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Fluoreszenzschirm für Untersuchungen mit Röntgenstrahlen
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Die Erfindung betrifft einen Fluoreszenzschirm für Untersuchungen
mit Röntgenstrahlen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Solche Fluoreszenzschirme
sind aus der GB-PS 372 827 bekannt.
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Für dieErzeugung von Röntgenbildern werden zur Erhöhung der Einwirkung
der Röntgenstrahlen, d.h. Verkürzung der Belichtungszeit, dem Rentgenfilm Leuchtschirme,
sog. Verstärkerfolien, angelegt; Dadurch kann die Aufnahmedosis bei einer Röntgenaufnahme
erheblich herabgesetzt werden. Man muß allerdings eine gewisse Verschlechterung
der Bildschärfe hinnehmen. Dieser Nachteil kann gemäß dem Inhalt obengenannter Literaturstelle
durch Anfärben der Leuchtschicht verringert werden.
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Man muß dabei aber einen anderen Nachteil in Kauf nehmen, der darin
besteht, daß durch die Anfärbung auch eine beachtliche Abschwächung der Verstärkungswirkung
einhergeht. Die homogene Anfärbung bewirkt eben nicht nur eine Abschwächung des
Streulichtes, sondern auch des direkt auf den Film gerichteten Lichtes.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Fluoreszenzschirm
für Untersuchungen mit Röntgenstrahlen gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bei
Verbesserung der Zeichenschärfe die Lichtausbeute zu erhöhen. Diese Aufgabe wird
erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen Maßnahmen
gelöst.
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Durch die erfindungsgemäße Einlagerung transparenter, wenigstens einen
Fluoreszenzstoff enthaltender Kunststoffteilchen in die Leuchtschicht wird das Streulicht
gerade noch absorbiert, der Hauptstrahl tritt jedoch fast unvermindert nach außen.
Zur Einfärbung wird ein erster, im Fluoreszenzlicht des Röntgenleuchtstoffs rot
erscheinender,und ein zweiter, in diesem Licht mit einer kürzeren Wellenlänge als
rot erscheinender,gelb bis blauer Farbstoff verwendet. Der zweite der beiden Farbstoffe
muß ein Fluoreszenzstoff sein. Die Korngröße der Teilchen sollte zweckmäßig derjenigen
des Röntgenleuchtstoffes angepaßt sein. Sie beträgt in der Regel 2 bis 10/um. Sie
ist bei Anwendung von Lanthanoxibromid-Leuchtstoffen bei 4 bis 5/um optimal, weil
die mittlere Korngröße dieses Leuchtstoffs bei 4 bis 5/um liegt. Der Zusatz der
angefärbten Kunststoffteilchen hat sich bei 0,1 bis 10 Gewichtsprozent des Röntgenleuchtstoffes,
insbesondere 1 Gewichtsprozent, als besonders günstig erwiesen.
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Für Röntgenverstärkerfolien, d.h. Leuchtschirme zur Verbesserung der
Belichtungswirkung der Röntgenstrahlen auf Röntgenfilm, bei denen außer einer hohen
Verstärkungswirkung auch noch eine sehr gute Zeichenschärfe erhalten werden soll,
ist es zweckmäßig, daß beide zur Anfärbung verwendeten Farbstoffe Fluoreszenzstoffe
sind. Dabei sollte der erste bei der Anregung mit dem Fluoreszenzlicht des Röntgenleuchtstoffes
bei 450/Bn
und der zweite bei 620/um emittieren. Dies hat sich in
Versuchen als zweckmäßig erwiesen. Die Verschiebung der Wellenlänge des Leuchtstofflichtes
ist besser als seine vollständige Absorption durch Farbstoffe, weil diese zu viel
Licht absorbieren und dadurch die Verstärkungswirkung schwächen.
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Bei der Verwendung von Lanthanoxibromid, welches mit Terbium aktiviert
ist (La203-LaBr3:Tb), hat sich die Verwendung von 2,5-Dioxyterephthalsäurediäthylester
als kurzwellig emittierender Fluoreszenzstoff und 2-Anilid-4(2s-,5'-Dichlorbenzoylamino)-1,9-Anthrapyrimidin
als langwellig emittierender Fluoreszenzstoff als günstig erwiesen. Im kurzwelligen
Bereich sind aber auch Aminocumarin sowie Auramin oder Dioxynaphthaldazin anwendbar;
im langwelligen Bereich Rhodamin 6GDN.
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Es kommt lediglich darauf an, daß diese Stoffe sehr gut transparent
in dem angewandten Kunststoff löslich sind. Letzterer kann in Verbindung mit den
obengenannten Farbstoffen aus der Gruppe der Polyharnstoffe gewählt sein. Andererseits
sind aber auch solche aus der Gruppe der Acrylkunststoffe anwendbar bzw. solche
aus der Gruppe der Harnstoff-Formaldehyd-Harze. Für die benutzten Kunststoffe gilt
an sich nur die Regel, daß sie ohne Beeinträchtigung anfärbbar und mit den übrigen
Stoffen der Leuchtschicht verträglich sein müssen.
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Für die Anwendung in sehr feinzeichnenden Verstärkerfolien, z.B. solchen
für Knochenaufnahmen, hat es sich andererseits als optimal erwiesen, als langwellig
erscheinenden Stoff einen bekannten roten Farbstoff, z.B.
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Neozaponrot, in unserem Beispiel mit Polyharnstoffkunststoffen und
Leuchtstoffen der seltenen Erdmetallgruppe, wie z.B. La203-LaBr3:Tb, zu verwenden.
Als Anfärbefluoreszenzstoffe sind Auramin für die kürzere Wellenlänge und Dioxynaphtilaldazen
für die längeren Wellenlängen geeignet.
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Die Anpassung der Korngröße der Kunststoffteilchen an diejenige der
Leuchtstoffteilchen, also eine solche von 2 bis 10/um und in Optimalgröße 4 bis
51um, ist deshalb zweckmäßig, weil die Leuchtstoffkristalle, z.B.
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diejenigen des Lanthanoxibromid-Leuchtstoffs, mit solchen Korngrößen
verwendet werden.
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Der Zusatz an gefärbten Kunststoffteilchen sollte in der Größenordnung
von 1 Gewichtsprozent des Röntgenleuchtstoffes liegen. Durch Verwendung wesentlich
größerer Mengen als 1 56 wird der Leuchtstoff und damit seine Wirkung verdünnt,
d.h. die Absorption der Röntgenstrahlen wird herabgesetzt. Eine Verminderung der
Verstärkungsvirkung wäre hinzunehmen. Bei Zusätzen von wesentlich weniger als 1
56 wird Streulicht unabsorbiert durchgelassen und die Unschärfe wird größer als
unter optimaler Abstimmung der Mengenverhältnisse möglich.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend
anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
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In den Fig. 1 bis 3 sind zur Erläuterung Ausschnitte aus dem Querschnitt
durch bekannte Verstärkerfolien gezeichnet, in der Fig. 4 ein solcher durch eine
erfindungsgemäße Verstärkerfolie und in der Fig. 5 ein Vergleichsdiagramm der Wirkungsweise
bekannter Folien und derjenigen der neuen.
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In der Fig. 1 ist mit 1 eine aus Polyester bestehende Unterlage bezeichnet,
auf welche eine Leuchtschicht 2 aufgetragen ist. Diese enthält in Acrylharz als
Bindemittel Leuchtkristalle 3. Der eine davon, der mit 3a bezeichnet ist, wird von
einem Röntgenstrahl 4 getroffen und gibt nach allen Seiten Licht ab. Dieses tritt
einerseits entsprechend dem Pfeil 5 nach der freien Oberfläche der Leuchtschicht
2 aus. Andererseits treten aber auch, wie durch Pfeile 6 und 7 angedeutet ist, Strahlen
nach rückwärts aus, die durch Reflexion an der Trennschicht zwischen dem Träger
1 und der Leuchtschidi 2 entsprechend den Pfeilen 8 und 9 in Richtung des Hauptstrahles
5 umgelenkt werden. Dadurch erhält aber die Abbildung des leuchtenden Kristalles
3a einen an sich gar nicht vorhandenen größeren Umfang als denjenigen des Pfeiles
5. Nach der in Fig. 2 dargestellten Ausbildung ist eine solche Ausbreitung des Lichtes
durch eine als Schraffur 10 angedeutete Anfärbung unterdrückt. Da diese Anfärbung
aber auch von dem entsprechend dem Pfeil 5 angedeuteten Hauptstrahl durchdrungen
werden muß, wird auch dieser abgeschwächt.
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Ähnlich ist dies bei Verwendung von Farbpigmentteilchen 11 gemäß Fig.
3. Auch diese schwächen den als Pfeil 5 dargestellten Hauptstrahl.
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Anders ist dies bei einer Verstärkerfolie gemäß der Erfindung, wie
sie in Fig. 4 gezeichret ist. Dort sind in der Leuchtschicht 2 außer den Kristallen
3 des Leuchtstoffs auch Teilchen 12 untergebracht. Letztere bestehen aus einem transparenten
Kunststoff der Polyharnstoffgruppe. Sie haben einen Durchmesser von 4 bis 5/um wie
die Kristalle 3 des Leuchtstoffes. Außerdem sind diese Teilchen 12 mit zwei organischen
Leuchtstoffen in einer Konzentration von 5 56 eingefärbt. Die Leuchtstoffe sind
2, 5-Dioxyterephthalsäurediäthylester und 2-Anilid-4 (2'-, 5'-Dichlorbenzoylamino)-1,9-Anthrapyrimidin.
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Die Wirkung ist auf der Darstellung in Fig. 5 ersichtlich. Dort ist
in aer Abszisse der Kontrastfaktor, d.h.
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die Zunahme der Zeichenschärfe, aufgetragen und in der Ordinate der
Belichtungsfaktor, wobei mit zunehmender Zahl die Belichtungsdauer zunimmt. Die
gebogene Kurve 13 ergibt sich bei handelsüblichen Verstärkerfolien. Mit dem Punkt
14 ist der Wert für eine hochverstärkende Verstärkerfolie eingetragen, deren Zeichenschärfe
allerdings noch nicht das Maximum erreicht. Bei anderen, weniger stark verstärkenden
Folientypen, die an den Punkten 15 und 16 in der Kurve 13 eingetragen sind, wird
aber mehr Zeichenschärfe (Kontrast) erreicht.
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Die in Fig. 4 dargestellte Verstärkerfolie liegt im Diagramm beim
Punkt 17. Eine darauf parallel zur Ordinate liegende Senkrechte 18 schneidet die
Kurve 13 bei 1,6 der Ordinate, d.h. in der Nähe der feinzeichnenden Verstärkerfolie.
Daraus ergibt sich, daß eine Verstärkerfolle, deren Leuchtschicht nach der Erfindung
aufgebaut ist, sowohl höchstverstärkend als auch feinzeichnend ist. Die bisher dem
jeweiligen Verwendungszweck besonders angepaßten Verstärkerfolien, die jeweils besonders
ausgewählt und auch äußerlich voneinander unterschieden werden mußten, können durch
eine einzige Verstärkerfolie ersetzt werden, mit der neben der verbesserten Abbildung
auch eine vereinfachte Handhabung möglich ist.
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Außer bei Verstärkerfolien kann die verbesserte Abbildung nach der
Erfindung auch bei anderen Leuchtschirmen zweckmäßig sein. Solche werden z.B. in
Einrichtungen verwendet, bei denen das Leuchtschirmbild etwa zur Erstellung von
Dokumentarbildern fotografiert bzw. mit einer Fernsehkamera aufgenommen wird.