SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE ALTA TENSIÓN PARA UN EQUIPO DE RAYOS X.

Sistema de alimentación de alta tensión (11, 13, 23) para un equipo de rayos X con un tubo de rayos X (15) y un generador de rayos X (1) para generar la alta tensión necesaria para el funcionamiento del tubo de rayos X (15),

presentando el sistema de alimentación de alta tensión (11, 13, 23) una línea (11, 13) eléctricamente conductora para conectar el generador de rayos X (1) con el tubo de rayos X (15), presentando la línea (11, 13) un extremo por el que puede conectarse con el generador de rayos X (1) y otro extremo por el que puede conectarse con el tubo de rayos X (15), estando unido al menos un extremo de la línea (11, 13) con una resistencia eléctrica de cierre (39), que está dispuesta entre la línea (11, 13) y el generador de rayos X (1) o entre la línea (11, 13) y el tubo de rayos X (15), pudiendo conectarse mediante el sistema de alimentación de alta tensión (11, 13, 23) un cátodo (19) del tubo de rayos X (15) con un transformador (21) para generar una corriente de caldeo para el cátodo (19), caracterizado porque en cada línea eléctrica para conectar el transformador para la corriente de caldeo (21) y el cátodo (19) está dispuesta una inductividad de filtrado (40), en particular del orden de magnitud de 50 &956;H, en conexión serie, porque con el extremo de la línea (13) que puede unirse con el cátodo (19) está unida una resistencia de cierre (39) en conexión serie para la unión del generador de rayos X (1) y el cátodo (15), porque con esta línea (13) puede conectarse también el transformador para la corriente de caldeo (21) y porque cada una de las citadas inductividades de filtrado (40) está dispuesta en paralelo a la resistencia de cierre (39)

La invención se refiere a un sistema de alimentación de alta tensión para un equipo de rayos X, compuesto esencialmente por líneas eléctricas colocadas entre un circuito de alta tensión y un tubo de rayos X del equipo de rayos X.

Los tubos de rayos X están constituidos como tubos de alto vacío. Mediante el alto vacío se evitan por principio descargas entre el cátodo y el ánodo del tubo de rayos X al aplicar la tensión de los rayos X, que se mueve en la gama de los kilovoltios. No obstante, son inevitables pequeñas cantidades de gases residuales que impurifican el alto vacío. Ello es así en particular porque en el curso del funcionamiento de los tubos de rayos X se desprenden componentes de material gaseiformes en el interior del tubo. Los gases residuales pueden ionizarse debido a la tensión de los rayos X Mediante la ionización se llega a una descarga y con ello al cortocircuito dentro del tubo de rayos X.

Las evoluciones en el tiempo de las corrientes de cortocircuito y de los procesos que ello origina para la compensación de cargas en las líneas del sistema de alimentación de alta tensión, presentan en parte pendientes de flanco muy escarpadas, ya que transcurren muy rápidamente. El espectro de perturbación resultante llega por lo tanto hasta la gama superior de los megahercios y tiene una banda muy ancha. Además, originan las corrientes de cortocircuito y de compensación de carga oscilaciones que incluyen sobretensiones, que se extinguen muy lentamente.

Debido a tales señales de perturbación y sobretensiones en el circuito de alta tensión del equipo de rayos X se producen perturbaciones funcionales en los circuitos electrónicos y el equipo de ordenador. A menudo se presentan fallos de los componentes, sobre todo en el

circuito de alta tensión del generador de rayos X. Además de los tiempos de fallo durante el funcionamiento y de costosos daños en el equipo de rayos X, originan las perturbaciones también una elevada carga por radiación en los pacientes a explorar, que han de ser explorados repetidamente debido a los fallos de la instalación.

Por el documento EP 0 497 517 se conoce un equipo de rayos X en el que se prevén respectivas resistencias limitadoras de la tensión eléctrica en cada lado del tubo de rayos X respecto a masa. Pero las citadas resistencias originan pérdidas de potencia en la corriente de caldeo para calentar el cátodo.

Por el documento DE 24 02 125 y el documento JP 54090987 se conocen igualmente equipos de rayos X en los que se prevén componentes limitadores de la tensión, sin tener en cuenta entonces la corriente de caldeo del cátodo.

Es tarea de la invención indicar un equipo de rayos X en el que se atenúen las señales parásitas y las sobretensiones que se presentan debido a cortocircuitos en los tubos de rayos X tan fuertemente que se eviten perturbaciones funcionales en los circuitos electrónicos, así como daños en los componentes dentro del equipo de rayos X y en el que a la vez se mantengan reducidas las pérdidas de potencia de una corriente de caldeo del cátodo.

La invención resuelve esta tarea mediante un equipo de rayos X con las características de la primera reivindicación.

Una idea básica de la invención reside en atenuar las oscilaciones y señales parásitas en el sistema de alimentación de alta tensión del equipo de rayos X, es decir, entre el generador de rayos X y el tubo de rayos X La atenuación se provoca previendo resistencias de cierre en las líneas de alta tensión del sistema de alimentación de alta tensión. La atenuación mediante resistencias de cierre es especialmente económica y fácil de realizar. Un

transformador para la corriente de caldeo se conecta con el tubo de rayos X a través de inductividades de filtrado adicionales, dispuestas en paralelo a la resistencia de cierre del lado del cátodo.

Una configuración ventajosa de la invención resulta cuando las líneas de alta tensión del sistema de alimentación de alta tensión no están dotadas de una resistencia de cierre en ambos extremos, sino solamente en un extremo, es decir, por un lado. Ya una resistencia de cierre por un solo lado puede precisamente provocar una extinción suficientemente rápida de las señales parásitas.

Una variante especialmente ventajosa de esta configuración mejorada resulta disponiendo en cada caso la resistencia de cierre situada en un solo lado en el lado orientado hacia el tubo de rayos X de cada línea de alta tensión. De esta manera puede mantenerse la elevada impedancia de salida del generador de rayos X que ha de mantenerse para el funcionamiento.

En otra configuración ventajosa de la invención, se adapta la impedancia de las resistencias de cierre a la impedancia de la línea correspondiente. Resulta en particular una atenuación suficiente cuando la impedancia de las resistencias de cierre se corresponde con la impedancia de las líneas de alta tensión.

Otras configuraciones mejoradas de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes.

A continuación se describen más en detalle ejemplos de ejecución de la invención en base a figuras. Las figuras muestran: figura 1 la estructura básica del circuito de alta tensión

de un equipo de rayos X según el estado de la

técnica, figura 2 las tensiones relativas en el sistema de

alimentación de alta tensión durante el

funcionamiento del equipo de rayos X,

figura 3 las tensiones relativas en el sistema de alimentación inmediatamente después de presentarse un cortocircuito en el tubo de rayos

figura 6 el circuito de alta tensión de un equipo de rayos X con resistencias de cierre según la invención con inductividades de filtrado para la corriente de caldeo del cátodo,

figura 7 el circuito de alta tensión de un equipo de rayos X con transformador para la corriente de caldeo integrado en el tubo de rayos X,

figura 8 el circuito de alta tensión de un equipo rayos X con capacidades de alisamiento de la alta tensión en las salidas del generador de rayos X,

figura 9 evolución simulada de la tensión en el cátodo de un equipo rayos X según el estado de la técnica, figura 10 evolución simulada de la tensión en el cátodo de un equipo de rayos X según la invención.

En la figura 1 se representa la estructura básica de un circuito de alta tensión de un equipo de rayos X según el estado de la técnica. Dentro del generador de rayos X 1 genera un generador de tensión primaria 3 una tensión primaria, que se retransmite a los transformadores de alta tensión 5 y estos la transforman en una tensión alta suficiente para el funcionamiento del tubo de rayos X. La alta tensión a la salida de los transformadores de alta tensión 5 se retransmite a los componentes 7, en los que se ha indicado un diodo rectificador y una capacidad de alisamiento, que la rectifican y alisan. Los componentes 7 transmiten la alta tensión a las resistencias de atenuación 9 (RD). Las resistencias de atenuación 9 (RD) tienen la

tarea de proteger ampliamente el generador de rayos X 1 frente a sobretensiones y señales parásitas procedentes del

Al generador de rayos X 1 está conectado mediante un sistema de alimentación de alta tensión intercalado el tubo de rayos X 15, estando compuesto el sistema de alimentación de alta tensión esencialmente por una línea de alta tensión anódica coaxial 11 y una línea de alta tensión catódica coaxial 13. La estructura coaxial de las líneas de alta tensión 11 y 13 se indica mediante la representación en el dibujo como caja en lugar de como línea. La línea de alta tensión anódica 11 conecta la salida del generador de rayos X 1 con el ánodo 17 del tubo de rayos X. Análogamente conecta la línea de alta tensión catódica 13 el cátodo 19 del tubo de rayos X 15. El tubo de rayos X 15 puede estar configurado con dos haces, es decir, como tubo bifocal, por lo que el cátodo 19 está representado esquemáticamente con dos filamentos. Ambos filamentos del cátodo 19 son alimentados por el transformador de caldeo 21 con la corriente de caldeo.

Para reducir los problemas originados...

1. Sistema de alimentación de alta tensión (11, 13, 23) para un equipo de rayos X con un tubo de rayos X (15) y un generador de rayos X (1) para generar la alta tensión necesaria para el funcionamiento del tubo de rayos X (15), presentando el sistema de alimentación de alta tensión (11, 13, 23) una línea (11, 13) eléctricamente conductora para conectar el generador de rayos X (1) con el tubo de rayos X (15), presentando la línea (11, 13) un extremo por el que puede conectarse con el generador de rayos X (1) y otro extremo por el que puede conectarse con el tubo de rayos X (15), estando unido al menos un extremo de la línea (11, 13) con una resistencia eléctrica de cierre (39), que está dispuesta entre la línea (11, 13) y el generador de rayos X (1) o entre la línea (11, 13) y el tubo de rayos X (15), pudiendo conectarse mediante el sistema de alimentación de alta tensión (11, 13, 23) un cátodo (19) del tubo de rayos X (15) con un transformador (21) para generar una corriente de caldeo para el cátodo (19), caracterizado porque en cada línea eléctrica para conectar el transformador para la corriente de caldeo

(21) y el cátodo (19) está dispuesta una inductividad de filtrado (40), en particular del orden de magnitud de 50 μH, en conexión serie, porque con el extremo de la línea

(13) que puede unirse con el cátodo (19) está unida una resistencia de cierre (39) en conexión serie para la unión del generador de rayos X (1) y el cátodo (15), porque con esta línea (13) puede conectarse también el transformador para la corriente de caldeo (21) y porque cada una de las citadas inductividades de filtrado (40) está dispuesta en paralelo a la resistencia de cierre (39).

2. Sistema de alimentación de alta tensión (11, 13, 23) según la reivindicación 1, caracterizado porque la resistencia de cierre (39) y/o las resistencias de cierre (39) pueden disponerse en conexión serie entre la línea (11, 13) y el generador de rayos X (1) o el tubo de rayos X (15).

3. Sistema de alimentación de alta tensión (11, 13, 23) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la impedancia de la resistencia de cierre (39) y/o de las resistencias de cierre (39) son de igual magnitud o al menos el doble de la impedancia de línea correspondiente a la línea unida con la misma (11, 13).

4. Sistema de alimentación de alta tensión (11, 13, 23) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en cada caso está unida exactamente una resistencia de cierre (39) con una línea (11) para la conexión del generador de rayos X (1) y un ánodo (17) del tubo de rayos X (1) y con una línea (13) para la conexión del generador de rayos X.

5. Sistema de alimentación de alta tensión (11, 13, 23) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las citadas inductividades de filtrado (40) están realizadas como reactancia compensada en corriente.

6. Sistema de alimentación de alta tensión (11, 13, 23) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una resistencia de cierre (39) está unida por el extremo de una línea (11, 13) que puede unirse con el generador de rayos X (1) para conectar el generador de rayos X (1) y el tubo de rayos X (15) y porque con la unión entre el generador de rayos X (1) y la resistencia de cierre (39) puede conectarse una capacidad de alisamiento de alta tensión (41) en serie

con la puesta a tierra (23), en particular del orden de magnitud de 50 nF.

7. Sistema de alimentación de alta tensión (11, 13, 23) según la reivindicación 1, 2, 3, 4, 5, 6 ó 7,

5 caracterizado porque las resistencias de cierre (39) están conectadas en cada caso con los extremos de las líneas (11, 13) que pueden conectarse con el tubo de rayos X (1) para unir el generador de rayos X (1) y el tubo de rayos X (15).