DE102006024861B4

DE102006024861B4 - Speichereinheit zur Herstellung von Durchstrahlungsbildern und Verfahren zum Auslesen einer solchen

Info

Publication number: DE102006024861B4
Application number: DE102006024861.9A
Authority: DE
Inventors: Dr. Thoms Michael
Original assignee: Individual
Current assignee: Thoms Michael Prof Drdr De
Priority date: 2006-05-24
Filing date: 2006-05-24
Publication date: 2021-09-16
Anticipated expiration: 2026-05-25
Also published as: EP2027508A2; US20100127187A1; JP2009544001A; DE102006024861A1; WO2007134769A2; WO2007134769A3

Abstract

Speichereinheit zur Herstellung von Durchstrahlungsbildern lebender oder toter Materie unter Verwendung von elektromagnetischer oder korpuskulärer Strahlung, welche Speicherfolienmaterial umfasst, das Speicherzentren eines Speicherleuchtstoffmateriales enthält, die durch die Strahlung in einen metastabilen angeregten Zustand bringbar sind, aus welchem sie bei Bestrahlung mit Ausleselicht unter Abgabe von Fluoreszenzlicht relaxieren, wobei das Speicherfolienmaterial zwischen einer Aufnahmekonfiguration, in welcher eine Mehrzahl von Speicherfolienabschnitten (20-1 bis 20-5) hintereinander liegen, und einer Scankonfiguration bewegbar ist, in welcher die Speicherfolienabschnitte (20-1 bis 20-5) jeweils einzeln für das Ausleselicht zugänglich sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherfolienabschnitte (20-1 bis 20–5) unverlierbar miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Speichereinheit zum Herstellen von Durchstrahlungsbildern gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zum Auslesen einer solchen.
Anstelle klassischer Silberfilme werden zur Aufnahme von Durchstrahlungsbildern unter Verwendung elektromagnetischer oder korpuskulärer Strahlung, insbesondere Röntgenbildern, zunehmend Speicherfolien verwendet. Derartige Speicherfolien enthalten in einer transparenten Kunststoffmatrix verteilt feine Partikel aus Leuchtstoffmaterial (Phosphorpartikel). Letztere umfassen ein transparentes kristallines Grundmaterial (Alkali- oder Erdalkalihalogenid), welches mit einer geeigneten Dotierung (in der Regel seltene Erden) versehen ist, die Farbzentren bilden. Diese Farbzentren können durch Absorption von Strahlung in einem metastabilen angeregten Zustand gelangen, aus dem sie dann unter Aussendung von Fluoreszenzlicht relaxieren, wenn sie mit einem Ausleselicht (in der Regel ein roter Laser) angeregt werden.
Die Schichtdicken derartiger Speicherfolien betragen in der Praxis um 100 bis 500 µm. Die im Kunststoffmaterial verteilten Phosphorpartikel streu- en das Auslese-Laser-Licht. Daher ist es möglich, dass Speicherzentren deaktiviert werden, die nicht exakt auf der Achse des Ausleselichtstrahles liegen. Durch die Streuung an Phosphorpartikeln wird somit die Auflösung der Speicherfolie beeinträchtigt.
Ist man an hoher Auflösung interessiert, wählt man die Dicke der Speicherfolie gering, um den oben genannten Streueffekt klein zu halten.
Mit der Reduktion der Foliendicke geht aber auch die Anzahl der Speicherzentren zurück, die mit der Strahlung, z.B. dem Röntgenlicht, wechselwirken. Die durch Schichtdicken-Verminderung erhaltene Verbesserung der Auflösung wird somit erkauft mit einer Herabsetzung der Empfindlichkeit der Speicherfolie.
Wählt man umgekehrt die Dicke der Speicherfolie bzw. die Konzentration der Speicherzentren in der Speicherfolie größer, erhält man zwar eine verbesserte Empfindlichkeit, muss aber Zugeständnisse bei der Auflösung machen.
US 4 581 535 A offenbart ein Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes, wobei ein Stapel von vielen anregbaren Leuchtstoffplatten und eine Röntgenröhre mit einem dazwischenliegenden Objekt positioniert und in Bezug zueinander um eine tomographische Ebene in dem Objekt bewegt werden, so dass die lineare Regel und die geometrische Regel im Verlauf der Belichtung des Objekts mit Röntgenstrahlen erfüllt werden, wodurch Bilder von vielen tomographischen Ebenen in den anregbaren Leuchtstoffplatten in einem einzigen Aufzeichnungsschritt gespeichert werden. Die jeweiligen anregbaren Phosphorfolien werden dann mit einem Anregungsstrahl belichtet, um sie zur Lichtemission zu veranlassen, das emittierte Licht wird photoelektrisch ausgelesen, und die erhaltenen elektrischen Signale werden als sichtbare tomographische Bilder reproduziert, die in der Diagnose mit hoher Effizienz und Genauigkeit verwendet werden können. Die elektrischen Signale können einander überlagert werden und als Röntgenbild mit beliebiger Schichtdicke, insbesondere mit einer Schichtdicke von 5 mm oder mehr, reproduziert werden, das frei von störenden Schatten ist.
US 5 365 076 A offenbart ein Strahlungsbild-Aufzeichnungsgerät mit einem Gehäuseabschnitt, der mindestens eine einzelne stimulierbare Phosphorplatte trägt und aufnimmt und die einer Strahlung ausgesetzt wird, wobei ein Strahlungsbild des Objekts auf der anregbaren Phosphorplatte gespeichert wird, die in dem Gehäuseabschnitt untergebracht ist. Der Gehäuseabschnitt ist in mindestens drei Gehäusekammern unterteilt, und zwar durch einen Trennfilter für die Strahlungsenergieverteilung, der gute Absorptionseigenschaften in Bezug auf niederenergetische Strahlungsanteile aufweist und der sich in einer Richtung annähernd senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Bildinformation des Objekts tragenden Strahlung befindet, und mindestens ein einzelnes Strahlungs-Übertragungselement, das gute Strahlungsübertragungseigenschaften aufweist und das parallel zu dem Strahlungsenergieverteilungs-Trennfilter und an einer Position angeordnet ist, die näher an dem Objekt liegt als das Strahlungsenergieverteilungs-Trennfilter. Strahlungsbilder für die Energiesubtraktions- oder Überlagerungsverarbeitung oder Überlagerungsverarbeitung werden dadurch einfach gewonnen.
US 4 356 398 A offenbart ein radiographisches Bildaufzeichnungssystem, in dem eine anregbare Leuchtstoffplatte mit Röntgenstrahlen belichtet wird, um ein latentes radiographisches Bild darin aufzuzeichnen, wobei die anregbare Leuchtstoffplatte danach mit anregenden Strahlen belichtet wird, um Licht entsprechend der gespeicherten Energie der Röntgenstrahlen zu emittieren, und wobei das emittierte Licht von einem Photodetektor detektiert und in ein Bildsignal umgewandelt wird, das für die endgültige Aufzeichnung eines sichtbaren Bildes auf einem lichtempfindlichen Film oder dergleichen verwendet wird. Eine Vielzahl von stimulierbaren Phosphorplatten werden zur Aufnahme von Röntgenbildern eines Objekts aus der gleichen Richtung betrachtet verwendet. Die ausgelesenen Bildsignale der mehreren stimulierbaren Leuchtstoffplatten werden überlagert, um ein gemitteltes Bildsignal zu erhalten. Das gemittelte Bildsignal wird dann einer Gradation unterzogen um den Kontrast des Bildes zu erhöhen.
Durch die vorliegende Erfindung soll eine Speichereinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, dass das Produkt aus Auflösung und Empfindlichkeit verbessert ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Speichereinheit, mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Bei der erfindungsgemäßen Speichereinheit hat man eine Mehrzahl von Speicherfolienabschnitten, die zwischen einer Aufnahmekonfiguration und einer Scankonfiguration umstellbar sind. In der Aufnahmekonfiguration liegen die Speicherfolienabschnitte in Richtung des Röntgenlichtes gesehen hintereinander und verhalten sich wie eine Speicherfolie entsprechender Dicke. Zum Auslesen des latenten Bildes werden die Speicherfolienabschnitte dagegen in die Scankonfiguration gebracht, in welcher jeweils nur ein einzelner Speicherfolienabschnitt dem Auslese-Lichtstrahl gegenübersteht.
Die erfindungsgemäße Speichereinheit verhält sich somit beim Aufnehmen wie eine dicke Speicherfolie, während sie beim Auslesen die Eigenschaften einer dünnen Speicherfolie hat. Die einzeln ausgescannten Bilder der einzelnen Speicherfolienabschnitte werden dann elektronisch zu einem Gesamtbild zusammengesetzt, welches hohe Auflösung hat und auch intensitätsschwache Bildbereiche gut wiedergibt. Das so erhaltene Gesamtbild zeichnet sich auch durch ein deutlich verbessertes Signal-/Rauschverhältnis aus.
Mit der erfindungsgemäßen Speichereinheit erhält man auch automatisch Teilbilder, die unterschiedlich stark belichtet sind, da nur der vorderste Speicherfolienabschnitt mit der vollen Röntgenlichtmenge beaufschlagt ist, während für die hinteren Speicherfolienabschnitte die vor ihnen liegenden Speicherfolienabschnitte als Abschwächer dienen.
Typischerweise liegt die Röntgenabsorption gängiger gleicher Folienmaterialien zwischen 20% und 50%. Bei 20% Absorption ist die auffallenden Röntgenlichtintensität für einen vierten Speicherfolienabschnitt schon auf die Hälfte abgefallen.
Bei einer Absorption von 50% beträgt die Röntgenlichtmenge, die auf einen vierten Speicherfolienabschnitt fällt, nur noch 12,5%.
Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Speichereinheit kann man somit nicht nur Bilder erhalten, die im Signal-/Rauschverhältnis deutlich verbessert sind, man erhält mit ein- und derselben Aufnahme auch Bilder, wie sie mit unterschiedlichen Röntgendosen erhalten würden, und dies bei einer nur einmaligen Exposition eines Patienten oder Werkstückes.
Dabei zeichnet sich die erfindungsgemäße Speichereinheit durch einen recht einfachen Aufbau aus und lässt sich auch mit unterschiedlicher Gesamtcharakteristik aus einfachen Standardelementen zusammensetzen.
Ferner hängen die Speicherfolienabschnitte erfindungsgemäß unverlierbar zusammen. Sie lassen sich dann auch in der Scan-Konfiguration einstückig handhaben, insbesondere zusammen in einen Scanner mit einem Handgriff einführen. Auch ist die Gesamtcharakteristik des Speicherfolienstapels dann zwangsläufig immer dieselbe und braucht nicht extra dokumentiert zu werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist im Hinblick auf eine einfache einstückige Handhabbarkeit der Speichereinheit von Vorteil. Außerdem haben die verschiedenen Speicherfolienabschnitte eine genau vorgegebene Relativlage, was die Auswertung der mit ihnen erhaltenen Einzelbilder erleichtert.
Überlappen sich dabei die Folienabschnitte nur teilweise, d.h. stehen Teile der Folienabschnitte seitlich über, so kann man unter Verwendung vorgegebener Folienabschnitt eine Speichereinheit herstellen, die eine größere Fläche hat als ein Folienabschnitt.
Bei einer Speichereinheit gemäß Anspruch 3 kann die Halteeinrichtung zugleich als lichtdichte Kassette dienen und erfüllt somit zwei Funktionen.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist im Hinblick auf ein einfaches Einsetzen und Entnehmen der Speicherfolienabschnitte in die Kassette von Vorteil.
Dabei sind die im Anspruch 5 angegebenen Möglichkeiten, einen vorübergehenden Zugang zum Inneren der Kassette zu schaffen, besonders einfach.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 wird erreicht, dass man die in der Kassette befindlichen Speicherfolienabschnitte auch auf einfache Weise wieder der Kassette entnehmen kann, nämlich durch Herausschieben mittels eines geeigneten Schiebewerkzeuges. Letzteres kann am Rand der Speicherfolienabschnitte angreifen.
Mit der Weiterbildung gemäß Anspruch 7 wird erreicht, dass die in Fortpflanzungsrichtung der Strahlung liegenden Kassettenwände keine ungleichförmige Beeinflussung der Röntgenbilder bringen.
Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 dient dazu, Einflüsse der Halteeinrichtung auf das gewonnene Durchstrahlungsbild klein zu halten oder ganz auszuschalten.
Wie eingangs schon dargelegt, stellen die jeweils vor einem betrachteten Speicherfolienabschnitt liegenden anderen Speicherfolienabschnitte zugleich auch Abschwäche für den betrachteten Speicherfolienabschnitt dar. Wünscht man für einen speziellen Anwendungsfall eine noch stärkere Abschwächung der Strahlung von einem Speicherfolienabschnitt zu einem dahinterliegenden Speicherfolienabschnitt, so kann man zwischen diesen beiden Speicherfolienabschnitten gemäß Anspruch 9 eine zusätzliche für die Strahlung nur teilweise durchlässige Absorberschicht vorsehen. Eine derartige zusätzliche Absorberschicht hat den Vorteil, dass sie auch vom Objekt durch Streuung erzeugten Strahlungsuntergrund reduziert.
Falls gewünscht, kann man einer solchen zusätzlichen Absorberschicht auch in unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche Dicke geben, zum Beispiel Keilform. Auf diese Weise kann man in Bildbereichen, wo mit einer starken Überbelichtung gerechnet werden muss, die Dosis nochmals gezielt herabsetzen.
Eine derartige zusätzliche Strahlungs-Absorberschicht wird in der Regel aus metallischem Material bestehen. Metallische Materialien haben von ihrer Ordnungszahl abhängende typische Röntgen- licht-Absorptionskanten. Ist das verwendete Röntgenlicht breitbandig, so kann man durch eine metallische Röntgenlicht-Absorberschicht auch einen Teil des Röntgenlichtes, der eine größere als eine vorgegebene Energie besitzt, abschwächen oder ganz wegnehmen bzw. Einzelbilder erhalten, die mit Röntgenstrahlen unterschiedlicher Energie aufgenommen sind.
Gemäß Anspruch 10 kann man auch mehrere unterschiedliche Absorberschichten verwenden, um mehrere Energiebereiche der Strahlung getrennt zu erfassen.
Eine starke Strahlungs-Endabsorberschicht, wie sie im Anspruch 11 wiedergegeben ist, ist im Hinblick auf möglichst niedere Strahlenbelastung eines Patienten von Vorteil.
Dabei ist die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 im Hinblick auf eine einfache Handhabbarkeit der Speichereinheit von Vorteil, da die Endabsorberschicht permanent mit der Halteeinrichtung (z.B. Kassette) verbunden bleibt.
In der Praxis wird es in den meisten Fällen möglich sein, durch Berechnen von Korrelationsfunktionen der Bilder selbst unter Drehen und Verschieben von Einzelbildern gegeneinander die exakt fluchtende Lage zweier Einzelbilder zu bestimmen. Für kontrastschwache Durchstrahlungsbilder kann man gemäß Anspruch 13 das Ausfluchten der Einzelbilder dadurch verbessern, dass man auf die einzelnen Bilder Referenzmarken mit aufbelichtet, die klare Kontraste zeigen und anhand derer das Ausfluchten der Bilder mit hoher Genauigkeit und leicht erfolgen kann.
Dabei ist die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 wieder im Hinblick auf einfache Handhabbarkeit von Vorteil, da die Referenzmarkenmittel ständig von der Halteeinrichtung getragen sind.
Für viele Zwecke wird es vorteilhaft sein, wenn die einzelnen Speicherfolienabschnitte individuelle Speicherfolien sind, die nur für das Aufnehmen eines Röntgenbildes hintereinandergestapelt werden. Das Auslesen der einzelnen Speicherfolien kann dann unter Verwendung von automatischen Scannern erfolgen, wie sie für herkömmliche Einlagen-Speicherfolien verwendet werden.
Dabei ist die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 15 insofern vorteilhaft, als die verschiedenen Speicherfolienabschnitte eine fest vorgegebene Relativlage aufweisen. Es sind somit allenfalls noch geringe Rechnungen notwendig, um die verschiedenen elektronischen Teilbilder aufeinander auszufluchten.
Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 16 erlaubt es, die Speicherfolienabschnitte beim Herausbewegen aus der Halteeinrichtung schon zumindest grob auszufluchten und gemeinsam zu bewegen.
Dabei erlaubt die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 17 auch die Verbindung einer größeren Anzahl von Speicherfolienabschnitte, ohne dass sich die zu verschiedenen Paaren von Speicherfolienabschnitten gehörenden Verbindungsmittel gegenseitig behindern.
Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 18 ist im Hinblick auf eine rasche und ein- fache elektronische Ausfluchtung der verschiedenen Teilbilder von Vorteil, da man nur noch einen Freiheitsgrad zu berücksichtigen braucht.
Die Weiterbildungen der Erfindung gemäß den Ansprüchen 19 bis 22 gestatten es auf unterschiedliche Weise, Speicherfolienabschnitte zu realisieren, die unterschiedliche Empfindlichkeit und/oder unterschiedliche Auflösung haben. Auf diese Weise kann man mit einer einzigen Aufnahme unterschiedliche Einzelbilder gewinnen und in stark belichteten Bildbereichen hohe Auflösung erzielen, während man in schwach belichteten Bildbereichen hohe Empfindlichkeit hat.
Gemäß Anspruch 23 kann man die Auflösung einer Speichereinheit bei im Übrigen unverändertem Aufbau des Speicherfolienmateriales (Art und Gewichtsanteil der Phosphorpartikel, Art und Dicke der Matrix) über die optischen Eigenschaften der Matrix einstellen, indem man dieser eine Komponente zusetzt (für einen roten Laserstrahl z.B. einen blauen Farbstoff), welche den zum Auslesen verwendeten Laserstrahl absorbiert. Der Laserstrahl gelangt somit nicht oder nur weniger in weiter hinten liegende Bereiche des Speicherfolienmateriales und wird daher weniger gestreut, was eine verbesserte Auflösung bedeutet.
Ein Verfahren zum Auslesen einer erfindungsgemäßen Speichereinheit ist Gegenstand des Anspruches 24.
Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass man die verschiedenen Speicherfolienabschnitte in der Scan-Konfiguration getrennt ausliest und die so erhaltenen Einzelbilder zu einem Gesamtbild zusammensetzt.
Ein solches Zusammensetzen kann darin bestehen, dass man die Einzelbild-Pixelsignale einfach amplitudenmäßig aufaddiert. Man kann aber auch die Bilder gewichtet zusammensetzen, indem man überbelichtete (und ggf. auch unterbelichtete) Bildbereiche, in denen entweder das Speicherfolienmaterial oder der Scanner nicht mehr linear arbeitet, durch Bildbereiche des nächst schwächer (bzw. bei Unterbelichtung nächst stärker) belichteten Speicherfolienabschnittes ersetzt, in welchem die Helligkeitsverhältnisse noch so liegen, dass ein lineares Arbeiten von Speicherfolienmaterial und Scanner gewährleistet war.
Dieser Bildanteil wird dann mit einem Faktor skaliert an die Stelle des überbelichteten (bzw. unter- belichteten) Bildanteiles gesetzt, wobei der Skalierungsfaktor anhand von Bildbereichen der beiden betrachteten Einzelbilder ermittelt wird, in denen für beide Einzelbilder Linearität von Speicherfolienmaterial und Scanner angenommen werden kann.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 25 ist im Hinblick auf ein automatisches Ausfluchten der verschiedenen Einzelbilder von Vorteil. Ein solches Verfahren erlaubt es, insbesondere auch mechanisch völlig voneinander getrennte Speicherfolienabschnitte zu verwenden, die unter anderem deshalb von Interesse sein können, da man den Speicherfolienabschnitt-Stapel für unterschiedliche Aufnahmen frei nach den jeweiligen Bedürfnissen aus Speicherfolienabschnitten unterschiedlicher Charakteristiken zusammenstellen kann und auch zwischen die einzelnen Speicherfolienabschnitte wahlweise Absorberfolien legen kann, falls gewünscht.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 26 gestattet es, Einzelbilder stark unterschiedlicher Intensität in einem Gesamtbild intensitätsrichtig zusammenzusetzen.
Dabei kann man vorteilhafterweise die Gewichtungsfaktoren gemäß Anspruch 27 aus den verschiedenen Einzelbildern gewinnen.
Für manche Anwendungsfälle ist es vorteilhaft, die Intensitätsverhältnisse abgeschwächt oder auch verstärkt darzustellen. Dies kann mit einem Verfahren gemäß Anspruch 28 erfolgen.
Ein Verfahren, wie es im Anspruch 29 angegeben ist, lässt sich rechnerisch einfach durchführen und gewährleistet schon eine erhebliche Verbesserung des Signal-/Rauschverhältnisses.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 30 wird eine intensitätstreue Gesamtaufnahme über einen sehr großen Intensitätsbereich hinweg erhalten.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
In dieser zeigen:

1: einen Schnitt durch eine Speichereinheit zum Herstellen von Röntgenbildern, welche eine Mehrzahl hintereinander gestapelter Speicherfolienstücke umfasst;
2: eine schematische Darstellung der latenten Teilbilder, welche in den Speicherfolienstücken der Speichereinheit nach 1 durch Aufnehmen eines Backenzahnes mit nächster Umgebung erhalten werden;
3: ein Blockschaltbild eines Gerätes zum Auslesen der Speichereinheit nach 1 und zum Erstellen eines Gesamtbildes aus den Einzelbildern der verschiedenen Speicherfolien;
4: eine ähnliche Ansicht wie 1, in welcher eine abgewandelte Speichereinheit gezeigt ist;
5: eine Aufsicht auf eine Speicherfolienanordnung in einer einlagigen Scankonfiguration, aus welcher durch Falten eine Speicherfolienanordnung mit vier hintereinander folgenden Speicherfolienabschnitten hergestellt werden kann;
6: eine seitliche Ansicht einer abgewandelten Speicherfolienanordnung in einer einlagigen Scan-Konfiguration;
7: eine Aufsicht auf die Vorderseite der Speicherfolienanordnung nach 6;
8: eine seitliche Ansicht einer abgewandelten Speicherfolienanordnung, die durch Verbinden getrennter Speicherfolienstücke durch Scharniere bildende flexible Materialbahnstücke gebildet ist;
9: eine Aufsicht auf eine weitere Speicherfolienanordnung, bei welcher verschiedene Speicherfolienstücke hintereinanderliegend auf einer Lagerachse angeordnet sind;
10: einen Schnitt durch eine weiter abgewandelte Speichereinheit mit zwei durch flexible Zugmittel verbundenen Speicherfolienabschnitten;
11: eine Ansicht der Speichereinheit nach 10 nach einem ersten Herausziehen eines hinteren Speicherfolienstückes aus der Kassette;
12: eine Aufsicht auf die beiden flexibel verbundenen Speicherfolienstücke gesehen senkrecht zur Hauptfläche; und
13: eine Aufsicht auf eine Speichereinheit, die geschuppt übereinanderliegende Speicherfolienabschnitte aufweist.

Vorstehend und in den Ansprüchen ist generell von Durchstrahlungsbildern gesprochen, welche mit Korpuskularstrahlen oder mit elektromagnetischer Strahlung erhalten werden. Dabei befinden sich unter den Korpuskularstrahlen insbesondere Neutronen, Elektronen, Protonen und Heliumkerne, unter der elektromagnetischen Strahlung in erster Linie Röntgenstrahlung, aber auch UV-Licht oder bei Verwendung geeigneter Phosphorpartikel auch langwelligeres Licht.
Die nachstehende Erläuterung von Ausführungsbeispielen nimmt nicht einschränkend Bezug auf Röntgenbilder.
In 1 ist eine Speichereinheit insgesamt mit 10 bezeichnet, welche zur Aufnahme von Röntgenbildern dient, die sich gleichermaßen durch hohe Empfindlichkeit und gute Auflösung auszeichnet.
Zu der Speichereinheit 10 gehört eine insgesamt mit 12 bezeichnete Kassette, die schachtelähnlich ausgebildet ist und ein Kassettenunterteil 14 sowie ein Kassettenoberteil 16 aufweist. Diese sind über überlappende Umfangswände 18, 20 lichtdicht lösbar miteinander verbunden.
Kassetten unterteil 14 und Kassettenoberteil 16 haben jeweils eine plattenförmige, planparallele Hauptbegrenzungsflächen aufweisende ausgedehnte Hauptwand 14H bzw. 16H, die an ihren Rändern eine Umfangswand 14U bzw. 16U tragen.
Im Inneren der Kassette 12 befinden sich vier unabhängige Speicherfolienstücke 20-1, 20-2, 20-3 und 20-4.
Für die Zwecke der Beschreibung sei angenommen, dass die in 1 links gelegene Seite der Kassette 12 unter Aufnahmebedingungen zu einer Röntgenquelle und zum vor dieser liegenden durchstrahlten Objekt (Patient bzw. Werkstück) weist.
Auf dem Boden des Kassettenunterteiles 16 ist über eine Klebstoffschicht 22 eine Absorberschicht 24 angebracht, die aus einem Metall mit hoher Ordnungszahl, üblicherweise Blei gefertigt ist. Die Absorberschicht 24 ist so dick, dass hinter der Speichereinheit 10 keine nennenswerte Röntgenintensität mehr beobachtet wird.
In der Innenseite des Kassettenoberteiles 16 sind randnah zwei Markenscheiben 26, 28 eingelassen. Diese bestehen ebenfalls aus einem Material mit hoher Röntgenlichtabsorption wie Blei und werfen einen Schatten auf alle die hinter ihnen liegenden Speicherfolienstücke 20.
Die Speicherfolienstücke 20 umfassen jeweils eine transparente klare Kunststoffmatrix 30, in welche feine Phosphorpartikel 32 eingebettet sind.
In der Praxis können die Speicherfolienstücke 20 noch eine die nötige mechanische Festigkeit gewährleistende Tragschicht umfassen, die hier aber nicht näher interessiert, da sie sich generell sowohl bei Belichten als auch bei Auslesen des latenten Bildes neutral verhalten soll.
Die Phosphorpartikel 32 bestehen aus einer für Röntgenlicht und sichtbares Licht transparenten Matrix, die üblicherweise ein Alkali- oder ein Erdalkalihalogenidmaterial ist. In dieses Salzmaterial sind Fremdmetallatome als Dotierung eingebaut, die zur Bildung von Farbzentren führen. Typische Dotierungsatome sind die seltenen Erden. An den Dotierungsstellen hat man elektronische lokale Zustände, die durch Absorption eines Röntgenquantes in einen angeregten elektronischen Zustand gebracht werden, der metastabil ist. Typische Lebensdauern solcher Zustände liegen zwischen einigen Minuten bis hin zu 30 Minuten.
Über die Ordnungszahl der Ionen, insbesondere der Anionen, des Salzes lässt sich die Stärke der Absorption des Röntgenlichtes und damit die Empfindlichkeit der Speicherplatte vom Material her beeinflussen.
Der angeregte Zustand der Speicherzentren kann dadurch wieder in den Grundzustand zurückgebracht werden, dass man in den angeregten Zustand mit einem Ausleselicht (typischerweise ein feiner roter Laserstrahl) einstrahlt, durch welches ein höher gelegener angeregter Zustand erreicht wird, von dem aus ein optischer Übergang in den Grundzustand erlaubt ist.
Das bei bekannter Stellung des Auslese-Lichtstrahles mit einem Lichtdetektor gemessene Fluoreszenzlichtsignal gibt das der Stelle zugeordnete elektrische Pixelsignal.
Verwendet man die in 1 gezeigte Speichereinheit 10 zum Durchstrahlen eines Objektes, z. B. eines Kieferbereiches, so entsteht in den Speicherfolienstücken 20-1 bis 20-4 ähnliche latente Bilder vom Objekt. Die vier latenten Bilder sind auch dann nicht exakt gleich, wenn die Speicherfolienstücke 20-1 bis 20-4 aus dem gleichen Ausgangsmaterial geschnitten sind. Dies deshalb, weil für ein betrachtetes Speicherfolienstück die jeweils in 1 links gelegenen anderen Speicherfolienstücke zugleich Absorberschichten darstellen. Die in den einzelnen Speicherfolienstücken 20 erzeugten latenten Bilder unterscheiden sich somit bezüglich der Intensität der latenten Bilder bzw. der „Schwärzung“.
Liest man die latenten Bilder der Speicherfolienstücke 20-1 bis 20-4 in einem Scanner getrennt aus, so haben die Einzelbilder jeweils eine gute, der Dicke des Speicherfolienstückes entsprechende Auflösung. Dadurch, dass man die gewonnenen Einzelbilder anschließend elektronisch überlagert, erhält man ein Gesamtbild des Objektes, welches von den Intensitätsverhältnissen demjenigen entspricht, welches man mit einem einzigen Speicherfolienstück erhalten hätte, dessen Gesamtdicke der Summe der Dicke der Speicherfolienstücke 20 entspricht. Ein solches Röntgenbild hätte aber sehr viel schlechtere Auflösung, da der zum Auslesen des latenten Bildes verwendete Laserstrahl in der dicken Einzelschicht stärker gestreut würde und durch den gestreuten Auslese-Laserstrahl auch angeregte Speicherzentren geleert werden, die von der Laserstrahlachse deutlich beabstandet sind und eigentlich noch gar nicht gescannt werden sollen.
Um ein richtiges elektronisches Zusammensetzen der durch die Speicherfolienstücke 20-1 bis 20-4 erhaltenen Einzelbilder zu erleichtern, sind die Markenscheiben 26, 28 vorgesehen, die im äußeren Bildbereich liegen und auf die hintereinander angeordneten Speicherfolienstücke 20-1 bis 20-4 an exakt den gleichen Stellen Schatten werfen. Anhand dieser Schatten, die auch im elektronisch entwickelten Einzelbild mit gutem Kontrast sichtbar sind, kann dann das Ausfluchten der verschiedenen Einzelbilder unter Drehen und Verschieben erfolgen, indem man lokal den Überlapp den Schatten der Markenscheiben 26, 28 berechnet, z. B. durch Erstellen einer Korrelationsfunktion, und Korrekturbewegungen der Bilder (Drehen und Verschieben) so wählt, dass der Überlapp ein Maximum wird.
Wie oben dargelegt, unterscheiden sich die über die Speicherfolienstücke 20-1 bis 20-4 erhaltenen Einzelbilder in ihrer Intensität, wie in 2 dargelegt.
Normiert man die Intensitäten auf die auf das Speicherfolienstück 20-1 einfallende Intensität, so beträgt bei Verwendung identischer Speicherfolienstücke und einer Absorption von 20%, derjenige Anteil des Röntgenlichtes, der das vierte Speicherfolienstück 20-4 noch erreicht, 51%. Absorbiert dagegen jedes Speicherfolienstück 50%, so erreichen nur noch 12,5% des Lichtes das vierte Speicherfolienstück 20-4.
Aus den obigen Zahlen ist erkennbar, dass es bei geringer Absorption durchaus interessant sein kann, im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Empfindlichkeit der Speichereinheit mehr als vier Speicherfolienstücke hintereinander zu stellen.
Die Anzahl der hintereinander gestellten Speicherfolienstücke hat bei dem hier vorgeschlagenen Aufbau der Speichereinheit keine Auswirkung auf die Auflösung des Bildes. Diese ist in allen Fällen gleich derjenigen, die man für ein einlagiges Folienmaterialstück erhält. Nur Platzgründe, die bei intraoralen Aufnahmen dagegensprechen könnten, finanzielle Gründe und eine längere Auslesezeit können dagegensprechen, eine große Anzahl hintereinanderliegender Speicherfolienstücke zu verwenden.
Bei der Kassette 12 nach 1 erfolgt das Entnehmen der belichteten Speicherfolienstücke 20 und das Einsetzen gelöschter, für eine neue Aufnahme bereiter Speicherfolienstücke nach Abnehmen des Kassettenoberteiles 16 vom Kassettenunterteil 14.
In Abwandlung kann man statt eines abnehmbaren Gehäuseteiles auch einen Schieber, einen Deckel oder ein abschwenkbares Kassettenteil vorsehen.
Bei der Kassette 12 nach 1 kann eine Seite der Kassette geöffnet werden. In Abwandlung kann man auch vorsehen, dass zwei gegenüberliegende Gehäuseseiten zu öffnen sind. Man braucht dann auf die Speicherfolienstücke keine Zugkräfte auszuüben, was immer die Gefahr einer Beschädigung der empfindlichen Folien-Hauptflächen mit sich bringt, sondern kann die Speicherfolienstücke an ihren Schmalseiten durch ein passendes Werkzeug schieben.
3 zeigt schematisch ein Gerät zum Auslesen der Speichereinheit 10, also der in der Kassette 12 befindlichen Speicherfolienstücke 20-1 bis 20-4. Diese sind im linken oberen Teil von 3 gezeigt.
Die Speicherfolienstücke 20-1 bis 20-4 werden nach dem Entnehmen aus der Kassette 12 nacheinander einem Scanner 34 zugeführt, welcher die Speicherfolienstücke 20 nacheinander über einen Lesespalt bewegt, der durch einen dünnen Laserstrahl laufend abgescannt wird. Ein Beispiel für einen derartigen Scanner ist in der DE 199 42 211 A1 beschrieben, auf die diesbezüglich verwiesen werden darf.
Der Scanner 34 erzeugt für jedes der von den Speicherfolienstücken 20-i getragenen latenten Bilder ein elektrisches Bild in Form elektrischer Pixelsignale. Diese werden über eine Leitung 36 auf einen Rechner 38 gegeben, der mit einem Monitor 40 und einem Tastenfeld 42 verbunden ist, um Arbeiten zu steuern, bzw. Ergebnisse auszugeben. Ferner ist der Rechner mit einem Drucker 44 verbunden.
Eine Bildbearbeitungseinheit 46 ist zu Erläuterungszwecken als externe Einheit an den Rechner angeschlossen dargestellt. In der Praxis kann es sich hierbei aber auch um ein Programm handeln, welches im Rechner 38 abläuft, gegebenenfalls in Verbindung mit spezieller Hardware, die auf einer Rechnerkarte angeordnet ist.
Die zu Erläuterungszwecken als externe Einheit gezeigte Bildverarbeitungseinheit 46 hat grob gesprochen die Aufgabe, aus den von den Speicherfolienstücken 20-1 bis 20-4 erhaltenen Einzelbildern ein Gesamtbild zusammenzusetzen, welches einen höheren Dynamikbereich und ein besseres Signal/Rauschverhältnis hat als dies die Einzelbilder haben können, da das Speicherfolienmaterial nur einen begrenzten Dynamikbereich hat und auch der Scanner 34 nur innerhalb eines vergebenen Intensitätsbereiches linear arbeitet.
Zugleich erzeugt sie auf die unten näher beschriebene Weise ein Gesamtbild, das eine bessere Auflösung hat als sie ein Gesamtbild eines entsprechend dickeren Folienstückes haben kann.
In der Bildverarbeitungseinheit 46 bezeichnen die Bezugszahlen 48-1 bis 48-4 Speicher, in welchen die von den Speicherfolienstücken 20-1 bis 20-4 gelieferten Einzelbilder abgelegt sind.
Ein Ausfluchtrechner 50 ist mit den Ausgangssignalen der Speicher 48-1 bis 48-4 beaufschlagt. Dabei wird der Speicher 48-1 als Referenzbildgenerator verwendet d. h. der Ausfluchtrechner 50 dreht und verschiebt die in den Speichern 48-1 bis 48-4 enthaltenen Bilder derart, dass die auf ihnen befindlichen Schatten der Markenscheiben 26, 28 exakt fluchten.
Die so ausgefluchteten Bilder werden in weiteren Speichern 51-2 bis 51-4 abgelegt, während das im Speicher 48-1 enthaltene Referenzbild direkt auf einen Speicher 51-1 gegeben wird.
Die Ausgangssignale der Speicher 50-1 bis 50-4 werden über ein Kabel 52 auf den Rechner 38 zurückgeführt.
Die Speicher 51-1 bis 51-4 sind ferner mit Eingängen eines Bildüberlagerungsrechners 54 verbunden. Dieser setzt unter Verwendung von Steuersignalen, die ihm vom Rechner 38 über eine Leitung 56 übermittelt werden. Das Gesamtbild wird über eine Leitung 58 an den Rechner 38 zurückgegeben.
Im einfachsten Falle kann das Gesamtbild einfach dadurch erhalten werden, dass man die in den Speichern 51-1 bis 51-4 enthaltenen Bilderpixel-weise additiv überlagert. Man erhält dann ein Bild mit deutlich verbessertem Signal-/Rauschverhältnis.
Eine weitere Art des Zusammensetzens kann die sein, dass man das Gesamtbild dahingehend optimiert, dass über einen sehr großen Intensitätsbereich die Intensität des Röntgenbildes richtig wiedergegeben ist.
Hierzu würde man zunächst für alle in den Speichern 51-1 bis 51-4 enthaltenen Bildbereiche diejenigen auswählen, für welche auf Grund der Eigenschaften der Speicherfolienstücke und des Scanners gewährleistet ist, dass die Pixelsignale proportional zum Röntgenlicht sind.
Diese Bildbereiche rechnet man dann unter Rückwärtsgewichtung (Berücksichtigung des vor dem betrachteten Speicherfolienstück absorbierten Lichtes) additiv zusammen.
Diejenigen Bildbereiche eines Speichers 51-i, für welche man lineare Verhältnisse nicht mehr annehmen kann, werden verworfen. Sie werden durch die entsprechenden Bildbereiche der anderen Speicher ersetzt, die mit einem Skalierungsfaktor multipliziert werden, welcher durch Vergleichen von Bildpartien bestimmt wurde, in denen für beide zu vergleichende Bilder lineare Verhältnisse angenommen werden können.
Im Einzelnen: Liegt in einem Bild eine bereichsweise Überbelichtung (Übersteuerung) vor, werden die entsprechenden Pixel verworfen und die Intensität der verworfenen Bildpunkte werden aus nicht übersteuerten nachgeordneten Bildpunkten hochgerechnet. Vorzugsweise erfolgt dies dadurch, dass man die Summeninformation der nicht überbelichteten Bildpunkte hochrechnet.
Die überbelichteten Bereiche werden sich in der Regel in dem ersten Speicherfolienstück 20-1 anfinden. Hierbei wird unterstellt, dass die Speicherfolienstücke 20 alle gleiches Röntgenabsorptionsvermögen haben. Nur dann, wenn das erste Speicherfolienstück auf Grund der Art oder Konzentration der Speicherzentren oder wegen geringer Dicke kleinere Absorption hätte wie ein nachfolgendes Speicherfolienstück, wären die Verhältnisse anders. Logisch liegen aber dieselben Verhältnisse vor. Man müsste dann nur formal die Nummerierung der Speicherfolienstücke ändern (abweichend von der Lage im Stapel).
Es sei angenommen, dass man die Intensitäten I_i der aufeinanderfolgenden Einzelbilder bis auf statistische Schwankungen als vorgegebene Bruchteile Xi der Intensität des ersten Bildes 1₁ darstellen kann: I_i = X_i 1₁.
Man setzt dann die Intensität eines Pixels des überbelichteten Bereichs an zu Iges = Σg_iI_i/x_i (i=2,3,...). Dabei ist g_i = I_i/ΣI_j (j = 2, 3, ...).
Durch diese Wahl der Gewichtsfaktoren g_i ist sichergestellt, dass das Signal-/Rauschverhältnis des erhaltenen Bildes Iges gut ist.
Analog kann man für unterbelichtete Bereiche verfahren, die man durch angepasste Abschwächung stärker belichteter Einzelbilder erstellen kann.
Auf diese Weise erhält man dann ein über einen sehr großen Intensitätsbereich intensitätstreues Abbild.
Ist die Dynamik dieses Bildes so groß, dass die Dynamik auch auf dem Bildschirm oder dem Drucker nicht wiedergegeben werden kann, kann man das Gesamtbild noch gemäß einer vorgegebenen Kennlinie umrechnen, insbesondere einer logarithmischen Kennlinie oder einer Wurzelfunktion, insbesondere Quadratwurzelfunktion. Man erhält dann zwar ein Bild, welches in seinen Schwärzungsstufen nicht mehr proportional zum Röntgenlicht ist; ein erfahrener Betrachter kann im Laufe der Zeit aber auch ein solches Bild richtig interpretieren, insbesondere wenn es um das Erkennen von Konturen geht.
4 zeigt eine abgewandelte Speichereinheit 10 mit vier Speicherfolienstücken 20-1 bis 20-4, die an zwei gegenüberliegenden Rändern von U-Profil-Schienen 60, 62 gehalten sind.
Zwischen den Speicherfolienstücken 20-1 und 20-2 sowie 20-2 und 20-3 sind Absorberfolien 64-1, 64-2 angeordnet, welche jeweils für Röntgenlicht teilweise durchlässig sind. Diese Absorberfolien können z. B. eine Durchlässigkeit von 80% aufweisen, um zusammen mit einem 80% durchlässigen Speicherfolienstück eine Schwächung des Röntgenlichtes auf 64% zu bewerkstelligen.
Auf das Speicherfolienstück 20-3 fällt somit nur noch etwa 40% des einfallenden Röntgenlichtes. Haben auch das Speicherfolienstück 20-3 und die Absorberfolie 64-2 jeweils eine Durchlässigkeit von 80%, erreichen noch etwa 26% der Röntgenstrahlung das Speicherfolienstück 20-4.
Man erkennt, dass man über die Durchlässigkeit der Absorberfolien, über deren Anzahl und deren Anordnung im Speicherfolienstückstapel steuern kann, wie die Intensitätsverhältnisse der von den Speicherfolienstücken 20-1 bis 20-4 aufgenommen Einzelbilder sind.
Bei der in 4 gezeigten Speichereinheit ist die Absorberschicht 24 eine stärkere selbsttragende Schicht, gegebenenfalls eine Verbundschicht aus einer Bleischicht und einem im Wesentlichen biegesteifen Substrat.
In der Speichereinheit 10 von 4 werden ebenfalls individuelle, unabhängige Speicherfolienstücke 20 verwendet, so dass man dieselben Vorteile erhält, wie sie unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel von 1 schon weiter oben beschrieben wurden.
Auch hier kann man wieder Speicherfolienstücke verwenden, die unterschiedliche Speicherzentren enthalten, die in unterschiedlicher Weise mit dem Röntgenlicht wechselwirken. So kann man z. B. das kristalline Grundmaterial des Speicherphosphors an die chemische Natur eines Röntgenkontrastmittels anpassen. Wird z. B. eine Röntgenaufnahme mit BaSO₄ als Kontrastmittel hergestellt, so kann man als Speicherleuchtstoff in objektseitigen Speicherfolienstücken BaFBr:Eu verwenden und als Speicherleuchtstoff in hinteren Speicherfolienstücken SrFBr:Eu verwenden.
Die objektseitigen Speicherfolienstücke und die objektfernen Speicherfolienstücke zeichnen dann das Röntgenspektrum bei unterschiedlichen Wellenlängen auf.
Einen ähnlichen Effekt kann man dadurch erreichen, dass man unterschiedliche Absorberfolien 64 verwendet, die Absorptionskanten bei unterschiedlichen Energien aufweisen.
5 zeigt eine Speicherfolienanordnung, die zwischen einer in 5 gezeigten einschichtigen Scankonfiguration und einer gefalteten vierlagigen Aufnahmekonfiguration umstellbar ist.
Ein Speicherfolienblatt 66 ist mit einem in der vertikalen Mitte liegenden und bis zur horizontalen Mitte reichenden horizontalen Schlitz 68 versehen. In Verlängerung des Schlitzes 68 läuft auf der in 5 hinten liegenden Seite des Speicherfolienblattes 66 eine Kerbe 70-1, die bis fast an die Vorderseite des Speicherfolienblattes 66 geführt ist, so dass beim Grund der Kerbe ein Filmscharnier gebildet ist.
Ähnlich ist auf der Vorderseite des Speicherfolienblattes 66 bei der Mitte eine über die gesamte Länge fortlaufende vertikale Kerbe 70-2 vorgesehen, die in Tiefenrichtung fast bis zur Rückseite des Speicherfolienblattes 66 reicht. Auf diese Weise erhält man bei der Rückseite des Speicherfolienblattes 66 zwei vertikale Filmscharniere.
Das in 5 gezeigte Speicherfolienblatt 66 lässt sich dadurch in eine vierlagige Geometrie umfalten, dass man das Speicherfolienstück 20-1 gegen die Rückseite des Speicherfolienstücks 20-2 faltet. Ähnlich wird das Speicherfolienstück 20-4 gegen die Rückseite des Speicherfolienstückes 20-3 gefaltet. Nun faltet man die Vorderseite des Speicherfolienstückes 20-2 auf die Vorderseite des Speicherfolienstückes 20-3.
In dieser Aufnahmekonfiguration wird das vierlagig gelegte Speicherfolienblatt 66 belichtet, wodurch man auf den verschiedenen Speicherfolienstücken 20-1 bis 20-4 wieder die schon oben besprochenen Einzelbilder erhält.
Zum Auslesen der Einzelbilder der Speicherfolienstücke 20-1 bis 20-4 kann das wieder in ebene einlagige Geometrie zurückgefaltete Speicherfolienblatt 66 in einen Scanner eingelegt werden, der zum Verarbeiten entsprechend großer Formate geeignet ist. Das gesamte Speicherfolienblatt 66 wird dann in einem Arbeitsgang ausgelesen, wobei der Scanner entweder durch Einstellung, Erkennen der Kerben 70 oder Erkennen der Konturähnlichkeit der Einzelbilder der Speicherfolienstücke 20 weiß, dass er mit einer Mehrfachaufnahme konfrontiert ist.
Der Ausfluchtrechner 50 spiegelt zum Ausfluchten der Einzelbilder dann zunächst die verschiedenen Einzelbilder gemäß den Umklappbewegungen zwischen Aufnahmegeometrie und Scan-Geometrie an vertikalen bzw. horizontalen Achsen, und auf diese Weise erhält man einen Satz von Einzelbildern, wie man ihn erhalten hätte, wenn man vier voneinander mechanisch unabhängige Speicherfolienstücke 20 zur Aufnahme gestapelt hätte. Ab diesem Punkt erfolgt dann die Weiterverarbeitung der Einzelbilder wie oben unter Bezugnahme auf 3 im Einzelnen beschrieben. Dabei sind aber nur noch geringe Feinjustierungen der Lage der Einzelbilder notwendig, da die Relativlage der Speicherfolienstücke 20-1 bis 20-4 durch die Filmscharniere sehr gut vorgegeben ist.
Auch 6 zeigt ein Speicherfolienblatt 66, welches durch Umklappen von Bereichen in eine mehrlagige Aufnahmekonfiguration bewegbar ist. Komponenten, die unter Bezugnahme auf 5 in funktional ähnlicher Form schon beschrieben wurden, sind wieder mit demselben Bezugszeichen versehen.
Man erkennt, dass man das ebene Speicherfolienblatt 66 nach den 6 und 7 in eine zick-zackfömige Geometrie umlegen kann, in der dann fünf Speicherfolienstücke 20-1 bis 20-5 hintereinanderliegen.
8 zeigt ein ähnliches Speicherfolienblatt 66, welches jedoch aus unabhängigen Speicherfolienstücken 20-i unter Verwendung von aufgeklebten Scharnierfolienstreifen 72-1 und 72-2 hergestellt ist, die abwechselnd von der einen oder anderen Seite her über die Stoßstellen der Speicherfolienstücke 20-1 bis 20-5 geklebt sind. Die Scharnierfolienstreifen 72 sind aus einem für Röntgenlicht durchlässigen Material hergestellt, so dass sie keine Schatten werfen. Es kann sich hierbei um eine dünne (z.B. 1 µm bis 20 µm dicke) Kunststoff-Folie handeln, deren Röntgenabsorption kleiner als 5% ist. Auch der zum Aufkleben verwendete Klebstoff ist organischer Natur und absorbiert auf Grund der kleinen Ordnungszahlen der in ihm enthaltenen chemischen Elemente Röntgenlicht nur wenig.
9 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Speicherfolienanordnung 66*, welche mehrere hintereinanderliegende Speicherfolienstücke 20-1 usw. umfasst. Die Speicherfolienstücke 20 sind von Hause aus unabhängige Stücke, die durch eine bei einer Ecke vorgesehene Lagerachse 74 drehbar zusammengehalten sind.
In 9 sind die Speicherfolienstücke 20-1, 20-3 und 20-4 in der hintereinanderliegenden Aufnahmekonfiguration wiedergegeben, während das Speicherfolienstück 20-2 in einer Scankonfiguration dargestellt ist.
Zum Bewegen der einzelnen Speicherfolienstücke zwischen diesen beiden Arbeitslagen trägt jedes Speicherfolienstück bei seinem unteren Rand eine Betätigungslasche 76-1 bis 76-4 mit einem beim freien Ende liegenden Koppelloch 78-1 bis 78-4, an welchem ein Stellwerkzeug des zum Auslesen verwendeten Scanners angreifen kann.
Durch dieses Stellwerkzeug können die Folienstücke 20-1 bis 20-4 einzeln gezielt bewegt werden, wobei nicht dargestellte Anschläge vorgesehen sind, um die Aufnahmekonfiguration bzw. die Scankonfiguration genau vorzugeben.
Auch bei der in 9 gezeigten Speicherfolienanordnung 66 kann man somit die Speicherfolienstücke 20-1 und 20-4 zum Aufnehmen eines Röntgenbildes fluchtend hintereinanderstellen und die einzelnen Speicherfolienstücke zum Auslesen des latenten Bildes einzeln in die Scan-Ebene eines Auslesegerätes stellen.
Das Ausführungsbeispiel nach 10 zeigt eine Speichereinheit 10 mit zwei Speicherfolienstücken 20-1, die hintereinander in der Kassette 12 liegen. Die Speicherfolienstücke 20-1 und 20-2 sind nun durch zwei beabstandete Bänder 84-1 flexibel miteinander verbunden.
Diese Bänder sind wieder aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, welches Röntgenlicht nicht absorbiert. Dadurch, dass man das Speicherfolienstück 20-1 aus der Kassette 12 herauszieht, wird nach einem gewissen Weg, der durch die Länge der Bänder 84-1 vorgegeben ist, auch das Speicherfolienstück 20-1 aus der Kassette herausgezogen. Die beiden Speicherfolienstücke 20-1 und 20-2 gelangen so in eine koplanare Anordnung, wie sie in 12 dargestellt ist. In dieser Geometrie können sie dann in einem Scanner gemeinsam ausgelesen werden.
In 12 ist zusätzlich angedeutet, dass man die Anzahl der miteinander verbundenen Speicherfolienstücke 20 auch weiter vergrößern kann, indem man ein drittes Speicherfolienstück über Bänder 84-2 am Speicherfolienstück 20-2 festmacht, analog wie obenstehend beschrieben.
Die Bänder 84-2 sind jedoch gegenüber den Bändern 84-1 in Auswärtsrichtung versetzt, so dass die Bänder 84-1 und 84-2 nicht miteinander ins Gehege kommen. Beim Anhängen eines weiteren, vierten Speicherfolienstückes würde man dann Bänder 84 verwenden, die analog angeordnet sind, wie die Bänder 84-1.
Beim Ausführungsbeispiel nach 13 ist ein schmaler und gestreckter Folienhalter 86 vorgesehen, der von einer Rückwand 88 vorspringende niedere Schienen 90, 92 aufweist.
In die Schienen 90, 92 sind Speicherfolienstücke 20-1, 20-2 und 20-3 so eingeschoben, dass sich die in 13 links gelegenen Endabschnitte der Speicherfolienstücke unter die rechts gelegenen Endabschnitte des links benachbarten Speicherfolienstücks erstrecken. Man erhält somit insgesamt eine geschuppte Anordnung der Speicherfolienstücke 20-1, 20-2 und 20-3.
Unter Verwendung von Speicherfolienstücken, welche ein übliches Seitenverhältnis von Blattmaterial (etwa 1,4 zu 1) aufweisen, lässt sich somit insgesamt eine Speicherfolienstückanordnung her- stellen, deren Länge sehr viel größer ist als ihre Höhe. Man kann somit unter Verwendung von kleineren Speicherfolienstücken, wie sie z. B. für intraorale Aufnahmen verwendet werden, eine ausgedehnte Speicherfolienstückanordnung erhalten, die für Panoramaaufnahmen geeignet ist.
Bei der Ausführungsform nach 13 werden die überlappenden Bildbereiche wieder dazu verwendet, die Bilder der verschiedenen Speicherfolienstücke auszufluchten.
Aus den einzelnen Teilbildern kann man nun die Panoramaaufnahme dadurch zusammensetzen, dass man von den Einzelbildern jeweils nur diejenigen Bereiche verwendet, die frei dem Röntgenlicht ausgesetzt waren, nicht aber diejenigen Bildbereiche, die hinter einem benachbarten Speicherfolienstück lagen. Diese Bildbereiche dienen nur zum Ausfluchten der einzelnen Teilbilder nicht aber zum Erzeugen eines Gesamtbildes.
Um das Ausfluchten der Einzelbilder auch bei kontrastarmen Aufnahmen zu ermöglichen, hat der Folienhalter 86 im Überlappungsbereich der Speicherfolienstücke jeweils ein paar von Marken 26-1, 28-1 bzw. 26-2, 28-2, die wieder aus für Röntgenlicht nicht durchlässigem Material hergestellt sind. Sie haben unterschiedliche Geometrie, so dass man aus der Form der Marken die richtige Aufeinanderfolge der Speicherfolienstücke rekonstruieren kann, wenn sie verloren gegangen ist.
Der Folienhalter 86 steckt zusammen mit den auf ihn aufgeschobenen Speicherfolienstücken 20-1, 20-2 und 20-3 in einer für Licht undurchlässigen Umhüllung 65.
Es versteht sich, dass man in Abwandlung auch längere oder kürzere lineare Speicherfolienstückanordnungen vorsehen kann, die sich in der oben beschriebenen Art und Weise teilweise schuppenförmig übergreifen. Auch kann man die Schuppung auch in zwei Dimensionen vornehmen (also in 13 zusätzlich auch in vertikaler Richtung) und so aus kleineren Speicherfolienstücken eine große Speicherfolienstückanordnung erzeugen, wenn eine solche im Moment in einstückiger Form nicht greifbar ist.
Generell wird bei den weiterverwendeten Materialien darauf geachtet, dass aneinanderliegende Oberflächen glatt sind und geringe Reibung gewährleisten, damit die kratzempfindlichen Oberflächen der Speicherfolienstücke nicht beschädigt werden.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei welchem die Speicherfolienstücke über flexible Bänder gekoppelt waren, kann man zusätzlich bei den senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Längskanten Profilschienen vorsehen, die sich beim Herausziehen der Speicherfolienstücke verhaken, so dass die Speicherfolienstücke gemeinsam geführt sind.
Wie oben dargelegt, wird mit der Erfindung eine Verbesserung des Produktes aus Auflösung und Empfindlichkeit erhalten. Dies bedeutet, dass man bei vorgegebener Auflösung mit deutlicher niedrigerer Strahlendosis arbeiten kann, was im Hinblick auf die Strahlenbelastung des Patienten erwünscht ist. Bei vorgegebener Strahlendosis kann man auch in optisch dichteren Abschnitten des Objektes noch Strukturen erkennen.

Claims

Speichereinheit zur Herstellung von Durchstrahlungsbildern lebender oder toter Materie unter Verwendung von elektromagnetischer oder korpuskulärer Strahlung, welche Speicherfolienmaterial umfasst, das Speicherzentren eines Speicherleuchtstoffmateriales enthält, die durch die Strahlung in einen metastabilen angeregten Zustand bringbar sind, aus welchem sie bei Bestrahlung mit Ausleselicht unter Abgabe von Fluoreszenzlicht relaxieren, wobei das Speicherfolienmaterial zwischen einer Aufnahmekonfiguration, in welcher eine Mehrzahl von Speicherfolienabschnitten (20-1 bis 20-5) hintereinander liegen, und einer Scankonfiguration bewegbar ist, in welcher die Speicherfolienabschnitte (20-1 bis 20-5) jeweils einzeln für das Ausleselicht zugänglich sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherfolienabschnitte (20-1 bis 20–5) unverlierbar miteinander verbunden sind.
Speichereinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Halteeinrichtung (12; 60, 62), welche einzelne Speicherfolienabschnitte (20-1 bis 20-5) in der Aufnahmekonfiguration miteinander vollständig fluchtend oder teilweise überlappend fluchtend hält.
Speichereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung als lichtdichte Kassette (12) ausgebildet ist.
Speichereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdichte Kassette (12) mindestens eine bewegbare Wand (16) aufweist.
Speichereinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegbare Wand durch ein Gehäuseteil (16), einen Deckel, einen Schieber oder eine verschwenkbare Klappe gebildet ist.
Speichereinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kassette zwei einander gegenüberliegende bewegbare Wände aufweist.
Speichereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine vordere, vorzugsweise auch eine hintere Kassettenwand planparallele Hauptbegrenzungsflächen aufweist.
Speichereinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (12; 60, 62) aus für Röntgenlicht durchlässigem Material hergestellt ist.
Speichereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen mindestens zwei Speicherfolienabschnitten (20-1 bis 20-5) mindestens eine für Röntgenlicht teildurchlässige Absorberschicht (64) vorgesehen ist.
Speichereinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherfolienabschnittstapel mindestens zwei für die Strahlung teildurchlässige Absorberschichten (64-1 bis 64-2) enthält, welche unterschiedliche Absorptionskurven aufweisen.
Speichereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Rückseite des Stapels aus Speicherfolienabschnitten (20-1 bis 20-5) eine die Strahlung stark absorbierende Endabsorberschicht (24) vorgesehen ist.
Speichereinheit nach Anspruch 11 und zumindest nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabsorberschicht (24) mit der Halteeinrichtung (12) verbunden (22) ist.
Speichereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vorderseite der Anordnung aus Speicherfolienabschnitten (20-1 bis 20-5) mindestens eine, vorzugsweise mehrere die Strahlung absorbierende Referenzmarkiermittel (26, 28) vorgesehen sind.
Speichereinheit nach Anspruch 13 und zumindest nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzmarkiermittel (26, 28) von der Halteeinrichtung (12) getragen sind.
Speichereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Speicherfolienabschitte (20-1 bis 20-5) über Scharniere (70; 72) zusammenhängt.
Speichereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Speicherfolienabschnitte (20-1 bis 20-5) über flexible Verbindungsmittel (84) zusammenhängt.
Speichereinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die flexiblen Verbindungsmittel (84), die zu benachbarten Speicherfolienabschnitten (20-1 bis 20-5) gehören, gegeneinander versetzt sind.
Speichereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Speicherfolienabschnitte (20-1 bis 20-5) über eine Lagerachse (74) gegeneinander verdrehbar verbunden sind.
Speichereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter den Speicherfolienabschnitten (20-1 bis 20-5) mindestens zwei sind, welche sich bezüglich der Absorption der Strahlung durch ihr Speicherleuchtstoffmaterial unterscheiden.
Speichereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter den Speicherfolienabschnitten (20-1 bis 20-5) mindestens zwei sind, welche sich in ihrer Dicke unterscheiden.
Speichereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich unter den Speicherfolienabschnitten (20-1 bis 20-5) mindestens zwei befinden, welche sich in dem Gewichtsanteil des Speicherleuchtstoffmateriales unterscheiden.
Speichereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich unter den Speicherfolienabschnitten (20-1 bis 20-5) mindestens zwei befinden, welche sich durch die Ordnungszahl der Komponenten ihrer Speicherleuchtstoffmaterialien unterscheiden, insbesondere der Ordnungszahl der Kationen bzw. vorzugsweise Anionen von Speicherleuchtstoffmaterialien vom Salztyp.
Speichereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, sich unter den Speicherfolienabschnitten (20-1 bis 20-5) mindestens zwei befinden, die sich in der Absorption von Ausleselicht durch ein Matrixmaterial unterscheiden, in welchem das Speicherleuchtstoffmaterial verteilt ist.
Verfahren zum Auslesen einer Speichereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 23, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Umstellen der Speichereinheit aus einer mehrlagigen Aufnahmekonfiguration in eine einlagige Scan-Konfiguration; b) Getrenntes Auslesen der verschiedenen Speicherfolienabschnitte und getrenntes Abspeichern der entsprechenden Einzelbild-Pixelsignale; c) Zusammensetzen der Einzelbild-Pixelsignale zu Gesamtbild-Pixelsignalen.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelbilder vor dem Zusammensetzen nach einem Korrelationsverfahren und/oder unter Verwendung aufbelichteter Marken unter Drehen und/oder Verschieben und/oder Änderung des Abbildungsmaßstabes ausgefluchtet werden.
Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelbild-Pixelsignale unter Verwendung von Gewichtungsfaktoren zu den Gesamtbild-Pixelsignalen addiert werden.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtungsfaktoren in Abhängigkeit von den Intensitäten zumindest zweier Einzelbilder bestimmt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtbild-Pixelsignale einer Amplitudentransformation gemäß einer vorgegebenen Kennlinie unterworfen werden, z. B. einer logarithmischen Kennlinie oder gemäß einer Wurzelfunktion.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammensetzen der Einzelbild-Pixelsignale zu den Gesamtbild-Pixelsignalen durch Addieren ihrer gegebenenfalls gewichteten Amplituden erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammensetzen der Einzelbild-Pixelsignale zu den Gesamtbild-Pixelsignalen unter Auswahl einer Teilmenge der Einzelbild-Pixelsignale erfolgt, die innerhalb eines vorgegebenen Amplitudenfensters liegen und dass die ausgewählten Einzelbild-Pixelsignale gemäß dem Röntgenlicht-Absorptionsanteil des zugehörigen Speicherfolienabschnittes gewichtet werden.