NL8303156A

NL8303156A - Roentgenopnameinrichting met spleetaftasting.

Info

Publication number: NL8303156A
Application number: NL8303156A
Authority: NL
Original assignee: Optische Ind De Oude Delft Nv
Priority date: 1983-09-13
Filing date: 1983-09-13
Publication date: 1985-04-01
Also published as: EP0141448B1; DE3471871D1; IL72921A0; JPS6090538A; US4803714A; CA1234430A; EP0141448A1; IL72921A; US5008915A; JPH057019B2

Description

ί « * ί i i * VO 4944 Röntgenopnameinrichting met spleetaftasting.

De uitvinding heeft betrekking op een röntgenopnamelnrichting met spleetaftasting, omvattende een zwenkbare röntgenbron voorzien van een spleetdiafragma en röntgenstraleng-ontvangende middelen, waarvan tijdens bedrijf de positie correspondeert met de stand van de 5 röntgenbron.

Een dergelijke inrichting is bekend uit het artikel "Schiitzaufnahmetechnik mit mitgeführtem Strahler" van R. Moore en K. Amplatz, verschenen in Elektromedica 1/81. De uit dit artikel bekende inrichting omvat een röntgenbron, welke via een spleetdia-10 fragma een patiënt kam bestralen, terwijl aan de andere zijde van de patiënt een tweede spleetdiafragma is opgesteld, dat de door de patiënt doorgelaten straling doorlaat naar een röntgenscherm-fiIm-combinatie. In bedrijf wordt de röntgenbron gezwenkt tezamen met het eerste spleetdiafragma en het tweede spleetdiafragma, zodat de patiënt 15 als het ware strooksgewijze wordt afgetast en het te vormen beeld uit stroken wordt opgebouwd.

Een voordeel van de spleetaftasttechniek ten opzichte van de conventionele opnametechniek is, dat met een lagere stralingsdosis kan worden volstaan, zodat de stralingsbelasting van de patiënt ge-20 ringer is, en dat het effekt van strooistraling beter kan worden onderdrukt, zodat duidelijker opnamen kunnen worden verkregen. Een bezwaar van de bekende spleetaftasttechniek is dat een tweede spleetdiafragma nodig is, alsmede een röntgenscherm met grote afmetingen.

De uitvinding beoogt de uit het genoemde artikel bekende in-25 richting te verbeteren. Hiertoe wordt volgens de uitvinding een inrichting van de beschreven soort daardoor gekenmerkt, dat de röntgen-straling-ontvangende middelen een langwerpige, dwars op de lengterichting beweegbare, röntgendetector omvatten met een in bedrijf door de röntgenbron bestraalde langwerpige kathode, die de invallende 30 röntgenstraling omzet in elektronen, die door een elektrisch veld naar een langwerpige anode worden gevoerd.

Een belangrijk voordeel van de uitvinding is, dat in de röntgendetector een versterking kan worden bewerkstelligd door een geschikte keuze van de elektrische veldsterkte. Hierdoor kan met een lagere 35 stralingsdosis worden volstaan.

8 " ; ; ’ * -2-

Voorts beoogt de uitvinding een werkwijze voor het gebruik van een inrichting volgens de uitvinding, waarbij de invloed van de afmetingen van de patiënt op de belichting van de film wordt gecompenseerd.

5 In het volgende zal de uitvinding nader worden beschreven met verwijzing naar de bijgevoegde tekening.

Fig. 1 toont schematisch een voorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding.

Fig. 2 toont schematisch een voorbeeld van de opbouw van een 10 inrichting volgens de uitvinding met uitzondering van het bedieningspaneel, dat zich meestal in een afzonderlijke ruimte bevindt.

Een uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding is schematisch getoond in Fig. 1.

Een röntgenbuis 1 is samen met een spleetdiafragma 2 zwenkbaar 15 om een dwars op het vlak van tekening verlopende as, waarvan de hartlijn bij voorkeur het röntgenfocus F snijdt, gemonteerd in een niet nader getoond frame. De zwenkbaarheid van de röntgenbron en het spleet-diafragma is aangegeven met een pijl 3.

Voorts is een vast velddiafragma 4 aanwezig.

20 De röntgenbron bevindt zich tegenover een niet getoonde kast, die door een plaat van röntgenstraling-doorlatend, doch geen licht-doorlatend materiaal kan zijn afgesloten en waarin zich een speciale röntgendetector 5 bevindt.

Tussen de kast en de röntgenbron is een open ruimte, waarin 25 een object zoals bijvoorbeeld een patiënt of ander voorwerp 6 kan worden geplaatst.

De röntgendetector 5 bestaat uit een zich in een richting dwars op het vlak van tekening uitstrekkend langwerpig huis, waarin vacuum heerst en waarin zich een langwerpige kathode K en een daaraan even-30 wijdige langwerpige anode A bevinden. Het spleetdiafragma 2 heeft zodanige spleetafmetingen, dat de doorgelaten röntgenbunde 1 7 juist de kathode K belicht.

De kathode omvat een laag materiaal, die invallende röntgenstraling omzet in licht, en een laag materiaal, waaruit onder invloed 35 van licht elektronen worden vrijgemaakt. De vrijgemaakte elektronen worden onder invloed van een tussen de kathode en anode heersend 8303156 ψ -3- elektrisch veld versneld en naar de anode gevoerd, welke onder invloed van deze elektronen een lichtbeeld vormt. Het huis van de röntgen-detector kan uit glas bestaan, doch ook uit ander materiaal, mits de kathode voor röntgenstraling bereikbaar is en aan de anodezijde zo-5 nodig een lichtdoorlatend venster aanwezig is. Het is ook mogelijk de anode zodanig uit te voeren, bijvoorbeeld door toepassing van een zogenaamde CCD-array, dat deze een beeldinformatie-bevattend elektrisch signaal verschaft, dat in een geheugen kan worden opgeslagen om later verder te worden verwerkt.

10 Een detectorbuis als in het voorgaande bedoeld is in beginsel beschreven in de ter inzage gelegde Nederlandse octrooiaanvrage 79.00878.

In bedrijf beweegt de róntgenbeeldversterker synchroon met de zwenking van de röntgenbron, zodat de röntganbundel te allen tijde op 15 de kathode valt.

Opgemerkt wordt, dat de röntgenbron en de röntgendetector in de figuur zijn afgebeeld in één der tussenstanden, die tijdens het maken van een opname optreden. In de ruststand is de röntgenbron schuin naar beneden of schuin naar boven gericht, en bevindt de röntgen-20 detector zich in een corresponderende positie.

Indien een een lichtbeeld vormende anode wordt toegepast, wordt het in bedrijf door de anode gevormde lichtbeeld via een optisch stelsel 8 afgebeeld op een film 9. Het optische stelsel is stationair opgesteld, terwijl de film tijdens het maken van een opname eveneens 25 stationair is.

Door de toepassing van een bewegende langwerpige, desgewenst versterkende, röntgendetector ontstaan een aantal voordelen. Zo is het tweede meebewegend spleetdiafragma van grote afmetingen niet meer nodig.

Ook kan volstaan worden met een relatief klein filmoppervlak (bijvoor-30 beeld 10 x 10 cm). De belichting van de film kan voorts op twee manieren geregeld worden en wel door regeling van de bekrachtigings-stroom van de röntgenbron zelf en door regeling van de spanning tussen de anode en de kathode van de röntgendetector. Tenslotte maakt de toepassing van een versterkende röntgendetector zeer lage róntgendoses 35 mogelijk.

83Cc· 1 * -4-

Teneinde de voor de opname van een individuele patiënt te gebruiken röntgendosis optimaal te kunnen kiezen, wordt volgens de uitvinding eerst een meetopname gemaakt.

Hierbij wordt, nadat de patiënt of het door te lichten voorwerp is gepositioneerd, de röntgenbron zodanig bekrachtigd, dat deze 5 straling afgeeft met een intensiteit, die ongeveer een factor 10 lager is dan de gemiddeld voor een normale opname gebruikte intensiteit.

De röntgenbron beweegt dan bijvoorbeeld van de onderste hoekstand naar de bovenste hoekstand, waarbij de röntgenbeeldversterker op corresponderende wijze meebeweegt. Gedurende een bepaald gedeelte van het tra-10 ject van de röntgenbeeldversterker (het meetveld), wordt middels een lichtmeter 10 het gemiddelde niveau van het door de anode van de röntgendetector afgegeven licht gemeten. Indien een anode wordt gebruikt, die een elektrisch signaal afgeeft, kan in plaats van een lichtmeter een inrichting worden gebruikt, welke de gemiddelde sterkte van het 15 elektrische signaal aangeeft. De grootte van het meetveld kan naar wens worden gekozen. Bij proefnemingen is een meetveld van 10 x 20 cm bevredigend gebleken. Daar voor bijvoorbeeld thoraxopnamen de röntgendetector zeker 40 cm lang dient te zijn, kan het meetveld dus zonder bezwaar smaller zijn dan het door de röntgendetector bestreken veld.

20 Voor de lichtmeter kunnen een lensstelsel 11 en een diafragma 12 zijn geplaatst. De lichtmeter 10 is verbonden met een afleesbaar instrument 13. Afhankelijk van de gemeten lichtwaarde kan nu de voor de werkelijke opname benodigde röntgendosis met de hand of automatisch optimaal worden ingesteld. In het laatste geval bestuurt het uitgangs-25 signaal van de lichtmeter de spanning van de röntgendetector of de stroom door de röntgehbuis. Het afleesbare instrument dient dan slechts ter controle en kan eventueel weggelaten worden. Opgemerkt wordt, dat de meetopname plaatsvindt zonder film 9. Deze wordt pas voor de·‘werkelijke opname aangevoerd. Als de juiste röntgenbron is ingesteld wordt 30 de röntgenbron in tegengestelde richting gezwenkt, waarbij de röntgendetector meebeweegt, voor het maken van de werkelijke opname.

Ter controle kan tijdens de werkelijke opname de lichtmeter weer worden ingeschakeld. Hiertoe wordt na de meetopname de lichtmeter eerst in de nulstand gebracht en tevens minder gevoelig inge-35 steld. Ook na de werkelijke opname of vóór de volgende meetopname wordt de lichtmeter weer in de nulstand gebracht.

83 C 3 1 5 6 -5-

Bij proefnemingen is gebleken, dat het maken van een opname, inclusief de meetopname, t 10 sec vergt.

De beweging van de röntgendetectcr vindt in de getoonde opstelling plaats in een vertikaal vlak, middels een door een elektromotor 5 14 aangedreven vertikale schroefspindel 15, die met een niet getoonde houder voor de röntgendetector, welke is voorzien van een met de schroefspindel samenwerkend gedeelte, is gekoppeld.

Tijdens het maken van een opname dient de röntgendetector, en dus de motor een zeer constante snelheid te hebben. Bovendien dient 10 de motor na te zijn bekrachtigd de werksnelheid zeer snel te bereiken, doch na het maken van de opname ook zeer snel tot stilstand te komen. Derhalve dient de motor een hoog aanloopkoppel te hebben en een korte remweg.

Teneinde aan deze eisen te kunnen voldoen is gebruik gemaakt 15 van een schijfankermotor met een aanlooptijd respectievelijk remtijd van ± 150 msec en een bedrijstoerental van ± 2500 omwentelingen/minuut. Voorts heeft de motor bij voorkeur twee draairichtingen, zodat de schroefspindel vast met de motoras kan worden gekoppeld.

De schroefspindel 15 is voorts via een van een schroefdraad-20 gedeelte voorziene, in fig. 1 niet getoonde, stang gekoppeld met de röntgenbron, teneinde deze de vereiste zwenking te doen uitvoeren.

Langs het door de röntgendetector af te leggen traject bevinden zich nabij de beide uiteinden microschakelaars die schematisch zijn aangegeven met 16 en 17. Zowel bij 16 als 17 kunnen zich meer dan één 25 schakelaar (S^, respectievelijk S^, S^) bevinden. Deze schakelaars zijn verbonden met een besturingseenheid 18, die weer is verbonden met een bedieningsknop 19 en een instelinrichting 20 voor de bekrach-tigingsstroom van de röntgenbron.

De schakelaars S , respectievelijk dienen onder meer 30 om via de besturingseenheid 18, na een neerwaartse respectievelijk opwaartse slag van de röntgendetector de röntgenbron uit te schakelen, de motorbekrachtigxng, welke plaatsvindt door een motorbekrachtigings- circuit 21, uit te schakelen, en om het motorbekrachtigingscircuit in een zodanige toestand te brengen, dat de motor bij de volgende slag 35 van de röntgendetector in de juiste richting draait.

8·£ λ v λ -· .·> o ij i -j J

-6-

Voorts kan met behulp van de microschakelaars en een filmtrans-portbesturingsinrichting 22 worden bewerkstelligd dat na een meetopname een nieuwe film wordt toegevoerd.

De inrichting is, zoals gebruikelijk bij röntgenopnameïnrich-5 tingen voorzien van diverse, niet nader aangegeven signaallampjes, die bijvoorbeeld aangeven of inderdaad een film is toegevoerd, of het filmmagazijn leeg is, in welke stand de lichtmeter staat, of een mee te fotograferen patiëntenkaart in de daarvoor bestemde houder is geplaatst, en dergelijke.

10 De motor 14 is geplaatst in een sokkel 30, waarin zich tevens de bekrachtigingscircuits van de installatie kinnen bevinden. De met de motor verbonden schroefspindel 15 strekt zich vertikaal naar boven uit en werkt samen met een moerelement 31, dat, indien de motor draait, omhoog of omlaag, zoals aangegeven met een pijl 32, beweegt. De 15 schroefspindel strekt zich uit langs een platte vertikale kast 33, waarin zich de röntgenbeeldversterker in horizontale stand bevindt en is aan de bovenzijde van de kast in een lager 34 gelagerd. De röntgen-detector is met het moerelement verbonden.

Het moerelement is voorts middels een scharnier 35 verbonden 20 met een uit twee in elkaar schuivende delen 36, 37 bestaand stangen-stelsel. Het andere uiteinde van het stangenstelsel is vast verbonden met een huis 38, waarin zich de röntgenbron en het spleetdiafragma bevinden.

Aan de naar de röntgenbron gekeerde zijde van de sokkel 30 is 25 een op en neer beweegbaar plateau 39 geplaatst, dat dient om een patiënt op de gewenste hoogte voor de platte kast 33 te brengen.

Aan de van de röntgenbron afgekeerde zijde vein de platte kast 33 is een huis 40 bevestigd, waarin zich het optische stelsel, de lichtmeter, een filmmagazijn, het filmtransportmechanisme en de patiën-30 tenkaarthouder en dergelijke bevinden.

Opgemerkt wordt dat vele varianten van de in fig. 2 getoonde opstelling mogelijk zijn. De installatie kan bijvoorbeeld zodanig zijn uitgevoerd, dat een patiënt daarin liggend dient plaats te nemen.

Ook kan de koppeling van de schroefspindel 15 met het huis 38 van de 35 röntgenbron op geheel andere wijze worden gerealiseerd.

8 o i/ o 3 ü 3 -7-

Zo kan bijvoorbeeld het bij wijze van voorbeeld beschreven stangenstelsel achterwege blijven, indien de zwenking van de röntgenbron door een aparte motor wordt verzorgd, die zodanig wordt aangedreven dat de röntgenbunde1 de straalvormige röntgendetector tijdens de translatie 5 daarvan voortdurend blijft treffen. De beide motoren dienen dan gesynchroniseerd te zijn, hetgeen kan geschieden met een servo-mechanisme of met een micro-processor, waaraan informatie is toegevoerd over de opnametijd en de afstand tussen het röntgenfocus en de röntgendetector.

Voorts kunnen de microschakelaars ook nabij het huis van de 10 röntgenbron zijn opgesteld en door de zwenking daarvan worden bediend.

Deze en andere modificaties liggen na het voorgaande voor de deskundige voor de hand en worden geacht binnen het kader van de uitvinding te vallen.

15 O .· v ( *' ^

Claims

1. Röntgenopnamelnrichting met spleetaftasting, omvattende een zwenkbare röntgenbron voorzien van een spleetdiafragma en röntgen-straling-ontvangende middelen, waarvan tijdens bedrijf de positie correspondeert met de stand van de röntgenbron, met het kenmerk, dat 5 de röntgenstraling ontvangende middelen een langwerpige, dwars op de lengterichting beweegbare, röntgendetector omvatten met een in bedrijf door de röntgenbron bestraalde langwerpige kathode, die de invallende röntgenstraling omzet in elektronen, die door een elektrisch veld naar 10 een langwerpige anode worden gevoerd.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de anode is ingericht om een beeldinformatie-bevattend elektrisch signaal af te geven.

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de anode 15 een een lichtbeeld vormende anode is, en dat het door de anode gevormde lichtbeeld via een optisch stelsel wordt geprojecteerd op een film.

4. Inrichting volgens conclusie 3, gekenmerkt door een althans in een aantal standen van de röntgenbeeldversterker optisch met de anode gekoppelde lichtmeter.

5. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, gekenmerkt door een motor, welke een schroefspindel aandrijft, waarbij met de schroefspindel een moerorgaan samenwerkt, dat enerzijds is gekoppeld met de röntgenbeeldversterker en anderzijds is gekoppeld met het ene uiteinde van een stangenstelsel, dat met het andere uiteinde vast is 25 verbonden met de zwenkbare röntgenbron, teneinde deze synchroon met de beweging van de röntgenbeeldversterker te doen zwenken.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de schroef-spindel zich vertikaal uitstrekt langs of door een kast, waarin zich de röntgenbeeldversterker bevindt, en dat het moerorgaan in een verti-30 kaal vlak schamierbaar is verbonden met het ene uiteinde van het stangenstelsel, dat bestaat uit twee in elkaar schuivende stangen, terwijl het andere uiteinde van het stangenstelsel vast is verbonden met een tegenover de kast geplaatste, zwenkbaar in een vertikaal vlak opgehangen, röntgenbron. ^ w «si Λ *=9 -*V \ ; ' ' J Λ & V -J O ί V.· u -9-

7. Inrichting volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat de draairichting van de motor omkeerbaar is.

8. Inrichting volgens één der conclusies 5 t/m 7, met het kenmerk, dat nabij de uiteinden van het door het moerorgaan en de röntgenbeeld- 5 versterker af te leggen traject één of meer microschakelaars zijn aangebracht, die dienen om bij het bereiken van één der einden van het traject de röntgenbron uit te schakelen.

9. Inrichting volgens één der conclusies 5 t/m 7, met het kenmerk, dat nabij de röntgenbron één of meer microschakelaars zijn aangebracht, 10 die bij het bereiken van één der einden van het zwenktraject van de röntgenbron de röntgenbron uitschakelen.

10. Inrichting volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat de microschakelaars tevens een bekrachtigingscircuit voor de motor zodanig beïnvloeden, dat de motor wordt uitgeschakeld en bij een vol- 15 gende inschakeling een andere draairichting heeft.

11. Werkwijze voor het gebruik van een inrichting volgens conclusie 1 of 3 t/m 10, met het kenmerk, dat indien de röntgenbeeldversterker het in bedrijf af te leggen traject in de ene richting aflegt, de röntgenbron met een lage stralingsintensiteit, wordt bedreven en althans 20 tijdens een deel van dit traject de lichtsterkte van het anodebeeld wordt gemeten; en dat, terwijl, de röntgenbeeldversterker het traject in de andere richting aflegt, de röntgenbron wordt bedreven met een stralingsintensiteit die is gekozen naar aanleiding van het resultaat van de lichtmeting, en het anodebeeld op een film wordt geprojecteerd. 25 83 0 5 1 C 3'