[0001] Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Röntgenkonverter
mit Lumineszenz-Leuchtschirm, der das jeweilige Röntgenstrahlenbild latent speichert
und zur Bildwiedergabe durch eine zusätzliche Strahlenquelle zum Leuchten anregbar
ist, mit einer Abtastvorrichtung für den Leuchtschirm, einer Optik, einem Detektor
und einer Fernseh-Wiedergabevorrichtung. Ein derartiger Leuchtschirm dient in der
Röntgendiagnotik der Aufzeichnung und Wiedergabe eines Röntgenstrahlenbildes.
[0002] In der DE-OS 29 28 244 ist eine derartige Röntgendiagnostikeinrichtung beschrieben,
bei der ein Röntgenstrahlenbild in einer Platte mit einem Leuchtschirm aus einem durch
sichtbares Licht oder Infrarotstrahlen anregbarem Leuchtstoff zunächst als latentes
Bild gespeichert wird. Die Defektelektronen, die durch die Absorption der Röntgenstrahlen
in der Leuchtstoffschicht des Leuchtschirmes erzeugt werden, werden in einer Potentialfalle
des Leuchtstoffes, in Traps, festgehalten, so daß das Strahlenbild gespeichert bleibt.
Die Anzahl der Defektelektronen hängt von dem Betrag der absorbierenden Bestrahlungsenergie
ab. Erst durch eine bildpunktweise Abtastung des Leuchtschirmes, beispielsweise mit
einem Infrarot-Laserstrahl, werden diese Defektelektronen ins Leitfähigkeitsband gehoben
und geben beim Rückfallen Licht im sichtbaren Bereich ab. Durch die Anregung mit sichtbarem
Licht oder Infrarotstrahlen wird das gespeicherte Bestrahlungsbild sichtbar gemacht,
wobei die in der Potentialfalle des Leuchtstoffes gespeicherten Elektronen freigegeben
werden und somit das in dem Leuchtschirm gespeicherte Bestrahlungsbild in Form von
Fluoreszenzlicht freigesetzt wird. Durch einen Fotodetektor wird das Fluoreszenzlicht
aufgefangen und in ein elektrisches Signal umgewandelt, das anschließend auf einem
Monitor sichtbar gemacht wird.
[0003] In der DE-OS 29 28 244 ist darauf hingewiesen, daß die bisher bekannten Leuchtschirme
eine zu geringe Empfindlichkeit aufweisen. Durch Wahl des Leuchtstoffes kann zwar
die relative Empfindlichkeit erhöht werden. Diese reicht aber in vielen Fällen immer
noch nicht aus, Röntgenbilder mit ausreichender Helligkeit zu erzeugen, da beispielsweise
die optische Kopplung des Leuchtschirmes an dem Detektor weitere Verluste ergibt,
so daß der Rauschanteil des Detektors nicht vernachlässigbar ist.
[0004] Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Röntgendiagnostikeinrichtung der eingangs
genannten Art derart auszubilden, daß die relative Empfindlichkeit weiter erhöht und
das Ausgangsbild des Leuchtschirmes weiter verstärkt werden, so daß Fernsehbilder
mit hohem Kontrast und geringem Rauschanteil erhalten werden.
[0005] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit dem Lumineszenz-Leuchtschirm
ein Bildverstärker elektronen-optisch zu einer Bildverstärkereinheit gekoppelt ist.
Durch diesen angekoppelten Bildverstärker wird das durch anregende Strahlen sichtbare
Bild weiter verstärkt, so daß Verluste beispielsweise durch die optische Kopplung
nicht störend wirken.
[0006] Die Abmessungen können relativ klein gehalten werden, wenn der Bildverstärker ein
Flachbildverstärker mit Nahfeld-Fokussierung ist. Ein besonders einfacher Aufbau ergibt
sich, wenn die Bildverstärkereinheit als Eingangsschirm eine erste Trägerschicht aufweist,
auf der ein Eingangsleuchtschirm aufgetragen ist, auf dem eine Fotokathode aufgedampft
ist, und wenn auf einer zweiten Trägerschicht in Richtung auf den Eingang ein Ausgangsleuchtschirm
aufgetragen ist, der von einer dünnen leitenden Schicht abgedeckt ist. Der Leuchtschirm
läßt sich von der Eingangsseite abtasten, wenn der Eingangsleuchtschirm aus Thermolumineszenz-Material
und der Ausgangsleuchtschirm aus Zinksulfid oder Cadmiumsulfid besteht, und wenn die
erste Trägerschicht für Infrarotstrahlen durchlässig ist. Eine vorteilhafte Variante
ergibt sich, wenn die Abtastung auf der Ausgangsseite der Bildverstärkereinheit erfolgt,
wenn der Eingangsleuchtschirm aus Cäsiumjodid und der Ausgangsleuchtschirm aus Thermolumineszenz-Material
besteht und wenn die zweite Trägerschicht für Infrarotstrahlen und sichtbares Licht
durchlässig ist.
[0007] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den Aufnahmeteil einer erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikeinrichtung,
Fig. 2 den Wiedergabeteil einer erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikeinrichtung, und
Fig. 3 schematisch den Schichtaufbau der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Bildverstärkereinheit.
[0008] In der Figur 1 ist ein Hochspannungsgenerator 1 dargestellt, der eine Röntgenröhre
2 speist, die Röntgenstrahlen aussendet, die einen Patienten 3 durchdringen. Auf eine
Bildverstärkereinheit 4, die beispielsweise aus einem Leuchtschirm aus Lumineszenz-Material
und einem angekoppelten Flachbildverstärker mit Nahfeld-Fokussierung besteht, fallen
die Röntgenstrahlen, die durch den Patienten entsprechend seiner Transparenz geschwächt
wurden. Dieses auffallende Strahlenbild erzeugt in dem Leuchtschirm der Bildverstärkereinheit
4 Defektelektronen, die in einer Potentialfalle des Leuchtstoffes gespeichert werden,
so daß in dem Leuchtschirm der Bildverstärkereinheit 4 ein latentes Bild gespeichert
ist.
[0009] Zur Wiedergabe des latenten Bildes wird der Leuchtschirm der Bildverstärkereinheit
4 von einem Laserstrahl bildpunktweise abgetastet, der von einem Laser 5 erzeugt und
von einer Ablenkvorrichtung 6 über die Fläche des Leuchtschirmes der Bildverstärkereinheit
4 abgelenkt wird. Die Ablenkvorrichtung 6 für den Laser 5 kann beispielsweise aus
einem Ablenkspiegel für die vertikale und einem elektro-optischen Strahlenablenker
für die horizontale Ablenkung bestehen. Durch die Abtastung mit dem Laserstrahl werden
alle auf dem Leuchtschirm liegenden Bildpunkte nacheinander angeregt und zum Leuchten
gebracht. Eine Optik 7 bildet den Ausgangsleuchtschirm der Bildverstärkereinheit 4
auf einem Detektor 8 ab, der die Helligkeit der abgetasteten Bildpunkte erfaßt und
einer Wiedergabeschaltung 9 zuführt, die aus den einzelnen, analogen Ausgangssignalen
des Detektors 8 ein Videosignal zur Darstellung auf einem Monitor 10 erzeugt. Die
Wiedergabeschaltung 9 kann Bildspeicher, Verarbeitungsschaltungen und Wandler enthalten.
Eine Steuereinrichtung 11 erzeugt die Steuertakte zur Synchronisation der Ablenkvorrichtung
6, der Wiedergabeschaltung 9 und des Monitors 10.
[0010] Anhand der Figur 3, in der der Schichtaufbau der Bildverstärkereinheit 4 dargestellt
ist, wird die Funktionsweise dieser Bildverstärkereinheit 4 näher erläutert. Sie besteht
auf der der Röntgenröhre 2 zugewandten Eingangsseite aus einer ersten Trägerschicht
12, auf der ein Eingangsleuchtschirm 13 aufgetragen ist. Auf dem Eingangsleuchtschirm
13 ist eine Fotokathode 14 aufgedampft, die mit dem einen Pol einer Spannungsquelle
15 verbunden ist. Nach dem Eingangsschirm 12 bis 14 folgt als Beschleunigungsstrecke
ein Vakuum 16, das beispielsweise zwölf Millimeter dick sein kann. Der daran anschließende
Ausgangschirm der Bildverstärkereinheit 4, der dem Detektor 8 zugewandt ist, besteht
aus einer zweiten Trägerschicht 19, auf der ein Ausgangsleuchtschirm 18 aufgetragen
ist. Auf dem Ausgangsleuchtschirm 18 ist zur Abgrenzung an das Vakuum 16 eine dünne
leitende Schicht 17 aufgetragen, an der der zweite Pol der Spannungsquelle 15 angeschlossen
ist.
[0011] Die Bildverstärkereinheit 4 kann zwei Ausführungen aufweisen. Bei der ersten besteht
der Eingangsleuchtschirm 13 aus Lumineszenz-Material und der Ausgangsleuchtschirm
18 aus Zinksulfid oder Cadmiumsulfid. Die Trägerschichten 12 und 19 können hierbei
aus Glas bestehen, wobei die Trägerschicht 12 bei Verwendung eines Infrarotlasers
beispielsweise für Infrarotstrahlen durchlässig sein muß. Die Fotokathode 14 kann
beispielsweise aus einer Antimon-Cäsium-Verbindung und die Schicht 16 aus Aluminium
bestehen. Wird nun bei dieser Anordnung das Röntgenstrahlenbild auf dem Eingangsleuchtschirm
13 abgebildet, so werden entsprechend der Energie der einzelnen Bildpunkte Defektelektronen
erzeugt, die in Potentialfallen des Leuchtstoffes gespeichert werden. Wird nun anschießend
von der Eingangsseite der Eingangsleuchtschirm 13 durch einen durch den Laser 5 erzeugten
Infrarot-Laserstrahl bildpunktweise abgetastet, so werden die Defektelektronen freigesetzt,
die durch die an der Fotokathode 14 angelegte Beschleunigungsspannung von z. B. mehr
als 5 kV auf den Ausgangsleuchtschirm 18 beschleunigt werden, der von der dünnen Schicht
17 abgedeckt ist. Auf dem Ausgangsleuchtschirm 18 wird somit ein helligkeitsverstärktes
Bild (Faktor 50 bis 100) abgegeben. Durch den abschließenden Glasträger wird das in
dem Ausgangsleuchtschirm 18 erzeugte Licht über die Optik 7 auf dem Fotodetektor 8
abgebildet.
[0012] In einem zweiten möglichen Aufbau der Bildverstärkereinheit 4 besteht der Eingangsleuchtschirm
13 aus Cäsiumjodid und der Ausgangsleuchtschirm 18 aus Thermolumineszenz-Material.
Die erste Trägerschicht 12 kann, wie in der Bildverstärkertechnik üblich, aus Aluminium
bestehen, während die zweite Trägerschicht für Infrarotstrahlen und sichtbare Strahlung
durchlässig sein muß. Sie kann in diesem Falle auch aus infrarotdurchlässigem Glas
bestehen. Durch die auffallende Röntgenstrahlung werden in dem Eingangsleuchtschirm
13 Fotoelektronen erzeugt, die in dem Vakuum 16 beschleunigt werden, auf den Ausgangsleuchtschirm
18 fallen und Defektelektronen erzeugen. Dort werden sie wieder in den Traps gespeichert.
Anschließend können sie von der Ausgangsseite her durch den Infrarot-Laserstrahl abgetastet
werden, wobei bildpunktweise wiederum ein sichtbares Bild entsteht, das auf dem Detektor
8 abgebildet wird. Durch diese Anregung des Ausgangsleuchtschirmes 18 können additive
Schirmstörstrukturen besser unterdrückt werden. Bei dieser Ausführungsform muß aber
darauf geachtet werden, daß die Sättigungsgrenze des LumineszenzMaterials nicht überschritten
wird.
[0013] Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht, daß selbst bei geringen Bilddosiswerten
der Detektor 8 noch genügend ausgesteuert wird, so daß das Rauschen des Detektors
vernachlässigbar ist.
1. Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Röntgenkonverter mit Lumineszenz-Leuchtschirm
(13), der das jeweilige Röntgenstrahlenbild latent speichert und zur Bildwiedergabe
durch eine zusätzliche Strahlenquelle (5) zum Leuchten anregbar ist, mit einer Abtastvorrichtung
(5, 6) für den Leuchtschirm, einer Optik (7), einem Detektor (8) und einer Fernseh-Wiedergabevorrichtung
(9, 10), dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Lumineszenz-Leuchtschirm ein Bildverstärker
elektronenoptisch zu einer Bildverstärkereinheit (4) gekoppelt ist.
2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildverstärker
ein Flachbildverstärker mit Nahfeld-Fokussierung ist.
3. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß
die Bildverstärkereinheit (4) als Eingangsschirm (12 bis 14) eine erste Trägerschicht
(12) aufweist, auf der ein Eingangsleuchtschirm (13) aufgetragen ist, auf dem eine
Fotokathode (14) aufgedampft ist, und daß auf einer zweiten Trägerschicht (19) in
Richtung auf den Eingang ein Ausgangsleuchtschirm (18) aufgetragen ist, der von einer
dünnen leitenden Schicht (17) abgedeckt ist.
4. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsleuchtschirm
(13) aus Thermolumineszenz-Material und der Ausgangsleuchtschirm (18) aus Zinksulfid
oder Cadmiumsulfid besteht, und daß die erste Trägerschicht (12) für Infrarotstrahlen
durchlässig ist.
5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsleuchtschirm
(13) aus Cäsiumjodid und der Ausgangsleuchtschirm (18) aus Thermolumineszenz-Material
besteht, und daß die zweite Trägerschicht (19) für Infrarotstrahlen und sichtbares
Licht durchlässig ist.