccion de los usuarios y compradores de estos equipos moviles.
Un problema identico se da en los equipos de rayos X alimentadas por baterfas, ya que las baterfas poseen una resistencia interna que aumenta con el tiempo, debido al envejecimiento y la oxidacion de la baterfa, lo cual reduce la potencia maxima que pueden suministrar las baterfas. Es decir, los equipos con baterfas envejecidas no pueden producir radiograffas con la suficiente calidad.
Por lo tanto, el objeto de la presente invencion consiste en desarrollar un procedimiento para la regulacion automatica de la potencia maxima suministrada a equipos portatiles de rayos X, ya esten alimentadas por la conexion a la red electrica o por baterfas, de tal manera que puedan suministrar la potencia maxima en el momento de la descarga, con lo cual se evita la perdida de calidad de las radiograffas.
En el documento EP 0 351 508 A2, se describe un procedimiento para emparejar automaticamente un generador de diagnosticos por rayos X con la resistencia de la red de suministro de electricidad. De acuerdo con este procedimiento, se miden los valores reales de la tension de la red y de la cafda de tension y se calculan los valores de resistencia interna. Para obtener el producto deseado de la tension del tubo de rayos X y el mAs, el tiempo de registro mas corto con la corriente mas alta permitida se calcula de acuerdo con datos almacenados; despues, se calcula la tension de red necesaria para obtener el estado deseado y se compara con el valor real disponible. Si el valor disponible no es suficiente, entonces se reduce la corriente del tubo de rayos X y se calcula un tiempo de registro mas prolongado.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
El objeto de la invencion consiste en un procedimiento para la regulacion automatica de la potencia maxima suministrada a un equipo de rayos X, con el fin de disponer de la maxima potencia en todo momento.
El proceso para obtener radiograffas posee dos parametros o valores basicos que permiten obtener imagenes de diferentes tipos. Por una parte, el valor de pico de la tension aplicada, expresado en kVp, y, por otra parte, el producto de los mA suministrados y el tiempo de exposicion, tambien conocido como mAs.
El valor de pico en kilovoltios nos da la penetracion de la radiacion. Una imagen de una costilla no es igual que la de un organo interno como, por ejemplo, un pulmon; para ver el organo a traves del hueso es necesario elevar el valor
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El producto de los miliamperios y el tiempo de exposicion (mAs) hace que la imagen sea mas clara o mas oscura.
Sin embargo, si el valor de kV no es el apropiado, debido a que la red o las baterfas no pueden suministrar este valor de tension, las imagenes resultantes presentan una calidad insuficiente. Por otra parte, se sabe que el circuito de suministro de potencia consiste en una fuente de alimentacion (de la red o lfnea, o de las baterfas) conectada en serie a una resistencia que, en el caso de los equipos de rayos X alimentadas con baterfas, es la resistencia interna de las baterfas y, en el caso de equipos de rayos X alimentadas por la red o una lfnea de alimentacion, es la resistencia de la lfnea. Los terminales de este circuito estan conectados a una resistencia, ya que se sabe que la potencia maxima se obtiene en los extremos de conexion de la resistencia cuando la resistencia externa conectada es igual a la resistencia interna de las baterfas o de la resistencia de la lfnea y, por lo tanto, cuando la tension en los terminales de la resistencia externa es la mitad de la tension de la fuente de alimentacion.
Se sabe que para un equipo de rayos X que funciona con una tension universal (90 VCA a 264 VCA), la tension minima de la fuente de alimentacion para accionar el equipo de rayos X es 90 voltios, de manera que la tension de la fuente de alimentacion nunca deberfa ser inferior a este valor, incluso si no es la misma que la tension de la potencia maxima. Por ejemplo, para un equipo conectada a 120 V, la maxima potencia se obtiene a 60V, pero el equipo no puede funcionar por debajo de 90 V. Los equipos conectados a baterfas no presentan esta limitacion, ya que estan disenadas especfficamente para este fin y siempre pueden funcionar a una potencia optima.
Por lo tanto, el objeto del procedimiento operativo para el equipo de rayos X consiste en suministrar la potencia maxima en todo momento, para lo cual, la tension de alimentacion o entrada en el tubo de rayos X debe ser la mitad de la tension de la fuente alimentacion ((Vbat)/2 o (Vline)/2), denominada tension de referencia (Vref); en el caso de una desviacion de la tension de referencia, el procedimiento modifica la corriente suministrada, cambiando el tiempo de exposicion de manera que se entregue la maxima potencia en todo momento. En resumen, se basa en un procedimiento que regula la corriente del tubo en funcion de la tension de alimentacion (de las baterfas o de la red).
La invencion se define en las reivindicaciones adjuntas.
DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Para completar la descripcion que se ofrece a continuacion y para ayudar a entender mejor sus caracterfsticas, la presente memoria descriptiva viene acompanada de una serie de dibujos, cuyas figuras representan los detalles mas significativos de la invencion con fines meramente ilustrativos y en un sentido no limitativo.
La figura 1 muestra el esquema de cableado simplificado en condiciones de alimentacion de maxima potencia.
La figura 2 muestra una representacion del microprocesador que se encarga de calcular la tension de referencia.
La figura 3 muestra la representacion de las etapas para calcular la tension de referencia.
La figura 4 muestra una representacion del proceso de control de potencia.
La figura 5 muestra una representacion del dispositivo necesario para llevar a cabo este procedimiento. REALIZACION PREFERIDA DE LA INVENCION
En vista de las figuras, a continuacion se describe una realizacion preferida de la invencion propuesta.
La figura 1 muestra el circuito de alimentacion simplificado para un equipo de rayos X, en el que (V) es la tension de la fuente de alimentacion (tension proporcionada por las baterfas (Vbat) o la red electrica (Vline)), (ri) es la resistencia en serie con la tension de la fuente de alimentacion, que por lo general es variable y, en el caso de la alimentacion por baterfas, corresponde a la resistencia interna de las baterfas y, en el caso de la alimentacion a traves de la red electrica, corresponde a la resistencia de la lfnea.
Conectada en paralelo con este conjunto en serie de (V) y (n), se halla una resistencia (R), que corresponde a la resistencia del equipode rayos X. La potencia maxima se entrega cuando R es igual a ri, de manera que la tension de entrada del equipo (Vi) es igual a la mitad de la tension de la fuente de alimentacion ((Vbat/2) o (Vline/2)).
La figura 2 muestra un microprocesador (1) encargado de calcular la tension de referencia (Vref) para obtener la maxima potencia. Este microprocesador recibe como senales o bien la tension de la lfnea (Vline) o bien la tension de la baterfa (Vbat).
Tal como se indica anteriormente, el equipo no puede funcionar con tensiones inferiores a 90 voltios.
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La figura 3 muestra el procedimiento utilizado para obtener (Vref), que sera igual a (Vline/2), para la alimentacion por la red, o (Vbat/2) para la alimentacion por un conjunto de batenas, siempre que (Vline/2) sea superior a 90 voltios; en caso contrario, Vref sera 90 voltios.
La figura 4 muestra el proceso de control de potencia, que posee un primer bucle (2) para regular la potencia (2) seguido de un segundo bucle (3) para controlar la corriente del filamento (Ifilament).
El primer bucle de regulacion (2) compara la tension de referencia (Vref) y la tension de entrada (Vi) para obtener un valor de referencia para la corriente (Iref).
El segundo bucle de regulacion (3) compara la corriente de referencia (Iref) y la corriente de entrada (Ii), y se obtiene asf la corriente del filamento (Ifilament), es decir, la corriente que se debe suministrar al tubo de rayos X.
En resumen, el objetivo consiste en hacer que el equipode rayos X entregue la maxima potencia en todo momento. Debido a que esto tiene lugar cuando la tension de entrada es la mitad de la tension de la lmea (Vline) o la tension de la batena (Vbat), y debido a que, cuando se produce una descarga, el valor optimo solicitado a la red o las batenas tiende a mantenerse, la tension de referencia se mantiene, cambiando la corriente del filamento (Ifilament) y cambiando el tiempo de exposicion.
Este es un proceso dinamico y continuo que corrige en todo momento el valor de la corriente del filamento del tubo de manera que, si existe una desviacion de la tension de referencia, se cambia la corriente del filamento suministrada al tubo de rayos X.
La figura 5 muestra una representacion esquematica de las partes o caractensticas del dispositivo utilizado para llevar a cabo el procedimiento descrito anteriormente. El dispositivo comprende un microprocesador (1) provisto de:
- Un convertidor A/D (2) para la tension de entrada Vi y la corriente de entrada,
- Una parte (3) dedicada a calcular y establecer una tension de referencia (Vref),
- Una parte (4) dedicada a regular la potencia, comparando la tension de referencia (Vref) y la tension de entrada
(Vi),
- Una parte (5) encargada de regular la corriente del filamento (Ifilament) que compara el valor de la corriente de entrada (Ii) con el valor de la corriente de referencia (Iref),
- Un convertidor D/A (6) encargado de suministrar la corriente del filamento (Ifilament) al tubo de rayos X.
Lo esencial de la presente invencion no se ve afectado por las variaciones en los materiales, la forma, las dimensiones y la disposicion de los elementos que la componen, descrita de una manera no limitativa que le permitira ser reproducida por un experto.

Claims (2)

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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para la regulacion automatica de la potencia maxima en equipos de rayos X que comprenden un tubo de rayos X, comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas:
    - en primer lugar, calcular una tension de referencia (Vref), que, si el equipode rayos X esta alimentada por la red electrica, sera la mitad de la tension de la lfnea (V line), siempre que este valor sea superior a 90 voltios, y, en caso contrario, la tension de referencia sera 90 voltios; y, si esta alimentada por baterfas, la tension de referencia sera la mitad de la tension suministrada por las baterfas (V bat);
    - despues, comparar la tension de referencia (Vref) y una tension de entrada (Vi) suministrada a el equipo de rayos X, a fin de obtener un valor de referencia para una corriente de referencia de alimentacion (Iref);
    - despues, regular una corriente de filamento (Ifil), que es la corriente que se debe suministrar al tubo de rayos X, comparando el valor de referencia obtenido para la corriente de referencia (Iref) con una corriente de entrada (li) para obtener la corriente del filamento (Ifil), que se suministra al tubo de rayos X, para mantener la tension de entrada (Vi) al nivel de la tension de referencia (Vref).
  2. 2. Dispositivo para llevar a cabo el procedimiento de la reivindicacion anterior, en el que dicho dispositivo comprende un microprocesador (1) provisto de:
    - Un convertidor A/D (2) para la tension de entrada (Vi) y la corriente de entrada (Ii).
    - Una parte (3) dedicada a calcular y establecer una tension de referencia (Vref) que sera la mitad de la tension de la lfnea (V line), siempre que este valor sea superior a 90 voltios, y, en caso contrario, la tension de referencia sera 90 voltios; y, si esta alimentada por baterfas, la tension de referencia sera la mitad de la tension suministrada por las baterfas (V bat).
    - Una parte (4) dedicada a regular la potencia, comparando la tension de referencia (Vref) y la tension de entrada (Vi).
    - Una parte (5) encargada de regular la corriente de filamento (Ifilament) que compara el valor de la corriente de entrada (Ii) con el valor de la corriente de referencia (Iref).
    - Un convertidor A/D (6) encargado de suministrar la corriente del filamento (Ifilament) al tubo de rayos X.
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