EP1208580A1

EP1208580A1 - Röntgenbildverstärkereinrichtung

Info

Publication number: EP1208580A1
Application number: EP00963928A
Authority: EP
Inventors: Manfred Fuchs; Mathias HÖRNIG; Wolfgang KNÜPFER
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-08-25
Filing date: 2000-08-22
Publication date: 2002-05-29
Also published as: WO2001015198A1; DE19940345A1; DE19940345C2; JP2003511816A

Abstract

Eine solche Einrichtung weist einen Eingangsschirm (2), einen Ausgangsschirm (6) und ein Elektrodensystem derart auf, dass ein Strahlenschattenbild am Eingangsschirm (2) elektronenoptisch auf den Ausgangsschirm (6) projiziert wird. Hierzu weist das Elektrodensystem eine Bildlagenelektrode (7) auf, der die Spannung einer Bildlagenspannungsquelle (8) zuführbar ist. Erfindungsgemäss wird die Spannung so eingestellt oder ist so einstellbar, dass die Bildauflösung im zentralen Bereich des Ausgangsschirmes (8) gegenüber einer optimalen Bildauflösung verschlechtert ist. Es wird somit erreicht, dass die Bildauflösung zugunsten einer verbesserten Auflösung im Randbereich (6) verschoben wird.

Description

Beschreibung

Röntgenbildverstär ereinrichtung

Aus der JP 2-172148 (A) (englisches Abstract) ist eine Rönt- genbildverstärkereinrichtung bekannt. Diese Röntgenbildver- stärkereinrichtung weist ein Gehäuse auf, an dessen einer Stirnseite ein Eingangsschir und an dessen anderer Stirnseite ein Ausgangsschirm angeordnet sind. Im Gehäuse ist zwi- sehen dem Eingangsschirm und dem Ausgangsschirm ein Elektrodensystem vorgesehen, so daß die aufgrund der auf den Eingangsschirm auftreffenden Strahlung, insbesondere Röntgenstrahlung, erzeugten Elektronen elektronenoptisch auf den Ausgangsschirm projiziert werden.

Das Elektrodensystem eines Röntgenbildverstärkers weist in bekannter Weise eine Bildlagenelektrode auf, der eine Spannung einer Spannungsquelle zuführbar ist, so daß insbesondere im zentralen Bereich des Ausgangsschirmes eine optimale Ab- bildung erfolgt. Ferner ist es bekannt, den Röntgenbildver- stärker mit einer Bildgrößenelektrode auszuführen, der ebenfalls eine Spannung einer Spannungsquelle zuführbar ist und über die die Bildgröße am Ausgangsschirm einstellbar ist. Eine optimale Bildwiedergabe ist jedoch am Ausgangsschirm nicht möglich. Insbesondere im Randbereich des Ausgangsschirmes weist die Bildwiedergabe einen Astigmatismus in den von den auftreffenden Elektronen erzeugten Bildkurven auf, da sich die eridionalen (radialen) und sagittalen Bildflächen aufspalten, wodurch eine unscharfe Abbildung erhalten wird. Unscharfe Abbildungen sind jedoch unerwünscht, da sie die

Diagnostizierbarkeit von Durchstrahlungsaufnahmen eines Objektes erschweren. Bei einer deutlichen Verkürzung des Röntgenbildverstärkers von beispielsweise 5 bis 15 cm, was heutzutage gewünscht ist, nimmt die meridionale und sagittale Aufspaltung dramatisch zu, so daß die Diagnostizierbarkeit eines mit einem verkürzten Röntgenbildverstärker erzeugten Ausgangsbildes erheblich erschwert ist. Über elektronenoptische Simulationsrechnungen kann die Krümmung des Eingangsschirmes des Bildverstärkers berechnet werden. Es hat sich hierbei gezeigt, daß zur Optimierung die Mittenkrümmung stärker ausgebildet werden muß als die Rand- krü mung der Eingangskalotte. Hierdurch ergibt sich eine verbesserte Bildwiedergabe am Ausgangsschirm. Am Ausgangsschirm können zudem sphärische Fiberoptiken verwendet werden. Durch diese Fiberoptiken läßt sich ein Ausgangsschirm herstellen, dessen zumindest eine Oberfläche nicht plan parallel, sondern so ausgebildet ist, daß sie den entsprechenden Bildlagen, d.h. der jeweiligen Schärfenebene, derart angepaßt ist, daß das elektronenoptische Bild im wesentlichen scharf auf dieser Oberfläche abgebildet wird. Diese Fiberoptiken sind also vor- zugsweise so auszugestalten, daß sie dem Verlauf der Bildkurvenkrümmung/Bildschärfenebene nachgebildet ist. Diese Fiberoptiken sind jedoch teuer und problematisch hinsichtlich ihrer Spannungsfestigkeit.

Durch eine Erhöhung der Scheitelhöhe der Eingangskalotte

(starke Mittenkrümmung) des Eingangsschirmes wird zwar die meridionale und sagittale Aufspaltung der Bildwiedergabe am Ausgangsschirm verringert, jedoch führt diese Maßnahme zu einem Kontrastverlust durch Streuung von Escape-Quanten vom Rand des Eingangsleuchtschirmes zu dessen Zentrum und dem sich hierdurch verstärkenden Übersprechen vom Licht zur Photokathode .

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Röntgenbildverstär- kereinrichtung der eingangs genannten Art so auszuführen, daß eine gute Diagnostizierbarkeit, d.h. eine gute Bildwiedergabe, aufgrund der Strahlenabtastung eines Untersuchungsobjektes mit einem Röntgenbildverstärker möglich ist. Insbesondere soll dies auch bei einem verkürzten Röntgenbildverstär- ker möglich sein. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteil der Erfindung ist, daß insbesondere die Spannung an der Bildlagenelektrode so eingestellt wird oder einstellbar ist, daß die Bildauflösung im zentralen Bereich des Ausgangs- schirmes gegenüber einer optimalen Bildauflösung verschlechtert ist. Hierdurch wird eine bessere Bildauflösung im Randbereich des Ausgangsschirmes durch eine Reduzierung der meri- dionalen und sagittalen Aufspaltung der Bildwiedergabe ermöglicht, so daß die Diagnsotizierbarkeit der Bildinformationen im Randbereich auch bei verkürzten Röntgenbildverstärkern ermöglicht ist.

Es ist vorteilhaft, wenn insbesondere auch die Spannung an der Bildgrößenelektrode so eingestellt wird oder einstellbar ist, daß die Bildgröße, die von der Bildlagenspannung abhängig ist, unbeeinflußt bleibt. Auch hierdurch wird insbesondere in Verbindung mit dem Gegenstand des Patentanspruches 1 die Bildauflösung zugunsten einer besseren Bildwiedergabe im Randbereich des Ausgangsschirmes verschoben und die Bildgröße bleibt unverändert .

In Verbindung hiermit ist es vorteilhaft, wenn die Spannung an der Bildlagen- und/oder der Bildgrößenelektrode vorzugsweise über eine Fernbedienung veränderbar ist. Es läßt sich somit die Bildschärfewiedergabe in gewünschter Weise einstellen, wodurch die Diagnostizierbarkeit weiter verbessert wird.

Eine weitere Verbesserung in dieser Hinsicht ergibt sich, wenn die Spannung der Bildlagen- und der Bildgrößenelektrode gemeinsam oder unabhängig voneinander veränderbar sind.

Eine für den Betrachter praktisch nicht erkennbare Bildwie- dergabeverschlechterung im zentralen Bereich des Ausgangsschirmes zugunsten einer verbesserten Bildwiedergabe im Randbereich des Ausgangsschirmes ergibt sich, wenn die Bildauf- lösung im zentralen Bereich um 8 bis 17% gegenüber einer optimalen Bildwiedergabe verschlechtert ist. Es wird somit eine am Ausgangsschirm für den Betrachter insgesamt verbesserte Bildwiedergabe und damit Diagnostizierbarkeit gewährleistet .

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung.

In der Figur ist ein Gehäuse einer erfindungsgemäßen Röntgen- bildverstärkereinrichtung mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. An einer ersten großen Stirnseite dieses Gehäuses ist ein Eingangsschirm 2 ausgebildet, der im wesentlichen eine Leuchtschicht aufweist, die auftreffende Strahlung in Lichtphotonen wandelt. Dem Eingangsschirm 2 ist eine Photokathode 3 nachgeordnet, die aufgrund dieser Lichtphotonen Elektronen emittiert. Diese Elektronen werden durch ein von einer ersten und einer zweiten Elektrode 4, 5 ausgehendes elektrisches Feld zum Ausgangsschirm 6 beschleunigt. Der Aus- gangsschirm ist in einer Anode 14 angeordnet, welche typischerweise mit 20-50 kV betrieben wird. Die auf den Ausgangsschirm 6 auftreffenden Elektronen erzeugen dort Lichtphotonen, die beispielsweise über eine nachgeschaltete Fernseh- kamera oder einen CCD-Wandler in elektrische Signale gewandelt werden und über eine Auswerteelektronik als beispielsweise Bildsignale an einer Anzeigevorrichtung darstellbar sind. Zwischen dem Eingangsschirm 2 und dem Ausgangsschirm 6 sind im Gehäuse 1 noch weitere Elektroden vorgesehen, so daß ein am Eingangsschirm 2 aufgrund eines Röntgenschattens erzeugte Strahlenschattenbild elektronenoptisch auf den Ausgangsschirm 6 abgebildet wird. Dieses Elektrodensystem weist insbesondere eine Bildlagenelektrode 7 auf, an die eine Spannung einer Bildlagenspannungsquelle 8 anlegbar ist. Die Span- nung an der Bildlagenelektrode 7 wird so eingestellt, daß die Bildauflösung im zentralen Bereich des Ausgangsschirmes 6 gegenüber einer optimalen Bildauflösung verschlechtert ist. LO LO t M H» I-¹

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Claims

Patentansprüche

1. Röntgenbildverstärkereinrichtung mit einem Eingangsschirm (2), mit einem Ausgangsschirm (6), mit einem Elektrodensystem derart, daß ein Strahlenschattenbild am Eingangsschirm (2) elektronenoptisch auf den Ausgangsschirm (6) projiziert wird, und mit einer dem Elektrodensystem zugeordneten Spannungsquelle, wobei das Elektrodensystem eine Bildlagenelektrode (7) zum Steuern der Bildlage aufweist, und wobei die Spannung an der Bildlagenelektrode (7) so eingestellt wird oder einstellbar ist, daß die Bildauflösung im zentralen Bereich des Ausgangsschirms (6) gegenüber einer optimalen Bildauflösung verschlechtert ist.

2. Röntgenbildverstärkereinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Elektrodensystem eine Bildgrößenelektrode (9) aufweist und wobei die Spannung an der Bildgrößenelektrode (9) so eingestellt wird oder einstellbar ist, daß die Bildauflösung im zentralen Bereich des Ausgangsschirms (6) gegenüber einer optimalen Bildauflösung verschlechtert ist.

3. Röntgenbildverstärkereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Spannung der Bildlagen- und/oder der Bildgrößenelektrode (7, 9) veränderbar ist.

4. Röntgenbildverstärkereinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Spannung über eine Fernbedienung (11) veränderbar ist .

5. Röntgenbildverstärkereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Spannung der Bildlagen- und der Bildgrößenelektrode (7, 9) gemeinsam oder unabhängig voneinander veränderbar sind.

6. Röntgenbildverstärkereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Bildauflösung um 8% bis 17% verändert ist.

7. Röntgenbildverstärkereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , mit einer nachgeschalteten Fernseheinrichtung, aufweisend eine CCD- oder Fernsehkamera zum Aufnehmen eines Bildes des Ausgangsschirmes, wobei zur Aufnahme eines ersten Teilbildes die Spannung der Bildlagenelektrode (7) so eingestellt wird, daß die Bildauflösung im zentralen Bereich des Ausgangsschirmes (6) größer als im Randbereich ist und daß ein zweites Teilbild aufgenom- men wird, wobei die Spannung der Bildlagenelektrode (7) so eingestellt wird, daß die Bildauflösung im zentralen Bereich des Ausgangsschirmes (6) gegenüber einer optimalen Bildauflösung verschlechtert ist und wobei die Fernseheinrichtung einen Rechner zur Kombination des ersten und zweiten Teilbildes aufweist.