DE2505173A1

DE2505173A1 - Roentgenaufnahmeanordnung mit einer gasgefuellten kammer

Info

Publication number: DE2505173A1
Application number: DE19752505173
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dipl Phys Hirsch; Hansgeorg Dipl Phys Junginger; Kristian Dipl Phys D Peschmann
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1975-02-07
Filing date: 1975-02-07
Publication date: 1976-08-19
Also published as: GB1542521A; FR2300358B1; US4057728A; JPS51105786A; FR2300358A1

Description

PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH, 2000 HAMBURG 1, STEINDAMM

"Röntgenaufnahmeanordnung mit einer gasgefüllten Kammer"

Die Erfindung betrifft eine Röntgenaufnahmeanordnung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Röntgenaufnahmeanordnungen mit einer gasgefüllten, flachen und ebenen Kammer, bei der in der Kammer eine Isolierfolie vorgesehen ist, auf der die bei der Ionisation des Gases durch die Röntgenstrahlung erzeugten Ladungsträger auftreffen, sind bekannt (DT-OS 2 258 364). Die obere und die untere Kammerwand ist dabei mit Elektroden versehen, zwischen denen durch Anlegen einer Spannung ein homogenes Feld

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erzeugt wird. Dieses elektrische Feld beschleunigt die bei der Ionisation durch die Röntgenstrahlung erzeugten Ladungsträger und bewirkt - je nachdem,vor welcher der beiden Elektroden die Isolierfolie angeordnet ist - , daß sich entweder die positiven oder die negativen Ladungsträger auf der Isolierfolie niederschlagen. Die Ladungsverteilung auf der Folie, die von der Intensität der Röntgenstrahlung an den einzelnen Punkten der Kammer abhängig ist, kann anschließend durch eines der bekannten Verfahren zur elektrostatischen Entwicklung sichtbar gemacht werden.

Der Nachteil einer solchen Kammer besteht darin, daß das Auflösungsvermögen an den Bildrändern schlechter ist als in der Bildmitte. Dies ist dadurch bedingt, daß die Röntgenstrahlen an den Rändern der Kammer schräg zu den Kammerwänden einfallen, während die Elektronen bzw. Ionen, die durch die Röntgenstrahlen erzeugt werden, sich entlang der Linien des elektrischen Feldes senkrecht zu den Kammerwänden bewegen. Der Ort, an dem ein den äußeren Rand einer solchen Kammer treffendes Strahlungsquant auf der in der Kammer enthaltenen Isolierfolie abgebildet wird, hängt also davon ab, an welcher Stelle zwischen den Kammerwänden das Gas ionisiert ist. Da die Kammerwände einen relativ großen Abstand haben (um 10 mm), ergibt sich eine Unscharfe, die um so größer ist je größer der Abstand zwischen den Elektroden, je größer die Isolierfolie und

je kleiner der Abstand der Kammer vom Röntgenstrahier ist.

Zur Vermeidung dieser Unscharfe am Rand ist es bekannt (DT-OS 2 365 189), auf den Kammerwänden Elektrodenstrukturen vorzusehen, die eine Potentialverteilung erzwingen, die der Potentialverteilung zwischen zwei konzentrischen Kugelelektroden entspricht. Diese Potentialverteilung kann beispielsweise durch ringförmige Elektroden in der

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oberen und der unteren Kammerwand erreicht werden, die auf unterschiedlichem Potential liegen. Wenn sich der Röntgenstrahier in einem bestimmten Abstand von der Kammer befindet und der Zentralstrahl senkrecht auf den Kammermittelpunkt auftrifft, können die geschilderten Unscharfen am Rande tatsächlich vermieden werden, jedoch versagen diese Kammern bei Aufnahmen, bei denen die Strahlung schräg auftrifft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röntgenaufnahmeanordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auch bei Aufnahmen mit schrägem Einfall der Röntgenstrahlung keine Verzerrungen an den Bildrändern auftreten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Maßnahmen gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Aufnahmeanordnung geeignete Kammer 1. Die Kammer besteht aus zwei Kammerwänden, von denen in der Zeichnung nur die eine zu sehen ist. Der Abstand der Wände in der Kammer, die hermetisch abgedichtet und mit einem schweratomigen, unter mehreren Atmosphärendruck stehenden Edelgas, vorzugsweise Xenon, gefüllt ist, beträgt etwa 10 mm. Bezüge lieh weiterer Einzelheiten der Kammer kann auf die DT-OS 2 258 364 verwiesen werden. Die Kammer 1 hat ein rechteckiges Format, wobei die Breite so bemessen ist, daß die breiteste zur"Bilderzeugung benutzte Isolierfolie in ihr Platz findet, während die Abmessungen der Kammer in der Längsrichtung wesentlich größer sind als die Abmessungen der Isolierfolie in dieser Richtung.

Die Kammerwände sind mit einer Elektrodenstruktur versehen,

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die beim Anlegen geeigneter Spannungen eine Potentialverteilung in der Kammer erzwingt, wie sie zwischen zwei konzentrischen Kugelelektroden herrscht, in deren Mittelpunkt sich bei der Aufnahme der Röntgenstrahier befindet. Zu diesem Zweck ist jede der beiden Kammerwände mit ringförmigen konzentrisch zueinander angeordneten Elektroden versehen, wobei der Mittelpunkt 3 der oberen Elektrodenstruktur in der Draufsicht genau mit dem Mittelpunkt der unteren Elektrodenstruktur zusammenfällt; auf der durch die Verbindungslinie der beiden Mittelpunkte gegebenen Mittelachse befindet sich bei der Aufnahme der Röntgenstrahier. Werden an die einzelnen Ringelektroden Potentiale gemäß der Gleichung

U(x,y,z) = E₀ ^₀-y₀ ²/(x² ₊y² ₊z²)^1/2<) - U₀

gelegt, wobei y₀ der Abstand des Mittelpunktes 3 vom Strahler,χ der Abstand in Längsrichtung vom Mittelpunkt 3 und ζ der Abstand in Richtung der Schmalseite vom Mittelpunkt 3 ist, während E_Q die elektrische Feldstärke im Punkt y = y₀, χ = ζ = O und U₀ eine Konstante ist, deren Wert nach Belieben gewählt werden kann, dann ergibt sich die gewünschte Potential verteilung. Wie aus der Gleichung zu entnehmen ist, kann der Änderung des Abstandes zwischen Röntgenstrahier und Kammer durch Änderung der an die Elektroden angelegten Potentiale Rechnung getragen werden.

In der Kammer 1 ist eine Isolierfolie 4, deren Abmessungen in Längsrichtung wesentlich kleiner sind als die der Kammer, wie durch den .Doppelpfeil angedeutet, in Längsrichtung verschiebbar. Wenn die Strahlung senkrecht einfällt, dann wird die Isolierfolie so weit nach links verschoben _f bis der Mittelpunkt der Isolierfolie mit dem Mittelpunkt 3 zusammenfällt. Dazu muß der Abstand des Mittelpunktes 3 von der linken Schmalseite ungefähr der Hälfte der Abmessung der Isolierfolie in der Längs-

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richtlang entsprechen. - Bei schrägem Einfall der Röntgenstrahlung muß die Folie nach rechts verschoben werden, wobei das Ausmaß der Verschiebung vom Einfallswinkel des Zentralstrahls abhängt.

Bei einer Kammer, bei der die Isolierfolie nach jeder Aufnahme der Kammer entnommen wird und eine neue Isolierfolie eingelegt wird, kann die richtige Plazierung der Isolierfolie beispielsweise mit Hilfe einer auf der Kammer angebrachten Skala erfolgen, die den Ort des Mittelpunktes (oder eines Randes der Filmfolie) in Abhängigkeit vom Einfallswinkel der Strahlung markiert, wobei geeignete Mittel vorgesehen sein müssen, die die Isolierfolie in dieser Stellung relativ zur Kammer festhalten. - Es ist grundsätzlich auch möglich, die Isolierfolie in einer Art Wagen zu befestigen und diesen motorisch mittels einer vom Einfallswinkel der Strahlung gesteuerten Nachlaufsteuerung zu verschieben.

Wenn mit dem Röntgenaufnahme ge rät Aufnahmen aus verschiedenen Richtungen gemacht werden, muß die Kammer 1 um den Mittelpunkt 3 drehbar in der Aufnahmeanordnung angeordnet sein.

Wenn bei einem Abstand des Röntgenstrahlers (genauer des Brennflecks des Röntgenstrahlers) von der Kammer von 100 cm und ,einem maximalen Format der Isolierfolie von 40 χ 40 cm und mit einer maximalen Schräg-Projektion von 25° gearbeitet wird, dann muß die Kammer 86 cm lang und 40 em breit sein, wobei der Mittelpunkt-20 cm von der linken Schmalseite entfernt auf der Längsmittellinie der Kammer angeordnet sein muß. Die Feldstärke an der rechten Schmalseite der Kammer beträgt dabei nur noch etwa 70 % der Feldstärke in der Mittelachse (Verbindungslinie der Mittelpunkte 3). Deshalb müssen die Potentiale

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zweckmäßigerweise so gewählt werden, daß sich zwischen den Kammerwänden eine unselbständige Entladung im sogenannten Plateaubereich der Townsendkurve ergibt, in dem praktisch alle durch die Röntgenstrahlung erzeugten Ionen und Elektronen auf die Elektroden gelangen, ohne zusätzliche Ladungsträger zu erzeugen. Dadurch wird vermieden, daß bei der gleichen Röntgenstrahlungsintensität auf der Isolierfolie am Rand eine andere Ladungsträgerdichte erzeugt wird als im Bereich des Mittelpunktes 3.

PATENTANSPRÜCHE s

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE:

1 .J Röntgenaufnahmeanordnung mit einer gasgefüllten, flachen.und ebenen Kammer, deren Kammerwände mit Elektrodenstrukturen versehen sind, die im Betriebszustand die Potentialverteilung zweier konzentrischer Kugelelektroden hervorrufen, wobei, eine in der Kammer angeordnete Isolierfolie vorgesehen ist, auf die bei der Ionisation_:, des Gases durch die Röntgenstrahlung erzeugte Ladungsträger auftreffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (1) rechteckig ist und daß die Isolierfolie (4) in Längsrichtung der Kammer verschiebbar ist.
2. Röntgenaufnahmeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse der konzentrischen Potentialverteilung auf der Mittellinie in Längsrichtung der Kammer, jedoch näher bei einer der Schmalseiten, liegt.
3. Röntgenaufnahme anordnung nach Anspruch 2 mit ringförmigen Elektrodenstrukturen, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Mittelpunkte der Elektroden von der Schmalseite der Kammer mindestens der halben Abmessung der Isolierfolie (in Längsrichtung) entspricht.
4. Röntgenaufnahmeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer um den Mittelpunkt (3) drehbar in der Aufnahmeanordnung angeordnet ist.

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