DE1048645B - - Google Patents
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- DE1048645B DE1048645B DE1958W0022831 DEW0022831A DE1048645B DE 1048645 B DE1048645 B DE 1048645B DE 1958W0022831 DE1958W0022831 DE 1958W0022831 DE W0022831 A DEW0022831 A DE W0022831A DE 1048645 B DE1048645 B DE 1048645B
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung betrifft Rontgenleuchtschirmanlagen und insbesondere ein Verfahren zum Betrieb einer Röntgenleuchtschirmanlage.The invention relates to fluorescent X-ray screen systems and in particular to a method for operating a X-ray fluorescent screen system.
Beim Betrieb von Röntgenschirmanlagen werden die Bilder durch Kontrastunterschiede zwischen verschiedenen Teilen des Leuchtschirmbildes hervorgerufen. In gewissen Fällen ist es erwünscht, den in den Bildern zu erzielenden Kontrast zu verstärken. In weniger häufigen Fällen kann es auch empfehlenswert sein, den Bildkontrast zu verringern. Ferner ist es erwünscht, die FIelligkeit der auf einem Leuchtschirm erzeugten Bilder zu erhöhen, ohne die zur Hervorrufung des Röntgenbildes verwendete Röntgenstrahlungsmenge wesentlich heraufzusetzen.When operating X-ray screen systems, the images are distinguished by differences in contrast between different Caused parts of the fluorescent screen image. In certain cases it is desirable to use the in to increase the contrast to be achieved in the images. In less common cases it can also be recommended be to decrease the image contrast. It is also desirable to see the brightness of the screen on a luminescent screen without increasing the amount of x-ray radiation used to produce the x-ray image increase significantly.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Methode zur Veränderung des Kontrastes in Röntgenleuchtschirmbüdern. Vorzugsweise wird hierbei gleichzeitig die FIelligkeit erhöht. Auch kann durch das erfindungsgemäße Verfahren die Bildhelligkeit und gegebenenfalls der Kontrast des beim Einfallen von Röntgenstrahlen auf einen Leuchtschirm entstehenden Bildes erhöht werden, ohne daß die zur Erregung des Schirmes verwendete Menge der Röntgenstrahlung wesentlich heraufgesetzt wird.The aim of the invention is to create a method for changing the contrast in X-ray fluorescent screen brothers. Preferably, the density is increased at the same time. Also by the invention Process the image brightness and, if necessary, the contrast of the when incident on X-rays on a fluorescent screen can be increased without causing the excitation of the The amount of X-ray radiation used is significantly increased.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine verbesserte Röntgenschirmbildanlage zu verwenden, bei der die Lichtausbeute eines speziellen röntgenstrahlempfindlichen Phosphors durch gleichzeitige Anlegung eines elektrischen Feldes an den Phosphor erhöht wird. Diese verstärkte Lichtausbeute erlaubt es, eine geringere Röntgenstrahldosierung zu verwenden, um eine erträgliche Helligkeit des Leuchtschirmes hervorzurufen, oder sie macht ein helleres Bild möglich, ohne daß die Röntgendosis erhöht wird. Die bei der- Einrichtung nach der Erfindung zur Verwendung kommenden Pliosphore sind diejenigen, die eine verstärkte Lichtausbeute zeigen, wenn sie mit Röntgenstrahlen bestrahlt und. gleichzeitig in den Einfluß eines elektrischen Wechselfeldes gebracht werden. Dies widerspricht dem Verhalten der meisten Phosphore, die unter derartigen Bedingungen einen Löscheffekt zeigen.It has already been proposed to use an improved x-ray display system at the light output of a special X-ray sensitive phosphor by simultaneous application an electric field to the phosphor is increased. This increased light output allows a lower one To use X-ray dosing to produce a tolerable brightness of the fluorescent screen, or it makes a brighter image possible without increasing the X-ray dose. The one at the establishment According to the invention for use pliosphors are those that have a reinforced Show light output when irradiated with X-rays and. at the same time in the influence of an electric Alternating field are brought. This contradicts the behavior of most phosphors that show an erasing effect under such conditions.
Die gleichzeitige Anwendung von Röntgenstrahlen und eines elektrischen Wechseifekles bei Phosphoren der vorerwähnten Art wird in der nachfolgenden Beschreibung und in den Patentansprüchen als »Elektrophotosensibilisierung« bezeichnet.The simultaneous use of X-rays and an electrical alternating soap on phosphors of the aforementioned type is used in the following description and in the claims as "electrophotosensitization" designated.
Beispiele von Phosphoren, die für den vorliegenden Zweck geeignet sind, sind Gemische von Zinksulfid
und Cadmiumsulfid, worin das Molverhältnis von Zink zu Cadmium zwischen 9 Molteilen Zink zu 1 Molteil
Cadmium und 3 Molteilen Zink zu 7 Molteilen Cadmium liegt und die mit 0,01 · 10~2 bis 6,0 · IO-2
Mol Mangan je MoI des Phosphors aktiviert sind. Auch kann der Phosphor mit einem Gemisch von
Verfahren zur Veränderung
des Kontrastes oder der Helligkeit
von RöntgenleuchtschirmbildernExamples of phosphors which are suitable for the present purpose are mixtures of zinc sulphide and cadmium sulphide, in which the molar ratio of zinc to cadmium is between 9 parts by mole of zinc to 1 part by mole of cadmium and 3 parts by mole of zinc to 7 parts by mole of cadmium and which is 0.01 10 ~ 2 to 6.0 · IO- 2 moles of manganese per mole of phosphorus are activated. Also, the phosphorus can be modified with a mixture of methods
the contrast or the brightness
of fluorescent X-ray images
Anmelder:
Westinghouse Electric Corporation,
ίο East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)Applicant:
Westinghouse Electric Corporation,
ίο East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)
Vertreter: Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 46Representative: Dipl.-Ing. G. Weinhausen, patent attorney,
Munich 22, Widenmayerstr. 46
*5 Beanspruchte Priorität:* 5 Claimed priority:
V. St. v. Amerika vom 13. März 1957V. St. v. America March 13, 1957
Georges Destriau, Cauderan, Gironde (Frankreich),
ist als Erfinder genannt wordenGeorges Destriau, Cauderan, Gironde (France),
has been named as the inventor
Mangan und Silber aktiviert sein, wobei das Silber in Mengen von Spuren (0,001 · IO-2 Mol Silber je Mol Mangan) bis zu etwa 1,0 · IO-2 Mol Silber je Mol Mangan anwesend sein kann. Auch Zinksulfidphosphore, die mit Mangan oder Mischungen von Mangan und Silber in den erwähnten Anteilen aktiviert sind, können verwendet werden. Als Beispiel sei folgender Phosphor genannt: 1 CdS · 3,5 ZnS, aktiviert mit 1 · 10—4 Mol Mangan je Mol des Leuchtstoffes, wobei der Phosphor während der Herstellung bei einer Temperatur von 800 bis 1150° C gebrannt wurde.Manganese and silver be activated, the silver being present in amounts of traces (0.001 · IO- 2 mol of silver per mol of manganese) up to about 1.0 · IO- 2 mol of silver per mol of manganese. Zinc sulfide phosphors activated with manganese or mixtures of manganese and silver in the proportions mentioned can also be used. As an example, the following phosphorus may be mentioned: 1 CdS · 3.5 ZnS activated with 1 x 10- 4 moles of manganese per mole of the phosphor, the phosphor was fired during the production at a temperature of 800 to 1150 ° C.
Das neue Verfahren zur Veränderung des Kontrastes sowie der absoluten Helligkeit von Röntgenschirmbildern unter Verwendung eines nach Art der Eiektrolumineszenzscbirme ausgebildeten Leuchtschirmes, dessen Leuchtstoff so gewählt ist, daß er eine verstärkte Lichtausbeute aufweist, wenn er während der Bestrahlung mit Röntgenstrahlen einem elektrischen Wechselfeld ausgesetzt wird, besteht darin, daß erfindungsgemäß der Leuchtschirm vor Abnahme des endgültigen Leuchtschirmbildes durch das zu untersuchende Objekt hindurch einer Elektrophotosensibilisierung bestimmter Stärke und Dauer mit Hilfe des Röntgenlichtes und des elektrischen Feldes ausgesetzt wird, daß darauf die der Elektrophotosensibilisierung dienende Röntgenbestrahlung und elektrische Beaufschlagung des Schirmes eine gewisse Zeitspanne unterbrochen wird, daß weiterhin der Leuchtschirm ohne Anwendung eines elektrischenThe new process for changing the contrast and the absolute brightness of X-ray screens using a fluorescent screen designed in the manner of electroluminescent screens, whose phosphor is chosen so that it has an increased light output when he during exposed to an alternating electric field when X-ray radiation is used, consists of: that according to the invention the luminescent screen prior to the acceptance of the final luminescent screen image by the to subject to be examined through an electrophotosensitization of a certain strength and duration With the help of X-ray light and the electric field is exposed to that of the electrophotosensitization X-ray irradiation and electrical loading of the screen a certain amount Period of time is interrupted that continues the screen without the application of an electrical
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!!
Feldes abermals durch das Objekt hindurch mit Röntgenstrahlen bestimmter Intensität bestrahlt wird und daß das nunmehr entstehende Leuchtbild im Zeitbereich seiner größten Helligkeit subjektiv beobachtet oder objektiv festgehalten wird. Hierdurch wird der Schirm veranlaßt, ein sichtbares Bild zu erzeugen, das den angelegten Röntgensignalen entspricht, jedoch mit verändertem, vorzugsweise verstärktem Kontrast zwischen den hellsten und dunkelsten Stellen des Leuchtbildes. Field is again irradiated through the object with X-rays of a certain intensity and that the now emerging luminous image is subjectively observed in the time domain of its greatest brightness or is recorded objectively. This causes the screen to produce a visible image that corresponds to the applied X-ray signals, but with a changed, preferably increased, contrast between the brightest and darkest areas of the illuminated image.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung. Hierin ist Details of the invention emerge from the following description of some exemplary embodiments with reference to the drawing. In here is
Fig. 1 ein Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines Röntgenleuchtschirmes mit Elektrolumineszenz,1 shows a cross section through a preferred embodiment of a fluorescent X-ray screen Electroluminescence,
Fig. 2 das schematische Schaltbild einer Röntgenanlage und der Betriebseinrichtungen hierfür zur Darstellung der Elektrophotosensibilisierung des Leuchtschirmes, 2 shows the schematic circuit diagram of an X-ray system and the operating facilities for this for illustration electrophotosensitization of the fluorescent screen,
Fig. 3 ein Blockschaltbild ähnlich Fig. 2 zur Darstellung der zweiten Betriebsphase, bei der das Bild auf dem Leuchtschirm mit erhöhtem Kontrast erzeugt wird,3 shows a block diagram similar to FIG. 2 to illustrate the second operating phase in which the image is generated on the luminescent screen with increased contrast,
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Helligkeits verstärkung in Abhängigkeit von der Röntgenbestrahlung eines vorsensibilisierten Leuchtschirmes und4 shows a graph of the brightness amplification depending on the X-ray exposure a presensitized luminescent screen and
Fig. 5 eine graphische Darstellung der Helligkeit in willkürlichen Einheiten in Abhängigkeit von der Zeit bei einem Betrieb derart, daß der Kontrast zwischen den hellsten und dunkelsten Stellen des Leuchtbildes verändert wird.5 shows a graph of the brightness in arbitrary units as a function of time when operated in such a way that the contrast between the lightest and darkest points of the luminous image is changed.
Obwohl die Grundsätze der Erfindung allgemein auf jede Anlage anwendbar sind, bei der ein für Röntgenstrahlen empfindlicher Phosphor der angegebenen Art mit Röntgenstrahlen bestrahlt wird, bezieht sich die Erfindung insbesondere auf Leuchtschirme, die ähnlich einer Elektrolumineszenzzelle gebaut sind. Daher wird sie an Hand dieses Ausführungsbeispiels beschrieben. Although the principles of the invention are generally applicable to any system in which an X-ray sensitive phosphor of the specified type is irradiated with X-rays, refers to the Invention in particular on luminous screens that are built similar to an electroluminescent cell. Therefore it is described on the basis of this exemplary embodiment.
In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leuchtschirmes 10 dargestellt. Dieser besitzt eine im wesentlichen ebene Schicht 12 aus Fluoreszenzmaterial, die über einer im wesentlichen ebenen Schicht 14 aus dielektrischem Material angebracht ist, wobei diese beiden Schichten zwischen zwei dünnen leitenden Flächenelektroden 16 und 18 eingeschlossen sind. Die beiden Elektroden 16 und 18 können über Anschlüsse 20 und einen Stecker 22 mit einer Spannungsquelle verbunden werden. Über die eine Elektrode 18 ist eine durchsichtige Grundplatte 24 gelegt, während die andere Elektrode 16 mit einer Isolierschicht 26 überzogen sein kann, um die Gefahr von elektrischen Schlägen herabzusetzen. Eine zum Schutz und zur Handhabung dienende Abschirmung 18 kann um den ganzen Umfang des Schirmes 10 herum angebracht sein, um die Aufbewahrung, das Anfassen usw. zu erleichtern.In Fig. 1, a preferred embodiment of the fluorescent screen 10 according to the invention is shown. This has an essentially flat layer 12 of fluorescent material, which is applied over an essentially flat layer 14 of dielectric material, these two layers being enclosed between two thin conductive surface electrodes 16 and 18. The two electrodes 16 and 18 can be connected to a voltage source via connections 20 and a plug 22. A transparent base plate 24 is placed over one electrode 18 , while the other electrode 16 can be covered with an insulating layer 26 in order to reduce the risk of electric shocks. A protective and handling shield 18 may be attached around the entire perimeter of the shield 10 for ease of storage, handling, and the like.
Die Phosphoreszenzschicht 12 befindet sich vorzugsweise unmittelbar hinter der mit der Elektrode 18 versehenen Grundplatte 24, obwohl es bei gewissen Anwendungen günstiger sein kann, die dielektrische Schicht 14 der Grundplatte 24 benachbart anzubringen. Die Dicke der Fluoreszenzschicht 12 ist nicht besonders kritisch. Sie kann z. B. 0,2 mm betragen. Die dielektrische Schicht 14 kann aus irgendeinem Dielektrikum mit hoher Dielektrizitätskonstante bestehen. Sie soll entweder für sichtbares Licht oder für Röntgenstrahlen durchlässig sein, je nach ihrer Lage im Schirm, und darf nicht unter der Einwirkung derThe phosphorescent layer 12 is preferably located immediately behind the base plate 24 provided with the electrode 18 , although in certain applications it may be more favorable to apply the dielectric layer 14 adjacent to the base plate 24. The thickness of the fluorescent layer 12 is not particularly critical. You can z. B. 0.2 mm. The dielectric layer 14 may be any high dielectric constant dielectric. It should be permeable either to visible light or to X-rays, depending on its position in the screen, and must not be exposed to the
Röntgenstrahlen rasch . zerstört werden. Derartige Werkstoffe sind bekannt, z. B. kann die dielektrische Schicht 14 aus einer Glimmerfolie von etwa 0,05 mm Dicke bestehen, obwohl diese Dicke- keineswegs kritisch ist und größer oder geringer gewählt werden kann.X-rays quickly. be destroyed. Such materials are known, e.g. B. the dielectric layer 14 can consist of a mica film about 0.05 mm thick, although this thickness is by no means critical and can be selected larger or smaller.
Der Schirm 10 kann auch auf andere Weise aufgebaut sein. So kann ein geeignetes dielektrisches Material, wie Polyvinylchloridacetat, dem Phosphor beigemischt werden, woraufhin die getrennte dielektrische Schicht wegfallen kann. In gewissen Fällen kann das dielektrische Material ganz entbehrt werden und nur die Phosphorschicht 12 zwischen den Elektroden 16 und 18 angebracht werden. Der Zweck des Dielektrikums liegt nur darin, daß ein elektrischer Durchschlag zwischen den Elektroden 16 und 18 durch den Phosphor verhindert werden soll. Die hier verwendeten elektrischen Feldstärken brauchen nicht besonders kräftig zu sein. Sie können allerdings in einem weiteren Bereich schwanken und z. B. bis zu einer Feldstärke von 20kV/cm ansteigen.The screen 10 can also be constructed in other ways. For example, a suitable dielectric material, such as polyvinyl chloride acetate, can be admixed with the phosphor, whereupon the separate dielectric layer can be omitted. In certain cases, the dielectric material can be dispensed with entirely and only the phosphor layer 12 can be applied between the electrodes 16 and 18 . The purpose of the dielectric is only to prevent electrical breakdown between electrodes 16 and 18 by the phosphor. The electric field strengths used here do not need to be particularly strong. However, they can fluctuate in a wider range and z. B. increase up to a field strength of 20kV / cm.
Die leitenden Elektroden 16 und 18 können aus irgendwelchen leitenden Werkstoffen hergestellt sein, die als dünne Folienüberzüge dienen können und im Fall der unteren Schicht 18 durchlässig für sichtbares Licht bzw. im Fall der oberen Schicht 16 durchlässig für Röntgenstrahlen sind. Natürlich sollen diese Elektroden sich nicht merklich unter der Wirkung der Röntgenstrahlen zersetzen. Beispielsweise kann die Elektrode 18 aus einer dünnen Schicht von Zinnoxyd auf einer Glasgrundlage hergestellt werden. Andere dünne und leitende Überzüge, wie Oxyde von Zink, Cadmium, Aluminium oder Wismut, können beispielsweise auch Verwendung finden. Die Elektrode 16 kann z. B. aus Zinnoxyd hergestellt werden, oder sie kann aus einem dünnen Aluminiumüberzug bestehen, der in bekannter Weise durch Aufdampfen im Vakuum aufgebracht wird. Die dünne Schutzschicht 26, die gegen elektrische Schläge schützen und die Handhabung erleichtern soll, kann aus irgendeinem für Röntgenstrahlen durchlässigen Stoff bestehen, der verhältnismäßig gute elektrische Isolationseigenschaften aufweist. Kunststoffe, wie Polytetrafluoräthylen, sind hierzu geeignet. Die Schutzschicht 26 kann auf Wunsch weggelassen und die Gefahr elektrischer Schläge dadurch ausgeschaltet werden, daß man die Elektrode 16 erdet.The conductive electrodes 16 and 18 can be made of any conductive material which can serve as thin film coatings and which are transparent to visible light in the case of the lower layer 18 and X-rays in the case of the upper layer 16. Of course, these electrodes should not noticeably decompose under the action of the X-rays. For example, the electrode 18 can be made from a thin layer of tin oxide on a glass base. Other thin and conductive coatings, such as oxides of zinc, cadmium, aluminum or bismuth, can also be used, for example. The electrode 16 can, for. B. made of tin oxide, or it can consist of a thin aluminum coating, which is applied in a known manner by vacuum evaporation. The thin protective layer 26, which is intended to protect against electrical shocks and to facilitate handling, can consist of any material which is permeable to X-rays and which has relatively good electrical insulation properties. Plastics such as polytetrafluoroethylene are suitable for this. If desired, the protective layer 26 can be omitted and the risk of electric shock eliminated by the fact that the electrode 16 is grounded.
Die als Unterlage dienende Glasplatte 24 kann aus jedem Glas hergestellt sein, das schwere Atome enthält, welche die Röntgenstrahlen absorbieren und so den Betrachter bzw. die photographische Platte schützen. Als Beispiel kann eines der bekannten Bleioder Cergläser Verwendung finden. Der Schutz- und Handhabungsschirm 28 kann aus einem ähnlichen Kunststoff wie die Schicht 26 hergestellt sein. Er kann auch ganz weggelassen werden. The glass plate 24 serving as a base can be made of any glass which contains heavy atoms which absorb the X-rays and thus protect the viewer or the photographic plate. One of the known lead or cerium glasses can be used as an example. The protective and handling screen 28 can be made of a similar plastic as the layer 26 . It can also be omitted entirely.
In Fig. 2 ist im Blockschaltbild eine Ausführungsform einer Röntgenanlage dargestellt, die in diesem Fall so eingestellt ist, daß das zu durchstrahlende Objekt erstmalig belichtet wird, um den Leuchtschirm vorzubelichten. Diese Anlage 30 enthält einen Röntgengleichrichter und Umspanner 32, einen Zeitgeber 34 für die Röntgenröhre und den Kameraverschluß, eine Röntgenröhre 36, eine Vorrichtung 38 zur Steuerung der Feldstärke bzw. der Spannung, einen Zeitgeber 40 für die Anlegung der Feldstärke, den Röntgenleuchtschirm 10, einen Belichtungsschalter 42, einen Schalter 44 für das elektrische Feld, einen Röntgenfilm 46, eine Vorrichtung 48 zur Betätigung des Kameraverschlusses und einenIn Fig. 2, an embodiment of an X-ray system is shown in a block diagram, which is set in this case so that the object to be irradiated is exposed for the first time in order to pre-expose the luminescent screen. This system 30 contains an X-ray rectifier and transformer 32, a timer 34 for the X-ray tube and the camera shutter, an X-ray tube 36, a device 38 for controlling the field strength or voltage, a timer 40 for applying the field strength, the fluorescent X-ray screen 10, a Exposure switch 42, an electric field switch 44, an X-ray film 46, a device 48 for operating the camera shutter, and a
1 U4Ö1 U4Ö
Kameraverschluß 50. Alle Teile dieser Anlage mit Ausnahme des oben beschriebenen Leuchtschirmes sind an sich bekannt. Auch kann die Verwendung selbsttätiger Zeitgeber auf Wunsch vermieden werden und die ganze Zeitfolge von Hand eingestellt werden.Camera shutter 50. All parts of this system with the exception of the fluorescent screen described above are known per se. The use of automatic timers can also be avoided if desired and the whole time sequence can be set by hand.
In Fig. 3 ist im Blockschaltbild die gleiche Röntgenanlage wie in Fig. 2 dargestellt, wobei sich jedoch der elektrische Feldstärkeschalter 44 in der offenen Stellung befindet. Wenn der Röntgenleuchtschirm vorbelichtet wurde, λνίΜ die Anlage auf diese Weise so eingestellt, daß das zu röntgende Objekt abermals bestrahlt wird, um auf dem Leuchtschirm ein entsprechendes Bild mit ausgezeichnetem Kontrast hervorzurufen. Die Einzelheiten der Betriebsweise dieser Anlage werden nachstehend angegeben. Zum Zweck der Erläuterung ist angenommen, daß ein Teil des geröntgten Objektes 52 für Röntgenstrahlen doppelt so durchlässig ist wie der übrige Teil. Es wurde gefunden, daß bei Bestrahlung eines Leuchtschirmes der angegebenen Art mit Röntgenstrahlen und gleichzeitiger Anlegung eines elektrischen Wechselfeldes ein Teil der durch das angelegte Röntgensignal im Schirm entwickelten Helligkeit latent im Schirm gespeichert wird. Dieser Vorgang wird als Elektrophotosensibilisierung bezeichnet. Das im Schirm gespeicherte Signal kann durch eine zweite Röntgenbestrahlung aus dem elektrophotosensibilisierten Schirm frei gemacht werden.In Fig. 3, the same X-ray system is shown in the block diagram as in Fig. 2, but the electrical field strength switch 44 is in the open position. When the fluorescent X-ray screen has been pre-exposed, the system is set in this way in such a way that the object to be X-rayed is irradiated again in order to produce a corresponding image with excellent contrast on the fluorescent screen. The details of the operation of this plant are given below. For purposes of explanation, it is assumed that part of the X-rayed object 52 is twice as transparent to X-rays as the remaining part. It has been found that when a fluorescent screen of the specified type is irradiated with X-rays and an alternating electric field is applied at the same time, part of the brightness developed in the screen by the applied X-ray signal is latently stored in the screen. This process is known as electrophotosensitization. The signal stored in the screen can be released from the electrophotosensitized screen by a second X-ray exposure.
In Fig. 4 ist eine graphische Darstellung des Verstärkungsverhältnisses in Abhängigkeit von der Stärke der zweiten Röntgenbestrahlung gegeben, wobei diese zweite Bestrahlung durch die Stromstärke I in Milliampere ausgedrückt ist, die von der Röntgenröhre 36 geführt wird. Bei der Aufnahme dieser Kurven war der Leuchtschirm 10 elektrophotosensibilisiert, und die Schirmhelligkeit wurde gemessen, während sich kein Objekt zwischen dem Schirm und der Röntgenröhre 36 befand, wenn sie die angegebenen Stromstärken führte. Natürlich erfordert der Einschub eines Objektes auf dem Röntgentisch eine größere Menge oder Intensität der Röntgenbestrahlung, um am Schirm 10 eine entsprechende Strahlungsmenge (im Fall der Elektrophotosensibilisierung) bzw. eine entsprechende Röntgenintensität (im Fall der zweiten Bestrahlung) zu erhalten.4 shows a graph of the amplification ratio as a function of the strength of the second x-ray irradiation, this second irradiation being expressed by the current strength I in milliamps, which is carried by the x-ray tube 36 . When these curves were recorded, the phosphor screen 10 was electrophotosensitized and the screen brightness was measured while there was no object between the screen and the X-ray tube 36 when it was carrying the specified currents. Of course, the insertion of an object on the X-ray table requires a larger amount or intensity of the X-ray irradiation in order to obtain a corresponding amount of radiation (in the case of electrophotosensitization) or a corresponding X-ray intensity (in the case of the second irradiation) on the screen 10.
Jede der Kurven in Fig. 4 zeigt das relative Helligkeitsverhältnis für eine andere Strahlungsladung Q der Röntgenstrahlen, und zwar mit folgenden Zahlenwerten : Each of the curves in Fig. 4 shows the relative brightness ratio for a different radiation charge Q of the X-rays, with the following numerical values:
Kurve A : Q = 640 Mikroampereminuten (μΑιηίη)
Kurve B : Q = 320 μΑπιϊη
Kurve C : Q — 160 μΑηιίη
Kurve D ■.Q-= 80 μΑηιίη
Ku rve E : Q — 40 μΑπιϊη
Kurve F : Q = 20 μΑπιϊη
Kurve G : Q = 10 μΑηιίη
Kurve H : Q = 5 μΑηιίη.Curve A: Q = 640 microampere minutes (μΑιηίη) Curve B: Q = 320 μΑπιϊη
Curve C: Q - 160 μm
Curve D ■ .Q- = 80 μΑηιίη
Curve E: Q - 40 μΑπιϊη
Curve F: Q = 20 μΑπιϊη
Curve G: Q = 10 μΑηιίη
Curve H: Q = 5 μm.
Man erkennt, daß die Wirkung der Elektrophotosensibilisierung bei einer bestimmten Strahlungsladung eine optimale ist. Die verwendete Röntgenröhre 36 hatte ein Hartglasfenster und wurde bei einer Spannung von 80 kV in Gleichrichterschaltung betrieben. Die Antikathode bestand aus Wolfram, und der Abstand von der Mittellinie der Röhre 36 zum Schirm 10 betrug 20 cm. Unter diesen Betriebsbedingungen wurden für Röhrenstrom und Zeit Werte gemessen, welche die angegebenen Q-Werte ergaben. Diese Betriebsbedingungen können natürlich je nach der Anwendung beträchtlich verändert werden. DasIt can be seen that the effect of electrophotosensitization is optimal for a given radiation charge. The X-ray tube 36 used had a hard glass window and was operated in a rectifier circuit at a voltage of 80 kV. The anticathode was made of tungsten and the distance from the center line of the tube 36 to the screen 10 was 20 cm. Under these operating conditions, values were measured for tube current and time, which gave the specified Q values. These operating conditions can of course be varied considerably depending on the application. That
Helligkeitsverhältnis ist auch von der Intensität der zweiten Röntgenbestrahlung des Schirmes abhängig, und diese ist als Abszisse der Kurven aufgetragen. Bei dem in Ordinatenrichtung aufgetragenen Helligkeitsverhältnis ist Bm die größte Helligkeit in willkürlichen Einheiten für einen elektrophotosensibilisierten Schirm und B0 die größte Helligkeit in denselben Einheiten für einen nicht elektrophotosensibilisierten Schirm, der mit Röntgenstrahlen der gleichen Intensität bestrahlt wurde.The brightness ratio is also dependent on the intensity of the second X-ray irradiation of the screen, and this is plotted as the abscissa of the curves. In the lightness ratio plotted in the ordinate direction, B m is the greatest lightness in arbitrary units for an electrophotosensitized screen and B 0 is the greatest lightness in the same units for a non-electrophotosensitized screen irradiated with X-rays of the same intensity.
In Fig. 5 ist die Arbeitsweise der Anlage dargestellt, wenn der Kontrast des sich ergebenden Bildes verbessert werden soll. Der Einfachheit halber ist angenommen, daß das geröntgte Objekt aus zwei Teilen besteht, von denen der eine die doppelte Durchlässigkeit für Röntgenstrahlen hat wie der andere. Das Objekt 52 wird auf den Röntgentisch gelegt und beispielsweise mit Röntgenstrahlen solcher Intensität bestrahlt, daß die dem für Röntgenstrahlen stärker durchlässigen Teil des Objektes benachbarten Schirmstellen eine Strahlungsmenge erhalten, die einer Gesamtmenge Q von 160>Amin entspricht. Gleichzeitig mit der Röntgenbestrahlung wird, wie erwähnt, das elektrische Feld am Schirm angelegt, da der Schalter 44 geschlossen ist (Fig. 2). Vorzugsweise wird die Röntgenbestrahlung unterbrochen, kurz bevor das elektrische Feld abgeschaltet wird. Die Helligkeit des Schirmes, wenn Röntgenstrahlen und elektrisches Feld gleichzeitig einwirken, folgt etwa der Linie O-T-U für die Schirmteile, die hinter den leichter für Röntgenstrahlen durchlässigen Teilen des Objektes liegen. Bei denjenigen Schirmstellen, die hinter den stärker Röntgenstrahlen absorbierenden Teilen des Objektes liegen, folgt die Schirmhelligkeit der Linie O-T'-U', weil diese Schirmstelle nur eine Strahlungsmenge erhalten, die einem Wert Q von 80 μΑηιίη entspricht. Durch dieses Vorgehen wird der Schirm 10 elektrophotosensibilisiert. Es sei darauf hingewiesen, daß die Schirmelektrophotosensibilisierung nicht durch das elektrische Feld allein bewirkt wird. Auch erzeugt die Feldstärke allein keine merkbare reine Elektrolumineszenz im Schirm 10. In Fig. 5 the operation of the system is shown when the contrast of the resulting image is to be improved. For the sake of simplicity, it is assumed that the X-rayed object consists of two parts, one of which has twice the permeability to X-rays as the other. The object 52 is placed on the X-ray table and irradiated, for example, with X-rays of such intensity that the parts of the screen adjacent to the part of the object which is more permeable to X-rays receive an amount of radiation which corresponds to a total amount Q of 160> amine. As mentioned, the electric field is applied to the screen at the same time as the X-ray irradiation, since the switch 44 is closed (FIG. 2). The X-ray irradiation is preferably interrupted shortly before the electric field is switched off. The brightness of the screen when X-rays and an electric field act at the same time roughly follows the line OTU for the screen parts that lie behind the parts of the object that are more easily permeable to X-rays. At those parts of the screen that are behind the more strongly X-ray absorbing parts of the object, the screen brightness follows the line O-T'-U ', because this part of the screen only receives an amount of radiation that corresponds to a value Q of 80 μΑηιίη. By doing this, the screen 10 is electrophotosensitized. It should be noted that the screen electrophotosensitization is not caused by the electric field alone. The field strength alone also does not produce any noticeable pure electroluminescence in the screen 10.
In den dargestellten Beispielen wird ein im allgemeinen linearer Zusammenhang zwischen der Röntgenintensität und der Schirmhelligkeit erreicht, so daß die hellsten Teile des Schirmes etwa zweimal so hell wie die dunkelsten Teile sind, wie durch die relative Helligkeit der Ordinaten in den Punkten U' und U angegeben wird. Ohne gleichzeitige Anlegung des elektrischen Feldes am Schirm wäre übrigens die Schirmhelligkeit nur etwa ein Fünftel der der dargestellten Werte.In the examples shown, a generally linear relationship between the X-ray intensity and the screen brightness is achieved, so that the lightest parts of the screen are about twice as bright as the darkest parts, as indicated by the relative brightness of the ordinates at points U ' and U. will. Without the simultaneous application of the electric field to the screen, the screen brightness would only be about a fifth of the values shown.
Im vorstehenden Beispiel wird angenommen, daß die Feldstärke im Zeitpunkt V abgeschaltet wird. Dies kann z. B. 10 Sekunden nach der Unterbrechung der an der Elektrophotosensibilisierung beteiligten Röntgenstrahlung geschehen. Unmittelbar darauf kann das Objekt 52, während es noch auf dem Röntgentisch liegt, abermals mit wesentlich kräftigeren Röntgenstrahlen bestrahlt werden. Natürlich könnte die anfängliche Röntgenbestrahlung auch gleichzeitig mit dem Feld oder kurz danach abgeschaltet werden. Bei dem IetzterenVorgehen würde man allerdings etwas von der Elektrophotosensibilisierung des Schirmes opfern. Im angegebenen Beispiel wurde der Schirm mit einer Röntgenstrahlmenge elektrophotosensibilisiert, die den Werten Q =160 bzw. 80 μΑπιϊη der Strahlungsladung entspricht, so daß die Kurven C und D der Fig. 4 gelten. Wenn die zweite Röntgenstrahlung so große Intensität hat, daß der den für Röntgenstrahl-In the above example it is assumed that the field strength is switched off at time V. This can e.g. B. happen 10 seconds after the interruption of the X-rays involved in the electrophotosensitization. Immediately thereafter, the object 52, while it is still lying on the X-ray table, can again be irradiated with much more powerful X-rays. Of course, the initial X-ray irradiation could also be switched off at the same time as the field or shortly afterwards. The latter would, however, sacrifice some of the electrophotosensitization of the screen. In the example given, the screen was electrophotosensitized with an amount of X-rays corresponding to the values Q = 160 or 80 μΑπιϊη of the radiation charge, so that curves C and D of FIG. 4 apply. If the second X-ray radiation has so great an intensity that the
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Ien durchlässigeren Teilen des Objektes benachbarte Schirmteil eine Röntgenintensität enthält, die derjenigen entspricht, wenn die Röhre 10 eine Stromstärke von 1,4 mA führt, während sich kein Objekt vor dem Schirm befindet, hat die Helligkeit der mit einem Q-Wert von Ιόθμ-Amin elektrophotosensibilisierten Schirmstellen eine Helligkeit von 2,66:1, wie aus Fig. 4 abgelesen werden kann. Unter dieser Röntgenbestrahlung erhält der Schirmteil hinter den für Röntgenstrahlen weniger durchlässigen Stellen des Objektes eine Röntgenstrahlintensität, die dem Äquivalent I = 0,7 mA entspricht, d. h., die Helligkeitsverstärkung hat den Wert 1,9:1. The screen part adjacent to the more permeable parts of the object contains an X-ray intensity which corresponds to that when the tube 10 carries a current of 1.4 mA while there is no object in front of the screen, the brightness has that with a Q value of Ιόθμ-amine electrophotosensitized screen sites had a brightness of 2.66: 1, as can be read from FIG. Under this X-ray irradiation, the part of the screen behind the parts of the object that are less permeable to X-rays receives an X-ray intensity which corresponds to the equivalent of I = 0.7 mA, ie the brightness gain is 1.9: 1.
Bei einer zweiten Röntgenbestrahlung mit der Stromstärke I = 1,4 mA folgt die Schirmhelligkeit in Abhängigkeit von der Zeit etwa der Kurve O-Y in Fig. 5. Da jedoch der Schirm elektrophotosensibilisiert wurde, wird auf ihm ein vorübergehend auftretendes · Bild erzeugt, das dem vorher eingespeisten Bild und dem Objektivbild entspricht, welches durch die zweite Röntgenbestrahlung hervorgerufen wird. Dieses vorübergehend sichtbare Bild folgt der Kurve 0-X-Y. Im Punkt Y ist das vorübergehende Bild abgeklungen, und der Schirm leuchtet mit einer Intensität, die derjenigen entspricht, welche bei der angegebenen zweiten Röntgenbestrahlung ohne Elektrophotosensibilisierung auftreten würde.In the case of a second X-ray irradiation with a current intensity I = 1.4 mA, the screen brightness as a function of time roughly follows the curve OY in FIG fed image and corresponds to the lens image, which is caused by the second X-ray irradiation. This temporarily visible image follows the curve 0-XY. At point Y the temporary image has faded and the screen glows with an intensity corresponding to that which would occur with the indicated second X-ray exposure without electrophotosensitization.
An den Stellen, wo die zweite Röntgenbestrahlung der dunkleren Schirmteile einem Wert 7 = 0,7 mA entspricht, ergibt sich das Verhältnis der Helligkeit des elektrophotosensibilisierten Schirmes zu derjenigen des unsensibilisierten Schirmes wie 1,9 : 1, so daß das vorübergehende Bild etwa der Kurve O-X'-Y' folgt. Ohne eine Schirmelektrophotosensibilisierung würde die Helligkeit der Kurve O-Y' entsprechen. Wie aus diesen Kurven hervorgeht, wird also der Kontrast zwischen den helleren und dunkleren Stellen des auf den Schirm hervorgerufenen Bildes erhöht, da die Helligkeitsverhältnisse für die intensiveren und schwächeren Schirmbestrahlungen insgesamt 2,66:1 bzw. 1,9:1 betragen. So wird im angegebenen Beispiel der Kontrast des auf dem Schirm erzeugten Bildes vom Verhältnis 2:1, das ohne Elektrophotosensibilisierunggilt, auf das Verhältnis 2,8:1 verbessert. Diese Steigerung gilt aber nur für den Zeitraum der Entladung des gespeicherten Lichtes, entsprechend X:X'. At the points where the second X-ray irradiation of the darker parts of the screen corresponds to a value 7 = 0.7 mA, the ratio of the brightness of the electrophotosensitized screen to that of the unsensitized screen is 1.9: 1, so that the temporary image roughly corresponds to the curve O-X'-Y ' follows. Without screen electrophotosensitization, the brightness would correspond to curve OY '. As can be seen from these curves, the contrast between the lighter and darker areas of the image produced on the screen is increased, since the brightness ratios for the more intense and weaker screen irradiation are a total of 2.66: 1 and 1.9: 1, respectively. In the example given, the contrast of the image produced on the screen is improved from the ratio 2: 1, which applies without electrophotosensitization, to the ratio 2.8: 1. However, this increase only applies to the period of discharge of the stored light, corresponding to X: X '.
Es ist auch möglich, den Schirmkontrast zu verringern, obwohl in der Regel der Kontrast verstärkt wird. Beispielsweise kann eine Kontrastabschwächung dadurch erzielt werden, daß die an der Elektrophoto-Sensibilisierung beteiligte Röntgenbestrahlung des Schirmes so beschränkt wird, daß die helleren Teile eine Strahlungsladung Q = 10 μΑηιίη erhalten, während die dunkleren Stellen mit einer Ladung Q = 10 μΑηιίη elektrophotosensibilisiert werden. WrCiin die zweite. Röntgenbestrahlung bei Stromstärken von 7=1,4 bzw. /=OJmA für die helleren und dunkleren Stellen des auf dem Schirm erzeugten Bildes erfolgt, ergibt sich das Verstärkungsverhältnis zu 1,06:1 für die helleren Stellen und 1,14:1 für die dunkleren Stellen, d. h., der Bildkontrast wird abgeschwächt. It is also possible to decrease the screen contrast, although the contrast is usually increased. For example, a contrast attenuation is achieved in that the one involved in the Elektrophoto- sensitization X-ray irradiation of the screen is limited so that the brighter parts receive a radiation charge Q = 10 μΑηιίη, currency rend the darker areas with a charge Q = 10 μΑηιίη be elektrophotosensibilisiert. W r Ciin the second. X-ray irradiation is carried out at current levels of 7 = 1.4 and / = OJmA for the lighter and darker parts of the image produced on the screen, there is the amplification ratio to 1.06: 1 for the brighter parts and 1.14: 1 for the darker areas, d. that is, the image contrast is weakened.
Es ist auch möglich, den Kontrast in dem vorübergehend auf dem Schirm erscheinenden Objektbild etwa gleichmäßig zu halten. Dies kann dadurch erreicht werden, daß das Objekt mit Röntgenstrahlen in solcher Menge bestrahlt wird, daß der hinter dem durchlässigeren Teil des Objektes 52 liegende Schirmabschnitt mit einer Röntgenmenge bestrahlt wird, die einer Strahlungsladung Q = 20 μΑηιίη entsprichtIt is also possible to keep the contrast in the temporarily appearing on the screen object image about evenly. This can be achieved in that the object is irradiated with X-rays in a quantity such that the shield portion located behind the permeable portion of the object 52 is irradiated with an X-ray quantity which corresponds to a radiation charge Q = 20 μΑηιίη
(KurveT7 in. Fig. 4). Dann werden die hinter den undurchsichtigeren Stellen des Objektes 52 liegenden Schirmteile mit einer Röntgenmenge belichtet, die einem Wert Q = IO μΑηιίη entspricht (Kurve G in Fig. 4). Bei Bestrahlung mit einem zweiten Röntgensignal, dessen Stromstärke 7=1 mA für den durchlässigeren Teil des Objektes 52 und I = 0,5 mA für den weniger durchlässigen Teil des Objektes beträgt, bleibt der Kontrast in dem vorübergehend erscheinenden Bild nahezu unverändert. Die bei einem solchen Vorgehen erzielten Vorteile liegen, wie sich noch ergeben wird, in erhöhter Schirmhelligkeit ohne wesentliche Steigerung der gesamten Röntgenstrahlmenge, der das Objekt 52 ausgesetzt ist.(Curve T 7 in Fig. 4). Then the screen parts lying behind the more opaque areas of the object 52 are exposed to an amount of X-rays which corresponds to a value Q = IO μΑηιίη (curve G in FIG. 4). When irradiated with a second X-ray signal, the current intensity of which is 7 = 1 mA for the more permeable part of the object 52 and I = 0.5 mA for the less permeable part of the object, the contrast in the temporarily appearing image remains almost unchanged. The advantages achieved with such a procedure are, as will be shown, in increased screen brightness without a substantial increase in the total amount of x-rays to which the object 52 is exposed.
Bei den angegebenen Zahlenbeispielen wurde das elektrische Feld abgeschaltet, nachdem die erste Röntgenstrahlung unterbrochen wurde. Elektrisches Feld und Röntgenbestrahlung können aber auch gleichzeitig unterbrochen werden, ohne daß die Arbeitsweise beeinträchtigt wird, und das zweite Röntgensignal kann unmittelbar anschließend eingeschaltet werden. Dies könnte natürlich auch dadurch vorgenommen werden, daß die Röntgenintensität gesteigert und gleichzeitig das elektrische Feld abgeschaltet wird.In the numerical examples given, the electric field was switched off after the first X-ray radiation was interrupted. Electric field and X-ray irradiation can also be used at the same time can be interrupted without affecting the operation, and the second X-ray signal can be switched on immediately afterwards. This could of course also be done by that the X-ray intensity is increased and at the same time the electric field is switched off.
Das vorübergehende Bild, das an den Stellen X und X' in Fig. 5 sein Kontrastmaximum erreicht, wird vorzugsweise photographisch festgehalten, um es später studieren zu können. Wenn der Schalter 44 in Fig. 3 in die obere Lage umgelegt wird, um den Steuerschalter 40 für das elektrische Feld zu öffnen, macht er gleichzeitig den Kameraauslösemechanismus 48 wirksam. Wenn der Belichtungsschalter 42 geschlossen wird, wird der Zeitschalter 34 betätigt, und in einem bestimmten Zeitpunkt danach betätigt die Auslösevorrichtung 48 den Kameraverschluß 50, um die hellsten Stellen des vorübergehenden Bildes festzuhalten. Unmittelbar anschließend kann die zweite Röntgenbestrahlung abgeschaltet werden. Dies kann durch Öffnung des Belichtungsschalters 42 oder durch Einstellung des Zeitschalters 34 geschehen. Beispielsweise kann die Kamera das Bild 5 Sekunden nach dem Beginn der zweiten Röntgenbestrahlung des Schirmes 10 aufnehmen.The temporary image, which reaches its maximum contrast at points X and X ' in FIG. 5, is preferably captured photographically in order to be able to study it later. When the switch 44 in FIG. 3 is thrown to the upper position in order to open the control switch 40 for the electric field, it simultaneously makes the camera release mechanism 48 effective. When the exposure switch 42 is closed, the timer 34 is operated, and at a certain point in time thereafter, the release device 48 operates the camera shutter 50 to capture the brightest parts of the temporary image. The second X-ray irradiation can be switched off immediately afterwards. This can be done by opening the exposure switch 42 or by setting the timer switch 34 . For example, the camera can record the image 5 seconds after the start of the second X-ray exposure of the screen 10.
Mit dem beschriebenen Betriebsverfahren ist es möglich, einen verbesserten Bildkontrast und ein verhältnismäßig helles Röntgenbild verglichen mit derjenigen Bildhelligkeit zu erzielen, die bei unmittelbarer Anwendung einer äquivalenten Röntgenmenge auf das Objekt erreicht würde. Die Elektrophotosensibilisierung des Schirmes kann nämlich mit einer verhältnismäßig geringen Röntgenstrahlmenge durchgeführt werden. Hierauf kann die Röntgenintensität kräftig gesteigert werden, um die maximale Helligkeit und den größten Kontrast des Bildes zu erhalten. Diese Röntgenbestrahlung mit stärkerer Intensität braucht aber nur verhältnismäßig kurz angelegt zu werden, weil die Helligkeitsspitze in wenigen Sekunden erreicht ist. Wenn diese Spitze einmal photographisch aufgezeichnet wurde, kann die zweite intensivere Röntgenstrahlung sofort abgeschaltet werden. Die Helligkeit des auf dem Schirm während der zweiten Röntgenbestrahlung erzeugten Bildes ist nicht ganz so groß wie diejenige, die man bei gleichzeitiger Anlegung eines elektrischen Feldes am Schirm erhalten würde, wenn der Schirm mit Röntgenstrahlen von äquivalenter Intensität bestrahlt würde. Die Anlaufzeit der Leuchtkraft mit verstärkter Helligkeit ist jedoch bei Anlegung des elektrischen Feldes verhältnismäßig lang, weshalb die zur Erzeugung dieser schließlich verstärkten Helligkeit benötigte Röntgen-With the operating method described, it is possible to have an improved image contrast and a relatively to achieve a bright X-ray image compared with the image brightness that is achieved with immediate Applying an equivalent amount of x-rays to the object would be achieved. The electrophotosensitization namely, the screen can be performed with a relatively small amount of X-rays will. The X-ray intensity can then be increased significantly to achieve the maximum brightness and get the greatest contrast of the image. This X-ray exposure with greater intensity but only needs to be applied for a relatively short time because the brightness peak takes a few seconds is reached. Once this peak has been photographed, the second can be more intense X-rays must be switched off immediately. The brightness of the on the screen during the second The X-ray generated image is not quite as large as the one that you get at the same time Application of an electric field to the screen would be obtained when the screen was exposed to X-rays from equivalent intensity would be irradiated. The start-up time of luminosity with increased brightness is but relatively long when the electric field is applied, which is why the generation of this finally increased brightness required X-ray
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