DE2737036C3 - Bildkammer zur Erzeugung elektronenradiografischer Abbildungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildkammer zur Erzeugung elektronenradiografischer Abbildungen, deren Wände von einer jeweils .sphärisch um einen am Ort der Röntgenstrahlenquelle liegenden Mittelpunkt gekrümmten Anoden- und einer Kathodenelektrode gebildet werden, welche an je einem unter Zwischenschaltung einer Dichtung gasdicht mit dem anderen Teil verbundenen Teil der Bildkammer angeordnet sind, und bei welcher während des Abbildungsvorganges im Raum zwischen den Elektroden ein Gas hoher Atomzahl unter höherem als Atmosphärendruck eingeschlossen ist, bei dessen Bestrahlung Elektronen freigesetzt werden, die ein dem Strahlungsbild entsprechendes Absetzen von elektrischen Ladungen auf einem einer der beiden Elektroden anliegenden dielektrischen Blatt bewirken, und bei welcher gemäß dem deutschen Patent 26 42 084 zur Erzeugung einer an einer Seite bis dicht an den Rand der Bildkammer heranreichenden Abbildung das dielektrische Blatt an der betreffenden Seite um die Elektrodenkante gebogen ist, wobei die Elektrode mit dem Blatt gegen Dichtunger, gedrückt wird, welche an dem die andere Elektrode tragenden Teil der Bildkammer angeordnet sind, und wobei die Dichtung im Bereich der Biegekante dem umgebogenen Teil des dielektrischen Blattes anliegt.

Mit der Anordnung gemäß dem Hauptpatent ist es möglich, elektronenradiografische Aufnahmen zu machen, welche auf einer Seite der Bildkammer bis dicht an deren Rand reichen, wie sie z. B. für die Zwecke der Mammographie benötigt werden. Aufgrund der um eine Kante einer der beiden Elektroden gebogenen Folie beginnt dabei die für Aufnahmen nutzbare Folienfläche im Bereich dieser Kante bereits unmittelbar innerhalb der Kammerwand, während bei elektronenradiografischen Kammern üblicher Art die nutzbare Folienfläche auf jeder Seite der Bildkammer von einem mit Dichtungen und Verschraubungen oder dergleichen belegten Rand gesäumt ist. Bei der praktischen Erprobung der Bildkammer nach dem Hauptpatent hat sich allerdings gezeigt, daß dieser Vorteil nicht immer voll genutzt werden kann, weil an der Elektrodenkante zuweilen Feldverzerrungen auftreten, welche auf einer Breite von 5 bis 10 mm innerhalb dieser Kante einen verzeichnet und unscharf dargestellten Bildbereich entstehen lassen.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, bei welcher der ungestört darstellbare Bildbereich möglichst nahe an die Elektrodenkante heranreicht. Erfindungsgemäß ist hierzu im Raum zwischen den Elektroden im Bereich des besagten Randes der Bildkammer mindestens eine weitere, parallel zu diesem Rand verlaufende, an ein äußeres Potential angeschlossene Elektrode angeordnet.

Mit dieser Anordnung ist es möglich, das an der Elektrodenkantt sich bildende elektrische Feld so zu beeinflussen, daß der gestörte Feldbereich auf einen innerhalb der Elektrodenkante liegenden Streifen von weniger als 0,5 mm Breite beschränkt bleibt.

Im einzelnen kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die im Bereich des Bildkammerrandes vorgesehene weitere Elektrode in der Nähe einer der

beiden den Gasraum einschließenden Elektroden angeordnet und an deren Potential angeschlossen sein. Auf diese Weise läßt sich mit einer einzigen Elektrode insbesondere dann bereits eine sehr wrkungsvolle Verbesserung der Feldverhältnisse in der Nähe der Elektrodenkante erzielen, wenn die der betreffenden Elektrodenkante benachbarte Bildkammerwand ein aus nichtleitendem Material, wie Kunststoff oder Keramik, bestehendes Wandstück aufweist Zum Beispiel kann in die Bildkammerwand im Bereich der Elektrodenkame ein aus nichtleitendem Material bestehendes Fenster eingelassen sein.

Eine weitere Verbesserung der Feldverhältnisse läßt sich dadurch herbeiführen, daß gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung im Bereich des Bildkammerrandes mehrere Elektroden angeordnet sind, welche von einer zwischen den Potentialen der den Gasraum einschließenden Elektroden liegenden Widerstandskette mit Strom versorgt werden, oder d-;ß in diesem Bereich eine aus Halbleitermaterial bestehende, flächige Elektrode angeordnet ist, deren beide Außenkanten mittels einer leitenden Schiene kontaktiert sind.

Vorteilhaft ist schließlich noch die Innenwand der Bildkammer wenigstens teilweise mit elektrisch isolierendem Kunststoff, vorzugsweise Polyurethanelastomer ausgekleidet, und auf dieser Kunststoffauskleidung sind dünne Metallelektroden, vorzugsweise durch eine Klebung, befestigt. Hierdurch wird sowohl die Anbringung der Elektroden im Inneren der Bildkammer erleichtert als auch auf einfache Weise eine ausreichende, dem Schutz des zu untersuchenden Patienten dienende Isolierung der Elektroden gegenüber den äußeren Wänden der Bildkammer gewährleistet.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch den Rand einer mit einer erfindungsgemäßen Zusatzelektrode ausgestatteten Bildkammer,

F i g. 2 die Anordnung mehrerer an einem kontinuierlich veränderlichen Potential liegender Elektroden am Bildkammerrand, und

Fig. 3 eine aus halbleitendem Material bestehende, flächige Elektrode.

Fig. 1 dieser Anmeldung stellt den Rand einer Bildkammer gemäß Figur 1 des Hauptpatentes dar. wobei gleiche Teile mit den gleichen bereits im Hauptpatent verwendeten Bezugszeichen versehen sind. Dabei ist an ein aus Stahl bestehendes Bildkammergehäuse 4 eine ebenfalls aus Stahl gefertigte Frontplatte 4c angesetzt. Die Frontplatte 4c dient gleichzeitig als Halterung für eine die Bildkammer nach oben in Richtung der einfallenden Röntgenstrahlung abschließende Berylliumplatte 8. Diese Berylliumplatte verbindet eine große mechanische Festigkeit, welche im Hinblick auf den hohen Druck des in der Bildkammer eingeschlossenen Gasvolumens benötigt wird, mit einer verhältnismäßig großen Durchlässigkeit für die Röntgenstrahlung. Die mechanisch schwer bearbeitbare Berylliumplatte 8 greift zu ihrer Halterung mittels Ansätzen 8a durch entsprechende Aussparungen der Frontplatte 4c. Die Berylliumplaue 8 und die stählerne Frontplatte 4c sind mit eint n auiJeren Berührungsschutz in Form einer Kunststoff- oder Lackschicht 50 versehen.

Die in bekannter Weise den Gasraum der Bildkammer einschließenden, sphärisch gekrümmten Elektroden 10 und 12 sind auf Formkörpern 7 und 9 befestigt, wobei der untere, in das Gerät einschiebbare Formkörper 7 aus Kunststoff, und der obere, im Gerät verbleibende, während des Abbildungsvorganges von der Röntgenstrahlung durchdrungene Formkörper 9 aus einem Stoff relativ geringen Raumgewichtes, wie Polyurethan- oder Acrylschaum besteht, welcher der Röntgenstrahlung nur einen verhältnismäßig geringen Widerstand entgegensetzt

Der die Elektrode 12 tragende Halter 7 wird in das Gerät eingesetzt, nachdem die Vorderkante der während des Abbildungsvorganges mit einem dem Röntgenbild entsprechenden Ladungsbild zu versehenden Mylar- oder PTE-Folie 15 um die vordere Kante 12a der Elektrode herumgebogen und der hintere Rand der Folie 15 durch eine Klemmvorrichtung an der Elektrode 12 befestigt wurde. Nach dem Einschieben des Halters 7 in das Gerät liegt der umgebogene Rand der Folie 12a einer Dichtung 23 an, so daß die Folienkante 15a bis dicht an die äußere Wand der Bildkammer heranreichen kann. Im Gegensatz zu der Anordnung gemäß Fig. 1 des Hauptpatentes ist hier statt des seitlichen Randes 23a der Dichtung der untere Rand 23£> dieser Dichtung gasdicht mit dem Gehäuse der Bildkammer verbunden, was der Dichtung in Andruckrichtung gegen die Folie 15 mehr Festigkeit verleiht.

Ein weiterer Unterschied der Ausfünrungsform gemäß Fig. 1 dieser Anmeldung gegenüber der Ausführungsform nach Figur 3 des Hauptpatentes besteht darin, daß der gesamte Innenraum der Bildkammer mit einer Kunststoffauskleidung 51 aus Polyurethanelastomer ausgestattet ist. Diese Auskleidung bietet einmal eine v/eitere Sicherheit gegen das Austreten von Gas aus dem Innenraum der Bildkammer und gegen das Durchschlagen der an den Elektroden der Bildkammer liegenden, hohen Spannungen. Zum anderen erleichtert sie die Anbringung weiterer Elektroden im Gasraum der Bildkammer. Solche Elektroden können dann aus dünnen, auf die Auskleidung 51 aufgeklebten Metallstreifen bestehen. In Fig. 1 ist auf diese Weise in der Nähe der Elektrodenkante 12a bzw. der Folienkante 15a eine zu diesen Kanten parallele, streifenförmige Elektrode 52 angebracht, welche mittels Leitungen 53 und 54 mit dem positiven Pol einer Gleichstromquelle 55 von etwa 15 kV Spannung verbunden ist. An der mit dem positiven Pol der Gleichstromquelle 55 verbundenen Leitung 54 liegt außerdem über eine weitere Leitung 85 auch die Elektrode 12, während an eine mit dem negativen Pol der Stromquelle 55 verbundenen Leitung 56 über Zuleitungen 57,58 und 59 das Kammergehäuse 4,4c. die Elektrode 10 und die Berylliumplatte 8 angeschlossen sind.

Durch diese Anordnung und Schaltung der zusätzlichen Elektrode 52 wird erreicht, daß die in der Figur gestrichelt eingezeichneten Äquipotentiallinien bis zu einer Entfernung a von der Folienkante parallel zu den sphärischen Elektrodenflächen 10 und 12 verlaufen. Dementsprechend verlaufen bis zu dieser Entfernung von der Folienkante 15a die dazugehörigen Feldlinien, welche bekanntlich immer senkrecht auf den Äquipotentiallinien stehen, genau senkrecht zu den sphärisch um den Ort der Röntgenstrahlen gekrümmten Elektrodenflächen und schneiden sich somit ebenfalls am Ort der Röntgenstrahlung. Die Folge hiervon ist eine bis zu der besagten Entfernung von der Folienkante 15a unverzerrte Abbildung.

Die Entfernung a ist in der Figur der Deutlichkeit halber übertrieben groß dargestellt. In Wirklichkeit läßt sich mit der erfinduneseemäßen Anordnung die

Entfernung a auf einem 0,5 mm nicht überschreitenden Wert halten. Das heißt, daß das Bild der Röntgenstrahlung auf der Folie 15 bis auf einen mit freiem Auge kaum mehr feststellbaren Randbereich unverzerrt wiedergegeben wird. Zur Steigerung der Wirkung der Elektrode 52 ist in der Nähe dieser Elektrode in die metallische Frontplatte 4c noch ein aus nichtleitendem Material, beispielsweise Kunststoff, bestehendes Wandstück eingesetzt. Dieses Wandstiick verhindert eine unerwünschte Überlagerung der Wirkung der Elektrode 52 durch ein Stück der aus Metall bestehenden und somit ebenfalls als Elektrode wirkenden, an ein entgegengesetztes Potential angeschlossenen Wand der Bildkamme r.

Da es zur Schaffung klarer und stabiler elektrischer Felder erwünscht ist, das Gehäuse an ein eindeutig definiertes Potential, vorzugsweise eines der beiden Elektrodenpotenliale zu legen, liegt zwangsläufig das Potential einer dieser beiden Elektroden in der Nähe des Gehäusepotentials, während das Potential der anderen Elektrode um praktisch die volle Elektrodenspannungsdifferenz vom Gehäusepotenlial entfernt ist. Die am Elektrodenrand auftretenden Feldverzerrungen wirken sich an dieser letzteren Elektrode besonders stark aus, so daß es günstig ist, die erfindungsgemäße Zusatzelektrode in der Nähe dieser zuletzt genannten Elektrode anzubringen und außerdem den schädlichen Einfluß der Gehäusespannung dadurch auszuschalten, daß die Gehäusewand mindestens hinter dieser Elektrode von einem elektrischen Nichtleiter gebildet wird.

Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Wirkung einer Einzelelektrode bestünde darin, diese Elektrode an ein wesentlich höheres Potential anzuschließen, als die ihr zugeordnete Hauptelektrode.

In Fig. 2 sind an dem der Folienkante 15a benachbarten Teil der Bildkammerauskleidung 51 eine Reihe von Elektroden 60 bis 64 befestigt, weiche mittels Leitungen 69 bis 73 einzeln an eine den positiven Zweig 54 und den negativen Zweig 56 der Spannungsversorgung 55 verbindenden, von Widerständen 65 bis 68 gebildeten Widerstandskette angeschlossen sind. Von diesen zusätzlichen Elektroden liegt Elektrode 60, wie

ίο die ihr benachbarte Hauptelektrode 12, an deren positivem und die zusätzliche Elektrode 64, wie die ihr benachbarte Hauptelektrode 10 an deren negativem Potential, während die übrigen Elektroden zwischen diesen beiden Extremwerten liegende Potentiale annehmen. Mit dieser Anordnung läßt sich auch dann ein bis zu einem geringen Abstand a von der Foiienkante iSa reichender ungestörter Feldverlauf erzielen, wenn die hinter den Elektroden 60 bis 64 liegenden Teile der Gehäusewand 4c aus Metall bestehen und selbst an eines der beiden Elektrodenpotentiale angeschlossen sind.

Gemäß F i g. 3 ist mittels einer Verbindungsleitung 74 eine flächenhafte, von einem halbleitenden Streifen gebildete, zwischen zwei Kontaktschienen 76 und 77 befestigte Elektrode 75 zwischen den positiven Zweig 54 und den negativen Zweig 56 der Stromversorgung 55 gelegt. Auch bei dieser Schaltung der zusätzlichen Elektrode liegen die den Kontaktschienen benachbarten Teile der zusätzlichen Elektrode 75 auf den Potentialen der Hauptelektroden, während die übrigen Teile der Zusatzelektrode dazwischenliegende Potentiale annehmen. Die Folge hiervon ist wieder eine sehr geringe Breite a des im verzerrten Bereich des elektrischen Feldes liegenden Folienstreifens.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Bildkammer zur Erzeugung elektronenradiografischer Abbildungen, deren Wände von einer jeweils sphärisch um einen am Ort der Röntgenstrahlenquelle liegenden Mittelpunkt gekrümmten Anoden- und einer Kathodenelektrode gebildet werden, welche an je einem unter Zwischenschaltung einer Dichtung gasdicht mit dem anderen Teil verbundenen Teil der Bildkammer angeordnet sind, und bei welcher während des Abbildungsvorganges im Raum zwischen den Elektroden ein Gas hoher Alomzahl unter höhrerem als Atmosphä.-endruck eingeschlossen ist, bei dessen Bestrahlung Elektronen freigesetzt werden, die ein dem Strahlungsbild entsprechendes Absetzen von elektrischen Ladungen auf einem einer der beiden Elektroden anliegenden dielektrischen Blatt bewirken, und bei welcher gemäß dem deutschen Patent 26 42 084 zur Erzeugung einer an einer Seite bis dicht an den Rand der Bildkammer heranreichenden Abbildung das dielektrische Blatt an der betreffenden Seite um die Elektrodenkante gebogen ist, wobei die Elektrode mit dem Blatt gegen Dichtungen gedruckt wird, welche an dem die andere Elektrode tragenden Teil der Bildkammer angeordnet sind, und wobei die Dichtung im Bereich der Biegekante dem umgebogenen Teil des dielektrischen Blattes anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß im Raum zwischen den Elektroden im Bereich des besagten Randes der Bildkammer mindestens eine weitere, parallel zu diesem Rand verlaufende, an ein äußeres Potential angeschlossene Elektrode (52, 60—64, 75) angeordnet ist.

2. Bildkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich des Bildkammerrandes vorgesehene weitere Elektrode (52) in der Nähe einer der beiden den Gasraum einschließenden Elektroden angeordnet und an deren Potential angeschlossen ist.

3. Bildkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der betreffenden Elektrodenkante benachbarte Bildkammerwand ein aus nichtleitendem Material, wie Kunststoff oder Keramik, bestehendes Wandstück (60) aufweist.

4. Bildkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bildkammerwand im Bereich der Elektrodenkante ein aus nichtleitendem Material bestehendes Fenster (60) eingesetzt ist.

5. Bildkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Bildkammerrandes mehrere Elektroden (60—64) angeordnet sind, welche von einer zwischen den Potentialen der den Gasraum einschließenden Elektroden liegenden Widerstandskette (65—68) mit Strom versorgt werden.

6. Bildkanimer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Bildkammerrandes eine aus halbleitendem Material bestehende, flächige Elektrode (75) angeordnet ist, deren beide Außenkanten mittels einer leitenden Schiene kontaktiert sind.

7. Bildkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwände der Bildkammer wenigstens teilweise mit elektrisch isolierendem Kunststoff, vorzugsweise Polyurethanelastomer, ausgekleidet sind, und daß auf dieser Kunststoffauskleidung (51) dünne Metall-

elektroden, vorzugsweise durch eine Klebung, befestigt sind.