DE967411C - Einrichtung zum Erzeugen und Verstaerken eines Roentgenleuchtschirmbildes - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Erzeugen und Verstärken eines Röntgenleuchtschirmbildes Bei der medizinischen Röntgendiagnostik ist d.ie Leuchtdichte auf dem von der Röntgenbestrahlung angeregten Bildschirm so: gering, daß der Arzt längere Zeit benötigt, um seine Augen entsprechend zu adaptieren. Eine wesentlich größere Bild#helligkeit läßt sich dadurch erzielen, daß man zwischen den Röntgenschirm und den Beobachter einen Bildwandler schaltet. Bei diesem lösen die vom Röntgenleuchtschirm kommenden Photonen aus der Kathode Elektronen aus. Diese Elektronen werden durch eine Spannung von etwa 2o kV beschleunigt, ihre Energie wird also beträchtlich erhöht. Die Leuchtdichte des von diesen Elektronen angeregten Leuchtschirmes (Betrachtungsleuchtschirm) kann deshalb größer sein als diejenige des von der Röntgenstrahlung angeregten Leuchtschirmes. Eine weitere Steigerung der Leuchtdichte, des Betrachtungsleuchtschirmes ist durch eine verkleinerte elektronenoptische Abbildung der belichteten Kathodenfläche auf den Betrachtungsleuchtschirm möglich;.
• Die Leuchtdichte des Röntgenleuchtschirmes, die durch den Bildwandler erhöht werden soll, kann aber nicht beliebig klein sein. Maßgebend für die untere Grenze und sehr wichtig für die Kontrastwiede:rgabe der Lichtverstärkung ist die Leuch:tdichte, die auf dem Betracihtun gsschirm vorhanden ist, wenn die, Kathode nicht belichtet isst. Allgemein nennt man diese Leuchtdichte Untergrundleuchtdichte. Sie ist bedingt durch Feldemission und thermische Emission der Kathode bzw. anderer Systemteile. Bei Anregung des Leuehtschirmes du!rch Röntgenstrahlung wird deren größerer Teil nicht in der Leuchtstoffscbi,cht absorbiert, sondern bewirkt direkt oder indirekt durch Photoelektronen eine weitere Aufhellung des Betrachtungsleuchtschirmes.
• Man erreicht erfindungsgemäß bei gleicher Röntgenstrahlendosi:s auf dem Objekt eine wesentliche Steigerung der Leuchtdichte auf dem Be--trachtun:gssehirm des Bildwandlers durch eine impulsförmige Durch!strahlun:g des Objektes mit Röntgenstrahlen, synchronisiert mit einem impulsförmigen Betrieb des Bildwandlers, wobei. die Leuchtdichte, die durch Störeinflüsse auf dem Leuichtschirm hervorgerufen wird, nicht im gleichen Verhältnis wie die Gesamtleu chtdichte gesteigert ist. Die dem Bildinhalt entsprechende Leuchtdichte wird bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag bevorzugt.
• Der Kontrastumfang C eines Bildes (Objekt-Kontrastumfang) wird als Logarithmus des Verhältnisses der Leuchtdichte der hellsten Stelle B", zu der Leuchtdichte der dunkelsten Stelle Bo defi- Bei Nebenlichtern oder Störeffekten mit der Leuchtdichte Bb sinkt der Kontrastumfang auf den Wert Die Unterschiedsempfindlichkeit des menschlichen Auges ist durch den Ausdruck definiert, worin d B durch die notwendige Änderung der Leuchtdichte einer Bildstelle, bestimmt ist, die zur Unterscheidung dieser Stelle gegen die Umgebung erforderlich ist. Die Unterschiedsempfindlichkeit hängt wesentlich von der Leuchtdichte B ab, sie liiegt bei B = io-3 asb bei 1,5, bei B = i asb bei io und bei B = io3 asb bei 6o.
• Unter vereinfachten Voraussetzungen kann man aus Kontrastumfang und Unterschiedsempfindlichkeit für einen bestimmten Le:uchtdiehtebereich einer leuchtenden Fläche mit der mittleren Leuchtdichte B die Zahl n der wahrnehmbaren Hell.i:gkeitsabstufungen nach der Formel berechnen. Die Leuchtdichten des Bildwandlerbetrachtungsschirmes sind etwa proportional der auf das Objekt fallenden Bestrahlungsstärke des Röntgenlichtes. Dies gilt jedoch nur für die Leuchtdichten B. und B.. Der Anteil der Un.tergrundhelligkeit Bb, der auf die Auslösung von Photoelektronen durch Röntgenstrahlen in Bildwandler verursacht wird, steigt zwar ebenfalls mit wachsender Bestrahlungsstärke an, der durch- thermische Emission und Feldemission bedingte Anteil ist im Impulsbetrieb jedoch der gleiche wie bei. einer Dauerdurchleuchtung. Die gesamte Untergrundhelligkeit nimmt daher weniger als proportional mit der Bestrahlungsstärke des Röntgenlichtes zu, so daß der Wert hei Erhöhung der Bestrahlungsstärke größer wird und damit auch die Zahl n der wahrnehmbaren Helligkeitsabstufungen zunimmt.
• Dadurch, daß durch Erhöhung von B, und B. der Leuchtdichtebereich nach höheren Werten hin verschoben wird, ist für die Anzahl der wahrnehmbaren Helligkeitsabstufungen eine größere Unterschiedsempfindlichkeit maßgebend. Der Nenner der rechten. Seite der Formel (3) wird daher kleiner, was ebenfalls zu einer Kontraststeigerung beiträgt.
• Erfolgt die Röntgendurchleuchtung mit zeitlich konstanter Bestrahlungsstärke El (z. B. in W/cm2) während der Zeit T, so@ erfolgt eine Bestrahlung L = E1 . T. Wählt man dagegen z. B. einen Impulsbetrieb mit einer Impulszeit von 1/aoo Sekunde bei 30 Impulsen pro Sekunde, so@ muß die Bestrahlungsstärke pro Impuls iomal höher als bei kontinuierlicher Durchleuchtung sein, wenn man die gleiche Bestrahlung L erzielen will. Fo.rmelmäßig ergibt sich für die erhöhte Bestrahlungsstärke bei gleichbleibender Bestrahlung gegenüber der kontinuierlichen Durchleuchtung der Wert worin ya die Anzahl der Impulse während der Zeit T und t die Impulsdauer bedeuten. Bei periodischer Impulsfolge bedeutet dies, daß bei einem Impulsdauer/ Impulsfolgezeit-Verhältnis von i : a. der Impuls, betrieb mit a-fach erhöhter Bestrahlungsstärke erfolgen muß (Impulsfolgezeit = Impulsdauer/ Pausendauer).
• Es ist zwar bekannt, Röntgenröhren impulsförmig zu betreiben, und es ist auch bekannt, einen auf Ultrarotlicht oder sichtbares Licht ansprechenden Bildwandler mit Lichtimpulsen zu erregen. Die Erfindung betrifft derngegenüber aber eine Einrichtung, bei der sowohl die Strahlenquelle für die einfallende Strahlung als auch die Bildverstärk-ungseinrichtung impulsförmig betrieben werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zum Erzeugen eines Röntgenleuchtschirmbildes bei impulsförmigem Betrieb der Röntgenröhre bei einer gegenüber der Strahlungsstärke bei kontinuierlicher Bestrahlung erhöhten Impulsstrahlungsstärke, vorzugs.-weise bei einem Impulsdauer/Impulsfolgezeit-Verhältnis von i : a mit a-fach erhöhter Bestrahlungsstärke, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Bildwandlers zum Verstärken des Leuchtschirmbildes der Bildwandler synchron mit der Röntgenstrahlenquelle impulsförmig betrieben wird. In Betracht gezogene Druckschriften Deutsche Patentschriften Nr. 499 167, 688 385; »Naturforschung und Medizin in Deutschland«, B d. 15, Teil I, S.99.