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Einrichtung für die Röntgendurchleuchtung oder bzw. und die Herstellung
von Röntgenaufnahmen Einrichtungen für die Röntgendurchleuchtung und für die Herstellung
von Röntgenaufnahmen sind allgemein bekannt und werden auf den verschiedensten Gebieten
verwendet. Die Wirkungsweise dieser Einrichtungen beruht darauf, daß die von der
Röntgenröhre ausgehende Strahlung in dem zu durchleuchtenden Gegenstand (meist einem
Teil des menschlichen Körpers) mehr oder weniger absorbiert und zerstreut wird.
In einem Querschnitt des austretenden Strahlenbündels wird also die Intensität an
den verschiedenen Stellen unterschiedlich sein. Diese Intensitätsunterschiede können
beobachtet bzw. registriert oder auf einem Leuchtschirm aufgefangen werden, der
die örtlichen Intensitätsunterschiede des Röntgenstrahlenbündels in örtliche Helligkeitsschwankungen
des Leuchtschirmes umwandelt. Durch Anordnung einer lichtempfindlichen Emulsion
kann man nach Belieben die örtlichen Schwankungen der Helligkeit des Leuchtschirmes
der Reihe nach in Dichtigkeitsunterschiede der photographischen Platte umwandeln.
Bei diesen bekannten Einrichtungen wird
die Röntgenstrahlenenergie
somit direkt in Lichtstrahlenenergie umgewandelt; diese Umwandlung erfolgt in den
fluoreszierenden kleinen. Kristallen des Leuchtschirmes. Bei der Verwendung dieser
bekannten Einrichtungen für medizinische und andere Zwecke ergibt sich die Schwierigkeit,
daß die Empfindlichkeit des Leuchtschirmes verhältnismäßig klein ist, so daß die
Strahlendosis bei der Aufnahme bzw. die Strahlenintensität bei der Durchleuchtung
ziemlich groß sein muß. Infolgedessen sind dem Arzt hinsichtlich der Anzahl 'der
Aufnahmen ' bzw. Durchleuchtungen; die er von einem Patienten machen kann, enge
Grenzen gesetzt.
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Ein noch größerer Nachteil der geringen Empfindlichkeit besteht in
.der geringeren Schärfe des Röntgenbildes, die durch den erforderlichen größeren
Brennfleck der Röntgenröhre, durch die längere Belichtungszeit und durch die größere
Intensität der Streustrahlen hervorgerufen wird. Diese Schwierigkeiten stellen gleichzeitig
eine erhebliche Behinderung bei der Entwicklung von neuen Techniken, wie z. B. der
Röntgenkinematographie, dar.
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Ein seit -einiger Zeit bekanntes Verfahren, bei gern das Licht des
Leuchtschirmes auf eine Photokathode einwirkt, die elektronenoptisch auf einen zweiten
Fluoreszenzschirm abgebildet wird, gibt zwar ein lichtstarkes Bild; jedoch bleibt
man an das Auflösungsvermögen des Fluoreszenzschirmes gebunden. Ein weiterer Nachteil
dieses Verfahrens besteht darin, daß die Eigenschaften der Elektronenoptik eine
starke Beschränkung des abzubiddenden Schirmformates. verlangen. Weiterhin ist bereits
eine Einrichtung zur Erfassung von Röntgenstrahlen verschiedener Intensität mit
Hilfe von Glimmlampen, mit automatischer Löschung bekanntgeworden; eine größere
Anzahl von solchen Glimmlampen sollen hier zu einem Auffangschirm zu-. sämmengesetzt
werden, welche dann zur Erfassung der Röntgenstrahlen verwendet werden kann. Auch
ist ein Verfahren zur Umwandlung von mittels Röntgenstrahlen erzeugten Bildern.in
mittels Lichtstrahlen erzeugte Bilder bekanntgeworden. Die Zerlegung des ersten
Bildes und die Zusammenstellung des zweiten Bildes soll hier mittels synchron umlaufender
Blenden, ähnlich wie bei Fernsehanlagen, erfolgen. Auch diese bekannten Verfahren
haben keinen Eingang in die Praxis gefunden. Um das durch die Röntgenstrahlen erzeugte
Bild längere Zeit festzuhalten, benötigt man bei allen bis jetzt bekannten Verfahren
eine photographische Platte oder Film. Das bedeutet, daß letzten Endes die höchstmögliche
Empfindlichkeit des Aufnahmeverfahrens durch die Lichtempfindlichkeit der photographischen
Schicht bestimmt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein empfindlicheres Verfahren
zu finden, um die Intensitätsunterschiede des Röntgenstrahlenbündels zu beobachten
und zu registrieren, wobei die erforderliche Intensität und Dosis wesentlich kleiner
als bisher ist. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für die Röntgendurchleuchtung
oder bzw. und die Herstellung von Röntgenaufnahmen, bei der hinter dem zu durchleuchtenden
Gegenstand eine Anzahl für Röntgenstrahlen empfindlicher Elemente angeordnet ist,
welche steuernd auf einen durch eine Hilfsenergiequelle gelieferten Energiestrom
einwirken,. und bei der Mittel vorgesehen sind, um die Schwankungen in diesem Energiestrom
zu registrieren oder zu beobachten. Erfindungsgemäß besteht jedes von den für Röntgenstrahlen
empfindlichen Elementen aus einer IoniGationskammer mit einem eingebauten kleinen-
Elektroskop. Mit der Einrichtung gemäß--der Erfindung erzielt man einen großen Zuwachs
an Empfindlichkeit, weil die Röntgenstrahlenenergie, welche für die Steuerwirkung
des. Elektnoskops benötigt wird, viel kleiner ist als, die Energie, die notwendig
ist, um die gebräuchlichen kleinen Kristalle zum Fluoreszieren zu bringen. Dieser
Gewinn an Empfindlichkeit ermöglicht die Anfertigung von Aufnahmen mit sehr geringer
Strahlendosis, wodurch der obenerwähnte Verlust an .Bildschärfe, der sich bei den
bisher gebräuchlichen Aufnahmeverfahren notwendigerweise zeigt, vermieden wird.
Außerdem kann von einem Patienten eine Vielzahl von Aufnähmen und Durchleuchtungen
gemacht werden, ohne daß die höchstzulässige Strahlendosis überschritten wird. Die
bisher noch ziemlich stark beschränkten Möglichkeiten für die Anwendung der Röntgenkinematographie
können daher bei Anwendung einer Einrichtung gemäß der Erfindung sehr erweitert
werden.
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Ein weiterer. Vorteil der Einrichtung gemäß der Erfindung besteht
darin, daß man bei Verwendung einer Lichtquelle als Hilfsenergiequelle diese Lichtquelle
so stärk machen kann, daß für die Registrierung von sehr feinkörnigem Material mit
kleiner Lichtempfindlichkeit Gebrauch gemacht werden kann. Infolgedessen können
ohne Einbuße an Schärfe die Aufnahmen au# kleinem Format gemacht werden was im Vergleich
zu den bisher bekannten Röntgenaufnahmeverfahren eine große Ersparnis an. Kosten
für das photographische Material bedeutet. .
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung, bei welcher -ein breites Röntgenstrahlenbündel
verwendet werden kann, welches den ganzen Gegenstand gleichzeitig durchstrahlt,
und zweckmäßig eine große Anzahl strahlenempfindlicher Elemente in Gestalt der Ionisationskammern
mit eingebauten kleinen Elektroskopen angeordnet ist, arbeitet wie die bekannten
Röntgeneinrichtungen, wobei jedoch die für Röntgenstrahlen empfindlichen Lumineszenzkristalle
des Schirmes durch strahlenei'npfindliche Elemente elektrischen Charakters ersetzt
sind. Die Schärfe der »Abbildung« wird hierbei durch die Größe dieser Elemente bestimmt.
Aus technischen Gründen wird man diese Elemente nicht zu klein machen wollen, Die
Unschärfe braucht jedoch deshalb nicht größer zu werden, weil man den Abstand zwischen
Brennfleck und Element groß wählen kann. Wenn man beispielsweise eine Unschärfe
von nicht mehr als o,25 mm auf i m Abstand vom Brennfleck verwirklichen will, jedoch
die Elemente nicht kleiner sein können als beispielsweise
q. mm
im Durchmesser, so kann dies dadurch erreicht werden, daß die Elemente in einem
Abstand von
vom Brennfleck angeordnet werden, wobei der zu durchstrahlende Gegenstand an seinem
Ort verbleibt. Die Empfindlichkeit ist dabei unverändert geblieben.
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Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung bestimmt die Intensität der
auf die Ionisationskammern fallenden Röntgenstrahlen, wie stark die Elektroskope
geladen oder entladen werden. Eines der beweglichen Teile Beines jeden, Elektroskops
wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einer spiegelnden Schicht
versehen, welche auf sie fallende Lichtstrahlen zu reflektieren vermag. Wenn man
auf alle Elektroskope Licht fallen läßt, dann wird jedes das Licht in einer bestimmten
Richtung reflektieren, welche von der Stellung des Spiegels abhängt, die wiederum
durch die Röntgenstrahlenintensität an der betreffenden Stelle bestimmt ist.
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Ein Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung gemäß der Erfindung ist
perspektivisch in Fig. 1 schematisch dargestellt. Der zu durchleuchtende Körper
7 befindet sich zwischen der Röntgenröhre 8 und einem Raster g, welches aus einer
Vielzahl kleiner Elektrometer io besteht; eines von diesen Elektrometern ist schematisch
in größerem Maßstab in Fig. 2 gezeichnet. Jedes von den kleinen Elektrometern io
hat eine durchscheinende Vorderwand i i, die parallel zu der Vorderfläche des ganzen
Rasters verläuft, und ferner die undurchsichtigen Wände 12 (hinten), 13 (unten),
1q. (oben), 15 und 16 (seitlich). Im Innern befindet sich ein dünnes Glimmerplättchen
17, das lediglich an seinem Rand 18 festsitzt, im übrigen- j edoch verhältnismäßig
beweglich ist. Dieses Plättchen ist auf beiden Seiten metallisiert, z. B. mit Aluminium
gespritzt. Die dem Plättehen 17 gegenüberliegende Rückwand 12 ist an ihrer Innenseite
mit einer leitenden Schicht versehen, die zusammen mit der auf der Innenseite des
Glimmerpfättehens befindlichen Aluminiumschicht einen Kondensator bildet. Der Raum
innerhalb der sechs Wände des Elektrometers ist mit einem durch Röntgenstrahlen
ionisierbaren Gas gefüllt. Wenn der Kondensator geladen wird, so wird das Glimmerplättchen.17
:durch die anziehende Kraft zwischen den beiden Kondensatorbelägen nach innen gebogen
werden. Wenn nun das Gas durch die einfallende Röntgenstrahlung mehr oder weniger
leitend wird, so wird die anziehende Kraft und damit die Duschbiegung des Glimmerplättchens
in dem Verhältnis verringert, wie der Kondensator durch das leitend gewordene Gas
entladen wird.
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Von einer Lichtquelle ig werden nun Lichtstrahlen durch die durchscheinende
Wand i i auf das Plättchen 17 geworfen und von diesem reflektiert. Die Richtung
der von dem Plättchen reflektierten Lichtstrahlen hängt von der Stellung (Duschbiegung)
des Plättchens und demnach von der an der betreffenden Stelle vorhandenen Röntgenstrahlenintensität
ab. Ein Auge 26, welches auf das ganze Raster io schaut, wird demnach die örtlichen
Unterschiede der Röntgenstrahlenintensität wahrnehmen; derweil kann gegebenenfalls
auch eine photograp'hisdhe Aufnahme gemacht werden.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß man das so
hergestellte »Bild« einige Stunden stehenlassen kann (abhängig von: dem Isolationswiderstand
des zwischen den beiden Elektroden -des Elektroskops befindlichen Materials), beispielsweise,
um es mehreren Personen zeigen zu können. Auch braucht man nicht sofort während
der Durchleuchtung des Körpers 7 eine. photographische Aufnahme des Rasters io zu
machen, sondern kann dies später zu einem geeigneten Zeitpunkt tun. Vorteilhaft
ist fernerhin, daß der Mechanismus des kleinen Elektrometers mit ionisierbarem Gas
keine Einschränkung hinsichtlich der Dauer der Röntgenstrahlung verlangt.
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Die beschriebene Einrichtung ermöglicht auf sehr billige Art und Weise
die Herstellung von Aufnahmen. Da man die .Lichtquelle ig stark machen und bzw.
oder lange photographische Belichtungszeiten zulassen kann, ist man in der Lage,
sehr unempfindliches Aufnahmematerial mit großem Auflösungsvermögen zu verwenden.
Infolgedessen kannman kleine Aufnahmeformate benutzen und dadurch die Aufnahmekosten
senken, ohne daß die Wahrnehmbarkeit von Einzelheiten des Bildes verringert wird.
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Die Fig.3 stellt eine andere Ausführungsform für das kleine Elektrometer
dar. Hier sind zwei durchsichtige Wände 2i ( vorn) und 22 (hinten) vorgesehen, während
die anderen Wände undurchsichtig sind. Ein Glimmerplättchen 23 ist an seiner einen
Seitenkante 2q. befestigt und steht der mit einer leitenden Schicht versehenen Wand
25 gegenüber. Nachdem die Röntgenbestrahlung. stattgefunden hat, wird von einer
Lichtquelle 26 ein Lichtstrahl auf das spiegelnde Plättchen 23 geworfen. Das reflektierte
Licht tritt in Abhängigkeit von der Stellung des Plättchens 23 in größerem oder
geringerem Maße aus der Vorderwand 21 aus und wird von dem Auge 27 des Beobachters
wahrgenommen. Diese Anordnung hat gegenüber der in Fig. 2 dargestellten den Vorteil,
daß die Röntgenstrahlenrichtung und das elektrische Feld in dem Kondensator aufeinander
senkrecht stehen. Infolgedessen ist die Dicke der in der Röntgenstrahlenrichtung
liegenden Schicht des ionisierbaren Gases nicht von der Größe der Kapazität des
Kondensators abhängig, der durch die Teile 23.und 25 gebildet wird. Für beide Größen
kann man daher unabhängig voneinander die günstigsten Werte wählen.