PL155335B1 - Device for automatic control of x-ray pictures carrying out - Google Patents

Description

OPIS PATENTOWY

155 33

Patent dodatkowy do patentu nr Zgłoszono: 37 10 14 /P. 268196/

Pierwszeństwo 86 12 22 Czechosłowacja

Int. Cl.^s H05G 1/46 'GÓ3IB42702

A61B 6/00

URZĄD

PATENTOWY

RP

Zgłoszenie ogłoszono: 88 09 01

Opis patentowy opublikowano: 1992 03 31

Twórca wyralazku Uprawniony z patentu: CHIRANA Vyzkumny Óstav Zdravotnicke Techniky, Brno /Czechosłowacja/

URZĄDZENIE DO AUTOMATYCZNEGO STEROWANIA SPOSOBEM WYKONYWANIA ZDJĘĆ RENTGENOWSKICH

Przedmiotem wyrnalazku jest urządzenie do automatycznego sterowania sposobem wykonywania zdjęć rentgenowskich, które stanowi komplet diagnostyki rentgenowkiej, składający się z kasety, detektora promieniowania z okreslaniem prędkości promieniowania, lampy rentgenowskiej i wieloimpulsowego urządzenia rentgenowskiego.

Dla uproszczenia obsługi urządzenia rentgenowskiego, w szczególności przy ruyynovym sposobie wykonywania zdjęć, są wykorzystywane tak zwane automaty napromieniania, które oceniają dawki promieniowania przechodzące przez pacjenta. Personel obsługujący musi nastawić zadaną wartość napięcia potrzebną do wykonywania zdjęcia, które to napięcie musi być ocenione z góry. Po osiągnięciu nastawionej wartości dawki promieniowania automat kończy wykonywanie zdjęcia.

Doświadczenia kliniczne przy wykorzystywaniu tych automatów nie są dobre. Błędna ocena napięcia promieniowania powoduje albo ekstremalnie długi czas wykonywała zdjęcia o dużej nieostrości przy poruszeniu albo nie zostaje osiągnięte optymalne zaciemnienie zdjęcia,

Przy zdejmowaniu tego samego narządu w dwóch płaszczyznach, na przykład poprzecznie i z boku, jest konieczne w celu osiągnięcia optymalnego zaciemnienia obu zdjęć nastawienie w automacie napromieniania nie tylko różnych napięć lecz również różnych stopni zaciemnienia .

Dalej znane są rozwiązania, w których typowe wrtości parametrów wykonywania zdjęć:

-kV, mAs lub mA i czas dla badania wymiganego rodzaju 1 dla przeciętnego pacjenta są zgromadzone w pamięci urządzenia rentgenowskiego, natomiast w wyniku dokonanego wyboru narządu i stosownie do ustalonej wagi pacjenta zostają skorygowane wymiary narządu i wybrana odległość między ogniskiem lampy rentgenowskiej i kasetą.

155 535

155 335

Jest znanym faktem, że pacjenci, o tej samej wadze, którzy posiadają narząd o takich samych wymiarach, różnią się bardzo znacznie pod względem absorpcji promieniowania odpowiednio do indywidualnych proporcj objętości szkieletu, tkanki miękkiej 1 tłuszczu podskórnego. O>rócz tego obliczenia uwzględniają faktyczny stan promieniowania lampy rentgenowskkej.

Rozwiązanie z całkowicie automatycznym sterowaniem, które uwzględnia faktyczną absorpcję promieniowania przez pacjenta 1 wszystkie oddziaływania podczas całego procesu wykonywania zdjęć, wymaga korzystania z detektora z określeniem prędkoóci napro^ienenia. Urządzenie z takim detektorem, przedstawione np. w czechosłowackim opisie patentowy nr 233963 spełnia postawione wyπmιglnia. Dotyczy to szczególnie przestrzeni badania ze zmiennymi warunkami badania apolitycznego i sposobu wykonywmia zdjęć wybranych narządów, dla przykładu klatki piersiowej i płuc, gdzie są korzystnie wybrane czasy wykonywania zdjęć w normalnym zakresie absorpcji, dające wrtości parametrów wykonywania zdjęć, które dla tych badań są typowe. Przy wykkorystaniu tego urządzenia w szerokim zakresie absorpcji, dla przykładu w przypadku grubych pacjentów, wartości parametrów różnią się bardzo znacznie od zwykle stosowanych wartości. W wyniku tego dochodzi w tych przypadkach do zmiany normlnej struktury stopniowania zaciemnienia zdjęcia, do którego jest przyzwyczajony personel kliniczny w dotychczasowej praktyce.

W urządzeniu według wynalazku wyjście detektora jest połączone rówmoceśnie z wejściem napaęcłO'yym układu całkującego i z wejściem kłmmaratora progowego, którego wyście jest połączone z wejściem czasowm wzπmacnacgl próbkującego. Wejjcie napięciowe wzιmaaniacza próbkującego Jest połączone równocześnie z zaciskiem pomiarowym i z ujściem trzeciego układu nijlinłowjgo. Wyjś^c-e wzmacnacza próbkującego jest połączone z wejściem pierwszego układu niemnonego, wyście pierwszego układu nielinłowego jest połączone z wjściem napięconym pierwszego stopnia łączącego. Wejście blokujące pierwszego stopnia łączącego jest połączone równocześnie z zaciskiem rozpoczęcia wkonywania zdjęcia przez łącznik rozpoczęcia wkonywania zdjęcia i z wejściem zerującym układu całkującego. WyjśCie pierwszego stopnia łączącego Jest połączone z zaciskiem sterowana, wyście układu całkującego Jest połączone z wejściem kommaratłra dawek, a drugie wjście kOImPlrtora dawek Jest połączone z wjściem urządzenia mrooąąego. Wyjjcie komparatora dawek jest połączone z wejściem drugiego stopnia łączącego, w<Jście drugiego stopnia łączącego jest połączone z zaciskiem zakończenia wykonywania zdjęcia, do pierwszego wejścia urządzenia mrożącego jest dołączony zacisk sterowania zaciemnieniem. Do drugiego wejścia urządzenia lmrołącego Jest dołączone trzecie wyście nieliniowości.

W w^ornmiu urządzenia według wralazku wyście wzImιljiacza próbkującego jest dołączone do wejścia drugiego układu nijlinłowgo. WyjśCij drugiego układu nijlinłowegł jest dołączone do pierwszego wejścia komparatora jasności, drugie wejście kłmmaratora jasności jest dołączone do wyścia detektora. WyjśCie kłmmpratora jasności jest połączone z wejściem nαpaęcłowm pierwszego stopnia łączącego.

Urządzenie według wynalazku umooliwia przepraw^zenie w. całym zakresie absorp^^ przy badaniach wszystkich rodzajów, automatycznego sposobu robienia zdjęć przy dotychczas stosowanych wartościach zdjęć.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wkoanania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia s^em^oz^e urządzenie wsdług wynalazku i fig. 2-grafljziie przykład wykorzystywanej zależności mędzy absorpcją promieniowania i wartościami parametrów wkonywania zdjęcia grupy narządów Pi H.

Urządzenie rentgenowskie 5 Jest dołączone zaciskiem zasilania 55 do sieci, dodatnim zaciskiem wśścłowm 56 do anody lampy rentgjnłwokieś 4, ujemnym zaciskiem wśścłowm 57 do katody lampy rjitgjnowokieś 4 i jest wF^sażone w zacisk sterowania 6, zacisk pomiarow

7, zacisk S zakończenia wykonywania zdjęcia i zacisk 9 rozpoczęcia wk°njwnil zdjęcia.

155 335

Wyjście detektora 2 jest równocześnie połączone z wejściem 172 Układu całkującego 17 i z wejściem kommaartora progowego 10, którego wyście jest połączone z wejściem czasowym

111 wzmcnOacza próbkującego 11. Wejjcie napięciowe 112 wzmaniacza próbkującego 11 jest równocześnie połączone z zaciskiem pomiarowym 7 1 wejściem trzeciego układu nielinCowego 22. Wyyjcie wmιαnn.aczc próbkującego 11 Jest połączone z wjściem pierwszego układu nieliniowego 12, którego wyjcie jest połączone z wjściem napięcow*^ 131 pierwszego stopnia łączącego 13. blokowania 132 pierwszego stopnia łączącego 13 jest równicześmLe połączone z zaciskiem 9 rozpoczęcia w^Rywanla zdjęcia, z łącznikiem 16 rozpoczęcia wykonywania zdjęcia i z wejściem zerującym 171 układu całkującego 17. Wyjjcie pierwszego stopnia łączącego 13 jest połączone z zaciskiem sterowania 6. Wyjjcie układu całkującego 17 jest połączone z pierwszym wjściem 181 kompac·atorc 18 dawek, drugie wjście 182 kcmpacatcra 18 dawek jest połączone z wjściem urządzenia m^^o^i^c^ego 21. Wyjjcie kompacatora 18 dawek jest połączone z wejściem drugiego stopnia łączącego 19. Wyjjcie drugiego stopnia łączącego 19 jest połączone z zaciskiem 8 zakończenia wkonywwnia zdjęcia. Do pierwszego wejścia 211 urządzenia mliOącego 21 Jest dołączony zacisk 20 sterowania zaciemnieniem, a do drugiego wejścia 212 urządzenia mιiCącego 21 Jest dołączone wjście trzeciego układu nielinCowego 22. Na fig. 1 jest jeszcze oznaczona linią przerywaną druga postać wkonania urządzenia według wynalazku, w której wyjcie w^imccO-^czc próbkującego 11 jest dołączone do wejścia drugiego układu nielinOowegc 14, którego wjście jest połączone z wejściem 151 kcmpacatorc 15 jasności. Wencie 152 kompacatora 15 Jasności Jest dołączone do wyścia detektora 2 i wyście kommacatora 15 jasności jest połączone z ^.jśc^i^m naa:lęcCwym 131 pierwszego stopnia łączącego 13.

Urządzenie weelług w^lazku pracuje Jak następuje: przez włączenie włącznika 16 rozpoczęcia wkonywnia zdjęcia, więc po zakończeniu przygotowana, dochodzi do warowania układu całkującego 17, dodatnie napięcie wjścia blokowania 132 pierwszego stopnia łączącego 13 zostaje doprowadzone do wjścia pierwszego stopnia łączącego 13 poprzez nie przedstawiony rezystor i do zacisku sterowania 6 i urządzenie rentgenowkie 5 rozpoczyna zwiększanie napięcia lampy rentgeno^^l^i^^j 4. Równ^cenie ze zwiększeniem napięcia lampy rentgenowwkiej 4 rozpoczyna się zwiększać prędkość ncpΓO[menianLc, aż jej wartość U_m po przejściu przez pacjenta 3 wywła na wJściu detektora 2 wbreną wrtość progową sygnału D ' prędkości napromieraania. W tym momennce kommaaator progowy 10 w^syła impuls o długości od kilku y«sek do we^cia czasowego 111 wιmcniacza próbkującego 11, który przeprowadza natychmast mierzoną wairtość napięcia lampy rentgenowskiej Uf z jego wejścia napięciowego

112 na jego wyście i na wjście pierwszego układu iielinCowegc 12.

Przy wkonywwniu zdjęć danej grupy narządów W^rzys^^ w praktyce zależność między absorpcją aromIrniowanLc danej grupy narządów i wartościami parametrów wkonywanLa zdjęcia. Na fig. 2 jest przedstawiony graficznie przykład wkorzystywanej zależności między absorpcją promieniowania i wa-tcściami wkonywnia zdjęcia dla grup narządów P i H. Na osi poziomej jest podane tłumienie promieniowania w skali logarytmicznej, w górnej części jest przedstawiona zależność obciążenia Q przy wkonywwnJu zdjęcia, w skali lcgca·yteic?,irś w dolnej części jest przedstawiony przebieg napięcia U_g przy wykonywaniu zdjęcia. Pierwszy układ nirlinCow 12 tworzy na podstawie wartości pomiarowej iapaęcic Um na jego wyściu sygnał Ug dla sterowana napięciem lampy rritgeicwwkieś, posiadającym wartość odpowiadającą właśnie mierzonej absorpcji promieniowania i danej grupie narządów. Zależność mędzy wartościami. U^ i U_ffl może być przedstawiona w sposób uproszczony:

U

U

gdzie D_g* jest prędkością napromieniania w czasie wykonywania zdjęcia i D_m'jes.t prędkością progową napromieniania.

155 335

W momencie, gdy pomiar napięcia U_m ze wzmacniacza próbkującego 11 jest zakończony i jest ono doprowadzane przez pierwszy układ nielćnoowy 12 do wejścia pierwszego stopnia łączącego 13 jako napięcia Us, pierwszy stopień łączący 13 obniża jego impedancję w^ściową i doprowadza jego napięcie wejściowe Ug do jego wJścia i do zacisku sterowania 6. Odtąd urządzenie rentgenowskie 5 zwiększa napięcie lampy rentgenowkiej 4 Jedynie do wartości

Us'’ ,

Prędkość D_s' napromieniania potrzebną do w^onanla zdjęcia określa się z zależności

D.

gdzie D jest dawką promeniowania potrzebną dla wyimganego zaciemnienia zdjęcia i ΐθ czasem wykonywanLa zdjęcia.

Gdy dla danego napięcia Ug w lampie rentgenowskiej 4 przepływa prąd I, w celu spełnienia wymgań, dla danej wrtości obciążenia Q jest potrzebny czas wykonywania zdjęcia

D_

D„ stąd D

D„

Potrzebny przebieg prądu I można uzyskać przez wybór zakresu sterowania prądem I lampy rentgenowskiej 4 w zależności od napięcia Ug. Dla niektórych przypadków może być korzystne pośrednie nastawienie capięcia Ug, za pomocą elementów zakreskowanych na fig· 1. W tym przypadku zmierzone Un z wyjścia ^mai^n^cza próbkującego 11 jest doprowadzane do wejścia drugiego układu nielCniowngo 14, którego wyjście daje sygnał wymaanej wrtości prędkości Dg' napromieniania w czasie wykonywania zdjęcia, dla której to prędkości jest ważna uproszczona zależność:

Wyjście drugiego układu niemnoowego 14 jest doprowadzone do pierwszego wejścia 151 komppratora 15 jasności, na którego wceście 152 jest doprowadzana istotna wrtość prędkości napromieniania z detektora 2, co zachodzi po przeprowadzeniu sygnału ujściowego komparatora 15 jasności poprzez pierwszy stopień łączący 13 do zacisku sterowania 6 w celu zamknięcia obwodu sprzężenia zwrotnego sterowania. Kommicrtor 15 jasności zwiększa dla lampy rentgenowskiej 4 do wartości Ug, gdy wyjście drugiego układu nieJLuiiw^e^go 14 jest właśnie zgodne z właściwą wirtością prędkości napromienńania, tj. Dg' i znowu są ważne poprzednie zależności.

Wrćiz z rozpoczęciem się sygnału prędkości napromieniania układ całkujący 17 zaczyna całkować dawki promieniowi nia. Zwóększające się napięcie na wejściu układu całkującego 17 jest doprowadzane do pierwszego wejścia 181 18 dawek i porównane z sygnałem U_d w'maaii^,i dawki z drugiego wOŚcia 182, która to dawka jest dana za pomocą iloczynu

Ud = U_dp * V_e gdzie U_d jest sygnałem zaciemnienia filmu na zacisku sterowania 20 zaciemnieniem i na wejś ciu 211 urządzenia mżącego 21 i jest względną skutecznością spektralną wykorzystywa nej folii ozlmcnCaCącej fUmu, przy czym film w kasecie 1 jest pod napięciem Ug.

gdzie D_s jest dawką promieniowania, która jest potrzebna dla osiągnięcia wynaganego zaciem155 335 nienia przy napięciu U_g i D_g0 Jest dawką promieniowania potrzebną dla osiągnięcia tego samego zaciemnienia przy napięciu 80 kV.

Sygnał Up = Up’ ^?_s przechodzi przez urządzenie mnożące 21, do którego pierwszego wejścia 211 zostaje doprowadzony sygnał U^ z zacisku 20, do drugiego wejścia 212 sygnał war tości , który zostaje utworzony przez trzeci układ nieliniowy 22 w zależności od wartości Ug. Urządzenna według wynalazku umoożiwia to, że automatyczny sposób wykonywa nia zdjęć jest przeprowadzany w całym zakresie absorpcji promieniowania przez pacjenta przy tabelarycznych wrtościach zdjęć, przy uwzględnieniu faktycznych wartości absorpcji, włącznie z uwzlędnieniem faktycznych wartości wiązki promieniowania lampy rentgenowskiej 4. Urzą dzenie nie wymiga żadnej korekcji ze względu na wagę pacjenta, na wymary zdejmowanych narządów i na odległość lampy rentgenowskiej od ki sety.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do autom tycznego sterowania sposobem zdjęć rentgenowskich, zawierające kasetę, detektor z określaniem prędkości proreeniozanOa’ lampę rentgenowską i wieloimpulsoze urządzenie rentgenowskie, którego zacisk zasilania jest dołączony do sieci, dodatni zacisk wyjściowry do anody lampy tentgenozzkiej, ujemny zacisk wejściowy do katody lampy rentgeno wkiej, znamienne tym, że wjście detektora /2/ jest połączone równocześnie z wejściem ^pięcowym lYjZl układu całkującego /17/ i z wejściem kompilatora progowego /10/, którego wyście jest połączone z wejściem czasowym /lll/ wzmcrnacza próbkującego /ll/, wjście napięciowe /112/ wzleιanOaczc próbkującego /11/ jest połączone równocześnie z zaciskiem pomiarów® /7/ i z wejściem trzeciego układu oielinOzwgi /22/, wyście zzra<cnOaczc próbkującego /11/ jest połączone z wejściem pierwszego układu oielOnizwgi /12/, Wjście pierwszego układu niemnowitego /12/ jest połączone z wejściem napię(jowym /131/ pierwszego stopnia łączącego /13/, wejście blokujące /132/ pierwszego stopnia łączącego /13/ jest połączone równoceśnie z zaciskiem /9/ rozpoczęcia wkonywnia zdjęcia przez łącznik /16/ rozpoczęcia wkonywnia zdjęcia i z wejściem zerującym /171/ układu całkującego /17/, Wiście pierwszego stopnia łączącego /13/ Jest połączone z zaciskiem sterowania /6/, wjście układu całkującego lYll jest połączone z pierwszym wjściem /181/ kimmicatora /18/ dawek, drugie /182/ ^ι^ι^ζοη /18/ dawek jest połączone z wjściem urządzenia mnożącego /21/, wjście komparatora /18/ dawek jest połączone z wjściem drugiego stopnia łączącego /19/, Wiście drugiego stopnia łączącego /19/ Jest połączone z zaciskiem /8/ zakończenia wkonywwnia zdjęcia, do pierwszego wejścia /211/ urządzenia mnoiącego /21/ jest dołączony zacisk sterowania /20/ zaciemnieniem i do drugiego wejścia /212/ urządzenia mloiącego /21/ jest dołączone wyście trzeciego układu nielOliizwgo /22/.
2. 2. Urządzenie wdług zastrz. 1, znamienne tym, że wyście zz®aaniccza próbkującego /ll/ Jest dołączone do wejścia drugiego układu nieliniowego /14/, wyście drugiego układu oiel0n0zwgo /14/ Jest dołączone do pierwszego wejścia /151/ komparatora /15/ jasności, drugie wejście /152,/ kimIPCttorc /15/ jasności jest dołączone do wjścia detektora /2/ i wyście ^ι^ϋηζοπ /15/ jasności jest połączone z wejściem oapięcizwm /131/ pierwszego stopnia łączącego /13/.

   155 335

   F!6.\

   155 335

   F/G.2

   Lej Q

   155 335

   Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz. Cena 3000 zł