DE4213907A1

DE4213907A1 - Roentgenbildverstaerker

Info

Publication number: DE4213907A1
Application number: DE19924213907
Authority: DE
Inventors: Richard Frank; Christian Dr Rer Nat Wolf
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1992-04-28
Filing date: 1992-04-28
Publication date: 1993-11-04

Description

Die Erfindung betrifft einen Röntgenbildverstärker mit ei nem Gehäuse, einem Eingangsschirm mit Photokathode, einem Ausgangsschirm, Elektroden für die Elektronenoptik und ei ner Anode, wobei der Röntgenbildverstärker mit einem Hoch spannungsgenerator verbunden ist. Derartige Röntgenbild verstärker dienen zur Umwandlung und Verstärkung von Rönt genstrahlenbildern in ein sichtbares Bild oder eine das Röntgenstrahlenbild repräsentierende elektrische Signal folge. Der Hochspannungsgenerator liefert als Spannungs versorgung das Beschleunigungspotential zwischen Kathode und Anode sowie die Spannungen für die Elektronenoptik.

In der US-A-3,683,194 ist ein Röntgenbildverstärker be schrieben, bei dem die Kathode auf einem Potential von 0 V, die erste Elektrode auf einem Potential von +240 V, die zweite Elektrode auf einem Potential von +800 V, die dritte Elektrode auf einer Spannung von + 2,5 kV und die Anode auf dem gesamten Beschleunigungspotential von 25 kV liegen. Dadurch treffen im sogenannten Ausgangsbereich von derartigen Röntgenbildverstärkern beschleunigte, fokus sierte Elektronen auf eine Konverterschicht beispielsweise eines Betrachtungsschirmes. Die hohe Beschleunigungsspan nung von 25 kV stellt besonders hohe Anforderungen an die Konverterschicht bezüglich der angestrebten Bildqualität. Die hohe Potentialdifferenz als Beschleunigungsspannung wird benötigt, um Bilder hochwertiger Qualität zu erzeu gen. Der konventionelle Betrieb der Bildverstärkerröhren mit Kathode auf 0 V und Anode auf z. B. 25 kV erschwert eine Nachbearbeitung des auf einer Konverterschicht er zeugten Bildes. Die nachfolgenden Bauteile z. B. der Vor verstärker eines CCDs oder die im Bildverstärkerausgang integrierte erste Linse eines Optiksystems müßten auf dem Potential der Anode liegen und sind wegen der bei bisheri gen Bildverstärkern üblichen Hochspannung schwierig zu be herrschen.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, einen Röntgenbild verstärker der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine hohe Beschleunigungsspannung ermöglicht, wobei der Ausgangsschirm gegenüber den nachfolgenden Bauelementen nur eine geringe Spannungsdifferenz aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hochspannungsgenerator derart ausgebildet ist, daß der Anode eine positive Spannung und der Kathode eine negative Spannung zugeführt wird. Dadurch wird erreicht, daß zwi schen Kathode und Anode zwar eine hohe Potentialdifferenz als Beschleunigungsspannung angelegt werden kann, so daß man einen Röntgenbildverstärker mit guter Bildqualität erhält, an der Anode bzw. dem Ausgangsbereich jedoch eine niedrigere absolute Spannung anliegt.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Hochspan nungsgenerator derart ausgebildet ist, daß die positive Spannung an der Anode in dem Bereich von < 0 V, beispiels weise < 1 kV, bis 40 kV und die negative Spannung an der Kathode entsprechend im Bereich von -40 kV bis < 0 V, bei spielsweise < 1 kV, liegt. Der Aufbau des Hochspannungsge nerators vereinfacht sich, wenn er derart ausgebildet ist, daß eine der Elektroden, beispielsweise die mittlere Elek trode, auf Nullpotential liegt. Ein symmetrischer Aufbau des Hochspannungsgenerators ergibt sich, wenn die Beträge des Potentials an der Kathode und Anode gleich sind. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Ausgangsschirm einen CCD-Wandler oder eine integrierte erste Linse eines nachgeschalteten Optiksystems aufweist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In der Figur ist ein Röntgenbildverstärker 1 mit einem Hochspannungsgenerator 2 dargestellt. Der Röntgenbildver stärker 1 besteht dabei aus einem mehrteiligen Gehäuse 3 bis 5, wobei der kathodenseitige Gehäuseteil 3 im Ein gangsbereich kalottenförmig ausgebildet ist und wie der zweite Gehäuseteil 4 aus Metall besteht, während der drit te Gehäuseteil 5 aus einem Isolierstoff, beispielsweise Glas oder Keramik, bestehen kann. Im Eingangsbereich ist der Eingangsschirm 6 angeordnet, der üblicherweise als Verbund mit einem Aluminiumträger, Leuchtschicht und Pho tokathode 7 aufgebaut ist. Nach der Photokathode 7 folgt die Elektronenoptik, die aus drei Elektroden 8 bis 10 be steht, die von isolierenden Haltern 11 getragen sind. Der Durchmesser der Elektroden 8 bis 10 reduziert sich dabei in bekannter Weise. Auf der Ausgangsseite des Röntgenbild verstärkers 1 ist eine Öffnung des Gehäuseteiles 5 durch einen Konverter als Ausgangsschirm 12 abgedeckt. An dem Ausgangsschirm 12 und dem Gehäuseteil 5 ist eine zylinder förmig ausgebildete Anode 13 angebracht.

Über Leitungen 14 bis 18 sind die Photokathode 7, die Elektroden 8 bis 10 und die Anode 13 mit dem Hochspan nungsgenerator 2 verbunden, der als Zeichen der unter schiedlichen Spannungen von einer Batterie 19 mit mehreren Elementen symbolhaft dargestellt ist. Anstelle der darge stellten Batterie lassen sich natürlich auch unterschiedliche Anzapfungen eines Hochspannungstransformators oder eines Widerstandnetzwerkes denken.

Mit dem Minuspol der Batterie 19 ist die Photokathode 7 über die Leitung 14 verbunden, so daß an die Photokathode 7 beispielsweise eine negative Spannung von -10 kV ange legt werden kann. An die erste Elektrode 8 wird über die Leitung 15 beispielsweise eine weitere negative Spannung von -9,95 kV angelegt. Die zweite, mittlere Elektrode 9 ist über eine Leitung 16 mit einer weiteren Klemme der Batterie 19 verbunden, die beispielsweise auf Masse gelegt sein kann, so daß an der zweiten Elektrode 9 Nullpotential liegt. Die dritte Elektrode 10 kann über die Leitung 17 beispielsweise mit einer positiven Spannung von 2 kV beauf schlagt werden. An die Anode 13 und eventuell den Ausgangs leuchtschirm 12 wird über eine Leitung 18 der Pluspol der Batterie 19 angeschlossen, so daß an der Anode eine posi tive Spannung von 15 kV liegen kann.

Die Anschlüsse der Photokathode 7, der Elektroden 8 bis 10 erfolgen in bekannter Weise über isolierte Spannungsdurch führungen. Besteht der dritte Gehäuseteil ebenfalls aus Metall, so muß auch für die Anode 13 in bekannter Weise eine isolierte Spannungsdurchführung vorgesehen sein.

Anstelle der beschriebenen Potentiale auf Photokathode 7, Elektroden 8 bis 10 und Anode 13 können jede beliebigen Potentiale angelegt werden, sofern bei der Photokathode eine negative Spannung von < 0 V, beispielsweise < 1 kV, bzw. bei der Anode 13 eine positive Spannung von < 0 V, beispielsweise < 1 kV, angelegt wird. Eine weitere vor teilhafte Spannungszufuhr ist gegeben, wenn der Betrag der Spannung auf Photokathode 7 und Anode 13 gleich ist, so daß in dieser Beziehung der Aufbau symmetrisch ist.

Durch diesen erfindungsgemäßen Aufbau des Röntgenbildver stärkers 1 und des an ihm angeschlossenen Hochspannungsge nerators 2 kann man zwischen Photokathode 7 und Anode 13 eine hohe Potentialdifferenz als Beschleunigungsspannung anlegen, so daß man auf den Ausgangsschirm 12 des Rönt genbildverstärkers 1 Röntgenbilder hoher Qualität erhält. Dadurch, daß die Photokathode 7 auf negatives Potential gelegt wird, kann entsprechend das Potential der Anode 13 erniedrigt werden, so daß die absolute Spannung an der Anode 13 geringer ist als die Beschleunigungsspannung. Als Konverter für den Ausgangsschirm 12 kann eine Leucht schicht zur Umwandlung der Elektronen in sichtbares Licht Verwendung finden, auf die eine Optik zur Abbildung des auf der Leuchtschicht entstehenden sichtbaren Röntgenstrah lenbildes auf einen Fernseh-Aufnahmewandler ausgerichtet ist.

Es lassen sich jedoch auch Halbleiter-Bildwandler, bei spielsweise CCD-Bildwandler, ohne Probleme einsetzen, da durch die Herabsetzung der Spannung eine problemlose Bild verarbeitung möglich ist.

Claims

1. Röntgenbildverstärker (1) mit einem Gehäuse (3 bis 5), einem Eingangsschirm (6) mit Photokathode (7), einem Aus gangsschirm (12), Elektroden (8 bis 10) für die Elektro nenoptik und einer Anode (13), wobei der Röntgenbildver stärker (1) mit einem Hochspannungsgenerator (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsgenerator (2) derart ausgebildet ist, daß der Anode (13) eine positive Spannung und der Photo kathode (7) eine negative Spannung zugeführt wird.

2. Röntgenbildverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsgene rator (2) derart ausgebildet ist, daß die positive Span nung an der Anode (13) im Bereich von < 0 V bis 40 kV und die negative Spannung an der Photokathode (7) im Bereich von -40 kV bis < 0 V liegt.

3. Röntgenbildverstärker nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsgenerator (2) derart ausgebildet ist, daß die positive Spannung an der Anode (13) im Bereich von 1 kV bis 40 kV und die negative Spannung an der Photokathode (7) im Bereich von -40 kV bis -1 kV liegt.

4. Röntgenbildverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsgenerator (2) derart ausgebildet ist, daß eine der Elektroden (8 bis 10) auf Nullpotential liegt.

5. Röntgenbildverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsgenerator (2) derart ausgebildet ist, daß die mittlere Elektrode (9) auf Nullpotential liegt.

6. Röntgenbildverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsgenerator (2) derart ausgebildet ist, daß die Beträge des Potentials an der Photokathode (7) und Anode (13) gleich sind.

7. Röntgenbildverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsschirm (12) einen CCD-Wandler aufweist.

8. Röntgenbildverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsschirm (12) eine integrierte erste Linie eines nachgeschalteten Optiksystems aufweist.