NL1002466C2 - Röntgenbeeldinrichting. - Google Patents

Description

Titel: Röntgenbeeldinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een röntgenbeeldinrichting van het type waarbij het te vormen röntgenbeeld wordt opgebouwd met behulp van een langwerpige röntgendetector, die invallende röntgenstraling kan omzetten 5 in een lichtbeeld, en die in bedrijf in een huis van de inrichting een aftastbeweging uitvoert in een richting dwars op de lengterichting van de langwerpige röntgendetector.

Een dergelijke röntgenbeeldinrichting kan bijvoorbeeld een inrichting voor spleetradiografie zijn, zoals 10 bijvoorbeeld beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 8303156. Bij een dergelijke inrichting voor spleetradiografie wordt een voorwerp of een patiënt afgetast met behulp van een platte waaiervormige röntgenbundel, die tijdens tenminste één aftastslag dwars op het vlak van de waaiervormige bundel 15 wordt bewogen. Achter het voorwerp of de patiënt beweegt een langwerpige röntgendetector op zodanige wijze synchroon met de röntgenbundel, dat de door de patiënt of het voorwerp doorgelaten straling steeds in hoofdzaak op de röntgendetector valt. De röntgendetector zet de ontvangen 20 röntgenstraling om in een lichtbeeld, dat gebruikt kan worden om een fotografische film te belichten en/of om het röntgenbeeld representerende elektrische signalen op te wekken. De platte waaiervormige bundel kan bijvoorbeeld verkregen worden met behulp van een röntgenbron, die 25 samenwerkt met een spleetdiafragma. De röntgenbron en het spleetdiafragma zijn gezamenlijk of ten opzichte van elkaar zodanig beweegbaar, dat de het spleetdiafragma verlatende waaiervormige bundel de gewenste aftastbeweging uitvoert. Het diafragma kan desgewenst zijn voorzien van 30 spleetbesturingsmiddelen, zoals bijvoorbeeld beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 8400845. De uitvinding is echter ook toepasbaar bij andere soorten inrichtingen, die een 1002466 -2- langwerpige röntgendetector omvatten welke een aftastbeweging uitvoert teneinde een vooraf bepaald gebied af te tasten. Een voorbeeld is beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 9102063.

5 Een voor toepassing in een röntgenbeeldinrichting van de boven beschreven soort geschikte langwerpige röntgendetector is bijvoorbeeld een röntgenbeeldversterkerbuis als beschreven in het Nederlandse octrooi 183914. Voor toepassing in een voor thoraxonderzoek 10 geschikte röntgenbeeldinrichting dient de röntgenbeeldversterkerbuis een beeldvlak van + 400 a 500 mm lang te hebben. Deze afmeting komt overeen met de breedte van de thorax bij de meeste mensen en van de waaiervormige bundel. In de aftastrichting kan het beeldvlak bijvoorbeeld + 15 25 mm hoog zijn. Om een volledig thoraxbeeld te kunnen vormen dient de röntgenbeeldversterkerbuis een gebied van + 400 x 400 mm2 te bestrijken, hetgeen wordt bewerkstelligd door de röntgenbeeldversterkerbuis een aftastbeweging te doen uitvoeren in een richting dwars op de lengterichting van de 20 röntgenbeeldversterkerbuis. Gedurende de aftastbeweging verschaft de röntgenbeeldversterkerbuis een variërend uitgangsbeeld, dat gebruikt kan worden om een fotografische film te belichten, doch dat bij voorkeur op een lichtgevoelige elektronische inrichting geprojecteerd wordt, 25 die het opvallende licht omzet in corresponderende elektrische signalen. De elektrische signalen kunnen vervolgens, al dan niet na verdere bewerking, opgeslagen worden of gebruikt worden om een videobeeld of dergelijke te vormen.

30 Voor het omzetten van het uitgangssignaal van de röntgenbeeldversterkerbuis in elektrische signalen wordt veelal een langwerpige CCD-inrichting (CCD=charge coupled device) toegepast. Dergelijke CCD-inrichtingen zijn in de handel verkrijgbaar, doch hebben veel kleinere afmetingen dan 35 het uitgangsvenster van de langwerpige röntgenbeeldversterkerbuis. Een geschikte CCD-inrichting is bijvoorbeeld de Dalsa I-FI-2048, die 2048 x 96 beeldelementen 1002466 -3- heeft en een gevoelig oppervlak van 28,7 x 1,34 mm. Het uitgangsbeeld van de langwerpige beeldversterkerbuis kan daartoe verkleind worden afgebeeld op de CCD-inrichting. Hiertoe kan gebruik worden gemaakt van een camera, die een 5 lenzenstelsel omvat, dat het uitgangsbeeld van de röntgenbeeldversterkerbuis verkleint tot bij de CCD-inrichting passende afmetingen en het uitgangsbeeld van de röntgenbeeldversterkbuis afbeeldt op de CCD-inrichting. De benodigde verkleiningsfactor β bedraagt in het gegeven 10 voorbeeld + 16, hetgeen leidt tot een tamelijk grote afstand d (Figuur 1) tussen de röntgenbeeldversterkerbuis en de camera, en dus tot een relatief grote diepte van het huis van de röntgenbeeldinrichting. Een bezwaar van een grote diepte van het huis van de röntgenbeeldinrichting is de grote 15 plaatsruimte, die een dergelijke röntgeninrichting in beslag neemt en ook de moeite die het kost om een dergelijke omvangrijke röntgeninrichting te installeren en/of te verplaatsen. Een ander aspect is, dat het huis van de röntgenbeeldinrichting lichtdicht dient te zijn. Naarmate het 20 huis groter is, is in het algemeen ook de kans op een plaatselijk onvoldoende afdichting groter.

Derhalve bestaat behoefte aan een verbeterde röntgenbeeldinrichting met een compactere bouw dan de bekende röntgenbeeldinrichtingen. Hiertoe wordt volgens de uitvinding 25 een röntgenbeeldinrichting van de boven beschreven soort gekenmerkt door tenminste één in het huis van de inrichting aangebrachte spiegel, die het in bedrijf door de röntgendetector gevormde lichtbeeld in elke positie van de röntgendetector tijdens de aftastbeweging althans deels 30 opvangt en reflecteert naar tenminste één synchroon met de röntgendetector meebewegende camera, die nabij één der uiteinden van de langwerpige röntgendetector is gemonteerd.

In het volgende zal de uitvinding nader worden beschreven met verwijzing naar de bijgevoegde tekening van 35 enkele uitvoeringsvoorbeelden.

1002466 -4-

Figuur 1 toont schematisch in zij-aanzicht/doorsnede een voorbeeld van een röntgenbeeldinrichting volgens de stand der techniek; figuur 2 toont schematisch de inrichting van figuur 1 5 in bovenaanzicht; figuur 3 toont schematisch in bovenaanzicht een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding; figuur 4 toont schematisch in bovenaanzicht een tweede 10 uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding; figuur 5 toont schematisch in bovenaanzicht een derde uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding; en 15 figuur 6 toont schematisch in bovenaanzicht een vierde uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding.

De figuren 1 en 2 tonen schematisch in zij-aanzicht en bovenaanzicht een voorbeeld van een bekende 20 röntgenbeeldinrichting 1. De getoonde inrichting omvat een röntgenbron 2, voorzien van een spleetdiafragma 3 via welk een platte waaiervormige röntgenbundel 4 op een voor een huis of kast 5 geplaatste te onderzoeken patiënt 6 of op een te onderzoeken voorwerp kan worden gericht. In het getoonde 25 voorbeeld kan de röntgenbron 2 samen met het spleetdiafragma 3 om een as 6 zwenken, zoals met een pijl 7 aangegeven. De waaiervormige röntgenbundel 4 zwenkt daarbij in een richting dwars op het vlak van de waaiervormige röntgenbundel zoals in figuur 1 met een pijl 8 is aangegeven, teneinde de patiënt of 30 het voorwerp, of althans een relevant deel daarvan met de röntgenbundel af te tasten gedurende één of meer werkslagen.

De kast 5 heeft een voor röntgenstraling transparante voorwand 9, waarachter zich een langwerpige röntgendetector 10 bevindt. De röntgendetector is op niet nader getoonde 35 wijze zodanig met de in bedrijf zwenkende röntgenbron 2 gekoppeld, dat de door de patiënt of het voorwerp 6 doorgelaten röntgenstraling steeds op het ingangsvenster van 1002466 -5- de röntgendetector 10 valt. De röntgendetector 10 beweegt derhalve synchroon met de platte waaiervormige bundel 4, zoals met pijlen 11 aangegeven.

De röntgendetector 10 is ingericht om de aan de 5 ingangszijde invallende röntgenstraling om te zetten in een lichtbeeld, dat aan de uitgangszijde ontstaat. In het getoonde voorbeeld is een buisvormige röntgendetector toegepast met een voor röntgenstraling gevoelige langwerpige kathode 12, die onder invloed van invallende röntgenstraling 10 elektronen emitteert. Tegenover de kathode 12 bevindt zich een langwerpige anode 13. De geëmitteerde elektronen bewegen onder invloed van een in bedrijf tussen de kathode en de anode heersende hoogspanning van de kathode naar de anode. De anode zet de invallende elektronen om in lichtquanten. Het 15 aldus aan de anodezijde gevormde lichtbeeld wordt via een lens of een lenzenstelsel 14 geprojecteerd op een fotografische film of, zoals getoond, op een lichtgevoelige halfgeleiderinrichting, zoals een CCD 15, die het lichtbeeld omzet in corresponderende elektrische signalen, die in een 20 niet getoonde inrichting verder verwerkt en/of opgeslagen kunnen worden. Het lenzenstelsel 14 en de film of halfgeleiderinrichting maken deel uit van een stationaire camera, die op afstand van de röntgendetector 10 is geplaatst, zodat de camera in elke positie van de 25 röntgendetector 10 het uitgangsbeeld van de röntgendetector 10 kan opvangen en op de halfgeleiderinrichting of de film kan projecteren.

De bijbehorende afstand d tussen de röntgendetector en de camera is relatief groot, zodat ook een tamelijk diep huis 30 5 nodig is, dat volledig lichtdicht dient te zijn.

Figuur 3 toont schematisch in bovenaanzicht een eerste voorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding. In figuur 3 en in de figuren 4 t/m 6 zijn die delen van de röntgenbeeldinrichting, die voor een goed begrip van de 35 uitvinding niet essentieel zijn, niet getoond. In figuur 3 is met 20 het beeldvlak bij de anode dan wel het uitgangsvenster van de röntgendetector 10 aangegeven. Nabij één der uiteinden 10 0 z 4 6 6 -6- van het langwerpige strookvormige beeldvlak 20 is een camera 21 opgesteld, met een lens of lenzenstelsel 22 en in dit voorbeeld een lichtgevoelige halfgeleiderinrichting 23, in het volgende een CCD genoemd. De camera 21 is samen met de 5 röntgendetector 10 beweegbaar als de röntgendetector 10 een aftasttraject doorloopt. Hiertoe kunnen de röntgendetector 10 en de camera 21 bijvoorbeeld op een gemeenschappelijke drager zijn gemonteerd. Een dergelijke drager is schematisch aangegeven bij 24. De drager 24 kan tevens een wagen vormen 10 of op een wagen zijn gemonteerd, die in bedrijf middels geschikte aandrijfmiddelen wordt aangedreven om een aftasttraject te doorlopen.

Tegenover de röntgendetector 10 en de camera 21 is een spiegel 25 opgesteld, die het beeldvlak 20 van de 15 röntgendetector weerspiegelt in de richting van het lenzenstelsel 22 van de camera 21. De spiegel 25 is in dit voorbeeld een enkele, vast opgestelde vlakke spiegel, doch strikt noodzakelijk is dit niet. De spiegel 25 heeft in deze uitvoeringsvorm een met de lengte van het aftasttraject 20 corresponderende lengte loodrecht op het vlak van tekening. Door toepassing van de spiegel 25 wordt de voor het huis van de röntgenbeeldinrichting benodigde diepte ongeveer gehalveerd, hetgeen een aanzienlijke ruimtebesparing oplevert en de kans op lichtlekken verkleint.

25 De figuren 4 en 5 tonen twee andere uitvoeringsvoorbeelden, waarbij telkens twee onder een hoek met elkaar geplaatste spiegels 30,31 respectievelijk 40,41 met bijbehorende camera's 32,33 respectievelijk 42,43 zijn toegepast. De camera's zijn nu telkens aan beide uiteinden 30 van de langwerpige röntgendetector 10 gemonteerd en zijn bij voorkeur weer samen met de röntgendetector 10 op een schematisch aangegeven gemeenschappelijke drager 34 respectievelijk 44 aangebracht. De spiegels 30,31 respectievelijk 40,41 zijn in dit voorbeeld stationair en 35 zijn in een V-vorm geplaatst, waarbij in de uitvoeringsvorm van figuur 4 de V-vorm met de punt naar het beeldvlak 20 is gekeerd, terwijl in het uitvoeringsvoorbeeld van figuur 5 de 1002466 -7- punt van de V-vorm van het beeldvlak af is gekeerd. De punt van de V-vorm valt in beide voorbeelden in hoofdzaak samen met het middelloodvlak van het beeldvlak. Elk van de spiegels beeldt in deze uitvoeringsvorm de helft, en bij voorkeur iets 5 meer, van het beeldvlak af op het lenzenstelsel van één der camera’s, waardoor de benodigde inbouwdiepte verder gereduceerd wordt. Voorts is in vergelijking met de uitvoeringsvorm met een enkele spiegel een geringere verkleining van het uitgangsbeeld van de röntgendetector 10 10 nodig en kan een groter CCD-oppervlak worden toegepast. Dit leidt tot een betere signaal/ruisverhouding, een betere modulatietransferfunctie (MTF) en een grotere dynamiek in de door de CCD gevormde elektrische signalen.

In de uitvoeringsvorm van figuur 5 werkt elke spiegel 15 samen met de camera die zich het verst van de spiegel bevindt. De spiegel 40 bevindt zich bijvoorbeeld tegenover de beeldvlakhelft 20a, doch werkt samen met de camera 43, die zich nabij het uiteinde van de andere beeldvlakhelft 20b bevindt. Evenzo werkt de tegenover beeldvlakhelft 20b gelegen 20 spiegel 41 samen met de nabij het uiteinde van beeldvlakhelft 20a gelegen camera 42.

In de getoonde voorbeelden sluiten de twee spiegels op elkaar aan. Het is echter ook mogelijk de spiegels op enige afstand van elkaar te plaatsen.

25 Ook is het in beginsel mogelijk om gebogen spiegels in plaats van vlakke spiegels toe te passen.

Voorts zijn in de getoonde voorbeelden stationaire spiegels toegepast, die een relatief grote, met de lengte van het aftasttraject corresponderende lengte loodrecht op het 30 vlak van tekening hebben.

Als alternatief is het mogelijk om één of meer kleinere spiegels toe te passen, die met de camera(1s) en de röntgendetector 10 meebewegen. Dit opent tevens de mogelijkheid om de spiegel(s) samen met de röntgendetector 10 35 en de camera('s) op een gemeenschappelijke drager te monteren.

1002466 -8-

Een dergelijke uitvoeringsvorm is bij wijze van voorbeeld schematisch getoond in figuur 6. Figuur 6 toont weer een beeldvlak 20, dat het uitgangsbeeld van de langwerpige röntgendetector 10 representeert. Aan beide 5 uiteinden van het beeldvlak is een camera 50 respectievelijk 51 geplaatst. Nabij elke camera is voorts een relatief kleine spiegel 52 respectievelijk 53 aangebracht. Zowel de spiegels als de camera's bewegen in bedrijf samen met de röntgendetector 10 langs het aftasttraject. Hiertoe zijn de 10 spiegels 52,53 en de camera's 50,51 bij voorkeur samen met de röntgendetector op een gemeenschappelijke drager gemonteerd. Bij voorkeur wordt de gemeenschappelijke drager gevormd door het huis van de röntgendetector. Een dergelijke drager is schematisch met onderbroken lijnen aangegeven bij 54. De 15 spiegels 52,53 kunnen in de richting loodrecht op het vlak van tekening een geringe hoogte hebben, omdat het op de tegenover de elke spiegel geplaatste camera te projecteren beeld ook slechts een geringe hoogte heeft. De spiegels kunnen derhalve strookvormig zijn uitgevoerd en zijn onder 20 een zodanige hoek ten opzichte van het beeldvlak 20 geplaatst, dat de nabij een spiegel gelegen helft van het beeldvlak door de spiegel weerkaatst kan worden naar de tegenoverliggende camera. Zo werkt in de in figuur 6 geschetste opstelling de camera 50 samen met de spiegel 53, 25 terwijl de camera 51 samenwerkt met de spiegel 52.

De drager 54 kan deel uitmaken van een wagen of op een wagen gemonteerd zijn, die op bekende wijze is gekoppeld met aandrijfmiddelen en geleidingsorganen, zodat de wagen in bedrijf het gewenste aftasttraject kan doorlopen.

30 De gemeenschappelijke drager kan met voordeel zijn uitgevoerd als een platte lichtdichte kast, waarin de röntgendetector, de camera's en de spiegels zijn gemonteerd. Het huis 5 van de röntgenbeeldinrichting behoeft dan niet meer lichtdicht te zijn. De lichtdichte kast met 35 röntgendetector, camera's en spiegels kan met voordeel zijn uitgevoerd als een voorgemonteerde eenheid, die als één geheel gemonteerd of verwijderd respectievelijk vervangen kan 1002466 -9- worden. De lichtdichte kast dient natuurlijk ter plaatse van de kathode van de röntgendetector te zijn voorzien van een voor röntgenstraling in hoofdzaak transparant venster, dat bijvoorbeeld uit kunststof of een dunne metaalplaat kan 5 bestaan.

Opgemerkt wordt, dat na het voorgaande diverse modificaties voor de deskundige voor de hand liggen. Zo kunnen in beginsel de spiegels 52,53 langer zijn uitgevoerd en zelfs op elkaar aansluiten ter hoogte van het 10 middelloodvlak van het beeldvlak. Voorts kan de röntgenbeeldinrichting zijn voorzien van op zichzelf bekende spleetbesturingsmiddelen respectievelijk beeldharmonisatiemiddelen. Deze en soortgelijke modificaties worden geacht binnen het kader van de uitvinding te vallen.

1002466

Claims (16)

1. Röntgenbeeldinrichting van het type, waarbij het te vormen röntgenbeeld wordt opgebouwd met behulp van een langwerpige röntgendetector, die invallende röntgenstraling kan omzetten in een lichtbeeld en die in bedrijf in een huis 5 van de inrichting een aftastbeweging uitvoert in een richting dwars op de lengterichting van de langwerpige röntgendetector, gekenmerkt door tenminste één in het huis van de inrichting aangebrachte spiegel, die het in bedrijf door de röntgendetector gevormde lichtbeeld in elke positie 10 van de röntgendetector tijdens de aftastbeweging althans deels opvangt en reflecteert naar tenminste één synchroon met de röntgendetector meebewegende camera, die nabij één der uiteinden van de langwerpige röntgendetector is gemonteerd.

2. Röntgenbeeldinrichting volgens conclusie 1, met 15 hot kenmerk, dat de tenminste ene spiegel een vast in het huis gemonteerde spiegel is, die zich op afstand van de langwerpige röntgendetector en in hoofdzaak evenwijdig aan de aftastbeweging in het huis uitstrekt.

3. Röntgenbeeldinrichting volgens conclusie 1, mot 20 hot kenmerk, dat de tenminste ene camera en de langwerpige röntgendetector op een gemeenschappelijke drager zijn gemonteerd.

4. Röntgenbeeldinrichting volgens conclusie 1 of 3, mot hot kenmerk, dat de tenminste ene spiegel een synchroon 25 met de röntgendetector meebewegende spiegel is.

5. Röntgenbeeldinrichting volgens conclusie 4, mot hot kenmerk, dat de tenminste ene spiegel een strookvormige spiegel is, waarvan één dimensie in hoofdzaak evenwijdig is aan de aftastbeweging. 30

6. Röntgenbeeldinrichting volgens één der voorgaande conclusies, gekenmerkt door twee camera's, die elk nabij een uiteinde van de langwerpige röntgendetector zijn gemonteerd, en door tenminste twee spiegels, die elk althans een deel van het in bedrijf door de röntgendetector gevormde 1002466 -11- lichtbeeld kunnen opvangen en naar één der camera's kunnen reflecteren.

7. Röntgenbeeldinrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de twee spiegels in een V-vorm zijn 5 geplaatst.

8. Röntgenbeeldinrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de punt van de V-vorm naar de röntgendetector is gekeerd.

9. Röntgenbeeldinrichting volgens conclusie 7, met 10 het kenmerk, dat de punt van de V-vorm van de röntgendetector af is gekeerd.

10. Röntgenbeeldinrichting volgens één der conclusies 6 t/m 9, met het kenmerk, dat tussen de spiegels een tussenruimte aanwezig is. 15

11. Röntgenbeeldinrichting volgens één der conclusies 6 t/m 10, met het kenmerk, dat de spiegels, de langwerpige röntgendetector en de camera's met een gemeenschappelijke drager zijn verbonden, welke drager is gekoppeld met aandrijf- en geleidingsmiddelen voor het in bedrijf uitvoeren 20 van een aftastbeweging langs een vooraf bepaald aftasttraject.

12. Röntgenbeeldinrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de langwerpige röntgendetector, de camera's en de spiegels gezamenlijk in een lichtdichte kast zijn 25 gemonteerd, welke lichtdichte kast in het huis van de röntgenbeeldinrichting een aftasttraject kan doorlopen.

13. Röntgenbeeldinrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de spiegels relatief korte strookvormige spiegels zijn. 30

14. Röntgenbeeldinrichting volgens conclusie 12 of 13, met het kenmerk, dat de lichtdichte kast is verbonden met een wagen, die weer is gekoppeld met geleidings- en aandrijfmiddelen, die in bedrijf de wagen langs een vooraf bepaald aftasttraject kunnen doen bewegen. 35

15. Röntgenbeeldinrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de camera('s) tenminste een lichtgevoelige halfgeleiderinrichting omvat(ten). 1002466 -12-

16. Lichtdichte kast voor toepassing in een inrichting volgens één der conclusies 12 t/m 15, voorzien van een ingangsvenster voor röntgenstraling; een achter het ingangsvenster geplaatste langwerpige röntgendetector; twee 5 nabij elk uiteinde van de röntgendetector geplaatste camera's en twee nabij elk uiteinde van de röntgendetector geplaatste strookvormige spiegels, die een door de röntgendetector gevormd lichtbeeld elk althans deels naar één der camera's kunnen reflecteren. 1002466