DE2306575C3 - Röntgenbildverstärker - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Röntgenbildverstärker mit einem Kolben in dem ein Eingangsleuchttchirm, ein Ausgangsleuchtschirm und eine Elektronenoptik zwischen Zingangsleuchtschirm und Ausgangsleuchtschirm angeordnet sind rnd mit einem den Kolben rohrförmig umgebenden Mantel aus ferromagnetischem Material.

In der Röntgentechnik werden köntgenbildverstärker wegen ihrer vielfältigen Vorteile in zunehmendem Maße eingesetzt Röntgenbildverstärker ermöglichen es unter anderem, die Röntgendosisleistung bei Durchleuchtungen auf Bruchteile der sonst üblichen Werte zu senken. Das führt zu verminderter Strahlenbelastung bei den Patienten und beim Bedienungspersonal. Außerdem bringt der Röntgenbildverstärker eine so Starke Aufhellung des Durchleuchtungsbildes mit sich, daß mit ihm Durchleuchtungen im Hellen und also auch während Operationen durchgeführt werden können. Schließlich eignet sich das am Ausgangsleuchtschirm eines Röntgenbildverstärkers entstehende Bild wegen seines reduzierten Formates und seiner Helligkeit besonders gut zur Aufnahme mittels Film- oder Fernsehkameras.

Der den Röntgenstrahlen in Strahlenrichtung hinter dem Untersuchungsobjekt ausgesetzte Eingangsleuchtschirm eines Röntgenbildverstärkers besitzt eine für Röntgenstrahlen empfindliche Leuchtschicht, der eine für die Photonen der Leuchtschicht besonders empfindliche Photokathodenschicht unmittelbar benachbart ist. Die Photonen der Leuchtschicht regen die Photokathodenschrcht zur Emission von Elektronen an. Diese Elektronen werden durch das im Bildverstärker herrschende Potenzialgefälle beschleunigt und mittels einer Elektronenoptik auf einen kleineren Ausgangsleuchtschirm projiziert. Die auftreffenden Elektronen •rzeugen in der Leuchtschicht des Ausgangsleuchttchirms ein verkleinertes, jedoch wesentlich lichtstärkeres Bild des Eingangsleuchtschirms. Die Abbildungseigenschaften eines Röntgenbildverstärkers werden im wesentlichen von den durch die Elektronenoptik erzeugten Ablenkfeldern bestimmt Um Verzerrungen dieser Ablenkfelder durch von außen hereinstreuende elektromagnetische Störfelder zu vermeiden, ist es bereits bekannt, den Röntgenbildverstärker mit einem rohrförmigen Mantel aus ferromagnetischem Material zu umgeben (The American Journal of Roentgenology. Radium Therapy and Nuclear Medicine, Bd. 85, 1961, S. 323—341). Dieser rohrförmige Mantel aus ferromagnetischem Material, der den Eingangs- und den

ίο Ausgangsleuchtschirm frei läßt, schirmt den Röntgenbildverstärker weitgehend gegen elektromagnetische Störfelder ab. Es hat sich nun aber gezeigt, daß diese Abschirmung bei den in der Praxis vorkommenden Störfeldern nicht ausreicht

is Eine Verlängerung des rohrförmigen Mantels über üie Länge des Röntgenbildverstärkers hinaus würde zwar eine Verbesserung der Abschirmung mit sich bringen, läßt sich jedoch wegen des sich daraus ergebenden größeren Abstandes des Röntgenbildverstärkers vom Untersuchungsobjekt und der hieraus wiederum resultierenden Verschlechterung der Bildquaiität nicht realisieren. Man hat daher den rohrförmigen Mantel aus hochwertigem ferromagnetischem Material gefertigt und ihn möglichst eng an den Glaskörper des Röntgenbildverstärkers anliegend ausgeführt Die hierdurch erzielten Verbesserungen haben sich aber als noch nicht ausreichend erwiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Röntgenbildverstärkern den Einfluß von elektromagnetischen Störfeldern zu reduzieren und insbesondere die Abschirmverhältnis5e zu verbessern. Bei einem Röntgenbildverstärker der eingangs genannten Art wurde daher erfindungsgemäß der rohrförmige Mantel auf der Seite des Eingangsleuchtschirms mit einer auf ihm unmittelbar aufsitzenden 10 bis 70μιη starken Schicht aus ferromagnetischem Material verschlossen. Wie sich auf Grund von Versuchen ergeben hat, kann eine solche ferromagnetische Schicht bei der angegebenen Schichtstärke einerseits die für Störfelder besonders empfindliehe Eingangsseite eines Röntgenbilt /»rstärkers ausreichend abschirmen und andererseits zugleich in hinreichendem Maße für die einfallende Röntgenstrahlung durchlässig sein. Der Gewinn an Abbildungsqualität übersteigt den Verlust an Detailerkennbarkeit, der durch die Streuung der Röntgenstrahlung in der ferromagnetische!' Schicht bedingt ist.

Der Abschirmeffekt der ferromagnetischen Schicht kann im Verhältnis zu ihrer Schichtstärke, d. h. der durch sie erzeugten Römgenstreustrahiung, noch verbessert

so werden, wenn in besonders zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung die Schicht aus mehreren aufeinanderliegenden ferromagnetischen Folien besteht. Es hat s'"h gezeigt, daß eine einzige ferromagnetische Folie eine geringere Abschirmwirkung hat als mehrere ferromagnetische Folien des gleichen Materials und der gleichen Gesamtstärke. Dieser Effekt, der mit den geänderten Feldverhältnissen an Oberflächen zusammenhängen könnte, ermöglicht es, die in der Praxis vorkommenden elektromagnetischen Störfelder abzuschirmen, ohne infolge der dabei erzeugten Röntgen· Streustrahlung einen merklichen Verlust an Detailerkennbarkeit in Kauf nehmen zu müssen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Schicht aus ferromagnetischem Material auf einer Kunststoffolie aufgezogen sein. Durch diesen Aufbau werden die Steifigkeit und die mechanische Unempfindlichkeit der Schicht ohne nennenswerte Veränderungen der Durchleuchtungseigenschaften

merklich erhöht

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren erläutert Es zeigt

F ι g. 1 in aufgeschnittener Darstellung einen in Strahlenrichtung unmittelbar hinter einem Untersuchungsobjekt positionierten Röntgenbildverstärker,

F i g. 2 eine vergrößerte Tei'darstellung einer ferromagnetischen Schicht

In der F i g. 1 ist ein zu untersuchender Patient mit I₁ die den Patient^ durchstrahlende Röntgenstrahlung mit 2, der Röntgenbildverstärker mit 3 und eine an den Röntgenbildverstärker angeschlossene Fernsehkamera mit 4 bezeichnet Der Röntgenbildverstärker 3, dessen aktive Elemente in einem zylindrischen evakuierten Kolben aus einem Glaskörper 5 untergebracht sind, ist in einem Schutzgehäuse 6 montiert Auf der dem Patienten 1 zugewandten Stirnseite des Glaskörpers S sind ein sogenannter Eingangsleuchtschirm 7 und auf der anderen Seite des Glaskörpers ein kleiner gehaltener Ausgangsleuchtschirm 8 angeordnet Der Eingangsleuchtschirm 7 besteht aus einer auf einer Trägerschicht 9 aufgebrachten, für Röntgenstrahlen empfindlichen Leuchtschicht 10 und einer m^:. ihr in optischem Kontakt stehenden Photokathodenschicht 11. Der Ausgangsleuchtschirm 8 des RontgenbildVerstärkers besitzt eine Leuchtschicht 12, ähnlich wie sie in Fernsehröhren verwendet wird. Zwischen dem Eingangsleuchtschirm 7 und dem Ausgangsleuchtschirm 8 ist in der F i g. 1 die aus mehreren Elektroden 13,14,15, 16 bestehende Elektronenoptik zu erkennen.

Der Glaskörper des Röntgenbildverstärkers ist in geringem Abstand mit einem rohrförmigen Mantel 17 «us ferromagnetischem Material umgeben. Vor dem Eingangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers ist die Stirnfläche des rohrförmigen Mantels 17 mit einer unmittelbar an dem rohrförmigen Mantel anliegenden ferromagnetischen Schicht 18 abgedeckt Die Schicht besteht wie aus Fig.2 zu entnehmen ist aus zwei unmittelbar aufeinanderliegender!, auf einer dünnen Kunststoffolie 19 aufgezogenen Folien 20, 21 aus ferromagneti; ;hem Material. Dabei sind die beiden Folien aus ferromagnetischem Material auf der Seite der Kunststoffolie 19 aufgezogen, die an dem rohrförmigen Mantel 17 anliegt Um eine möglichst satte Anlage der beiden ferromagnetischen Folien an dem rohrförmigen Mantel zu gewährleisten, werden sie über einen Flanschring 22 an den rohrförmigen Mantel 17 angepreßt Als ferromagnetisches Material ist μ-Metall in einer Gesamtstärke von 50 μπι verwendet
Die vom Untersuchungsobjekt! kommende, auf den

ίο Eingangsleuchtschirm 7 des Röntgenbildverstärkers auftreffende Röntgenstrahlung, die die volle Bildinformation trägt wird nur geringfügig durch den dem Eingangsleuchtschirm vorgelagerten, aus Materialien geringer Ordnungszahlen bestehenden vorderen Wandbereich des Schutzgehäuses 6 und des Glaskörpers 5 des Röntgenbildverstärkers 3 geschwächt Aber auch die Schwächung durch die aus einem Material wesentlich höherer Ordnungszahl bestehende ferromagnetische Schicht 18 fällt bei der geringen Gesamtstärke dieses Materials praktisch nicht ins Gewicht In den Bereich des Röntgenbildverstärkers hereinstrfjende elektromagnetische Störfelder werden inforge des geringen magnetischen Widerstandes der ferroinagnetischen Schicht 18, ihres Aufbaues aus zwei unmittelbar aufeinanderliegenden Folien 20, 21 gleicher Stärke und dem geringen Spalt zwischen letzteren und dem rohrförmigen Mantel 17 aus ferromagnetischem Material um die Elektronenoptik des Röntgenbildverstärkers 3 herumgeführt Dieser Abschirmeffekt wird besonders begünstigt wenn die ferromagnetische!! Folien, wie dies in der F i g. 2 zu erkennen ist unmittelbar, d. h. ohne zwischengeschaltete Kunststoffschicht geringerer Permeabilität auf dem rohrförmigen Mantel aus ferromagnetischem Material aufsitzt, so daß der magnetische

Übergangswiderstand möglichst gering bleibt Auf der Seite des Ausgangsleuchtschirms 8 des Röntgenbildverstärkers 3 ist der Einfluß von Störfeldern wegen der in diesem Bereich sehr hohen kinetischen Energien der Elektronen nur noch gering. Zusätzliche abschirmende

«ο Maßnahmen können an dieser Seite des Röntgenbildverstärkers entfallen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Röntgenbildverstärker mit einem Kolben, in dem ein Eingangsleuchtschirm, ein Ausgangsleuchtschirm und eine Elektronenoptik zwischen dem Eingangsleuchtschirm und dem Ausgangsleuchtschirm angeordnet sind und mit einem den Kolben rohrförmig umgebenden Mantel aus ferromagnetischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Mantel (17) auf der Seite des Eingangsleuchtschirms (7) mit einer unmittelbar auf ihm aufsitzenden 10 bis 70 μηι starken Schicht (18) aus ferromagnetischem Material verschlossen ist

2. Röntgenbildverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (18) aus mehreren aufeinanderliegenden ferromagnetischen Folien (20,21) besteht

3. Röntgenbildverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (18) aus ferromagnetischem Material auf eine Kunststoffolie (19) aufgezogen ist

4. Röntgenbildverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (18) aus μ-Metall besteht