JPS5923440B2 - X線映画撮影装置の連続撮影時間表示装置 - Google Patents

X線映画撮影装置の連続撮影時間表示装置

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JPS5923440B2
JPS5923440B2 JP6605078A JP6605078A JPS5923440B2 JP S5923440 B2 JPS5923440 B2 JP S5923440B2 JP 6605078 A JP6605078 A JP 6605078A JP 6605078 A JP6605078 A JP 6605078A JP S5923440 B2 JPS5923440 B2 JP S5923440B2
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ray
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明はX線映画撮影装置におけるX線管球の定格許
容熱容量を基準として設定撮影条件に対する撮影可能時
間を表示する連続撮影時間表示装置に関するものである
一般にX線管球の使用負荷量(管電圧×管電流X時間)
の許容値はX線管固有の最大陽極蓄積熱容量KWSや焦
点の大きさおよび陽極の回転・停止などで決まるもので
あり、連続撮影および透視における負荷時間の許容値は
短時間連続定格特性図(第1図)にて容易に求められる
が、パルス状X線を放射して行なうX線映画撮影の場合
には撮影前に設定する撮影条件が上記に比して複雑であ
る。
すなわち管電圧KV、、管電流mA、パルス幅時間m
S 、撮影速度(パルス数7秒・・・・・・fps )
および連続撮影時間(T・・・・・・sea )の5つ
の条件の相乗積が常に上記X線管固有の陽極蓄積許容熱
容量KWS以下であることが必要で、これがため被検体
または被検部位の動きの速さに適応しボケの少ない鮮明
な画像を得る最適撮影条件の設定はつぎに述べるように
手数のかかるものである。
今その一例を示すと、まずX線管の種類とその焦点の大
きさおよび陽極回転数を決め、それに該当する短時間連
続定格特性図(第1図)から管電圧KVPの希望近似値
を100KvPとし、その特性曲線AからX線曝射時間
t(横軸)」、2・・・・・・55ec(A線上の各点
)位までのX線管電流(最大値)mAを読取り、その各
曝射時間での陽極許容熱負荷(以下単に管球熱負荷と記
す)CをC=KV。
×mAXsecで計算し、15ec−−28,2KW
S y2 sec・・・・・・45.6 KWS 、
35ec−57,9KW S −・・・という対照表
を作る。
つぎに前述の陽極蓄積許容熱容量(以下単に管球最大熱
容量と記す)KWSを数回に分割し、被検部位に適応す
るようその撮影条件を変更して撮影する回数がたとえば
3回であり、使用管球の管球最大熱容量が142KWS
÷3中47KWSを1回当りの管球熱負荷許容値として
求める。
これを上記対照表と照合し、2sec・・・・・・45
.2KWS ・・・・・−228mA負荷(第1図a点
)を近似値として拾い、この管電流mAを実際の映画撮
影条件として通常用いる管電流mA設定値300mAに
修正すると第1図す点となり適正管電圧KV、設定値は
75.3KV、と決定する。
つぎに被検体が冠動脈であり、撮影速度fpsを50
fps、パルス幅mSを4mSを最適条件とすると、第
2図の露出係数図(横軸・・・撮影速度fps、縦軸・
・・露出係数E)の0点にてE=5が求まシ、2sec
X 5 = 10secが上記1回当りの許容露出(連
続撮影)時間Tとなり、これによって10sec毎の映
画撮影を3回若干の休止時間をはさんで連続して撮影し
うることが計算できたわけである。
以上のように管球の最大熱容量KWSを基準として映画
撮影可能時間Tの設定は可成り面倒であり、日常作業と
して非能率である。
その上、上記撮影休止時間が診断上の都合などによって
永びき、管球陽極の冷却によって上記可能時間Tの実時
間が計算値以上になっていてもそれを有効に使うことが
できず、管球の使用効率の向上を図れない現況である。
この発明は以上のような非能率・低効率の欠点を解消し
、X線映画撮影装置のX線管球をその最大許容熱負荷に
接近し、かつこれを越えない範囲において安全に効率よ
く使用しうるよう連続撮影可能時間を表示し、かつ同時
にX線管の熱負荷状態を示すことで日常作業中での上記
装置の使用を容易にし、撮影診断の能率を向上させるこ
とを目的とするものである。
すなわちX線管に所望のパルスX線を放射させるために
設定する管電圧・管電流・パルス幅および毎秒のパルス
数の4つの撮影条件の相乗積比例の熱負荷信号Cを発生
させる一連の分圧器と、管球の最大熱容量KWS比例の
熱容量信号Hを発生させる分圧器源この熱容量信号Hを
上記熱負荷信号Cで除算し、設定撮影条件に対応する連
続撮影可能時間信号Tを出力する除算器とからなる第一
の演算回路と、上記の撮影条件で撮影を実施しだことに
よって管球に発生する実熱容量比例の実熱容量信号Ht
を上記熱負荷信号Cにて除算し、撮影実施時間信号tを
出力するとともに撮影休止時、管球の冷却によって回復
する撮影可能時間信号t′をも出力する除算器を含む第
二の演算回路と、上記第一の演算回路の出力Tに第二の
回路の出力tの減算、t′の加算を行ない、その減加算
信号(T−t+t’)を撮影可能時間表示計に出力する
演算器を含む第三の演算回路とからなるX線映画撮影装
置の連続撮影時間表示装置にかかるものである。
以下図面によって、この発明の一実施例を詳説する。
第3図はこの発明のX線映画撮影装置の連続撮影時間表
示装置の構成を示す図で、1は電圧調整用単巻変圧器、
1′はX線管電圧KV、設定器、2は高電圧変圧器、3
は高電圧整流装置で平滑コンデンサを含む、4はグリッ
ド制御式3極X線管、5は映画カメラ、6はグリッド制
御回路でパルス幅設定器によって放射X線のパルス幅m
Sを設定される。
8は撮影速度すなわち毎秒当りのパルス数fpsを設定
するパルス数設定器、9ばX線管電流制御装置内の管電
流mA設定器、10は高圧変圧器2の一次側に挿入され
管電圧KV、に比例した電圧V。
を表示装置11(一点鎖線枠内)の回路に与える変圧器
、12は全波整流型ダイオード、13ばその平滑コンデ
ンサ、14,15.16はそれぞれ10〜20のタップ
を有する分圧器で、17は数タップの分圧器である。
14Sは分圧器14の可動接点で、9の管電流mA設定
器に連動するもの、15Sは分圧器15の可動接点で1
のパルス幅mS設定器に連動する。
16Sは分圧器16の可動接点で8のパルス数fps設
定器に連動する。
17Sは分圧器17の可動接点で18の管球熱容量KW
S設定器に連動する。
なお分圧器17の電圧は他の分圧器と独立しく十B)の
バイアス電圧より供給される。
A1 は除算器で入力X吉Yとを除算しX/Yを出力す
るIC増幅器である。
以上がこの発明の一つの要件となる連続撮影可能時間T
を出力する第一の演算回路の構成であり、つづいてこの
回路の作動を説明する。
上記の変圧器10の出力電圧V。
はX線管電圧KvPに比例し、これが整流されて14,
15,160各分圧器で直列に分圧され、最後の分圧器
接点16Sに出力される。
電圧v1ばK Vp Xm A X m S Xfps
の相乗積となる。
これは前述のとおり、撮影前に設定される管電圧KvP
、管電流mA、パルス幅mS、パルス数7秒fpsの4
条件に比例しだものであり、X線管の設定撮影条件での
管球熱負荷KWを示すものとなり、これが除算器A1
のX端子に入力される。
一方管球熱容量設定器18が設定する管球最大熱容量K
WSに比例しだ直流電圧がV2 として除算器A1
のX端子に入力する。
故に除算器A1 の出力V3はV2/V1 であり、つ
ぎの(1)式の関係で上記の撮影条件で連続撮影可能時
間Tに比例した電圧となり、これが上記第一の演算回路
の機能である。
KWS/ (KVP−mA −mS−fps ) −T
(sec)・・・(1) なお、上記管球熱容量設定器18の機能は前述の管球最
大熱容量KWS比例の電圧を入力する以外に、従来図表
によって計算していた撮影回数による分割熱容量(たと
えば前述の3分割の47KWS )を撮影開始に先立っ
て、X端子に人力し、上記(1)式の除算によって1回
当りの連続撮影可能時間T8secを後述の表示計で表
示させ、これを予定時間として術者が記録し、かつX線
装置のX線曝射タイマ19にセットしたのち17Sの接
点を最高点Nにもどし、撮影を開始するのが有効な使用
手順である。
つぎに前述した第二の演算回路の構成と作動を説明する
撮影開始と同時にX線装置内のX線曝射タイマ19の曝
射スイッチ19′に連動し、曝射時(閉)となるスイッ
チ20.21によってコンデンサC2に電圧v5=R3
・v1/(R2+R3)が充電保持され、同時にコンデ
ンサC3には充電電圧V4キV1・t /R1・C3が
発生する。
この式のtは上記Tが示す連続撮影時間が例えば30s
ecとし、これを診断手段として3回に分割して休止を
含めて撮影する場合の初回分10secというようにT
を所望撮影回数で除した時間である。
上記V5 とV4が除算器A2のX、 X端子に入力す
れば、Y/Xの除算結果をV6として出力する。
この■6の出力電圧はっぎの(2)式となり、v6=V
4/V5−(R2+R3)t/R1R3・C3・・・・
・・・・・(2) ここで、抵抗R1,R2,R3およびコンデンサC3の
抵抗値および容量を適切に選定することによって回路定
数を(R2+R3)/R1・R3・C3=1としである
ので(3)式が成立する。
V6−t(sec)・・・・・・・・・(3)これが初
回連続撮影実施時間t1 に比例した電圧として、つぎ
の第三の演算回路に入力する。
この第二の演算回路は上記各素子以外にv4の充電電圧
を管球固有の冷却特性に近似した放電特性を持つ回路、
すなわち抵抗R4,NPN形トランジスタ24、可変抵
抗器R5およびバイアス電圧(十B)を含めこの発明の
今一つの要件である第二の演算回路を構成している。
この放電特性については後述するとし、第三の演算回路
の説明に入る。
抵抗R6を通し、減算器A3の(ト)端子に入力する除
算器A1 の出力V3 と、抵抗R8を通し、A3のに
)端子に入力する除算器A2の出力V6 との差電圧V
7が減算器A3の出力となる。
ここでこの回路の抵抗をR,=R7=R8=R9とすべ
て等しくしであるので(4)式の関係となる。
V7 ”=V3V6 =T−t、 (sec)
・・・・・(4)すなわち、初回の撮影実施が終った時
点では減算器A3の出力V7ば(1賦の連続撮影可能時
間(たとえば30 sec )から(3)式のt、すな
わち初回連続撮影実施時間t1 を差引いた残余の可能
時間(T−11)に比例する電圧となる。
この電圧V7をダイオード25を通し、26の指示計に
て表示する。
このことは(4)式のV6 が零である撮影開始前にお
いてはV7 =V3 =T (sec )を指示し、撮
影開始によって連続的に変化して(T−tl )になる
ことを意味している。
以上が第3の演算回路の作動である。
つぎに初回L1 の撮影が終るとX線装置と連動するス
イッチ20.20が開き、23が閉じるため、コンデン
サC3の電荷は抵抗R4とトランジスタ24のコレクタ
を通じて放電される。
このR4の抵抗値を人きぐしてC3,R4の時定数を管
球固有の放熱時定数の数倍〜]O倍位に設定し、かつト
ランジスタ24のコレクタ電流■。
をR6で調整することによって、第4図に示すように管
球固有の冷却特性Cに近似の放電特性を得るように構成
しである。
第4図の横軸は管球冷却時間t′min 、縦軸はC3
の端子電圧V4で特性曲線Cは管球固有の冷却特性で初
期値(t’−o)では前述の最大陽極蓄積熱容量KWS
maxでたとえば10m1nで完全に冷却することを示
し、このC曲線に放電特性を近似させるため、トランジ
スタ24のコレクタ電流■。
をR5で調整し、△VC=I。
t′/C3すなわち時間とともに電圧降下△v4が大き
くなるA特性(一点鎖線)を与えるとともに上記高抵抗
R4とC3との時定数によりB特性(点線)の減少電圧
Δv4 ■、、ε−□C3・R□ を得、△Vc+△v4−△Vとしv4の電圧降下曲線を
C特性としたものである。
ここで撮影休止時の除算器A2の出力をV′6 とし
、今簡単のために上記人力V4の変化電圧△Vキ△vc
すると、盾は(5)式となる。
V’、 =V/V5=V4/V5−(Io/C3゜V5
) t/−t−((R2+R3) IC/R3。
CS )・t′/V1 ・
・・・・・(5)ここで(R2+R3)■C/R3,C
3−にとすると、(5)式は(6)式となる。
V’、 = t −(K/V1) t’
・・・−・(6)すなわち、除算器A2の撮影休止時の
出力部は撮影実施時間tから設定撮影条件に逆比例する
勾配(第4図A特性)(正しくはC+f性)で減少変化
する時間(K/V1)t’を減算したものとなる。
この出力V′6が減算器A3 に入力し、v3 との
差電圧V’7 (d、表示計26に表示されるとき残時
間を増加して表示することとなる。
第5図にて表示計の指示の一例を示す。
a点は撮影開始前のT(30sec)b点は初回撮影終
了時の(T−tl )(20sec)、a点は休止時間
t’(10sec )後若干指示値が上昇(22sec
L d点は第2回撮影が設定条件を変更しtを15se
cとしだ後の指示(7secle点は、何等の都合でt
’1分間休止したので指示が約15secに回復した点
、次に10secの撮影をし、f点(5sec )わず
かに休止、g点(6sec )残余時間6 secを撮
影しh点で全撮影を終了する。
これがこの発明の装置の効果を証明しているものといえ
る。
この発明は以上のように構成されているので、撮影前に
表示装置の管球熱容量設定器に予定の撮影回数(1回き
りか数回連続かの回数)を設定し、任意の撮影条件すな
わち管電圧・管電流・パルス幅時間・毎秒当りのパルス
数の4条件をX線装置本体側の各設定器で設定すれば、
即座にその設定条件での1回当りの連続撮影時間が表示
装置の指示計で直読でき、その時間をX線装置のX線曝
射タイマにセットし、上記管球熱容量設定器を最大値に
もどすと指示計は、撮影可能の全時間を指示するもので
ある。
以後期間不定の休止をはさんで行なう数回の連続撮影中
および上記休止期間中、常に撮影可能残時間を自動的に
指示しつづけるので、撮影条件を被検体部位に最適に変
化させて行なう数回の撮影が管球の負荷状態を最大限に
利用して行え、日常作業でのX線映画撮影装置の使用を
容易にし、作業能率の向上、診断の高度化につながる有
効な装置を提供しえたものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はX線管の短時間連続定格図の一例、第2図は映
画撮影用露出係数図、第3図はこの発明の実施例のX線
映画撮影装置の連続撮影時間表示装置の構成を示すブロ
ック図、第4図は撮影休止時管球の冷却に近似の放電特
性回路の説明図、第5図は実施例装置の表示計の指示の
一例を示す図である。 E・・・・・・露出係数、1・・・・・・電圧調整用単
巻変圧器、1′・・・・・・管電圧設定器、2・・・・
・・高電圧変圧器、4・・・・・・グリッド制御式3極
X線管、10・・・・・・管電圧用変圧器、11・・・
・・・連続撮影時間表示装置、12・・・・・・ダイオ
ード、13・・・・・・平滑コンデンサ、14・・・・
・・管電流設定値分圧器、15・・・・・・パルス幅設
定値分圧器、16・・・・・・パルス数設定値分圧器、
17・・・・・・管球熱容量設定値分圧器、十B・・・
・・・バイアス電圧、19′・・・・・・X線曝射スイ
ッチ、20,21・・・・・・撮影時ONのスイッチ(
19′と連動)、23・・・・・・撮影休止時ONのス
イッチ(19′と連動)、24・・・・・・NPN形ト
ランジスタ、25・・・・・・ダイオード、26・・・
・・・撮影可能時間表示計、t′・・・・・・管球冷却
時間(休止時間)、第4図A特性・・・・・・コレクタ
電流による放電特性、第4図C特性・・・・・・R4C
5の時定数による電圧降下特性、第4図C特性・・・・
・・管球固有の冷却特性および回路放電特性。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被写体を透過したパルス状X線情報を映画カメラで
    撮影するXi映画撮影装置v(おいて、X線管に所望の
    パルスX線を放射させるために設定する管電圧・管電流
    ・パルス幅時間・毎秒当りのパルス数の相乗積に比例し
    だ熱負荷信号を発生させる二連の分圧器と、X線管固有
    の陽極蓄積許容熱容量に比例した熱容量信号を発生させ
    る分圧器と、この熱容量信号を前記熱負荷信号で除算し
    、前記設定条件に対応する連続撮影可能時間に比例する
    時間信号を出力するようにした第一の演算回路と、前記
    設定条件で撮影を実施または休止することでX線管に発
    生する実熱容量または放熱容量に比例する実熱容量信号
    または放熱容量信号を前記熱負荷信号で除算し、撮影実
    施または体IL時間に比例する時間信号を出力するよう
    にした第二の演算回路と、 前記第一の演算回路の出力から第二の演算回路の出力を
    減算し、この減算した時間信号を表示するようにした第
    三の演算回路と、 からなるX線映画撮影装置の連続撮影時間表示装置。
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