DE3346477A1

DE3346477A1 - Roentgenbildwandlerfolie

Info

Publication number: DE3346477A1
Application number: DE19833346477
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr. 8522 Höchstadt Diepers; Ingmar Dr. 8521 Langensendelbach Feigt; Gottfried 8520 Erlangen Lange
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1983-12-22
Filing date: 1983-12-22
Publication date: 1985-07-04
Also published as: US4577108A; JPS60237484A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 83 P 342 9 DE

Rontqenbildwandlerfοlie

Die Erfindung bezieht sich auf eine RöntgenbiIdwandlerfolie mit einer Halbleiterschicht und einer Trägerschicht.

In der Röntgendiagnostik muß das Röntgenaufzeichnungssystera in der Lage sein, die für die Diagnose wichtigen Strukturen für den Radiologen erkennbar zu machen. Da auch kleinste Strahlenmengen zu einer Schädigung des Organismus führen können, sollte die Strahlenbelastung des Patienten so niedrig wie möglich gehalten werden. Eine verbesserte Bildqualität, ist aber in der Regel mit einer erhöhten Strahlenbelastung verbunden. Außerdem muß das Röntgenaüfzeichnungssyst.em für den klinischen Routinebetrieb geeignet sein, d. h. einfach zu handhaben und zuverlässig sein.

Das Strahlungsbild, das die Information des durchstrahl- \ ten Objektes beinhaltet, muß mit Hilfe eines Bildwand- j lers für das menschliche Auge sichtbar gemacht werden. ; Dabei kann man den Effekt, der Schwärzung eines Films ' oder der Erzeugung von Fluoreszenzstrahlung ausnutzen. \ Die direkte Filmschwärzung wird in der medizinischen j Radiologie nur noch bei wenigen Untersuchungen allein eingesetzt, da die geringere Quantenausbeute des Films zu einer hohen Strahlenbelastung des Patienten führt. Im allgemeinen werden die Röntgenaufnahmen mit Hilfe eines Sandwich aus zwei sogenannten Verstärkerfolien mit dazwischenliegendem Röntgenfilm gemacht, das als sogenannte Screen-Film-Technik bekannt ist. Die Filmschwärzung erfolgt so zum größten Teil indirekt über das von den Verstärkerfolien emitierte Fluoreszenzlicht. Solche Verstärkerfolien ermöglichen eine wesentliche Erhöhung der

Ur 2 / Sir 20.12.1983

-M- VPA 83 P 3 4 2 9 DE

Quantenausbeute auf Grund ihrer größeren Dichte und der in ihnen enthaltenen Schweratome.

Ein unter der Bezeichnung XER0X-125-System bekanntes Röntgenaufzeichnungssystem verwendet eine Trägerplatte, beispielsweise eine Aluminiumplatte, di.e mit dem Halbleiter Selen bedampft ist. Die Selenschicht hat aus Empfindlichkeitsgründen eine Dicke von beispielsweise wenigstens 135 μπι. Diese Röntgenbildwandlerplatte wird im Dunkeln durch einen positiv geladenen Draht, der parallel zur Oberfläche gespannt ist und an dem eine Koronaentladung brennt, aufgeladen. Dadurch lädt sich die Selenplatte gleichmäßig positiv auf ein Potential von beispielsweise 1000 V auf. In einer Kassette erfolgt dann die Röntgenbelichtung. Durch die vom Objekt, durchgelassenen Strahlen wird im Selen Fotoleitfähigkeit, induziert, wodurch ein Teil der Oberflächenladung zur AIuminiumrückwand abfließen kann. Somit bleibt an der Oberfläche ein dem Strahlenbild entsprechendes, latentes elektrostatisches Bild übrig (W. Seelentag: Elektroradiografie, Physik in unserer Zeit, 10. Jahrgang 1979/· Mr. 4, Seiten 101 bis 113).

Dieses latente Ladungsbild kann man mit einer Pulvertrocken- oder Pulverflüssigentwicklung auf Papier sichtbar machen, wie beispielsweise in üblichen Textkopiergeräten, oder mit. Hilfe einer Potentialsonde auslesen und beispielsweise auf einem Monitor sichtbar machen. Da die Oberfläche der Röntgenbildwandlerplatte im allgemei-■ nen auf ein Oberflächenpotential von einigen 10Q0 V aufgeladen ist, haben der Durchmesser der Potentialsonde und der Abstand der Potentialsonde zur Oberfläche der Röntgenbildwandlerplatte einen vorbestimmten unteren Wert, der sich aus der Durchschlagsfestigkeit der Luft ergibt. Außerdem ist die Quantenausbeute der Röntgen-

bildwandlerplatte der bekannten Anordnung zu gering und erfordert eine verhältnismäßig hohe Strahlendosis.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Röntgenbildwandlerfolie anzugeben, deren Quantenausbeute sich wesentlich erhöht, so daß die Strahlenbelastung des Patienten entsprechend gering gehalten werden kann. Außerdem soll der Verlust an Ortsauflösung bei der Übertragung bzw. Auslesung des latenten Ladungsbildes verringert werden

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Zwischen der Halbleiterschicht und der Trägerschicht ist als Elektrode eine Leitfolie angeordnet. Außerdem ist die der Leitfolie abgewandte Flachseite der Trägerschicht mit einer Rontgenverstarkerfolie versehen. Die Bildwandlerfolie, bestehend aus der Halbleiterschicht, der Leitfolie und der Trägerschicht, und die Rontgenverstarkerfolie befinden sich in einem festen Kontakt miteinander,

d. h. sie sind beispielsweise miteinander verklebt. Außerdem beträgt die Dicke der Halbleiterschicht der Bildwandlerfolie beispielsweise 50 μπι, vorzugsweise höchstens 20 μπι, insbesondere höchstens 5 um. Dadurch, daß die Dicke der Halbleiterschicht der Röntgenbildwandlerfolie gegenüber der Halbleiterschicht in der bekannten Anordnung wesentlich geringer ist, kann man auch das Oberflächenpotential gegenüber der bekannten Anordnung entsprechend verringern. Die der Leitfolie abgewandte Flachseite der Halbleiterschicht der Röntgenbildwandlerfolie wird mit Hilfe einer Koronaentladung mit einer Oberflächenladung versehen. Dadurch lädt sich die Halbleiterschicht gleichmäßig auf ein verhältnismäßig geringes Potential auf. Da man das Oberflächenpotential um vorzugsweise eine Größenordnung verringert hat, ist es möglich, Rontgenverstarkerfolien zu benutzen, die für

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die üblichen hohen Spannungen nicht ausreichend spannungsfest sind. Durch die Verwendung der Röntgenverstärkerfolie erhält man eine wesentlich höhere Quantenausbeute der Rontgenbildwandlerfolie ohne dabei die Strahlenmenge zu erhöhen.

Außerdem kann man infolge des geringeren Oberflächenpotentials den Abstand zwischen Potentialsonde und der Oberfläche der Rontgenbildwandlerfolie erheblich verringern. Als Abstand der Potentialsonde von der Rontgenbildwandlerfolie ist wegen der herrschenden Feldstärke von beispielsweise 10 V/cm ein Wert von beispielsweise etwa 10 μπι möglich. Der Durchmesser der Potentialsonde selbst kann auch verringert werden, da durch die Absenkung der Oberflächenpotentiale kleinere geometrische Abmessungen der Potentialsonde noch nicht zur Auslösung eines elektrischen Überschlags führen. Somit erhält man eine entsprechend erhöhte Ortsauflösung beim Auslesen des latenten Ladungsbildes und einen erhöhten Signal-Rauschabstand, der abhängig ist vom Abstand der Potentialsonde zur Oberfläche der Rontgenbildwandlerfolie und der Fläche der Potentialsonde. Durch diese Gestaltung der Rontgenbildwandlerfolie, die für den klinischen Routinebetrieb in einer Kassette angeordnet ist, erhält der Radiologe ein Röntgenaufzeichnungssystem mit einer wesentlich verbesserten Bildqualität, wobei zugleich die Strahlenbelastung des Patienten verringert werden kann.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel einer Rontgenbildwandlerfolie schematisch veranschaulicht ist.
Fig. 1 zeigt eine Rontgenbildwandlerfolie gemäß der Erfindung und in

Fig. 2 ist. eine weitere Ausführung.sform der Röntgenbildwandler οlie veranschaulicht.

In der Ausführungsform nach Fig. 1 ist eine RöntgenbiIdwandlerfolie 2 dargestellt, bei der zwischen einer Halbleiterschicht. 4 und einer Trägerschicht 6 als Elektrode eine Leitfolie 8 angeordnet ist. Die der Leitfolie 8 abgewandte Flachseite 10 der Trägerschicht 6 ist mit einer Röntgenverstärkerfolie 12 versehen. Auf die der Leitfolie 8 abgewandten Flachseite 14 der Halbleiterschicht 4 ist mit Hilfe einer Koronaentladung eine Oberflächenladung aufgebracht.· Als Material für die Halbleiterschicht 4 sind Fotoleitersubstanzen mit Speichereffekt, vorgesehen, beispielsweise Selen, insbesondere Wismut-Germaniumoxid BGO, vorzugsweise Trinitrofluorenon-Polyvinylkarbazol TNF-PVK. Die Speicherzeit dieser Fotoleitersubstanzen beträgt beispielsweise etwa 30 Win. Die Dicke der Halbleiterschicht 4 beträgt höchstens 50 μπι, vorzugsweise höchstens 20 pm, insbesondere etwa 5 um, wobei die Oberflächenpotentiale entsprechend gering sind und beispielsweise bei einer Dicke der Halbleiterschicht 4 von 5 μπι nur etwa 50 V betragen können. Die Leitfolie 8 ist beispielsweise eine sehr dünne Metallschicht, vorzugsweise eine Indium-Zinnoxid-Folie ITO. Die Dicke die-

ser Leitfolie 8 beträgt, beispielsweise einige ¹OO A. Sie ist als Gegenelektrode zur Oberflächenladung der Halbleiterschicht 4 vorgesehen. Die Trägerschicht 6 und die Leitfolie 8 sind optisch durchlässig, wobei die Dicke der Trägerschicht 6 einige μπι betragen kann, höchstens jedoch 10 μπι beträgt. Als Material der Trägerschicht 6 ist beispielsweise Kunststoff, vorzugsweise Polyimide (Kapton), vorgesehen. Die Röntgenverstärkerfolie 12 besteht beispielsweise aus Lanthanoxidbromid LaOBr oder Bariumfluorchlorid BaFGl. Diese bekannte Röntgenverstärkeirfolie 12 wird mit der Bildwandlerfolie, bestehend aus

der Halbleiterschicht 4, der Trägerschicht 6 und der Leitfolie 8; in einen festen Kontakt miteinander gebracht, d. h., daß die beiden Folien miteinander beispielsweise verklebt, werden. Dadurch wird erreicht, daß ein Oberflächenladungsbild 16 nicht durch Reibung oder Influenz verfälscht-wird, wie es bei einem Auflagekontakt geschehen könnte. Die vom Objekt durchgelassenen Röntgenstrahlen 18 werden in der Röntgenverstärkerfolie 12 in Photonen umgewandelt, wobei ein Röntgenquant mehrere Photonen erzeugt. Diese Photonen gelangen dann durch die optisch durchlässige Trägerschicht 6 und Leitfolie 8 zur Halbleiterschicht 4. In der Oberfläche der Flachseite der Halbleiterschicht 4, die der Flachseite mit der Oberflächenladung gegenüber angeordnet ist, erzeugen die Photonen Löcher und Elektronen, die zur gegenüberliegenden Flachseite fließen und die Oberflächenladung an dieser Stelle neutralisieren. Das so entstandene Oberflächenladungsbild 16 ist ein latentes Bild des zu untersuchenden Objektes. Dieses Oberflächenladungsbild 16 wird mit. einer Potentialsonde 20 ausgelesen. Zu diesem Zweck ist die Rontgenbildwandlerfolie 2 auf einem Plattenteller angeordnet, der mit einem Tragarm versehen ist, in dem die Potentialsonde geführt wird. Damit.die Rontgenbildwandlerfolie 2 einfach zu handhaben ist und für den klinischen Routinebetrieb geeignet erscheint, ist die Rontgenbildwandlerfolie 2 in einem Kassetteneinschub angeordnet.

In Fig. 2 ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Rontgenbildwandlerfolie 2 dargestellt, .bei der die Röntgenverstärkerfolie 12 zwischen der Leitfolie 8 und der Trägerfolie 6 angeordnet ist. Somit ist die Halbleiterschicht 4 mit der Leitfolie 8 unmittelbar auf der Röntgenverstärkerfolie 12 angeordnet. Dadurch wird erreicht, daß sich bei der Herstellung zwischen, der

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Röntgenverstärkerfolie 12 und der Halbleiterschicht keine Teilchen, wie beispielsweise Staub oder ähnliches ablagern können, die sogenannte Bild-Artefakte erzeugen. Außerdem können keine unkontrollierten Ladungen infolge Trennung von Isolierflächen verschiedener Eigenschaften auftreten, wodurch eine Bildlöschung oder Dynamik- und Auflösungsverluste auftreten können.

19 Patentansprüche 2 Figuren

- Leerseite

Claims

Patentansprüche

1/ Röntgenbildwandlerfolie (2) mit einer Halbleiterschicht (4) und einer Trägerschicht (6), dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen Halbleiterschicht (4) und Trägerschicht (6) als Elektrode eine Leitfolie (8) angeordnet ist, daß die der Leitfolie (8) abgewandte Flachseite (10) der Trägerschicht (6) mit einer Röntgenverstärkerfolie (12) versehen ist und daß 1Q die Dicke der Halbleiterschicht (4) weniger als 50 μπι beträgt. (Fig. 1) .
2. Röntgenbildwandlerfolie (2) mit einer Halbleiterschicht (4.) und einer Trägerschicht (6), d a durch gekennzeichnet, daß zwischen der Halbleiterschicht (4) und der Trägerschicht (6) eine Röntgenverstärkerfolie (12) und eine Leitfolie (8) angeordnet sind, von denen die Leitfolie (8) an der Halbleiterschicht (4) anliegt (Fig. 2).
3. Röntgenbildwandlerfolie (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzei chnet , daß die Dicke der Halbleiterschicht (4) höchstens etwa 20 \xm beträgt.
4. Röntgenbildwandlerfolie (2) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Halbleiterschicht (4) und Trägerschicht (6) die Leitfolie (8) und die Röntgenverstärkerfolie (12) derart angeordnet sind, daß die Leitfolie (8) flächig mit der Halbleiterschicht (4) und die Röntgenverstärkerfolie (12) flächig sowohl mit der Leitfolie (8) als auch mit der Trägerschicht (6) verbunden ist sind.
5· Röntgenbildwandlerfolie (2) nach einem der Ansprü-

ehe 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Material der Halbleiterschicht (4) Selen vorgesehen ist.
6. Rontgenbildwandlerfolie (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Material der Halbleiterschicht (4) Wismut-Germaniumoxid (BGO) vorgesehen ist.
7. Rontgenbildwandlerfolie (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Material der Halbleiterschicht (4) Trinitrofluorenon-Polyvinylkarbazol (TNF-PVK) vorgesehen ist.
8. Rontgenbildwandlerfolie (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfolie (8) aus einem optisch durchlässigen Material besteht.
9· Röntgenbildwandlerfolie (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Leitfolie (8) höchstens einige 10 nm betragt.
10. Rontgenbildwandlerfolie (2) nach einem der Ansprüehe 1,2,8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß als Material der Leitfolie (8) Gold vorgesehen ist.
11. Rontgenbildwandlerfolie (2) nach einem der Ansprüehe i, 2, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß als Material der Leitfolie (8) Indium-Zinnoxid (ITO) vorgesehen ist.
12. Rontgenbildwandlerfolie (2) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die

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Trägerschicht (6) aus einem optisch durchlässigen Material besteht.
13. Rontgenbildwandlerfolie (2) nach einem der Ansprüehe 1, 2, 3 oder 12, dadurch gekenn-

. zeichnet. , daß die Dicke der Trägerschicht (6) wenigstens einige μπι und höchstens 10 μπι beträgt.
14. Rontgenbildwandlerfolie (2) nach einem der Ansprüehe 1, 2, 3/ 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet , daß als Material der Trägerschicht (6) kunststoff vorgesehen ist.
15.· Rontgenbildwandlerfolie (2) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (6) aus Polyamid besteht.
16. Rontgenbildwandlerfolie (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Leitfolie (8) abgewandte Flachseite (14) der Halbleiterschicht (4) mit Hilfe einer Koronaentladung vor einer Belichtung mit einer Oberflächenladung versehen ist.
17. Rontgenbildwandlerfolie (2) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenpotential wenigstens etwa 50 V beträgt.
18. Vorrichtung zur Abtastung eines Oberflächenladungsbildes (16) einer Rontgenbildwandlerfolie (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß zum Auslesen des Oberflächenladungsbildes (16) eine Potentialsonde (20) vorgesehen ist, deren Sondendurchmesser und deren Abstand zur Rontgenbildwandlerfolie infolge des geringeren Ober-

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flachenpotentials wesentlich verringert ist.
19. Vorrichtung zur Abtastung eines Oberflächenladungsbildes (16) einer Rontgenbildwandlerfolie (2) nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 18, dadurch g e kennzej chnet , daß die Rontgenbildwandlerfolie (2) auf einem Plattenteller mit einem Tragarm angeordnet ist, in dem die Potentialsonde (20) geführt ist.