NL8602212A - Modulair opgebouwde roentgenbeeldversterkerbuis. - Google Patents

Description

$ / PHN 11.857 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Modulair opgebouwde röntgenbeeldversterkerbuis.

De uitvinding heeft betrekking op een röntgenbeeldversterkerbuis met een ingangsvenster en een uitgangsvenster die samen met een cilindervormige mantel een geëvacueerde ruimte omsluiten waarin een ingangsscherm, een 5 uitgangsscherm en een electronenoptisch afbeeldingssysteem zijn opgenomen.

Een dergelijke röntgenbeeldversterkerbuis is bekend uit US 424055. Bij medische diagnostiek bestaat een sterke behoefte aan meer verschillende typen röntgenbeeldversterkerbuizen, bijvoorbeeld meer 10 verschillende afmetingen voor het ingangsscherm.

Lang is volstaan met in feite slechts twee afmetingen voor het ingangsscherm en wel ongeveer 15 cm en ongeveer 25 cm waarbij al spoedig met een electronenoptische zoom-optiek een 25 cm buis geschikt werd gemaakt voor afbeelding van een 15 cm ingangsscherm.

15 Meer recent ontstond behoefte aan een röntgenbeeldverstekerbuis met een groter ingangsscherm, waartoe de in US 4213055 beschreven 35 cm buis is ontwikkeld. Hoewel ook deze buis is uitgerust met een zoom-optiek en wel voor afmetingen van 15, 25 en 35 cm voor de ingangsschermomvang, blijkt behoefte te bestaan aan bijvoorbeeld een 30 cm buis en daarnaast 20 aan relatief goedkope buizen met kleinere ingangsschermen. Naast de omvang van het ingangsscherm bestaan ook, uit specifieke onderzoekmethoden voortgekomen specifieke verlangens ten aanzien van het ingangsscherm en ten aanzien van het al dan niet gebruik van vezeloptiek voor het uitgangsvenster ten aanzien van het oplossend vermogen van de 25 schermen enz. Ook daardoor ontstaan specificaties die zich niet steeds in een enkel venster of scherm laten combineren waardoor nog weer meer typen buizen gewenst zijn.

Ook kunnen ten aanzien van gewenste electronenoptische eisen oplossingen ontstaan die zich niet in een enkel electrodenstelsel 30 laten inbouwen.

Produktie van röntgenbeeldversterkerbuizen waarbij zoals gebruikelijke gedurende het gehele productieproces elk type buis 8602212

A

PHN 11.857 2 als een afzonder product wordt afgewerkt, wordt met het toenemen van het aantal typen steeds minder efficient. Ook blijkt bij de productie van vooral hoogwaardige röntgenbeeldversterkerbuizen met te grote constructie-toleranties moet worden gewerkt.

5 De uitvinding beoogt deze bezwaren te ondervangen en daartoe heeft een röntgenbeeldversterkerbuis van de in de aanhef genoemde soort volgens de uitvinding tot kenmerk, dat althans een gedeelte van, voor verschillende huistypen onderling gelijke onderdelen modules van een modulair opbouwsysteem vormt.

10 Door functioneel gelijke onderdelen ook gelijk uit te voeren ontstaat nu een modulair produktie systeem waarbij het totale aantal verschillende onderdelen voor het gehele scala van buizen gezamenljk tot een minimum is gereduceerd. Hierdoor kan aan elk onderdeel volledige aandacht worden besteed, de kwaliteit daarvan worden 15 geoptimaliseerd en kan de aan te houden voorraad onderdelen sterk worden gereduceerd. Zo kan bijvoorbeeld een ingangsscherm, een ingangsvenster, een eerste manteldeel, een electrodensysteem of een gedeelte daarvan, een uitgangsvenster, een uitgangsscherm en een verder manteldeel enz. modules vormen. In een voorkeursuitvoering is voor montage van 20 electroden voor het electronenoptisch systeem aan een manteldeel gebruik gemaakt van losneembaar, goed reproduceerbaar bevestigbare verbindingen waardoor voor verschillende electrodensystemen eenzelfde mandeldeel gebruikt kan worden. Zowel de lens als het wanddeel als beiden samen, hoewel losneembaar samengevoegd, kunnen een module vormen. De 25 cylindervormige mantel bevat in een voorkeursuitvoering mede voor het monteren van onderscheiden electroden een ingangsvensterdraagbus, een sluitlasbus, een conische tussenbus, een tussen twee hulpbussen opgenomen isolerende bus en een uitgangsvensterdraagbus. Op een conisch manteldeel is in een voorkeursuitvoering een getterionen pomp 30 gemonteerd, waarvan een manteldeel een magnetisch juk vormt voor aan uiteinden daarvan te bevestigen permanente magneten. Aan het conische manteldeel kan verder een afzuigpijp en een dispenser voor het vormen van een fotocathode zijn aangesloten. De aansluitpijpen zijn bij voorkeur zodanig uitgevoerd dat die zonder het ontstaan van losse delen 35 of gasafgifte door koude vervorming vacuum dicht kunnen worden afgesloten. Hiertoe kan bijvoorbeeld worden gewerkt met pijpen uit een niet te koud en dus redelijk goed dichtknijpbaar metaal zoals koper of 8602212 PHN 11.857 3 indium.

In een verdere voorkeursuitvoering is een uitgangsscherm verend tussen een anodebus en een electronenoptisch afbeeldingssysteem gemonteerd waardoor een exacte instelling van het uitgangsvenster 5 mogelijk is en het volledige voordeel van een optimale electroden positionering kan worden verkregen. Daartoe is in een verdere uitvoeringsvorm het electronenoptisch systeem uitgerust voor het opwekken van een relatief hoge veldsterkte nabij het fotocathode-oppervlak van het ingangsscherm. Hierdoor ontstaat een meer betrouwbaar 10 unipotentiaalveld als cathode voor het electronenoptisch systeem. Een compromis kan daarbij zodanig worden gekozen, dat bij een werkmode met de hoogste eisen ten opzichte van het scheidend vermogen de cathode potentiaal daartoe optimaal is. De uniformiteit van het fotocathode-oppervlak kan worden verhoogd door bijvoorbeeld een nabewerking van het 15 aangrenzende oppervlak van de luminescentielaag die gebruikelijk een vrij grove morphologie bezit. Een dergelijke nabewerking kan mechanisch zijn waarbij uitsteeksels worden weggedrukt en openingen worden gevuld, bijvoorbeeld door een druk- of schermproces toe te passen. De nabewerking kan ook thermisch zijn, bijvoorbeeld door het oppervlak 20 kortstondig tot de vloeigrens van het luminescentiemateriaal te verhitten. Ook kan aan een laatste laagje van de luminescentielaag door een aangepaste aanbrengtechniek een meer dichte pakking gegeven worden. Dit kan worden gerealiseerd door warm opdampen door vlam- of plasma spuiten enz. van het laatste luminescentie materiaal. Een 25 dergelijke bewerking wordt bij voorkeur eerst uitgevoerd nadat de luminescentielaag van de bekende craquelé struktuur is voorzien.

Aan de hand van de tekening zullen in het navolgende enkele voorkeursuitvoeringen volgens de uitvinding nader worden beschreven. De enkele figuur van de tekening toont een röntgenbeeld-30 versterkerbuis volgens de uitvinding.

Een röntgenbeeldversterkerbuis zoals weergegeven in de figuur toont een ingangsvenster 2, een uitgangsvenster 4, een cylindervormige mantel 6 die samen een geëvacueerde ruimte 8 omsluiten. In de ruimte 8 zijn een ingangsscherm 10, een uitgangsscherm 35 12 en een electronenoptisch afbeeldingssysteem 14 opgenomen. Het ingangsscherm van de buis vormt hier een afzonderlijk folie en bestaat bijvoorbeeld uit ijzer, glassy carbon, aluminium, maar voor vele 8602212 ·* PHN 11.857 4 uitvoeringen bij voorkeur uit titaan. Een ingangsvenster uit titaan behoeft ook voor buizen met een groot ingangsvenster niet dikker te zijn dan bijvoorbeeld ongeveer 0,2 mm waardoor daarin slechts een geringe verstrooiing van een te detecteren röntgenbundel optreedt. Omdat het 5 venster niet als drager voor een ingangsvenster dient is enige vervorming, bijvoorbeeld ten gevolge van het evacueren van de buis, toelaatbaar. Het ingangsscherm omvat hier een holle drager 16, bij voorkeur uit aluminium, die nu omdat die niet als vacuumwand dient ook dun kan zijn. Op de drager is een laag luminescentie materiaal 18 10 angebracht en daarop, eventueel onder tussenvoeging van een scheidingslaag 20 een fotocathode 22. Het ingangsscherm vormt, bijvoorbeeld samen met een hier eveneens aangegeven afschermring 23 een eerste electrode 24 van het electronenoptisch afbeeldingssysteem, waarvan hier verder een focusseerelectrode 26, een eerste anode 28 en 15 een tweede anode 30 deel uit maken. De tweede anode 30 kan als afzonderlijke electrode zijn uitgevoerd maar kan electronenoptisch gezien ook een electrode met het uitgangsscherm 12 vormen. Het uitgangsscherm is hier aangebracht op een vezeloptische plaat 32 die hier niet het uitgangsvenster van de buis vormt maar enkel als drager 20 voor het uitgangsscherm dient. De vensterplaat 32 is hier met een verend element 33 in de anodebus 30 gemonteerd en wordt hier bij de montage door het uitgangsvenster 4 tegenaan gedrukt. Het uitgangsvenster 4 kan evenwel ook als vezeloptiekplaat zijn uitgevoerd met het uitgangsscherm aan de binnenzijde daarop direct aangebracht. De 25 mantel 6 van het huis, die hier een cirkelvormige doorsnede heeft, maar die ook met het uitgangsvenster, het ingangsscherm en eventueel het uitgangsscherm en het uitgangsvenster, rechthoekig kan zijn, omvat hier een ingangsvensterdrager 34, een sluitlasring 36, een hier conisch uitgevoerde tussenring 38, een tussen een eerste montagering 39 en een 30 tweede montagering 41 die bijvoorbeeld uit roestvrij staal bestaan, gemonteerde isolatiering 40 en een uitgangsvensterdrager 42. Met de tussenring 38 kan, eventueel samen met althans een van de montageringen 39 elke gewenste diameterovergang worden gerealiseerd. Hierbij kan gedacht worden aan een cirkelcylinder met een voor alle ringen gelijke 35 diameter, bijvoorbeeld voor buizen met een relatief kleine diameter, aan een diameter overgang met voor alle ringen behoud van een cirkelvormige doorsnede maar ook voor een rechthoekige doorsnede en eventueel een 8602212 9 PHN 11.857 5 overgang van een rechthoekige doorsnede naar een cirkelvormige doorsnede of omgekeerd. Als modules voor een modulair montagesysteem voor de buis kunnen hier ondermeer optreden :

Het ingangsvenster met de ingangsschermdrager als ingangsvenster 5 module 50. Deze kan voor alle buizen met een gelijk formaat ingangsscherm gelijk zijn.

Het inoangsscherm met eventueel de afschermring, als ingangsscherm module 52. Aan deze module kunnen buiten het electronenoptisch afbeeldingsveld ringen 54 zijn aangebracht voor het vormen van een 10 spotvanger zoals beschreven in IJS 4584468 en montage-elementen 56 voor het monteren van de ingangsschermmodule in de buis. Voor de montage is gebruik gemaakt van een snapverbinding 58 met een, met de sluitlasring 36 verbonden isolator 60.

De sluitlasrincr met lasuiteinden 61 en 63, de montage-elementen 56 15 voor de ingangsschermmodule 52, als mantelmodule 66.

De tussenrinq met hier montage-elementen 68 voor de focusseerelectrode 26 met een aansluitopening 70 voor een getterionen pomp 72 en een aansluitopening 74 voor een pompstengel 76 als conusmodule 80.

20 De isolatorrinq met de montageringen en laseinden 81 en 83 als isolatormodule 84.

Het uitaanasvenster met de uitgangsvensterdrager als uitgangsmodule 86.

De focusseeranode met montagemiddelen 68 als focusseermodule 90.

25 Het uitqangsscherm met de drager daarvoor en een eventuele eindanode als uitgangsschermmodule 92.

Door de ingangsvenstermodule 50 is het formaat van de buis en de aard van het ingangsvenster bepaald. Als ingangsvenstermateriaal wordt vooral voor buizen van relatief groot 30 formaat veelal titaan gebruikt zodat in feite het aantal verschillende ingangsvenstermodules bepaald wordt door het buisformaat waarbij zowel de diameter als de geometrie voor zowel ronde als rechthoekige ingangsvensters als veranderlijken op kunnen treden. Door de ingangsschermmodule is het buisformaat direct bepaald, als verdere 35 veranderlijken kunnen nog de dikte en de structuur of opbouw van de luminescentielaag optreden. Voor vele schermen van gelijk formaat kan evenwel met een identieke luminescentielaag worden gewerkt. Overigens 8602212

X

PHN 11.857 6 verandert een verschil in de luminescentielaag en/of de fotocathode de samenstelling en constructie van de module niet en kan er dus uitgaande van eenzelfde module toch met schermen met verschillende stralingsconversie-eigenschappen gewerkt worden. Voor montage van de 5 module in de buis bevat de module bijvoorbeeld drie van de verende verbindingen 56 met nokken 58 voor een snappende veerverbinding.

De mantelmodule 66 bevat de reeds genoemde isolerende elementen voor de montage van de ingangsschermmodule en kan voor alle buizen van gelijk ingangsschermformaat identiek zijn. Afmetingen van 10 de conusmodule 80 worden enerzijds bepaald door de afmeting van de mantelmodule door de noodzakelijke vacuumdichte lasverbinding 63 daarmede en anderzijds eventueel door de geometrie van de isolatiemodule 84 met de eveneens vacuumdichte lasverbinding 81. Het verschil in dwarsdoorsnede van de tweede aangrenzende modules wordt dan door de 15 conusmodule opgevangen.

In de geschetste uitvoeringsvorm is aan de conusmodule de getterionen pomp 72 gemonteerd. Deze is bij voorkeur zo uitgevoerd dat een cylinderwand 104 daarvan als magnetisch sluitjuk optreedt voor aan cylinder eindvlakken 105 daarvan aangebrachte niet verder aangegeven 20 permanente magneten. Hierdoor zijn storende invloeden van het magneetveld op de electronenoptische afbeelding vermeden. Bij veel buisformaten kan er zorg voor worden gedragen, dat de getterionen pomp niet uitsteekt buiten de mantelmodule. Verder kan via een aansluitpijp overeenkomstig de aansluitpijp 104 aan de conusmodule een 25 dispersie-inrichting zijn gemonteerd. De dispersie-inrichting dient voor het vormen van de fotocathode op bijvoorbeeld een opgedampte laag Csl als luminescentielaag. Daartoe kan de anode ter plaatste zijn voorzien van een dispersie-opening en kan aan een binnenzijde van de conusmodule tegenover de aansluitpijp een dispersie diafragma zijn 30 aangebracht. Om storende invloed van de dispersie-opening in het afbeeldingsveld te voorkomen kan de opening zijn afgesloten met een gaas. De aansluitpijp 76 is bij voorkeur uitgevoerd als een afknijpstengel waardoor deze na gebruik kan worden afgesloten zonder dat gevaar voor het optreden van losse delen optreedt. De stengel is ook 35 hier bijvoorbeeld uitgevoerd als een koud afsluitbare metalen pijp. Om der wille van de eenvoud is hier de op zich bekende aansluiting voor de dispersie-inrichting niet weergegeven. De focusseeranode kan ook zo 8602212 u PHN 11.857 7 zijn aangebracht, dat openingen daarin niet achter de pijpopening vallen. Om het binnentreden van licht uit de getterionen pomp te voorkomen kan tegenover de opening 70 een afschermplaat zijn geplaatst.

De isolatiemodule 84 kan voor vele typen buizen identiek zijn en bevat 5 in de hier geschetste uitvoeringsvorm geen verdere montagedelen. Als de gewenste dwarsdoorsnede-overgang geheel door de conusmodule 80 wordt gerealiseerd kan bij een in dwarsdoorsnede gelijke uitgangsvenstermodule met een enkele isolatiemodule worden volstaan. De isolatiemodule dient, naast het mede afsluiten van de vacuumruimte 8 in het bijzonder om een 10 uitgangsgedeelte van de buis electrisch te scheiden van een ingangsgedeelte daarvan. Tussen beide gedeelten komt een potentiaalverschil van bijvoorbeeld 35 Kv te staan. De afmeting van de focusseermodule 90 hangt nauw samen met het ingangsschermformaat maar er kan bij verschillende ingangsschermenformaten eventueel toch met een 15 identieke focusseermodule worden gewerkt als de electronenoptiek van het gehele electronenoptisch systeem dat toelaat. Verschil in aard van het ingangsscherm heeft geen invloed op de focusseermodule terwijl juist het uitgangsgedeelte voor vele typen buizen althans wat geometrie betreft gelijk is. Gebruikelijk is de focusseermodule 90 met bijvoorbeeld drie 2Q snapverbindingen 68 in de conusmodule 80 opgehangen en is daardoor, evenals de ingangsschermmodule 52 relatief gemakkelijk uitwisselbaar zonder dat een exacte positionering verloren gaat. De focusseermodule kan verder zijn uitgerust met het reeds genoemde dispersiegaas en bijvoorbeeld, met een titaangetter houder en een antimoon houder. Voor 25 toevoering van de juiste potentialen aan de electroden zijn deze bijvoorbeeld uitgerust met aansluitpennen zoals 94 die via geïsoleerde doorvoeringen 96 door de buismand bereikbaar zijn.

8602212

Claims (12)

1. Röntgenbeeldversterkerbuis met een ingangsvenster (2) en een uitgangsvenster (4) die samen met een cylindervormige mantel (6) een geëvalueerde ruimte (8) omsluiten waarin een ingangsscherm (10), een uitgangsscherm (12) en electroden van een electronenoptisch 5 afbeeldingssysteem (14) zijn opgenomen met het kenmerk, dat althans een gedeelte van voor verschillende huistypen onderling gelijke onderdelen modules van een modulair opbouwsysteem vormen.

2. Röntgenbeeldverstekerbuis volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het uitgangsvenster (4), het uitgangsscherm (12), een 10 manteldeel en een electrode samenstellende modules vormen.

3. Röntgenbeeldversterkerbuis volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk, dat een uitgangsgedeelte na een verjongingsgedeelte van de mantel met een daaraan toegevoegde electrode uit een of meerdere modulaire eenheden is opgebouwd. 15

4. Röntgenbeeldversterkerbuis volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat voor montage van electroden op montagegedeelten gebruik is gemaakt van losneembare en reproduceerbaar bevestigbare verende nokverbindingen.

5. Röntgenbeeldversterkerbuis volgens conclusie 1, met het 20 kenmerk, dat het ingangsvenster en een daaraan aansluitende vensterdraagring uit metaal bestaat.

6. Röntgenbeeldversterkerbuis volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het manteldeel een ingangsdraagring, een sluitlasring, een conusvormige tussenring, een tussen twee metalen 25 hulpringen opgenomen isolerende ring en een uitgangsvensterdraagring omvat.

7. Röntgenbeeldversterkerbuis volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het uitgangsscherm verend tussen een anodebus van het electronenoptisch afbeeldingssysteem en het 30 uitgangsvenster is gemonteerd.

8. Röntgenbeeldversterkerbuis volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat die is uitgerust met een getterionen pomp met een magnetisch juk dat een geheel vormt met een nabij het uitgangsvenster gelegen manteldeel. 35

9. Röntgenbeeldversterkerbuis volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het manteldeel van een pompstengel is voorzien die met behulp van een losse delen vrije afknijptechniek 8602212 PHN 11.857 9 vacuumdicht is afgesloten.

10. Röntgenbeeldversterkerbuis volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de electronenoptiek zodanig opgebouwd en instelbaar is, dat aan het fotocathode-oppervlak een relatief hoge 5 veldsterkte heerst.

11. Röntgenbeeldversterkerbuis volgens conclusie 6 of 7, net het kenmerk, dat het manteldeel waaraan de getterionen pomp en de pompstengel zijn aangebracht het conusvormige manteldeel is.

12. Röntgenbeeldversterkerbuis volgens een der voorgaande 10 conclusies met het kenmerk, dat ringen van het manteldeel zijn verbonden met na productie van de ringen aan te brengen lasverbindingen. 8602212