Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Röntgenkonverter

Beschreibung

[0001] Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Röntgenkonverter

[0002] Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Röntgenkonverter mit Lumineszenz-Speicherleuchtschirm, der das jeweilige Röntgenstrahlenbild latent speichert und zur Bildwiedergabe durch eine zusätzliche Strahlenquelle zum Leuchten anregbar ist, mit einer Abtastvorrichtung für den Speicherleuchtschirm, einer zwischen dem Speicherleuchtschirm und einem Detektor angeordneten Optik und einer Fernseh-Wiedergabevorrichtung. Ein derartiger Leuchtschirm dient in der Röntgendiagnostik der Aufzeichnung und Wiedergabe eines Röntgenstrahlenbildes. Er ist beispielsweise aus der US-A-3 975 637 bekannt.

[0003] In der DE-A-2 928 244 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung beschrieben, bei der ein Röntgenstrahlenbild in einer Platte mit einem Speicherleuchtschirm 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 das 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 sichbarem 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.

[0004] In der DE-A-2 928 244 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 nocht nicht aus, Röntgenbilder mit ausreichender Helligkeit zu erzeugen, da beispielsweise eine optische Kopplung des Leuchtschirmes an dem Detektor weitere Verluste ergibt, so dass der Rauschanteil des Detektors nicht vernachlässigbar ist.

[0005] In der US-A-3 975 637 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung der eingangs genannten Art beschrieben, bei der das im Speicherleuchtschirm enthaltene Strahlenbild durch einen Laser bildpunktweise abgetastet wird, wobei durch eine Optik, einen Strahlenkollektor, die von dem Speicherleuchtschirm emittierten Lichtstrahlen auf einen Detektor abgebildet werden. Nach anschliessender Verstärkung des elektrischen Ausgangssignales des Detektors wird dieses auf einer Wiedergabevorrichtung dargestellt. Bei dunklen Bildteilen im Strahlenbild wird, weiterhin durch die Optik geschwächt, der Detektor nur in geringem Masse ausgesteuert, so dass sein elektrisches Rauschen diese Bildsignale stören kann.

[0006] in der FR-A-2 212 946 ist ein Verfahren zum Erzeugen eines Röntgenbildes beschrieben, bei dem das in einem Speicherleuchtstoff enthaltene Röntgenstrahlenbild durch Infrarotstrahlen abgetastet wird. Über eine Optik wird das von dem Speicherleuchtschirm emittierte Licht einer Bildverstärkerröhre zugeführt, deren Ausgangsbild über eine weitere Optik auf einem Röntgenbild abgebildet wird, so dass auf dem Röntgenfilm das in dem Speicherleuchtstoff enthaltene Strahlenbild aufgezeichnet wird. Anstelle der Bildverstärkerröhre mit Optiken kann das vom Speicherleuchtschirm ausgehende Licht auch von einem Detektor erfasst werden, dessen Ausgangssignal nach Zwischenspeicherung eine Kathodenstrahlröhre zur Aufzeichnung auf einen Mikrofilm ansteuert. Auch hier können durch die Optik bzw. den elektrischen Übertragungsweg Verluste bzw. erhöhtes Rauschen auftreten.

[0007] 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.

[0008] Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass mit dem Lumineszenz-Speicherleuchtschirm ein Bildverstärker elektronenoptisch zu einer Bildverstärkereinheit gekoppelt ist. Durch diesen angekoppelten Bildverstärker wird das durch anregende Strahlen sichtbare Bild sofort weiter verstärkt, so dass Verluste beispielsweise durch eine eventuell nachfolgende optische Kopplung nicht störend wirken.

[0009] Die Abmessungen können relativ klein gehalten werden, wenn der Bildverstärker ein Flachbildverstärker mit Nahfeld-Fokussierung ist. Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich 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 speicherfähigem lumineszentem Material und der Ausgangsleuchtschirm aus Zinksulfid oder Cadmiumsulfid besteht, und wenn die erste Trägerschicht für Lichtstrahlen 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 speicherfähigem lumineszentem Material besteht und wenn die zweite Trägerschicht für Lichtstrahlen durchlässig ist.

[0010] 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.

[0011] 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.

[0012] 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 abgestasteten 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.

[0013] 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. Aus 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.

[0014] 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 17 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 anschliessend 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 Ausganqsnleuchtschirm 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.

[0015] In einem zweiten möglichen Aufbau der Bildverstärkereinheit 4 besteht der Eingangsleuchtschirm 13 aus Casiumjodid 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 ensteht, 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 Lumineszenz-Materials nicht überschritten wird.

[0016] Durch diese erfindungsgemässe Anordnung wird erreicht, das selbst bei geringen Bilddosiswerten der Detektor 8 noch genügend ausgesteuert wird, so dass das Rauschen des Detektors vernachlässigbar ist.

Ansprüche

1. Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Röntgenkonverter mit Lumineszenz-Speicherleuchtschirm (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 Speicherleuchtschirm (13), einer zwischen dem Speicherleuchtschirm (13) und einem Detektor (8) angeordneten Optik (7) und einer Fernseh-Wiedergabevorrich_tung (9, 10), dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Lumineszenz-Speicherleuchtschirm (13) 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 speicherfähigem luminiszenten Material und der Ausgangsleuchtschirm (18) aus Zinksulfid oder Cadmiumsulfid besteht, und dass die erste Trägerschicht (12) für Lichtstrahlen durchlässig ist.

5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangsleuchtschirm (13) aus Cäsiumjodid und der Ausgangsleuchtschirm (18) aus speicherfähigem luminiszenten Material besteht, und dass die zweite Trägerschicht (19) für Lichtstrahlen durchlässig ist.

Revendications

1. Appareil de radiodiagnostic comportant un convertisseur de rayons X muni d'un écran luminescent de mémorisation (13), qui mémorise sous forme latente l'image radiologique respective et peut, pour la restitution de l'image, être excité de manière à devenir luminescent au moyen d'une source supplémentaire de rayonnement (5), un dispositif de balayage (5, 6) pour l'écran luminescent de mémorisation (13), un système optique (7) disposé entre l'écran luminescent de mémorisation (13) et un détecteur (8) et un dispositif de restitution par télévision (9, 10), caractérisé par le fait qu'un amplificateur de brillance est couplé, par voie électro-optique, à l'écran luminescent de mémorisation (13), pour former une unité d'amplification de brillance (4).

2. Appareil de radiodiagnostic suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'amplificateur de brillance est un amplificateur de brillance plat à focalisation dans le champ proche.

3. Appareil de radiodiagnostic suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'unité d'amplification de brillance (4) comporte, comme écran d'entrée (12 à 14), une première couche de support (12), sur laquelle est déposé un écran luminescent d'entrée (13), sur lequel une photocathode (14) est déposée par évaporation, et qu'un écran luminescent de sortie (18), qui est recou- vert par une mince couche conductrice (17), est déposé sur une seconde couche de support (19), en direction de l'entrée.

4. Appareil de radiodiagnostic suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que l'écran luminescent d'entrée (13) est constitué en un matériau luminescent apte à procéder à une mémorisation et que l'écran luminescent de sortie (18) est constitué par du sulfure de zinc ou du sulfure de cadmium et que la première couche de support (12) est transparente pour les rayons lumineux.

5. Appareil de radiodiagnostic suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que l'écran luminescent d'entrée (13) est constitué par du iodure de césium et que l'écran luminescent de sortie (18) est constitué par un matériau luminescent apte à procéder à une mémorisation et que la seconde couche de support (19) est transparente pour les rayons lumineux.

Claims

1. X-ray diagnostic equipment having an X-ray converter with a luminescence storage fluorescent screen (13) of the type which stores in a latent manner each X-ray beam image and which can be excited for the purpose of image reproduction by means of a radiation source (5) for illumination, a scanning device (5, 6) for the storage fluorescent screen (13), an optical system (7) arranged between the storage fluorescent screen (13) and a detector (8), and a visual display reproduction device (9, 10), characterised in that an image intensifier is coupled electro optically with the luminescence storage fluorescent screen (13) to form an image intensifier unit (4).

2. X-ray diagnostic equipment according to claim 1, characterised in that the image intensifier is a flat image intensifier with near filed focusing.

3. X-ray diagnostic equipment according to claim 1 or 2, characterised in that the image intensifier unit (4) has as an input screen (12 to 14) a first carrier layer (12) on which there is applied an input fluorescent screen (13) on which there is evaporated a photocathode (14), and in that an output fluorescent screen (18) covered by a thin conductive layer (17) is applied to a second carrier layer (19) in the direction of the input.

4. X-ray diagnostic equipment according to claim 3, characterised in that the input fluorescent screen (13) is made of luminescent material having a storing capability and the output fluorescent screen (18) is made of zinc sulphide or cadmium sulphide and in that the first carrier layer (12) is light permeable.

5. X-ray diagnostic equipment according to claim 3, characterised in that the input fluorescent screen (13) is made of caesium iodide and the output fluorescent screen (18) is made of luminescent material having a storing capability and in that the second carrier layer (19) is light permeable.

Zeichnung