DE19505729C1 - Röntgendiagnostikeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Röntgenstrahlenquelle zur Erzeugung eines Röntgenstrah­ lenbündels, mit einem Röntgenbildwandler zur Erfassung eines Röntgenstrahlenbildes, der eine Szintillatorschicht und einen Bildwandler mit matrixförmig angeordneten Photoelementen auf­ weist, und einer daran angeschlossenen Wiedergabevorrichtung zur Wiedergabe des Röntgenstrahlenbildes. Bei derartigen Röntgendiagnostikeinrichtungen werden als Bildwandler bei­ spielsweise Festkörperbildwandler eingesetzt.

In der DE 43 21 789 A1 ist eine derartige Röntgendiagnostik­ einrichtung beschrieben, bei der der Röntgenbildwandler eine Photodioden-Matrix aufweisen, auf der eine Szintillator­ schicht aufgebracht ist, die die Röntgenstrahlung in Licht umwandelt.

Aus der US 4,503,460 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung bekannt, bei der unterschiedliche, sich überlappende Regionen des Ausgangsleuchtschirmes eines Röntgenbildverstärkers über mehrere Objektive auf den jeweiligen Regionen zugeordneten Bildwandlern abgebildet werden. In einer nachgeordneten Schaltung werden die Ausgangssignale der Bildwandler zu einem das gesamte Ausgangsbild des Röntgenbildverstärkers umfas­ sende Videosignal zusammengesetzt.

In der DE 39 27 158 C2 ist eine Zeilenkamera beschrieben, bei der durch eine erste Optik ein Zeilenbild erzeugt wird, das von einer Relaisoptik, die aus mehreren Optiken bestehen kann, auf jeder Optik zugeordnete zeilenförmige Bildwandler wirft, wobei jedem Bildwandler wenigstens ein Einzelobjektiv zugeordnet ist.

Bei der Verwendung von einem Objektiv oder mehreren Objekti­ ven in einer Röntgendiagnostikeinrichtung der eingangs ge­ nannten Art ohne Röntgenbildverstärker ist wegen des großen Bildfeldes eine große Brennweite erforderlich, so daß sich bei den erforderlichen hohen Lichtstärken große, teure und schwer korrigierbare Objektive ergeben.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Röntgendiagno­ stikeinrichtung mit einem Röntgenbildwandler der eingangs ge­ nannten Art zu schaffen, der eine flache Bauweise aufweist, kostengünstig herstellbar ist und eine erhöhte Lichtausbeute ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Szintillatorschicht und einem Bildsensor des Bildwandlers ein matrixförmiges Array aus einer Vielzahl von Linsenoptiken angeordnet ist. Dadurch erhält man einen sehr flachen Rönt­ genbildwandler mit hoher Lichtausbeute. Durch die Verwendung einer Vielzahl von Linsenoptiken werden nur sehr kleine Bild­ felder erfaßt, so daß nur kleine Linsenoptiken mit kleiner Brennweite erforderlich sind, die leicht und preiswert herzu­ stellen sind. So lassen sich beispielsweise die aus der CD- Technik bekannten Linsenoptiken verwenden, die, da sie Mas­ senware sind, äußerst günstig zu beziehen sind.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Array Mikro­ linsen oder Mikroobjektive als Linsenoptiken aufweist, wobei jedem Photoelement des Bildwandlers jeweils eine Mikrolinse bzw. einer Gruppe von Photoelementen des Bildwandlers jeweils ein Mikroobjektiv zugeordnet sein kann.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Bildwandler ein aSi:H-Detektor ist und wenn die Photoelemente des Bild­ wandlers Photodioden oder Photoelemente von CCD-Bildsensoren sind.

Die Linsenoptiken können erfindungsgemäß an einem Glasträger befestigt, in einem Träger aus Glas- oder Kunststoff einge­ arbeitet oder in einem optischen Kleber eingebettet sein.

Erfindungsgemäß können die Linsenoptiken mit der Szintil­ latorschicht oder dem Bildwandler beispielsweise mit einem optischen Kleber verbunden sein.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 eine Röntgendiagnostikeinrichtung nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 einen erfindungsgemäß in der Röntgendiagnostikein­ richtung gemäß Fig. 1 eingesetzten Röntgenbild­ wandler und

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Röntgenbildwandlers.

In der Fig. 1 ist eine bekannte Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Röntgenröhre 1 dargestellt, die von einem Hochspan­ nungsgenerator 2 betrieben wird. Die Röntgenröhre 1 sendet ein Röntgenstrahlenbündel 3 aus, das einen Patienten 4 durch­ dringt und auf einen Röntgenbildwandler 5 entsprechend der Transparenz des Patienten 4 geschwächt als Röntgenstrahlen­ bild fällt. Der Röntgenbildwandler 5 ist mit einer Wiederga­ bevorrichtung verbunden, die eine Verarbeitungsschaltung 6 und einen daran angeschlossenen Monitor 7 zur Wiedergabe des Röntgenstrahlenbildes aufweist. Die Verarbeitungsschaltung 6 kann in bekannter Weise Wandler, Differenzstufen und Bild­ speicher aufweisen.

Bei einer derartigen Röntgendiagnostikeinrichtung kann der Röntgenbildwandler 5 einen aus einer Photodioden-Matrix oder aus einem oder mehreren CCD-Bildsensoren bestehenden Bild­ wandler 8 aufweisen, auf dem eine Szintillatorschicht 9 aus einem gegenüber Röntgenstrahlen empfindlichen Leuchtstoff aufgebracht ist, die die Röntgenstrahlung in Licht umwandelt. Der Bildwandler 8 kann aus wasserstoffhaltigem amorphem Silizium (aSi:H) und die Szintillatorschicht 9 aus Caesium­ jodid (CsI) bestehen.

In Fig. 2 ist ein derartiger Röntgenbildwandler 5 darge­ stellt, bei dem erfindungsgemäß zwischen Bildwandler 8 und Szintillatorschicht 9 ein Array 10 aus einer Vielzahl von Mikrolinsen 11 als Linsenoptiken angeordnet ist, die das auf der Szintillatorschicht 9 sichtbare Röntgenstrahlenbild auf die Photoelemente 12 des Bildwandlers 8, die Photodioden, abbilden. Dabei kann, wie in Fig. 2 dargestellt, jedem Pho­ toelement 12 eine Mikrolinse 11 zugeordnet sein. Die Mikro­ linsen 11 sind in einem beispielsweise aus Glas oder Kunst­ stoff bestehenden Substrat 14 eingearbeitet, das entweder, wie dargestellt, an der Szintillatorschicht 9 oder an dem Bildwandler 8 befestigt sein kann. An der Seite der Mikro­ linsen 11 des Array 10 ist eine Schicht mit einem gegenüber dem Substrat 14 anderen Brechungsindex, beispielsweise eine Luftschicht 13 vorgesehen. Bei einer derartigen Mikrooptik­ platte können die Mikrolinsen 11 entweder durch einen Laser geschnitten oder als Kunststoffplatte gleich gespritzt sein.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der zwischen dem Bildwandler 8 und der Szintillatorschicht 9 eine Schicht mit vielen Mikroobjektiven 15 als Linsenoptiken angeordnet ist, die das Röntgenbild der Szintillatorschicht 9 auf den Bildwandler 8 abbildet. Dabei bildet ein Mikroobjek­ tiv 15 die Bildebene auf einen Bereich 16 eines CCD-Bild­ sensors des Bildwandlers 8 ab, der mehrere Photoelemente 12 aufweist. Die Ausgänge der Bereiche 16 der CCD-Bildsensoren werden einem Multiplexer 17 zugeführt, der die Bildpunkte lagerichtig zusammensetzt. Durch die Verwendung mehrerer handelsüblicher preiswerter CCD-Chips als Bildwandler 8 und einer Vielzahl von bei der Abtastung einer Compact-Disc bekannten CD-Optiken als Mikroobjektive 15 können Massenpro­ dukte eingesetzt werden.

Die Mikrolinsen 11 oder die Mikroobjektive 15 können in einem optischen Kleber zwischen Szintillatorschichten 9 und Bild­ wandlern 8 eingebettet oder an einem Glasträger befestigt sein, der zwischen Bildwandler 8 und Szintillatorschicht 9 angeordnet ist. Auch können die Linsenoptiken erfindungsgemäß in einem Träger aus Glas- oder Kunststoff eingearbeitet oder in einem optischen Kleber eingebettet sein, wobei diese Ein­ heit an der Szintillatorschicht 9 oder an dem Bildwandler 8 befestigt sein kann.

Durch diese erfindungsgemäße Ausführungen erhält man einen kostengünstig herstellbaren Röntgenbildwandler 5, der sehr flach ausgeführt sein kann und eine hohe Lichtausbeute er­ möglicht.

Claims (13)

1. Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Röntgenstrahlen­ quelle (1) zur Erzeugung eines Röntgenstrahlenbündels (3), mit einem Röntgenbildwandler (5) zur Erfassung eines Röntgen­ strahlenbildes, der eine Szintillatorschicht (9) und einen Bildwandler (8) mit matrixförmig angeordneten Photoelementen (12) aufweist, und einer daran angeschlossenen Wiedergabevor­ richtung (6, 7) zur Wiedergabe des Röntgenstrahlenbildes dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen der Szintillatorschicht (9) und einem Bildsensor (16) des Bildwandlers (8) ein matrixförmiges Array (10) aus einer Vielzahl von Linsenoptiken (11, 15) angeordnet ist.

2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Array (10) Mikrolinsen (11) aufweist.

3. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Photoelement (12) des Bildwandlers (8) jeweils eine Mikro­ linse (11) zugeordnet ist.

4. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Array (10) Mikroobjektive (15) aufweist.

5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer Gruppe von Photoelementen (12) des Bildwandlers (8) jeweils ein Mikroobjektiv (15) zugeordnet ist.

6. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildwandler (8) ein aSi:H-Detektor ist.

7. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Photoelemente (12) des Bildwandlers (8) Photodioden sind.

8. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Photoelemente (12) des Bildwandlers (8) Photoelemente von CCD-Bildsensoren (16) sind.

9. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenoptiken (11, 15) an einem Glasträger befestigt sind.

10. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenoptiken (11, 15) in einem Substrat (14) aus Glas- oder Kunststoff eingearbeitet sind.

11. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenoptiken (11, 15) in einem optischen Kleber eingebettet sind.

12. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenoptiken (11, 15) mit der Szintillatorschicht (9) verbunden sind.

13. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenoptiken (11, 15) mit dem Bildwandler (8) ver­ bunden sind.