DE3205693A1 - Roentgenbildwandler - Google Patents
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Description
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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 82 P 3704 DE
Röntgenbildwandler
Die Erfindung betrifft einen Röntgenbildwandler nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige
Vorrichtung ist z.B. beschrieben in der US-PS 39 75 637.
Röntgenbilder, die unter Anwendung von Leuchtschirmen,
etwa solchen, die als Verstärkerfolie an einen Film angelegt sind, hergestellt werden, haben ein deutliches
Ortsrauschen und im Vergleich zu einer Filmaufnahme oder einer elektroradiographischen Aufnahme eine relativ geringe
Ortsauflösung. Beides wird durch die körnige oder
gerasterte Struktur der Leuchtstoffschicht verursacht. Zur Vermeidung dieses Nachteils kann ein System herangezogen
werden, wie es in der obengenannten US-PS 39 75 637 beschrieben ist. Dabei werden mit den Röntgenstrahlen
zunächst Leuchtelektronen im Schirm gespeichert. Dazu wird in der Regel ein Leuchtschirm verwendet,
der phosphoreszierenden Leuchtstoff enthält, der mit Infrarotlicht ausleuchtbar ist. Zur Erzeugung des
Bildes wird dann der Speicherschirm mit einem Infrarotr-Laserstrahl
ausgelesen. Orts- und Kontrastauflösung sind dabei - bezogen auf "gleiche" Leuchtstoffe, d.h. Leuchtstoffe
gleicher effektiver Röntgenabsorption, Verteilung der Korngrößen und optischer Eigenschaften - verbessert:
Die Ortsauflösung, weil die Streuung des emittierten
Lichtes durch die Leuchtstoffkörner oder sonstige Strukturen keine Rolle mehr spielt, da das
vom Laserstrahl ausgelöste, emittierte Licht von einem großflächigen Empfänger registriert, der Ort
durch den Laserstrahl, die Auflösung durch die
Kn 5 Kof / 01.02.1982
-Z- VPA 82 P 3704 DE
Breite des Laserstrahls bestimmt ist. Die Ortsauflösung wird nur noch bestimmt durch die Reichweite
der durch die Röntgenquanten erzeugten schnellen Fotoelektronen sowie die Breite des
abtastenden Laserstrahls.
Die Kontrastauflösung, weil das sonst bei Filmen durch ihre Silberkörner bedingte Ortsrauschen
entfällt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Röntgenbildwandler
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs das Bild hinsichtlich Ortsrauschen, Kontrastauflösung
und Ortsauflösung zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1
angegebenen Maßnahmen gelöst.
Durch Verwendung homogener Speicherschichten wird die gewünschte Verbesserung erreicht. Einmal sind die effektiven
Reichweiten schneller Fotoelektronen in homogenen Schichten, d.h. solchen aus kompaktem Material, wesentlich
kürzer als in körnigen. Bei Abtastung mit einem etwa 20/um breiten Laserstrahl bestimmt daher diese
Reichweite die Ortsauflösung mit. In homogenen Speicherstoffschichten
ergibt die niedrigere effektive Reichweite wegen der höheren effektiven Absorption
des kompakten Materials verbesserte Auflösung. In gleicher Richtung wirkt außerdem die im homogenen Material
praktisch vermiedene Streuung des Laserstrahls selbst.
Ortsrauschen und Kontrastauflösung werden verbessert, weil die pro Pixelelement erzeugte Lichtmenge nur noch
bedingt durch die Zahl der absorbierten Röntgenquanten schwankt und die Statistik der Umsetzung der Röntgen-
- Ü - VPA 82 P 3704 DE
quanten in Lichtquanten bei den praktisch verwendeten
Leuchtstoffen keine Rolle spielt, weil die Zahl der pro Röntgenquant erzeugten Lichtquanten wesentlich
größer als 1 ist. Eine völlig homogene Speieherstoffschicht
hat daher kein Ortsrauschen mehr, das sonst erzeugt wird durch:
a) die durch die Körner (Zahl, Größe, Lage der Körner) verursachte schwankende Röntgenabsorption,
b) die schwankenden Verluste bei der Absorption des Lichtes bei seiner Wanderung durch die körnige
Speieherschicht und
c) die durch die Körner bedingte schwankende Umsetzung von Röntgenquanten in Licht (Abhängigkeit
der Ausbeute von der Korngröße).
Der Wegfall des Ortsrauschens bedeutet, daß die Kontrast auflösung nur noch von der Absorption der Röntgenquanten
abhängt, d.h. von der statistisch schwankenden Zahl der jeweils absorbierten Röntgenquanten, eine nicht zu geringe
Lichtausbeute vorausgesetzt. Beispiel für einen Einkristall ist flächenhaft gezogenes Wismut-Germanium-Oxid
(Bi^pGeOpr)) · Ei-n Beispiel für einen Auf dampf schirm
homogener Struktur ist mit z.B. Thallium (Tl) dotiertes Cäsiumjodid, das auf ein auf wenigstens'2500C erwärmtes
Substrat aufgedampft wird. Ein homogener Cäsiumjodidschirm
kann auch hergestellt werden durch geschmolzenes Cäsiumjodid, durch Sintern einer vorher körnigen Cäsiumjodidschicht,
durch Walzen einer körnigen Cäsiumjodidschicht oder durch Pressen einer ebenso vorbereiteten
Schicht aus Cäsiumjodidkristallen. Sprünge in homogenen
Schichten aus Cäsiumjodid können durch Polieren praktisch beseitigt werden, weil Cäsiumjodid plastisch ist.
_ /f _ vpA 82 P 3704 DE
Alle diese Schichten brauchen nicht zu einer einkristallinen Schicht zusammenwachsen. Wichtig ist,
daß keine Spalten im Inneren bleiben.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiele erläutert.
In der Figur 1 ist schematisch eine RöntgenbildwandieranOrdnung
gezeichnet und
in der Figur 2 eine in der Aufnahmeanordnung abgewandelte Ausführung.
In der Figur 1 ist mit 1 eine Röntgenstrahlenquelle bezeichnet, von der aus ein Strahlenbündel 2 einen Patienten
3 durchstrahlt. Das so erzeugte Durchstrahlungsbild gelangt auf eine erfindungsgemäße Aufnahmeanordnung 4.
Diese Anordnung 4 besteht aus einer etwa als Träger aus 2 mm starkem Aluminiumblech bestehenden Elektrode 5, einer
darauf aufgetragenen Lichthalbleiterschicht 6 und einer auf dieser unter Zwischenschaltung einer Elektrode
7 liegenden Röntgenbildspeicherschicht 8.
Die beiden Elektroden 5 und 7 liegen über Leitungen 9 und 10 sowie einem Schalter 11 mit den Schaltkontakten
11a und 11b an einer Spannungsquelle 12. Außerdem sind die Leitungen 9 und 10 mit einem Widerstand 13 verbunden
und einem Verstärker 14. Letzterer liegt über einen Analog-Digital-Wandler 15 an einem Verarbeitungsgerät
für die Bildsignale, die andererseits mit einer Abtastvorrichtung 17 in Verbindung stehen, von welcher ein
Laserstrahl 18,die Speicherschicht 8 der Aufnahmeanordnung 4 abtastend, ausgeht.
- ti - VPA 82 P 3704 DE
Beim Aufbau der Anordnung 4 können, wie in Figur 2 als 4' angedeutet, die Schichten 6 und 8 auch vertauscht
sein. Dabei ist es aber erforderlich, daß sowohl die Schicht 6 als auch die Elektroden 5'1 und 7 für den
Laserstrahl 18 durchlässig sind. Die Elektrode 5 der Ausführung nach Figur 1 ist nur als Träger 5' der Anordnung
4 der Schichtung aus 51 bis 8 benutzt.
Das Gerät 16 enthält einen Mikroprozessor 19, in welchen
das Signal vom Analog-Digital-Wandler 15 gelangt. Durch den Mikroprozessor 19 wird ein Steuersignal über
eine Leitung 20 der Abtastvorrichtung 17 zur Steuerung der Abtastbewegung des Strahls 18 zugeführt. Außerdem
wird das Signal über einen Anschluß 21 zu einem Speieher 22 geleitet, von welchem das Signal über eine Leitung
23 einem Rechner 24 zugeführt werden kann. Schließlich gelangt das Signal über eine Leitung 25 zu einem
Fernsehmonitor 26, wo es auf einem Bildschirm 27 zu einem sichtbaren Bild umgewandelt und betrachtet werden
kann.
Ein mittels des Röntgenstrahlenbündels 2 vom Patienten
in der Speicherschicht 8 erzeugtes Speicherbild kann
mittels des Strahles 18 zu einem Leuchtbild umgewandelt werden, das in der Form eines das Bildsignal enthaltenden
Lichtpunktes umgewandelt wird. Dieser Lichtpunkt wirkt dann auf die Halbleiterschicht 6 ein, die zwischen
den auf 100 V liegenden Elektroden 5 und 7 liegt. Durch die Einwirkung des Lichtpunktes wird in Abhängigkeit von
der Lichtintensität im Fotohalbleiter 6 ein Fotostrom erzeugt, so daß über die Leitungen 9 und 10 sowie den
Schalter 11 und den Widerstand 13 ein Bildsignal auf den Verstärker 14 gelangen kann. Nach Passieren des
Wandlers 15 und an sich bekannte Verarbeitung im Gerät 16 kann dann auf dem Bildschirm 27 des Monitors
das Durchleuchtungsbild des Patienten 3 erscheinen. Die
-Jd- VPA 82 P 3704 DE
im Gerät 16 angedeutete Bildverarbeitungs- und Fernseheinrichtung kann in an sich bekannter Weise, wie etwa
in "Röntgenpraxis" 6 (1981), Seiten 239 bis 246 beschrieben,
in digitaler Röntgentechnik ausgebildet sein. Damit können zusätzlich Veränderungen von Helligkeit,
Kontrast etc. des Röntgenbildes erhalten werden.
Außer der oben beschriebenen direkten Übertragung des mittels des Abtaststrahls 18 erzeugten Lichtbildes
auf die Halbleiterschicht 6 kann auch eine etwa durch
optische Kopplungsvorrichtungen vermittelte Übertragung erfolgen. Zur Erzeugung einer auf dem Bildschirm
des Monitors 26 sichtbar machbaren Signalfolge kann das Abtastlichtbild etwa mit einer Fernsehaufnahmekamera
aufgenommen bzw. mit einem optisch mit der Schicht 8 gekoppelten Elektronenvervielfacher umgesetzt werden.
Solche Anordnungen sind etwa beschrieben in der eingangs angeführten US-PS 39 75 637.
Beim Aufbau der Schichtung der Aufnahmeanordnung 4 bzw. 4' ist es zweckmäßig, einen Träger 5 bzw. 5' zu verwenden,
der an der Seite, an welcher die Schichtung anliegt, rauh ist. Die Rauhigkeit sollte dabei kleiner
als 5/um sein, damit keine Störung der Abbildungsqualität
eintritt.
2 Figuren
5 Patentansprüche
Leerseite
Claims (5)
1. Röntgenbildwandler mit einem durch Röntgenstrahlen
zur Speicherung von Leuchtelektronen anregbaren Schirm, dem Mittel zur abtastenden Ausleuchtung zugeordnet
sind und solche, die das Ausleuchtergebnis in elektrische Signale umsetzen, sowie eine Vorrichtung zur
Umwandlung der so erhaltenen Bildsignalfolge in ein sichtbares Bild, dadurch gekennzeich
net, daß der Schirm eine völlig homogene Speicherstoff
schicht ist.
2. Röntgenbildwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Speicherstoff
aus als Einkristallschicht gezogenem Wismut-Germanat
besteht.
3. Röntgenbildwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Schirm aus
transparent aufgedampftem Cäsiumjodid besteht.
4. Verfahren zur Herstellung eines Schirmes zur Verwendung
in einem Bildkonverter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
Cäsiumjodid auf einen Träger aufgedampft wird, der während
der Aufdampfung wenigstens auf 2500C erwärmt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen Träger aufgedampft
wird, der eine Rauhigkeit von weniger als 5/um besitzt.
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Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |