-
Röntgen-Vakuum-Bildverstärker Die Erfindung betrifft einen Ronbgen-Vakuum-Bildverstärker,
bei dem das Röntgenbild in einem Vakuumkolben an einer Fotokathode in ein Elektronenbild
umgesetzt wird, welches unter elektrischer Beschleunigung auf einem Ausgangsschirm
mit veränderbarer Ausgangsleuchtdichte elektronenoptisch zur Abbildung gelange Es
ist bekannt, daß bei Film- und Einzelaufnahmen vom Fernsehsichtgerät eine Röntgenstrahlendosis
pro Bild erwünscht ist, die wesentlich höher als die entsprechende Röntgenstrahlendosis
für ein Durchleuchtungsbild liegt. Diese Erhöhung wird notwendig, damit bei hinreichend
kurzen Belichtungszeiten von Röntgenquantenrauschen freie Bilder erzielt werden.
Bei Fernsehaufnahmeröhren ist aber der aufnehmbare Lichtstrom begrenzt.
-
Wird der höchstzulässige Wert überschritten, so wird die Bildaufnahme
gefährdet, weil man wegen Uberstrahlung nichts mehr
sieht. Auch
der Verstärkerkanal der Videowiedergabe ist nur begrenzt aussteuerbar. Eine Lösung
des. Problems besteht darin, daß die Kopplung der Aufnahmeröhre an den Bildverstärker
über eine bekannte Lichtoptik erfolgt, in welche eine Blende eingeschaltet ist.
Eine solche Blende ist aber nicht immer anwendbar, insbesondere dann nicht, wenn
die Kopplung über eine Faseroptik erfolgt oder wenn die Bildaufnahmeröhre direkt
an den Bildverstärker gekoppelt ist. Um dabei nicht die Röntgenstrahlendosis pro
Bild unter einen Wert herabsetzen zu müssen, bei welcher Röntgenquantenrauschen
in Kauf genommen werden muß, hat man bei Röntgenbildverstärker-Fernsehketten eine
Vorrichtung vorgesehen, die es erlaubt, auch bei einer Bildverstärker-Fernsehkette,
bei der eine Faseroptik zur Kopplung der Bildaufnahmeröhre mit dem Bildverstärker
vorgesehen ist oder bei welcher die Bildaufnahmeröhre unmittelbar mit dem Bildverstärker
verbunden ist, mit einer gegenüber der Durchleuhtung erhöhten Röntgenstrahlendosis
pro Bild arbeiten zu können, so daß vom Röntgenquantenrauschen weitgehend freie
Bilder erzielt werden. Die Lösung bestand darin, daß in einem Verfahren zur Wiedergabe
einer durch Röntgenstrahlenimpulse erzeugten Röntgenbildfolge mittels einer Bildverstärker-Fernsehkette
bei Anwendung einer Röntgenstrahlendosis pro Bild, die eine dem zulässigen Wert
überschreitende Helligkeit auf dem Ausgangsleuchtschirm des Bildverstärkers zur
Folge haben würde und einer Dauer eines Rdntgenstrahlellimpulses, die kurz gegenüber
der Abklingzeit des Eingangsleuchtschirmes des Bildverstärkers ist, die Bild Übertragung
zur Bildaufnahmeröhre während des Vorhandenseins eines Röntgenstrahlenimpulses unterdrückt
und zwischen zwei Röntgenstrahlenimpulsen in einem vorbestimmten Zeitpunkt des Leuchtdichteverlaufes
auf dem Eingangsleuchtschirm während einer vorbestimmten Zeitdauer freigegeben wird,
wobei Zeitpunkt und Dauer der Freigabe der Bildübertragung entsprechend der für
die Fernsehübertragung maximal zulässigen Lichtmenge an der Bildaufnahmeröhre gewählt
sind.
-
Nachteilig daran ist, daß bei dem bekannten Verfahren ein Eingangsleuchtschirm
erforderlich ist, der eine endliche Abklingzeit aufweist. Außerdem sind zusätzliche
Bauteile und Maßnahmen erforderlich, um den Zeitpunkt und die Dauer der Belichtung
der Aufnahmeröhre dem Leuchtdichteverlauf des Eingangsleuchtschirmes des Bildverstärkers
anzupassen.
-
Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines Aufbaus, bei welchem der
Aufwand gegenüber dem bekannten Verfahren verringert ist und welcher auch bei Eingangsleuchtschirmen
anwendbar ist, welche vernachlässigbar kurze Abklingzeiten der Leuchtdichte aufweisen.
-
Der Gegenstand der Erfindung geht von einem Röntgen-Vakuum-Bildverstärker-aus,
bei dem das Röntgenbild in einem Vakuumkolben an einer Fotol;athode in ein Elektronenbild
umgesetzt wird, welchcs elektrisch beschleunigt und mit veränderbarer Ausgangslichtmenge
auf einem Ausgangsschirm elektronenoptisch abgebildet wird und ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Beschleunigungsspannung zwischen einer unteren und einer oberen Grenze veranderbar
ist und die Dicke der Aluminiumschicht, welche den Ausgangsschirm bedeckt, so erhöht
ist, daß auch bei der unteren Grenzspannung die Elektronenoptik noch ein Bild mit
brauchbarer Modulationsübertragungsfunition liefert.
-
Die Erfindung geht davon aus, daß die wegen der angelegten Beschleunigungsspannung
auf den Betrachtungsschirm mit der einheitlichen Energie Ep auftreffenden Elektronen
in der elektrisch leitfähigen Beschichtung des Ausgangs schirms abgebremst werden,
die in der Regel aus Aluminium besteht. Das Spektrum der austretenden Elektronen
hat dann wegen dieser Bremsung im Mittel eine Energie von E, die gegenüber Ep verringert
ist. Sie ist abhängig von der Massenbelegung des.
-
Schirmes. Die zur Zeit verwendeten Belegungen ergeben bei
einer
Auftreffenergie Ep von 25 keV eine Energie E von insgesamt ca. 20 keV. Der in der
Aluminiumschicht auftretende mittlere Energieverlust a E beträgt dann a E = Ep -
E 5 5 keV.
-
Die Aluminiumschicht ist bei derartigen, in üblicher Weise aufgebauten
Röntgenbildverstärkern, die mit einer Beschleunigungsspannung von 25 keV betrieben
werden, 0,10 bis 0,15 /um dick.
-
Steigert man gleichzeitig die Dicke der Belegung mit Aluminium und
Ep, so kann man erreichen, daß E und damit die Leuchtdichte am Ausgangsschirm unverändert
bleibt, obwohl B wächst. Ist s.B. der mittlere Energieverlust auf 20 keV eingestellt,
so läßt sich mit einer Veränderung der Primärspannung von etwa 21 bis 40 keV die
mittlere Energie der durch die Aluminiumschicht noch hindurchtretenden Elektronen
von 1 bis 20 keV verändern. Man kann dadurch wegen des linearen Zusammenhangs zwischen
E und Leuchtdichte des Schirms in Erfüllung der eingangs gestellten Aufgabe die
Helligkeit des Ausgangsschirms um einen Faktor 20 ändern.
-
Bei den bekannten Bildverstärkern wird hinsichtlich der Dicke der
leitfähigen Abdeckung aus Aluminium die Regel befolgt, die Aluminiumschicht möglichst
dünn zu halten, um möglichst wenig Helligkeit zu verlieren. Es hat sich entgegen
den Erwartungen gezeigt, daß bei der Änderung der angelegten Spannung und Verwendung
einer dickeren Schicht gemäß der Erfindung nur eine geringe Änderung der Ubertragungsfunktion
des Ausgangaschirmes eintritt Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Ausgangsleuchtdichte
des Bildverstärkers durch Veränderung der Beschleunigungsspannung veränderbar wird.
Außerdem kann bei einem derartigen Bildverstärker eine sehr flinke Eingangs-Leuchtschicht
mit der Fotokathode kombiniert werden, die keine oder nur äußerst kurze Abklingzeiten
aufweist.
-
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird bei einer Dicke der Aluminiumbedeckung
des Ausgangsschirmes von 1 ,2 /um eine Variation der Beschleunigungsspannung von.
15 bis 35 keV vorgesehen. Dadurch wird erreicht, daß die Helligkeit um den Faktor
10 regelbar wird.
-
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus der
Beschreibung eines in der Figur in einer Bildverstärker-Fernsehkette teilweise im
Schnitt und schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels.
-
In der Figur ist der Bildverstärker mit 1 bezeichnet, an den sich
über das faseroptische Übertragungssystem 2 die Fernsehbildaufnahmeröhre 3 anschließt,
die mit dem Fernsehsichtgerät 4 über den Verstärker 5 in Verbindung steht. Die von
der Röntgenröhre 6 ausgehende Strahlung ruft in bekannter Weise auf dem Ausgangsschirm
7 des Bildverstärkers 1 ein Durchleuchtungsbild vom Patienten 8 hervor, der sich
auf der Lagerungsplatte 9 befindet. Der Bildverstärker 1 besitzt in bekannter Weise
den Eingangsschirm 10 mit der Leuchtschicht 11 und der Fotokathodenschicht 12 sowie
den Steuerelektroden 13 und 14 und der Anode 15.
-
Die Versorgung mit Hochspannung erfolgt von der Quelle 16, die zwei
Spannungen' d.h. 15 und 35 keV, abgibt und die mittels des Schalters 17 wechselweise
anlegbar sind0 Die Spannungen der Steuerelektroden 13 und 14 sind am Spannungsteiler
18 derart abgegriffen, daß auf dem Ausgangsschirm 7, der auf seiner dem.
-
Eingangsschirm 10 zugewandten Seite die 1,2 mm starke Alumi niumschicht
19 auf der Leuchtschicht 20 trägt, das vom Eingangsschirm 10 kommende Elektronenbild
abgebildet wird.
-
Die Funktion des Bildverstärkers bzwo der gesamten Einrich- * tung
ergibt sich aus der Beschreibung der Erflndungso weitgehend, daß sich eine WiederhNXng
erübrigt. Das rini;pbe-.; steht darin, daß wegen der auf das 10-fache erhchten Dickeder
Schicht
19 bei der Veränderung der Spannung zwischen einem aus elektronenoptischen Gründen
nicht zu tief liegenden Wert, z.B. 15 keV,und einem durch die Spannungsfestigkeit
begrenzten oberen Wert, von z.B. 35 keV, die Helligkeit um den Faktor 10 geregelt
werden kann.