DE2032780A1

DE2032780A1 - Rontgenanlage fur Aufnahme und Durch leuchtung mit einer Fernseheinrichtung und einem Behchtungsautomaten

Info

Publication number: DE2032780A1
Application number: DE19702032780
Authority: DE
Inventors: Jörg Dipl Ing 8520 Er langen Haendle
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1970-07-02
Filing date: 1970-07-02
Publication date: 1972-01-13
Also published as: FR2100101A5; DE2032780C3; DE2032780B2

Description

Röntgenanlage für Aufnahme und Durchleuchtung mit einer Fernseheinrichtung und einem Belichtungsautomaten

Titelergänzung.;

bei der im Aufnahmebetrieb die Bildaufnahmeröhre der Fernseheinrichtung als Strahlenmessvorrlchtung des Belichtungsautomaten benutzt ist.

Kurzaus zug; ·

Röntgenanlage für Aufnahme und Durchleuchtung mit einer Fernseheinrichtung und einem Belichtungsautomaten, bei der die Bildaufnahmeröhre vom Ladungsspeichertyp im Aufnahmebetrieb als Strahlenmessvorrichtung des Belichtungsautomaten benutzt ist« Dazu wird der Abtaststrahl der Bildaufnahmeröhre hinsichtlich Grosse und Lage auf der Bildfläche während der Aufnahme durch entsprechende Steuerung der Strahlfokussierungs- und -ablenkmittel auf die gewünschte Dominantenfläche fixiert.

BAD OPaGiNAL

109883/1513

Siemens Aktiengesellschaft Erlangen, 29, Juni 1970

Henkestrasse 127

VPA 70/5072 ru-wei

Die Erfindung betrifft eine Röntgenanlage für Aufnahme und Durchleuchtung mit dner Fernseheinrichtung für die übertragung des Durchleuchtungsbildes, die eine Bildaufnahmeröhre vom Ladungsspeichertyp besitzt, sowie mit einem Belichtungsautomaten für die Aufnahmesteuerung.

Die bei Röntgenanlagen dieser Art bisher verwendeten Beiiohtungsautomaten besitzen entweder Fotomultiplier oder ionometrische Messkammern als strahlenelektrische Wandler zum Messen der Dosisleistung hinter dem Patienten an einer bestimmten Stelle des Strahlenquersohnitts der sog. Dominante. Der dabei gewonnene Signalstrom wird entweder dazu benutzt, die Röntgenstrahlung bei Erreichen einer für die jeweils gewünschte Filrnschwärzung erforderlichen Strahlendosis zu unterbrechen oder die Strahlendosis durch entsprechendes Steuern der sie bestimmenden elektrischen· Werte an der Röntgenröhre so zu beeinflussen* dass bei Ablauf einer fixierten Aufnahmezeit die gewünschte Dosis pro Bild erreicht ist.

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- γ.

Der Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, einen Teil der Fernseheinrichtung, und zwar die Bildaufnahmeröhre ftir die Belichtungsautomatik mitzubenutzen und dadurch den bisher üblichen gesonderten Strahlenmesswandler des Belichtungsautomaten einzusparen. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine vom Wahlschalter für Aufnahme und Durchleuchtung steuerbare Schaltungsanordnung vorhanden ist, die nach erfolgtem Umschalten von Durchleuchtung auf Aufnahme während der Dauer der Aufnähmevorbereitungsphase die Strahleneinwirkung auf die Bildaufnahmeröhre der Fernseheinrichtung unterbricht, die Kathode der Bildaufnahmeröhre an ein die gewünschte Strahlendosis der Röntgenaufnahme bestimmendes Potential anlegt, die Strahlablenk-Wechselspannungen abschaltet, den Durchmesser des Abtaststrahlenbündels durch Anlegen von Hilfspotentialen an die Fokussierungselektroden der Bildaufnahmeröhre auf das gewünschte Dominantenmass vergrössert und schliesslich über eine ^schalteinrichtung eine elektrische Steuerstufe zum Messen des Signalstroms und zur Beeinflussung des Röntgenapparates entsprechend dem Signalstromwert in den Arbeitsstromkreis der Bildaufnahmeröhre einschaltet.

Besonders vorteilhaft ist die Erfindung bei Röntgenaufnahmen vom Fernsehmonitor. Die Belichtung solcher Aufnahmen erfolgte bisher mit Hilfe des üblichen Belichtungsautomaten, bei dem als strahlenelektrischer Wandler entweder ein Fotomultiplier oder eine Ionisationskammer benutzt waren. Dies setzte voraus, dass, nachdem die genannten Wandler eine lineare Übertragungscharakteristik ( Jl « 1) besitzen, zur Erzielung richtiger Belichtungswerte bei verschieden langen Belichtungszeiten, d.h. bei unterschiedlichen Dosisleistungen in der Messebene auch die Bildaufnahmeröhre der Fernseheinrichtung eine solche lineare 'Ibertragungsoharakteristik haben muss. Dies ist aber generell nicht zu erreichen. Ausserdem werden bei einer solchen Aufnahmesteuerung Empfindlichkeitsänderungen der Fotohalbleiterschichten etwa zwischen Fotomultiplier und Bildaufnahmeröhre nicht berücksichtigt.

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Diese Nachteile sind durch die Erfindung bei gleichzeitiger Einsparung des für den Belichtungsautomaten normalerweise erforderlichen separaten Wandlers behoben. Die Erfindung isb für beide Betriebsweisen eines Belichtungsautomaten brauchbar* nämlich .

1. für die Steuerung der Aufnahmezeit in Abhängigkeit von der Dosisleistung und

2. für die Steuerung der Dosisleistung in Abhängigkeit von der Aufnahmezeit.

Dabei ist die gewünschte Dosis am Film entweder durch die Kahl des Kathodenpotentials an der Bildaufnahmeröhre oder durch die Wahl desjenigen unteren Grenzwertes des Steuerstroms (Schwellwert), bei dessen Erreichen die Steuerstufe anspricht, nach Wunsch einstellbar. Im letzteren Fall kann der Schwellwert so gering gehalten werden, dass das auf der Signalplatte der Bildaufnahmeröhre gespeicherte Potentialbild ohne merkliche Signalkompression auf dem Fernsehmonitor wiedergegeben wird«, Wenn man dieses gespeicherte, auf dem Monitor erscheinende Bild abfotografiert, ist die Aufnahme automatisch richtig geschwärzt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Querschnitt des Abtaststrahls und damit die Grosse der jeweiligen Dominante durch entsprechende Wahl der Hilfspotentiale an der Bildaufnahmeröhre nach Wunsch eingestellt werden kann. Ebenso ist es möglich, die Lage des Abtaststrahls auf der Signalplatte und damit die Lage der Dominante durch Anlegen entsprechender Gleichspannungen an die Ablenkspulen der BiIdaufnahmeröhre frei zu bestimmen.

Die Erfindung wird mit weiteren Einzelheiten im folgenden Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt sohematisch die gesamte Anlage, während in Fig. 2 eine Abwandlung dieser Anlage dargestellt ist.

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IAL

'.. ■ -Irin diesem AusfUhrungsbeispiel sind nur die erfindungswesentlichen Elemente der Röntgenanlage dargestellt, nämlich der "Röntgenappa- · rat X mit den Einstellmitteln 2 für die Aufnahmespannung, 3 für das »As-Produkt der Aufnahme, 4 für die Durchleuchtungsspannung und.5 für den Durchleuchtungsstrom. Darüber hinaus besitzt der

die Röntgenapparat den Wählschalter 6 für Umschaltung von Aufnahme und Durchleuchtung sowie die Einschalttaste ¹J. Die eingestellten Werte-werden dem Hochspannungsgenerator δ zugeleitet, an den die nur symbolisch dargestellte Röntgenröhre 9 angeschlossen ist. Die von ihr ausgehende Röntgenstrahlung gelangt über das Aufnahmeobjekt 10 an den RöntgenbiIdverstärker 11, der das Strahlenrelief in ein optisches Bild umwandelt und der Signalplatte 12 der Bildaufnahmeröhre 13 zuführt. Deren Fokussierungselektroden 14 sind mit der Fokussierungsstufe 15 verbunden. Ihre Ablenkspulen 16 sind an die Ablenkstufe 17 angeschlossen. Die Signalplatte 12 der Bildaufnahmeröhre -ist über den Videovorver-Stärker 18 und eine Umschalteinrichtung 19, deren Funktion im folgenden noch näher beschrieben wird, mit der Fernsehzentrale 20 verbunden, die auch den Videohauptverstärker beinhaltet. Mit der Fernsehzentrale verbunden ist der Fernsehmonitor 21, dessen Leuchtschirmbild von der Einzelbildkamera 22 aufgenommen werden kann.

Eine solche bekannte Röntgenanlage.mit Fernseheinrichtung erlaubt eine Fernsehdurchleuchtung mit direkter Betrachtung des Durchleuchtungsbildes auf dem Fernsehmonitor sowie Einzelbildaufnahmen mit Hilfe der Kamera 22 vom Monitorleuehtschirm. Um Röntgenaufnahmen mit konstanter Filmschwärzung herstellen zu können, besitzen solche Anlagen üblicherweise einen hier nicht dargestellten Belichtungsautomaten, bei dem zum Messen der Dosisleistung entweder eine Ionisationskammer in Strahlenrichtung hinter dem Patienten oder ein Fotomultiplier im optischen Strahlengang zwischen dem Bildverstärker 11 und der Bildaufnahmeröhre 13 angeordnet ist.

Im Falle der vorliegenden Erfindung übernimmt nun die Fernsehbildaufnahmeröhre 13 die Funktion dieser beiden zuletzt genannten

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Elemente. Dazu ist eine vom Wählschalter 6 für Aufnahme und Durchleuchtung des Röntgenapparates 1 steuerbare Schaltungsanordnung 2j5 vorhanden, die mit der Fokussierungsstufe 15, mit der Ablenkstufe 17* mit der Umschalteinrichtung l§-,und der noch zu

an

beschreibenden Potentialumschaltstiife 24 für das Potential der Kathode 25 der Bildaufnahmeröhre verbunden ist. Die Funktion der Anlage ist folgende.

Es sei angenommen, dass während des Durchleuchtungsbetriebs eine bestimmte Phase zum Gegenstand einer Röntgenaufnahme gemacht werden soll. Dazu wird am Wahlschalter 6 die Taste "Aufnahme" gedrückt. Dabei wird zunächst in üblicher Weise die Durchleuchtung ausgeschaltet_s so dass der die Signalplette abtastende Elektronen« strahl der Bildaufnahmeröhre 13 das auf der Signalplatte befindliche Durchleuchtungsbild löscht. Anstelle der Unterbrechung der Röntgenstrahlen ist es auch möglich, den Röntgenbildverstärker 11 kurz dunkelzutasten. Wichtig ist nur, dass während der Zeit der Umladung der Signalplatte auf z.B. null Volt keine bildgebenden Strahlen an die Signalplatte gelangen. Nach erfolgter Entladung der Signalplatte betätigt die Schaltungsanordnung 23 die Potentiaiumschaltstufe 54,um die Kathode 25 der Bildaufnahmeröhre 13 auf ein solches positives Potential gegenüber der Signalplatte zu legen, daar- demjenigen Potential entspricht, welches die Signalplatte nach dem Erreichen der für eine günstige Filmschwärzung erforderlichen Ladungsmenge annimmt. Gleichzeitig beeinflusst die Schaltungsanordnung 23 die Ablenkstufe 17 in der Weise, dass die Vertikal- und Horizontal-Ablenkspannungen unterbrochen werden. Ebenfalls gleichzeitig mit der Umschaltung des Kathodenpotentials betätigt die Schaltungsanordnung 23 die Fokus» sierungsstufe 15 in der Weise, dass die Potentiale an den Fokussierungselektroden 14 der Bildaufnahmeröhre 13 auf solche Werte umgeschaltet werden, dass der Elektronenstrahl den der gewünschten Dominantenfläche entsprechenden Durchmesser annimmt. Ferner betätigt die Schaltungsanordnung 23 die Umschalteinrichtung 19, die bewirkt, dass das Videosignal während der Dauer der ansehlies· senden Aufnahme vom Videovorverstärker 18 über den Messverstärker 26 an die Schwellwertstufe 27 gelangt. . 6 -

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Nach dem Auslösen einer Aufnahme entweder automatisch oder mittels der Drucktaste 7 fliesst, nachdem innerhalb der Dominantenfläche der Signalplatte das an die Kathode 25 der Bildaufnahmeröhre 1.5 angelegte Potential erreicht ist, ein Strom, der über> den Videovorverstärker 18 und den Messverstärker 26 an die Schwellwertstufe 27 gelangt, die nach Erreichen des gegebenenfalls einstellbaren Schwellwertes einen Sohaltlmpuls abgibt, der einerseits an den Röntgenapparat 1 gelangt und das Unterbrechen der Röntgenaufnahme entweder durch Abschalten der Röntgenstrahlung oder durch Dunkeltasten des Röntgenbildverstärkers 11 bewirkt und der gleichzeitig die Potentialumschaltetufe 24 in der Weise beeinflusst, dass sie der Kathode ein höheres Sperrpotential zuführt, so dass praktisch keine Entladung der'Signal-platte im Dominantenbereich mehr stattfindet. -Gleichzeitig wird von der Schwellwertstufe 27 der Schaltungsanordnung 23 ein Impuls zugeführt, die daraufhin die Ablenkstufe und die Fokussierungsstufe ansteuert, um zu erreichen, dass die normalen Ablenk- und Fokussierungsverhältnisse an der Bildaufnahmeröhre IJ wieder hergestellt werden» Ebenso wird die ^schalteinrichtung 19 in dem Sinne betätigt, dass der Videovorverstärker 18 wieder mit der Fernsehzentrale 20 verbunden ist. Während der folgenden Abtastung des auf der Signalplatte in der für eine optimale Filmschwärzung

erforderlichen Intensität gespeicherten Potentlalbildes wird der Strahlengang der Kamera 22 für die Aufnahme des auf demLeuchtschirm 28 des Fernsehmonitors 21 erscheinenden gespeicherten Bildes freigegeben. Nach erfolgter Aufnahme kann durch Betätigen des Umschalters 6 erneut durchleuchtet werden, so dass der Ursprung Hohe Zustand wieder hergestellt ist, aus dem zu den gewünschten Zeitpunkten Aufnahmen in der angegebenen Weise hergestellt werden können.

Es ist natürlich im Rahmen der Erfindung auch möglich, anateile der Aufnahme des gespeicherten Fernsehbildes Zielaufnahmen in der üblichen Weise, etwa durch Einschieben der Kassetten, zwischen Aufnahmeobjekt 10 und dem Eingang des Röntgenbildverstärkere 11 , bzw. mit Hilfe einer Kamera vorzunehmen, die in der bekannten Weise durch Anordnung eines teildurchlaasigen Umlenkspiegels in

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den optischen Strahlengang zwischen Röntgenbildverstärker 11 und Bildaufnahmeröhre 13 das vom Röntgenbildverstär^ker ausgehende Bild unmittelbar aufnimmt. ,

Mit einem in der beschriebenen Weise ausgebildeten Belichtungsautomaten 1st es auch möglich, anstelle der Steuerung der Aufnahmezeit bei konstanter voreingestellter Dosisleistung die Dosisleistung bei konstanter voreingestellter Aufnahmezeit im Sinne einer kon- .· stanten Filmschwärzung zu steuern, wie dies etwa bei Röntgenaufnahmeverfahren mit konstanter Belichtungszeit, also in der RÖntgenschichttechnik, Kymografie usw. erforderlich ist.

In Fig. 2 ist dargestellt. In welcher Weise die Anordnung" nach Flg. 1 abgewandelt werden muss, um eine solche Dosisleistungssteuerung zu erzJßLen. Das vom Mess verstärker 26 kommende, der Helligkeit der Dominantenfläche entsprechende Signal wird dazu als Istwert der Vergleichsstufe 29 zugeführt, die diesen Istwert etwa mittels einer Brückenschaltung mit einem vom Sollwertgeber erzeugten, der jeweiligen Aufnahmezeit entsprechenden Sollwert vergleicht. Der Sollwertgeber wird dabei vom Zeiteinstellglied des Röntgenapparates gesteuert. Die Vergleichsstufe. 29 erzeugt immer dann ein Signal, wenn Sollwert und Istwert voneinander abweichen. Dieses Signal wird dazu benutzt, entweder die Röhrenspannung oder den Röhrenstrom im Sinne eines Ausgleichs der Differenz zwischen Soll- und Istwert zu steuern.

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Claims

Patentansprüche

1. Röntgenänlage für Aufnahme und Durchleuchtung mit einer Fernseheinrichtung für die Übertragung des Röntgenbildes, die eine Bildaufnahmeröhre vom Ladungsspeichertyp besitzt, sowie mit einem Belichtungsautomaten für die Aufnahmesteuerung, dadurch gekennzeichnet, dass zur Mitbenutzung der Bildaufnahmeröhre (13) der Fernseheinrichtung als strahlenelektrischerWandler des Belichtungsautomaten im Aufnahmebetrieb eine vom Wahlschalter (6) für Aufnahme und Durchleuchtung steuerbare Schaltungsanordnung (23) vorhanden ist, die nach erfolgtem Umschalten von Durchleuchtung auf Aufnahme während der Dauer der Aufnähmevorbereitungsphase die Strahleneinwirkung auf die Bildaufnahmeröhre (13) der Fernseheinrichtung unterbricht, die Kathode (25) der Bildaufnahmeröhre an ein die gewünschte Strahlendosis der Röntgenaufnahme bestimmendes Potential anlegt, die Strahlablenk-Wechselspannungen abschaltet, den Durchmesser des Abtaststrahlenbündels durch Anlegen von Hilfspotentialen an die Fokussierungselektroden (14) der Bildaufnahmeröhre auf das gewünschte Dominantenmass vergrössert und schliesslich über eine Umschalteinrichtung (I9) eine elektrische Steuerstufe (27, 29) zum Messen des Signalstroms und zur Beeinflussung des Röntgenapparates (1) entsprechend dem Signalstromwert in den Arbeltsstromkreis der Bildaufnahmeröhre (13) einschaltet.

2. Röntgenänlage nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuerstufe eine Schwellwertstufe (27) benutzt ist, die die Röntgenstrahlung beim Erreichen eines Schwellwertes des Signalstromes unterbricht.

3· Röntgenänlage nach Ansprpch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Potential an der Kathode (25) der Bildaufnahmeröhre (I3) einstellbar ist.

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h. Röntgenanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert einstellbar ist.

5. Röntgenanlage»nach Anspruch 2, J oder 4, dadurfih gekennzeichnet, dass die Schvellwertstufe (27) beim Erreichen des Schwellwertes ein Sperrpotential an die Kathode (25) der Bildaufnahmeröhre (IJ)) anlegt.

6. Röntgenanlage nach Anspruch 1, dadurch^kennzeichnet, dass als Steuerstufe eine Vergleichsstufe (29) benutzt und mit einem Sollwertgeber (j50) zur Bildung eines in Abhängigkeit von der jeweils gewünschten Aufnahmezeit einstellbaren Sollwertes verbunden ist, die eine BrUckenschaltungsanordnung besitzt, welche die die Dosisleistung an der Röntgenröhre bestimmenden elektrischen Werte im Sinne einer der jeweiligen Aufnahmezeit zugeordneten konstanten Dosisleistung steuert.

7. Röntgenanlage nach einem-der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfspotentiale zum Verändern des Querschnitts des Strahlenbündels einstellbar sind.

6. Röntgenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch! gekennzeichnet, dass zum Wählen der Lage des Strahlenbündeis auf der Signalplatte an die Ablenkspulen (16) der Bildaufnahmeröhre (12) einstellbare Gleichspannungen anlegbar sind.

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