DE2853363A1

DE2853363A1 - Roentgendiagnostikeinrichtung mit fernsehuebertragung

Info

Publication number: DE2853363A1
Application number: DE19782853363
Authority: DE
Inventors: Ioan Prof Birzu; Vasile Prof Caturneanu; Sorin Dipl Ing Patrascu; Eugen Dr Taisanu; Maria Ioana Voinea; Vasile Dr Voinea
Original assignee: STATIA DE VERIFICARE SI INTRETINERE A APARATURII MEDICALE
Current assignee: STATIA DE VERIFICARE SI INTRETINERE A APARATURII MEDICALE
Priority date: 1977-12-22
Filing date: 1978-12-11
Publication date: 1979-07-12
Also published as: RO73456A2; DE2853363C2; FR2422381A1; GB2018545A; IT7831018A0; IT1160367B; GB2095507B; GB2018545B; US4234794A; GB2095506B; GB2095506A; GB2095507A

Description

Böntgendiafinostikeinri cutting mit Fernsehübertrafi-uns

Die Erfindung schafft eine Röntgendiagnostikeinriciitung mit Fernsehübertragungskette, die die Verringerung der Bestrahlung der untersuchten Personen wie auch des Bedienungspersonals gewährleistet, das Röntgenbild verbessert, ein tomographisches Bild mit einer Oberflächenwischung (bzw. Auslöschung) der Opazitätsbilder in den ungewünschten Schichten erzielt und für medizinische und technische Untersuchungen verwendet wird.

Es sind Röntgendiagnostik-Einrichtungen mit Röntgendiagno stikr öhr en mit Drehanode und Fernsehkette bekannt. Diese Einrichtungen weisen den Hachteil einer ununterbrochenen Bestrahlung des Gesamtvolumens des untersuchten

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Objektes auf, obwohl zu einem bestimmten Zeitpunkt von der röntgenstrahlenempfindlichen überfläche nur das Bild eines einzigen Punktes auf den Fernseh-Leuchtschirm übertragen wird. Die Bestrahlung ausserhalb eines fadenförmigen, dünnen Strahlenbündels, dessen punktförmiges Bild durch die i'ernsehkette übertragen wird, ist nutzlos und führt zur massiven und unbegründeten Bestrahlung des untersuchten Organismus. Ein weiterer .Nachteil besteht in der grossen Anzahl von Umwandlungen, die das Röntgenbild erfährt: X-btrahlen in Lichtelektronen, Beschleunigung der Lichtelektronen im Bildverstärker, Bildung eines neuen ve rkl ein eisten fluoreszenten Bildes im iNebenschirm, das Austasten des verkleinerten Bildes in der Aufnahmekamera und die abermalige Vergrösserung desselben im i'ernsehsichtgerät. All diese Umwandlungen führen zu .üildverzerrungen und zur Verringexmng der Auflösung. Ein weiterer .Nachteil ist die Brennpunktgrösse der Röntgendiagnostikrölire, ein Umstand,der desgleichen eine Verringerung der Auflösung bedingt. Ein anderer Hachteil besteht im komplexen mechanischen und elektronischen Aufbau, der einen hohen Selbstkostenpreis, eine geringe Zuverlässigkeit und eine schwierige Instandhaltung bedingt. Desgleichen sind Tomographen mit ortsveränderlicher Röntgendiagnostikröhre mit einer Verstellung der Strahlenquelle bekannt, die einen Verlauf in gerader Linie oder in einer sonstigen Linienform aufweisen.

Auch sind Polytomographen bekannt, mit denen gleichzeitig mehrere tomographische Bilder auf verschiedenen Röntgenfilmen erzielt werden.

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Diese Tomographen und Polytomographen weisen den lü achteil auf, dass eine lineare wiischung (Löschung) der Opazitäten der unerwünschten Schichten, also nach einer im wesentlichen geraden L-inie erfolgt; diese Löschung ist oft ungenügend und ruft Artenfakte hervor.

Die Anwendung von komplexen Kurven bei der Löschung der Opazitätsbilder aus ungewünschten Schichten bedingt eine Erhöhung der Belichtungszeit und eine Verschlechterung der Bildqualität. Diese Tomographen und Polytomographen weisen weiterhin den Nachteil auf, dass sie schwer zu handhabende bewegliche mechanische Bestandteile aufweisen, aus welchem Grund die Mehrzahl der installierten Tomographen nicht angewendet wird. Desgleichen ist der computerisierte Tomograph bekannt, der ein Querschichtbild herstellt, wobei das Bild von Szintiilatoren übernommen, durch eine elektronische Datenverarbeitungsmaschine bearbeitet, angezeigt und vom Fernsehsichtgerät photographiert wird. Der computerisierte Tomograph weist ebenfalls den Machteil einer linearen Löschung auf. Ein sonstiger Nachteil des computerisierten Tomographen ist dessen hoher Komplexitätsgrad und dessen hoher Selbstkostenpreis.

Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Böntgendiagnostikeinrichtung mit vereinfachter Fernsehkette, in der ein fadenförmiges !-Strahlenbündel erzeugt wird, das ausschliesslich den Bildpunkt des untersuchten Objektes bestrahlt, der zu einem bestimmten Zeitpunkt untersucht wird, d. h. der von der röntgenstrahlenempfindlichen

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Oberfläche auf das Fernsehsichtgerät über treten wird, wobei die unnütze Bestrahlung der übrigen zu untersuchenden Probe practisch vermieden wird. Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Verringerung der iuebenstrahlungsmenge uxid die Herstellung eines besseren Itöntgenbildes.

Zwecks Beseitigung der Iiachteile und der Verwirklichung der weiter oben erwähnten Zielsetzungen ist die Einrichtung gemäss der Erfindung mit einer Höntgendiagnostikröhre versehen, enthaltend im Inneren eine Kathode, eine .Drehanode, eine radioopake Vorrichtung, bestehend aus einem oder aus mehreren Bestandteilen, zylinder-, kegel-, scheibenförmig, oder sonstiger geometrischer Formen, mit punktförtnigen öffnungen, versehen, die auf einer ein- oder mehrgängigen schraubenförmigen Linie, angeordnet sind, oder aber mit Bestandteilen mit linearen Schlitzen oder Schlitzen sonstiger Form versehen sind, derart, dass durch deren Verstellung ein ausgetastetes, fadenförmiges X-Strahlenbündel erzeugt wird. Die verstellbare radioopake Vorrichtung kann mit der Drehanode einen gemeinsamen Körper bilden (zusammengebaut sein), oder aber kann durch einen oder mehrere elektrische Motoren angetrieben werden, wobei die Verstellung der radioopaken Vorrichtung über ein Synchronisierungssystem mit der Austastung eines Fernsehsichtgerätes abgestimmt wird. Das ausgetastete Strahlenbündel wird nach Durchqueren des untersuchten Objektes über einen Geber in Videosignale umgewandelt, wobei der Geber ein Bildverstärker mit Fernsehkamera, ein Szintillator mit Lichtvervielfacher oder ein sonstiger bekannter Geber sein kann. Nach Verstärkung steuern

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die Videosignale das Bild auf dem Peitnsehsichtgerät.

Im Rahmen einer weiteren Variante wird eine herkömmliche Röntgendiagnostifcrölire mit Drehanode verwendet, wobei die verstellbare, radioopake Vorrichtung, die zur Erzeugung des ausgetasteten fadenförmigen ü-btrahlenbündels bestimmt ist, ausserhalb der Röntgendiagnostikröhre oder ausserhalb der Röntgendiagxiostikröhrenkuppel liegt.

Eei einer dritten Variante liegt ein Teil der radioopaken Vorrichtung innerhalb der Röntgendiagnostikröhre und der andere Teil ausserhalb derselben.

Die Nachteile können noch durch eine weitere Einrichtungsvariaute mit Austastung beseitigt werden, bestehend aus einer Röntgendiagnostikröhre, enthaltend in deren Inneren eine Elektronenkanone, ein Fokussierungssystem des Elektronenflusses, ein symmetrisches oder unsymmetrisches Ablenkungssystem des Elektronenbündels, ein Steuergitter und eine feste Anode. Die Stärke des Elektronenbündels wird mit Hilfe des Steuergitters über ein Steuersystem nach einem Korrekturprogramm eingestellt. Dabei wird das fadenförmige Elektronenbündel auf der festen Anode ausgetastet. Diese feste Anode besteht aus einem Metall mit hohem Atomgewicht und hohem Schmelzpunkt; die beschossene Fläche der festen Anode kann

oder

eben /hohl sein oder ein sonstiges Relief aufweisen und neigt separat oder zusammen mit dem Steuersystem des Gitters zur Homogenisierung des X-Strahlenflusses der Einrichtung, der

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X-Strahlenfluss trifft auf die rontgenstrahlenempfindliche Oberfläche eines Gebers, der die X-Strahlen in Lichtstrahlen und Videosignale oder X-Strahlen in Videosignale umwandelt, nachdem die von der festen Anode ausgestrahlen X-Strahlen eines oder mehrere Streustrahlenraster-Systeme, zwecks Umwandlung des X-Strahlenflusses in ein fadenförmiges Bündel durchquert haben. Diese Umwandlung erfolgt hauptsächlich auf zwei Arten: Die erste Art enthält dabei ein oder mehrere Streustrahlenraster-Systeme -.feststehend oder verstellbar zwischen der festen Anode und dem untersuchten Objekt, innerhalb oder ausserhalb der Röntgendiagnostikröhre gelegen, Jedes Streustrahlenraster-System besteht aus einem oder mehreren Streustrahlenrastern, aufgebaut aus Lamellen, Fasern oder Röhren aus Stoffen mit hohem Atomgewicht oder enthaltend Stoffe hohen Atomgewichts und mit langen und schmalen, röntgenstrahlendurchlässigen Räumen versehen. Die Achsen der langen und schmalen Räume sind dabei derart gerichtet, dass der ausgetastete Röntgenstrahl· durch die entsprechenden Punkte des untersuchten Objektes hindurchgeht. Bei einer zweiten Art der Erzielung des ausgetasteten, fadenförmigen X-Strahlenbündels ist eine radioopake Platte mit einer punktförmigen (öffnung vorgesehen. Zwischen der festen Anode und der radioopaken Platte und/oder der radioopakea Platte und dem untersuchten Objekt ist ein oder sind mehrere Streustrahlenraster-Systeme eingebaut. Die radioopake Platte und die Streustrahlenraster-Systeme befinden sich entweder im Inneren oder ausserhalb der Röntgendiagnostikröhre. (Die Streustrahlenraster-

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Systeme sind wie vorstehend ausgebildet.)

(Für beide Arten der Erzeugung des fadenförmigen X-Strahlenbündels können noch ein oder mehrere Streustrahlenraster-Systeme hinzugefügt werden, die zwischen dem untersuchten Objekt und der röntgenstrahlenempfindlichen Oberfläche der Fernsehkette gelegen sind, wobei diese Streustrahlenraster-Systeme analog mit den übrigen, zwischen der festen Anode und dem untersuchten Objekt befindlichen Streustrahlenraster-Systemen aufgebaut sind und mit röntgenstrahlendurchlässigen Räumen, versehen sind, die entsprechend der ersten bzw. der zweiten Erzeugungsart des fadenförmigen X-Strahlenbündels gerichtet sind, desgleichen kann noch auf Wahl für beide Erzeugungsarten des fadenförmigen X-Strahlenbündels ein Streustrahlenraster-System hinzugefügt werden, das mit der empfindlichen Oberfläche der Fernsehkette in Berührung steht, wobei das Streustrahlenraster-System aus optischen Fasern, zylinderförmig, rohrförmig, prismatisch oder sonstiger Form aufgebaut ist und diese Fasern aus Stoffen hohen Atomgewichtes bestehen und lange und schmale Räume aufweisen, die selbstleuchtende Stoffe enthalten, wobei das erhaltene Bild von der empfindlichen Oberfläche einer Fernsehkette übernommen wird und die Videosignale über einen Verstärker verstärkt und in ein Fernsehsichtgerät übernommen werden, dessen Elektronenbündel austastung mit der Austastung des fadenförmigen Elektronenbündels der Röntgendiagnostikröhre synchronisiert ist.)

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Mit Hilfe eines Synchronisiergenerators kann die Röntgendiagnostikeinrichtung gemäss der Erfindung auch zur Ausführung von Tomoskopien und Tomographien mit X-Strahlen-Austastung verwendet werden. Zu diesem Zweck besteht die Einrichtung aus einer Röntgendiagnostikröhre mit einer Kathode, einem Wehnelt-Zylinder, einem Fokussierungs- und Beschleunigungssystem, einem Gitter, einem Ablenksystem des Elektronenbündels und einer festen Anode, auf der die waagerechte und senkrechte Austastung des Elektronenbündels erfolgt. Von der festen Anode aus entstehen die X-Strahlen mit ausgetastetem Emissionspunkt, die Austastung des Elektronenbündels kann auch durch die bei Elektronenmikroskopen angewendeten Mittel erfolgen. Die X-Strahlen mit ausgetastetem Emissionspunkt durchqueren das zu untersuchende Objekt und gelangen auf die Photokathode eines Bildverstärkers mit Fernsehkamera, die die X-Strahlen in Vidoesignale umwandelt, die ihrerseits in einem Verstärkungssystem verstärkt werden und das Bild in einem Fernsehsichtgerät steuern. Nach Durchqueren des zu untersuchenden Objektes können die X-Strahlen auch auf die empfindliche Fläche eines X-Strahlen-VideoSignalgebers anderer Art gelangen. Die Anlage enthält weiter ein Synchronisierungssystem, das die Austastung des Aufnahmekamera-Kathodenstrahlenbündels mit dem Kathodenstrahlenbündel des Fernsehsichtgerätes synchronisiert. Das Fernsehsichtgerät ist mit einem zusätzlichen Ablenkungssystem versehen, das das gesamte erhaltene Bild waagerecht und senkrecht, in einer der Bildverstellung auf der Aufnahmekamera bzw. auf dem Fernsehsiehtgerät entgegengesetzten Richtung verstellt. Die durch das zusätzliche Ablenk-

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system erzeugte Verstellung wird mit der Austastung des in der Röntgendxagnostikröhre fokussierten Elektronenbündels über ein zweites Synchronisierungssystern synchronisiert und weist sowohl in waagerechter wie auch in senkrechter Richtung eine dieser Austastung entgegengesetzte Richtung auf; die Amplitude der gesaraten durch das zusätzliche Austastsystem erzeugten waagerechten und senkrechten Verstellung kann durch die bekannten Mittel eingestellt werden, die Verstellung des gesamten Bildes kann auch durch ein zusätzliches, in der Aufnahmekamera eingebautes Ablenksystem erzielt werden.

Zur noch näheren Erläuterung der Erfindung werden nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 12 acht Ausführungsbeispiele beschrieben.

Die Fig. 1 bis 8 zeigen je ein Prinzip schaltbild eines Ausführungsbeispiels;
Pig. 9 zeigt die Entstehung der Bildpunkte gemäss Fig. 8.

F'ig. 10, 11, 12 zeigen jeweils den Fernsehsichtschirm im Zusammenhang mit Ausführungsbeispiel 8/9·

Fig. 1 - Beispiel 1 - .

Im Innern einer Glashülle bzw. eines Glaskolbens 1 sind eine Drehanode 2 und eine Kathode 4 angeordnet. Die Drehanode 2 ist mittels Läufer 3 drehbar. Drehanode 2 und Läufer 3 bilden einen gemeinsamen Körper.

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Die Drehanode 2 ist konzentrisch von einem Zylinder 5 aus einem Metall mit hohem Atomgewicht und hohem Schmelzpunkt umgeben, wobei vorzugsweise der Zylinder 5 und die Drehanode 2 einen gemeinsamen Körper bilden. Der Zylinder 5 weist punktförmige Öffnungen a auf, die längs einer Schraubenlinie angeordnet sind. Die Anzahl der punktförmigen Öffnungen a ist gleich der Anzahl der auf einem (nicht dargestellten) Abtastsystem eines Fernsehsichtgerätes vorhandenen Zeilen. Auf der Drehanode 2 trifft ein kegelförmiges Röntgenstrahlenbündel b auf, wobei die Öffnungen a des Zylinders 5 den Durchgang eines ausgetasteten fadenförmigen Strahlenbündels c gestatten; der Durchgang erfolgt dabei immer dann, wenn die Öffnungen a vor dem kegelförmigen X-Strahlenbündel b vorbeigeführt werden. Die ausgetasteten fadenförmigen Strahlen durchqueren das zu untersuchende Objekt und gelangen auf die empfindliche Oberfläche eines (nicht dargestellten) Szintillators mit Lichtvervielfacher, wo dieselben in Videosignale umgewandelt werden; diese steuern, nach deren Verstärkung, das Bild eines (nicht dargestellten) Fernsehsichtgerätes. Die Austastung des fadenförmigen X-Strahlenbündels wird durch eine (nicht dargestellte) Synchronisierungsvorrichtung mit der Abtastung des Fernsehsichtgerätes synchronisiert.

Fig. 2 - Beispiel 2

Die RÖntgendiagnostikröhre besteht aus einer Glashülle 1, in deren Inneren sich eine Drehanode 2, ein Läufer 3i der mit der Drehanode 2 einen gemeinsamen Körper bildet, eine Kathode

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4, ein Zylinder 5 aus einem Metall mit hohem Atomgewicht und hohem Schmelzpunkt befindet, wobei der Zylinder 5 mit einem zweiten Läufer eines zweiten elektrischen Motors einen gemeinsamen Körper bildet und der Läufer 6 im Inneren der Röhre liegt; der Läufer 6 dreht sich um die Stütze 7 der Kathode 4 über (nicht dargestellte) Kugellager. Der Zylinder 5 weist punktförmige Öffnungen a auf, die längs einer schraubenförmigen Linie angeordnet sind; die Anzahl der punktförmigen Öffnungen a ist dabei gleich der Anzahl der auf dem Abtastsystem eines Fernsehsichtgerätes (nicht dargestellt) vorhandenen Zeilen.

Die Funktionsweise der Röntgendiagnostrikröhre gemäss Beispiel 2 ist gleich derjenigen gemäss Beispiel 1, mit dem Unterschied, dass sich der Läufer 6 mit einer verschiedenen Drehzahl gegenüber dem Läufer 3 cL©r Drehsnode dreht. Das System gemäss Beispiel 2""wird dann angewandt, wenn die Geschwindigkeit des Zylinders 5 und folglich die Geschwindig--. keit des Austastsystems der Geschwindigkeit der Drehanode nicht entspricht.

Fig.. 3 - Beispiel 3 -

Die Röntgendiagnostikröhre besteht aus einer Glashülle 1, in deren Inneren eine Drehanode 2, ein Läufer 3, der mit der Drehanode 2 einen gemeinsamen Körper bildet, eine Kathode 4, einn Aussenzylinder 8, bestehend aus einem Metall mit hohem Atomgewicht und hohem Schmelzpunkt vorhanden ist, wobei der

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Aässenzylinder mit der Drehanode einen gemeinsamen Körper bildet. Dieser Aussenzylinder weist gleichlaufende lineare Spalten e auf, die nur den Durchgang eines lamellenförmigen X-Strahlenbündels gestattet, wobei die Anzahl der Spalten derart berechnet ist, dass bei der Winkelgeschwindigkeit der Drehanode die Anzahl der waagerechten Zeilen auf dem Fernsehsichtgerät erzeugt wird. Ein zweiter Zylinder- bzw. Innenzylinder 9, bestehend aus einem Metall mit hohem Atomgewicht und hohem Schmelzpunkt, ist im Inneren des Aussenzylinders vorgesehen. Der Innenzylinder 9 bildet mit dem Läufer 6 eines zweiten·elektrischen Motors einen gemeinsamen Körper. Der Läufer 6 dreht sich um den Halter 7 der Kathode 4·. Der Innenzylinder 9 weist eine spiralenförmige Spalte f auf, die, zusammen mit den gleichlaufenden Spalten e des Innenzylinders 8, den ausschliesslichen Durchgang eines fadenförmigen X-Strahlenbündels c zulässt. Die schnelle Verstellung der gleichlaufenden Spalten e des Aussenzylinders 8 gewährleistet die waagerechte Austastung des fadenförmigen X-Strahlenbündels c, und die viel langsamere Verstellung der spiralförmigen Spalte f des Aussenzylinders 9 gewährleisten die senkrechte Austastung des fadenförmigen X-Strahlenbündels. Die waagerechte und senkrechte Austastung des fadenförmigen X-Strahlenbündels c wird über ein Synchronisierungssystem mit der Austastung des Fernsehsichtgerätes synchronisiert.

Die Umwandlung der X-Strahlensignale in Videosignale erfolgt im Rahmen einer gewöhnlichen Fernsehkette mit Bildverstärker oder über einen Szintillator mit Lichtvervielfacher.

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Pig. 4 - Beispiel 4

Bei dieser Ausführung ist die zylinderförmige radioopake Vorrichtung ausserhalb der-Röntgenröhre angeordnet. Die Einrichtung besteht aus einer Kuppel 10, mit einer (nicht dargestellten) Röntgendiagnostikröhre mit Drehanode, einem elektrischen Motor 11, der einen radioopaken Zylinder 12 antreibt, bestehend aus ei nem Metall mit hohem Atomgewicht. Der radioopake Zylinder 12 ist mit mehreren linearen, parallelen Spalten g versehen, die gegenüber der Achse der Röntgendiagnostikröhre leicht geneigt sind. Der Abstand zwischen zwei derartigen Sp^alten entspricht der Oberfläche des Röntgen bilde s. Die Anzahl der Spalten, die in der Zeiteinheit vor dem X-Strahlenbündel vorbeigeführt wird, ist mit der Anzahl der Raster auf dem Fernsehsichtgerät synchronisiert. Es entsteht ein lamellenförmiger X-Strahlenbündel. Die Kuppel 10 ist mittels Halter 13 an dem Ständer des Röntgendiagnostikgerätes befestigt. Diese Varianete wird mit Bildverstärker und Fernsehkette angewendet, wobei eine herkömmliche Röntgendiagnostikeinrichtung verwendet wird, an die die radioopake Vorrichtung angebaut wird.

Fig. 5 - Beispiel 5

Diese Variante unterscheidet sieh von der in Beispiel 4 beschriebenen dadurch, dass bei derselben zwei elektrische Motoren 11 und 14 verwendet werden, die zwei radioopake Zylinder, einen äusseren 12 und einen inneren 15» drehen. Der elektrische Motor 11 dreht den radioopaken Zylinder 12 und der

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elektrische Motor 14- den radioopaken Zylinder 15· Der äussere radioopake Zylinder ist mit einer Anzahl senkrechter, untereinander paralleler Spalte versehen, die gegenüber der Röntgendiagnostikröhrenachse leicht geneigt sind. Diese Spalte gewährleisten während des Drehens des äusseren radioopaken Zylinders 12 die waagerechte Austastung des X-Strahlenbündels c. Der innere radioopake Zylinder 15 weist einen schraubenförmigen. Spalt f auf, der während des Drehens des radioopaken Zylinders 15 die senkrechte Austastung des X-Strahlenbündels c ausführt. Die Umwandlung der X-Strahlensignale c in Videosignale erfolgt mit Hilfe eines Bildverstärkers mit Aufnahmekamera oder mit Szintillator mit Lichtvervielfacher.

Fig. 6 - Beispiel 6

Eine Röntgendiagnostikröhre A enthält eine Kathode 16, einen Wehnelt-Zylinder 17, ein Fokussierungs- und Beschleunigungssystem 18, ein Steuergitter 19 ·> Ablenkspulen 20 und eine feste Anode 21. Die feste Anode 21, aus einem Metall hohen Atomgewichts und hoher Schmelztemperatur, z. B. Wolfram, weist eine Beschiessungsfläche f auf, die eben, hohl oder von sonstiger geometrischer Form sein kann. In dieser Röntgendiagnostikröhre A erfolgt die waagerechte und senkrechte Austastung eines fadenförmigen Kathodenstrahlenbündels d auf der Oberfläche f der festen Anode 21, auf der .die X-Strahlen e mit einem abgetasteten Emissionspunkt entstehen. Die X-Strahlen e durchqueren drei Streustrahlenraster-Systeme B, C, D, die

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von jedem Punkt der festen Anode 21 aus je ein einziges fadenförmiges X-Strahlenbündel e¹ durchlassen. Zwischen den'Streustrahlenraster-System B und C ist das Untersuchungsobjekt E angeordnet. Das X-Strahlenbündel e wird auf der Oberfläche der festen Anode 21 erzeugt. Diese X-Strahlen e werden mit Hilfe der Streustrahlenraster-Systeme B, C, D in fadenförmige Strahlenbündel umgewandelt. Unter bestimmten Bedingungen wird ein einziges Streustrahlenraster-System oder zwei derartige Systeme verwendet» Nach Durchqueren des Streustrahlenraster-Systems D trifft das fadenförmige X-Strahlenbündel e' auf einen Szintillator mit Lichtvervielfacher F, wo die ausgetasteten X-Strahlen e¹ in Videosignale umgewandelt werden; diese Videosignale werden in einem Verstärker G verstärkt und steuern die Bildung eines Bildes in einem Fern seh sichtgerät I. Die Austastung des fadenförmigen Elektronenstrahlenbündels d aus der Eöntgendiagnostikröhre A wird über einen SynchronisierungsgeneratoE H mit der Austastung im Fernsehsichtgerät I synchronisiert. Die Intensität des Elektronenflusses in der Röntgendiagnostikröhre A wird mit Hilfe des Steuergitters 19 über ein Steuersystem nach einem Korrekturprogramm geregelt. Die Streustrahlenraster-Systeme B und C bestehen aus je zwei Streustrahlenraster 22, 23; 24, 25, die aus Lamellen, Fasern oder Röhren aufgebaut sind und zwischen denen schmale und lange Zwischenräume verbleiben, deren Achse in Richtung der ausgetasteten fadenförmigen X-Strahlenbündel e¹ gerichtet ist. Diese Streustrahlenraster können auch beweglich sein* Das in Berührung mit dem Szintillator mit Lichtvervielfacher F vorhandene Streustrahlenraster-System D besteht aus

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optischen Fasern, die eine Zylinder-, Prismen-, Röhren- oder sonstige Form aufweisen und deren Achse in Richtung der fadenförmigen X-Strahlenbündel e¹ gerichtet ist. Die optischen Fasern bestehen aus lichtdurchlässigen Stoffen mit hohem Atomgewicht und enthalten in deren Inneren oder zwischen denselben Leuchtstoffe. Die X-Strahlen dringen durch den zwischen diesen Fasern vorhandenen Leuchtstoff, wobei in diesem Leuchtstoff die X-Strahlungsenergie auf der gesamten Faserlänge mit einer sehr guten Ausbeute in Lichtenergie umgewandelt wird, die dann durch die optischen Fasern auf die Oberfläche des Lichtvervielfachers geleitet wird. In diesem Streustrahlenraster-System D spielen die optischen Fasern die Rolle eines Streustrahlenrasters und gleichzeitig einer optischen Faser, wobei der Leuchtstoff, der in einem lichtdurchlässigen Medium vorhanden sein kann, dabei die Rolle eines X-Strahlen-Lichtgebers spielt.

Fig. 7 - Beispiel 7

Diese Ausführungsform ist ähnlich der nach Beispiel 6. Die von der Oberfläche f der festen Anode 21 ausgestrahlten und durch das fadenförmige Strahlenbündel d ausgetasteten X-Strahlen durchqueren vier Streustrahlengitter-Systeme. Das System M besteht aus einer radioopaken Platte aus einem Metall mit hohem Atomgewicht. Die Platte hat ein durchgehendes Loch, das an einem oder an beiden Enden ausgeweitet ist und an seiner engsten Stelle eine punktförmige Durchgangsöffnung bildet. In dem bzw. in den aufgeweiteten Bereichen oder in deren unmittelbaren Jüähe sind eine oder zwei feste oder bewegliche Steuer-

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raster angeordnet, die in Sichtung der punktförmigen Öffnung konvergieren. Eine zweites Streustrahlenraster-System E ist zwischen der festen Anode 21 und der radioopakeg. Platte M vorhanden. Ein drittes Streustrahlenraster-System L liegt zwischen der radioopaken Platte M und dem untersuchten Objekts E. Ein viertes Streustrahlenraster-System N befindet sich zwischen dem untersuchten Objekt E und der empfindlichen Fläche- des Szintillators mit Lichtvervielfacher F. Die Streustrahlenraster-Systeme E, L, M, N enthalten je zwei Streustrahlenraster 26, 27; 28, 29; 30, 31, wobei für das M-Sys tem die Raster nicht dargestellt sind. Diese Easter bestehen aus Lamellen, Fasern oder Röhren aus Stoffen mit hohem Atomgewicht, zwischen denen lange und schmale Zwischenräume verbleiben, deren Achse auf die ausgetasteten Punkte auf der beschossenen Fläche f der festen Anode 21 und auf den Mittelpunkt der punktförmigen Öffnung des Streustrahlenraster-S,ystems gerichtet ist. Streustrahlenraster-Systeme E, L, M, Ή dienen zur Umwandlung der von der festen Anode 21 ausgestrahlen X-Strahlenbündel e in fadenförmige X-Strahlenbündel e'. Zur Umwandlung der X-Strahlen in je ein fadenförmiges X-Strahlenbündel können ein oder mehrere Streustrahlenraster-Systeme E. L, M, H" verwendet werden. Dieser Strahl trifft dann auf die empfindliche Oberfläche des Szint-dllators mit Lichtvervielfacher F und wird in Videosignale umgewandelt; diese werden mit Hilfe des Verstärkers G verstärkt und steuern die Bildung des Bildes in einem Fernsehsichtgerät. Die Austastung des fadenförmigen EathodenStrahlenbündels d auf der Röntgendiagnostikröhre A wird über einen Synchroni-

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sierungsgenerator H mit der Austastung des elektronischen Strahlenbündels im Fernsehsichtgerät I synchronisiert.

Fig. 8 - Beispiel 8

Diese Ausführungsform ist besonders für elektronische Tomoskopien und Tomographien vorgesehen. Die Höntgendiagnostikröhre A enthält eine Kathode 16, einen Wehnelt-Zylinder 17, ein Fokussierungs- und Beschleunigungssystem 18, ein Gitter 19, ein Ablenksystem 20 und eine feste Anode 21. In dieser Höntgendiagnostikröhre A erfolgt die waagerechte und senkrechte Aus tastung eines Kathodenstrahlenbündels d, das auf der festen Anode 21 fokussiert wird, an der die X-Strahlen e mit ausgetastetem Emissionspunkt entstehen. Dieses X-Strahlenbündel g durchquert das untersuchte Objekt E, trifft auf eine Photokathode 32 eines Bildverstärkers F¹, der zusammen, mit der Aufnahmekamera 0 das Bild in Videosignale umwandelt, wobei diese in einem "Verstärkungssystem P verstärkt werden und die ■Bildung des Bildes in einem Fernsehsichtgerät I steuern.

Ein Synchronisierungssystem Q synchronisiert die Austastung des (nicht dargestellten) Kathodenstrahlenbündels der Aufnahmekamera 0 mit dem (nicht dargestellten) Kathodenstrahlenbündel des Fernsehsichtgerätes I.

Das Fernsehsichtgerät I ist mit einem (nicht dargestellten) zusätzlichen Ablenksystem versehen, das während der Austastung des X-Strahlenbündels das gesamte Bild auf dem Fernsehsicht-

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gerät in umgekehrter Richtung gegenüber der Bildverstellung am Fernsehsichtgerät I waagerecht und senkrecht verstellt. Die durch das zusätzliche Ablenksystem erzeugte Amplitude der waagerechten und senkrechten Verstellung kann durch Anwendung der bekannten Mittel geregelt werden. Ein zweites Synchronisierungssystem R synchronisiert über das zusätzliche Ablenkungssystem die Austastung des Kathodenstrahlenbündels d in der Röntgendiagnostikröhre A mit der im Fernsehsichtgerät I erfolgten Bildablenkung.

In einer weiteren Variante kann die Verstellung des gesamten Bildes auch über ein zusätzliches, auf der Aufnahmekamera befestigtes Ablenksystem erfolgen.

Fig. 9 stellt ein Schema der Bildung des Bildes auf der Lichtkathode 32 des Bildverstärkers dar. Es werden zwei in verschiedenen Ebenen befindliche Punkte des untersuchten Objekts E genommen; diese Punkte h und i sind derart gewählt, dass während der völligen waagerechten Austastung des Kathodenstrahlenbündels d, von der Anode 21, vom Punkt k zum Punkt 1 das Punktbild h sich auf der Lichtkathode 32 des Bildverstärkers I" von h¹ auf h" verstellt. Gleichzeitig soll sich das Bild des Punktes i, der in einer von der Lichtkathode 32 entfernteren Ebene liegt, von i¹ auf i" verstellen; der Abstand i-i" ist grosser als der Abstand h'-h". Auf dem Bildschirm des Fernsehsichtgerätes I werden diese Punkte in Bewegung auftreten, und zwar wird sich der Punkt i¹ auf i" und h¹ auf h" verstellen (vgl. Fig. 10). Das Fernsehsicht-

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gerät I ist rait einem zusätzlichen, mit der Austastung des Kathodenstrahlenbündels d (Fig. 8) synchronisierten Ablenksystem der Röntgendiagnostr'ikröhre A versehen. Das zusätzliche Ablenksystem arbeitet derart, dass sich das gesamte Bild am Fernsehsichtgerät I auf eine Entfernung verstellt, die gleich der Verstellung des Punktes i und im entgegengesetzten Sinne zur Verstellung desselben von i¹ auf i" verstellt (Fig.11). Als Ergebnis dieser zwei Verstellungen wird sich der Punkt i während der gesamten Dauer der Austastung auf derselben Stelle auf dem Bildschirm dep Fernsehsichtgerätes I befinden und ein klares punktförmiges Aussehen aufweisen, wobei der Punkt h sich auf einer geringeren Entfernung als die umgekehrte Verstellung des Gesamtbildes verstelle, aus diesem Grunde wird dessen Verstellung durch die zusätzliche Ablenkung des Gesamtbildes kompensiert und auf dem Bildschirm des Fernsehsichtgerätes Austastbewegungen zwischen h¹ und h" beschreiben (Fig. 11). Dadurch wird sich auf dem Bildschirm des Fernsehsichtgerätes I ein klares, punktförmiges Bild für den Punkt i ergeben und das Bild des Punktes h auf dem Bildschirm des Fernsehsichtgerätes I wird als Folge des Pendeins zwischen den Punkten h und h¹ gelöscht. Das Fernsehsichtgerät I ist mit einem zusätzlichen Ablenksystem in senkrechter Richtung versehen, das wie das waagerechte Ablenksystem arbeitet. Aus diesem Grunde wird das Bild des Punktes h nicht nur in waagerechter Richtung, sondern kombiniert, in waagerechter und senkrechter Richtung, folglich flächenmässig verwischt und damit unterdrückt.

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Wird daszusätzliche Ablenksystem derart eingestellt, dass das Gesamtbild des fenrsehsichtgerätes I sich während einer Austastung auf einer gleichen Entfernung und in umgekehrter Richtung zur Verstellung des Punktes h von h¹ auf h" verstellt, wird die Verstellung des Punktes h . durch die umgekehrte Verstellung des Gesamtbildes auf dem Bildschirm des Fernsehsichtgerätes I kompensiert. In diesem Falle wird das Bild des Punktes h klar, punktförmig verbleiben und der Punkt i wird von i¹ auf i* ausgetastet, wobei dessen Bild verwischt wird (Fig. 12). Sämtliche in der Ebene des Punktes h gelegenen Punkte werden beiläufig dieselbe Entfernung zur Lichtkathode aufweisen, aus welchem. Grunde die gesamte Ebene des Punktes h ein klares Bild ergeben wird und die gesamte Ebene des Punktes i praktisch verschwindet.

Auf diese Weise können durch Amplitudenänderungen der zusätzlichen Ablenkung sämtliche Schichten des untersuchten Objekts E (E'ig. 8) allmählich hervorgehoben werden.

Es ist ein erstes Synchronisierungssystem zwischen der Austastung der Aufnahmekämera £ und derjenigen des I"ern seh Sichtgerätes I vorhanden, wie auch ein zweites Synchronisierungssystem H, zwischen der Austastung des Elektronenstrahlenbündels e der Röntgendi agna stikr öhre A und. der durch die im Fernsehsichtgerät I vorhandene zusätzliche Ablenkspule ausgeführten Austastung. Zwischen diesen zwei Systemen besteht ein festes oder einstellbares Zeitverhältnis.

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Angesichts des Umstände s_r dass das Fernsehsiehtgerät mit einem zusätzlichen Ablenksystem versehen ist_r das die Möglichkeit einer Verstellung des Gesamtbildes sawohl in waagerechter wie auch in senkrechter Richtung: gewährleistet, und dass während der Untersuchung eine Verstellung der Austastung der Punkte des untersuchten Objekts E sowohl in waagerechter wie auch in .senkrechter Sichtung- erfolgt, wird die Verstellung der Punkte in der gewünschten Ebene sowohl in waagerechter wie auch in senkrechter Richtung kompensiert und das Bild der Punkte in den ungewünschten Ebenen wird nicht linear, sondern flächenmässig verwischt.

Die Aufnahmekamera 0 (Fig. 8) wandelt das Bild in Videosignale um, wobei dieselben gleichzeitig das Bild mehrerer (nicht dargestellter) Fernseh Sichtgeräte steuern können;, diese Fernsehsichtgeräte sind für ^verschiedene Schichten eingestellt und gest.abten einem Beobachter die gleichzeitige Beobachtung mehrerer Schichten, wenn sich das Bild der verschiedenen Schichten auf verschiedenen Bildschirmen bildet, oder, wenn dasselbe auf hintereinander gelegene Bildschirme projiziert wird, erscheint ein Reliefbild.

Beispiel 9 stellt eine Anpassung an die Einrichtung gemäss Beispiel 8 eines (nicht dargestellten) Speichersystems zwischen der Aufnahmekamera 0, Fig. 8 und dem Fernsehsichtgerät I dar, in dem die Informationsangaben, die sich während der Austastung der X-Strahlen auf der Lichtkathode 52 ergeben, ge-

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speichert werden. Diese Angaben werden auf dem Fernsehsichtgerät I wiedergegeben. Kit Hilfe des zusätzlichen Ablenksystems des Fernsehsichtgerätes I werden die Verstellungen des Punktbildes aus der gewünschten Ebene des untersuchten Objektes E kompensiert und dadurch ein klares Bild der gewünschten Schicht erhalten. Durch Einstellen der Verstellungsamplitude des Bildes auf dem Fernsehsichtgerät wird das Bild sämtlicher Schichten nacheinander gelesen, oder bei Anwendung mehrerer Fernsehsichtgeräte können diese Schichten gleichzeitig gelesen werden, oder aber kann ein Beliefbild hergestellt werden.

Die Einrichtung gemäss der Erfindung weist die folgenden Vorteile auf:

-die praktisch gänzliche Beseitigung der radiologischen Bestrahlung der untersuchten Personen wie auch des Bedienungspersonals;

- die praktisch völlige Beseitigung der NebenStrahlungen;

- eine bessere Qualität des ßöntgenbildes;

- die Herstellung von besseren tomographischen Bildern, bei einer zweidimensionalen, flächenmässigen Verwischung;

- die Herstellung eines tomographischen Bildes durch Anwendung von elektronischen Mitteln, ohne mechanische Bestandteile;

- die Herstellung eines toraoskopischen Bildes, bei einem leicht "gezielten" Übergang auf die Tomographie;

- die gleichzeitige Beobachtung des Bildes verschiedener Schichten;

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- die elektronische Erzeugung eines Heliefbild.es;

- die Speicherung der nötigen Informationen in einem Speicher, aus dem die Bilder sämtlicher Schichten des untersuchten Objektes, gleichzeitig oder nacheinander ausgegeben werden können;

- geringer Selbstkostenpreis, grössere Zuverlässigkeit, leichte Bedienung;

- die Möglichkeit der Bearbeitung der Angaben in einem Computer.

Zusammenfassung

Die Einrichtung gemäss der Erfindung beseitigt praktisch gänzlich die Bestrahlung der Jiöntgenuntersuchungen unterworfener Personen, wozu diese eine .!-Strahlenquelle enthält, die ein fadenförmiges, ausgetastetes btrahlenbündel erzeugt, das mit der Austastung eines i'ernsehsichtgerätes synchronisiert ist. Dadurch wird die unnütze Bestrahlung der gesamten untersuchten Fläche vermieden, ausgenommen genau den einzigen, zu einem bestimmten Zeitpunkt nützlichen Bildpunkt, der auf das i'ernsehsichtgerät übertragen wird. Der restliche Bildteil, der zu dem betreffenden Zeitpunkt nicht auf das Fernsehsichtgerät übertragen wird, tritt im Bild nicht auf und wird nicht unnütz bestrahlt.

Die Einrichtung wendet mehrere Varianten zur Erzeugung des ausgetasteten fadenförmigen Strahlenbündels an, wie: radioopake Schirme mit punktförmigen Öffnungen, auf schrauben-

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Claims

Patentansprüche

1.· Üöntgendiagnostik-Einrichtung mit einer Itöntgendiagnostik-Röhre und mit Fernsehübertragungskefete,
dadurch gekennzeichne t,

dass eine radioopake "Vorrichtung (Blende) vorgesehen ist, bestehend aus einem oder aus mehreren Bestandteilen kegeliger, zylindrischer, scheibenförmiger, spiralförmiger
oder einer sonstigen geometrischen Form, dass die Blende aus einem hetall mit hohem Atomgewicht und hohem Schmelzpunkt besteht und längs einer ein- oder mehrgängigen
>ichraubenlinie Öffnungen aufweist, derart, dass durch
Drehen der Blende ein fadenförmiges X-Strahlenbündel ausgetastet wird.

2. iiöntgendiagnostikeinrichtung mit Fern sehkette nach

Anspruch 1,

da gekennzeichnet/durch,

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dass die radioopake Vorrichtung (Zylinder 5) mit der Drehanode (2) einen gemeinsamen Körper bildet (Fig. 1).

3. Röntgendiagnostikeinrichtung mit Fernsehkette, gekennzeichnet dadurch,

dass die radioopake Vorrichtung (Zylinder 5) über einen oder mehrere Hotore angetrieben wird.

4. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,

dass zwecks Umwandlung der X-Strahlen in Videosignale ein uzintillator (F) mit Lichtvervielfacher oder ein sonstiger X-Strahlen-Video Signalgeber vorgesehen ist.

5· Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,

dass die radioopake Vorrichtung (12) teilweise oder gänzlich ausserhalb der Röntgendiagnostikröhre liegt (Fig. M-).

6. Röntgendiagnostikeinrichtung mit Fernsehkette, dadurch gekennzeichnet,

dass die Röntgenröhre mit einer Elektronenkanone ausgerüstet ist, bestehend aus einem Fokussierungssystem, einem Austastsystetn des Kafchodenstrahlenllusses, einer festen Anode, aus einem Metall mit hohem Atomgewicht und hohem Schmelzpunkt, wobei die beschossene Fläche der festen

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Ali ο do eben, h .Viii oder von einer sonstigen I-Üelief form ist, die daau n^igi, csji JileVtrciienfluss zu vereinheitlichen, wobei die Aurlastuug dss KathodenstrelilenflusDe? uit der Austastung, dos ii'ernnsiieichtgerätei? -Vo °r einen o^nehz· jni-"i i3?u:'jgr^9ne.L"j.t;or rvrcjironi si ort i et (FiG- G C^ V)-

7- iv'.^.tgi-· Cia^iJ??:ti>-:.^;r:.ji oii^an^ -ti.it Sera':auk ?üi;-i , ϊΐ^^-υ urcpruci; L, di. eine τ der nehrer-? ^reutrtraiilenrastBroysteai; ..atiia.lt, LesO5ii3*"id auc_; Laai-üieπ, J'ynerxi .;üei· iiöhveii ait Loliä-n Äto-a^eviiclit, deren ACiiee aui dJe Punkte gerichtet ist, die der Austastung auf der Oberfläche der i'e^ten triode der iiör.tgendiaG'i-icstikröhre entsprechen, und auf die entsprechenden üildpuiikten auf der röntgen strahlen empfindlichen überfläche der !''srncehkatte gerichtet ist.

8. Kontgendiagnostikeinrichtung nach den Ansprüchen 6, '/',

die zwischen dem untersuchten Objekt und der erapfindlichen Fläche der Fern sehkette einen aus optischen i'asern mit hohcni Atomgewicht bestehenden !Bildschirm aufweist, wobei die F-.-sern in itichtung der einfallenden X-Strahlen liegen und in den i'sserzwischenräumen Leuchtstoffe vorhanden sind.

9. Röntgendiagnostikeinrichtung. mit lernsehkette nach den Ansprüchen 6, 7, 8, die zwischen der festen Anode des liöntgendiagnostikrohres und dem untersuchten Objekt eine mit einer kegelförmigen Öffnung versehene radioopake Platte und im Inneren des Kegels eine Eeihe von Lamellen oder

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_ ij. _

fasern, bestehend aus einem iietali mit hohem Atomgewicht aufweist, wobei diese Lamellen oder lasern auf die .Abstrahlen und die kegelförmige Öffnung gerichtet sind und zwischen der festen .anode und der radioopake ±latte und zwischen der radioopaken Platte dem untersuchten Objekt wie auch zwischen dem untersuchten Objekt und der empfindlichen Fläche der iernsehkette ötreustrahlenraster-Systeme eingebaut sind, bestehend aus einem oder aus mehreren Streustrahlenrastern, aufgebaut aus Lamellen, Fasern oder Röhren aus Stoffen mit hohem Atomgewicht, deren .achse auf die durch den Kathoden strahlenbündel auf der festen Anode der Röntgendiagnostikröhre ausgetasteten Punkte wie auch auf die kegelförmige öffnung der radioopaken Platte gerichtet ist.

10. Röntgendiagnostikeinrichtung mit Fernsehkette, die zwecks Herstellung einer elektronischen Tomographie und Tomo-

Ver-

skopie mit flächenmässiger/wischung eine Röntgendiagnostikröhre aufweist, die eine Kathode, einen Wehnelt-Zylinder, ein Fokussierungs- und Beschleunigungssystem, ein Gitter, ein Ablenksystem und eine feste Anode enthält, wobei in der Röntgendiagnostikröhre die waagerechte und senkrechte Austastung des auf der festen Anode fokussierten Kathodenstrahlenbühdels erfolgt, auf der die X-Strahlen mit ausgetastetem Emissionspunkt entstehen, die das untersuchte Objekt durchqueren.

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11. iiöntgendiagnostikeinrichtung mit ierusehkette nach Anspruch 10, die zwecks Herstellung einer Tomographie und einer Tomoskcpie einen bildverstärker mit Aufnahinekaaera und ein bynchronisierungssyste-a enthält, das die Austastung der Fernseh-Aufnahaiekamera mit der Austastung des Fernsehsichtgerätes synchronisiert, wobei auf der Fernsehbildröhre des Fernsehsichtgerätes ein zusätzliches Ablenksystem befestigt ist, das das gesamte Bild auf dem Fenrsehsichtgerät waagerecht und senkrecht verstellt, wobei die Amplitude dieser Verstellungen über bekannte Mittel einstellbar ist.

12. Eöntgendiagnostikeinrichtun- mit Fernsehkette nach Anspruch 10, 11, die zwecks Herstellung einer elektronischen Tomographie und einer Tomoskopie mit flächen-

Vertnässiger/wischung sin zweites Synchronisierungsssystem enthält, das die Austastung des Kathoden strahlenbündels der Eöntgendiagnostikröhre mit der Austastung des zusätzlichen Ablenksystems im Fernseh-sichtgerät synchronisiert.

13. Höntgendiagnosenkeinrichtung nach den Anspruch! 10, 11, 12, die ein zusätzliches, auf der Aufnahmekamera befestigtes Ablenksystem aufweist.

\r. Eöntgendiagnostelleinrichtung mit Fernsehkette nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4-, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, die

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ein zwischen dem X-Strahlen-/ideoSignalgeber und de.β ierasehsicirtgeräfc eingebautes opeicfcu>i-ryEte..n enthiUt.

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