DE3346868C2 - Röntgenstrahlensystem zur radiologischen Untersuchung eines Gegenstandes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Röntgenstrahlensystem zur radiologischen Untersuchung eines Gegenstands, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiges System ist bereits aus der DE 77 10 947-U bekannt. Bei dem bekannten System wird das Auftreten von Streustrahlung durch eine synchron mit der genannten Röntgenstrahlenblende bewegte weitere Röntgenstrahlenblende zwischen Objekt und Konverter vermindert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Streustrahlung auf einem anderen Wege zu vermindern und gleichzeitig die Belastung der Röntgenstrahlenquelle zu minimieren.

Erfindungsgemäß wird ein Röntgenstrahlensystem gemäß Anspruch 1 angegeben.

Die optoelektronische Einrichtung umfaßt Lichtpunktabtasteinrichtungen, die den Abbildungsbereich abtasten und das Sekundärbild in entsprechende elektrische Signale umwandeln. Lichtpunktabtasteinrichtungen sind beispielsweise Fernsehkameraröhren oder aus Halbleitern aufgebaute Photodiodenanordnungen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Aus der nachveröffentlichten EP 00 83 465 A1 ist bereits ein Röntgenstrahlensystem bekannt, bei dem Blenden durch synchron rotierende Scheiben mit sektorialen Ausschnitten gebildet sind, wobei eine Blende zwischen Konverter und optoelektronischer Einrichtung vorgesehen ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 ein Röntgenstrahlensystem bei welchem gegenständliche Teile, einschließlich der sich bewegenden Blenden schematisch dargestellt sind,

Fig. 2 eine Ansicht entlang der Strahlenachse von Fig. 1 und

Fig. 3 eine Stirnansicht einer einstellbaren Blende.

In dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Röntgenstrahlensystem ist die Röntgenstrahlenquelle der Brennpunkt X auf der Anode a einer Röntgenstrahlenröhre XT. Von der Quelle X verläuft ein pyramidenförmiger oder konischer Strahl B auf einer Strahlungsachse A1 durch die Position P eines Gegenstands, z. B. ein menschlicher Patient, auf einem für Röntgenstrahlen durchlässigen Tragtisch T. Unter der Patientenposition P ist ein Röntgenstrahlenkonverter R vorgesehen, der einen auf Röntgenstrahlen ansprechenden Abbildungsbereich IA mit der Breite W aufweist. Typischerweise ist der Konverter ein Scintillationsschirm, der nach Empfang von Röntgenstrahlen eine sichtbare Sekundärstrahlung emittiert. Das Sekundärstrahlungsbild im Bereich IA wird auf der Achse A1 durch eine optoelektrische Einrichtung aufgenommen, die einen der vorher erwähnten Lichtpunktabtaster, z. B. eine Video-Kameraröhre VT, umfaßt, welcher das Sekundärbild in elektrische Videosignale umwandelt, die dem zu untersuchenden Gegenstand entsprechen, und ebenfalls ein Linsensystem L1 umfaßt, welches das Sekundärbild auf die lichtempfindliche Oberfläche am Empfangsende der Röhre VT projiziert. Das Sekundärbild kann auch durch Faseroptiken zu einer Photodiodenanordnung bzw. Photodiodenmatrix projiziert werden.

Die Röntgenstrahlenröhre XT ist in einem ersten Wagen bzw. Schlitten 2 montiert, der auf einem Hauptrahmen 1 zu der Patientenstellung P hin und von dieser weg hin- und herbeweglich ist. Der Empfänger R und die optoelektronische Einrichtung VT und die Linse L sind in einem zweiten Schlitten 3 montiert, der in ähnlicher Weise auf dem Hauptrahmen 1 hin- und herbeweglich gelagert ist. Der Patiententisch T ist üblicherweise unabhängig vom Hauptrahmen 1 und den Schlitten 2, 3 gelagert.

Der Röntgenstrahl B wird teilweise durch eine für Röntgenstrahlen undurchlässige Blende unterbrochen, die eine erste rotierende Scheibe D1 umfaßt, welche typischerweise vier für Röntgenstrahlen durchlässige Schlitze oder Fenster W1 aufweist. Nach Fig. 2 sind die Fenster W1 sektorial angeordnet und blenden einen abtastenden Röntgenstrahl F aus, während die Scheibe D1 den übrigen Teil des konischen Strahls B von dem Empfänger R abdeckt. Die Fenster können jedoch auch parallelseitige rechtwinklige Schlitze in einem Band sein, welches sich durch den Röntgenstrahl B linear oder hin- und herbewegt. Nachfolgend bezieht sich der Begriff "Fensterbreite" auf die mittlere Breite eines sektorialen Fensters oder die konstante Breite eines rechtwinkligen Fensters. Eine ähnliche, jedoch größere, drehende Scheibe D2 mit vier lichtdurchlässigen Fenstern W2 ist zwischen der Linse L und der Videoröhre VT vor der Bildebene der Linse L angeordnet. Die zwei Scheiben D1, D2 werden auf einer gemeinsamen Achse A2 durch Synchronmotoren M1 bzw. M2 gedreht. Nach Fig. 2 sind die Fenster W1, W2 der Scheiben optisch überlagert, derart, daß die Fenster W2 der zweiten Scheibe, wenn die erste Scheibenmaske D1 mittels einer Geschwindigkeitssteuerung 5, die geregelte Wechselstromleistungsklemmen p taktet, synchron angetrieben wird, den sekundären Bildbereich IA abtasten, und zwar im wesentlichen gleichzeitig mit dem Abtasten desselben Bereichs durch die Fenster W1 der ersten Scheibe. Die X-Y-Ablenkschaltung 4 für die Videoröhrenabtasteinrichtung ist ebensfalls mit den Synchronsteuerklemmen p verbunden, so daß deren Abtastvorgang mit der Blendenbewegung koordiniert ist. In Verbindung mit einem Scintillationsschirm mit sehr kurzer Bildhaltung erfolgt das Abtasten durch die Videoröhre im wesentlichen gleichzeitig mit dem Abasten durch die Blenden. Jedoch kann die Empfangseinrichtung auch einen Sekundärbildspeicher umfassen.

Die Röntgenröhre XT wird durch eine elektronische Röntgenstrahlen- Freigabesteuerung 7 errregt, die durch den Motor M1 mit den Leistungsklemmen p verbunden ist. Aus Gründen der Darstellung ist ein mechanisches Äquivalent der elektronischen Steuerung dargestellt. Das Äquivalent umfaßt einen Drehnocken 6, welcher einen Schalter S synchron mit der Scheibe D1 schließt, derart, daß die Röntgenstrahlen-Freigabesteuerung 7 die Röntgenröhre XT in Abhängigkeit von dem Schließen des Schalters S im wesentlichen nur während den Zeiten erregt, wenn die Röntgenstrahlen-Blendenfenster W1 für Röntgenstrahlen zu dem Bildbereich IA der Empfangseinrichtung durchlässig sind, und nicht erregt, wenn sich der übertragene bzw. durchgelassene Strahl außerhalb des Bildbereichs befindet, wodurch die Leistungsanforderungen und die gestreute Röntgenstrahlung auf ein Minimum herabgesetzt wird.

In Fig. 3 ist eine zusammengesetzte Scheibe 15 dargestellt, die bevorzugt die erste Scheibe D1 nach den Fig. 1 und 2 ersetzt. Die zusammengesetzte Scheibe 15 umfaßt zwei überlagerte Scheiben 16 und 17, von denen die eine Scheibe 16 mit der durch den Motor M1 angetriebenen Welle 11 fest und die andere Scheibe 17 mit einem Schlitz 12 auf der Welle durch einen Sprengring 13 drehbar befestigt ist. Während die eine Scheibe 17 relativ zur anderen Scheibe gedreht werden kann, sind die zwei Scheiben normalerweise miteinander durch eine Senkschraube 14 verriegelt, die durch eine Scheibe 16 mittels Gewinde hindurchgreift und die andere gegen eine Relativbewegung festhält. Die entsprechenden Scheiben 16 und 17 weisen jeweils beispielsweise vier relativ breite Sektorialfenster 18 und 19 auf, die einen Winkel von einigen wenigen Grad bis nahezu 90° umfassen können. Die Fenster der beiden Scheiben überlappen sich, um schmalere Sektorial-Röntgenstrahlfenster W1* zu begrenzen, die durch beide Scheiben offen und durch Relativdrehung der Scheiben 16 und 17 einstellbar sind.

Wenn die Fensterbreite verringert wird, muß die Leistung der Röntgenstrahlenröhre zu ihrer Betriebsgrenze erhöht werden, um die erforderliche Röntgenstrahlendosis aufrechtzuerhalten. Andererseits führt eine Vergrößerung der Fensterbreite zu einer Vergrößerung des Anteils der gestreuten Röntgenstrahlen, die weder von dem Gegenstand absorbiert noch linear übertragen werden, wobei die auf den Empfänger R fallenden gestreuten Röntgenstrahlen den Kontrast und die Auflösung reduzieren und das Sekundärbild auf dem Röntgenstrahlempfänger vermindern bzw. verschlechtern.

Das vorstehend beschriebene System ermöglicht eine optimale Bestrahlung von Gegenständen, isnbesondere menschlichen Patienten, mittels einem oder mehreren Röntgenstrahlen- Abtastungen. Es setzt die gesamte Röntgenstrahlendosis für den Gegenstand auf ein Minimum herab und optimiert zur selben Zeit die nutzbare, zu dem Strahlungsempfänger übertragenen Strahlung, während die an die Röntgenröhre angelegte Spannung innerhalb ihrer Nennspitzen- Auslegung gehalten wird.

Claims (3)

1. Röntgenstrahlensystem zur radiologischen Untersuchung eines Gegenstandes, mit
einer Röntgenstrahlenquelle (X), die durch den Gegenstand hindurch auf einen Röntgenstrahlenkonverter (R) strahlt, der nach Empfang von Röntgenstrahlen Licht emittiert,
einer beweglichen Röntgenstrahlen-Blende (D1) zwischen Quelle (X) und Gegenstand und
einer optoelektronischen Einrichtung (VT), die das emittierte Licht aufnimmt,
dadurch gekennzeichnet, daß eine synchron mit der Röntgenstrahlen- Blende bewegliche Licht-Blende (D2) zwischen Konverter (R) und optoelektronischer Einrichtung (VT) vorgesehen ist und daß die Röntgenstrahlen-Blende (D1) eine Einrichtung zur Einstellung der Blenden-Breite (W1) aufweist.

2. Röntgenstrahlensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blenden (D1, D2) durch rotierende Scheiben (D1; D2) mit sektorialen Ausschnitten gebildet sind.

3. Röntgenstrahlensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Einstellung der Blenden-Breite (W1) durch zwei überlagerte Scheiben (16, 17) gebildet ist, die einander überlappende Sektorialfenster (18, 19) aufweisen.