DEP0020791DA

DEP0020791DA - X-ray device with separate switching elements for fluoroscopy and for recordings

Info

Publication number: DEP0020791DA
Authority: DE
Inventors: Johan Marie Ledeboer
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Publication date: 1950-10-26

Description

Bei der Beobachtung des beim Durchleuchten von Körperteilen mit Röntgenstrahlen auf einem Fluoreszenzschirm entstehenden Bildes, kommt es häufig vor, dass man bestimmte für die Prüfung wichtige Schattenlinien stärker hervorzuheben wünscht. Dies kann wichtig sein, wenn mit Hilfe einer Durchleuchtung die Stelle nicht ermittelt werden soll, von der eine Aufnahme gemacht werden muss. Dazu ist eine grössere Helligkeit des Durchleuchtungsbildes erforderlich. Eine grössere Lichtstärke entsteht durch Erhöhung der Stromstärke in der Röntgenröhre, wodurch die Strahlenausbeute erhöht wird. Dabei stösst man insbesondere bei kleinen Röntgengeräten auf die Schwierigkeit, dass die Helligkeit des Schirmbildes innerhalb der für Durchleuchtung beschränkten Einstellmöglichkeiten der Stromstärke in der Röhre noch zu gering aber ohne Gefahr der Ueberbelastung der Röhre eine höhere Stromstärke nicht zulässig ist. Um eine solche Ueberbelastung zu vermeiden, sind die mittels des Regelorgans einstellbaren Stromstärken derart gewählt, dass sie unterhalb des Maximalwertes liegen, den die Röhre dauernd aushalten vermag.When observing the image produced by X-raying body parts on a fluorescent screen, it often happens that one wishes to emphasize certain shadow lines that are important for the examination. This can be important if fluoroscopy does not want to identify the area from which an image needs to be taken. This requires a greater brightness of the fluoroscopic image. A greater light intensity is created by increasing the current intensity in the X-ray tube, which increases the radiation yield. Particularly in the case of small X-ray machines, the difficulty is that the brightness of the screen image is still too low within the limited setting options for the current intensity in the tube, but a higher current intensity is not permissible without the risk of overloading the tube. In order to avoid such an overload, the current intensities which can be set by means of the control element are selected in such a way that they are below the maximum value that the tube can withstand continuously.

Diesem Uebelstand ist dadurch beizukommen, dass die Zeit, während der die höhere Belastung eingeschaltet ist, begrenzt wird. In den üblichen Röntgengeräten besteht die Möglichkeit dazu, da bei der Herstellung von Aufnahmen eine Röntgenstrahlung bedeutend grösserer Intensität als bei Durchleuchtung verwendet wird. Zur Begrenzung der Dauer dieser Belastung wird eine Zeitschaltvorrichtung verwendet, die den Strom in der Röntgenröhre unterbricht, bevor eine Beschädigung der Röhre auftreten kann.This inconvenience can be remedied by limiting the time during which the higher load is switched on. In the usual X-ray devices, there is the possibility of doing this, since X-rays are used in the production of images with a significantly greater intensity than in fluoroscopy. To limit the duration of this load, a timer is used which interrupts the current in the X-ray tube before damage to the tube can occur.

Dieses Verfahren ist ziemlich umständlich. Die Aufnahme muss sofort nach der Durchleuchtung gemacht werden können, oft weil man eine bestimmte Phase in der Organbewegung festzulegen wünscht, die zuvor im Durchleuchtungsbild erkannt ist. Um den Zeitverlust beim Umschalten von Durchleuchtung auf Aufnahme möglichst klein zu halten, werden die Röntgengeräte mit getrennten Schaltorganen zum Durchleuchten und zur Herstellung von Aufnahmen versehen. Die Regelorgane zur Einstellung der Aufnahmebelastung werden bereits vorher in die Stellungen gebracht, in denen nach der Durchleuchtung die Aufnahme gemacht wird. Wenn diese Einstellung des Geräts zum Erzielen eines Durchleuchtungsbildes grösserer Helligkeit verwendet wird, so wird meistens auf dem Durchleuchtungsschirm ein zu starkes Aufleuchten hervorgerufen werden oder das erzielte helle Durchleuchtungsbild für eine gute Beobachtung von zu kurzer Dauer sein. Ausser der Verzögerung, welche dadurch entsteht, dass nach der Durchleuchtung die Belastungsdauer aufs neue eingestellt werden muss, werden also im allgemeinen erst nach Durchleuchtung die Einstellungen für die Aufnahme erfolgen können.This procedure is quite cumbersome. It must be possible to take the picture immediately after the fluoroscopy, often because one wishes to determine a certain phase in the organ movement that is recognized beforehand in the fluoroscopic image. In order to keep the loss of time when switching from fluoroscopy to exposure as small as possible, the X-ray devices are provided with separate switching elements for fluoroscopy and for making recordings. The control organs for setting the exposure load are already brought into the positions in which the exposure is made after the fluoroscopy. If this setting of the device is used to achieve a fluoroscopic image of greater brightness, the fluoroscopic screen will usually illuminate too much or the bright fluoroscopic image obtained will be too short for good observation. Except for the delay that arises from the fact that the duration of exposure has to be reset after the fluoroscopy so in general the settings for the exposure can only be made after fluoroscopy.

Die Erfindung bezweckt den Nachteil zu beheben, dass ein Durchleuchtungsbild zu geringe Detailschärfe für eine genaue Prüfung hat. Die vorerwähnten Nachteile werden vermieden, wenn gemäss der Erfindung ein Röntgengerät neben einem Satz Regelorgane zur Einstellung der Röhrenbelastung bei Durchleuchtung und einem zweiten Satz von Regelorganen zur Einstellung der Röhrenbelastung für die Herstellung von Aufnahmen einen gesonderten Stromkreis besitzt, der nur während der Durchleuchtung einschaltbar ist und dessen Bedienung eine von einer bestimmten Zeitdauer abhängige Belastungszunahme der Röntgenröhre herbeiführt.The invention aims to remedy the disadvantage that a fluoroscopic image has too little sharpness of detail for a precise examination. The aforementioned disadvantages are avoided if, according to the invention, an X-ray device has a separate circuit which can only be switched on during the fluoroscopy and in addition to a set of control elements for setting the tube load during fluoroscopy and a second set of control elements for setting the tube load for the production of images the operation of which causes an increase in the load on the X-ray tube that is dependent on a certain period of time.

Zur Durchführung des Erfindungsgedankens kann das Gerät mit einem Relais versehen sein, das selbsttätig nach einer gewissen Zeit in die Ausgangsstellung zurückkehrt. Der vom Relais eingeschaltete Stromkreis kann einen Teil eines im Heizstromkreis der Röntgenröhre vorhandenen Begrenzungswiderstandes kurzschliessen. Da die Belastungserhöhung, was die Zeitdauer anbetrifft, beschränkt ist, ist eine Beschädigung der Röhre nicht zu befürchten. Es dürfte sich jedoch empfehlen, dass der Röhrenstrom bei Rückkehr des Relais in die Ausgangsstellung unterbrochen wird.To implement the inventive concept, the device can be provided with a relay which automatically returns to the starting position after a certain time. The circuit switched on by the relay can short-circuit part of a limiting resistor in the heating circuit of the X-ray tube. Since the increase in load is limited in terms of time, there is no need to fear damage to the tube. However, it is recommended that the tube current be interrupted when the relay returns to its starting position.

Ausser durch Ueberbrückung eines Teiles des in den Heizstromkreis der Röntgenröhre aufgenommenen Widerstandes kann eine Erhöhung der Stromstärke dadurch erfolgen, dass höhere Spannung an den Heizstromtransformator angelegt wird.In addition to bridging part of the resistance included in the heating circuit of the X-ray tube, an increase in the current intensity can take place in that higher voltage is applied to the heating current transformer.

Zum Herstellen und Unterbrechen der erforderlichen Verbindungen kann ein verzögernd wirkender Quecksilberschalter dienen. Dieser wird auf einer umkippbaren Welle angeordnet, deren Kippbewegung eine hin- und zurückgehende Bewegung umfasst, sodass der Schalter nach Betätigung sofort in die Ausgangsstellung zurückkehrt. Die zulässige Belastungserhöhung ist innerhalb der vom Belastungsnomogramm der Röntgenröhre bestimmten Grenzen bei einer bestimmten Spannung von der Zeitdauer abhängig. Wenn die Möglichkeit zur Regelung der Belastung besteht, empfiehlt es sich, die Schaltzeit des Relais gleichfalls regelbar zu machen in dem Sinne, dass bei Erhöhung der Stromstärke die Schaltzeit verkürzt wird und umgekehrt. Eine solche Regelung der Belastungsdauer kann selbsttätig mit der Wahl des Belastungsstroms erfolgen. Die Verwendung einer Zeitschaltvorrichtung mit gittergesteuerter Entladungsröhre, deren Stromdurchgang von dem Ladezustand eines Kondensators abhängig ist, kann in diesem Fall gute Dienste leisten, indem durch Aenderung der Lade- und Entladezeit des Kondensators die Betriebsdauer der Entladungsröhre regelbar ist.A retarding mercury switch can be used to establish and interrupt the required connections. This is arranged on a tiltable shaft, the tilting movement of which includes a back and forth movement so that the switch immediately returns to the starting position after actuation. The permissible increase in load is dependent on the period of time within the limits determined by the load nomogram of the X-ray tube at a certain voltage. If it is possible to regulate the load, it is advisable to also make the switching time of the relay controllable in the sense that when the current intensity is increased, the switching time is shortened and vice versa. Such a regulation of the load duration can take place automatically with the selection of the load current. The use of a time switch device with a grid-controlled discharge tube, the current passage of which depends on the state of charge of a capacitor, can be of good service in this case, as the operating time of the discharge tube can be regulated by changing the charging and discharging times of the capacitor.

Die Zeichnung stellt zwei Ausführungsbeispiele von Schaltungen eines Gerätes nach der Erfindung dar.The drawing shows two exemplary embodiments of circuits of a device according to the invention.

Nach Fig. 1 enthält der primäre Stromkreis des Heizstromtransformators 1 der Röntgenröhre 2 einen Widerstand 3, der bei Durchleuchtung die Stromstärke in der Röntgenröhre auf einem niedrigen Wert hält. Die Stromstärke kann dadurch erhöht werden, dass ein Teil des Wider- standes kurzgeschlossen wird, wozu ein mit dem Schaltmechanismus 4 versehener Stromkreis dient. Der Transformator wird aus dem Speisenetz 5 nach Schliessen des Schalters 6 mit Strom versorgt. Auf diese Weise wird zugleich die Stromzuführung zu einem Gerät 7 geschlossen, das im Primärstromkreis des Hochspannungstransformators 8 liegt und mit Mitteln zur Regelung der Betriebsspannung sowie mit einem Zeitrelais versehen ist, mit dem zur Herstellung einer Aufnahme nach einer zuvor bestimmten Zeit der Strom ausgeschaltet wird. Zwischen dem Transformator und der Röhre 2 können die üblichen Gleichtrichterröhren angebracht sein.According to FIG. 1, the primary circuit of the heating current transformer 1 of the X-ray tube 2 contains a resistor 3 which, when fluoroscopic, keeps the current intensity in the X-ray tube at a low value. The amperage can be increased by removing part of the resistance standes is short-circuited, for which purpose a circuit provided with the switching mechanism 4 is used. The transformer is supplied with power from the supply network 5 after the switch 6 is closed. In this way, the power supply to a device 7 is closed at the same time, which is in the primary circuit of the high-voltage transformer 8 and is provided with means for regulating the operating voltage and with a time relay with which the current is switched off after a predetermined time to produce a recording. The usual rectifier tubes can be attached between the transformer and the tube 2.

Der Schalter 4 ist derart ausgebildet, dass er bei Einstellung nicht sofort den Stromkreis schliesst. Nur beim Oeffnen erfolgt die Verbindung, die nach kurzer Zeit selbsttätig wieder unterbrochen wird. Während dieser Zeit hat der Heizstrom einen hohen Wert. Die Heizstromregelung für die Röhrenbelastung bei Aufnahme ist nicht dargestellt. Diese muss gesondert einschaltbar sein, was mit Hilfe eines Umschalters und gleichzeitig mit der Umschaltung von Durchleuchtung auf Aufnahme im Gerät 7 erfolgen kann.The switch 4 is designed in such a way that it does not close the circuit immediately when it is set. The connection is only established when it is opened and is automatically interrupted after a short time. During this time the heating current has a high value. The heating current control for the tube load when recording is not shown. This must be able to be switched on separately, which can be done with the aid of a switch and at the same time with the switch from fluoroscopy to exposure in the device 7.

Der Aufbau des Quecksilberschalters 4 ist in Fig. 2 dargestellt. Beim Umkippen der Röhre nach rechts fliesst das Quecksilber langsam aus dem Raum 9 durch das Röhrchen 10 in den Raum 11. Die Kontakte 12 und 13 sind derart angeordnet, dass die Verbindung erst erfolgt, wenn sich das Röhrchen 10 mit Quecksilber füllt. Der Schalter ist derart auf der Kippwelle 14 befestigt, dass er beim Einschalten des Erregerstroms der Magnetspule 15, wodurch die Welle betätigt wird, soweit nach links neigt, dass das Quecksilber schnell aus dem Raum 11 in den Raum 9 zurückfliesst, während es nicht in das Röhrchen 10 eintreten kann. Bei Unterbrechung des Stromes in der Magnetspule kehrt die Welle in ihre Anfangslage zurück, wobei der Quecksilberschalter nach rechts neigt. Das Quecksilber strömt dann im Röhrchen 10 an den Kontakten 12 und 13 vorüber und die Verbindung erfolgt. Auf diese Weise wird vermieden, dass die Röntgenröhre durch das Eingedrückt halten des Druckschalters 16 überlastet wird.The structure of the mercury switch 4 is shown in FIG. When the tube is tilted to the right, the mercury slowly flows out of the space 9 through the tube 10 into the space 11. The contacts 12 and 13 are arranged in such a way that the connection only takes place when the tube 10 is filled with mercury. The switch is fastened on the rocker shaft 14 in such a way that when the excitation current of the magnetic coil 15 is switched on, which actuates the shaft, it is so far to the left there is a tendency for the mercury to quickly flow back from the space 11 into the space 9, while it cannot enter the tube 10. When the current in the solenoid is interrupted, the shaft returns to its starting position, with the mercury switch tilting to the right. The mercury then flows in the tube 10 past the contacts 12 and 13 and the connection is made. In this way it is avoided that the X-ray tube is overloaded by keeping the pressure switch 16 depressed.

In Fig. 3 wird der Schalter 4 von einem Relais betätigt, das aus einer Entladungsröhre 17 besteht, deren Anodenstrom eine Magnetspule 18 durchfliesst. Das Schliessen des Anodenstroms erfolgt durch Eindrücken des Druckschalters 19, wodurch der Kondensator 20 kurzgeschlossen wird, so dass das Gitter der Röhre mit der Kathode verbunden ist. Die Entladungsröhre lässt Strom durch und der Schalter 4 wird infolge Erregung der Spule 18 geschlossen. Gleichzeitig wird der Schalter 21 geöffnet und infolgedessen der Kurzschluss des Kondensators aufgehoben. Der Kondensator wird nun über den Widerstand 22 von der Batterie 23 aufgeladen, wodurch das Gitter der Röhre 17 ein negatives Potential erhält, das nach einiger Zeit einen solchen Wert annimmt, dass die Röhre keinen Strom mehr durchlässt. Die Aufladezeit des Kondensators ist dadurch regelbar, dass der Widerstand 22 mit einem Regelorgan 24 versehen ist, das mit dem Regler 25 zur Einstellung des Durchleuchtungsstroms in der Röntgenröhre gekuppelt ist. Nach Ablauf des Strom- durchgangs durch die Entladungsröhre kehrt die Durchleuchtungsstromstärke wieder auf den eingestellten Wert zurück.In FIG. 3, the switch 4 is actuated by a relay which consists of a discharge tube 17, the anode current of which flows through a magnetic coil 18. The anode current is closed by pressing in the pressure switch 19, whereby the capacitor 20 is short-circuited so that the grid of the tube is connected to the cathode. The discharge tube lets current through and the switch 4 is closed as a result of the excitation of the coil 18. At the same time, the switch 21 is opened and, as a result, the short circuit of the capacitor is canceled. The capacitor is now charged by the battery 23 via the resistor 22, as a result of which the grid of the tube 17 receives a negative potential which, after some time, assumes such a value that the tube no longer lets any current through. The charging time of the capacitor can be regulated in that the resistor 22 is provided with a regulating element 24 which is coupled to the regulator 25 for setting the fluoroscopic current in the X-ray tube. After the current After passing through the discharge tube, the fluoroscopic current returns to the set value.

In dieser Stellung des Durchleuchtungsaufnahmeschalters, der mit den Schalthebeln 26, 27, 28 und 29 versehen ist, ist der Stromkreis für den Hochspannungstransformator 8 über den Spannungsregler 30 geschlossen. Wird der Umschalter in die andere Stellung geführt, so sind die Regelorgane für die Spannungen 31 und für den Röhrenstrom 32, mit denen die Belastung der Röntgenröhre 2 zur Herstellung von Aufnahmen bestimmt wird, eingeschaltet. Zugleich ist in die primäre Verbindung des Hochspannungstransformators ein Zeitschalter 33 aufgenommen. Dieser bedingt also die Beleuchtungszeit. Ueber den Autotransformator 34 und den Regler 35 zur Korrektur der Netzspannung ist das Gerät an das Speisenetz 5 angeschlossen, von dem es mittels des Schalters 6 trennbar ist.In this position of the fluoroscopic exposure switch, which is provided with the switching levers 26, 27, 28 and 29, the circuit for the high-voltage transformer 8 via the voltage regulator 30 is closed. If the changeover switch is moved to the other position, the regulating elements for the voltages 31 and for the tube current 32, with which the load on the X-ray tube 2 is determined for making recordings, are switched on. At the same time, a timer 33 is included in the primary connection of the high-voltage transformer. This therefore determines the lighting time. The device is connected to the supply network 5 via the autotransformer 34 and the regulator 35 for correcting the mains voltage, from which it can be separated by means of the switch 6.

Claims

1. X-ray device with a set of control elements for adjusting the tube load during fluoroscopy and with a second set of control elements for adjusting the tube load during the production of recordings, characterized in that an electric circuit that can be switched on during fluoroscopy is provided, the closure of which for a certain period of time Caused increased load on the X-ray tube.

2. X-ray device according to claim 1, characterized in that it is provided with a delayed switching off relay which interrupts the circuit a predetermined time after the connection has been established.

3. X-ray device according to claim 2, characterized in that a mercury switch is used to establish and break the connection in the circuit, the switch is mounted on a tiltable shaft and the mercury flows through the outlet of the switch into the storage room, from which it is on the return stroke is removed by a close connection containing the contact organs.

4. X-ray device according to claim 2, characterized in that an electromagnetically actuated switch is provided for making and breaking the connection in the circuit, the excitation current is supplied by a discharge tube with control grid, the potential of which is supplied by the

The state of charge of a capacitor is dependent, and the charging current is regulated by setting the fluoroscopic current intensity of the X-ray tube.