BE1014283A3

BE1014283A3 - Rontgendiagnostikeinrichtung mit einem speicherleuchtschirm.

Info

Publication number: BE1014283A3
Application number: BE2000/0568A
Authority: BE
Inventors: Manfred Fuchs; Detlef Mattern; Erich Hell
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2003-08-05
Also published as: DE19946743C1; US20030002623A1; JP2001149352A; US6570957B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine röntgendiagnostikeininrichtung mit einem speicherleuchtschirm (5) für die latente speicherung des jeweiligen Röntgenstrahlenbildes, mit einer Röntgenaufnahmevorrichtung (1,2) zur Erzugung eines röntgenstrahlenbündels (3), mit einer auslesevorrichtung (6,7,15,16), beider zur bildwiedergabe der speicherleuchtschirm (5) durch eine Abtastung mittels einer Strahlenquelle (6,15) zum leuchten angeregt wird, mit einem detektor (7,16) zum erfassen des von dem speicherleuchtschirm (5) emittierten Lichtes und mit einem Bildwiedergabesystem (8,9). Der speicherleuchtschirm (5) wird zur abtastung durch eine offnung (13) eines rechteckförmigen Trägers (12) geführt und von beidseitig der öffnung (13) an dem träger (12) angebrachten luftlagern (17) in abtastbereich gehalten. An dem Träger (12) ist eine zeilenförmige Strahlenquelle (15) und ein zeilenförmiger Detektor (16) befestigt.

Description

Beschreibung Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Speicherleuchtschirm Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Speicherleuchtschirm für die latente Speicherung des jeweiligen Röntgenstrahlenbildes, mit einer Röntgenaufnahmevorrichtung zur Erzeugung eines Röntgenstrahlenbündels, mit einer Auslesevorrichtung, bei der zur Bildwiedergabe der Speicherleuchtschirm durch eine Abtastung mittels einer Strahlenquelle zum Leuchten angeregt wird, mit einem Detektor zum Erfassen des von dem Speicherleuchtschirm emittierten Lichtes und mit einem Bildwiedergabesystem.

In der DE-38 03 766 Al ist eine derartige Röntgendiagnostikeinrichtung beschrieben, bei der als strahlenempfindlicher Wandler ein Speicherleuchtstoff mit Röntgenstrahlen bestrahlt wird, so dass in ihm Defektelektronen erzeugt werden, die in Potentialfallen (Traps) gespeichert werden. In einer Auslesevorrichtung wird die gesamte Fläche dieses Speicherleuchtschirmes von einer zusätzlichen Strahlenquelle, beispielsweise einem Laser, bildpunktweise abgetastet, so dass die in den Traps gespeicherten Elektronen angeregt werden und in Rekombinationszentren zurückfallen können, wobei die Energiedifferenz in Form von Lichtquanten abgestrahlt wird. Dadurch ist es möglich, das derart gespeicherte Röntgenstrahlenbild aus dem Speicherleuchtschirm auszulesen.

Zur flächenförmigen Abtastung des Speicherleuchtschirmes wird ein Laserstrahl eines sogenannten"Flying Spot Scanners" durch zwei Spiegel in vertikaler und horizontaler Richtung abgelenkt, so dass alle auf dem Speicherleuchtschirm liegenden Bildpunkte nacheinander abgetastet werden. Das von dem Speicherleuchtschirm emittierte Licht wird durch zwei lichtleitende Platten erfasst und auf zwei seitlich angebrachte zeilenförmige CCD-Lichtwandler geleitet. Das Ausgangssignal des

Detektors wird einer normalen Fernsehkette zur Wiedergabe des Röntgenbildes auf einem Monitor zugeführt.

Als Speicherleuchtstoffe können hierbei die aus der DE 33 47 207 Al bekannten, mit Europium aktivierten Bariumfluor-Bromchlorid-Verbindungen Verwendung finden, die sich durch sichtbares Licht (Photostimulation) anregen lassen. Zur Anregung dieses Speicherleuchtstoffes lässt sich der üblicherweise verwendete He-Ne-Laser verwenden, der Strahlen von einer Wellenlänge von 633 nm erzeugt.

Aus der EP 859 244 Al ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung bekannt, bei der die Platten der Speicherleuchtschirme mit CCD-Zeilen anstelle der "Flying Spot Scanner" ausgelesen werden. Diese sind sehr empfindlich auf die exakte Einhaltung und Reproduzierbarkeit des Abstandes zwischen der auszulesenden Schicht und des zeilenförmigen CCD-Detektors. Je grösser die numerische Apertur des Lichtsammlers, beispielsweise eine Faseroptikplatte, ist, desto stärker macht sich der Abstand in einer Verschlechterung der Modulationsübertragungsfunktion (MTF) bemerkbar.

Bei den Flying-Spot-Scannern kann die Speicherleuchtstoffolie problemlos auf einer planen Unterlage durch Ansaugen per Unterdruck gehalten werden, da Stimulation und Auslesung von der gleichen Seite durchgeführt werden. Dies ist aus Aperturgründen bei einer CCD-Zeilenauslesung kaum möglich. Wird eine entsprechende grosse Glasplatte nur an den Kanten unterstützt, so beträgt die gravitatorische Verformung ca. 50 um.

Eine derartige Durchbiegung führt jedoch zu einer unerwünschten Reduzierung der MTF.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Röntgendiagnostikeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die Verbiegungen bei Platten von Speicherleuchtschirmen vermeidet bzw. zumindest stark reduziert, ohne die Bildschicht mit dem Speicherleuchtstoff zu beschädigen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Speicherleuchtschirm zur Abtastung durch eine Öffnung eines im Querschnitt rechteckförmigen Trägers geführt und von beidseitig der Öffnung an dem Träger angebrachten Luftlagern im Abtastbereich gehalten wird und dass eine zeilenförmige Strahlenquelle und ein zeilenförmiger Detektor an dem Träger befestigt sind. Durch die Verwendung von Luftlagern mit kleinen Abstandstoleranzen entsteht keine Reibung, die den Scanvorgang behindern und die Schichtoberfläche beschädigen könnte, so dass der Speicherleuchtschirm im Abtastbereich gehalten werden kann.

Erfindungsgemäss kann auf der einen Seite der Öffnung die zeilenförmige Strahlenquelle und auf der anderen Seite der Öffnung der zeilenförmige Detektor an dem Träger befestigt sein.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn jeweils beidseitig der zeilenförmigen Strahlenquelle und des zeilenförmigen Detektors zwei Luftlager vorgesehen sind.
EMI3.1

In vorteilhafter Weise können die zeilenförmige Strahlenquelle ein Photodiodenarray und der zeilenförmige Detektor ein CCD-Lichtwandler sein.

Um die Gewichtskraft des Speicherleuchtschirmes mit minimaler Formabweichung aufnehmen zu können, kann der Träger als biegesteifes Fachwerk ausgeführt sein.

Die Luftlager können erfindungsgemäss bei 5,5 bar Überdruck mit Spaltbreiten von 6 + 1 um arbeiten.

Eine Durchbiegung des Speicherleuchtschirmes wird optimal verhindert, wenn die Luftlager derart angeordnet sind, dass sie einen Abstand vom Rand des Speicherleuchtschirmes aufweisen, der einem Viertel der Breite des Speicherleuchtschirmes

entspricht, oder dass sie den Abtastbereich in seiner Breite in drei gleich grosse Bereiche unterteilen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 eine bekannte Röntgendiagnostikeinrichtung, Figur 2 eine erfindungsgemässe Abtastvorrichtung in Aufsicht und Figur 3 die Abtastvorrichtung gemäss Figur 2 im Querschnitt.

In der Figur 1 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer von einem Röntgengenerator 1 mit Hoch- und Heizspannung versorgte Röntgenröhre 2 wiedergegeben, die ein kegelförmiges Röntgenstrahlenbündel 3 erzeugt, das einen Patienten 4 durchdringt. Die durch den Patienten 4 entsprechend seiner Transparenz geschwächten Röntgenstrahlen fallen auf einen Lumineszenz-Speicherleuchtschirm 5. Dieses auffallende Strahlenbild erzeugt in dem Speicherleuchtschirm 5, wie bereits beschrieben, Defektelektronen, die in Potentialfallen des Speicherleuchtstoffes gespeichert werden, so dass in dem Speicherleuchtschirm 5 ein latentes Bild gespeichert ist.

Zur Wiedergabe des latenten, gespeicherten Bildes wird der Speicherleuchtschirm 5 durch eine Abtastvorrichtung 6 zeilenweise angeregt. Ein Detektor 7 erfasst das von dem Speicherleuchtschirm 5 emittierte Licht und wandelt das der Helligkeit der abgetasten Bildpunkte entsprechende Licht in ein elektrisches Signal um, das einer Wiedergabeschaltung 8 zugeführt wird, die aus einem einzelnen analogen Ausgangssignal des Detektors 7 ein Videosignal zur Darstellung auf einem Monitor 9 erzeugt. Die Wiedergabeschaltung 8 kann ein Bildsystem mit Wandlern, Bildspeichern und Verarbeitungsschaltungen aufweisen. Bedienelemente 10 sind über eine Systemsteuerung

und-kommunikation 11 mit den übrigen Komponenten der Rönt- gendiagnostikeinrichtung verbunden.

Die Systemsteuerung 11 bewirkt die Steuerung und Synchronisation des Röntgengenerators 1, der Relativbewegung des Speicherleuchtschirmes 5, der Abtastvorrichtung 6, der Wiedergabeschaltung 8 und des Monitors 9.

In der Figur 2 ist die erfindungsgemässe Abtastvorrichtung 6 für den plattenförmigen Speicherleuchtschirm 5 in Aufsicht dargestellt, der beispielsweise eine Trägerplatte 14 aus Glas aufweist. Ein im Querschnitt rechteckförmiger Träger 12 mit einer aus Figur 3 ersichtlichen Öffnung 13 umgreift die Trägerplatte 14 des Speicherleuchtschirmes 5. An der unterhalb der Trägerplatte 14 liegenden Seite ist ein Photodiodenarray 15 als zeilenförmige Strahlenquelle 6 und oberhalb der Trägerplatte 14 ist ein CCD-Lichtwandler 16 als zeilenförmiger Detektor 7 an dem Träger 12 angebracht. Sowohl seitlich des zeilenförmigen Photodiodenarrays 15 als auch des zeilenförmigen CCD-Lichtwandlers 16 sind jeweils zwei Luftlager 17 pro Seite an dem Träger 12 angebracht.

Sie sind dabei so angeordnet, dass sie einen Abstand vom Rand des Speicherleuchtschirmes 5 aufweisen, der etwa einem Viertel der Breite des Speicherleuchtschirmes 5 entspricht. Dadurch können die vier auf jeder Seite des Trägers 12 angeordneten Luftlager 17 in einem Rechteck angeordneten sein, dessen Länge der Hälfte der Breite des Speicherleuchtschirmes 5 und dessen Breite beispielsweise der doppelten Breite des zeilenförmigen Photodiodenarrays 15 bzw. des zeilenförmigen CCD-Lichtwandlers 16 entspricht.

Die Luftlager 17 können aber auch derart angeordnet sein, dass sie den Abtastbereich in seiner Breite in drei gleich grosse Bereiche unterteilen. Auch können mehr als acht Luftlager 17 vorgesehen sein.

Da bei der CCD-Zeilenauslese im Durchlicht stimuliert wird, wird auf beiden Seiten der beispielsweise aus Glas bestehen-

den transparenten Trägerplatte 14 ein Kopf über die gesamte Breite der Bildplatte des Speicherleuchtschirmes 5 geführt.

Auf der Unterseite des Glasträgers 14 wird die zeilenförmige Stimulationslichtquelle, das Photodiodenarray 15 und auf der Oberseite die CCD-Zeile 16 geführt. Der CCD- und Lichtquellenträger ist jeweils als biegesteifes Fachwerk ausgeführt, um die Gewichtskraft des Glasträgers 14 mit minimaler Formabweichung aufnehmen zu können. Die Kraftübertragung erfolgt über die beidseitig angebrachten Luftlager 17. Diese arbeiten beispielsweise bei 5, 5 bar Überdruck mit Spaltbreiten von 6 I 1 um. Die Abstandstoleranzen sind dadurch sehr klein und es entsteht keine Reibung, die den Scanvorgang behindern und die Schichtoberfläche beschädigen könnte. Ausserdem wird die Formtreue des Schichtträgers und damit die Auflösung des Detektors weitestgehend lageunabhängig.

Eine Eigenschaft, die für Anwendungen in der medizinischen Röntgentechnik äusserst wichtig ist.

Anstelle der beschriebenen Abtastung mit Durchlicht können die Luftlager 17 auch bei einer Anordnung Verwendung finden, bei der Stimulation und Auslesung des Speicherleuchtschirmes 5 von der gleichen Seite erfolgen.

Bezugszeichenliste 1 Röntgengenerator 2 Röntgenröhre 3 Röntgenstrahlenbündel 4 Patient 5 Speicherleuchtschirm 6 Abtastvorrichtung 7 Detektor 8 Wiedergabeschaltung 9 Monitor 10 Bedienelemente 11 Systemsteuerung und-kommunikation 12 Träger 13 Öffnung 14 Trägerplatte 15 Photodiodenarray 16 CCD-Lichtwandler 17 Luftlager

Claims

Patentansprüche 1. Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Speicherleuchtschirm (5) für die latente Speicherung des jeweiligen Röntgenstrahlenbildes, mit einer Röntgenaufnahmevorrichtung (1, 2) zur Erzeugung eines Röntgenstrahlenbündels (3), mit einer Auslesevorrichtung (15,16), bei der zur Bildwiedergabe der Speicherleuchtschirm (5) durch eine Abtastung mittels einer Strahlenquelle (15) zum Leuchten angeregt wird, mit einem Detektor (16) zum Erfassen des von dem Speicherleuchtschirm (5) EMI8.1 emittierten Lichtes und mit einem Bildwiedergabesystem (8, 9), dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherleuchtschirm (5) zur Abtastung durch eine Öffnung (13) eines im Querschnitt rechteckförmigen Trägers (12) geführt und von beidseitig der Öffnung (13) an dem Träger (12) angebrachten Luftlagern (17) im Abtastbereich gehalten wird und dass die Strahlenquelle (15)

und der Detektor (16) zeilenförmig ausgebildet und an dem Träger (12) befestigt sind.
2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass auf der einen Seite der Öffnung (13) die zeilenförmige Strahlenquelle (15) und auf der anderen Seite der Öffnung (13) der zeilenförmige Detektor (16) an dem Träger (12) befestigt sind.
3. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass jeweils beidseitig der zeilenförmigen Strahlenquelle (15) und des zeilenförmigen Detektors (16) zwei der Luftlager (17) vorgesehen sind.
4. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 EMI8.2 bis 3, d gekennzeichnet, dass die zeilenförmige Strahlenquelle (15) ein Photodiodenarray ist. <Desc/Clms Page number 9> EMI9.1
5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d gekennzeichnet, dass der zeilenförmiger Detektor (16) ein CCD-Lichtwandler ist.
6. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Träger (12) als biegesteifes Fachwerk ausgeführt ist.
7. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d g e k e n n z e i c h n e t , dass die Luftlager (17) bei 5, 5 bar Überdruck mit Spaltbreiten von 6 1 um arbeiten.
8. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1 bis 7, EMI9.2 d gekennzeichnet, dass die Luftlager (17) derart angeordnet sind, dass sie einen Abstand vom Rand des Speicherleuchtschirmes (5) aufweisen, der einem Viertel der Breite des Speicherleuchtschirmes (5) entspricht.
9. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 EMI9.3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftlager (17) derart angeordnet sind, dass sie den Abtastbereich in seiner Breite in drei gleich grosse Bereiche unterteilen.