DE2819864A1 - Anordnung zur herstellung elektroradiographischer roentgenaufnahmen - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 78 P 5046 BRD

Anordnung zur Herstellung elektroradiographischer Röntgenaufnahmen

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Herstellung elektroradiographischer Röntgenaufnahmen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Anordnungen sind z.B. bekannt aus der US-PS 28 02 949.

Photoelektrische Aufnahmeplatten für Röntgenbilder bestehen bekanntlich aus Halbleiterschichten, die auf elektrisch leitfähige Träger aufgebracht sind. Sie werden elektrisch aufgeladen und dann in einer lichtdichten Kassette der Einwirkung der abzubildenden Strahlung ausgesetzt. Schließlich bleibt auf der Oberfläche der photoleitenden Schicht ein elektrostatisches Bild zurück. Damit dieses Bild auch bestehen bleibt, muß ein elektrisch isolierender Raum zwischen der aufgeladenen Oberfläche und dem Kassettendeckel freigelassen werden. In diesem von Luft oder einem anderen Gas gefüllten Raum wird aber bei der Bestrahlung eine Ionisation hervorgerufen, die eine Untergrundschwärzung auf der Auf-

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nähmeschicht hervorruft (undercutting). Außerdem wird durch den LuftZwischenraum eine wesentlich dickere Kassette "benötigt als "bei Photofilmen, z.B. vakuumverpackte "low-dose-systems".
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Anordnung zur Herstellung elektroradiographxscher Röntgenaufnahmen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 den Luftzwischenraum weitgehend zu beseitigen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst.

Durch die Verwendung zweier einander zugewandter Photoleiterflachen, die aufgeladen werden können, sind Entladungen von der Oberfläche zur Umgebung mit Sicherheit vermieden. Dies beruht einerseits darauf, daß die beiden Flächen gleichartig aufgeladen und auf annähernd gleichem Potential sein können und daß andererseits beim Durchgang von Röntgenstrahlen an gegenüberliegenden Stellen gleichartige Veränderungen der Aufladung entstehen. Dies bedeutet aber, daß der sonst notwendige große Abstand einer Gegenfläche bis auf ein Maß, das zur gegenseitigen elektrischen Trennung notwendig ist, herabgesetzt werden kann. Dieses Maß ist bei den in der Elektroradiographie üblichen Halbleiterschichten, in der Regel Selenschichten, im wesentlichen durch die notwendigen hohen elektrostatischen Aufladungen der Oberflächen bedingt. Es dürften daher im Gegensatz zu den üblichen Kassetten, bei denen wenigstens 5 bis 10 mm Zwischenraum eingehalten wird, 0,1 bis 5 mm, insbesondere 1 mm, ausreichend sein, weil sich gleiche Aufladun'gshöhen (Potentiale) gegenüberstehen. Dadurch wird der Luftraum über der aufgeladenen Fläche im Mittel auf ca. 1 mm verringert. Dies bedeutet einerseits, daß man die sonst etwa 18 mm starken Kassetten

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nur noch 3 bis 5 mm stark zu machen braucht, so daß der Vorteil erreicht wird, daß die Kassetten leichter zu handhaben sind und daß sie leicht in die Kassettenaufnahme einrichtungen der Röntgengeräte gehen. Außerdem wird durch die Verringerung des Abstandes die ionisierbare Menge des Gases, das vor den geladenen Oberflächen liegt, wesentlich verringert, so daß eine sonst störend in Erscheinung tretende Wirkung von Ionen unterbleibt.

Außerdem können bei einer Röntgenbestrahlung gleichzeitig zwei elektrostatische Durchstrahlungsbilder erhalten werden. Diese können auf verschiedene Weise, d.h. in verschiedenen Entwicklungsverfahren, sichtbar gemacht werden. Dabei kann das erste als Proportionalbild, d.h. als filmäquivalentes Bild, entwickelt werden. Das zweite Ladungsbild kann dann unter Kantenbetonung, d.h. Hervorhebung besonders geringer Strahlenkontrastunterschiede, entwickelt werden.

Durch die Anordnung mehrerer Bildempfänger hintereinander kann ein sehr hoher Prozentsatz der einfallenden Röntgenstrahlen absorbiert und zur Bildgebung ausgenutzt werden. Dies ist besonders bei den üblichen Aufnahmespannungen, die bei der Xeroradiographie verwendet werden und zwischen 80 und 125 kV liegen, von Bedeutung, weil bei den üblichen Selenschichtstärken von 150 bis 300/um nur ein Teil der Röntgenquanten in einer Schicht absorbiert wird.

Die Anordnung zweier einander gegenüberliegender Halbleiterplatten kann zur Verbesserung der Strahlenausnutzung und gleichzeitigen Erzielung weiterer (Simultan-) Aufnahmen in einfacher Weise durch Dazwischensteilen einer oder mehrerer zusätzlicher Platten ergänzt werden, die aus einem strahlendurchlässigen Träger, etwa aus Aluminium- oder Kohlen-Faserplatten,-bestehen,

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die beiderseits mit einer Halbleiterschicht, etwa aus Selen, "belegt sind.

Insbesondere bei der Verwendung mehrerer Schichten ist es zweckmäßig, ihre Dicken aufeinander abzustimmen, um der Absorption der Strahlung in den hintereinanderliegenden Schichten Rechnung zu tragen. Wenn sie aus Selen bestehen und für übliche Röntgenaufnahmen verwendet werden, sollen sie etwa 100 bis 500/u dick sein. Dabei ist davon auszugehen, daß schon In der ersten Schicht Strahlen absorbiert werden und für die übrigen nur noch der Rest zur Verfügung steht. Diese wird dann wie in der ersten Schicht in jeder weiteren Schicht um die dort absorbierte Strahlenmenge geschwächt. Die Anpassung an die abnehmende Strahlenmenge kann im Hinblick auf gleiche Absorption In jeder Schicht in der bei den üblichen Film-Verstärkerfolien-Simultanaufnahmen üblichen Weise erfolgen. Wie dort können die Schichten mit zunehmender Entfernung von der Strahlenquelle entsprechend der Abnahme der Strahlendichte dicker gemacht werden.

Eine weitere Anpassung sollte an die verwendete Strahlenqualität erfolgen. Bei weicher Röntgenstrahlung (z.B.

Mammographie) ist eine andere Abstimmung notwendig als bei harter Röntgenstrahlung (Extremitäten, Schädel usw.). Im ersten Fall, d.h. bei 25 bis 45 kV und zwei Schichten aus Selen, sollte in Strahlenrichtung die erste Schicht etwa 150/um und die zweite 300/um dick sein und im zweiten Fall 200 bis 500/um. Bei mehreren Schichten gilt die Regel, daß an der Strahleneinfallsseite der Anordnung dünnere Schichten liegen und die folgenden dicker sind, z.B. in Gruppen abgestuft bzw. mit zunehmendem Abstand von der Strahlenquelle von Schicht zu Schicht zunehmend. Dies ergibt bei 100 kV und vier Schichten eine erste Schicht von z.B, 150,

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eine zweite von 200, eine dritte von 200, eine vierte von 300/tun. Die Abstände sollten alle gleich sein und 1 bis 5 nun betragen.

Die Entwicklung der einzelnen Bilder kann in der aus der Xerographie bekannten Weise etwa durch Puderwolken oder in flüssiger Suspension von Tonerteilchen erfolgen.Auch im übrigen Einsatz der Aufnahmeplatten ändert sich nichts, so daß der prinzipielle Verfahrensablauf erhalten bleibt. Dieser stellt sich bekanntlich so dar, daß zunächst die freie Oberfläche der Platte aufgeladen wird, daß dann die Röntgenbelichtung erfolgt und schließlich die Bildentwicklung und gegebenenfalls eine Übertragung des Bildes auf einen anderen Träger.

Nach einer Reinigung kann die Aufnahmeplatte wieder in den Aufnahmezyklus eingeführt werden, d.h. sie steht wieder zur Herstellung neuer Röntgenbilder zur Verfügung.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.

In der Fig. 1 ist eine Röntgenkassette schematisch

gezeichnet, in welcher einander gegenüberliegend zwei Röntgenphotohalblei-

ter untergebracht sind,und

in der Fig. 2 das Prinzip einer Anordnung, bei welcher zwischen die beiden Röntgenphotohalbleiterplatten nach Fig. 1 eine

weitere doppelschichtige Platte gebracht ist.

In der Fig. 1 ist mit 1 eine aus Kunststoff bzw. AIuminium bestehende Röntgenkassette bezeichnet, die aus zwei an einem Scharnier 2 aufklappbaren halbschachtel-

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artigen Teilen 3 und 4 "besteht, die mittels eines Verschlusses 5 lichtdicht miteinander verbunden werden können. Jeweils an der Innenwand der beiden Teile 3 und 4 liegt ein Träger 6 bzw. 7, auf welchem eine Selenschicht 8 bzw. 9 angebracht ist, deren freie Oberflächen einander zugewandt sind.

Beim Einfall von Röntgenstrahlen, die in der Fig. 1 mit Pfeilen 10 angedeutet sind, erfolgt in an sich bekannter Weise die Röntgenaufnahme. Die Strahlen durchdringen zuerst einen zu untersuchenden Körper 11. Dieser weist in Richtung der ihn durchdringenden Strahlen 10 an verschiedenen Stellen unterschiedliche Dicken auf. Entsprechend werden von der an den einander zugewandten freien Flächen der Schichten 8 und 9 aufgebrachten positiven Ladung unterschiedliche Mengen entladen, wie durch +12 angedeutet ist. Diese dem Dichtebild des Körpers 11 entsprechende Verteilung der Ladung an den Oberflächen der Schichten 8 und 9 wird dann in der bei der Xerographie üblichen Weise entwickelt.

Bei der in der Fig. 2 angedeuteten Anordnung, die ohne Kassette gezeichnet ist, wurde zwischen den freien Flächen der Schichten 8 und 9 eine weitere Platte 13 angeordnet. Sie besteht z.B. aus einem Träger 14 aus Graphit, der 1,5 mm dick ist. Er trägt zu beiden Seiten eine Schicht aus Selen,die z.B. je 200/um dick ist, während die Schichten 8 und 9 wie bei der in Fig. 1 gezeichneten Ausführung z.B. 100 und 500 /um dick sind und an einem Träger 7 aus 1,5 mm dickem Graphit bzw. einem Träger 6 aus 2 mm dickem Aluminiumblech liegen. Für die Aufnahme von Durchleuchtungsbildern, z.B. mit einer Anordnung nach Fig. 2, sind bekanntlich die bezüglich Strahlen zu wählenden Grundgrößen vorgegeben; bei Verwendung einer Röntgenröhre 18 als Strahlenquelle die anzulegende Hochspannung (kV) und die im Strahlengang

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der Röhre vorzuschaltenden Filter 19 (Material und Dicke). Dies ist die Voraussetzung dafür, daß bei Durchstrahlung eines Körpers 20 brauchbare Bilder erhalten werden können. Darüber hinaus sind aber die Schichtdicken d der Schichten 8, 9 und 15, 16, ihre Aufladung V und im Hinblick auf ihre Eigenschaften (Empfindlichkeit E) auch der Spannungsabbau dU bei der Belichtung im Hinblick auf den bei der Aufnahme zu erwartenden Abbau der Aufladung V frei wählbar. Dabei ist zu beachten, daß. der Spannungsabbau, etwa dU = E (D-dD T₃₅), gehorchen soll. D ist die Einfallsdosis und dD , die Dosisminderung, die bei der ersten Platte bei der Belichtung auftritt (die mit dem Abstand von der Strahlenquelle auftretende geometrische Schwächung der Strahlung kann hierbei wegen kleiner Abstände vernachlässigt werden) .

Die Aufnahme erfolgt in der bereits zu Fig. 1 angedeuteten, an sich bekannten Weise durch Einstrahlung von Röntgenstrahlen, die durch Pfeile 17 angedeutet sind. Der einzige Unterschied besteht darin, daß zusätzlich noch Ladungsbilder an den freien Oberflächen der Schichten 15 und 16 erhalten werden.

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Claims (9)

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   Patentansprüche

   ( 1. ,»Anordnung zur Herstellung elektroradiographischer Röntgenaufnahmen, bei welcher eine an ihrer Oberfläche elektrisch aufladbare photoleitende Aufnahmeplatte in einer Bildkammer der Einwirkung des abzubildenden Strahlenquerschnitts ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet , daß gegenüber der aufladbaren Fläche eine weitere, dieser wenigstens angenähert gleichartige Fläche angebracht ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Flächen die freien Oberflächen an sich bekannter xeroradiographischer Aufnahmeplatten sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den beiden Flächen und in Abstand von diesen wenigstens eine weitere Aufnahmeplatte angeordnet ist, die zu beiden Seiten eine aufladbare Fläche aufweist.
4. 4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die weiter von der Einstrahlungsfläche entfernt liegenden photoleitenden Schichten dicker sind als die näher angeordneten.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch g e kennzeichnet, daß in Abhängigkeit von ihrer Entfernung von der Strahlenquelle fortlaufend dickere Schichten angeordnet sind.

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   ORfGiNAL INSPECTED

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6. 6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Dicke der Schicht bei Verwendung von Selen als Halbleiter in der Größenordnung von 100 bis 500 /um liegt. 5
7. 7- Anordnung nach Anspruch 1, d'a.d u r c h gekennzeichnet , daß bei Verwendung von photoleitenden Schichten, die auf einem Träger angebracht sind, die Strahlendurchlässigkeit der Träger abgestuft ist, indem wenigstens der Träger,der der Strahlungsquelle am nächsten liegt, aus Kohlenstoff besteht und derjenige, der am weitesten von der Strahlenquelle entfernt ist, aus Aluminiumblech.
8. 8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aufladbaren Flächen 1 bis 5 mm, insbesondere 2 mm, voneinander entfernt angeordnet sind.
9. 9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau der photoleitenden Schichten wenigstens angenähert der Formel dU = E (D-dD , ) gewählt ist, wobei U der Spannungsabbau in der jeweiligen Schicht, E die Empfindlichkeit der Schicht, D die einfallende Dosis und dD , die Dosisminderung durch die erste Schicht sind.

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