DE1639365A1 - Fuer Roentgen- und Gammastrahlen empfindliche Bildverstaerkerroehre - Google Patents

Fuer Roentgen- und Gammastrahlen empfindliche Bildverstaerkerroehre

Info

Publication number
DE1639365A1
DE1639365A1 DE19681639365 DE1639365A DE1639365A1 DE 1639365 A1 DE1639365 A1 DE 1639365A1 DE 19681639365 DE19681639365 DE 19681639365 DE 1639365 A DE1639365 A DE 1639365A DE 1639365 A1 DE1639365 A1 DE 1639365A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
layer
emitting layer
energy
electron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19681639365
Other languages
English (en)
Inventor
Jack Ball
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Philips Nuclear Medicine Inc
Original Assignee
Picker Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Picker Corp filed Critical Picker Corp
Publication of DE1639365A1 publication Critical patent/DE1639365A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K4/00—Conversion screens for the conversion of the spatial distribution of X-rays or particle radiation into visible images, e.g. fluoroscopic screens
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/61—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing fluorine, chlorine, bromine, iodine or unspecified halogen elements
    • C09K11/615—Halogenides
    • C09K11/616—Halogenides with alkali or alkaline earth metals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/161—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
    • G01T1/164—Scintigraphy
    • G01T1/1641—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras
    • G01T1/1645—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras using electron optical imaging means, e.g. image intensifier tubes, coordinate photomultiplier tubes, image converter
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/02—Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/10—Screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored
    • H01J29/36—Photoelectric screens; Charge-storage screens
    • H01J29/38—Photoelectric screens; Charge-storage screens not using charge storage, e.g. photo-emissive screen, extended cathode
    • H01J29/385—Photocathodes comprising a layer which modified the wave length of impinging radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08—Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/50—Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output
    • H01J31/501—Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output with an electrostatic electron optic system

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Description

Dr. phil. G. B. HAGEN ■■
Patentanwalt
MUNCHEN-SOLLN
Franz-Hals-Straße 21
Telefon 796213
λ 2149 iiünclien, den
Ef.
Picker X-Ray Corporation Y/'aite Manufacturing Bi vision, Inc. 595 Miner Road, Highland Hts. Ohio, V.St.A. ■'■■-.''-■
Für Röntgen- und Gammastrahlen empfindliche Bildverstärkerröhre
Priorität: U.S.A.; 50. Januar 19&7 tr.S.Ser.No. 612 629
Die Erfindung betrifft eine für Röntgen- und Gammastrahlen empfindliche Bildverstärkerröhre für die Verwendung in sogenannten Gammastrahlenkameras.
In verschiedenen Verfahren der medizinischen Diagnose werden radioaktive Isotope verwendet. In manchen dieser Verfahren wird ein radioaktives Isotop in den Patienten eingeführt und später die Verteilung und Konzentration des Isotops untersucht. Derartige Verfahren ermöglichen eine Diagnose von !Tumoren und anderen Krankheiten'. * . ·
Tor der vorliegenden Erfindung und der Schaffung der Gammastrahlenkamera gemäß der am 12. September 1966 eingereichten U:>Ä-Patentanmeldung Ser.lio, 578 617 (Carl W. Hansen, Ver-
109809/0563
Bayerische Vereinsbank München 820993
,;,■- : BADORiGINAL
fahren und Vorrichtung zum Ilrzeugen eines verstärkten Bildes
der Verteilung von Gammastrahlung oder dergleichen) verwendete man zur optischen Darstellung der räumlichen Verteilung des vom Gewebe des Patienten selektiv· absorbierten, .radioaktiven Materials Szintillat ions-Abtastgeräte, Dabei ,.-urde eine Szintillationssonde längs einer Reihe von parallelen Bahnen über den zu untersuchenden Teil der Anatomie des ratienten bewegt. Die Strahlung von einem eingeführten radioaktiven Isotop-veranlaßt die Sonde zur Abgabe von elektrischen Impulsen an ein Aufzeichnungsgerät, Jas daher ein graphisches Bild der räumlichen Verteilung der erfaßten Strahlung liefert. Mit verschiedenen Aufzeichnungsgeräten werden Bilder auf Papier oder auf Mim erzeugt· Ein Verfahren der zuletztgenannten Art ist in der USA-Patentschrift 3 159 744 (Photoaufzeichnungskrets für Szintillations-Abtastgerät) und der USA-Patentschrift Re 26 014 (Szintillations-Abtastgerät) beschrieben.
Da die Sonde entlang dieser parallelen Bahnen bewegt wird, dauert die Durchführung eines vollständigen Abtastvorganges relativ lang, was zu folgenden !fachteilenführt :
1. Man kann mit einem Gerät nur relativ wenige Patienten untersuchen;
2. Die lange Dauer der Untersuchung ist für den Patienten unangenehm;
.= 3* Das Bild zeigt nicht die in einem einzigen Zeitpunkt in dem Patienten vorhandene Gesamtverteilung der radio- aktiven Substanz.. s - ■
Es ist auch schon „ei» anderes Darstellungssystem vorgeschlagen worden, das manchmal als stationäres Abtastgerät be-
109809/4563
ORIGINAL
r.-iol-uist -..'Iru. In dieser;, öerät siru über ^era üntersucliungi.-b-i reich eine Anzahl von jzintillctorea. in einer Matrix ∋ecinet,' in tier jeder bzlntillator einem bestimmten jpunltt der ;:u untersuchenden Fläche zugeordnet ist« Jon verschiedenen ozintillato.ren der Llatrix erzeugte Lichtiöipulse werden von "Vervielfacher-Photozell.en erfaßt, i*It Hilfe der von diesen i/hotozellen abgegebenen Impulse kann man darm das durch die Strahlung erzeugte Bild ähnlich reproduzieren *«ie in dem Abtastsyatem, das in den beiden vorstehend angegebenen Patentschriften beschrieben ist* Sie Matrixanöraiiung eiiaöslicht zwar _ '* ein schriölleres Abtasten als tile älteren Abtastverfahren, doch ; ist in der Praxis die Anzalil der Szintillataren und Yervielfäclier-Hiotcgellen begrenzt,, 30 da.3 nur eine aqhlöchte Auflösung erhalten wird.
In einer Abänderung des Abtastgerates mit einer Katrix von 3sit|tiliatoren Äurde ein Gerät geschafien» in dem ein Ssintillator hinter einein Lochäollimator angeordnet Ist. Auf der des Szintillator entgegengesetzten Seite des Eolliniators cöfindan sich saltireiche VerYielfaeher-Jrhatoz-sllen* Sie auf Sea _zintlllato:r -erscheinende isiiitillation -,viral von mehreren T©rvieifacher-Ihortozellen erfa3t. lie von äen Vervlelfacher-Phatosellen erseugten Impulse v/erden an einen Rechner abgegeben» der in Abhängigkeit von derrelativen Stärke der infolge der ■:sintillation 'erzeugten» elektrischen impulse die räumliche Lage der Scintillation auf dem Szintillator ermittelt. Auf dem Oszilloslcop viird dann eine graphische Seproäuld|Jton der Szlntillatioiian erzeugt.Kerartige üerate sind natilrlich koapllziert isit Peiilem behaftetf z*B* infolge der
BADORIGiWAL
seilen den Eigenschaften der YervlelfL-.olier-I'hotozellen. Infolge der schlechten statiiitiociien vJenauijkeit jeden elektrischen Signals kann die räumliche Lage jeder οzintillation nur ungenau bestimmt werden, aus diesen und anderen Gründen kann man mit diesen Geräten die räumliche Verteilung der Ii.adi ο aktivität in dem zu untersuchenden Gegenstand nicht genau darstellen.
In der U8A-?atentann;luung ier.lio. 5To 617 ist ein anderes stationäres Abtastgerät beschrieben, das als Gammastrahlenkamera bezeichnet wird. Jine Bildverstärkerröhre v/irc durch Photonen angeregt, o.ie von dem radioaktiven ^.atori 1 ausgesendet vreruen, das in den Patienten eingeführt -or^en ist. Der -Eingang phosphor uei- Bildröhre vrird von dienen -rl·: ο ionon angeregt und zur.; A*.i2 3end3n /on Licht ν ranla3t. Jas von eiern .Ingangsphosphor ausgesendete Lichu regt eine .Jlekt:Olu:..inei;-.:onz-.rchicht an, die "Elektronen aussendet, die elektronisch ge ;en einen Aueg&ngsrho'.phc-r be. ol.leunigt v/eruen. ]jas von deiu kusgangsphosphor erzeugte, verstärkte Bild tritt aann aurch eine Lichtverstärke rs tufe in ein Drahtfernsehi. ystem ein.
Die bekannten Lilüi-Vhren besitzen im allgemeinen einen evakuierten ..olben, der a:n einen >mde einen aus mehreren Schichten best-.-hendtn Sin^angslrörper una am andei-en Unde einen Ausgangephcsr.Lor bc-jitzt. I-'erner ist eine "inrichtung zuc; eiektronirci.er: :".;^o;.l-:-.-.:iger '"-.er von -ler -ITingan/ru .nor .ir-ng f..μ;. gesendeten 31oktrc:ior. ge .cn öea Auügangcphosphor vorder;«hen.
Der mehrschichtige JJingangskörper besitzt -3ine ;„l·;-miniumr-chale, die nefcreren Zv/ecken dient. ZIe siebt iie L'ingangsenergie, verhindert eine Anregung des Liingangsphosphorr. durch AuSenlicht, trägt mechanisch den Px-st des ^ingangekör^ers und bildet eine '-perre go.^en eine \ir.n:..sx~J.ru- vcn iXlekUleu von
109809/0563
Λ BAD ORIGINAL
der Vorderseite der i'ingcngsphosphorachicht in das in den Kolben vorhandene Yakuum.
Der Eingangsphosphor besteht meistens aus zahlreichen diskreten Teilchen aus einem phosphoreszierenden kate rial, das mit einem geeigneten Binde- und Dichtmittel, z.3. einem Epoxydharz, vermischt ist. Durch die Vermischung wird eine Aufschlämmung erhalten, die in einer dünnen Schicht auf die Innenfläche der Aluminiumschale aufgetragen wird. Lian erhält auf aiese Y/eise eine phosphoreszierende Schicht von im wesentlichen einheitlicher Dicke, wobei das phosphoreszierende LIa- ^ terial durch das Bindemittel oder eine andere Sperrschicht abgeschlossen ist, so dai3 es nicht in eine Elektronenemiseionsschicht oder in das in der Röhre vorhandene Vakuum eintreten kann.
Auf diese au.i dem 3ingangsphosphor und dem Bindemittel bestehende Schicht wird dann" eine Slektronenemissionsschicht aufgetragen. Zwischen der Bindemittelschicht und der !Jlektronenemissionsschicht kann man einen mikroskopisch dünnen ketallfilm vorsehen, aus dem Elektronen in die Elektronenemissionsschicht zum Wiederauffüllen derselben eintreten kön- " nen. Die Metallschicht ist mikroskopisch dünn, damit sie aen Durchgang des lichte aus der Phosphorschicht zu der Slektronenemissionsschicht im wesentliehen nicht behindert.
Die von der Hlektronenemissionsschicht ausgesendeten Jlektronen werden auf geeignete V/eise beschleunigt, z.B. mit Hilfe von elektro-itatiochen Hingen oder eines Iletallmantals, der die Be.'chleunigungsstrecke umgibt und eine elektrische ladung besitzt.
109809/056 3
. , Λ. BAD ORIGINAL
Derartige Bildröhren-eignen sich Z'.var fir axe ..:ogenannten hellen fluoroskopischen Untersuchungen, in denen axe Anregungsenergie von einer _.öntgenstrahlenquelle stammt, sind jedoch bei einer Gammastrahlenkamera nur sehr begrenzt verwendbar, insbesondere wenn die Gammastrahlenkamera für medizinische Untersuchungen an Menschen verwendet werden soll.
Einer der Gründe für Ixe nur begrenzte Verwendungsmöglichkeit dieser Bildröhren raisamnen mit Gamma stralilenkaine ras ist ihr niedriger UmwaJialiingsvarkungsgrad, Es wird nämlich nur ein relativ geringer Prozentsatz der in die Bildröhre eintretenden Znergiephotonen tatsächlich in Lichtsignale umgewandelt, weil der Ziingangsphosphor relativ dünn ist und ein großer-""eil der Gamaa-strahlungsenergie durch den Phosphor tritt, ohne ihn zum Aussenden von Licht zu veranlassen.
!.lan konnte diese-Schwierigkeit bei Gammas tr ahlenkameras nicht dadurch lösen, daß man den Eingangsphosphor nach bekannten Verfahren dicker machte. Dies ist u.a. darauf zurückzuführen, daß jedes phosphoreszierende Seilchen in einem nach diesen '/erfahren hergestellten Pluoreszenzschirm reflektierende Flächen hat. Y/enn man so viele Teilchen verwendet, 3.&B der Schirm eine für die Umwandlung der Eingangs energie in Licht mit gutem "iirkungsgrad gewährleistende Dicke hat, muß man so viele Teilchen verwenden, daß sehr viele reflektierende Plächen vorhanden sind und daher da;: durch deren Anregung erzeugte Licht die Elekfronenemissionsschieht an einer Stelle erreichen kann, die in einer zu der 3bene des 3ingangsphosphors parallelen Ebene in beträchtlichem Abstand von seinem Ausgangspunkt liegt. Diese Zerstreuung des Lichtes führt natürlich zu einer
109809/0563
■ ^Ά-ι'ηΟ -oft* BADORtGINAL
-ein- schlechten Auflösung,, üo daß das erzeugte graphische Jiild die rfumllcLe Verteilung der:- Isotops in dem untersuchten Patienten nicht genau wiedergibt.
'Je ist-"bekannt,, daß I'alogenide nit sehr gutes "ΊϊΊγ-"••insj.craä ale ?ho.;phore verwendet v/erden können. Sie sind ^ecoch in ^ilävorstürkerröhren. und dergleichen nicht verwendbar, •veil :ie relativ leicht lisassoziieren. Dies gilt besondere· f'iv die Jodide. ;in disassoziiertes Halogenatoax trachtet, U "rcl chei»iü'cJ*e Ve ch se !wirkung mit der riiotokathodo, d*h. ,* der .ilelrtroneneiriissioncGchicht, und sogar mit Sem Ausgangs- |
das Vakuum zu vergiften, -was" zu :'chäälichen ..'irkungon und zura halciigen Ausfall der LÖhre führt.
Jine andere Schwierigkeit besteht «arin, einen 3ingangsuhocphör zv< schaff en, der einerseits die f Jr eine !Jairmai.tral.lenkaisera oder dergleichen erforderliche (Ji'öe hat uni andererveits ir.it der relativ geringen An^eguni-cenergie, die von einem radioaktiven Isotop erhältlich ist, genaue unu suv-?rli;ssige ZCrgibnisse liefert. Der -vor.eichend beschriebene "ingangsphosphor ict tatsächlich ein.I.io:äalk "aus äiskreten phosphoreεEiesenden Teilchen. Es ist schon vorgeschlagen war- dent ein lacsaik aus größeren Seilchen herzucteilen, indem man eine Anzahl von relativ groien Kristallen zusasisienklebt» jsaeh diesen Vorschlägen hat das iCristallmosaik iie Fora einer Schale, die allgemein parabelförmig ist. Infolgedessen i,,t der Singangskörper gegenüber dem die Elektronen beschleunigenden Feld fokussiert. Diese Vorschläge besagen ferner/'daS das Mosaik eingekapselt -v/erden muis, um eine Vergiftung ler Bildröhre zu, verhindern. ,.
109809/0563
3 ORIGINAL
Jedes Mosaik hat den Hachteil, daß die Mosaikelemente keinen einheitlichen Umwandlungswirkungsgrad haben. Infolgedessen zeigt ein gegebener Liehtausgang einec iiristalls des Mosaiks nicht dieselbe darauftreffende Energiemenge an wie derselbe Lichtausgang von einem anderen Kristall desselben Mosaiks. Dies ist selbst dann der Fall, v.enn alle Kristalle des Mosaiks von demselben Ursprungskristall abgeschnitten worden eind. Diese Erscheinung ist darauf zurückzuführen, daß die Flächen jedes von dem gro3en Kristall abgespalteten Kristalls von den Flächen der anderen Kristalle verschieden sind und verschiedene Heflexionskoeffizienten haben. Infolgedessen erzeugen verschiedene Kristalle bei einer gegebenen Menge der auftreffenden Energie verschiedene Licht— ausgänge.
Es ist nun entdeckt worden, daß alle vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten beseitigt werden können und daß eine Bildröhre hergestellt werden kann, die eine gute Auflösung hat und in.der ein hoher Prosentsatz der Eingangsgairjna-Strahlenphotonen in Licht umgewandelt wird, wenn der Eingangsphosphor folgende Forderungen erfüllt :
1. Er muß für sein eigenes Licht vollkommen durchlässig sein,
2. Er muß die auf ihn fallende Strahlungsenergie gut absorbieren*
Ϊ-. 3r muß photoluminesziereni sein»
4. 3r mu3 nit der ülektroneneinissionsschicht chemisch gut verträglich sein. Dies gilt beicpielcweise für iie bekannte ..chicht, -ie im Handel unter der Bezeichnung S-11 (3inalkalir.etali;,c2-ich,f) oder L-20 ilTeialkalimetallschicht) er-,
109809/0563
hältlich ist. Derzeit wird S-20 bevorzugt, und zwar aufgrund der vorhandenen Versuchsergebnisse und.wegen ihrer Stabilität und ihres hohen Y/irkungs grades. S-20 besteht aus Antimon und drei Alkalimetallen, und zwar Kalium, Natrium und Gäslum, die gleichzeitig im Vakuum aufgedampft werden.
5» Er muß Lichtenergie aussenden, welche die Elektronenemissionsschicht mit hohem Wirkungsgrad anregt, was anzeigt, daß der Phosphor hinsichtlich des Pegels seiner Irichtenergie der Elektronenemissionsschicht gut angepaßt ist.
6. Er muß in i>orm einer Schale hergestellt werden (j können, so daß die ausgesendeten Elektronen hinsichtlich des Beschleunigungsfeldes fokussiert sind.
7. Er darf unter der Einwirkung des "Vakuums das Innere der Bildröhre nicht verunreinigen.
8. Er muß der vor dem Schließen der Röhre zum Reinigen derselben angewendeten Ausheiζ temperatur ohne eine Verformung oder sonstige Beeinträchtigung des Kristalls gewachsen sein ( die Ausheiztemperatur kann z.B. bis zu 149 C betragen) . ι
9. Er muß aus einem einstückigen Slächengebilde, vorzugsweise einem Einkristall, bestehen und übeir seine ganze Fläche einheitliche Energieumwandliingseigenschaften haben. Infolgedessen kann der Phosphor eine beträchtlich größere Dicke, z.B. von 1,5 mm, haben als die bekannten Phosphore ' ; und wird trotzdem eine angemessen gute Resolution erhalten..
Infolge der größeren Dicke und der stärkeren Absorptio*! kann
der Phosphor vorzugsweise etwa 30 $ der (Jammastrahlungsenergie absorbieren, die von einer Quelle von 150 KEY (Kiloeiektronenvolt) ausgesendet wird, sowie proportionale Prozentanteile
109809/0563
j*·-ixnnc 0' BADORlGiNAL ■
von anderen sogenannten energiearmen Isotopen-, während ein typischer bekannter Phosphor von einer Quelle von 150 KET nur 3 i* absorbiert. In diesem Zusammenhang wird eine Quelle ^ von 250 KEY oder weniger als energiearm bezeichnet.
Es ist entdeckt worden, daß Cäsiumjodid fUr den genannten Zweck ideal geeignet is-t, allen genannten Forderungen genügt und die Röhre nicht vergiftet, wie dies von allen Halogeniden befürchtet wurde* Die Forderungen hinsichtlich der Sperrschichten,." die" eine ',."änderung von Molekülen im Inneren der Rohre verhindern, sind weniger scharf als bei den üblichen Phosphoren, z.B. dem bisher meist verwendeten Cadmiumsulfid. Dadurch wird die Leistung der ^.öhre weiter verbessert, insbesondere gegenüber den bekannten Röhren, in denen Glas als Sperrschicht verwendet .wurd§,weil in der erfindungsgemäßen Röhre die sonst auf die Absorption von violettem und ultraviolettem Licht durch die "Sperrschicht zurückzuführenden Verluste ganz oder im wesentlichen beseitigt werden.
Es gibt gewalzte Flächengebilde aus Cäsiumjodid, die zwar tatsächlich eine Art Mosaik sind, jedoch einstückige Flächengebilde darstellen, die zu besseren Ergebnissen führen. Die besten Ergebnisse erzielt man jedoch mit einem Cäsium j odid-Einkrisirall» der durchsichtig ist, während das gewalzte Flächengebilde eine gelbliche färbung hat, und der über seine ganae Fläche einen einheitlichen Liehtumwandlungswirkungsgrad hat. Mn OäsiumJodid-Binkr^etalX erfüllt soittit alle vorstehend angegebenen Forderungen·
Sine begrenzte Anzahl weiterer Phosphore erfüllt ebenfalls im wesentlichen die angegebenen-Forderungen, haben jedoch andere ITachteile, Beispielsweise ist Natriumiodid in
t09809/0563
. - \/S"E^Ä ;'" BADORlGiNAL
Form von großen Einkristallen erhältlieh, muß aber zur Verformung zu einer Schale spangebend bearbeitet werden, während Cäsiumjodid unter Wärmeeinwirkung erweicht und dann in Formen gepreßt werden kann. Perner ist llatriumjodid stark hygroskopischj so daß es sorgfältig getrocknet und abgeschlossen werden muß. lia tr ium j οdia hat ferner eine so starke chemische Aktivität, daS es in einem umgebenden Vakuumkolben sorgfältig isoliert werden muß. Kaliumiodid ist zwar zum Unter-
f -
schied von dem Ifatriumjodid nicht hygroskopisch, hat aber in anderen Hinsichten dieselben Haehteile wie das Hatriumjodid.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit in der Schaf fung einer neuartigen und verbesserten Gammastrahlenkamera, insbesondere einer neuartige^ verbesserten Bildverstärkerröhre, die besonders für die Terweiidung in einer ßammastrahlenkamera geeignet ist.
Dem Erkennen anderer Aufgaben der Erfindung und dem besseren Verständnis derselben dient die nachstehende Beschrei bung, in der auf die Seichnungen beEuggenomineti wird. In diesen zeigt
Fig. 1 aehematisch eine Gaminastrahleakamera mit aer erfindungsgemäßen Bildröhre, die im Querschnitt gezeigt ist.
In der Zeichnung ist ein zu untersu©ii@ad©r Gegenstand mit 10 bezeichnet» Bei einer medizinischem Untersuchung kann dieser Gegenstand beispielsweis© eine Seiiildärüs© sein. B©i ITerweai&u&g einer Gammastralilenkaiaera führt man in-den Gegenstand vorzugsweise ein. sogenanntes energiearmes Isotop ein, z.3. Jod 125.
Die von der Quelle 10 ausgesendete Gammastrahlung
10 98 0-9/Q 5W- ^ ■■ ' "..■■... .,i>;:,ifäs BAD ORißJNAL
tritt durch einen schematisch dargestellten Parallellochkollimator 1 1 . Dieser ist vorzugsweise von der in der am 14.."November 1966, eingereichten USA-Patentanmeldung Ser.ifo. 594 083 (Carl f» Hansen, Kollimatoren und Verfahren zu ihrer Herstellung.) beschriebenen Art. liach dem Durchtritt durch den Kollimator 11 tritt die Gammastrahlung in eine Bildröhre 12 ein, die nachstehend ausführlicher beschrieben ist'.
Der Ausgang der Bildröhre 12 wird von einem geeigneten optischen Objektiv 13 auf die Eingangs-Stirnfläche 14 eines Lichtverstärkers 15 fokussiert. Der schematisch dargestellte Lichtverstärker 15 ist ein zweistufiger Verstärker. Infolge des sehr hohen Wirkungsgrades der erfindungsgemäßen Bildröhre kann für viele Untersuchungen der Lichtverstärker' einstufig sein oder ganz entfallen. Der Ausgang des Verstärkers v/ird von einem weiteren optischen Objektiv 17 auf die Eingangs-Stirnfläche 18 einer Fernsehaufnahmeröhre 19 fokussiert. Die hier dargestellte Aufnahmeröhre 19 ist ein Orthikon, das an eine Orthikon-Auswerteschaltung 20 angeschlossen ist. Diese umfaßt dta übXicJien Videoverstärker, den SynchronBXgnalerzeuger und die AustastSignalerzeuger.
Der Ausgang der Orthikon-Auswerteschaltung 20 kann über eine Speichereinrichtung 22 an ein Fernseh-Kontrollgerät 23 angelegt werden. Die Bestandteile dieser Anordnung, die den Lichtausgang der Bildröhre in ein Bild auf der Röhre des Fernseh-IControllgerätes umwandelt, und weitere zugeordnete Bestandteile sind in der USA-Patentanmeldung 3er.ITo. 578 617 genauer -angegeben.
Die Bildröhre 12 besitzt einen üblichen Glaskolben · 25, der aus zwei Teilen besteht, die bei 26, 27 zusammenge-·"
109809/0 563
ν"" BAD ORIGINAL
spannt sind. Der Glaskolben ist mit nicht gezeigten Saugnippeln versehen, die bei der Herstellung der Röhre zum Evakuieren derselben dienen und. dann verschlossen werden. An seinen verbreiterten Singangsende hat der Glaskolben 25 ein Fenster 29> dem eine Eingangsphosphorschicht 30 benachbart
V/ie vorstehend angegeben wurde, besteht diese Phosphorschicht 30 aus einem einstückigen Flächengebilde aus Gäsiumj odid, vorzugsweise in Form eines Einkristalls. Dieses Flächengebilde hat durch Formpressen die gewünschte, im wesentlichen parabelförmige Gestalt erhalten. Da der erfindungsgemäße Eingangsphosphor relativ dick ist, nicht aus einer Anzahl von durch einen Kunststoff oder dergleichen gebundenen Teilchen, sondern aus einem einstückigen Flächengebilde besteht, und im Vakuum relativ stabile Eigenschaften hat, ist.die bisher verwendete Aluminiumschale nicht erforderliah.
Daher entfallen die vier vorstehend angegebenen Aufgaben der den lichteintritt behindernden Alumindumsohale. Das Fenster 29 des Kolbens 25 kann natürlich verdunkelt werden, ' wenn dies erwünscht ist* oder man kann die Einrichtung in einem verdunkelten Raum verwenden,-um eine Beeinflussung der
Bildröhre durch"Umgebungslicht zu Verhindern. ;
Die Aluminiumschale kann entfallen, weil ihre Funktionen entbehrlich sind. In der erfindungsgemäßei& Röhre wird : der Eingangsphosphor von einer Halterung in Form eines Hinges 32 getragen, der am Umfang des Eingangsphosphorsangeordnet ist. Der Hing 32 kann von geeigneten Stehbolzen 33, 34 getragen werden, die in geeigneter 'Teise an dem! Eingangsfenster ;
100809/0861
, BAD ORIGINAL
befestigt sind.
Es ist eine Elektronenemissionsachicht 36 vorgesehen, die beispielsweise drei Alkalimetalle enthält. Die einstückige Phosphorschicht 30 und die 31ektronenemissionsschicht 36 sind durch eine geeignete, durchsichtige Sperrschicht 37 voneinander getrennt. Bei der angegebenen Kombination eines Eingangsphosphors aus einem Cäsium;) odid-Einkris tall und einer damit verträglichen Elektronenemissionsschicht kann man zwar die Sperrschicht weglassen, doch'wird die längste Lebensdauer der Röhre anscheinend gev/ährleistet, wenn man eine sehr dünne, klare, vollkommen lichtdurchlässige Sperrschicht aus Kunststoff vorsieht. Die Herstellungsanforderungen an die Sperrschicht sind natürlich geringer als bei den bekannten Röhren, v/eil ein Fehler in der Sperrschicht normalerweise nicht zu dem gewöhnlich relativ plötzlichen Ausfall der Röhre führt, wie dies bei'den bekannten Sperrschichten der Fall ist. . ■
Die von der Emissionsschicht 36 ausgesendeten |!lektrönen werden von einem elektrostatischen Feld beschleunigt, das /von einem leitenden Überzug 38 auf der Innenwandung des Kolbens 25 erzeugt wird. Dieser Überzug 38 beüchleunigt die Elektronen und foltu^sieft sie S&rart, disS sie durch eine Anodenhülse 39 auf einen Ausgangsphosphoi AO gelängen. Das von dem Ausgan|spJiööfHör 40 ausgeseridetjB Eicht wird von. eier Ünöe 13 auf dsn. Mehtverstärke!\J5 fokussiert und führt in der vorstehend beschriebenen Welse zur Erzeugung einee Bildes in dem Kontrollgerät 23. Λ .-.-'-.
Vorstehend wurde ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ausführlich beschrieben, doch kann dieses Ausführungsbeispiel im Rahmen der Erfindung in den verschiedensten Einzelheiten der Konstruktion und der Kombination und Anordnung von Teilen abgeändert werden.
1D9809/OSÜ3
BAD ORIGINAL

Claims (1)

  1. Patentansprüche t
    1.E1Ur G-aramastrahlungsenergie oder dergleichen empfindliche Bildverstärkerröhre mit einem evakuierten Kolben, der im Abstand von seinem Eingangsende mit einem ä-usgangsphosphor und in der liähe seines Eingangsendes mit einer schalenförmigen Lichtemissionsüchicht vergehen ist, einer Elektronenemissionsscliicht, die in der Ifähe einer innenfläche der Lichtemissionsschicht derart aufgetragen irjt, daß von der Lichtemiesionsschicht ausgesendete Lichtphotonen die Elektronenemi&sionsschicht anregen und zur Emission von Elektronen veranlacsen, einer Einrichtung zum Be chleunigcn von Elektronen von der lektronenemissionsschicht gegen den Ausgangsphosphor, wobei das Profil der schalenförmigen Eicht- · emissionsschicht und der Slektronenemissionsschicht, im wesentlichen bo gewählt ist, daß es mit einem von der Beschleunigungseinrichtung erzeugten Feld beschleunigter Elektronen fokussiert iet, und einer Halteriing zum Tragen der Lichtemi ssionsBciiicht in der liähe des Eingangs ende s, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtemisaionsschicht. (3O)' aus einem einstückigen Plächengebilde aus Photolumineszenzmaterial besteht,
    2. I.Öhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Photolumineszenzmaterial (!,O) Cäfsium^ odid ist.
    5. Röhre nach Anspruch 1 öler 2, dadurch gekennzeichnet, daS das Photolumineszenznaterial (30)" ein Einkristall ist.
    4. .!.öhre nc-.eh einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da; das Pliotolurcineazenzniatiirial (30) so dick ißt», daß-es von einer ...wellenenergie von 150- 13'v.
    109809/0563
    oder weniger etwa 30 fo absorbiert, und daß es für sein eigenes Licht durchlässig ist« . . . ^ . .
    5« Röhre nach·einem.der vorhergehenden Ansprüche', dadurch gekennzeichnet, daß die LichteTnissionsschicht. (30) ein einstückiges Flächengebilde =von im wesentlichen .einheitlicher I/icke ist und'das einstückige Flächengebilde photolumineszierend und für sein eigenes Lieht durchlässig ist, Strahlungsenergie mit hohem Yfirkungsgrad absorbiert, eine genügende Dicke und ein'genügendes Absorptionsvermögen hat, um beträchtliche prozentuelle Anteile der von einer Quelle | von 250 KEV oder weniger ausgesendeten Gammastrahlungsenergie in Lichtenergie umzuwandeln, und eine hohe Auflösung besitzt.
    6. Söhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtemissionsschicht (36) Temperaturen von 149 G ohne Verformung oder sonstige Beeinträchtigung gewachsen ist* " -■
    7. Röhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (29, 32, 33, 34)
    in einem mittleren Bereich offen ist, so daß eintretende *
    Energie durch diesen mittleren Bereich hiiiidurciitritt und von der Halterung nicht gesiebt oder auf andere Weise behindert wird, 1 : ■"■■ ■'" ' ■
    8. Verfahren zur Herstellung einer für eine Eingangsgammastrahlung empfindlichen Anordnung für eine Bildverstärkerröhre, dadurch gekennzeichnet, daß ein .Cäsiumjodid-Einkristall durch Wärmeeinwirkung erweicht und im wärmeerweichten Zustand in die Form einer Schale gebracht wird, auf einer konkaven Fläche des schalenfÖrmigen Cäsiumjodidkristalls unter Zwischenlage "einer Elektronennachfüllschicht eine Elektronen-
    109809/0563
    *,...-,.„ BAD ORIGINAL
    einiss lens schicht in so großer Nähe des Kristalls aufgetragen wird* daß von dem Kristall ausgesendete Lichtenergie die JSlektronenemis ^ionsschicht anregt und zur Emission von Slek-^ tronen veranlaßt, am Umfang der Lichtemissionsschicht eine Halterung befestigt wird und die Schichten derart in einem Kolben angebracht werden, daß die konvexe fläche der Lichtemisslonsschicht dem Eingangsende des Kolbens zugekehrt ist«
    109809/0563
DE19681639365 1967-01-30 1968-01-23 Fuer Roentgen- und Gammastrahlen empfindliche Bildverstaerkerroehre Pending DE1639365A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US61262967A 1967-01-30 1967-01-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1639365A1 true DE1639365A1 (de) 1971-02-25

Family

ID=24453977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19681639365 Pending DE1639365A1 (de) 1967-01-30 1968-01-23 Fuer Roentgen- und Gammastrahlen empfindliche Bildverstaerkerroehre

Country Status (6)

Country Link
US (1) US3558893A (de)
DE (1) DE1639365A1 (de)
FR (1) FR1554134A (de)
GB (1) GB1201001A (de)
NL (1) NL159808B (de)
SE (1) SE322002B (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL6903860A (de) * 1969-03-13 1970-09-15
FR2075856A1 (de) * 1969-12-30 1971-10-15 Thomson Csf
US3961182A (en) * 1970-02-03 1976-06-01 Varian Associates Pick up screens for X-ray image intensifier tubes employing evaporated activated scintillator layer
DE2134762B2 (de) * 1971-07-12 1977-12-01 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Fotokathode
NL7507601A (nl) * 1974-07-17 1976-01-20 Max Planck Gesellschaft Werkwijze en inrichting voor het onderzoeken van een voorwerp door middel van een stralenbundel.
US4221967A (en) * 1978-03-10 1980-09-09 Diagnostic Information, Inc. Gamma ray camera
US4697075A (en) * 1986-04-11 1987-09-29 General Electric Company X-ray imaging system calibration using projection means
US4749864A (en) * 1986-07-03 1988-06-07 American Sterilizer Company Radiation imaging system using a grid

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2585551A (en) * 1948-05-01 1952-02-12 Hofstadter Robert Means for detecting ionizing radiations
US2692948A (en) * 1948-12-29 1954-10-26 Kurt S Lion Radiation responsive circuits
US2699511A (en) * 1951-05-04 1955-01-11 Sheldon Edward Emanuel Storage tube for invisible radiation
US3213308A (en) * 1961-11-29 1965-10-19 Westinghouse Electric Corp Ultraviolet radiation detector
US3373279A (en) * 1965-01-29 1968-03-12 Kewanee Oil Co Europium activated strontium iodide scintillators

Also Published As

Publication number Publication date
GB1201001A (en) 1970-08-05
NL6801297A (de) 1968-07-31
US3558893A (en) 1971-01-26
NL159808B (nl) 1979-03-15
SE322002B (de) 1970-03-23
FR1554134A (de) 1969-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2542303A1 (de) Hochenergiestrahlungsdetektor mit verbesserter reflektierender unterlage fuer eine phosphorschicht
DE2909066C2 (de)
DE1639365A1 (de) Fuer Roentgen- und Gammastrahlen empfindliche Bildverstaerkerroehre
DE2803207A1 (de) Direkt betrachtbare roentgenbildverstaerkerroehre und damit ausgestattetes geraet
DE1282205B (de) Roentgenbildverstaerker
DE2000116C2 (de) Bildwandler oder Bildverstärker
DE2750132C2 (de)
DE4342219A1 (de) Röntgenbildverstärker
EP0173851B1 (de) Elektronischer Vakuumbildverstärker für Einrichtungen zur Diagnostik mit Röntgenstrahlen
DE2442491C3 (de) Eingangsschirm für eine Röntgenbildverstärkerröhre
DE2306575A1 (de) Roentgenbildverstaerker
DE69200238T2 (de) Bildverstärkerröhre mit Helligkeitskorrektur.
DE2036674C3 (de) Kathodenstrahlröhre zur Bildaufnahme und Bildaufzeichnung
DE10126388B4 (de) Festkörperstrahlungsdetektor
DE1614439C3 (de) Gerät zur Bestimmung der Verteilung radioaktiver Stoffe mit einer Szintillatorschicht, mehreren lichtelektrischen Wandlern und einem Sichtgerät
DE2321869A1 (de) Roentgenbildverstaerker
DE2925080C2 (de)
DE6607809U (de) Roentgenstrahl-fernsehkamera.
DE918828C (de) Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung von Elektronenleuchtschirmen
DE1280436B (de) Roentgenbildwandler
DE1957152A1 (de) Roentgenbildroehre
DE1622999C3 (de) Leuchtschirm, insbesondere zur Verwendung in Bildwandler- oder Bildverstärkerröhren
DE60204017T2 (de) Röntgenkassette mit verbesserter Planheit des phosphorträgers
DE1934058A1 (de) Bildwandlerroehre
DE3236523A1 (de) Bildroehre mit verbessertem bildausgang und verfahren zu ihrer herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
OHJ Non-payment of the annual fee