[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Röntgenaufnahmen mit einer
Röntgendiagnostikeinrichtung, wobei zwischen Aufnahmeobjekt bzw. Streustrahlenraster
und einem Röntgenbildaufzeichnungssystem, z.B. einer Filmkassette, ein röntgenschattenfreier
Strahlungsdetektor, z.B. eine Ionisationskammer mit Meßfeldern, einer Dosismeßeinrichtung
angeordnet und ein Steuerfunktionen aus- übendes Mikroprozessorsystem vorgesehen ist.
[0002] Zur Anfertigung von Röntgenaufnahmen der unterschiedlichsten menschlichen Organe
mit einer Röntgendiagnostikeinrichtung sind verschiedene Einstelltechniken bekannt
geworden.
[0003] Bei der freien Einstelltechnik werden z.B. die bildgebenden Parameter Röntgenröhrenspannung
(kV) und Milliampere-Sekunden-Produkt (mAs) oder Röntgenröhrenspannung (kV) und Röntgenröhrenstrom
(mA) sowie die Belichtungszeit (s) an hierfür vorgesehenen Einstellorganen am Bedienteil
des Röntgengenerators auf der Grundlage von empirisch ermittelten Belichtungstabellen
vor Beginn der Röntgenaufnahme eingestellt. Bei Anwendung eines Röntgenbelichtungsautomaten
wird vor Aufnahmebeginn am Röntgengenerator die Röntgenröhrenspannung (kV) als bildgebender
Parameter gewählt und am Röntgenbelichtungsautomaten in Abhängigkeit von der Empfindlichkeit
des Aufnahmematerials die gewünschte Schwärzung eingestellt sowie gegebenenfalls ein
bestimmtes Meßfeld oder eine Meßfeldkombination einer als Strahlungsdetektor verwendeten
Ionisationskammer gewählt. Auch hier erfolgt die Wahl des kV-Wertes mit Hilfe von
Belichtungstabellen, in denen den jeweils zu untersuchenden Organen bezogen auf einen
Normalpatienten entsprechende Werte zugeordnet sind. Bei der programmierten Aufnahmetechnik
sind die bildgebenden Parameter wie kV-Werte, mAs-Produkt, Schwärzung und Meßfeld
oder Meßfeldkombination in einer Organ- bzw. Organgruppenzuordnung bereits programmiert
und gespeichert, so daß diese Parameter durch die Betätigung jeweils nur einer, entsprechend
einem Organ oder einer Organgruppe zugeordneten Taste im Röntgengenerator und im Belichtungsautomaten
automatisch eingestellt werden. Um eine gleichbleibend gute Röntgenaufnahmequalität
bei der programmierten Aufnahmetechnik anzustreben, ist es bekannt, neben den vielen
bei dieser Einstelltechnik notwendigen Organ- bzw. Organgruppentasten weitere Tasten
anzuordnen, bei deren Betätigung eine Korrek--tur der bildgebenden Parameter entsprechend
der Patientendicke, die vom Röntgenologen eingeschätzt werden muß, vorgenommen wird.
[0004] Während die freie Einstelltechnik umfangreiche Erfahrungen bei der Parameterwahl
am Röntgengenerator und am Belichtungsautomaten erfordert, um zu optimalen Röntgenaufnahmen
zu gelangen und eine Reihe von Einstellungen an entsprechenden Einstellorganen von
Hand vorzunehmen sind, erfordert die programmierte Aufnahmetechnik bei mit Organ-
bzw. Organgruppensowie Objektanpassungstasten ausgestatteten Röntgengeneratoren bzw.
deren Fernbedienteilen einerseits aufgrund der Vielzahl der vorhandenen Bedientasten
einen verhältnismäßig großen Beachtungsaufwand, um Fehlbedienungen zu vermeiden und
andererseits muß eine Beurteilung des zu untersuchenden Patienten erfolgen, um die
an Durchschnittswerten orientierten programmierten Parameter für die einzelnen Organe
bzw. Organgruppen der jeweiligen Patientenkonstitution anzupassen. Bei dieser Beurteilung,
die im starken Maße subjektiven Einflüssen unterliegt, findet im wesentlichen nur
die Patientendicke, nicht aber die individuell verschiedene Strahlentransparenz Berücksichtigung.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist ein Verfahren zur Optimierung von Röntgenaufnahmen
mit Hilfe einer Röntgendiagnostikanlage mit Röntgenbelichtungsautomaten bekannt, wobei
die Röntgendiagnostikanlage mit einem Bediengerät zur Einstellung der bildgebenden
Parameter in freier Einstelltechnik oder programmierter Aufnahmetechnik sowie einem
Mikroprozessorsystem, welches Steuerfunktionen und die Röntgenröhrenüberwachung ausübt,
ausgestattet ist (DD-PS 143 692), Bei diesem Verfahren wird im Strahlengang der Röntgendiagnostikanlage
direkt am Ort des Röntgenbildaufzeichnungssystems oder unmittelbar dahinter eine Meßeinrichtung
angeordnet, die während einer Teststrahlung unmittelbar vor der eingentlichen Röntgenaufnahme
die Röntgenstrahlung indirekt mißt. Zur Teststrahlung werden hierbei diejenigen bildgebenden
Parameter gewählt, mit der das zu untersuchende Organ eines Normalpatienten aufgenommen
wird. Die Empfindlichkeit des Röntgenbelichtungsautomaten muß jedoch um eine Größenordnung
erhöht werden, um die zusätzliche Strahlenbelastung, welcher der Patient ausgesetzt
ist, möglichst gering zu halten. Am Ende der Teststrahlung stellt die Meßeinrichtung
ein Signal zur Verfügung, welches zur Korrektur der Schwä zungsvorwahl des Röntgenbelichtungsautomaten
benutzt wird, so daß die sich anschließende Röntgenaufnahme mit der optimalen Schwärzungseinstellung
durchgeführt werden kann, Durch dieses Verfahren erübrigen sich Einstellorgane zur
Objektanpassung am Bediengerät,
[0005] Des weiteren ist ein Verfahren zur Herstellung von Röntgenaufnahmen mit freier oder
mit programmierter Aufnahmetechnik, Mikroprozessorsystem und mit röntgenschattenfreier
Ionisationskammer mit Meßfeldern, angeordnet zwischen Patient bzw. Streustrahlungsraster
und Röntgenbildaufzeichnungssystem, bekannt, bei dem der Strahlungsdetektor eines
Röntgenbelichtungsautomaten zur Ermittlung der patientenspezifischen Eigenschaften
des zu untersuchenden Organs benutzt und der eigentlichen Röntgenaufnahme eine durch
einen Zeitschalter gesteuerte Teststrahlung vorangestellt wird, wobei die im Mikroprozessorsystem
gespeicherten bildgebenden Parameter für Normalpatienten nach der Teststrahlung patientenspezifisch
korrigiert werden und die Röntgenaufnahme anschliessend mit den korrigierten Parametern
durchgeführt wird (DD-PS 144 345). Die Einstellung der bildgebenden Parameter für
einen Normalpatienten, z.B. durch Betätigung der Organgruppentaste, erfolgt dabei
vor der Röntgenaufnahme und vor der Teststrahlung.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Röntgenaufnahmen
der unterschiedlichsten menschlichen Organe mit einer Röntgendiagnostikeinrichtung,
die mit einem zwischen Aufnahmeobjekt bzw. Streustrahlenraster und Röntgenbildaufzeichnungssystem
angeordneten röntgenschattenfreien Strahlungsdetektor einer Dosismeßeinrichtung sowie
einem Steuerfunktionen ausübenden Mikroprozessorsystem ausgerüstet ist, anzugeben,
bei der einerseits die Anfertigung von optimalen Röntgenaufnahmen gewährleistet ist,
d.h. die bildgebenden Parameter den spezifischen Eigenschaften des jeweils zu untersuchenden
Patienten angepaßt sind und andererseits der Beachtungsaufwand bei der Einstellung
bildgebender Parameter vor Auslösung der Röntgenaufnahme minimiert sowie der Patient
möglichst keiner zusätzlichen Strahlenbelastung ausgesetzt ist.
[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach erfolgter Vorwahl des
relativen Härtewertes, d.h. des gewünschten Bildcharakters und gegebenenfalls der
Aufnahmefeldgröße des Meßfeldes bzw. der Meßfeldkombination sowie der Film- und Folienempfindlichkeit
an hierfür am Röntgengenerator bzw. entsprechenden Bedienteilen vorgesehenen Einstellorganen
mit Auslösung der Röntgenaufnahme zunächst zur Ermittlung der Objekttransparenz die
Röntgenaufnahme bis zum Erreichen einer vorprogrammierten Dosis mit einer vorprogrammierten
konstanten Röhrenspannung und einem vorprogrammierten, konstanten Röhrenstrom geschaltet
wird und eine der gemessenen Zeit, die bis zum Erreichen dieser Dosis verflossenist,
proportionale Größe dem Mikroprozessorsystem zugeführt wird, in dem dieser Größe in
Abhängigkeit von dem vor Aufnahmeauslösung vorgewählten Einstellgrößen und dem Fokus-Film-Abstand
zugeordnete, gespeicherte Werte für die Röhrenspannung, das mAs-Produkt und die Schwärzung
aktiviert werden und anschließend der Fortgang der Röntgenaufnahme bis zu deren Beendigung
durch Beeinflussung entsprechender Stellglieder mit diesen Werten für die Röhrenspannung
und das mAs-Produkt sowie die Schwärzung erfolgt. Der durch die Erfindung erreichte
Vorteil ist vor allem darin zu sehen, daß die Zahl der Bedienelemente, bzw. Einstellorgane
am Röntgengenerator bzw. an den Fernbedienteilen drastisch reduziert wird, da nur
noch der relative Härtewert, d.h. der gewünschte Bildcharakter und gegebenenfalls
die Aufnahmefeldgröße, das Meßfeld oder eine Meßfeldkombination sowie die Film- und
Folienempfindlichkeit nicht aber die Röhrenspannung und das mAs-Produkt vorzuwählen
sind, also gegenüber der herkömmlichen programmierten Aufnahmetechnik neben den Objektanpassungstasten
auch die Organ- bzw. Organgruppentasten entfallen.
[0008] Als Grundlage zur Ermittlung der im Mikroprozessorsystem zu speichernden Parameter
wird der bei der Einstelltechnik nach sogenannten Röntgonlichtwerten bekannte funktionelle
Zusammenhang von Röhrenspannung und mAs-Produkt für unterschiedliche Objektdicken
bzw. Objekttransparenzen bei einem bestimmten relativen Härtwert genutzt (H. Beger,
TuR-Röntgengeneratoren mit der Einstelltechnik nach Röntgenlichtwerten, Medizintechnik,
H. 5, 1966).
[0009] Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß
zur Ermittlung der Objekttransparenz während dieser ersten Aufnahmephase selbsttätig
die programmierte Röhrenspannung auf einen höheren programmierten Wert und gegebenenfalls
gleichzeitig die programmierte Dosis auf einen niedrigeren, programmierten Wert umgeschaltet
wird, falls die gemessene Dosis nach einer vorgegebenen Grenzzeit niedriger als ein
dieser Grenzzeit zugeordneter, gleichfalls programmierter Dosiswert ist. Selbstverständlich
ist es auch denkbar, anstelle der Röhrenspannung den Röhrenstrom oder beide Größen
zu erhöhen. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Zeitdauer der ersten Aufnahmephase,
in welcher die Objekttransparenz ermittelt wird, klein im Verhältnis zur Zeitdauer
der zweiten Aufnahmephase mit den optimierten bildgebenden Parametern kV, mAs bleibt.
[0010] Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles und einer zugehörigen
Zeichnung näher erläutert werden.
[0011] .In der Zeichnung ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung zur Herstellung von Röntgenaufnahmen
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren schematisch dargestellt.
[0012] Die Röntgendiagnostikeinrichtung besteht aus einem Röntgengenerator 1, einem Anwendungsgerät
2 mit einem Röntgenstrahler 3 und einem Röntgenbildaufzeichnungssystem 4, einer Dosismeßeinrichtung
5 mit einer internen Einrichtung zur Zeitmessung und Ausgabe zeitspezifischer Signale,
einem Bediengerät 6 sowie einem Mikroprozessorsystem 7 mit peripheren Digital-/Analog-Wandlern
und Eingabe-/Ausgabe-Einheiten. Zur Speisung der Röntgendiagnostikeinrichtung dient
ein Drehstromnetz 8. Im Strahlengang zwischen dem Röntgenstrahler 3 mit der Röntgenröhre
und dem Röntgenbildaufzeichnungssystem 4, im Bsp, eine Filmkassette mit einer Film-Verstärkerfolien-Kombination,
befinden sich ein Strahlenfilter 9, eine Blende 10, ein z.B. auf einem Lagerungstisch
fixierter Patient 11, erforderlichenfalls ein Streustrahlenraster 12 sowie eine Ionisationskammer
als Strahlendetektor 13.
[0013] In Vorbereitung der Röntgenaufnahme wird am Bediengerät 6 eine von z.B. drei Tasten
entsprechend dem gewählten Bildcharakter (weich, normal, hart), das heißt dem gewählten
relativen Härtewert H, betätigt. Dadurch erfolgt über eine Leitung 14 die Ansteuerung
der in der Zeichnung nicht im einzelnen dargestellten Stell- und Schaltglieder im
Röntgengenerator 1, derart, daß für eine erste Phase der Röntgenaufnahme eine fest
vorgegebene Röhrenspannung U
T1 und ein fest vorgegebener Röhrenstrom I
T1 eingestellt werden. Gleichzeitig wird über eine Leitung 15 mittels gleichfalls nicht
näher dargestellter Stell- und Schaltglieder in der Dosismoßeinrichtung 5 ein bestimmter
Wert der Empfindlichkeit eingestellt. Außerdem erfolgt über eine Leitung 16, eine
Kodiereinheit 17 und eine Dateneingabe-Einheit 18 die Aktivierung der ROM (PROM)-Bereiche
des Mikroprozessorsystems 7 mit den gespeicherten Programmen zur Gewinnung der Stellgrößen
für die bildgebenden Parameter einer zweiten Aufnahmephase und zwar für die Röhrenspannung
U und das mAs-Produkt Q sowie die Schwärzung S. Mit der Betätigung der Taste zur Wahl
des Bildcharakters werden auch die übrigen zur Vorbereitung einer Röntgenaufnahme
erforderlichen Schalt- und Stellvorgänge, z.B. für den Drehanodenanlauf, in der Röntgendiagnostikeinrichtung
in Gang gesetzt.
[0014] Nachdem auch die Aufnahmefeldgröße A eingestellt wurde, wird die Röntgenaufnahme
durch einen Leistungsschalter 19, der mit Hilfe eines internen Schaltgliedes im Röntgengenerator
1 nach einer bestimmten Verzögerungszeit über eine Leitung 20 eingeschaltet wird,
ausgelöst.
[0015] Wird nun nach Ablauf einer vorgegebenen, mit der in der Dosismeßeinrichtung 5 enthaltenen
Zeitmeßeinrichtung gemessenen Zeitdauer t
Grenz ein gleichfalls vorgegebener und mit Hilfe des röntgenschattenfreien Strahlendetektors
13 gemessener Dosiswert D
Grenz erreicht, so wird die erste Phase der Röntgenaufnahme mit der programmierten Röhrenspannung
U
T1 und dem programmierten Röhrenstrom I
T1 fortgesetzt, Wird schließlich ein weiterer vorgegebener Dosiswert D
Test 1 erreicht, so wird dem Leistungsschalter 19 von der Dosismeßeinrichtung 5 über eine
Leitung 21 ein Signal zugeführt und die erste Phase der Röntgenaufnahme beendet.
[0016] Sollte hingegen nach Ablauf der vorgegebenen Zeit t
Grenz der Dosiswert D
Grenz nicht erreicht werden, was bei weniger transparenten Aufnahmeobjekten der Fall ist,
so erhalten erstens der Leistungsschalter 19 über die Leitung 21 ein Signal zur Unterbrechung
der ersten Aufnahmephase und zweitens das entsprechende Schalt- bzw. Stellglied im
Röntgengenerator 1 über eine Leitung 22 ein Signal zum Umschalten auf eine höhere,
gleichfalls vorprogrammierte Röhrenspannung U
T2. Über eine Leitung 23, die Kodiereinheit 17 und die Dateneingabe-Einheit 18 erfolgt
gleichzeitig die Aktivierung des betreffenden ROM (PROM) - Bereiches im Mikroprozessorsystem
7 zur Gewinnung der Stellgrößen für die bildgebenden Parameter der zweiten Aufnahmephase.
Außerdem wird zu diesem Zeitpunkt mit Hilfe des internen Schalt- bzw. Stellgliedes
in der Dosismeßeinrichtung 5 auf einen vorgegebenen höheren Empfindlichkeitswert umgeschaltet.
Nach Deendigung dieser Vorgänge wird durch erneutes Einschalten des Leistungsschalters
19 infolge eines Signals über die Leitung 20 die erste Phase der Röntgenaufnahme fortgesetzt
und in diesem Fall nach Erreichen eines vorgegebenen, mit der Dosismeßeinrichtung
5 gemessenen Dosiswertes D
T2 beendet.
[0017] In der Dosismeßeinrichtung 5 wird ein der gemessenen Zeit t, welche bis zum Erreichen
des Doiswertes D
1 bzw. bei automatischer Röhrenspannungserhöhung während der ersten Aufnahmephase bis
zum Erreichen des Dosiswertes D
2 vergangen ist, proportionales Signal gebildet und dem Mikroprozessorsystem 7 über
eine Leitung 24 und eine Dateneingabe-Einheit 25 zugeführt. Im Mikroprozessorsystem
7 wird aus diesem Signal und der im ROM (PROM) jeweils fürdie betreffende Röhrenspannung
U
T1 bzw. U
T2 und dem Röhrenstrom I
T der ersten Aufnahmephase zugeordneten, gespeicherten Funktion U = f (t), ein der
Röhrenspannung U für die zweite Aufnahmephase proportionales Signal gebildet, das
vom Mikroprozessorsystem 7 über eine Datenausgabe-Einrichtung 26, einen Digital-Analog-Wandler
27 und über eine Leitung 28 dem Stellglied für die Röhrenspannung U im Röntgengenerator
1 zugeleitet wird. Als Grundlage für die im Mikroprozessorsystem 7 zu speichernden
Funktionen U = f (t) dient der bei der Einstelltechnik nach sogenannten Röntgen-Lichtwerten
bekannte funktionelle Zusammenhang von Röhrenspannung U und mAs-Produkt Q für unterschiedliche
Objektdicken bzw. Objekttransparenzen bei einem bestimmten relativen Härtewert
[0018] H; U
n / Q = konstant. Aus dem vom Anwendungsgerät 2 über eine Leitung 29, einem Analog-/Digital-Wandler
30 und eine Dateneingabe-Einheit 31 dem Mikroprozessorsystem 7 zugeführten, dem Fokus-Film-Abstand
FFA proportionalen Signal und einem dem Mikroprozessorsystem 7 über eine Leitung 32,
einen Analog-/Digital-Wandler 33 und eine Dateneingabe-Einheit 34 zugeleiteten, der
öffnung der Blende 10, d.h. der gewählten Aufnahmefeldgröße A proportionalen Signal
sowie dem bereits im Mikroprozessorsystem 7 für die Röhrenspannung U der zweiten Aufnahmephase
gebildeten Signal wird auf der Grundlage der im Mikroprozessor 7 gespeicherten Funktion
ein der Schwärzung S proportionales Signal gewonnen. Dieses Signal wird schließlich
über eine Datenausgabe-Einheit 35, einen Digital-/Analog-Wandler 36 und eine Leitung
37 einem Stellglied für die Schwärzung S in der Dosismeßeinrichtung 5 zugeführt. Andererseits
wird im Mikroprozessorsystem 7 aus dem ermittelten Wert für die Röhrenspannung U für
die zweite Aufnahmephase mit Hilfe der Beziehung U
n / Q = konstant ein dem mAs-Produkt Q proportionales Signal gebildet. Dieses Signal
wird durch das schwärzungsspezifische Signal korrigiert, wobei ein höherer Schwärzungswert
S ein größeres mAs-Produkt Q zur Folge hat, und über eine Datenausgabe-Einheit 38
und einen Digital-/Analog-Wandlor 39 sowie eine Leitung 40 einem Stellglied für das
mAs-Produkt Q im Röntgengenerator 1 zugeleitet,
[0019] Nach der automatischen Einstellung der im Mikroprozessorsystem 7 ermittelten, optimalen
Werte für die Röhrenspannung U und das mAs-Produkt Q im Röntgengenerator 1 sowie des
Schwärzungswertes S und nach der selbsttätigen Umschaltung auf den ursprünglich eingestellten
Empfindlichkeitswert in der Meßeinrichtung 5, wird über die Leitung 20 der Leistungsschalter
19 wieder eingeschaltet und somit die zweite Phase der Röntgenaufnahme mit den optimierten
bildgebenden Aufnahmeparametern ausgelöst.
[0020] Die aus zwei Phasen bestehende Röntgenaufnahme wird schließlich nach Erreichen der
in der Dosismeßeinrichtung 5 gemessenen, für die Bildaufzeichnung optimalen Dosis
D beendet, nachdem dem Leistungsschalter 19 das Abschaltsignal über die Leitung 21
zugeführt wurde.
1, Verfahren zur Herstellung von Röntgenaufnahmen mit einer Röntgendiagnostikeinrichtung,
wobei zwischen Aufnahmeobjekt bzw. Streustrahlenraster und einem Röntgenbildaufzeichnungssystem,
z.B. einer Filmkassette, ein röntgenschattenfreier Strahlungsdetektor, z,B. eine Ionisationskammer
mit Meßfeldern, einer Dosismeßeinrichtung angeordnet und ein Steuerfunktionen aus-
übendes Mikroprozessorsystem vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß nach erfolgter
Vorwahl des relativen Härtewertes (H) und gegebenenfalls der Aufnahmefeldgröße (A),
des Meßfeldes (M) bzw. einer Meßfeldkombination sowie der Film- und Folienempfindlichkeit
(F) an hierfür am Röntgengenerator bzw. an entsprechenden Bedienteilen (6) vorgesehenen
Einstellorganen mit Auslösung der Röntgenaufnahme zunächst zur Ermittlung der Objekttransparenz
die Röntgenaufnahme bis zum Erreichen einer vorprogrammierten Dosis (DT1) mit einer vorprogrammierten, konstanten Röhrenspannung (UT1) und einem vorprogrammierten, konstanten Röhrenstrom (IT1) geschaltet wird und eine der gemessenen Zeit (t), die bis zum Erreichen dieser Dosis
(DT1) verflossen ist, proportionale Größe dem Mikroprozessorsystem (7) zugeführt wird,
in dem dieser Größe in Abhängigkeit von den vor Aufnahmeauslösung vorgewählten Einstellgrößen
(H; A; M; F) und dem Fokus-Film-Abstand (FFA) zugeordnete, gespeicherte Werte für
die Röhrenspannung (U), das mAs-Produkt (Q) und die Schwärzung (S) aktiviert werden
und daß anschließend der Fortgang der Röntgenaufnahme bis zu deren Beendigung durch
Beeinflussung entsprechender Stellglieder mit diesen Werten für die Röhrenspannung
(U) und das mAs-Produkt (Q) sowie der Schwärzung (S) erfolgt.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der
Objekttransparenz während dieser ersten Aufnahmephase selbsttätig die programmierte
Röhrenspannung (UT1) und/oder der programmierte Röhrenstrom (IT1) auf einen höheren, vorprogrammierten, konstanten Wert (UT2 bzw. IT2) und gegebenenfalls gleichzeitig die programmierte Dosis (DT1) auf einen niedrigeren programmierten Wert (DT2) umgeschaltet werden, falls die gemessene
Dosis (D) nach einer vorgege- benen Grenzzeit (tGrenz) niedriger als ein dieser Grenzzeit (tGrenz) zugeordneter, gleichfalls vorprogram- mierter Dosiswert (DGrenz) ist.