DE19508240A1 - Laser scanner for probing X-ray storage plate - Google Patents

Abstract

The laser scanner includes an adjustable mirror (16) which receives laser beams (7) and thereby scans several parallel lines. Lenses in front of the mirror are adjustable so that the entire path of the laser beam remains constant during scanning. The laser beam can be deflected by 90 or 180 degrees using two mirrors or a prism. A high power red (visible) laser diode is used. The scanning arrangement also includes collimating lenses followed by a lens (10) for circularising the laser beam.

Description

Bei der röntgenologischen Speicherleuchtstofftechnik wird ein auf einer Speicherleuchtstoffplatte - dieser Begriff umfaßt auch Speicherleuchtstoffolien - vorhandenes, durch Röntgen­ strahlung erzeugtes, latentes Bild durch Abtastung mit einem fokussierten Laserstrahl in ein sichtbares Bild umgewandelt. Die Abtastung erfolgt dabei in der Regel zeilenweise mit Hilfe einer Laseroptik, die zwischen der Laserquelle und der Speicherleuchtstoffplatte liegt. Das sichtbare Bild wird bildpunktweise mit Hilfe eines Detektors in elektrische Signale gewandelt. Die Speicherleuchtstofftechnik fällt dem­ gemäß unter den Oberbegriff digitale Radiographie.In radiological storage phosphor technology, a on a storage phosphor plate - this term encompasses also storage fluorescent films - existing, by X-ray radiation-generated latent image by scanning with a focused laser beam converted into a visible image. The scanning is usually done line by line With the help of laser optics, which is between the laser source and the Storage phosphor plate lies. The visible picture will pixel by pixel with the help of a detector in electrical Signals changed. The storage phosphor technology falls according to the generic term digital radiography.

Die Speicherleuchtstofftechnik kann überall dort eingesetzt werden, wo die Speicherleuchtstoffplatte an die Stelle eines Röntgenfilmes tritt. Der Laserscanner zur Abtastung der Spei­ cherleuchtstoffplatte sollte dabei insbesondere für die Mam­ mographie besonders kompakt und platzsparend sein.The storage phosphor technology can be used anywhere there where the storage phosphor plate takes the place of a X-ray film occurs. The laser scanner for scanning the memory The phosphor plate should be especially for Mam mography be particularly compact and space-saving.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Laserscanner zum zeilenförmigen Abtasten einer röntgenologischen Speicher­ leuchtstoffplatte so auszubilden, daß bei kompaktem Aufbau die Laserauslesung ohne Transport der Speicherleuchtstoff­ platten zu einer Auslesestation und ohne Bewegung der Spei­ cherleuchtstoffplatte möglich ist.The invention has for its object a laser scanner for line-shaped scanning of a radiological memory form fluorescent plate so that with a compact structure the laser reading without transporting the storage phosphor plates to a read-out station and without moving the memory fluorescent plate is possible.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruches 1.According to the invention, this object is achieved by the features of claim 1.

Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further training results from the subclaims.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is detailed below with reference to the drawings explained. Show it:

Fig. 1 die wesentlichen Teile eines Röntgen-Mammographie­ gerätes, Fig. 1 shows the essential parts of an X-ray mammography device,

Fig. 2 einen Laserscanner zur Anwendung bei dem Mammogra­ phiegerät gemäß Fig. 1, und Fig. 2 shows a laser scanner for use in the mammography device according to FIG. 1, and

Fig. 3 eine Variante des Laserscanners gemäß Fig. 2. Fig. 3 shows a variant of the laser scanner of FIG. 2.

In der Fig. 1 ist ein Stativ 1 dargestellt, an dem eine Kom­ pressionsplatte 2, die in Richtung des Doppelpfeiles 3 ver­ stellbar ist, und ein Detektor 4 gelagert sind. Die Komponen­ ten 2, 4 sind an einem Halter 5 gelagert, welcher um eine Achse A schwenkbar ist. Das Untersuchungsobjekt wird von der Kompressionsplatte 2 komprimiert.In Fig. 1, a tripod 1 is shown on which a compression plate 2 , which is adjustable in the direction of the double arrow 3 ver, and a detector 4 are mounted. The components ten 2 , 4 are mounted on a holder 5 which is pivotable about an axis A. The examination object is compressed by the compression plate 2 .

In Fig. 2 ist der Detektor 4 näher dargestellt. Er enthält eine Speicherleuchtstoffplatte 6, die von einem Laserstrahl 7 zeilenweise abgetastet wird. Der Laserstrahl 7 wird von einer Laserdiode 8 ausgesendet, durchdringt eine Kollimierungsoptik 9, eine Strahlformungsoptik 10, z. B. ein anamorphes Prisma, einen Strahlaufweiter 11, einen Strahlablenker, z. B. einen Schwingspiegel oder ein rotierendes Spiegel-Polygon 12, an dem er reflektiert wird, eine Linse 13 und wird durch Spiegel 14, 15, 16 umgelenkt. Der Spiegel 16 ist in Richtung des Pfeiles 17 und die Komponenten 8 bis 13 sind gemeinsam in Richtung des Pfeiles 18 verstellbar.In FIG. 2, the detector 4 is shown in more detail. It contains a storage phosphor plate 6 , which is scanned line by line by a laser beam 7 . The laser beam 7 is emitted by a laser diode 8 , penetrates a collimation optics 9 , a beam shaping optics 10 , z. B. an anamorphic prism, a beam expander 11 , a beam deflector, e.g. B. an oscillating mirror or a rotating mirror polygon 12 , on which it is reflected, a lens 13 and is deflected by mirrors 14 , 15 , 16 . The mirror 16 can be adjusted in the direction of the arrow 17 and the components 8 to 13 can be adjusted together in the direction of the arrow 18 .

Der fokussierte Laserstrahl 7 wird über die Umlenkspiegel 14, 15, 16 in die Speicherleuchtstoffplatte 6 eingekoppelt, wobei er durch Drehung des Polygons 12 eine Zeile der Speicher­ leuchtstoffplatte 6 senkrecht zur zeichenebene abtastet. The focused laser beam 7 is coupled via the reflecting mirrors 14, 15, 16 in the storage phosphor plate 6, where it by rotation of the polygon 12 a line of the storage phosphor plate 6 perpendicular to the plane of scanning.

Die einzelnen Zeilen des entsprechenden Bildes werden dann durch Verschiebung des Umlenkspiegels 17 in Richtung des Pfeiles 17 ausgelesen, wobei diese Verschiebung mit der Dre­ hung des Polygons 12 so synchronisiert ist, daß aufeinander­ folgende Facetten des Polygons 12 auch aufeinander folgenden Auslesezeilen entsprechen.The individual lines of the corresponding image are then read out by shifting the deflection mirror 17 in the direction of arrow 17 , this shift being synchronized with the rotation of the polygon 12 so that successive facets of the polygon 12 also correspond to successive readout lines.

Der Weg des Laserstrahles 7 wird um 180° abgeknickt, so daß die Änderung der Länge des optischen Weges bei Verschiebung des Umlenkspiegels 8 dadurch ausgeglichen werden kann, daß die Laserdiode 8 einschließlich der in Fig. 2 gezeigten opti­ schen Komponenten 9 bis 13 synchron in entgegengesetzter Richtung bewegt wird.The path of the laser beam 7 is kinked by 180 °, so that the change in the length of the optical path when the deflecting mirror 8 is displaced can be compensated for by the fact that the laser diode 8 including the optical components 9 to 13 shown in FIG. 2 are synchronously in opposite directions Direction is moved.

Durch dieses Abknicken des Strahlweges um 180° kann die Bau­ tiefe des Detektors 4 mit integrierter Laserauslesung minimal gehalten werden. Die entsprechende Ablenkung kann, wie bei­ spielhaft in Fig. 2 gezeigt, durch die Spiegel 14 und 15 er­ reicht werden, äquivalent dazu kann auch ein Prisma verwendet werden, das parallel zur Zeilenrichtung ausgerichtet ist.By kinking the beam path by 180 °, the construction depth of the detector 4 with integrated laser reading can be kept to a minimum. The corresponding deflection can, as shown by way of example in FIG. 2, be achieved by the mirrors 14 and 15 , equivalent to this, a prism can also be used, which is aligned parallel to the row direction.

Durch diese entgegengesetzte, synchrone Verschiebung wird garantiert, daß die optische Weglänge konstant bleibt und so­ mit immer der gleiche Laserfokus auf der Speicherleuchtstoff­ platte 6 auftrifft.This opposite, synchronous shift guarantees that the optical path length remains constant and thus always hits the same laser focus on the storage phosphor plate 6 .

Wegen ihres geringen Platzbedarfs bieten sich Laserdioden an, die heute im Bereich des sichtbaren roten Lichtes mit hohen Leistungen bis zu einigen hundert mW verfügbar sind und damit auch eine schnelle Abtastung ermöglichen.Because of their small footprint, laser diodes are ideal those today in the area of visible red light with high Power ratings up to a few hundred mW are available and therefore also enable fast scanning.

Wegen der divergenten Abstrahlung der Laserdiode 8 sind Lin­ sen zur Kollimierung des Strahles vorgesehen. Da auch nach Kollimierung das Strahlprofil einen stark elliptischen Quer­ schnitt aufweist, ist zusätzlich die Strahlformungsoptik 10 zur Zirkularisierung des Laserstrahles 7 erforderlich. Unter Umständen ist eine zusätzliche Strahlaufweitung von Vorteil.Because of the divergent radiation of the laser diode 8, lines are provided for collimating the beam. Since the beam profile has a strongly elliptical cross section even after collimation, the beam shaping optics 10 is additionally required for the circularization of the laser beam 7 . An additional beam expansion may be advantageous.

Die Strahlablenkung für die Abtastung einer Zeile wird durch Drehung des verspiegelten Polygons 12 erreicht. Die f-θ Linse 13 (flat field lens) sorgt dafür, daß in der Ebene der Spei­ cherleuchtstoffplatte 6 ein über die Zeile gleichbleibender Laserfokus erzeugt wird.The beam deflection for scanning a line is achieved by rotating the mirrored polygon 12 . The f-θ lens 13 (flat field lens) ensures that a constant laser focus is generated across the line in the plane of the storage phosphor plate 6 .

Nach einer Auslesung des Röntgenbildes verbleibt in aller Regel eine restliche Information in der Speicherleuchtstoff­ platte 6. Diese muß vor der nächsten Aufnahme durch möglichst großflächige Bestrahlung mit einer intensiven Lichtquelle ge­ löscht werden.After the X-ray image has been read, residual information generally remains in the storage phosphor plate 6 . This must be deleted before the next shot by irradiating as large a surface as possible with an intensive light source.

In der Anordnung nach Fig. 3, die nur einen Teil der Kompo­ nenten nach Fig. 2 zeigt, ist dazu zwischen den horizontalen Verläufen des Strahlenganges ein ortsfestes zweidimensionales Array 19 von Leuchtdioden der geeigneten Wellenlänge (z. B. rote Superlumineszenz-Dioden) vorgesehen.In the arrangement according to FIG. 3, which shows only a part of the components according to FIG. 2, a stationary two-dimensional array 19 of light-emitting diodes of the suitable wavelength (e.g. red superluminescent diodes) is provided between the horizontal courses of the beam path .

Der Umlenkspiegel 16 kann während des Löschvorganges entweder verschoben oder senkrecht verkippt und eventuell verschoben werden (Pfeil 21), um eine gleichmäßige Ausleuchtung der Speicherplatte 6 auch am Rand zu gewährleisten.The deflecting mirror 16 can either be shifted or tilted vertically and possibly shifted during the deletion process (arrow 21 ) in order to ensure uniform illumination of the storage disk 6 even at the edge.

Je nach Anwendung sind verschiedene Modifikationen der Anord­ nung nach Fig. 2 denkbar.Depending on the application, various modifications of the arrangement according to FIG. 2 are conceivable.

So kann z. B. die Umlenkung durch den Spiegel 14 entfallen, wenn die Strahlführung so ausgebildet werden kann, daß der Laserstrahl 7 im Sinne von Fig. 2 vertikal eingekoppelt wird (gestrichelte Strahlführung in Fig. 2). Die horizontale Be­ wegung von Spiegel 16 während der Abtastung wird dann durch eine vertikale Bewegung der Komponenten 8 bis 13 ausge­ glichen, so daß der optische Weg konstant bleibt.So z. B. the deflection by the mirror 14 is omitted if the beam guide can be designed so that the laser beam 7 is coupled vertically in the sense of FIG. 2 (dashed beam guide in Fig. 2). The horizontal Be movement of mirror 16 during the scan is then compensated by a vertical movement of the components 8 to 13 , so that the optical path remains constant.

Claims (5)

1. Laserscanner zum zeilenförmigen Abtasten einer röntgenolo­ gischen Speicherleuchtstoffplatte (6) mit einem Laserstrahl (7) und einer Laseroptik, welche einen verstellbaren Spiegel (16) aufweist, auf dem der längs einer Zeile ablenkbare Laserstrahl (7) auftrifft und der durch eine Verstellung die Abtastung mehrerer paralleler Zeilen bewirkt, wobei die vor diesem Spiegel (16) liegende Teiloptik (8 bis 13) derart ver­ stellbar ist, daß der gesamte Weg des Laserstrahles (7) bei der Abtastung gleich bleibt.1. Laser scanner for line-shaped scanning of an X-ray storage phosphor plate ( 6 ) with a laser beam ( 7 ) and laser optics, which has an adjustable mirror ( 16 ) on which the laser beam ( 7 ) deflectable along a line strikes and which is adjusted by an adjustment Scanning of several parallel lines causes, which lies in front of this mirror ( 16 ) partial optics ( 8 to 13 ) is adjustable such that the entire path of the laser beam ( 7 ) remains the same during the scanning. 2. Laserscanner nach Anspruch 1, bei dem die Teiloptik (8 bis 13) gegenläufig zum Spiegel (16) verstellbar ist.2. Laser scanner according to claim 1, wherein the partial optics ( 8 to 13 ) opposite to the mirror ( 16 ) is adjustable. 3. Laserscanner nach Anspruch 1 oder 2, bei dem zwischen Teiloptik (8 bis 13) und verstellbarem Spiegel (16) zwei Spiegel (14, 15) zur Umlenkung des Laserstrahles (7) um 180° vorgesehen sind.3. Laser scanner according to claim 1 or 2, in which between partial optics ( 8 to 13 ) and adjustable mirror ( 16 ) two mirrors ( 14 , 15 ) are provided for deflecting the laser beam ( 7 ) by 180 °. 4. Laserscanner nach Anspruch 1 oder 2, bei dem zwischen Teiloptik (8 bis 13) und verstellbarem Spiegel (16) ein Spie­ gel (15) zur Umlenkung des Laserstrahles (7) um 90° vorge­ sehen ist.4. Laser scanner according to claim 1 or 2, in which between partial optics ( 8 to 13 ) and adjustable mirror ( 16 ) a mirror gel ( 15 ) for deflecting the laser beam ( 7 ) is seen by 90 °. 5. Laserscanner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine zweidimensionale Beleuchtungsvorrichtung (19) für die Löschung der Restinformation auf der Speicherleuchtstoff­ platte (6) vorhanden ist.5. Laser scanner according to one of claims 1 to 4, in which a two-dimensional lighting device ( 19 ) for the deletion of the remaining information on the storage phosphor plate ( 6 ) is present.