DE3151570A1

DE3151570A1 - Roentgenbildkonverter

Info

Publication number: DE3151570A1
Application number: DE19813151570
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Phys. Dr. 8520 Erlangen Heinrich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-12-28
Filing date: 1981-12-28
Publication date: 1983-07-07
Also published as: JPS58121874A; FR2519179A1

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 81 P 5129 DE

Röntgenbildkonverter

Die Erfindung betrifft einen Rontgenblldkonverter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs·^;/1_w, Röntgenbildwiedergabeeinrichtungen dieser Art sind · etwa .vorbekannt aus der EP-OS 00 22 564.

Die Erzeugung flächenhafter Röntgenbilder mit hoher Kontrast- und hoher Ortauflösung, die -im wesentlichen nur dosisbegrenzt sind, wird z.Z. hauptsächrich nach zwei Methoden erreicht. Dies sind die Computer-.Radiografie (CR) und die Ausleuchtung eines in einem phosphoreszierenden Leuchtstoff eingespeicherten Strahlenreliefs. Nach der erstgenannten Methode wird das zu untersuchende Objekt mit einem fächerförmigen Strahl durchleuchtet und die Signale mit einem linearen Detektorarray registriert. Dazu braucht man aber eine besondere Gerätschaft. Der Aufwand ist deswegen und wegen der hohen Zahl der Detektoren und Verstärker - ca. 500 bis 1000 Stück - sehr hoch. Die Abtastzeit (-10 see) des zu untersuchenden Bereiches ist im Vergleich zu Normalaufnahmen (ms-Bereich) relativ lang. Nachteilig ist auch, daß die Röntgenröhre wegen der großen Abtastzeit extrem hoch belastet wird und daß wegen der zur Aufnahme erforderlichen Zeit Bewegungsunschärfen im Bild auftreten können.

Zudem ist die in Perioden (schwarz-weiß) pro mm (Per/mm) anzugebende Ortsauflösung,'d.h. 0,5 bis 1 Per/mm in Beziehung zu 4 bis 8 Per/mm der Normalaufnahme, auf relativ niedrige Werte begrenzt..

Bei der zweiten Methode, der Ausleuohtung eines Phospho-' reszenzschirms, entsteht nach dem, etwa aus obengenann-

Kn 5 Kof / 18.12.1981

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ter Offenlegungsschrift bekannten Verfahren ein hoher Lichtverlust zwischen dem Leuchtschirm und einem daran angeschlossenen Registriersystem, das etwa aus einem Elektronenvervielfacher (EV) bestehen kann. Dies führt zu einem erhöhten Rauschen, da nur wenige Lichtquanten per Röntgenquant im Eingang des EV absorbiert werden, wenn man sowohl den Leuchtschirm als auch den Elektronenvervielfacher unbewegt läßt und den Abtaststrahl bewegt. Bringt man den Fotovervielfacher sehr nahe an den Leuchtschirm, so muß dieser oder der EV bewegt werden, da sonst der Raumwinkel zwischen emittierendem Element und EV stark ortsabhängig und das Signal vignettiert wird. Zweckmäßig wäre es, den Leuchtschirm zu bewegen. Er kann dazu z.B. um eine Trommel gelegt sein, die gedreht und zugleich in Achsrichtung bewegt wird. Von Nachteil ist dabei, daß auch dabei ein erheblicher Anteil des Signals verloren geht und daß zusätzlich hoher mechanischer Aufwand erforderlich wird.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei einem Röntgenbildkonverter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 eine einfache Anordnung anzugeben, die hohe Signalausbeute erlaubt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Fatentan-Spruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Die Gegenstände der Unteransprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.

Durch die Verwendung eines Aufbaus, der aus einer röntgendurchlässigen Elektrode, einer darauf aufgetragenen Röntgenphosphoreszenzleuchtschicht. d.h. einer bei Bestrahlung mit Röntgenstrahlen Fotoelektronen speichern-* den Schicht, und einer auf dieser gegenüber dem Phosphoreszenzlicht empfindlichen Fotohalbleiterschicht sowie einer auf diese Schicht folgenden Elektrode besteht, wobei wenigstens eine Elektrode und gegebenenfalls 'zu-

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sätzlich die Halbleiterschicht für auf die Phosphoreszenzschicht ausleuchtend wirkendes Licht durchlässig ist, wird eine Anordnung erhalten, bei der kein Lumineszenzlicht durch einen Abstand zwischen einer Aufnahmeanordnung und der Leuchtschicht verloren geht, well die Halbleiterschicht direkt auf,der Phosphoreszenzschicht liegt. Andererseits ist die Zuordnung einfach und sicher, weil sie schon alleine durch das Aufeinanderauftragen erhalten wird. Als Material für die Speicherschicht ist z.B. Bariumfluorchlorid (BaF₅Gl;Eu) anwendbar, das mit Europium aktiviert ist. Der Fotohalbleiter kann aus der Gruppe der organischen Halbleiter etc. ausgewählt sein. Auch Oxide, Sulfide,,Selenide von Zink und Arsen sind anwendbar, ebenso Silizium und Galliumarsenid. Während die Speieherschicht zur ausreichenden Umsetzung der Röntgenstrahlen einige 100/um dick sein sollte, braucht die Halbleiterschicht nur Licht absorbieren und dazu etwa 10 bis 20/um dick zu sein.

Die Wiedergabe eines in der Phosphoreszenzschicht eingespeicherten Röntgenbildes kann etwa so durchgeführt werden, daß der Leuchtschirm/mit einem flächenhaften, für einen IR-Strahl durchsichtigen Fotohalbleiter kombiniert wird, indem z.B. der Leuchtstoff zusammen mit einem Bindemittel auf den ebenen Fotoleiter sedimentiert wird. Diese Kombination wird"dann nach Einspeicherung des Bildes mittels eines Laserstrahls abgetastet'. An den: Elektroden kann dabei die aus der Abtastung r.esul ti er ende Folge von Bildsignalen-abgenommen werden..Ihre Sichtbarmachung kann in einer an sich bekannten Röntgenfern-seheinrichtung erfolgen.

Als Ausleuchtmittel kann außer einem Laserabtaster etwa ein zur Abtastung geeignetesLumiheszenzdioden-Array verwendet werden, dessen Lumineszenzdioden schrittweise

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abtastend weitergeschaltet· werden. Die durchsichtige Elektrode am Fotohalbleiter kann auch vielfach unterteilt sein, z.B. in Streifen, wenn die Kapazität dieses Fotoleiters so groß ist, daß ein zusätzliches Rausehen auftritt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungs"beispiele weiter erläutert, 10

In der Figur I.ist schematisch in einem Übersichtsschaubild eine erfindungsgemäße Anordnung dargestellt und

in der Figur 2 eine Schichtung, bei welcher die

Abtastung mittels einer Anordnung - von Lumineszenzdioden eriolgen kann.

In der Figur 1 ist mit 1 eine als Röntgenröhre dargestellte Röntgenstrahlenquelle bezeichnet, von der ein Röntgenstrahlenbündel 2 ausgeht, welches einen Patienten 3 durchstrahlt und. dann auf eine Aufnahmeschichtung 4 trifft. Diese besteht aus einer röntgendurchlässigen Trägerplatte 5, einer darauf aufgetragenen, etwa aus mit Europium aktiviertem Bariumfluorchlorid (BaF₅Cl:Eu) bestehenden und einige 100 /u starker] Phosphoreszenzschicht 6, auf v/elcher eine Halbleiterschicht ruht, die beiderseits lichtdurchlässige Elektroden 8 und 9 trägt. Der Elektrode 9 ist außerdem in Abstand eine . Laserabtasteinrichtung 10 zugeordnet.

An "den Elektroden 3 und 9 liegen Leitungen 11a unr 11b, die über einen Widerstand 12 mit einer Gleichstromquelle 13 verbunden sind. Die Leitungen 11a und 11b führen außerdem zu einem Verstärker 14, der mit einer Fernseh-

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Wiedergabeeinrichtung verbunden ist, die in der Figur als Leuchtschirm 15 symbolisiert ist.

Von der Quelle 1 aus wird mittels des Röntgenstrahlenbündeis 2 der Körper des Patienten 3 durchstrahlt und in der Phosphoreszenzschicht 6 ein dem so erhaltenen
Durchleuchtungsbild entsprechendes Energierelief gespeichert. Hierauf wird über die Leitungen 11a und 11b die Spannung der Spannungsquelle 13 angelegt, so daß

beim Ausleuchten mittels eines von der Quelle 10 ausgehenden Strahls 16, der abtastend über die für ihn
durchlässige Elektrode 9 geführt wird, in den Leitungen 11a und 11b ein Signal ableitbar ist, welches dadurch entsteht, daß durch den Strahl 16 die in der

Schicht 6 gespeicherte Energie in Form von Licht ausgelöst wird. Dieses Licht erzeugt dann wiederum in Übereinstimmung mit seiner Intensität in der Schicht 7 eine elektrische Leitfähigkeit, die wegen des aus 13 angelegten elektrischen Feldes zu dem Signal führt. Dieses kann dann in aus Fernseheinrichtungen bekannter Weise über einen Verstärker 14 auf dem Leuchtschirm 15 sichtbar gemacht werden. In dieser Fernseheinrichtung, die in der Figur 1 mit 17 bezeichnet ist, können außerdem noch nicht gesondert dargestellte, an sich bekannte Mittel zur Veränderung von Helligkeit, Kontrast etc. untergebracht sein, um eine entsprechende Anpassung des Bildes an bestimmte Voraussetzungen zu bewirken.

In der Figur 2 ist der Schichtung 4 anstatt der Abtastlichtquelle 10 ein Leuch'tdioden-Array 20 zugeordnet,
dessen einzelne Leuchtdioden 21,über zwei Elektrodenstreif ensysteme 22 von einem Ansteuergenerator 23 aus angesteuert, in abtastender Aufeinanderfolge eingeschaltet werden können. Die übrige Wirkungsweise stimmt mit derjenigen von Figur 1 überein.

Claims

- 4 - VPA 81 P 5129 DE Patentansprüche

rl) RöntgenMldkonverter mit einem Röntgenphosphoreszenzleuchtschirm, dem Mittel zur abtastenden Ausleuchtung zugeordnet sind, sowie eine Vorrichtung zur Umwandlung der so erhaltenen Bildsignalfolge in ein sichtbares Bild, dadurch gekennzeichnet, daß der Phosphoreszenzleuchtschirm an einer gegenüber dem Phosphoreszenzlicht empfindlichen Fotohalbleiter.schicht liegt, daß dieser Fotohalbleiter sich zwischen zwei Elektroden befindet und daß die dem Leuchtschirm zugeordnete Schichtung wenigstens von einer Seite dem Zutritt eines abtastenden Ausleuchtstrahls zugänglich ist.

2„ Röntgenbildkonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die der Leuchtschicht anliegende Elektrode für das Abtastlicht durchlässig ist.
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3. Röntgenbildkonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Halbleiterschicht sowie die ihr außen anliegende Elektrode für das Abtastlicht durchlässig sind.

4. Röntgenbildkonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als den Leuchtschirm umfassende Schichtung des Ausleuchtstrahl erzeugers ein Leuchtdioden-Array vorgesehen ist.