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Röntgen-Fernseheinrichtung Röntgen-Fernseheinrichtung mit einem Röntgenstrahlengenerator,
der zur Erzeugung eines schlanken Röntgenstrahlenbündels und zur zeilenweisen Durchstrahlung
des Untersuchungsobjektes mit diesem Strahlenbündel ausgestattet ist, sowie mit
einer in Abstand vom Generator angeordneten und auf den durchstrahlten Teil des
Objektes gerichteten Fernsehaufnahmeeinrichtung, die zur Umwandlung des modulierten
Strahlenbündels in Fernsehsignale dient.
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Solche Anordnungen werden insbesondere in der medizinischen Diagnostik
benutzt, um auch in hell erleuchteten Räumen und gegebenenfalls fern vom Aufnahmeort
ausreichend beurteilbare Röntgenbilder zu erhalten.
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Bei bekannten Einrichtungen der vorgenannten Art wird die Bildgüte
und damit die Erkennbarkeit durch die im Durchleuchtungsobjekt entstandene Streustrahlung
herabgesetzt. Diese verursacht nämlich auf der Aufnahmeschicht eine zusätzliche
Aufhellung des Untergrundes, die eine Verminderung des Kontrastes bewirkt. Zur Verminderung
der Streustrahlenwirkung sind sogenannteStreustrahlenblenden in Verwendung, die
hergestellt sind aus rasterartig unter Zwischenlegung durchlässiger Schichten nebeneinander
angeordneten Streifen aus absorbierendem Material. Diese Blenden haben aber auch
für die abbildenden Strahlenbündel eine merkbare Absorption, so daß bei ihrer Benutzung
zur Röntgenaufnahme die notwendige Strahlendosis, d. h. die Belastung des Patienten,
erhöht werden muß. Außerdem werden die absorbierenden Streifen abgebildet, oder
es muß ein zusätzlicher Apparat zur Bewegung der Blenden vorgesehen sein.
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Erfindungsgemäß werden mindestens weitestgehend streustrahlenfreie
Röntgen-Fernsehbilder erhalten mit einer Einrichtung aus einem Röntgenstrahlengenerator
und einer Fernsehaufnahmeeinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Aufnahmeeinrichtung
eine Fernsehabtaströhre enthält, deren momentaner Abtastbereich synchron mit der
Bewegung des Röntgenstrahlenbündels gesteuert ist, so daß der wirksame Querschnitt
der Fernsehabtastung stets nur das Flächenelement betrifft, das von dem schlanken
Röntgenstrahlenbündel durchstrahlt ist.
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Bei den üblichen Feinsehaufnahmeeinrichtungen, die in der Röntgendiagnostik
benutzt werden, fallen die Röntgenstrahlen auf die ganze Aufnahmefläche, und die
von allen Punkten des durchstrahlten Körpers gestreuten Röntgenstrahlen beeinflussen
gleichmäßig jeden Bildpunkt der Aufnahmefläche. Bei anderen ebenfalls bekannten
Fernseheinrichtungen wird eine Abtaströntgenröhre benutzt und eine Aufnahmeröhre,
die als Photoelektronenvervielfacher ausgebildet ist. Bei dieser Aufnahmeröhre wirken
während der Röntgenabtastung alle vom Abtaststrahl erzeugten Streustrahlen auf den
Vervielfacher ein, und es werden Röntgenbilder erhalten, die mit einem auf den Streustrahlen
beruhenden Untergrund behaftet sind. Bei der Erfindung wird im Gegensatz hierzu
immer nur der Signalanteil in ein Fernsehsignal umgewandelt, der von den durchstrahlenden
primären Röntgenstrahlen selbst erzeugt wird. Die auf andere Stellen der Aufnahmeröhre
fallenden Streustrahlen sind von der Mitwirkung zur Bilderzeugung ausgeschlossen.
Die Aufhellung durch den Untergrund der Streustrahlen ist daher weitestgehend beseitigt.
Bei dieser Art der Aufnahme ist der Streustrahlenuntergrund kleiner als derjenige,
der durch das Rauschen der notwendigen elektronischen Verstärker unvermeidbar ist.
Es ist daher nicht mehr maßgebend für die untere Grenze der für die Erkennbarkeit
maßgebenden Bildgüte.
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In einem Ausführungsbeispiel kann eine erfindungsgemäße Einrichtung
als Strahlengenerator eine Moon-Röhre enthalten. Bei dieser Röhre werden die Röntgenstrahlen
an einer großflächigen Antikathode mittels eines in fernsehmäßige Abtastbewegung
gesetzten Elektronenstrahls erzeugt. Die eigentliche Ausblendung des abtastenden
Röntgenstrahlenbündels erfolgt mit einer Lochblende, die in festem Abstand vor der
Antikathode liegt. Es sind aber auch Membranröhren benutzbar. Bei diesen Röhren
wird der Röntgenstrahl in einem abtastenden strahlenden Punkt durch einen abtastenden
Elektronenstrahl erzeugt, mit dem die großflächige Membran der Röhre beaufschlagt
wird. Ein anderer Generator umfaßt eine normale Röntgenröhre, der mechanische Mittel
zur Ausblendung des abtastenden Bündels zugeordnet sind, wie etwa eine Nipkow-Scheibe.
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Als Aufnahmeröhre werden im Rahmen der Erfindung wegen ihrer Einstellung
auf einen einzigen
Abtastpunkt die sogenannten Farnsworth-Röhren
bevorzugt verwendet. Bei ihrer Benutzung für Röntgenaufnahmen werden die in einer
Photokathode ausgelösten Elektronen punktweise und fernsehrastermäßig einem Elektronenvervielfacher
zugeführt. Es sind aber auch andere Fernsehaufnahmeröhren verwendbar. Dabei ist
lediglich notwendig, daß sie ein Abtastsystem besitzen, welches mit dem Abtastsystem
des Röntgenstrahlenbündels synchronisiert werden kann und immer nur die am Abtastpunkt
ausgelösten Elektronen oder Ladungen zur Bilderzeugung beitragen.
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Eine brauchbare Aufnahmeanordnung besteht etwa aus einer Fernsehaufnahmeröhre,
die nach Art der Farnsworth-Röhre aufgebaut ist, an deren Strahleneintrittsfläche
eine röntgenempfindliche Photokathode liegt. Diese hat z. B. eine auf Röntgenstrahlen
ansprechende Leuchtschicht, auf welche unter Zwischenschaltung einer dünnen, chemische
Zerstörungen der Leuchtschicht verhindernden, durchsichtigen Zwischenschicht eine
Photokathodenschicht folgt. Die Röhre ist außerdem mit elektromagnetischen Mitteln
ausgestattet, die nur die in der Photokathodenschicht ausgelösten Elektronen in
eine in der Röhre untergebrachte Elektronenvervielfacherstufe leitet, die von dem
Flächenelement ausgehen, welches der abtastende primäre Röntgenstrahl gerade trifft.
Damit ist die Abbildung der Elektronen in ihrer zeilenweisen Abtastung mit derjenigen
des durchstrahlenden Röntgenstrahlenbündels synchronisiert.
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In einer anderen Ausbildung kann die Leuchtschicht der genannten Photokathode
von der eigentlichen Photokathodenschicht getrennt sein. Die Abbildung des wandernden
Leuchtpunkts auf der Photokathodenschicht der Fernsehaufnahmeröhre kann dabei durch
optische Abbildung erfolgen.
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Nachfolgend werden an Hand der Figuren weitere Einzelheiten und Vorteile
der Erfindung erläutert. In F i g. 1 ist eine Ausführungsform der Erfindung im Schnitt
schematisch dargestellt, bei der zur Röntgendurchstrahlung eine Membran-Röntgenröhre
und zur Abtastung eine Farnsworth-Röhre benutzt ist, und in F i g. 2 eine Einrichtung,
bei welcher der Leuchtschirm von der Abtaströhre getrennt ist. Außerdem ist in dieser
Figur die Ausbildung als Aufnahmeeinrichtung dargestellt, bei welcher Röntgenstrahlenquelle
und Fernsehaufnahmeeinrichtung mechanisch miteinander verbunden sind.
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Die in der strahlendichten Abschirmung 1, die aus 2 mm starkem Bleiblech
besteht, untergebrachte Membran-Röntgenröhre 2 besitzt in den Spulen 3,3'
den
in der Zeichnung sichtbaren Teil einer an sich bekannten Einrichtung, mit welcher
der Elektronenstrahl 4 in abtastende Bewegung versetzt wird. Der an der Kathode
5 erzeugte Elektronenstrahl 4 wird in der beim Fernsehen bekannten Weise zeilenweise
über die Membran 6 geführt und erregt dort den Röntgenstrahl 7. Dieser verläßt die
Abschirmung 1 durch die Lochblende 8 und durchdringt dann den zu untersuchenden
Körper 9 und fällt auf die Photokathode 10 der Farnsworth-Röhre 11. Dort trifft
der Strahl 7 auf den Leuchtschirm 12 auf und erzeugt in Abhängigkeit von seiner
Intensität Licht. Dieses Licht dringt dann in die Photokathodenschicht 13 ein, aus
der in Abhängigkeit von der in der Leuchtschicht 12 erzeugten Helligkeit der Elektronenstrahl
14 ausgelöst wird. Durch elektronische Beeinflussung mittels Ablenkspulen, von denen
nur die mit 15, 15' bezeichneten dargestellt sind, und der Anode 16 wird der Strahl
1.4 durch eine entsprechende Öffnung in der Anode 16 in einen Multiplier geleitet,
der die Photoelektronenvervielfacherstufe 17 der Röhre 11 darstellt. An die Anschlüsse
der Röhre 11, welche durch die Stifte 1.8 symbolisiert sind, schließt sich der aus
der Fernsehtechnik bekannte Verstärkungs-, übertragungs- und Wiedergabeapparat usw.
an.
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Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung werden vom Strahl 7 im Körper
9 wie bei jeder anderen Durchstrahlung Streustrahlen 19 ausgelöst. Zur Wiedergabe
wird aber nur der vom Primärstrahl ? in der Photokathode 10 ausgelöste Elektronenstrahl
14 benutzt, weil durch die elektronischen Steuermittel 15, 15' usw. und 16 alle
von Streustrahlen usw. ausgelösten Elektronen (vgl. 19) auf die Anode 16 prallen
und nicht in den Multiplier gelangen können. Die Synchronisation der Durchstrahlung
erfolgt dadurch, daß die Ablenkimpulse für die Röntgenröhre 2 und für die Farnsworth-Röhre
11 von einem einzigen Ablenkimpulsgenerator bezogen werden.
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In der F i g. 2 ist eine Durchstrahlungsanordnung dargestellt, bei
welcher der Röntgenstrahlungsgenerator wie in der F i g. 1 in einer Abschirmung
20 eine Membran-Röntgenröhre 21 enthält, von deren elektronischen Steuerspulen nur
die mit 22, 22' bezeichneten dargestellt sind. Mittels des in der Kathode 23 erzeugten
Elektronenstrahls 24 wird an der Membran 25 in fernsehmäßiger Abtastung der Röntgenstrahl
26 erzeugt, der durch die Öffnung 27 austritt und den zu untersuchenden Körper 28
durchdringt. Zum Unterschied von der in der F i g. 1 dargestellten Anordnung fällt
der Röntgenstrahl dann auf den Leuchtschirm 29, der aus der Leuchtschicht 30 und
dem transparenten Träger 31 besteht. Mittels der Abbildungsoptik 32, die in der
Zeichnung als Linse dargestellt ist, wird dann der Lichtstrahl 33
auf die
Aufnahmeschicht der optisch empfindlichen Farnsworth-Röhre 34 geworfen. Dort wird
an der Photokathodenschicht 35 ein Elektronenstrahl 36 erzeugt, der durch elektronische
Ablenkmittel, die als Spulen 37, 37' und Anode 38 symbolisiert sind, auf den Elektronenvervielfacher
39 geleitet wird. An die Kontakte der Röhre, von denen die sichtbaren mit 40 bezeichnet
sind, schließt sich wie bei der Einrichtung nach F i g. 1 eine aus der Fernsehtechnik
bekannte Verstärkungs-, übertragungs- und Wiedergabeeinrichtung an.
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In der Einrichtung nach F i g. 2 ist wie bei einer bekannten Art von
Röntgengeräten eine mechanische Verbindung 41 zwischen dem Röntgenstrahlengenerator
42 und der Femsehaufnahmeeinrichtung 43 in der strichpunktiert eingezeichneten Weise
vorgesehen. Mit einer solchen Verbindung 41, die auch für die Anordnung nach F i
g. 1 vorteilhaft ist, kann die Röntgenröhre 2 bzw. 21 auf die Aufnahmeeinrichtung
mit der Röhre 11 bzw. 34 genau ausgerichtet und in dieser Ausrichtung festgehalten
werden. Auch eine Veränderung des Abtastformats durch Verschiebung des Röntgenstrahlengenerators
42 und der Aufnahmeeinrichtung 43 auf der ihre Zentren senkrecht verbindenden Geraden
kann erleichtert werden, wenn die Verbindung 41 etwa aus teleskopartig ineinander
verschiebbaren Teilen 44 und 45 hergestellt ist. Dabei ist es auf einfache Weise
möglich, elektrische Schaltglieder mit den zu verschiebenden Teilen 44 und 45 und
der Strahlenablenkeinrichtung
zu verbinden, welche bei Verschiebung
der Teile 44 und 45 gegeneinander durch Änderung der elektrischen Betriebsgrößen
automatisch eine Angleichung von Durchstrahlung und Abtastung an die geänderten
geometrischen Bedingungen bewirken.