RU147458U1

RU147458U1 - X-RAY DIAGNOSTIC DEVICE

Info

Publication number: RU147458U1
Application number: RU2014114278/14U
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Барчуков; Александр Борисович Мишкинис
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "С.П.ГЕЛПИК"
Priority date: 2014-04-11
Filing date: 2014-04-11
Publication date: 2014-11-10

Abstract

Рентгеновский диагностический аппарат, содержащий рентгеновское питающее устройство высокочастотного типа, включающее сетевой выпрямитель, высокочастотный инвертор, высоковольтный трансформатор, высоковольтный выпрямитель, трансформатор накала со средством регулировки тока накала, подключенное к излучателю с рентгеновской трубкой накала и через цифроаналоговой преобразователь к пульту управления, отличающийся тем, что пульт управления дополнен микропроцессором, обеспечивающим управление анодным током в соответствии с формулой,где Ia - ток анода, (A);Ua - напряжение на аноде, (KB);C - код в цифроаналоговом преобразователе источника питания накала;N - корректирующая константа;K1, K2, K3 - коэффициенты,а также цифровым котировочным блоком, обеспечивающим определение коэффициентов K1, K2, K3 по формулам:,,,где C0, C1, C2 - коды в цифроаналоговом преобразователе источника питания накала при трех контрольных измерениях;Ia0, Ia1, Ia2 - измеренные токи анода при трех контрольных измерениях. An X-ray diagnostic apparatus comprising a high-frequency type X-ray power supply device including a network rectifier, a high-frequency inverter, a high-voltage transformer, a high-voltage rectifier, a glow transformer with means for adjusting the glow current, connected to a radiator with an X-ray glow tube and, via a digital-to-analog converter, to a control panel, characterized in that the control panel is supplemented by a microprocessor that provides control of the anode current in accordance with the formula, where Ia is the anode current, (A); Ua is the voltage at the anode, (KB); C is the code in the digital-analog converter of the glow source; N is the correction constant; K1, K2, K3 are the coefficients, as well as the digital quotation block, which provides determination of the coefficients K1, K2, K3 by the formulas: ,,, where C0, C1, C2 are the codes in the digital-to-analog converter of the glow source for three control measurements; Ia0, Ia1, Ia2 are the measured anode currents for three control measurements.

Description

Заявляемый объект относится к медицинской технике, точнее к рентгенодиагностической аппаратуре медицинского назначения.The inventive object relates to medical equipment, more specifically to x-ray diagnostic equipment for medical purposes.

Известен рентгеновский диагностический аппарат, содержащий включенные последовательно автотрансформатор, высоковольтный трансформатор, высоковольтный выпрямитель и рентгеновский излучатель, а также трансформатор накала и пульт управления со средствами регулировки работой трансформаторов накала и высоковольтного трансформатора механического типа (Рентгенотехника (справочник) под редакц. В.В. Клюева Книга 1. - М: Машиностроение, 1992. - С. 250 [1]).Known x-ray diagnostic apparatus containing sequentially connected autotransformer, high-voltage transformer, high-voltage rectifier and X-ray emitter, as well as a glow transformer and a control panel with means for regulating the operation of glow transformers and a high-voltage transformer of a mechanical type (X-ray engineering (reference) edited by VV Klyuev Book 1. - M: Mechanical Engineering, 1992. - S. 250 [1]).

Аналог [1] является устаревшей конструкцией и в настоящее время не выпускается.The analogue [1] is an outdated design and is not currently available.

Известен также рентгеновский диагностический аппарат с регулировкой анодного тока с помощью транзистора, включенного в первичную обмотку трансформатора накала (Выложенная заявка ФРГ № 2422844, опублик. 1975 [2]). Транзистор работает в непрерывном режиме. Необходимость использования непрерывного режима обусловлена регулированием анодного напряжения посредством регулирования тока накала.Also known is an X-ray diagnostic apparatus with anode current adjustment using a transistor included in the primary winding of a filament transformer (German Application Laid-Open No. 2422844, published. 1975 [2]). The transistor is in continuous operation. The need to use a continuous mode due to the regulation of the anode voltage by regulating the glow current.

Недостатком такого устройства является значительная мощность, выделяемая на коллекторе регулируемого транзистора.The disadvantage of this device is the significant power allocated to the collector of an adjustable transistor.

Наиболее близким по конструкции к заявляемому устройству является рентгеновский диагностический аппарат, содержащий рентгеновское питающее устройство высокочастотного типа, включающее сетевой выпрямитель, высокочастотный инвертор, высоковольтный трансформатор, высоковольтный выпрямитель, трансформатор накала со средством регулировки тока накала, подключенное к излучателю с рентгеновской трубкой накала и через цифро-аналоговой преобразователь (ЦАП) к пульту управления. (Патент на изобретение RU 2352252 от 30.10.2007 МПК A61B 6/00 [3]). Аналог [3] выбран нами в качестве прототипа.The closest in design to the claimed device is an X-ray diagnostic apparatus containing an X-ray power device of a high-frequency type, including a network rectifier, a high-frequency inverter, a high-voltage transformer, a high-voltage rectifier, an incandescent transformer with means for adjusting the incandescent current, connected to an emitter with an x-ray filament tube and through a digital -analog converter (DAC) to the control panel. (Patent for invention RU 2352252 dated 10.30.2007 IPC A61B 6/00 [3]). The analogue [3] is chosen by us as a prototype.

В рентгеновских аппаратах с рентгеновской трубкой без управляющей сетки (такие аппараты в настоящее время, как правило, используются в медицине) управление анодным током осуществляется изменением тока накала с помощью цифрового регулируемого источника питания. Для выполнения качественных снимков необходимо знать накальную характеристику - зависимость анодного тока от тока накала при различных анодных напряжениях.In X-ray machines with an X-ray tube without a control grid (such devices are currently usually used in medicine), the anode current is controlled by changing the filament current using a digital regulated power source. To take high-quality images, it is necessary to know the incandescent characteristic - the dependence of the anode current on the filament current at various anode voltages.

Как правило, накальная характеристика представляется в виде код-накальной характеристики - набора таблиц со значениями анодного тока при определенных анодных напряжениях и цифровых управляющих кодах, подаваемых на цифро-аналоговый преобразователь источника питания накала. Создаются эти таблицы, как правило, производителями рентгеновских аппаратов для каждого комплекта аппарат-трубка. Объем таблиц сильно влияет на точность получаемого анодного тока. Увеличение объема таблиц увеличивает и время создания таблиц.As a rule, the glow characteristic is presented in the form of a code-glow characteristic - a set of tables with the values of the anode current at certain anode voltages and digital control codes supplied to the digital-to-analog converter of the glow source. These tables are created, as a rule, by manufacturers of x-ray machines for each apparatus-tube set. The size of the tables greatly affects the accuracy of the obtained anode current. Increasing the volume of tables increases the time it takes to create tables.

В процессе эксплуатации рентгеновского аппарата изменяются характеристики рентгеновской трубки, что требует корректировки таблиц код-накальной характеристики. Эту операцию могут выполнить только инженеры завода изготовителя. В клинике, где эксплуатацией аппарата занимаются врачи рентгенологи, как правило, корректировка таблиц код-накальной характеристики не производится. Такая ситуация приводит к погрешностям при установке режимов рентгенографии на пульте управления рентгенографическим аппаратом.During operation of the x-ray apparatus, the characteristics of the x-ray tube are changed, which requires adjustment of the code-glow characteristic tables. This operation can only be performed by the manufacturer’s engineers. In a clinic where radiologists are engaged in the operation of the device, as a rule, adjustment of the code-glow characteristic tables is not performed. This situation leads to errors when setting the radiography modes on the control panel of the radiographic apparatus.

Задачей настоящей работы является разработка рентгеновского диагностического аппарата, обеспечивающего регулировку анодного тока с учетом технического состояния аппарата на момент рентгенографии.The objective of this work is to develop an X-ray diagnostic apparatus that provides for the adjustment of the anode current taking into account the technical condition of the apparatus at the time of radiography.

Технический результат полезной модели выражается в повышении точности регулировки анодного тока цифрового рентгенодиагностического аппарата. Он достигается тем, что в рентгеновском диагностическом аппарате, содержащем рентгеновское питающее устройство высокочастотного типа, включающее сетевой выпрямитель, высокочастотный инвертор, высоковольтный трансформатор, высоковольтный выпрямитель, трансформатор накала со средством регулировки тока накала, подключенное к излучателю с рентгеновской трубкой накала и через цифро-аналоговой преобразователь к пульту управления, пульт управления дополнен микропроцессором, обеспечивающим управление анодным током в соответствии с формулойThe technical result of the utility model is expressed in increasing the accuracy of adjustment of the anode current of the digital X-ray diagnostic apparatus. It is achieved by the fact that in an X-ray diagnostic apparatus containing a high-frequency type X-ray power supply device including a network rectifier, a high-frequency inverter, a high-voltage transformer, a high-voltage rectifier, a glow transformer with means for adjusting the glow current, connected to a radiator with an X-ray glow tube and through a digital-to-analog the converter to the control panel, the control panel is supplemented by a microprocessor that provides control of the anode current in accordance with the forms hive

,

,

где: Ia - ток анода, (A); Ua - напряжение на аноде, (KB); C - код в цифро-аналоговом преобразователе источника питания накала; N - корректирующая константа; K1, K2, K3 - коэффициенты,where: Ia is the current of the anode, (A); Ua is the voltage at the anode, (KB); C is the code in the digital-to-analog converter of the glow source; N is the correction constant; K1, K2, K3 - coefficients,

а также цифровым котировочным блоком, обеспечивающим определение коэффициентов K1, K2, K3 по формулам:as well as a digital quotation block, which provides the determination of the coefficients K1, K2, K3 by the formulas:

,

где: C0, C1, C2 - коды в цифроаналоговом преобразователе источника питания накала при трех контрольных измерениях; Ia0, Ia1, Ia2 - измеренные токи анода при трех контрольных измерениях.where: C0, C1, C2 - codes in the digital-to-analog converter of the glow power source during three control measurements; Ia0, Ia1, Ia2 - the measured currents of the anode in three control measurements.

На фиг.1 приведена блок схема заявляемого устройства, а на фиг.2 - график код-накальной характеристики, полученный по результатам юстировки рентгеновского диагностического аппарата.Figure 1 shows a block diagram of the inventive device, and figure 2 is a graph of the code-filament characteristics obtained by the adjustment of the x-ray diagnostic apparatus.

Рентгеновский диагностический аппарат содержит рентгеновское питающее устройство 1 высокочастотного типа, включающее сетевой выпрямитель 2, высокочастотный инвертор 3, высоковольтный трансформатор 4, высоковольтный выпрямитель 5, трансформатор накала 6 со средством регулировки тока накала 7. Рентгеновское питающее устройство 1 подключено к рентгеновской трубке накала 8, закрепленной в излучателе (не показан).The X-ray diagnostic apparatus contains an X-ray power device 1 of a high-frequency type, including a network rectifier 2, a high-frequency inverter 3, a high-voltage transformer 4, a high-voltage rectifier 5, a glow transformer 6 with means for adjusting the glow current 7. The X-ray power device 1 is connected to an X-ray glow tube 8, fixed in a radiator (not shown).

Средство регулировки тока накала 7 создано на базе управляемого транзистора и подключено к выпрямителю 9, установленному в первичной обмотке трансформатора накала 6. Средство регулировки тока накала 7 соединено через цифро-аналоговой преобразователь 10 с пультом управления 11The means for adjusting the glow current 7 is created on the basis of a controlled transistor and is connected to the rectifier 9 installed in the primary winding of the glow transformer 6. The means for adjusting the glow current 7 is connected via a digital-to-analog converter 10 to the control panel 11

Пульт управления 11 содержит клавиатуру 12 с цифровым индикатором 13, а также микропроцессор 14, обеспечивающий управление анодным током аппарата в соответствии с формулой:The control panel 11 includes a keyboard 12 with a digital indicator 13, as well as a microprocessor 14, which controls the anode current of the device in accordance with the formula:

где: Ia - ток анода, (A); Ua - напряжение на аноде, (KB); Cn - код в цифро-аналоговом преобразователе источника питания катода; N - корректирующая константа; K1, K2, K3 - коэффициенты,where: Ia is the current of the anode, (A); Ua is the voltage at the anode, (KB); Cn is the code in the digital-to-analog converter of the cathode power supply; N is the correction constant; K1, K2, K3 - coefficients,

а также цифровой юстировочный блок 15, позволяющий определить коэффициенты K1, K2, K3 по формулам:

as well as a digital adjustment unit 15, which allows to determine the coefficients K1, K2, K3 by the formulas:

где: где: C0, C1, C2 - коды в цифроаналоговом преобразователе источника питания накала при трех контрольных измерениях; Ia0, Ia1, Ia2 - измеренные токи анода при трех контрольных измерениях.where: where: C0, C1, C2 - codes in the digital-to-analog converter of the glow power source during three control measurements; Ia0, Ia1, Ia2 - the measured currents of the anode in three control measurements.

Юстировка, выполняемая с помощью блока 15, проводится с целью «адаптации» формулы (1) к электрическим элементам рентгеновского диагностического аппарата. Юстировка проводится после установки и наладки нового рентгеновского аппарата в клинике медицинского учреждения, при ремонте рентгеновского аппарата с заменой рентгеновской трубки, при введении в эксплуатации аппарата после его длительного простоя.The adjustment performed using block 15 is carried out with the aim of "adapting" the formula (1) to the electrical elements of the x-ray diagnostic apparatus. Adjustment is carried out after installation and commissioning of a new X-ray machine in a clinic of a medical institution, during the repair of an X-ray machine with the replacement of an X-ray tube, when the apparatus is put into operation after a long period of inactivity.

В процессе юстировки коэффициенты K1, K2, K3 могут быть определены путем проведения не менее трех контрольных измерений анодного тока Ia0, Ia1, Ia2 при соответствующих им кодах накала C0, C1, C2 и фиксированном напряжении на аноде Ua по формулам (2), (3), (4)с помощью цифрового юстировочного блока 15.In the process of adjustment, the coefficients K1, K2, K3 can be determined by at least three control measurements of the anode current Ia0, Ia1, Ia2 with the corresponding glow codes C0, C1, C2 and a fixed voltage on the anode Ua according to formulas (2), (3 ), (4) using the digital adjustment unit 15.

Для получения требуемого анодного тока 1а при заданном анодном напряжении Ua нужно подать через ЦАП 10 на средство регулировки тока накала 7 код С, определив его с помощью микропроцессора 14, используя формулу (1) и найденные коэффициенты юстировки K1, K2, K3, так как вывод формулы непосредственного вычисления C по заданному Iа затруднителен.To obtain the required anode current 1a at a given anode voltage Ua, it is necessary to send code C through the DAC 10 to the glow current adjustment means 7, determining it using microprocessor 14, using formula (1) and the found adjustment coefficients K1, K2, K3, since the output the formula for directly calculating C for a given Ia is difficult.

На фиг.2 приведен график код-накальной характеристики, полученный по результатам юстировки опытного образца предложенного нами рентгеновского диагностического аппарата.Figure 2 shows a graph of the code-temperature characteristics obtained by adjusting the prototype of our proposed x-ray diagnostic apparatus.

Рентгеновский диагностический аппарат новой конструкции обеспечивает получение высококачественных цифровых рентгеновских снимков благодаря более точной установке энергетического режима съемки, поэтому может найти широкое применение в клинической рентгенологии.A new design x-ray diagnostic apparatus provides high-quality digital x-ray images due to a more accurate setting of the energy mode of imaging, therefore, it can be widely used in clinical radiology.

Claims

An X-ray diagnostic apparatus comprising a high-frequency type X-ray power supply device including a network rectifier, a high-frequency inverter, a high-voltage transformer, a high-voltage rectifier, a glow transformer with means for adjusting the glow current, connected to a radiator with an X-ray glow tube and, via a digital-to-analog converter, to a control panel, characterized in that the control panel is supplemented by a microprocessor that provides control of the anode current in accordance with the formula

,

where Ia is the anode current, (A);

Ua is the voltage at the anode, (KB);

C is the code in the digital-to-analog converter of the glow source;

N is the correction constant;

K1, K2, K3 - coefficients,

as well as a digital quotation block, which provides the determination of the coefficients K1, K2, K3 by the formulas:

,

where C0, C1, C2 are the codes in the digital-to-analog converter of the glow source during three control measurements;

Ia0, Ia1, Ia2 - the measured currents of the anode in three control measurements.