ES2641595T3 - Módulo de descarga para cables de alta tensión de tubo de rayos-x - Google Patents

Abstract

Módulo de descarga que está conformado por tres circuitos, un circuito de control y medida de Rayos-X (1), un circuito de repartode tensión entre unos interruptores en serie (2), que es independiente del anterior, y un tercer circuito de cortocircuito de la carga (3), que a su vez está formado por un circuito de disparo sucesivo o esclavo de los interruptores y otro circuito de de descarga principal a través de los interruptores; gracias a la configuración establecida se logra un control de la radiación mucho mejor al no verse afectado por agentes impredecibles, la corriente decortocircuito no está limitada a la corriente de puerta de los interruptores y se reduce la tensión residual de los interruptores.

Description

DESCRIPCION

Modulo de descarga para cables de alta tension de tubo de rayos x 5 Objeto de la invencion

El objetivo de esta invencion es un modulo de descarga para tubos de rayos X de alta tension, que reduce la radiacion suave causada por la descarga de la cola de las capacidades de filtro y cables de alta tension.

10 En un tubo de rayos X convencional, los rayos X se producen por la generacion de electrones a traves de la emision termionica de un filamento de tungsteno (catodo). Los electrones se aceleran a un anodo (que puede estar girando para mitigar los efectos del desgaste) con el fin de generar rayos X. La intensidad de la emision del tubo es controlada por la corriente del filamento y por la diferencia de potencial de alta tension entre el anodo y el catodo.

15 Un control preciso de la potencia suministrada a un tubo de rayos X es importante para asegurar la imagen correcta con fines de diagnostico y para evitar la exposicion innecesaria del paciente a radiacion procedente de rayos X que no producen una imagen utilizable.

La "cola" en forma de onda de salida de la energfa suministrada produce una radiacion suave indeseable que 20 proporciona al paciente una dosis anadida de exposicion a rayos X y no mejora la imagen obtenida. Por lo tanto, serfa deseable obtener una fuente de alta tension para un tubo de rayos X que produzca formas de onda sustancialmente rectangulares sin una cola de radiaciones suaves indeseables.

Por lo tanto, esta invencion esta circunscrita por el alcance del equipamiento de generacion de alta tension para 25 tubos de rayos X y, concretamente, dentro del alcance de modulos de descarga de un cable de alta tension que conecta una fuente de alta tension y una fuente de generacion de rayos X.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

30 Hasta la fecha, se conocen modulos de descarga de tension para cables que conectan un suministro de alta tension con fuentes de generacion de rayos X tales como las descritas en la patente de EE.UU. US 5056125 A.

Dicho modulo de descarga, aunque parcialmente alcanza una reduccion en la cola de descarga o radiacion suave, presenta varias desventajas. Por un lado, como los circuitos de descarga y la medicion de mA no son 35 independientes, el control de la radiacion no es tan preciso, ya que es interferido por agentes externos imprevisibles y, por el otro, la corriente de descarga de los tiristores o triacs utilizados para reducir la radiacion suave esta restringida a la corriente de puerto que dichos interruptores de estado solido son capaces de soportar.

Otra dificultad del modulo de descarga de la invencion anterior es el hecho de que tanto el anodo como el catodo 40 descargan de una manera independiente de tierra, por lo tanto la descarga depende de la conexion a tierra y, si una de dichas conexiones de descarga falla, la descarga no se produce.

Por lo tanto, el proposito de esta invencion supera las desventajas precedentes desarrollando un modulo de descarga que reduce la radiacion suave, en el que la corriente de descarga no esta restringida a la corriente de 45 puerto que pueden soportar los interruptores de estado solido, donde ademas la descarga de anodo y catodo se realiza de una manera mas eficaz y en el que la corriente de descarga se separa de la medida de mA segun la topologfa contenida en la reivindicacion una.

DESCRIPCION DE LA INVENCION

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Un modulo de descarga para cables de alta tension de tubos de rayos X se define en la reivindicacion 1, otras formas de realizacion se exponen en las reivindicaciones dependientes.

El segundo circuito, que es un circuito para cortocircuitar la carga, se divide a su vez en dos circuitos 55 independientes, por un lado un circuito de disparo de puerto de los interruptores de estado solido (tiristores, triacs, etc.) que esta formado por una disposicion en serie de condensadores de puerto serie con resistencias en serie, equivalentes a un disparo esclavo de tiristores en serie. El segundo circuito de descarga principal que forma parte del cortocircuito es un circuito de descarga principal formado por la disposicion en serie de una resistencia de descarga y una sucesion de tiristores en serie.

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Debido a que la corriente de descarga principal pasa directamente a traves de los tiristores reales y no a traves de los puertos del tiristor o sus equivalentes, la corriente de descarga no esta restringida a los valores de corriente de puerto de los tiristores.

Debido al hecho de que el circuito de control y medicion y el circuito de descarga son independientes, el control de

radiacion es mucho mas preciso ya que no hay interferencia de corrientes de fugas provocadas por agentes externos.

Y finalmente, debido al hecho de que produce un disparo multipunto, la sobretension residual de la lmea de los 5 interruptores se reduce.

DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Este informe descriptivo se complementa con un conjunto de planes con el fin de proporcionar una mejor 10 comprension de la invencion, ilustrando los detalles mas significativos pero que no es en modo alguno restrictivo de la invencion.

La figura 1 muestra una representacion general de la topologfa del modulo de descarga propuesto que muestra sus componentes y circuitos principales.

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La figura 2 muestra una representacion de las diferentes formas de onda presentadas por las corrientes de los diferentes circuitos.

La figura 3 muestra un detalle de la topologfa del cortocircuito del circuito de carga.

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FORMA DE REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION

A la luz de las figuras que siguen a continuacion se describe una forma de realizacion preferente de la invencion propuesta.

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En la figura 1 se observa la topologfa para reducir la radiacion suave debida a la cola de descarga de las capacidades de filtro y cables de alta tension de un tubo de rayos X (H.V.).

Dicha topologfa comprende tres circuitos independientes:

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- Un primer circuito (1) que es el circuito de control y medicion de los rayos X y a traves del cual circula la corriente Irx, la corriente pasa a traves de dos derivaciones (5) a traves de dos primeros diodos, a traves de las fuentes de suministro de alta tension (F.A.) y a traves del propio tubo de rayos X (6).

35 - Un segundo circuito (3) que es un circuito para cortocircuitar la carga formada por el propio tubo de rayos X (6) y las capacidades de alta tension (8). El circuito esta formado por las capacidades de alta tension (8), las resistencias (RD) y los interruptores (7).

- Dos circuitos de descarga (2) formados cada uno por una de las fuentes de suministro de alta tension (F.A.), por 40 una serie de resistencias de division de tension (Rs) de interruptores (7), cada una en paralelo con uno de los

interruptores, y una de las resistencias (RD) y uno de los dos primeros diodos y a traves del cual circula la corriente de fuga (Ilk) sin pasar por los medios de medicion.

Debido a la topologfa anteriormente descrita y a la conformacion de un cortocircuito de circuito (3), la descarga del 45 anodo y del catodo se hace de una manera mas eficaz, por hacerse del anodo al catodo, y no de estos a tierra, como ocurre con los dispositivos anteriores en la tecnica.

La figura 2 muestra las formas de onda de las diferentes corrientes que circulan a traves de los diversos circuitos. De este modo, la forma de la onda superior es la forma de onda de alta tension, donde puede apreciarse que tiene un 50 lado de descarga ligeramente inclinado, sin embargo claramente recortado con respecto al lado (4) representado por una lmea de puntos que representa la forma de onda que estana presente la tension si el circuito de descarga produjera una radiacion suave excesiva, es decir, una radiacion no deseable porque no sirve para obtener una imagen con suficiente calidad y que, sin embargo, expone al paciente a radiaciones innecesarias.

55 La siguiente forma de onda representada a continuacion corresponde a la forma de onda de la corriente de Irx que circula a traves del tubo de rayos X y que presenta una forma de onda igual a la de alta tension y que tambien busca reducir la radiacion suave representada por la lmea de puntos hasta el lado casi vertical representado por la lmea continua.

60 La siguiente forma de onda corresponde a la forma de onda de la corriente que circula a traves de los circuitos de descarga (2), que presenta una forma de onda perfectamente rectangular y que es independiente de la corriente Irx.

Finalmente, la ultima forma de onda mostrada corresponde a la forma de onda de la corriente del cortocircuito, que presenta un lado izquierdo correspondiente al momento de cierre de los interruptores (7) y un lado derecho casi 65 vertical. Cuanto mas vertical sea el lado derecho de la corriente de descarga, menos radiacion suave se producira.

Finalmente, en la figura 3 se muestra una configuracion detallada, en la que se han representado varias ramas pero que, sin embargo, podnan alcanzar varias ramas, segun se requiera, para obtener una tension de, por ejemplo, 75.000 voltios, lo que en una posible forma de realizacion podna necesitar hasta 80 ramas. Dicho circuito (3) comprende dos circuitos:

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Un circuito de disparo (3.1) de los puertos (CG, RG) de los interruptores, en el caso mostrado son tiristores, sin embargo podnan ser cualquier tipo de interruptor que cumpla el proposito de conmutacion. El primero de los tiristores (S1) se dispara por medio de un transformador (9), a continuacion la descarga del condensador asociado CG comienza a traves del puerto del segundo tiristor S2, a traves del cual se dispara el segundo tiristor, de manera 10 que a medida que se activa el segundo tiristor S2, comienza la descarga asociada del condensador CG a traves del puerto del tercer tiristor y asf sucesivamente. Se produce un disparo esclavo de tiristores conectados, es decir, sucesivamente. Debido al disparo multipunto se reduce la sobretension residual de los interruptores.

Un segundo circuito de descarga principal (3.2) formado por la sucesion de Rd, Si, S2, ... Sn. La ventaja de esta 15 configuracion es que la corriente de descarga no esta restringida a la corriente de puerto de los interruptores.

La naturaleza esencial de esta invencion no se ve alterada de ninguna manera por las variaciones de los materiales, forma, conformacion y disposicion de los elementos de los componentes que se describen de una manera que no es en modo alguno restrictiva, pero que es suficiente para que un experto proceda a su reproduccion.

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Claims (3)

1. REIVINDICACIONES

   1. Modulo de descarga para cables de alta tension de tubos de rayos X que comprende tres circuitos:

   5 • Un primer circuito de medicion y control (1) de una corriente Irx que comprende dos derivaciones (5), dos primeros diodos, fuentes de suministro de alta tension (F.A.) y un tubo de rayos X (6), en el que la corriente Irx pasa a traves de dos derivaciones, a traves de los diodos, a traves de las fuentes de suministro de alta tension y a traves del propio tubo de rayos X.

   10 • Un segundo circuito (3), que es un circuito para cortocircuitar la carga formada por el tubo de rayos X y capacidades de alta tension, que esta formado por las capacidades de alta tension (8), las resistencias Rd y los interruptores (7);

   • Dos circuitos de descarga formados cada uno por una de las fuentes de suministro de alta tension (F.A.), por una 15 serie de resistencias de division de tension (Rs) de los interruptores (7), que estan cada una en paralelo con uno de los interruptores, y una de las resistencias (RD) y los dos primeros diodos y a traves de los dichos circuitos de descarga circula una corriente de fuga (Ilk).

   en el que el circuito de control y medicion (1) y los circuitos de descarga (2) son independientes de tal manera que la 20 corriente de fuga Ilk solo circula solamente a traves de los circuitos de descarga (2) y no a traves de las dos derivaciones (5).
2. 2. Modulo de descarga segun la reivindicacion 1 que comprende ademas un circuito de disparo (3.1) de los puertos (Cg, Rg) de los interruptores.

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3. 3. Modulo de descarga para cables de alta tension de tubos de rayos X segun la reivindicacion 2 caracterizado porque los interruptores son interruptores de estado solido tales como tiristores, triacs, etc.