DE2904862C2

DE2904862C2 - X-ray examination arrangement

Info

Publication number: DE2904862C2
Application number: DE2904862A
Authority: DE
Inventors: Gerardus Petrus Maria Eindhoven Vijverberg
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-02-14
Filing date: 1979-02-09
Publication date: 1984-04-26
Also published as: FR2417127A1; AU4416079A; BE874110A; DE2904862A1; JPS54114990A; BR7900856A; SE7901177L; IT1111902B; AR217352A1; GB2014420A; NL7801637A; ES477631A1; GB2014420B; IT7920103A0; FR2417127B3; CA1138093A

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenuntersuchungsanordniiiig mit einem Röntgenbildverstärker mit einem faseroptischen Austrittsfenster, einem optischen Bildübertragungssystem und einem Fernsehkreis.The invention relates to an X-ray examination arrangement with an X-ray image intensifier with a fiber optic exit window, an optical image transmission system and a television circle.

Eine derartige Untersuchungsanordnung ist aus der US-PS 39 12 936 bekannt. Die darin beschriebene Anordnung eignet sich für medizinische Röntgenuntersuchung, wobei sowohl direktes visuelles Wahrnehmen (Durchleuchten) als auch Bildaufzeichnung (Aufnahme) möglich ist Dabei ist es üblich, von einem Linsensystem, das sich zwischen einer Römgenbildvei stärkerröhre und einer Fernsehaufnahmeröhre befindet, ein Teil des austretenden bildtragenden Lichtstrahls auf einem Film und ein Teil auf eine Auftreffplatte der Fer.nsehauinahmeröhre zu projizieren. Hierzu wird beispielsweise ein halbreflektierender und halbdurchlässiger Spiegel oder ein solches Prisma benutzt Insbesondere zum Anfertigen einer Filmaufnahme benötigt ein derartiges System, obschon für nur sehr kurze Zeit, eine verhältnismäßig hohe Strahlungsenergie. Während des direkten visuellen Wahrnehmens kann man mit einer viel geringeren Strahlungsenergie auskommen, wobei zu bedenken ist, daß sich diese Wahrnehmung über eine viel längere Zeit erstreckt. Im Prinzip gehen bei beiden Verfahren Bildinformationen verlöre;·, entweder durch den Verlust in der Verteilungsoptik oder durch eine nicht optimale Wirkung des Linsensystems zufolge des für die Verteilungsoptik offenzuhaltenden Raums.Such an examination arrangement is known from US Pat. No. 3,912,936. The arrangement described therein is suitable for medical X-ray examination, whereby both direct visual perception (X-ray) as well as image recording (recording) is possible. It is common to use a lens system, which is located between a Römgenbildvei stronger tube and a television tube, part of the exiting image-bearing light beam on a film and a part on a target of the TV viewing tube to project. For this purpose, for example, a semi-reflective and semi-transparent mirror or Such a prism is used In particular for making a film, such a system is required, although only for a very short time, a relatively high radiation energy. During the direct visual Perception one can get by with a much lower radiation energy, whereby one has to consider, that this perception extends over a much longer period of time. In principle, image information goes with both methods lose; ·, either through the loss in the distribution optics or through a non-optimal one Effect of the lens system as a result of the space to be kept open for the distribution optics.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röntgenuntersuchungsanordnung zu schaffen, bei der man insbesondere für Filmaufnahme mit einer wesentlich geringeren Strahlungsdosis auskommen kann und bei beiden Wahrnehmungsverfahren wenigstens nahezu alle aus dem Röntgenbildverstärker austretenden Bildinformationen wirksam benutzt werden. Eine Röntgenuntersuchungsanordnung der eingangs erwähnten Art ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein Blatt- oder Rollfilm zwischen das optische System und den Röntgenbildverstärker einführbar und an das Austrittsfenster des Röntgenbildverstärkers andrückbar ist.The invention is based on the object of an X-ray examination arrangement to create, in particular for filming with a much lower Radiation dose can get by and with both perception methods at least almost all image information emerging from the X-ray image intensifier can be effectively used. An X-ray examination arrangement of the type mentioned at the beginning is characterized according to the invention in that a sheet or roll film can be introduced between the optical system and the X-ray image intensifier and to the exit window of the X-ray image intensifier can be pressed.

In einer erfindungsgemäßen Röntgenuntersuchungsanordnung werden insbesondere bei der Verwendung eines faseroptischen Fensters als eines Austrittsfensters einer Röntgenbildverstärkerröhre bei der Filmaufzeichnung durch den direkten Kontakt mit der Röntgenbildverstärkerröhre nahezu alle daraus heraustretenden Bildinformationen aufgezeichnet. Hierdurch kann bereits mit einer verhältnismäßig geringen Strahlungsdosis ein Bild geformt werden, wobei als Begrenzung häufig das Quantenrauschen im bildtragenden Strahl bestimmend ist.In an X-ray examination arrangement according to the invention, in particular during use a fiber optic window as an exit window of an X-ray image intensifier tube in film recording due to the direct contact with the X-ray image intensifier tube, almost all of them emerge from it Image information recorded. As a result, it is already possible to use a relatively low radiation dose An image can be formed, with the quantum noise in the image-bearing beam often determining the limitation is.

In einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung ist das optische Bildübertragungssystem optimal an die Bedingung angepaßt, daß darin ein Strahlverteilungssystem jetzt nicht mehr aufgenommen werden muß. Hierdurch kann ein kompakterer Aufbau verwirklicht werden, in dem weniger Vignetierung auftritt und also eine bessere Bildübertragung zur Fernsehaufnahmeröhre gewährleistet ist. Für die Regelung des Lichtstroms an der Auftreffplatte einer zu benutzenden Fernsehaufnahmeröhre ist in einer bevorzugten Ausführungsform zwischen zwei Teilen des optischen Systems eine vorzugsweise selbsttätig einstellbare Blende aufgenommen. In a preferred embodiment according to the invention the optical image transmission system is optimal adapted to the condition that a beam distribution system is no longer included in it got to. As a result, a more compact structure can be realized in which less vignetting occurs and so a better image transmission to the television tube is guaranteed. For regulating the luminous flux on the target of a television pickup tube to be used is in a preferred embodiment A preferably automatically adjustable diaphragm was added between two parts of the optical system.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein zweites, leicht austauschbares faseroptisches Fenster benutzt, wodurch bei möglicher Beschädigung durch das Andrücken des Filmmaterial nur dieses Fenster ersetzt: zu werden braucht und die Röntgenbildverstärkerröhre nicht beschädigt wird.In a further preferred embodiment, a second, easily exchangeable fiber optic window is used used, which means that only this window is used in the event of possible damage from pressing the film material replaced: needs to be and the X-ray image intensifier tube is not damaged.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen den beiden Linsenteilen des Linsensystems ein verhältnismäßig kleines optisches Element zum Hineinprojizieren der Informationen oder einer Kodierung um ein aufzunehmendes Bild herum eingebaut.In a further preferred embodiment, there is a between the two lens parts of the lens system relatively small optical element for projecting information or coding around built in around a picture to be taken.

Das Filmmaterial wird hier im Gegensatz zu bekann-In contrast to known

ten Anordnungen ohne Einfügung einer regelbaren :a0z0e im bildtragenden Lichtstrahl angeordnet Eine erfindungsgemäße bevorzugte Ausführungsform ist mit Mitteln zum Regeln der Ausgangsintensität des Röntgenbildverstärkers versehen. Hierbei kann beispielsweise eine Hochspannungsregelung der Röntgenbildverstärkerröhre oder eine Kanaiverstärkerplatte benutzt werden. Dazu können auch Filter, wie Grau- oder Polarisationsfilter, benutzt werden, mit denen der aus dem Röntgenbildverstärker heraustretende Lichtstrahl geregelt werdtn kann.th arrangements without inserting a controllable: a0z0e arranged in the image-bearing light beam A The preferred embodiment according to the invention is provided with means for regulating the output intensity of the X-ray image intensifier Mistake. Here, for example, a high-voltage control of the X-ray image intensifier tube can be used or a channel amplifier plate can be used. Filters such as gray or polarization filters can also be used for this purpose. are used with which the light beam emerging from the X-ray image intensifier is regulated can be.

Anhand der Zeichnung wird nachstehend eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert.A preferred embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

In der Zeichnung enthält eine Röntgenuntersuchungsanordnung einen Röntgenstrahier 1 zum Erzeugen eines Röntgenstrahlenbündels 2, das ein zu untersuchendes Objekt 3 durchstrahlt und eine Röntgenbildverstärkerröhre 4 zum Auffangen des bildtragenden Röntgenstrahls 2. Die hier dargestellte Röntgenbildverstärkerröhre hat ein hohles Eintrittsfenster 5, das vorzugsweise aus einem Metall wie Titan oder Aluminium besteht, und ein faseroptisches Austrittsfenster 6. In dieser Röhre befindet sich ein Leuchtschirm 7, der vorzugsweise aus mit Th oder Na aktiviertem CsI besteht, das auf einem Träger 8 angebracht ist. Der Csl-Schirm ist vorzugsweise mit einer Struktur gemäß US-PS 38 25 763 versehen. Durch die Verwendung der dort beschriebenen Schirmstruktur wird durch die eingebaute Säulenstruktur ein optimales Auflösungsvermögen erreicht, weil keine Querstreuung von Lumineszenzlicht in der Schicht auftritt, während gleichzeitig eine hohe Röntgenabsorption erreicht wird, weil die Schichtdicke verhältnismäßig groß gewählt werden kann, beispielsweise 200 bis 300 μίτι. Gegebenenfalls unter Zwischenfügung einer Trennschicht ist auf dem Leuchtschirm eine Photokathode 9 angeordnet. Mit Hilfe einer Schirmelektrode 10 zwischen den Elektroden 11 und 12 und einer Elektrode 13 wird ein Elektronenstrahl, der vom Lumineszenzlicht in der Photokathode erzeugt wird, auf einem Leuchtschirm 14 abgebildet, der vorzugsweise direkt auf dem Austrittsfenster angebracht ist. Die Helligkeitsregelung der Röntgenbildverstärkerröhre kann beispielsweise auf an sich bekannte Weise durch Variation der Hochspannung zwischen der Photokathode 9 und dem Austrittsschirm 14 ermöglicht werden. Vorteilhaft dabei ist die Verwendung einer Röntgenbildverstärkerröhre mit einer dicken Metallschicht an der Innenseite des Ausgangsleuchtschirms, wie in der US-PS 37 74 038 beschrieben, oder durch das Zuordnen eines Kanalplattenverstärkers zwischen der Photokathode und dem Ausgangsleuchtschirm. Die Verwendung einer Kanalverstärkerplatte bietet den Vorteil, daß die Hochspannung nicht variiert zu werden braucht, sondern daß man mit einer verhältnismäßig geringen Variation einer über die Kanalplatte zuzuführenden Spannung auskommen kann.In the drawing contains an X-ray examination arrangement an X-ray tracer 1 for generating an X-ray beam 2, the one to be examined Object 3 is irradiated and an X-ray image intensifier tube 4 for collecting the image-bearing X-ray beam 2. The X-ray image intensifier tube shown here has a hollow entry window 5, which is preferably made of a metal such as titanium or aluminum consists, and a fiber optic exit window 6. In this tube there is a fluorescent screen 7, which is preferably consists of CsI activated with Th or Na, which is attached to a carrier 8. The csl screen is preferably provided with a structure according to US Pat. No. 3,825,763. By using the there described The screen structure achieves an optimal resolution due to the built-in column structure, because there is no cross-scattering of luminescent light in the layer, while at the same time a high level X-ray absorption is achieved because the layer thickness can be chosen to be relatively large, for example 200 to 300 μίτι. If necessary with intervening a separating layer, a photocathode 9 is arranged on the luminescent screen. With the help of a shield electrode 10 between the electrodes 11 and 12 and an electrode 13 is an electron beam emitted by the Luminescent light is generated in the photocathode, imaged on a luminescent screen 14, which is preferably is attached directly to the exit window. The brightness control of the X-ray image intensifier tube can for example in a manner known per se by varying the high voltage between the photocathode 9 and the exit screen 14 are enabled. The use of an X-ray image intensifier tube is advantageous here with a thick layer of metal on the inside of the exit phosphor screen, as in the U.S. Patent 37 74 038, or by assigning a channel plate amplifier between the photocathode and the exit screen. The use of a channel amplifier plate has the advantage that the high voltage does not need to be varied, but that with a relatively small variation one over the duct plate to be supplied voltage can get along.

Mit Hilfe eines optischen Systems 20, das zwei Teile 21 und 22 enthält und als Grundoptik oder Tandemoptik bekannt ist, wird ein vom Austrittsfenster ausgestrahltes Bild an einer Auftreffplatte 23 einer Fernsehaufnahmeröhre 24 abgebildet. Das optische System 20 ist vorzugsweise derart ausgeführt, daß zwischen den beiden Teilen 21 und 22 der Strahl parallel ist, hierdurch kann an Ort und Stelle abgeblendet werden, ohne daß eine wesentliche Bildstörung auftritt. Zum Abblenden ist dort eine einstellbare Blende 25 angeordnet, die vorzugsweise automatisch einstellbar ausgeführt ist Ein aus der Fernsehaufnahmeröhre gewonnenes Videosignal kann für die Betrachtung an einem Monitor 26 dargestellt werden.With the help of an optical system 20, which contains two parts 21 and 22 and as a basic optics or tandem optics is known, an image emitted from the exit window is applied to a target 23 of a television pickup tube 24 pictured. The optical system 20 is preferably designed such that between the two parts 21 and 22 the beam is parallel, this allows it to be masked out on the spot without a substantial one Picture disturbance occurs. An adjustable diaphragm 25 is arranged there for dimming, which is preferably automatically adjustable. A video signal obtained from the television pick-up tube can for viewing on a monitor 26.

Erfindungsgemäß ist zwischen dem Austrittsfenster der Röntgenbildverstärkerröhre und der ersten Linse 21 der Grundoptik photoempfindliches Material 27 beispielsweise Filmmaterial einbringbar. In der hier dargestellten Ausführungsform ist dazu ein Filmhalter mitAccording to the invention, there is between the exit window of the X-ray image intensifier tube and the first lens 21 the basic optics photosensitive material 27, for example film material, can be introduced. In the one shown here Embodiment is a film holder with

ίο einer ersten Kammer 28 für neues Filmmaterial und einer zweiten Kammer 29 für belichtetes Filmmaterial aufgenommen. Diese Filmhalter können sowohl eine Filmrolle als auch ein Paket mit Filmfenstern versehener Karten enthalten. Das Filmmaterial ist beispielsweise in Form eines langen Streifens zwischen den beiden verschiebbar. Auch kann mit einzelnen losen Filmblättern gearbeitet werden, die beispielsweise als Fenster in Karten einer Kartei aufgenommen sind, so daß nach der Entwicklung und möglicher weiterer Bearbeitung eine direkte Archivierung und spätere Projektionsmöglichkeit verwirklicht ist. Der Filmträger ist im Raum zwischen dem Austrittsfenster und dem Linsensystem einschiebbar oder einklappbar angeordnet und kann mit Hilfe eines Andruckrings 30 an das Austrittsfenster gedrückt werden. Durch die Kombination eines derartigen Andruckmechanismus mit einer Absaugeanordnung für die Luft zwischen dem Austrittsfenster und dem Filmträger kann ein zuverlässiger direkter Kontakt erhalten werden. Für jede Filmaufzeichnung wird ein Filmträger eingeschoben angedrückt, belichtet und weitergeschoben. Durchaus entsprechend kann auf diese Weise auch in Cinematographic aufgenommen werden. Zum optimalen Belichten des Films wird in einer bevorzugten Ausführungsform die Tatsache ausgenutzt, daß der Filmträger für das aufzuzeichnende Licht immer etwas transparent ist. Das durchgelassene Licht wird beispielsweise in der Fernsehkamera oder in einer Photozelle eingefangen und aus einem daraus gewonnenen Signal wird auf eine an sich bekannte Weise die Belichtungszeit für die Filmaufnahme bestimmt. Mit Hilfe der Blende 25, die vorzugsweise als eine selbsttätig einstellbare Irisblende ausgeführt ist, kann die Menge auf die Fernsehaufnahmeröhre zu projizierenden Lichts geregelt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist daneben ein optisches Element 31, beispielsweise ein Prisma zum Projizieren beispielsweise von Patientendaten auf einem Randteil eines aufzunehmenden Filmbilds, aufgenommen. Durch die Ausführung des optischen Elementes 31 in Form eines Lichtverteilungssystems kann diese Information sowohl auf das Filmmaterial als auch auf die Fernsehaufnahmeröhre projiziert werden. Das Element 31 kann verhältnismäßig klein ausgeführt und derart angeordnet sein, daß der bildtragende Strahl dadurch nicht gestört wird und deshalb keine wesentlichen Durchleuchtungsdaten verloren gehen.ίο a first chamber 28 for new film material and a second chamber 29 for exposed film material. These film holders can be both a Includes film roll as well as a pack of windowed cards. The footage is for example slidable between the two in the form of a long strip. Can also be made with individual loose sheets of film be worked, which are included, for example, as a window in cards of a card index, so that after the Development and possible further processing a direct archiving and later projection possibility is realized. The film carrier can be pushed into the space between the exit window and the lens system or arranged to be foldable and can be pressed against the exit window with the aid of a pressure ring 30 will. By combining such a pressure mechanism with a suction arrangement for the air between the exit window and the film carrier can obtain reliable direct contact will. For each film recording, a film carrier is pushed in, pressed on, exposed and pushed on. Correspondingly, it is also possible to record in Cinematographic in this way. To the optimal Exposing the film is exploited in a preferred embodiment, the fact that the Film carrier is always somewhat transparent for the light to be recorded. The transmitted light becomes, for example captured in the television camera or in a photocell and from a signal obtained from it the exposure time for film recording is determined in a manner known per se. With the help of the aperture 25, which is preferably designed as an automatically adjustable iris diaphragm, the amount can be on the television tube to be projected light can be controlled. In a preferred embodiment, next to it an optical element 31, for example a prism for projecting patient data, for example recorded on an edge part of a film frame to be recorded. Through the execution of the optical Element 31 in the form of a light distribution system can this information both on the film material as can also be projected onto the television pickup tube. The element 31 can be made relatively small and so arranged that the image-bearing beam is not thereby disturbed and therefore not substantially Fluoroscopic data will be lost.

Da in einer Röntgenuntersuchungsanordnung nach der Erfindung die Aufzeichnung direkt vom Austrittsfenster der Röntgenbildverstärkerröhre erfolgt, die einen Durchmesser von beispielsweise 25 mm hat, tritt neben dem Vorteil der hohen Empfindlichkeit weiter noch der Vorteil einer bedeutenden Filmmaterialersparnis auf. Durch die Abwesenheit eines Bildverteilungssystems, das in bekannten Anordnungen jeweils zwischen Durchleuchtung und Aufnahme verschoben werden muß, ist eine Anordnung mit einer höheren Betriebssicherheit verwirklicht.Since in an X-ray examination arrangement according to the invention, the recording directly from the exit window the X-ray image intensifier tube, which has a diameter of 25 mm, for example, occurs In addition to the advantage of high sensitivity, there is also the advantage of a significant saving in film material on. Due to the absence of an image distribution system, each in known arrangements must be shifted between fluoroscopy and recording, is an arrangement with a higher operational reliability realized.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. X-ray examination arrangement with an X-ray image intensifier with a fiber optic Exit window, an optical image transmission system and a television circuit, characterized in that that a sheet or roll of film between the optical system and the X-ray image intensifier (4) can be inserted and pressed against the exit window (14) of the X-ray image intensifier.

2. X-ray examination arrangement according to claim I _1, characterized in that the optical image transmission system (20) combines a compact structure with optimal image transmission

3. X-ray examination arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that for the Exposure control for a recording to be recorded one that is transmitted by the recording material Part of the light beam is used.

4. X-ray examination arrangement according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that that in the optical image transmission system an optical element (31) for projecting codes onto the film recording material (27) and / or onto the target (23) of the television pickup tube (24) is included.

5. X-ray examination arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that the fiber-optic exit window is a second, interchangeably arranged fiber-optic Window is assigned.

6. X-ray examination arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that the gain of the X-ray image intensifier can be regulated.

7. X-ray examination arrangement according to claim 6, characterized in that between a Photocathode of the X-ray image intensifier and an output phosphor screen a channel plate intensifier is recorded.

8. X-ray examination arrangement according to claim 6, characterized in that the exit screen of the X-ray image intensifier on the inside is provided with a metal layer with an electron transfer which, when the Operating voltage decreases to half of a nominal value by at least about a factor of 10.

9. X-ray examination arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that the recording material for image recording through film material in the form of windows is formed in a card index of matching cards.

10. X-ray examination arrangement according to claim 9, characterized in that the cards Parts of a card index with cards that can be projected directly on an encoded call.