DE10327038B4

DE10327038B4 - X-ray device

Info

Publication number: DE10327038B4
Application number: DE10327038A
Authority: DE
Inventors: Reiner Franz Dr. Schulz
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2023-06-17
Also published as: DE10327038A1

Abstract

Röntgenvorrichtung mit einer Röntgenquelle (1), einer im Strahlenbereich der Röntgenquelle (1) angeordneten auf einem Substrat (12) aufgebrachten Röntgenspeicherleuchtstoffschicht (4) und einem Detektor zur Erfassung einer auf die Röntgenspeicherleuchtstoffschicht (4) eingestrahlten Röntgenintensität, wobei der Detektor ein lichtempfindlicher Sensor (8) ist, welcher bezüglich der Röntgenspeicherleuchtstoffschicht (4) so angebracht ist, dass damit bei der Absorption von Röntgenstrahlung emittiertes Szintillationslicht erfassbar ist, wobei der mit einer Einrichtung (6) zur Regelung der auf die Röntgenspeicherleuchtstoffschicht (4) eingestrahlten Röntgenintensität verbundene lichtempfindliche Sensor (8) mit einem Abstand zur Röntgenspeicherleuchtstoffschicht (4) an einer Innenwand eines die Röntgenspeicherleuchtstoffschicht (4) aufnehmenden kassettenartigen Gehäuses (16) so angebracht ist, dass eine aus der Röntgenspeicherleuchtstoffschicht (4) und dem Substrat (12) gebildete Einheit aus dem Gehäuse (16) entnehmbar ist.X-ray device with an X-ray source (1), one in the radiation region of the X-ray source (1) arranged on a substrate (12) applied X-ray storage phosphor layer (4) and a detector for detecting an X-ray storage phosphor layer (4) radiated X-ray intensity, wherein the detector is a photosensitive sensor (8), which with respect to X-ray storage phosphor layer (4) is mounted so that when absorbing X-rays emitted scintillation light is detectable, wherein the with a Device (6) for regulating the X-ray storage phosphor layer (4) radiated X-ray intensity photosensitive sensor (8) with a distance to the X-ray storage phosphor layer (4) on an inner wall of an X-ray storage phosphor layer (4) receiving cassette-like housing (16) is mounted so that one from the X-ray storage phosphor layer (4) and the unit (12) formed unit from the housing (16) is removable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenvorrichtung.The The invention relates to an X-ray device.

Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Radiografie. Wie insbesondere aus Schulz R. F.; Fortschr Röntgenstr 2001; 173: 1137–1146 bekannt ist, kommen dabei als Röntgendetektoren so genannte Röntgenspeicherleuchtstoffschichten zum Einsatz. Solche Röntgenspeicherleuchtstoffschichten enthalten besondere Leuchtstoffe, deren Elektronen bei einer Absorption von Röntgenstrahlung in einen angeregten metastabilen Zustand gelangen. Die durch die im metastabilen Zustand befindlichen Elektronen gespeicherte Information kann zu einem späteren Zeitpunkt ausgelesen werden. Dazu wird die Röntgenspeicherleuchtstoffschicht mit Licht einer vorgegebenen Wellenlänge bestrahlt. Die im metastabilen Zustand befindlichen Elektronen kehren infolge der weiteren Anregung durch das Licht in ihren Grundzustand zurück. Dabei wird Szintillationslicht abgestrahlt. Das abgestrahlte Szintillationslicht ist ein Maß für die absorbierte Röntgenintensität.The This invention relates generally to the field of radiography. In particular from Schulz R. F .; Fortschr Röntgenstr 2001; 173: 1137-1146 is known, come here as X-ray detectors so-called X-ray storage phosphor layers for use. Such X-ray storage phosphor layers contain special phosphors whose electrons absorb during absorption of X-rays get into an excited metastable state. The by the information stored in the metastable state can at a later date Time to be read out. For this purpose, the X-ray storage phosphor layer irradiated with light of a predetermined wavelength. The metastable State electrons sweep as a result of further excitation back to their ground state through the light. Scintillation light is emitted. The radiated scintillation light is a measure of the absorbed X-ray intensity.

Insbesondere bei der Radiografie für medizinische Zwecke wird versucht, die auf den Menschen eingestrahlte Dosis an Röntgenstrahlung möglichst gering zu halten. Dazu ist eine Einrichtung zur Regelung der Dosisleistung vorgesehen. Die Einrichtung weist einen Detektor zur Messung der Dosisleistung auf. Der Detektor ist über eine Einrichtung zur Regelung mit einem Generator einer Röntgenquelle verbunden. Sobald eine vorgegebene Dosis erreicht worden ist, wird mittels der Einrichtung zur Regelung der Generator abgeschaltet.Especially at the radiography for medical purposes are being attempted which irradiated on humans Dose of X-rays as low as possible to keep. This is a device for regulating the dose rate intended. The device has a detector for measuring the Dose rate on. The detector is via a device for regulation with a generator of an x-ray source connected. Once a given dose has been achieved, it will switched off by the means for regulating the generator.

Die DE 100 15 264 A1 offenbart eine Röntgenvorrichtung mit einer Röntgenquelle, einer im Strahlenbereich der Röntgenquelle angeordneten Röntgenspeicherleuchtstoffschicht und einem Detektor zur Erfassung einer auf die Röntgenspeicherleuchtstoffschicht eingestrahlten Röntgenintensität, wobei der Detektor ein lichtempfindlicher Sensor ist, welcher bezüglich der Röntgenspeicherleuchtstoffschicht so angebracht ist, dass damit bei der Absorption von Röntgenstrahlung emittiertes Szintillationslicht erfassbar ist, und wobei der lichtempfindliche Sensor mit einer Einrichtung zur Regelung der auf die Röntgenspeicherleuchtstoffschicht eingestrahlten Röntgenintensität verbunden ist.The DE 100 15 264 A1 discloses an X-ray device comprising an X-ray source, an X-ray storage phosphor layer disposed in the X-ray source region and a detector for detecting X-ray intensity irradiated to the X-ray storage phosphor layer, the detector being a photosensitive sensor mounted with respect to the X-ray storage phosphor layer so as to emit X-ray radiation emitted therefrom Scintillation light is detectable, and wherein the photosensitive sensor is connected to a device for controlling the incident on the X-ray storage phosphor layer X-ray intensity.

Bei der bekannten Röntgenvorrichtung ist der Detektor Bestandteil eines schichtförmig aufgebauten Röntgenbildwandlers.at the known X-ray device the detector is part of a layered X-ray image converter.

Aufgabe der Erfindung ist die Angabe einer möglichst universellen Röntgenvorrichtung.task The invention is the specification of a possible universal X-ray device.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Röntgenvorrichtung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 5.These The object is achieved by a device having the features of the claim 1 solved. Advantageous embodiments the X-ray device arise from the features of claims 2 to 5.

Die Vorrichtung macht sich den Umstand zu nutze, dass bei einer Absorption von Röntgenstrahlen mittels einer Röntgenspeicherleuchtstoffschicht auch spontan Szintillationslicht emittiert wird. Die Intensität des spontan emittierten Szintillationslichts ist ein Maß für die Intensität der einfallenden Röntgenstrahlung. Sie eignet sich zur Er mittlung der eingestrahlten Dosisleistung. Zur Erfassung der Intensität des spontan emittierten Szintillationslichts kann ein einfacher lichtempfindlicher Sensor benutzt werden. Ein solcher Sensor ist nicht mit einem weiteren Szintillatormaterial versehen. Er ist kostengünstig verfügbar. Infolge des Wegfalls des weiteren Szintillatormaterials findet eine Verfälschung der in der Röntgenspeicherleuchtstoffschicht gespeicherten Röntgenintensitätsverteilung nicht statt. Darüber hinaus kann die zur Aufnahme eines Röntgenbilds benötigte Dosis verringert werden. Mit dem Verfahren ist eine besonders genaue Messung der Dosisleistung möglich.The Device makes use of the circumstance that at absorption of x-rays by means of an X-ray storage phosphor layer as well Spontaneous scintillation light is emitted. The intensity of the spontaneous emitted scintillation light is a measure of the intensity of the incident X-rays. It is suitable for determining the irradiated dose rate. To record the intensity of the spontaneously emitted scintillation light can be a simpler photosensitive Sensor can be used. Such a sensor is not with another Provided scintillator material. He is available at low cost. As a result of the omission the other scintillator material is adulterated in the X-ray storage phosphor layer stored X-ray intensity distribution not happening. About that In addition, the dose required to take an X-ray image can be be reduced. The method is a particularly accurate measurement the dose rate possible.

Der bei der Messung gewonnene Wert wird zur Regelung der auf die Röntgenspeicherleuchtstoffschicht eingestrahlten Röntgenintensität verwendet. Zur Regelung der Dosisleistung kann unter Verwendung der mit dem lichtempfindlichen Sensor gemessenen Werte die Dosis ermittelt und bei Erreichen einer vorgegebenen Dosis eine Röntgenquelle abgeschaltet werden. Es kann damit sicher und zuverlässig gewährleistet werden, dass ein Patient nicht mit einer unnötig hohen Dosis an Röntgenstrahlen belastet wird.Of the The value obtained during the measurement is used to control the X-ray storage phosphor layer irradiated X-ray intensity used. To control the dose rate, using the with the light-sensitive sensor measured values, the dose is determined and when reaching a predetermined dose, an X-ray source will be switched off. It can be safe and reliable guaranteed be that a patient does not take an unnecessarily high dose of x-rays is charged.

Die vorgeschlagene Röntgenvorrichtung ist einfach und kostengünstig herstellbar. Sie ermöglicht eine Herstellung von radiografischen Röntgenbildern bei einer verringerten Dosisleistung. Eine Verfälschung der Röntgenbilder durch außerhalb der Röntgenspeicherleuchtstoffschicht befindliche absorbierende Detektormaterialien wird vermieden.The proposed X-ray device is easy and inexpensive produced. It allows one Production of radiographic X-ray images at a reduced Dose rate. A falsification the X-ray pictures through outside the X-ray storage phosphor layer Absorbent detector materials are avoided.

Der lichtempfindliche Sensor ist mit einem Abstand zur Röntgenspeicherleuchtstoffschicht an einem die Röntgenspeicherleuchtstoffschicht aufnehmenden kassettenartigen Gehäuse angebracht.Of the light-sensitive sensor is at a distance from the X-ray storage phosphor layer at one the X-ray storage phosphor layer receiving cassette-like housing attached.

Nach einer Ausgestaltung weist der lichtempfindliche Sensor eine fotosensitive Schicht auf.To In one embodiment, the photosensitive sensor has a photosensitive Shift up.

Weiter ist es zweckmäßig, dass die fotosensitive Schicht aus Elementen mit einer Ordnungszahl Z < 50 gebildet ist. Das ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn der lichtempfindliche Sensor zwischen der Röntgenquelle und der Röntgenspeicherleuchtstoffschicht angeordnet ist. So wird eine unerwünschte Absorption von Röntgenstrahlung durch den lichtempfindlichen Sensor vermieden. Die fotosensitive Schicht kann aus einem amorphen oder polykristallinen Halbleiter, vorzugsweise amorphen Silizium, amorphen Selen oder polykristallinen Silizium, hergestellt sein. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei dem lichtempfindlichen Sensor um eine herkömmliche Fotodiode. Eine solche Fotodiode ist kostengünstig verfügbar.Furthermore, it is expedient that the photosensitive layer is formed from elements with an atomic number Z <50. This is particularly useful when the photosensitive sensor is disposed between the X-ray source and the X-ray storage phosphor layer. Thus, an unwanted absorption of X-rays by the light sensitive sensor avoided. The photosensitive layer may be made of an amorphous or polycrystalline semiconductor, preferably amorphous silicon, amorphous selenium or polycrystalline silicon. Conveniently, the photosensitive sensor is a conventional photodiode. Such a photodiode is available at low cost.

Der lichtempfindliche Sensor ist ferner mit einer Einrichtung zur Regelung der auf die Röntgenspeicherleuchtstoffschicht eingestrahlten Röntgenintensität verbunden. Mit einer solchen Einrichtung kann beispielsweise die Dosisleistung ermittelt und in Abhängigkeit einer vorgegebenen maximalen Dosis die Röntgenquelle abgeschaltet werden.Of the Photosensitive sensor is further equipped with a device for regulation on the X-ray storage phosphor layer radiated X-ray intensity connected. With such a device, for example, the dose rate determined and depending a predetermined maximum dose, the X-ray source are turned off.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiele der Röntgenvorrichtung näher erläutert. Es zeigen:following an exemplary embodiments of the x-ray device will be explained in more detail with reference to the drawings. It demonstrate:

1 eine schematische Ansicht einer Radiografie-Vorrichtung nach dem Stand der Technik, 1 a schematic view of a radiography apparatus according to the prior art,

2A, B schematische Querschnittsansichten eines Röntgendetektors. 2A , B are schematic cross-sectional views of an X-ray detector.

In 1 ist schematisch der Aufbau einer Radiografie-Vorrichtung nach dem Stand der Technik gezeigt. Eine Röntgenquelle 1 durchstrahlt mit einem Strahlenbündel 2 einen Patienten 3. Nach dem Durchtritt durch den Patienten 3 fällt das Strahlenbündel 2 auf eine Röntgenspeicherleuchtstoffschicht 4. Ein Detektor ist verbunden mit einer Regeleinrichtung 6. Die Regeleinrichtung 6 ist zur Regelung verbunden mit einem Generator 7, der wiederum mit der Röntgenquelle 1 zur Versorgung mit Hochspannung verbunden ist.In 1 schematically shows the structure of a radiographic apparatus according to the prior art. An x-ray source 1 radiates through a beam of light 2 a patient 3 , After passing through the patient 3 the beam falls 2 on an X-ray storage phosphor layer 4 , A detector is connected to a control device 6 , The control device 6 is connected to a generator for regulation 7 , in turn, with the X-ray source 1 connected to the supply of high voltage.

Bei der in 1 gezeigten Radiografie-Vorrichtung ist der Detektor ein lichtempfindlicher Sensor 8, beispielsweise eine Fotodiode. Wie in 1 gezeigt ist, ist der lichtempfindliche Sensor 8 mit einem Abstand zur Röntgenspeicherleuchtstoffschicht 4 angeordnet, und zwar gegenüberliegend einer der Röntgenquelle 1 abgewandten Rückseite 9 der Röntgenspeicherleuchtstoffschicht 4.At the in 1 The radiography apparatus shown, the detector is a photosensitive sensor 8th , For example, a photodiode. As in 1 is shown is the photosensitive sensor 8th with a distance to the X-ray storage phosphor layer 4 arranged, and opposite to one of the X-ray source 1 facing away back 9 the X-ray storage phosphor layer 4 ,

Bei dem in den 2A und 2B schematisch gezeigten Röntgendetektor ist ein Substrat 12 mit der darauf aufgebrachten Röntgenspeicherleuchtstoffschicht 4 in einer Kassette 16 aufgenommen. Gegenüberliegend einer der (hier nicht gezeigten) Röntgenquelle zugewandten Vorderseite 14 der Röntgenspeicherleuchtstoffschicht 4 ist an der Innenwand eines Deckels der Kassette 16 der lichtempfindliche Sensor 8 angebracht. Wie aus 2B ersichtlich ist, kann eine aus dem Substrat 12 mit der darauf aufgenommenen Röntgenspeicherleuchtstoffschicht 4 gebildete Einheit aus der Kassette 16 entnommen werden. Diese Einheit kann dann in eine (hier nicht gezeigte) Auslesevorrichtung eingeschoben werden.In the in the 2A and 2 B schematically shown X-ray detector is a substrate 12 with the X-ray storage phosphor layer applied thereon 4 in a cassette 16 added. Opposite one of the (not shown here) X-ray source facing front 14 the X-ray storage phosphor layer 4 is on the inner wall of a lid of the cassette 16 the photosensitive sensor 8th appropriate. How out 2 B it can be seen, one from the substrate 12 with the X-ray storage phosphor layer picked up thereon 4 formed unit from the cassette 16 be removed. This unit can then be inserted into a read-out device (not shown here).

Die Funktion der Radiografie-Vorrichtung ist folgende:
Wie aus den Figuren ersichtlich ist, wird zur Erfassung die auf der Röntgenspeicherleuchtstoffschicht 4 eingestrahlten Röntgenintensität ein lichtempfindlicher Sensor 8 verwendet. Mit dem lichtempfindlichen Sensor 8 wird bei der Absorption von Röntgenstrahlung von der Röntgenspeicherleuchtstoffschicht 4 spontan emittiertes Szintillationslicht erfasst. Die Intensität des abgestrahlten Szintillationslichts ist ein Maß für die Intensität der einfallenden Röntgenstrahlung. Daraus kann eine Dosisleistung errechnet werden. Mittels der Regeleinheit 6 kann bei Erreichen einer vorgegebenen Dosis der Generator 7 und damit die Röntgenquelle 1 abgeschaltet werden.The function of the radiography apparatus is as follows:
As can be seen from the figures, the detection on the X-ray storage phosphor layer becomes 4 radiated X-ray intensity, a photosensitive sensor 8th used. With the photosensitive sensor 8th becomes due to the absorption of X-radiation from the X-ray storage phosphor layer 4 spontaneously emitted scintillation light detected. The intensity of the radiated scintillation light is a measure of the intensity of the incident X-ray radiation. From this a dose rate can be calculated. By means of the control unit 6 can reach the generator when a predetermined dose is reached 7 and thus the X-ray source 1 be switched off.

Claims

X-ray device with an X-ray source ( 1 ), one in the radiation area of the X-ray source ( 1 ) arranged on a substrate ( 12 ) applied X-ray storage phosphor layer ( 4 ) and a detector for detecting an X-ray storage phosphor layer ( 4 ) irradiated X-ray intensity, wherein the detector is a photosensitive sensor ( 8th ), which with respect to the X-ray storage phosphor layer ( 4 ) is mounted so that scintillating light emitted thereby upon the absorption of X-ray radiation is detectable, whereby the scintillation light emitted by a device ( 6 ) for controlling the X-ray storage phosphor layer ( 4 ) irradiated x-ray intensity connected photosensitive sensor ( 8th ) with a distance to the X-ray storage phosphor layer ( 4 ) on an inner wall of an X-ray storage phosphor layer ( 4 ) receiving cassette-like housing ( 16 ) is mounted so that one of the X-ray storage phosphor layer ( 4 ) and the substrate ( 12 ) formed unit from the housing ( 16 ) is removable.

X-ray device according to claim 1, wherein the photosensitive sensor ( 8th ) opposite one of the X-ray source ( 1 ) facing away from the back ( 9 ) or one of the X-ray sources ( 1 ) facing front ( 14 ) of the X-ray storage phosphor layer ( 4 ) is arranged.

X-ray device according to claim 1 or 2, wherein the photosensitive sensor ( 8th ) has a photosensitive layer.

X-ray device according to claim 3, wherein the photosensitive layer of elements with an atomic number Z <50 is formed.

X-ray device according to one of Ansprü che 1 to 4, wherein the photosensitive layer is made of an amorphous or polycrystalline semiconductor, preferably amorphous silicon, amorphous selenium, polycrystalline silicon.