DE10330645A1 - Method and device for generating an X-ray image - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Röntgenbilds mit einem Röntgenbildverstärker, bei dem infolge einfallender Röntgenstrahlung (R) einer Fotokathode (1) freie Elektronen (2) erzeugt und die freien Elektronen (2) mittels Beschleunigungs- und Ablenkungsspannungen auf einen Ausgangsleuchtschirm (3) beschleunigt werden, wobei durch eine Absorption der freien Elektronen (2) im Ausgangsleuchtschirm (3) Szintillationslicht erzeugt und das Szintillationslicht von einer dem Röntgenbildverstärker nachgeordneten Kamera (5) erfasst wird. Um die Baugröße zu reduzieren, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Beschleunigungs- und Ablenkungsspannung automatisch so geregelt werden, dass eine Intensität des vom Ausgangsleuchtschirm (3) emittierten Szintillationslichts einen vorgegebenen Dynamikbereich der Kamera (5) nicht unter- oder überschreitet.The invention relates to a method for generating an X-ray image with an X-ray image intensifier, in which as a result of incident X-ray radiation (R) of a photocathode (1) free electrons (2) generates and the free electrons (2) by means of acceleration and deflection voltages on a Ausgangsleuchtschirm (3) to be accelerated, scintillation light being produced by absorption of the free electrons (2) in the output light screen (3) and the scintillation light being detected by a camera (5) arranged downstream of the x-ray image intensifier. In order to reduce the size, it is proposed according to the invention that the acceleration and deflection voltage are automatically controlled so that an intensity of the scintillation light emitted by the output light screen (3) does not fall below or exceed a predetermined dynamic range of the camera (5).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Röntgenbilds nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 9.The The invention relates to a method and a device for generating an X-ray image according to the preambles of claims 1 and 9.
Eine solche Vorrichtung bzw. ein solches Verfahren sind z. B. aus Schulz R. F., Fortschr Röntgenstr 2001; 173: 1137–1146 bekannt. Das darin beschriebene Röntgenbildverstärkerfernsehsystem (RBV-FS-System) besteht im Wesentlichen aus einem Röntgenbildverstärker, einer nachgeschalteten Licht-Optik und einer der Licht-Optik nachgeordneten Kamera. Der Röntgenbildverstärker wandelt eingangsseitig einfallende Röntgenstrahlung in Licht um, welches seinerseits über eine Fotokathode Elektronen erzeugt. Die Elektronen werden mittels einer Elektronen-Optik auf einen ausgangsseitigen Ausgangsleuchtschirm beschleunigt und fokussiert. Das dort entstehende Bild wird über die Licht-Optik, z. B. in einem telezentrischen Strahlengang, auf eine Detektorfläche einer Kamera projiziert wird. Von der Kamera kann das Röntgenbild auf ein Bildwiedergabegerät übertragen und sichtbar gemacht werden.A such device or such a method are z. B. from Schulz R.F., Fortschr Röntgenstr 2001; 173: 1137-1146 known. The x-ray image intensifier television system (RBV-FS system) described therein consists essentially of an X-ray image intensifier, a Downstream light optics and a downstream of the light optics camera. The X-ray image intensifier converts on the input side incident X-ray radiation into light, which in turn electrons via a photocathode generated. The electrons are detected by means of an electron optic accelerates and focuses an output output screen. The resulting image is about the light optics, z. B. in a telecentric beam path on a detector surface a camera is projected. From the camera can the X-ray image transferred to a picture display device and made visible.
Um eine Übersteuerung der Kamera durch zu hohe Intensitäten des vom Ausgangsleuchtschirm emittierten Szintillationslichts zu vermeiden, kann die Licht-Optik mehrere Teilobjektive und eine mechanische Blende aufweisen. Mittels der mechanischen Blende kann die auf die Detektorfläche der Kamera einfallende Intensität des vom Ausgangsleuchtschirm emittierten Szintillationslichts eingestellt werden. – Ein herkömmliches RB-FS-System ist komplex. Seine Herstellung ist aufwändig.Around an override the camera due to excessive levels emitted by the output light screen To avoid scintillation light, the light optics may be several Partial lenses and a mechanical aperture. By means of mechanical aperture can be incident on the detector surface of the camera intensity of the scintillation light emitted from the exit lighthouse become. - One conventional RB-FS system is complex. Its production is complex.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es sollen insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben werden, welche zu einer das Röntgengerätedesign begünstigenden Kompaktheit führt. Des Weiteren soll eine Verbesserung der Übertragung der Bildinformation vom Eingang des Röntgenbildverstärkers zur Fernsehkamera erfolgen.task The invention is to the disadvantages of the prior art remove. It is intended in particular a method and a device which are favorable to the X-ray machine design Compactness leads. Furthermore, an improvement of the transmission of image information from the input of the X-ray image intensifier to Television camera done.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 8 und 10 bis 16.These The object is solved by the features of claims 1 and 9. Advantageous embodiments result from the features of claims 2 to 8 and 10 to 16.
Nach Maßgabe der Erfindung ist bei einem Verfahren zur Erzeugung eines Röntgenbilds unter Verwendung eines Röntgenbildverstärkers vorgesehen, dass die Beschleunigungs- und Ablenkungsspannungen so geregelt werden, dass eine Intensität des vom Ausgangsleuchtschirm emittierten Szintillationslichts einen vorgegebenen Dynamikbereich der Kamera nicht unter- oder überschreitet.To proviso The invention is in a method for generating an X-ray image provided using an X-ray image intensifier, that the acceleration and deflection voltages are controlled so that an intensity of Scintillation light emitted from the exit lighthouse specified dynamic range of the camera does not fall below or exceeds.
Mit dem vorgeschlagenen Verfahren kann eine wesentliche Vereinfachung des RBV-FS-Systems erreicht werden. Ferner können damit die Dynamik und die Bildübertragungseigenschaften des RBV-FS-Systems verbessert werden.With The proposed method can be a substantial simplification of the RBV-FS system. It also allows the dynamics and the image transfer properties of the RBV-FS system.
Erfindungsgemäß wird die Intensität des auf die Kamera einfallenden Szintillationslichts nicht mit einer Blende oder dgl., sondern durch die Beschleunigungs- und Ablenkungsspannungen geregelt und auf den Dynamikbereich der Kamera angepasst. Es kann auf eine Blende verzichtet werden. Die Licht-Optik kann unter Weglassung einer Blende ausgeführt werden oder sogar völlig wegfallen. Die Baugröße und das Gewicht eines RBV-FS-Systems können damit verkleinert werden. Der Begriff "Kamera" ist im Sinne der vorliegenden Erfindung allgemein zu verstehen. Es kann sich dabei z. B. um eine Kamera mit Fernsehaufnahmeröhre oder um einen Halbleiterbildsensor, z. B. einen CCD-Chip, handeln.According to the invention intensity of the scintillation light incident on the camera, not with one Aperture or the like, but by the acceleration and deflection voltages regulated and adapted to the dynamic range of the camera. It can to dispense with a panel. The light optics can be omitted by omitting a shutter accomplished be or even completely eliminated. The size and the Weight of a RBV FS system to be downsized. The term "camera" is within the meaning of the present invention generally understood. It may be z. B. to a camera with TV recording tube or a solid-state image sensor, e.g. As a CCD chip, act.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Intensität des vom Ausgangsleuchtschirm emittierten Szintillationslichts gemessen und in Abhängigkeit des gemessenen Werts werden die Beschleunigungs- und Ablenkungsspannungen innerhalb vorwählbarer Bereiche geregelt. Zur Messung des vom Ausgangsleuchtschirm emittierten Szintillationslichts kann ein dem Ausgangsleuchtschirm nachgeordneter Sensor oder die Kamera, vorzugsweise zusammen mit einer nachgeordneten Bildübertragungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung, verwendet werden.To an advantageous embodiment, the intensity of the Output light screen emitted scintillation light and measured dependent on the measured value becomes the acceleration and deflection voltages within selectable Regulated areas. To measure the emitted from the output screen Scintillation light may be a subordinate to the Ausgangsleuchtschirm Sensor or the camera, preferably together with a downstream Image transmission and / or processing device, be used.
Nach einer weiteren Ausgestaltung werden die Beschleunigungs- und Ablenkungsspannungen automatisch in Abhängigkeit einer gewählten Strahlungsleistung der Röntgenquelle stufenweise eingestellt. In diesem Fall können mehrere vorgegebene Empfindlichkeitsstufen vorgesehen sein. Je nach der vom Anwender gewählten Röntgendosis können mittels einer Stell- bzw. Regeleinrichtung automatisch eine geeignete Empfindlichkeitsstufe gewählt und die dazu korrespondierenden Beschleunigungs- und Ablenkungsspannungen angelegt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass der Anwender manuell einen automatisch vorgegebenen Empfindlichkeitsbereich ändert.To In another embodiment, the acceleration and deflection voltages become automatic dependent on a chosen one Radiation power of the X-ray source set gradually. In this case, several preset sensitivity levels be provided. Depending on the user-selected X-ray dose can an adjusting or regulating device automatically a suitable sensitivity level chosen and the corresponding acceleration and deflection voltages be created. Of course it is also possible that the user manually changes an automatically specified sensitivity range.
Um eine u.U. durch die Regelung hervorgerufene Helligkeitsfluktuation bei der Bilderzeugung zu vermeiden, kann eine mittlere Bildhelligkeit eines der Kamera nachgeschalteten Bildwiedergabegeräts innerhalb eines vorgegebenen Intervalls gehalten werden.Around a u.U. caused by the regulation brightness fluctuation In the case of image formation, medium image brightness can be avoided a picture display device connected downstream of the camera within a predetermined interval are kept.
Nach einer Ausgestaltung werden zu bestimmten Intensitätsintervallen des Szintillationslichts korrespondierende Signale komprimiert. Z. B. können zu hohen Intensitäten des Szintillationslichts korrespondierende Signale auf ein kleineres Intervall komprimiert werden als zu niedrigen Intensitäten des Szintillationslichts korrespondierende Signale. Dazu kann bei der Bildübertragung eine geeignete nichtlineare Kennlinie verwendet werden.According to one embodiment, be agreed intensity signals of the scintillation light corresponding signals compressed. For example, signals corresponding to high intensities of the scintillation light can be compressed to a smaller interval than signals corresponding to low intensities of the scintillation light. For this purpose, a suitable non-linear characteristic can be used during image transmission.
Von Vorteil ist es, dass die Detektorfläche der Kamera das Substrat der Ausgangsleuchtschirms bildet. In diesem Fall bilden die Kamera und der Ausgangsleuchtschirm ein einheitli ches und kompaktes Bauelement. Die herkömmliche Licht-Optik fällt in diesem Fall vollständig weg. Das ermöglicht die Herstellung eines besonders kompakten RBV-FS-Systems.From The advantage is that the detector surface of the camera is the substrate the exit lighthouse forms. In this case form the camera and the output light screen a Einheitli Ches and compact device. The conventional Light-optic drops completely in this case path. This allows the production of a particularly compact RBV-FS system.
Als Kamera kann zweckmäßigerweise eine eine Kamera mit Fernsehaufnahmeröhre oder ein Halbleiterbildsensor, z. B. CCD-Chip, verwendet werden.When Camera can conveniently a camera with a television tube or a solid state image sensor, z. B. CCD chip, be used.
Nach weiterer Maßgabe der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Röntgenbilds vorgeschlagen, bei der eine Einrichtung zur Regelung der Beschleunigungs- und Ablenkungsspannungen vorgesehen ist, so dass eine Intensität des vom Ausgangsleuchtschirm emittierten Szintillationslichts einen vorgegebenen Dynamikbereich der Kamera nicht unter- oder überschreitet.To further requirement the invention proposes a device for generating an X-ray image, in which means for controlling the acceleration and deflection voltages is provided, so that an intensity of the output light screen emitted scintillation light a predetermined dynamic range the camera does not go below or exceed.
Durch das Vorsehen der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Einrichtung zur Regelung der Beschleunigungs- und Ablenkungsspannungen kann auf eine herkömmliche Licht-Optik mit einer Blende oder dgl. verzichtet werden. Die Licht-Optik kann vereinfacht oder völlig weggelassen werden. Das vereinfacht den Aufbau und die Struktur eines RBV-FS-Systems in einer für das Gerätedesign vorteilhaften Weise. Es können insbesondere dessen Baugröße und Gewicht erheblich vermindert werden.By the provision of the invention proposed Device for controlling the acceleration and deflection voltages can be on a conventional Light optics with a panel or the like. Be waived. The light optics can be simplified or completely be omitted. This simplifies the structure and the structure of a RBV FS system in a for the device design advantageous way. It can in particular its size and weight be significantly reduced.
Wegen der weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen wird auf die zum Verfahren beschriebenen Merkmale verwiesen, die sinngemäß auch Ausgestaltungen der Vorrichtung beschreiben.Because of the further advantageous embodiments is to the method referenced features that mutatis mutandis embodiments of Describe device.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:following is an embodiment of Invention explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
Bei
dem in
In
Die
Funktion der Vorrichtung ist folgende:
Im vorliegenden Beispiel
wird eine von der Kamera
In this example, one of the camera
Selbstverständlich ist
es auch möglich,
die Intensität
des Szintillationslichts mit einem besonderen Sensor, beispielsweise
einer Fotodiode oder mit der Bildverarbeitungseinrichtung
Wie
aus
Um
den Dynamikbereich bei der Bilderzeugung zu vergrößern, hat
es sich als zweckmäßig erwiesen,
eine nichtlineare Kennlinie zur Bilderzeugung zu verwenden. Es kann
z. B. ein weit gespreizter Bereich hoher Szintillationslichtintensitäten einem oberen
Drittel der mit dem Ausgangsbildschirm
Claims (16)
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