DE9320638U1

DE9320638U1 - X-ray mammography machine

Info

Publication number: DE9320638U1
Application number: DE9320638U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1993-11-26
Filing date: 1993-11-26
Publication date: 1994-10-27
Anticipated expiration: 2003-11-27

Description

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Beschreibung
Mammographie-RöntgengerätDescription
Mammography X-ray machine

In der Röntgen-Mainmographie werden Film-Folienkombinationen verwendet. Nachteilig ist dabei der Entwicklungsprozeß und der Zeitverzug, bis die Bilder zu Verfügung stehen. Es sind auch Mammographie-Röntgengeräte bekannt, die einen CCD-Wandler für die verzögerungsfreie digitale Bilderzeugung aufweisen. Diese Röntgengeräte haben aber ein kleines Bildfeld, auf dem nicht die gesamte Mamma abgebildet wird.In X-ray mammography, film-foil combinations are used. The disadvantage is the development process and the time delay until the images are available. There are also mammography X-ray machines that have a CCD converter for delay-free digital image generation. However, these X-ray machines have a small image field on which the entire breast is not imaged.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mammographie-Röntgengerät zu schaffen, das ve:rzögerungsfrei digital Bilder der gesamten Mamma erzeugt. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen .The invention is based on the object of creating a mammography X-ray device that generates digital images of the entire breast without delay. This object is achieved according to the invention by the features of patent claim 1. Details and further developments of the invention emerge from the subclaims.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. They show:

FIG 1 ein Mammographie-Röntgengerät nach der Erfindung,FIG 1 a mammography X-ray device according to the invention,

FIG 2-4 verschiedene Bewegungsphasen des Röntgengeräts gemäß FIG 1,FIG 2-4 different movement phases of the X-ray device according to FIG 1,

FIG 5-7 Bewegungsvarianten zu den FIG 2-4, undFIG 5-7 Movement variations to FIG 2-4, and

0 FIG 8 und 9 zwei mögliche Abtastbewegungen für ein Röntgengerät nach der Erfindung.0 FIGS 8 and 9 two possible scanning movements for an X-ray device according to the invention.

In der FIG 1 ist eine Röntgenröhre 1 dargestellt, von deren Focus ein Röntgenstrahlenbündel ausgeht, das durch eine in Richtung des Pfeils 2 bewegliche Schlitzblende 3 fächerförmig eingeblendet wird. In Strahlenrichtung gesehen nach der Schlitzblende 3 ist eine feststehende Blende 4 angeordnet.FIG. 1 shows an X-ray tube 1, from whose focus an X-ray beam emanates, which is inserted in a fan shape by a slit diaphragm 3 that moves in the direction of arrow 2. A fixed diaphragm 4 is arranged after the slit diaphragm 3 in the direction of the beam.

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Dann folgt das Objekt 5, nämlich eine Mamma, und danach ein Strahlendetektor 6.Then comes object 5, namely a breast, and then a radiation detector 6.

Der Strahlendetektor 6 ist zellenförmig ausgebildet, wobei die Zeilenrichtung senkrecht zur Zeichenebene liegt. Er besteht aus einem Szintillator 7 oder einer Reihe von Szintillatoren, mit dem ein TDT-CCD-Bildaufnahmesystem 8 (Time Delay and Integration) in optischem Kontakt steht. Die Szintillatoren 7 können CsI:T1-Szintillatoren sein. Das Bildaufnahmesystem 8 ist an einer Elektronik 9 angeschlossen, die die Bildwiedergabe auf einem Monitor 10 bewirkt.The radiation detector 6 is designed in the form of a cell, with the row direction being perpendicular to the plane of the drawing. It consists of a scintillator 7 or a series of scintillators, with which a TDT-CCD image recording system 8 (Time Delay and Integration) is in optical contact. The scintillators 7 can be CsI:T1 scintillators. The image recording system 8 is connected to an electronic system 9, which displays the image on a monitor 10.

Die Abtastung des Objekts 5 erfolgt in folgender Weise:The scanning of object 5 is carried out in the following way:

Die Bewegung der Schlitzblende 3 in Richtung des Pfeils 15 (FIG 2) beginnt, bevor das eingeblendete, fächerförmige Röntgenstrahlenbündel 12 das Objekt 5 erreicht. Dadurch erreicht man, daß die Bewegung einen eingeschwungenen Zustand angenommen hat, bevor das fächerförmige Röntgenstrahlenbündel 12 0 bildwirksam wird. Bewegungsungleichmäßigkeiten führen nämlich zu inkonstanter Strahlenexposition und damit zu BildhelligkeitsSchwankungen. Das Strahlenbündel 12 beginnt gemäß FIG 3 das Objekt 5 abzutasten, sobald es an der Blende 4 passieren kann. Es durchdringt das Objekt 5 und wird vom Szintillator in Licht umgewandelt, welches im Bildaufnahmesystem 8 durch inneren Photoeffekt in den Pixeln elektrische Ladungen hervorruft. Im ersten Teil der Abtastung des Objekts 5 (FIG 2) wird weder der Strahlendetektor 6 bewegt, noch wird eine Ladungsverschiebung im Strahlendetektor 6 durchgeführt. Diese Vorgänge starten erst, wenn der vordere Teil des Strahlenbündels 12 beginnt, den Bildaufnahmebereich zu verlassen (FIG 4). Dann startet auch die Bewegung des Strahlendetetors 6 in Richtung des Pfeils 13 synchron zur Bewegung der Schlitzblende 3 in Richtung des Pfeils 15. Die elektrische Ladungsverschiebung im Bildaufnahmesystem 8 erfolgt synchron dazu entsprechend dem Pfeil 14 in FIG 4.The movement of the slit diaphragm 3 in the direction of arrow 15 (FIG 2) begins before the inserted, fan-shaped X-ray beam 12 reaches the object 5. This ensures that the movement has reached a steady state before the fan-shaped X-ray beam 12 0 becomes effective in the image. Irregularities in movement lead to inconsistent radiation exposure and thus to fluctuations in image brightness. According to FIG 3, the beam 12 begins to scan the object 5 as soon as it can pass the diaphragm 4. It penetrates the object 5 and is converted by the scintillator into light, which causes electrical charges in the pixels in the image recording system 8 through the internal photoelectric effect. In the first part of the scanning of the object 5 (FIG 2), neither the radiation detector 6 is moved nor is a charge shift carried out in the radiation detector 6. These processes only start when the front part of the beam 12 begins to leave the image recording area (FIG 4). Then the movement of the beam detector 6 in the direction of arrow 13 also starts synchronously with the movement of the slit diaphragm 3 in the direction of arrow 15. The electrical charge shift in the image recording system 8 takes place synchronously with this according to arrow 14 in FIG 4.

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Das Objekt 5 wird also, beginnend an der Brustwand, abgetastet. Durch simultane mechanische Bewegung und entgegengerichtete Ladungsverschiebung resultiert das für TDI übliche virtuelle Stillstehen des Bildes in den Ladungsspeiehern des Bildaufnähmesystems 8.The object 5 is scanned, starting at the chest wall. Simultaneous mechanical movement and opposite charge displacement result in the virtual standstill of the image in the charge storage devices of the image recording system 8, which is typical for TDI.

Die geschilderten Bewegungen können auch invers ablaufen, d.h. die Abtastung des Objekts 15 kann entgegengesetzt dem Pfeil 13 in Richtung zur Brustwand erfolgen, wobei dann die Ladungsverschiebung entgegengesetzt zum Pfeil 14 erfolgt.The described movements can also be carried out in reverse, i.e. the scanning of the object 15 can be carried out opposite to the arrow 13 in the direction of the chest wall, whereby the charge displacement then takes place opposite to the arrow 14.

Wesentlich für die Steuerung gemäß FIG 2-4 ist, daß die Schlitzblende 3 bei abgeschattetem Strahlendetektor 6 anläuft und daß die Bewegungs- und Ladungsverschiebung des Strahlendetektors 6 erst beginnt, wenn dieser vom Strahlenbündel 12 vollständig abgetastet worden ist.It is essential for the control according to FIG 2-4 that the slit diaphragm 3 starts when the radiation detector 6 is shaded and that the movement and charge shift of the radiation detector 6 only begins when it has been completely scanned by the beam 12.

Bei der Variante gemäß den FIG 5-7 ist das Strahlenbündel zu Beginn der Bildaufnahme exakt, auf den Strahlendetektor 6 0 ausgerichtet und appliziert Strahlung, bis der Strahlendetektor 6 die gewünschte Aussteuerung erreicht hat. Zur Belichtungssteuerung kann es vorteilhaft sein, die Röntgenstrahlung zu unterbrechen, danach den Strahlendetektor 6 auszulesen und die Dauer der Röntgenbelichtung nach der Aussteuerung des Strahlendetektors 6 zu steuern.In the variant according to FIGS 5-7, the beam is precisely aligned with the radiation detector 6 0 at the beginning of the image acquisition and applies radiation until the radiation detector 6 has reached the desired level. For exposure control, it can be advantageous to interrupt the X-ray radiation, then read the radiation detector 6 and control the duration of the X-ray exposure after the radiation detector 6 has been controlled.

Nachdem der Strahlendetektor 6 die nötige Röntgendosis erhalten hat {FIG 5), wird die Blende 4 in Richtung des Pfeils eingefahren und die Abtastbewegung des Röntgenstrahlenbündels 12 beginnt. Die fortschreitende ,Abtastbewegung ergibt sich aus der FIG 7.After the radiation detector 6 has received the necessary X-ray dose {FIG 5), the diaphragm 4 is retracted in the direction of the arrow and the scanning movement of the X-ray beam 12 begins. The progressive scanning movement is shown in FIG 7.

Ein Vergleich der FIG 2-4 mit den FIG 5-7 ergibt folgendes:A comparison of FIGS 2-4 with FIGS 5-7 shows the following:

FIG 2 zeigt die wesentlichen Teile des Mammographie-Röntgengerätes gemäß FIG 1 vor dem Start.FIG 2 shows the main parts of the mammography X-ray machine according to FIG 1 before starting.

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FIG 3 zeigt den Beginn der Durchstrahlung, bei dem sich nur die Schlitzblende 3 bewegt.FIG 3 shows the beginning of the radiation transmission, where only the slit diaphragm 3 moves.

FIG 4 zeigt das Übergehen der Durchstrahlung in den kontinuierlichen Betrieb.FIG 4 shows the transition of the irradiation into continuous operation.

Bei der Variante gemäß den FIG 5-7 zeigt die FIG 5 den ersten Schuß, die FIG 6 die Vorbereitung zum kontinuierlichen Betrieb und die FIG 7 den kontinuierlichen Betrieb. 10In the variant according to FIGS 5-7, FIG 5 shows the first shot, FIG 6 shows the preparation for continuous operation and FIG 7 shows the continuous operation. 10

FIG 8 zeigt die Unterseite des Röntgengerätes gemäß FIG 1 mit den Strahlendetektor 6.FIG 8 shows the underside of the X-ray machine according to FIG 1 with the radiation detector 6.

Der Strahlendetektor 6 bewegt sich senkrecht zur Brustwand, d.h. die Fächerebene des Strahleinbündels 12 liegt quer zur axialen Richtung des Objekts 5, die Bewegung in Richtung des Pfeils 13 erfolgt in axialer Richtung.The radiation detector 6 moves perpendicular to the chest wall, i.e. the fan plane of the beam bundle 12 is transverse to the axial direction of the object 5, the movement in the direction of the arrow 13 takes place in the axial direction.

Bei der Variante gemäß FIG 9 kann die Blende 4 entfallen. Der Strahlendetektor 6 und die Fächerebene des Röntgenstrahlenbündels 12 erstrecken sich in axialer Richtung und die Abtastbewegung erfolgt quer zu dieser axialen Richtung des Objekts 5 in Richtung des Pfeils 17. Bei dieser Variante ist die erforderliche Detektorlänge gegenüber der FIG 8 kürzer.In the variant according to FIG 9, the aperture 4 can be omitted. The radiation detector 6 and the fan plane of the X-ray beam 12 extend in the axial direction and the scanning movement takes place transversely to this axial direction of the object 5 in the direction of the arrow 17. In this variant, the required detector length is shorter than in FIG 8.

Das fächerförmige Röntgenstrahlenbündel 12 wird über das Objekt 5 geschwenkt. Die Röntgenstrahlung wird eingeschaltet, bevor das Röntgenstrahlenbündel 12 das Objekt 5 erreicht. Die Röntgenaufnahme ist beendet, sobald das Röntgenstrahlenbündel 12 das Objekt 5 komplett verlassen hat.The fan-shaped X-ray beam 12 is swung over the object 5. The X-ray radiation is switched on before the X-ray beam 12 reaches the object 5. The X-ray exposure is finished as soon as the X-ray beam 12 has completely left the object 5.

Die thermische Belastung der Röntgenröhre 1 kann dadurch gemindert werden, daß diese mit der Abtastbewegung mitgeschwenkt wird (Pfeil 18 in FIG 1). Da hierbei der Focus Il unter konstantem Winkel zum Objekt 5 gehalten werden kann, 5 ist es ohne negative Auswirkungen auf die Bildschärfe möglich, eine größere Brennfleckbreite auf der Röntgenröhrenanode zu realisieren als bei feststehender RöntgenröhrenanodeThe thermal load on the X-ray tube 1 can be reduced by swiveling it along with the scanning movement (arrow 18 in FIG 1). Since the focus II can be kept at a constant angle to the object 5, it is possible to achieve a larger focal spot width on the X-ray tube anode than with a fixed X-ray tube anode without negatively affecting the image sharpness.

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1. Dadurch verringert sich die Flächenbelastung der Röntgenröhrenanode und man kann bei gleicher Anodentemperatur eine höhere elektrische Leistung applizieren.1. This reduces the surface load of the X-ray tube anode and a higher electrical power can be applied at the same anode temperature.

Die Variante gemäß den FIG 5-7 unterscheidet sich von der Variante gemäß den FIG 2-4 dadurch, daß die Steuerung derart erfolgt, daß der Strahlendetektor 6 nach einen ersten Schuß durch Verstellen der Blendenplatte 4 abgedeckt und danach synchron mit der Schlitzblende 3 verstellt wird, wobei die Ladungsverschiebung gleichzeitig mit dem Beginn dieser Verstellung gestartet wird. Die Blendenplatte 4 ist also im Gegensatz zu den FIG 2-4 nicht ortsfest sondern verstellbar.The variant according to FIGS. 5-7 differs from the variant according to FIGS. 2-4 in that the control is carried out in such a way that the radiation detector 6 is covered after a first shot by adjusting the diaphragm plate 4 and is then adjusted synchronously with the slit diaphragm 3, with the charge displacement being started at the same time as this adjustment begins. The diaphragm plate 4 is therefore not stationary but adjustable, in contrast to FIGS. 2-4.

Bei dem TDI-CCD-Bildaufnahmesystem 8 erfolgt die Ladungsver-Schiebung mit einer Geschwindigkeit V]_ entgegen der mechanischen Bewegung mit der Geschwindigkeit V2. Wenn beide Geschwindigkeiten gleich sind, resultiert ein scharfes Projektionsbild. In the TDI-CCD image recording system 8, the charge displacement occurs at a speed V]_ opposite to the mechanical movement at the speed V2. If both speeds are the same, a sharp projection image results.

&bgr; ·&bgr; ·

Claims

GR 93 G 3639 DE * I · · * ··, . ·..; Protection claims

1. Mammography X-ray device with a movable slit diaphragm (3) for displaying a fan-shaped beam of rays (12) that can be moved over a recording field, and with a cell-shaped radiation detector (6) that can be adjusted synchronously with the beam of rays (12) and which consists of at least one scintillator (7) with a TDI-CCD image recording system (8) that is in optical contact with it. 10

2. Mammography X-ray device according to claim 1 with a fixed aperture plate (4) and a control such that the slit aperture (3) starts when the radiation detector (6) is shaded and the movement and charge displacement of the radiation detector (6) only begins when it has been completely scanned by the beam (12).

3. Mammography X-ray device according to claim 1 with an adjustable aperture plate (4) and a control such that the radiation detector (6) is covered after a first shot by adjusting this aperture plate (4) and is then adjusted synchronously with the slit aperture (3), the charge displacement being started simultaneously with the start of this adjustment.

4. Mammography X-ray device according to claim 1, in which the plane of the beam (12) and the radiation detector (6) are oriented in the axial direction to the object (5).

5. Mammography X-ray device according to one of claims 1-4, in which the X-ray tube (1) is pivoted during the movement of the slit diaphragm (3).