NL8902117A - Inrichting voor spleetradiografie. - Google Patents

Description

Titel: Inrichting voor spleetradiografie.

r* *

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor spleetradiografie voorzien van een met een spleetdiafragma samenwerkende absorptie-inrichting, die elektrisch bestuurbare piëzo-elektrische tongen omvat, alsmede een besturingsinrichting die elektrische stuursignalen voor de tongen verschaft.

Een dergelijke inrichting is bijvoorbeeld bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage 8400845. De bekende inrichting omvat een röntgenbron, die via een spieetvormig diafragma een te onderzoeken patiënt of voorwerp kan aftasten met een platte waaiervormige röntgenbundel. Teneinde een geharmoniseerd röntgenbeeld te verkrijgen is nabij het spieetvormige diafragma een absorptie-inrichting voorzien, die een aantal naast elkaar gelegen absorptie-elementen omvat, die onder besturing van elektrische stuursignalen in meerdere of mindere mate in de röntgenbundel gebracht kunnen worden.

Elk absorptie-element kan een sector van de waaiervormige röntgenbundel beïnvloeden. De stuursignalen worden verkregen middels een achter de patiënt of het voorwerp aangebrachte detector, die per sector van de röntgenbundel de doorgelaten hoeveelheid straling meet en corresponderende elektrische stuursignalen verschaft.

Als absorptie-elementen kunnen met voordeel tongen van piëzo-elek-trisch materiaal worden toegepast, die aan één uiteinde zijn ingeklemd en met het andere uiteinde in de röntgenbundel gezwenkt kunnen worden onder besturing van de boven genoemde elektrische stuursignalen. Dergelijke tongen absorberen zelf reeds in zekere mate röntgenstraling, doch kunnen aan de vrije uiteinden zijn voorzien van speciale, röntgenstraling absorberende elementen.

De tongen kunnen enkelvoudige tongen van piëzo-elektrisch materiaal zijn, die middels een tussen het boven- en ondervlak aangelegde elektrische stuurspanning in een gekromde stand kunnen worden gebracht.

De tongen kunnen ook zgn. bimorfe elementen zijn, die uit twee op elkaar gelegde stroken piëzo-elektrisch materiaal bestaan. De elektrische stuur- spanning ligt dan tussen de met elkaar verbonden buitenvlakken (boven- en ondervlak) en het gemeenschappelijke middenvlak.

Het is van lelang dat de tongen snel en nauwkeurig reageren op de elektrische stuursignalen. Gebleken is dat de tongen in een resonantie-trilling kunnen geraken, waardoor de tongen onbestuurbaar worden en zelfs kunnen breken. Dergelijke ongecontroleerde trillingen kunnen weliswaar voorkomen worden door de desbetreffende stuursignalen te filteren, doch de toepassing van een hiertoe geschikt filter leidt tevens tot een relatief trage besturing van de tongen.

Behoefte bestaat derhalve aan een mogelijkheid om de beweging van piëzo-elektrische tongen van een inrichting voor spleetradiografie op effectieve wijze te dempen met behoud van een snelle reactie van de tongen op de stuursignalen.

Hiertoe wordt volgens de uitvinding een inrichting van de beschreven soort gekenmerkt, door een dempingsinrichting, die de stuursignalen voor de tongen ontvangt en die door elke tong een daarmee samenwerkend EMK-meetcircuit omvat, dat in bedrijf een uitgangssignaal verschaft, dat de door een tong opgewekte tegen-EMK representeert, welk uitgangssignaal met het stuursignaal voor de desbetreffende tong wordt gecombineerd.

Opgemerkt wordt dat in de Europese octrooiaanvrage 0155065 diverse methoden zijn beschreven om tongvormige absorptie-elementen of tongvormige dragers van absorptie-elementen te dempen met behulp van mechanische middelen of met behulp van in aan de tongen bevestigde metalen vanen opgewekte wervelstromen. Deze bekende technieken zijn echter voor tongen van piëzo-elektrisch materiaal, dat relatief bros is, minder geschikt en vergen bovendien een aanzienlijke hoeveelheid extra ruimte in de absorp-tie-inrichting.

In het volgende zal de uitvinding nader worden beschreven met verwijzing naar de bijgevoegde tekening van een uitvoeringsvoorbeeld.

Fig. 1 toont schematisch in zij-aanzicht een voorbeeld van een in richting voor spleetradiografie voorzien van een absorptie-inrichting; fig. 2 toont schematisch in zij-aanzicht een voorbeeld van een pië- f· * zo-elektrische tong voorzien van een absorptie-element; fig. 3 toont bij wijze van voorbeeld in een blokschema op welke wijze volgens de uitvinding de piëzo-elektrische tongen bestuurd kunnen worden; en fig» 4 toont een uitvoeringsvoorbeeld van een deel van fig. 3.

Fig. 1 toont schematisch in zij-aanzicht een voorbeeld van een (bekende) inrichting voor spleetradiografie voorzien van een absorptie-inrichting. De getoonde inrichting omvat een röntgenbron 1 die via een spieetvormig diafragma 2 met een platte waaiervormige röntgenbundel 3 een patiënt 4 of een te onderzoeken voorwerp in de met pijlen 5 aangegeven richting dwars op het vlak van de waaiervormige bundel 3 kan aftasten. Een röntgendetector 6 die bijvoorbeeld een röntgenfilmcassette of een meebewegende langwerpige röntgenbeeldversterkerbuis kan bevatten, vangt de door de patiënt doorgelaten straling op en verzorgt de vorming van het gewenste röntgenschaduwbeeld. De aftasting volgens de pijlen 5 vindt plaats doordat in bedrijf de röntgenbron om een zich dwars op het vlak van tekening, bij voorkeur door het röntgenfocus van de röntgenbron, uitstrekkende as zwenkt, zoals met een pijl 7 is aangegeven.

Teneinde een geharmoniseerde rÖntgenopname te verkrijgen is een absorptie-inrichting 8 toegepast, die de röntgenbundel per sector kan moduleren. De absorptie-inrichting omvat naast elkaar geplaatste piëzo-elektrische tongen, ook wel piëzo-keramische tongen genoemd, omdat de tongen van keramisch materiaal met piëzo-elektrische eigenschappen zijn vervaardigd. Een voorbeeld van een dergelijke tong is getoond in fig. 2. Elke tong kan een bepaalde sector van de röntgenbundel 3 beïnvloeden. Hiertoe zijn de tongen aan éën uiteinde ingeklemd. Door geschikte elektrische stuursignalen aan een tong toe te voeren kromt deze zich, zodat het vrije uiteinde in de rontgenbundel dringt. De benodigde stuursignalen worden verschaft door een in dit voorbeeld tussen de patiënt en de röntgendetector aanwezige detector 9, die op elk moment de door de patiënt doorgelaten straling opvangt en per sector van de röntgenbundel elektri sche signalen verschaft, die via een verwerkingsschakeling 10 aan de corresponderende tongen worden toegevoerd. De detector kan, zoals getoond, een synchroon met «de aftastbeweging van de röntgenbundel bewegende langwerpige stralingsdetector zijn, maar kan ook een twee-dimensionale stationaire detector zijn.

Fig. 2 toont schematisch in zij-aanzicht een piëzo-keramische tong 11 van het bimorfe type, bestaande uit twee op elkaar bevestigde stroken 12, 13 van piëzo-elektrisch materiaal. De getoonde strook is nabij een uiteinde in een drager 14 ingeklemd en is in dit voorbeeld aan het vrije uiteinde voorzien van een absorptie-element 15. Met onderbroken lijnen is een mogelijke werkstand aangegeven. De tong wordt bestuurd door een stuurspanning Ve, die in bedrijf tussen twee aansluitklemmen 16, 17 ligt, waarvan de ene met het middenvlak 18 tussen de twee stroken 12, 13, en de andere met de twee buitenvlakken 19, 20 van de stroken is verbonden.

Fig. 3 toont bij wijze van voorbeeld een blokschema van een bestu-ringscircuit voor de piëzo-keramische tongen.

De uitvinding berust op het inzicht, dat een piëzo-elektrische tong tijdens bedrijf een tegen-EMK opwekt, die afhankelijk is van de kromming van de tong. Van deze tegen-EMK zou een dempingssignaal voor de desbetreffende tong afgeleid kunnen worden, dat resonantie-verschijnselen van de tong kan voorkomen.

Volgens de uitvinding wordt de tegen-EMK van elke tong voortdurend gemeten en wordt een van de momentane tegen-EMK afgeleid elektrisch signaal van het door de detector 9 na een eventuele voorbewerking voor de desbetreffende tong verschafte stuursignaal afgetrokken. Een en ander is schematisch in fig. 3 getoond. Aan de ingang 31 van het getoonde bestu-ringscircuit 30 heerst in bedrijf het door de detector 9 al dan niet na een voorbewerking verschafte stuursignaal. Dit signaal wordt via een te-rugkoppelpunt 32 toegevoerd aan een versterker 33, waarvan het uitgangssignaal wordt toegevoerd aan een nog nader te beschrijven EMK-meetcir-cuit 34. Het EMK-meetcircuit 34 is gekoppeld met een piëzo-elektrische tong, schematisch aangegeven met het blok 35. Voorts vormt het EMK-meetcircuit op nog nader te beschrijven wijze een van de momentane tegen-EMK

van de desbetreffende tong afhankelijk signaal, dat via een terugkoppel-versterker 36 met een negatief voorteken wordt toegevoerd aan het terug-koppelpunt 32.

De tegen-EMK is afhankelijk van de beweging van de tong, zodat het besturingscircuit 30 een zgn. motional feedback systeem vormt.

Volgens de uitvinding kan een de tegen-EMK van een in bedrijf zijnde tong representerend terugkoppelsignaal worden verkregen met behulp van een schakeling van het bijvoorbeeld in fig. 4 getoonde type.

Fig. 4 toont een brugschakeling, met vier takken 40 t/m 43. Tak 40 omvat twee aansluitpunten 44, 45, die in bedrijf met de te besturen tong 46 zijn verbonden. De takken 42 en 43 omvatten beide een weerstand R, die in een praktische situatie bijvoorbeeld 10 k fl kan zijn.

Indien in de tak 40 een component Q wordt verbonden, die een met het gedrag van een niet bewegende tong corresponderend gedrag vertoont, kan de brug worden gebruikt om de tegen-EMK van de tong 46 te meten. Hiertoe wordt tussen de hoekpunten 47 (knooppunt van de takken 40 en 41) en 48 (knooppunt van de takken 42 en 43) het door de versterker 33 verschafte uitgangssignaal toegevoerd. Dit signaal bestuurt tevens de tong 46. Een terugkoppelsignaal, dat een maat is voor de tegen-EMK van de tong 46 ontstaat tussen de andere hoekpunten 49 en 50 van de brugschakeling. Dit signaal wordt toegevoerd aan een verschilversterker, die overeenkomt met de terugkoppelversterker 36 van fig. 3 of daarin geïncorporeerd kan worden gedacht,

De component Q kan een condensator zijn omdat piëzo-keramische tongen in eerste benadering capacitief zijn. Bij voorkeur wordt echter als component Q een zelfde piëzo-keramische tong ala de te besturen tong gebruikt. De als component Q gebruikte tong is echter geheel ingeklemd, zodat deze geen door beweging opgewekte tegen-EMK kan leveren. Het tussen de hoekpunten 49 en 50 heersende signaal is dan geheel veroorzaakt door de tegen-EMK van de tong 46. Daar de tongen, zoals opgemerkt, capacitief zijn en de andere brugtakken 42, 43 in het getoonde voorbeeld weerstanden R bevatten, is het uitgangssignaal van de brug evenredig met het gedifferentieerde ingangssignaal van de brug. Het terugkoppelsignaal is der halve evenredig met de bewegingssnelheid van de tong 46. Met een dergelijk terugkoppelsignaal kan de beweging van een tong zeer goed gecontroleerd worden terwijl toch een snelle responsie van de tong op stuursignalen gewaarborgd blijft.

Opgemerkt wordt» dat na het voorgaande diverse modificaties voor de deskundige voor de hand liggen. Zo kunnen bijvoorbeeld de weerstanden R in de brugschakeling vervangen worden door condensatoren. In dat geval is het uitgangssignaal van de brug niet evenredig met de bewegingssnelheid maar met de tijdintegraal daarvan, namelijk uitwijking van het vrije tongeinde. Deze en soortgelijke modificaties worden geacht binnen het kader van de uitvinding te vallen.

Claims (6)

1. Inrichting voor spleetradiografie, voorzien van een met een spleetdiafragma samenwerkende absorptie-inrichting, die elektrisch bestuurbare piëzo-elektrische tongen omvat, alsmede een besturingsinrich-ting die elektrische stuursignalen voor de tongen verschaft, gekenmerkt door een dempingsinrichting, die de stuursignalen voor de tongen ontvangt en die voor elke tong een daarmee samenwerkend EMK-meet-circuit omvat, dat in bedrijf een uitgangssignaal verschaft dat de door een tong opgewekte tegen-EMK representeert en welk uitgangssignaal met het stuursignaal voor de desbetreffende tong wordt gecombineerd.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de dempingsinrichting voor elke tong een stuurcircuit omvat met een ingang voor het stuursignaal voor de desbetreffende tong, een terugkoppel-punt waaraan via een terugkoppelversterker het uitgangssignaal van het EMK-meetcircuit met negatief voorteken wordt toegevoerd, en met een versterker, die het uitgangssignaal van het terugkoppelpunt toevoert aan de ingang van het EMK-meetcircuit, en dat het meetcircuit tevens het gedempte stuursignaal voor de tong verschaft.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het EMK-meetcircuit een brugschakeling omvat met twee parallel tussen twee ingangsklemmen verbonden stellen van telkens twee via een uitgangs-knooppunt in serie verbonden brugtakken, waarbij het ene stel brugtakken een eerste brugtak heeft die een het elektrische gedrag van een piëzo-elektrische tong representerende component omvat, en een tweede brugtak die een weerstand bevat, en waarbij het tweede stel brugtakken een derde brugtak omvat, die de te besturen tong bevat, en een vierde tak, die een weerstand bevat.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de het elektrische gedrag van een piëzo-elektrische tong representerende component een condensator is.

5. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de het elektrische gedrag van een piëzo-elektrische tong represente- rende component een bewegingsloos ingeklemde piëzo-elektrische tong is.

6. Inrichting volgens één der conclusies 3 t/m 5, met het kenmerk, da.t de tweede en de vierde brugtak een condensator in plaats van een weerstand bevatten.