DE8812346U1 - Röntgenbildverstärker - Google Patents

Description

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Siemens Aktiengesellschaft
Röntgenbildverstärker

Die Erfindung betrifft einen Röntgenbildverstärker für eine Röntgendiagnostikanlage mit einem Vakuumgefäß mit einem an einer Stirnseite befindlichen, röntgenstrahlenempfindlichen Eingangsleuchtschirm und mit einer von einer Spannungsquelle gespeisten Elektronenoptik zum Erzeugen eines elektrischen Feldes zum Fokussieren der beim Auftreffen von Röntgenstrahlung an einem Punkt des Eingangsleuchtschirmes erzeugten Elektronen zu einem entsprechenden Punkt des auf der anderen Stirnseite des Röntgenbildverstärkers angeordneten Ausgangsleuchtschirmes.

Röntgenbildverstärker werden in der Röntgendiagnostik eingesetzt, um ein beim Durchleuchten eines Patienten mit Röntgenstrahlen erzeugtes Röntgenschattenbild in ein sichtbares Bild zu wandeln und zu verstärken. Am Ausgang des Röntgenbildverstärkers ist eine ^rernsehaufnahmeröhre angeschlossen, deren Ausgangssignale übe~ eine Fernsehkette einem Monitor zugeführt werden. Der Untersuchungsbereich wird als Bild auf dem Monitor dargestellt.

Ein bekannter Röntgenbildverstärker der genannten Art ist in dem Buch "Das Röntgenfernsehen" von A.Gebauer et al, erschienen 1974 im Georg Thieme Verlag, Stuttgart, auf den Seiten 54 bis 56 beschrieben. Das Elektrodensystem besitzt mehrere zylinder- oder ringförmige Elektroden mit unterschiedlichen Durchmessern. An jede Elektrode ist eine unterschiedliche Spannung gelegt zum Erzeugen eines elektrischen Feldes zum Fokussieren der an einem Punkt des Eingangsleuchtschirmes erzeugten Elektronen auf einen entsprechenden Punkt des Ausgangsleuchtschirmes. Durch die zum

Ti 2 Hgr / 15.09.1988
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Ablenken der Elektronen erforderlichen hohen Spannungsunterschiede benachbarter Elektroden werden sprunghafte Änderungen des elektrischen Feldes insbesondere in Kathodennähe bewirkt, was zu Störungen der Elektronenbahnen führt. Insbesondere führen diese Störungen zu Verzeichnungsfehlern im Randbereich des Ausgangsleuchtschirmes und verschlechtern die Modulationsübertragungsfunktion des Systems. Sie können nur mit großem Aufwand durch Form und Anzahl der Elektroden ausgeglichen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Röntgenbildverstärker der eingangs genannten Art so auszuführen, daß das Elektrodensystem vereinfacht ist und daß die Störungen der Elektronenbahnen reduziert sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daG eine Elektrode der Elektronenoptik aus elektrischem Widerstandsmaterial als Belag auf einem den Mantel des Vakuumgefäßes bildenden einstückigen Elektrodenträger aufgebracht ist und daß eine Spannung an den Belag gelegt ist, so daß das Potentialfeld im Bereich vom Eingangsleuchtschirm zum Ausgangsleuchtschirm kontinuierlich ansteigt.

Vorteil der Erfindung ist, daß die Anzahl der Elektroden reduziert ist, die Länge des Röntgenbildverstärkers verkürzt werden kann, und daß die Abbildungsfehler durch ein sich nicht sprunghaft änderndes Potentialfeld reduziert sind.

Es ist vorteilhaft, wenn der Belag von einer Halbleiterschicht gebildet ist und wenn der spezifische Flächenwiderstand des Belages vom Eingangsleuchtschirm zum Ausgangsleuchtschirm ansteigt. Die Halbleiterschicht kann durch Streicher, oder Spritzen auf den Elektrodenträger aufgebracht werden. Durch

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den sich ändernden spezifischen Flächenwiderstand des Belages und die daran angelegte Spannung ändert sich das Potentialfeld im Bereich vom Eingangsleuchtschirm zum Ausgangsleuchtschirm kontinuierlich, so daß die Störungen der Elektronenbahnen gering sind.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen in Verbindung mit den Unteransprüchen. Dabei zeigt:

FIG 1 die prinzipielle Darstellung einer RontgeMdiagnostikcinrichtung mit einem Röntgenbildverstärker nach dem Stand der Technik und

FiG 2 bis FIG 4 drei Ausführungsbeispiele eines Röntgenbild-Verstärkers nach der Erfindung.

In den Figuren werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In der FIG 1 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Hochspannungsgenerator 1 dargestellt, der eine Röntgenröhre speist, in deren Strahlengang sich ein Patient 3 befindet, von dem auf dem Eingangsleuchtschirm A eines Röntgenbildverstärkers 5 ein Strahienbiid erzeugt wird. Die aus dem Eingsngsleuchtschirm 4 austretenden Elektronen werden durch die Elektroden einer Elektronenoptik 6 auf den Ausgangsleuchtschirm 7 des Röntgenbildverstärkers 5 fokussiert. Spannungsquellen bis 10 versorgen den Röntgenbildverstärker 5 mit den erforderlichen Beschleunigungs- und Ablenkspannungen. An dem Ausgang des Röntgenbildverstärkers 5 ist eine übliche Fernsehkette mit einer Bildaufnahmeeinrichtung 11 mit einer Signalverarbeitungseinheit 12 und mit einem Monitor 13 angeschlossen. Durch den Röntgenbildverstärker 5 und die Fernsehkette ist das beim Durchleuchten des Patienten 3 erzeugte Röntgenschattenbild als

Bild auf dem Bildschirm des Monitors 13 darstellbar.

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Die FIG 2 zeigt einen Röntgenbildverstärker 5a in geschnittener Darstellung. Der Mantel des Röntgenbildverstärkers 5a ist als Elektrodenträger IAa konisch ausgebildet und besteht im Au'Sführungsbeispiel aus der Glaswand des Röntgenbildverstärkers 5a. An einer Stirnseite des Röntgenbildverstärkers 5a ist der Eingangsleuchtschirm &Lgr; mit der Photokathode und an der anderen Stirnseite ist der Ausgangsleuchtschirm 7 mit der Anode angeordnet. Erfindungsgemäß ist auf dem Elektrodenträger IAa innen ein Belag 15 aus einem Material mit hohem Widerstand, nämlich einem Halbleitermaterial, aufgebracht, dessen spezifischer Fiächenwiderstand vom Eingangsieuchtschiriii 4 zum Ausgangsleuchtschirm 7 zunimmt. Der Belag 15 kann beispielsweise aus Cr₂Oj + Wasserglas bestehen, der durch Streichen oder Spritzen auf dem Elektrodenträger 14a aufgebracht ist. Er kann aber auch aus einem nicht leitenden Granulat, z.B. Al₂Oj oder TiO₂ bestehen, dem gezielte Mengen Metallgranulat, z.B. Cu oder Ag, zugesetzt werden. Die Leitfähigkeit des Belages 15 ist dann abhängig vom Mischungsverhältnis der Komponenten zueinander. Das Mischungsverhältnis und damit die Leitfähigkeit des Belages 15 kann kontinuierlich verändert werden, wenn der Belag 15 beispielsweise durch Plasmaspritzen aufgebracht wird. Bei diesem Spritzverfahren können zwei Komponenten in einem veränderbaren Mischungsverhältnis auf einen Träger aufgebracht werden. Die Aft Und die Äüfbringüriyswsiss dss Sslsgss 15 2'jf den Elektrodenträger 14a spielt allerdings eine untergeordnete Rolle. Wesentlich ist, daß der Belag 15 dem gewünschten Pctentialfeldanstieg widerstandsmäßig angepaßt und daß die Schicht des Belages 15 gleichmäßig aufgebracht ist. Zur Spannungsversorgung des Belags 15 sind beispielsweise zwei Leiter 16, 17 durch die Wand des Slektrodenträgers 14a zu metallischen Kontaktringen 24, 25 geführt, die mit dem Belag 15 kontaktiert sind. Die Leiter 16, 17 sind mit einer Spannungsquelle 18 verbunden * Selbstverständlich können auch weitere metallische Kontaktringe vorgesehen sein, die mit jeweils einem weiteren Leiter kontaktiert sind. Der Belag 15 kann beispielsweise auch in einzelne Beläge unterteilt sein,

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die über die metallischen Kontaktringe und die Leiter mit jeweils einer Spannungsquelle verbunden sind. Durch die an den Belag 15 angelegte Spannung und den sich ändernden Widerstand des Belages 15 ändert sich das elektrische Potentialfeld vom Eingangsleuchtschirm 4 zum Ausgangsleuchtschirm 7 kontinuierlich ansteigend. Damit entstehen keine sich sprunghaft ändernden elektrischen Potentialfelder im Bereich zwischen dem Eingangsleuchtschirm 4 und dem Ausgangsleuchtschirm 7, die Störungen der Elektronenbahnen verursachen würden. Die Spannung am Belag 15 kann sich beispielsweise von der Kathode zum Bereich 19 von ö V auf +iO V, vom Bereich 19 bis zum Bereich 20 von +10 V auf +50 V und vom Bereich 20 bis zum Bereich 21 von +50 V auf +500 V ändern. Die Spannung und damit das elektrische Potential ändert sich also von der Kathode des Eingangsleuchtschirmes 4 zur Anode des Ausgangsleuchtschirmes 7 im Bereich zwischen den Leitern 16 und 17 gleitend.

Die FIG 3 zeigt gegenüber der FIG 2, daß der Belag 15 auf der Mantel-Innenwand des Röntgenbildverstärkers 5b spiralförmig auf den Elektrodenträger 14b aufgebracht ist, wobei sich die Steigung der Spirale vom Eingangsleuchtschirm 4 zum Ausgangsleuchtschirm 7 verringert. Hierdurch läßt sich eine besonders gute axiale Symmetrie des sicn vom Leiter 16 zum Leiter 17 gleitend ändernden Potentialfeldes erreichen. Der Potential- ^ feldverlauf vom Eingangsleuchtschirm 4 zum Ausgangsleuchtschirm 7 ist abhängig von der Steigung der Spirale und ist dadurch frei einstellbar.

Die Steigung der Spirale kann im Bereich zwischen dem Eingangsleuchtschirm 4 und dem Ausgangsleuchtschirm 7 beispielsweise auch konstant sein. Dann muß der Widerstandsverlauf der Spirale dem gewünschten Potentialfeldverlauf in diesem Bereich angepaßt sein.

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Der Belag 15 kann beispielsweise von einem spiralförmig gewundenen Leiter gebildet sein, der auf dem Elektrodenträger 14b befestigt ItX. Weitere Möglichkeiten sind, den Belag 15 in eine im Elektrodenträger IAb eingeschliffene Rille einzubringen, eine spirälig ausgebildete Maske auf den Elektrodenträger IAb aufzubringen und den Belag 15 durch Spritzen aufzutragen, so daß der Belag 15 nach dem Entfernen der Maske als Spirale auf dem Elektrodenträger 14b verbleibt. Es ist auch möglich, den Belag 15 auf die gesamte Innenseite des Elektrodenträgers 14b aufzubringen und ihn anschließend spiralförmig herauszuschleifen, so daß letztlich ein spiralförmig ausgebildeter Belag 15 auf dem Elektrodenträger 14b verbleibt.

Die FlG 4 zeigt gegenüber den Figuren 2 und 3 einen Röntgen-

bildverstärker 5c, dessen zylinderförmiger Mantel stufig ausgebildet ist. Dieser Mantel ist als Elektrodenträger 14c von einem einstückigen, stufenweise zylindrisch geformten Blechstreifen gebiioet, der mit einer Stirnseite mit dem Eingangsleuchtschirm 4 verbundsn ist und der mit der gegenüberliegenden Stirnseite in den Glaskörper 22 des Röntgenbildverstärkers 5c eingeschmolzen ist. Auf dem Elektrodenträger 14c ist innen eine Isolationsschicht 23 beispielsweise aus Glas, Keramik oder Kunststoff durch ein Auftragever*ahren aufgebracht. Dss Aufbringen der Isolationsschicht 23 kann entfallen, wenn der Elektrodenträger 14c aus einem isolierenden Material (Keramik, Kunststoff) besteht. Auf diese Isolationsschicht 23 ist dann der Belag 15 aufgebracht. Auch hier ändert sich die Spannung und damit das elektrische Potentialfeld vom Eingangsleuchtschirm 4 zum Ajsgangsleuchtschirm 7 entlang dem Belag gleitend. Die Spannung kann beispielsweise im Bereich der Kathode 0 V betragen, im Bereich 19 beispielsweise 10 V, im Bereich 20 beispielsweise 50 V und im Bereich 21 beispielsweise 500 V.

Der Erfindungsgedanke ist nicht auf die Ausführungsbt. .ele gemäß den FIG 2 bis 4 beschränkt. Wesentlich ist, daß sich das

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* B

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1 Potentialfeld im Bereich vom Eingangsleuchtschirm 4 zum Ausgangsleuchtschirm 7 kontinuierlich ändert, es kann sich beispielsweise linear oder auch nichtlinear ändern, so daß sich in diesem Bereich ein nicht sprungweise ansteigender

5 Potentialfeldverlauf mit entsprechend verteilten Äquipotentialflächen einstellt. Erfindungsgemäß soll sich also das

f Potentialfeld im Bereich vom Eingangsleuchtschirm 4 zum Aus- 1$

gangsleuchtschirm 7 nicht sprunghaft ändern. fs

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Claims (5)

.... ........ 88 G 343 5 DE Schutzansprüche

1. Röntgenbildverstärker (5a,5b,5c) für eine Röntgendiagnostikanlage mit einem Vakuumgefäß mit einem an einer Stirnseite befindlichen, röntgenstrahlenempfindlichen Eingangsleuchtschirm (4) und mit einer von einer Spannungsquelle (18) gespeisten Elektronenoptik zum Erzeugen eines elektrischen Feldes zum Fokussieren der beim Auftreffen von Röntgenstrahlung an einem Punkt des Eingangsleuchtschirmes (4) erzeugten Elektronen zu einem entsprechenden Punkt des auf der anderen Stirnseite des Röntgenbildverstärkers (5) angeordneten Ausgangsleuchtschirmes (7), dadurch gekennzeichnet, daß eine r Elektroder der Elektronenoptik aus elektrischem Widerstands- ^ material als Belag (15) auf einem den Mantel des Vakuumgefäßes bildenden einstückigen Elektrodenträger (14a,14b,14c) aufgebracht ist und

daß eine Spannung an den Belag (15) gelegt ist, so daß das Potentialfeld im Bereich vom Eingangsleuchtschirm (4) zum ^usgangsleuchtschirm (7) kontinuierlich ansteigt.

2. Röntgenbildverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet,

daß der Belag (15) von einer Halbleiterschicht gebildet ist und daß der spezifische Flächenwiderstand des Belages (15) vom Eingangsleuchtschirm (7) zum Ausgangsleuchtschirm ansteigt. (

3. Röntgenbildverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennze lehnet,

daß der Belag (15) als Spirale auf dem Elektrodenträger (14b) aufgebracht ist.

4. Röntgenbildverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennze lehnet,

daß die Steigung der Spirale vom Eingangsleuchtschirm (4) zum Ausgangsleuchtschirm (7) unterschiedlich ist.

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1 5. Röntgenbildverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennze lehnet, daß der Widerstand des spiralförmig ausgebildeten Belages vom Eingangsleuchtschirm zum Ausgangsleuchtschirm unterschied-

5 lieh ist. ^:

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