DE69925393T2 - Zweidimensionale Bildaufnahmevorrichtung - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein zweidimensionales Bildaufnahmegerät, und sie betrifft insbesondere ein auf Röntgenstrahlfotografie angepasstes zweidimensionales Bildaufnahmegerät.
• Stand der Technik
• 1 der beiliegenden Zeichnung stellt schematisch ein auf Röntgenstrahlphotografie angepasstes bekanntes Bildaufnahmegerät dar, das ein fluoreszierendes Element (beispielsweise einen Szintillator 1) zum Umwandeln von Röntgenstrahlen 101 in Strahlen von sichtbarem Licht, photoelektrische Wandler 2a zum Umwandeln von sichtbarem Licht in elektrische Signale, ein die photoelektrischen Wandler 2a tragendes Substrat 2b, ein das Substrat 2b stützendes Basiselement 7, Schaltungsbaugruppen 5a, 5b zum Verarbeiten von durch die photoelektrische Umwandlung erzeugten elektrischen Signalen, mit den Schaltungsbaugruppen verbundene Leitungen sowie ein die vorstehend angeführten Bauteile enthaltendes Gerätegehäuse 8 umfasst.
• Das unter den photoelektrischen Wandlern 2a angeordnete Substrat 2b (nachstehend einfach als Substrat bezeichnet) ist typischer Weise aus Glas ausgebildet, weil es nicht mit den photoelektrischen Wandlern aus Halbleitern chemisch reagieren soll, der hohen Temperatur des Halbleiterausbildungsablaufs widerstehen soll, und eine Stabilität in den Abmessungen aufrechterhalten soll. Das fluoreszierende Element 1 wird durch Aufbringen eines fluoreszierenden Materials aus einer Metallverbindung auf eine Harzplatte hergestellt. Die Lücke, welche das fluoreszierende Element 1 und die photoelektrischen Wandler 2a trennt, muss auf einen ausreichend kleinen Wert (typischer Weise weniger als einige zehn Mikrometer) bezüglich der Größe der Bildelemente der photoelektrischen Wandler 2a gehalten werden, und in den meisten Fällen werden das fluoreszierende Element 1 und das Substrat 2b miteinander verbunden. Es sei angemerkt, dass sich bei 1 die photoelektrische Wandlereinheit 102 auf eine Baugruppe aus einem fluoreszierenden Element 1, eine feuchtigkeitsundurchlässige Schicht 6 und andere auf dem Substrat 2b angeordnete Elemente bezieht.
• Wenn die photoelektrischen Wandler 2a feuchtigkeitsbeständig sein müssen, kann das fluoreszierende Element 1 und die photoelektrischen Wandler 2a von einer feuchtigkeitsundurchlässigen Schicht und röntgenstrahldurchlässigen Schicht 6 umgeben und hermetisch versiegelt sein. Sodann werden sie verbunden und sicher an dem Basiselement 7 gehalten, sowie in dem Gerätegehäuse 8 platziert, womit der Vorgang zum Zusammenbau des Bildaufnahmegeräts für Röntgenphotographie abgeschlossen ist.
• Derartige Bildaufnahmegeräte werden im Stand der Technik als stationäre Geräte für Röntgenphotographie verwendet. In letzter Zeit gab es jedoch eine steigende Nachfrage für leichte, kompakte und tragbare Bildaufnahmegeräte, die an rasche Bildgebungsvorgänge zum Erzeugen feiner Bilder angepasst sind.
• Zusätzlich muss ein Bildaufnahmegerät mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration das Substrats 2b und andere verbundene Bestandteile gegen Stöße schützen, die während des Transports darauf einwirken, und das Gerät muss außerdem als Ganzes gegen Deformationen geschützt werden, die von der äußeren Belastung (hauptsächlich dem Gewicht der zu photographierenden Person) des Gerätes während der Röntgenstrahlphotographievorgänge verursacht werden können. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, muss das Gerätegehäuse 8 strukturell sehr robust sein, wobei diese Notwendigkeit, robust zu sein, den Versuch der Verkleinerung und Reduzierung des Gewichtes des Gerätes blockiert.
• In Anbetracht der vorstehend beschriebenen Umstände liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Bildaufnahmegerät für Röntgenstrahlphotographie bereitzustellen, das zur Absorption äußerer Einwirkungen und möglicher resultierender Deformationen wie etwa Verbiegungen des Gehäuses strukturell angepasst ist, so dass das Innere vor Schaden geschützt ist und intakt bleibt, falls das Gehäuse durch eine äußere Belastung deformiert wird.
• Erfindungsgemäß wird die vorstehende Aufgabe gelöst, indem ein zweidimensionales Bildaufnahmegerät mit einem Gerätegehäuse bereitgestellt wird, das eine photoelektrische Wandlereinheit mit einer Lichtempfangsoberfläche, die durch eine Vielzahl von auf einem Substratelement ausgebildeten photoelektrischen Wandlern ausgebildet ist, sowie einen auf dem photoelektrischen Wandlern angeordneten fluoreszierenden Körper darin enthält, dabei ist die photoelektrische Wandlereinheit auf einem Basiselement angeordnet, das unmittelbar an dem Gerätegehäuse fixiert ist, wobei das Gerätegehäuse eine obere Platte aufweist, die von der Lichtempfangsoberfläche der photoelektrischen Wandlereinheit beabstandet angeordnet und dieser zugewandt ist, und wobei die obere Platte weniger steif als das Basiselement ist.
• Vorzugsweise ist die obere Platte nachgiebig, und kann somit ihre ursprüngliche Position nach einer Deformation wieder einnehmen.
• Vorzugsweise ist das Ausmaß der Deformation der oberen Platte in Reaktion auf das Aufbringen einer Last auf die obere Platte größer als das Ausmaß der Deformation des Substratelementes.
• Vorzugsweise wird eine Schockabsorptionseinrichtung zwischen der photoelektrischen Wandlereinheit und dem Gehäuse angeordnet. Die Schockabsorptionseinrichtung kann beispielsweise Behälter umfassen. Diese Behälter können Gas in einem versiegelten Zustand enthalten. Die Behälter können beispielsweise Luftsäcke sein.
• Das vorstehend beschriebene zweidimensionale Bildaufnahmegerät kann ferner eine Schaltungsbaugruppe zum Verarbeiten von elektrischen Signalen von den photoelektrischen Wandlern umfassen, die ebenfalls in dem Gerätegehäuse enthalten sind, wobei eine Kühlflüssigkeit in einem versiegelten Zustand zumindest in den in unmittelbarem Kontakt mit den auf der Schaltungsbaugruppe angeordneten elektronischen Teilen gehaltenen Behältern enthalten ist.
• Bei dem vorstehend beschriebenen Gerät werden nämlich Einwirkkräfte, denen durch ein Verbiegen der oberen Platte nicht vollständig widerstanden wird, durch das steifere Basiselement absorbiert, das mit dem Gerätegehäuse fixiert ist.
• Für Bildgebungsgeräte für die Röntgenstrahlphotographie ist es vorbekannt, dass sie einen Behälterkörper mit einer Vorderwand oder einem Oberabschnitt aufweisen, der sich in Reaktion auf aufgebrachte Einwirkkräfte verbiegt. Gemäß der Beschreibung in der US Patentschrift US-A-4 763 346 wird eine photographische Filmkassette als Röntgenstrahlbildgebungsgerät bereitgestellt, bei der eine zwischen Intensivierungsplatten angeordnete Schicht zwischen schwebenden Vorder- und Rückplatten sandwichartig angeordnet ist. Die Baugruppe aus Schicht, Intensivierungsplatten und schwebenden Platten wird gegen die Vorderwand mittels zwischen der schwebenden Rückplatte und der Rückwand des Behälterkörpers angeordneten Federkomponenten gedrückt. Im Falle von eine Verbiegung der Vorderwand des Behälters verursachenden Einwirkkräften bewegt sich die Baugruppe rückwärts gegen den Widerstand der Federkomponenten. Im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Gerät werden die Einwirkkräfte durch das Zusammendrücken der Federkomponenten und nicht durch die Absorption in einem fixierten steifen Körper absorbiert.
• Die Bereitstellung einer zusätzlichen Schockabsorptionseinrichtung ist ebenfalls vorbekannt. Bei der vorstehend angeführten US Patentschrift US-A-4 763 346 wird bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Schichtkassette eine Plastikschaumausbildung zwischen der schwebenden Vorderplatte der Baugruppe und der Vorderwand des Behälterkörpers bereitgestellt.
• Eine andere Einrichtung zur Bereitstellung von Schockabsorption ist in der sowjetischen Patentanmeldung SU-A-306 770 beschrieben. Bei Geräten wie etwa Dosimetern, Radiometern und dergleichen erhält die Schockabsorptionseinrichtung die Gestalt einer unter Druck stehenden hohlen Hülle aus elastischem Material, die zwischen dem Körper des Gerätes und seinen Bestandteilen angeordnet ist. Die hohle Hülle wird mit Flüssigkeit unter Überdruck gefüllt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die Schockabsorptionseinrichtung individuelle Taschen, die miteinander verbunden sind.
• In der beiliegenden Zeichnung zeigen:
• 1 eine schematische Schnittansicht eines zweidimensionalen Bildaufnahmegerätes;
• die 2, 3A, 4 und 5 schematische Schnittansichten eines Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen zweidimensionalen Bildaufnahmegerätes bzw. von drei Hintergrundbeispielen; und
• 3 eine schematische Perspektivansicht des zweidimensionalen Bildaufnahmegerätes gemäß 3A.
• Nachstehend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben, welche ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie Hintergrundbeispiele für ein Bildaufnahmegerät darstellen. Die Erfindung ist jedoch in keiner Weise auf das dargestellte und nachstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, welches zweckmäßig auf verschiedenste Weise abgewandelt werden kann, ohne vom Erfindungsbereich abzuweichen.
• Erstes Ausführungsbeispiel
• 2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. In 2 sind die zu 1 identischen Teile jeweils mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
• Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zumindest die das Gehäuse bildende obere Platte 81 aus einem leicht deformierbaren Material ausgebildet. Folglich verformt sich die obere Platte 1 lediglich innerhalb des Raumes zwischen der oberen Platte 81 und der photoelektrischen Wandlereinheit 102, falls ein kleiner Stoß auf sie einwirkt, so dass der Stoß nicht auf die photoelektrische Wandlereinheit 102 übertragen wird, oder falls er übertragen wird, die Wirkung des Stoßes bedeutend reduziert werden kann.
• Ferner zeigt das die photoelektrische Wandlereinheit 102 starr tragende Basiselement 7 eine größere Steifigkeit (Beständigkeit gegenüber durch Kraftaufbringung bewirkten Deformation), als die der oberen Platte 81, so dass, falls eine Last 201 auf die obere Platte 81 aufgebracht wird, das Ausmaß der Deformation des Basiselementes 7 aufgrund der Last kleiner als das der oberen Platte 81 ist, und daher die Auswirkungen der Last von dem Basiselement 7 getragen werden, um die photoelektrische Wandlereinheit 102 gegen Deformation und Schaden zu schützen.
• Die obere Platte 81 ist vorzugsweise aus einem Material ausgebildet, das äußerst stoßbeständig und nachgiebig ist, so dass es sein ursprüngliches Profil wieder einnehmen kann, sobald die Last oder eine andere äußere Kraft, die auf sie aufgebracht wurde, beseitigt ist. Spezielle Beispiele von Materialien, die für die obere Platte 81 verwendet werden können, beinhalten Kohlenstoff oder Kevlar-verstärktes Harz, Polyamidharz und Polyimidharz. Vor allen anderen wird die Verwendung von Kohlenstofffaser-verstärktem Harz in Anbetracht der Röntgenstrahldurchlässigkeit des Materials stark bevorzugt.
• Erstes Hintergrundbeispiel
• Die 3A und 3B zeigen schematisch ein anderes Bildaufnahmegerät als erstes Hintergrundbeispiel, das nachstehend im Einzelnen beschrieben ist. Gezeigt ist ein fluoreszierendes Element 1, zweidimensional angeordnete photoelektrische Wandler 2a, ein typischer Weise aus Glas ausgebildetes Substrat 2b und eine feuchtigkeitsundurchlässige Schicht 6, wobei die feuchtigkeitsundurchlässige Schicht 6, das fluoreszierende Element 1 und das Substrat 2b miteinander verbunden sind.
• Das Bezugszeichen 5a bezeichnet eine flexible Schaltungsbaugruppe zum Herausführen von Signalen aus den photoelektrischen Wandlern, und das Bezugszeichen 5b bezeichnet eine Schaltungsbaugruppe zur Verarbeitung von Signalen, wobei die Schaltungsbaugruppen geschaltet und auf der Rückoberfläche des Substrats 2b zum Zwecke der Verkleinerung angeordnet sind. Die vorstehend beschriebenen Bestandteile sind typischer Weise aus einer Glasplatte oder einem Halbleitermaterial ausgebildet, und daher sind sie brüchig und schlecht gegenüber einem Stoß beständig.
• Der Raum zwischen den Bestandteilen und dem Gerätegehäuse 8 ist mit Luft oder andere Gasen enthaltenden Behältern 9 im Inneren in einem hermetisch versiegelten Zustand als Schockabsorptionseinrichtung gefüllt. Die Behälter 9 sind aus einem röntgenstrahldurchlässigen Material ausgebildet, um die Positionen der photoelektrischen Wandler 2a relativ zu dem Gerätegehäuse 8 zu definieren, und jegliche lastinduzierte Einwirkung durch die Druckdeformation des inneren Gases zu absorbieren, damit das Substrat 2b und andere brüchige Bestandteile gegenüber einer Einwirkung während des Transports zu schützen.
• Währen eines Röntgenstrahlphotographievorgangs unterliegt das Bildaufnahmegerät 8 der Belastung des zu photographierenden Objekts und kann verbogen oder anderweitig deformiert werden. Die Behälter 9 verteilen jedoch die Last, und verhindern, dass die Last durch einen Teil des Substrats 2b intensiv getragen wird und Schaden nimmt.
• Da das Gerätegehäuse 8 selbst für Röntgenstrahlen durchlässig und von geringem Gewicht sein muss, wie es vorstehend angeführt ist, wird es typischer Weise durch die Kombination aus einer Metallplatte und einem CFRP (carbon-fiber-reinforced plastic – Kohlenstofffaserverstärktes Plastik) ausgebildet, aber die Lastaufnahmekapazität des Gerätegehäuses 8 (das durch Erhöhen der Dicke des Gehäuses unter Vereitelung der Bemühung zur Gewichtsreduzierung verbessert sein kann) muss nicht in besonderer Weise beachtet werden, weil die Behälter 9 als Verstärkung zum Schutz der inneren Bestandteile wirken, wenn sie elastisch deformiert werden.
• Das vorstehend beschriebene zweidimensionale Aufnahmegerät kann außerdem mit einer Schockabsorptionseinrichtung versehen sein, wie etwa von der Art, die nachstehend im Zusammenhang der Hintergrundbeispiele beschrieben ist.
• Zweites Hintergrundbeispiel
• 4 zeigt schematisch ein weiteres Bildaufnahmegerät als zweites Hintergrundbeispiel, das ebenfalls Behälter 9 aufweist, von denen zumindest die in unmittelbarem Kontakt mit den auf der Schaltungsbaugruppe 5b angeordneten elektronischen Teilen 5c gehaltenen dazu ausgebildet sind, eine Kühlungsflüssigkeit 9a in einem hermetisch versiegelten Zustand zu enthalten, damit sie gekühlt werden, weil viele der elektronischen Teile 5c Leistung aufnehmen und Wärme erzeugen. Folglich werden die elektronischen Teile dazu gebracht, Wärme abzustrahlen, so dass Fehlfunktionen der Schaltung aufgrund der Wärme vermieden werden können, und das Gehäuse auf effektive Weise verkleinert werden kann.
• Die eine Kühlungsflüssigkeit 9a im versiegelten Zustand enthaltenden Behälter 9 werden vorzugsweise in Kontakt mit den elektronischen Teilen 5c und gleichzeitig mit dem Gerätegehäuse 8 gehalten. Diese Abschnitte des Gerätegehäuses 8, die in Kontakt mit den zugehörigen Behältern 9 gehalten werden, sind vorteilhafter Weise aus einem thermisch hochleitendem Material wie etwa Metall ausgebildet. Zudem kann das Gerätegehäuse 8 mit (nicht gezeigten) wärmeabstrahlenden Lamellen versehen sein, deren Abmessungen selbstverständlich innerhalb erlaubter Grenzen eingeschränkt sind.
• Drittes Hintergrundbeispiel
• Während das Profil und die Größe der als Schockabsorptionseinrichtungen arbeitenden Behälter 9 nicht besonders beschränkt sind, zeigt 5 einen einzelnen Behälter 9, der auf der Seite zum Empfang der Röntgenstrahlen 101 angeordnet ist, um vollständig oder im Wesentlichen die Lichtempfangsoberfläche der photoelektrischen Wandlereinheit 102 zu bedecken.
• Mit einer derartigen Anordnung kann die mögliche Absorption, falls überhaupt, von Röntgenstrahlen durch den Behälter 9 auf der Lichtempfangsseite entlang der Durchlassrichtung minimiert werden, um die Auflösung der durchgelassenen Röntgenstrahlen zu verbessern.
• Die Behälter 9 können ein gelartiges oder deformierbares festes Material anstelle von Gas oder einer Flüssigkeit enthalten, obwohl die Durchlässigkeit von elektromagnetischen Wellen mit einer gewünschten Wellenlänge sorgfältig bezüglich der Lichtempfangsseite der photoelektrischen Wandlereinheit beachtet werden muss.
• Bildaufnahmegeräte, die auf Röntgenstrahlphotographie angepasst sind, und die vorstehend im Einzelnen beschrieben sind, zeigen eine verbesserte Schockabsorptionseigenschaft und eine erhöhte Lastbeständigkeit, so dass das Gerät weiter verkleinert werden kann, und leichter wird. Folglich ist es nunmehr möglich, ein tragbares zweidimensionales Bildaufnahmegerät zu verwirklichen.

Claims (10)

1. Zweidimensionales Bildaufnahmegerät mit einem Gerätegehäuse (8), das eine fotoelektrische Wandlereinheit (102) mit einer Lichtempfangsoberfläche, die durch eine Vielzahl von auf einem Substratelement (2b) ausgebildeten fotoelektrischen Wandlern (2a) ausgebildet ist, sowie einen auf den fotoelektrischen Wandlern angeordneten fluoreszierenden Körper (1) darin enthält, dabei ist die fotoelektrische Wandlereinheit auf einem Basiselement (7) angeordnet, das unmittelbar an dem Gerätegehäuse fixiert ist, wobei das Gerätegehäuse eine obere Platte (81) aufweist, die von der Lichtempfangsoberfläche der fotoelektrischen Wandlereinheit beabstandet angeordnet und dieser zugewandt ist, und wobei die obere Platte (81) weniger steif als das Basiselement ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, wobei die obere Platte (81) nachgiebig ist, und ihre ursprüngliche Position nach einer Deformation wieder einnehmen kann.
3. Gerät nach Anspruch 1, wobei in Reaktion auf das Aufbringen einer Last auf die obere Platte das Ausmaß der Deformation der oberen Platte (81) in Reaktion auf das Aufbringen einer Last auf die obere Platte größer als das Ausmaß der Deformation des Substratelementes (7) ist.
4. Gerät nach Anspruch 1, wobei eine Schockabsorptionseinrichtung (9; 9, 9a) zwischen der fotoelektrischen Wandlereinheit und dem Gehäuse angeordnet ist.
5. Gerät nach Anspruch 4, wobei die Schockabsorptionseinrichtung Behälter umfasst.
6. Gerät nach Anspruch 5, wobei die Behälter Gas in einem hermetisch versiegelten Zustand enthalten.
7. Gerät nach Anspruch 6, wobei die Behälter Luftsäcke sind.
8. Gerät nach einem der Ansprüche 6 oder 7, ferner mit einer Schaltungsbaugruppe (5b) zum Verarbeiten von elektrischen Signalen von den fotoelektrischen Wandlern (2a), die ebenfalls in dem Bildaufnahmegerät enthalten sind, wobei eine Kühlflüssigkeit (9a) in einem versiegelten Zustand zumindest in den in unmittelbarem Kontakt mit den auf der Schaltungsbaugruppe angeordneten elektronischen Teilen (5c) gehaltenen Behältern (9) enthalten ist.
9. Gerät nach Anspruch 1, wobei die obere Platte (81) aus Harz ist.
10. Gerät nach Anspruch 9, wobei das Harz ein mit Karbonfasern verstärktes Harz enthält.