DE19609138A1 - Digitales Panorama-Röntgenstrahlen-Abbildungsgerät - Google Patents
Digitales Panorama-Röntgenstrahlen-AbbildungsgerätInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein digitales Panorama-Röntgenstrahlen-
Abbildungsgerät.
Es ist bereits eine Speicherfluoreszenzsubstanz (Substanz mit beschleu
nigter Phosphoreszenzemission) bekannt, die einen Teil der Energie von
Strahlung speichert, die auf sie auftrifft. Bei dieser Strahlung kann es sich
auch um Röntgenstrahlung handeln. Die beschleunigte Phosphoreszenz
emission (accellerated-phosphorescence emission) hängt dabei vom Pegel
der gespeicherten Energie ab und erfolgt dann, wenn die Speicherfluores
zenzsubstanz mit Anregungslicht bestrahlt wird, das z. B. sichtbares Licht
sein kann.
Die ungeprüfte japanische Patentanmeldung JP-A 60-149042 (1985)
offenbart bereits ein mit Strahlen arbeitendes Bildinformations-Lese
gerät, bei dem eine Speicherfluoreszenzschicht um eine drehbare Trommel
herumgewickelt ist. Dabei sind mehrere Leseköpfe vorhanden, von denen
jeder eine Anregungslichtquelle und eine Lichtempfangseinrichtung
enthält. Diese Leseköpfe werden zur Durchführung einer sekundären
Abtastung etwa parallel zur Drehachse der drehbaren Trommel verwendet.
Die ungeprüfte japanische Patentanmeldung JP-A 62-213363 (1987) of
fenbart ein weiteres mit Strahlung arbeitendes Bildinformations-Lese
gerät, bei dem sich eine Speicherfluoreszenzsubstanz auf einer äußeren
Umfangsfläche einer drehbaren Trommel befindet, und bei dem ein Lese
kopf mit einer Anregungslichtquelle versehen ist. Ein optischer Wellenlei
ter und eine Lichtempfangseinrichtung befinden sich in Reflexions- oder
Transmissionsanordnung bezüglich der Speicherfluoreszenzsubstanz,
um eine sekundäre Abtastung in Richtung etwa parallel zur Drehachse der
Trommel durchführen zu können.
Weiterhin offenbart die ungeprüfte japanische Patentanmeldung JP-A 63-
259636 (1988) ein mit Strahlen arbeitendes Bildinformations-Lesegerät,
bei dem eine Speicherfluoreszenzschicht in Form eines Endlosbandes um
eine Mehrzahl von Rollen herumgewickelt ist. Eine Bildleseeinheit enthält
einen Bildleseteil mit einer Anregungslichtquelle und einer
Lichtempfangseinrichtung, sowie ferner einen Löschteil zur Löschung von
restlicher bzw. verbliebener Energie, bevor eine Bildaufzeichnung
beginnt. Die Bildleseeinheit kann gedreht werden, um eine vorbestimmte
Positionsbeziehung mit einer zu Bestrahlungszwecken dienenden
Strahlenquelle zu erhalten.
In der ungeprüften japanischen Patentanmeldung JP-A 1-241536 (1989)
ist ein Röntgenstrahlen-Bilddetektorgerät beschrieben, das einen Rönt
genstrahlengenerator, eine Speicherfluoreszenzschicht, einen Schicht
halter, eine Anregungslichtquelle, einen Fluoreszenzdetektor, eine Bild
löscheinrichtung und eine Abbildungssteuerung enthält.
Ferner offenbart die ungeprüfte japanische Patentanmeldung JP-A 4-
3202 44 (1992) eine mit Strahlen arbeitende Bildinformations-Leseein
richtung, bei der eine Speicherfluoreszenzschicht auf einer drehbaren
Trommel gehalten ist. Darüber hinaus ist eine Abtastleseeinheit zur
partiellen Durchführung einer primären Abtastung mit Anregungslicht in
Breitenrichtung der Schicht vorhanden sowie zum Detektieren beschleu
nigter Fluoreszenzemission, wobei sich die Abtastleseeinheit relativ zur
primären Abtast- bzw. Scanrichtung bewegt.
Die ungeprüfte japanische Patentanmeldung JP-A 5-264475 (1993) offen
bart einen industriellen Computertomographen mit einer trommel
förmigen Abbildungsplatte (Speicherfluoreszenzsubstanz).
Die weitere ungeprüfte japanische Patentanmeldung JP-A 61-134687
(1986) offenbart eine mit Strahlung arbeitende Einrichtung zur Messung
einer Intensitätsverteilung. Hier ist eine Wärmelumineszenzschicht um
eine drehbare Trommel herumgewickelt, während ein Laser eine
Abtastung durchführt, um eine Fluoreszenz-Intensitätsverteilung unter
Verwendung eines Photomultipliers zu detektieren.
Bei der ungeprüften japanischen Patentanmeldung JP-A 63-259636, bei
der eine Speicherfluoreszenzschicht um eine Vielzahl von Rollen in Form
eines Endlosbandes herumgewickelt ist, ist es jedoch schwierig, einen zu
verlässigen Aufbau zu erhalten, da die Stabilität der Fluoreszenzschicht
gering ist.
Andererseits beträgt bei der ungeprüften japanischen Patentanmeldung
JP-A 60-149042 der Photowirkungsgrad des optischen Systems im Lese
kopf nur einige wenige Prozent, da ein großer Abstand zwischen dem
Punkt, an dem die beschleunigte Phosphoreszenzemission auftritt, und
der Lichtempfangseinrichtung vorhanden ist. Darüber hinaus sind
mehrere Leseköpfe erforderlich. Das ganze Gerät wird somit kompliziert
und groß.
Die außerdem noch im Stand der Technik vorhandenen Geräte sind eben
falls groß und eignen sich nicht zur Herstellung dentaler Panorama
aufnahmen, bei denen es erforderlich ist, einen Röntgenstrahlengenerator
und eine Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung um ein Subjekt herum
zu drehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein digitales Panorama-
Röntgenstrahlen-Abbildungsgerät zu schaffen, das eine kompakte Größe
aufweist und nur ein geringes Gewicht hat. Ein digitales Panorama-Rönt
genstrahlen-Abbildungsgerät nach der Erfindung zur Durchführung einer
tomographischen Abbildung entlang einer vorgestellten Tomographieebe
ne eines Subjekts enthält:
einen Röntgenstrahlengenerator zur Bestrahlung des Subjekts mit Röntgenstrahlen;
eine Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung zum Detektieren eines Bildes der Röntgenstrahlen, die durch das Subjekt hindurchgetreten sind; und
ein Schwenkelement zur Halterung des Röntgenstrahlengenerators und der Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung sowie zur Drehung des Röntgenstrahlengenerators und der Röntgenstrahlen-Abbildungsein richtung um das Subjekt herum, wobei die Röntgenstrahlen-Abbildungs einrichtung folgendes aufweist:
eine drehbare Trommel, die sich in einer Richtung parallel zur Drehachse des Schwenkelements erstreckt;
eine Speicherfluoreszenzschicht, die sich auf der äußeren Umfangs fläche der drehbaren Trommel befindet;
eine Anregungslichtquelle zur Bestrahlung der Speicherfluoreszenz schicht mit Anregungslicht;
einen Lichtempfangsteil zum Empfang beschleunigter Phorphores zenzemission, die von der Speicherfluoreszenzschicht bei Bestrahlung mit Anregungslicht abgestrahlt wird;
einen Drehantrieb zur Durchführung einer primären Abtastung durch Drehung der drehbaren Trommel; und
einen Linearantrieb zur Durchführung einer sekundären Abtastung durch Bewegung der Anregungslichtquelle und des Lichtempfangsteils in Axialrichtung der drehbaren Trommel.
einen Röntgenstrahlengenerator zur Bestrahlung des Subjekts mit Röntgenstrahlen;
eine Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung zum Detektieren eines Bildes der Röntgenstrahlen, die durch das Subjekt hindurchgetreten sind; und
ein Schwenkelement zur Halterung des Röntgenstrahlengenerators und der Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung sowie zur Drehung des Röntgenstrahlengenerators und der Röntgenstrahlen-Abbildungsein richtung um das Subjekt herum, wobei die Röntgenstrahlen-Abbildungs einrichtung folgendes aufweist:
eine drehbare Trommel, die sich in einer Richtung parallel zur Drehachse des Schwenkelements erstreckt;
eine Speicherfluoreszenzschicht, die sich auf der äußeren Umfangs fläche der drehbaren Trommel befindet;
eine Anregungslichtquelle zur Bestrahlung der Speicherfluoreszenz schicht mit Anregungslicht;
einen Lichtempfangsteil zum Empfang beschleunigter Phorphores zenzemission, die von der Speicherfluoreszenzschicht bei Bestrahlung mit Anregungslicht abgestrahlt wird;
einen Drehantrieb zur Durchführung einer primären Abtastung durch Drehung der drehbaren Trommel; und
einen Linearantrieb zur Durchführung einer sekundären Abtastung durch Bewegung der Anregungslichtquelle und des Lichtempfangsteils in Axialrichtung der drehbaren Trommel.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird ein tomographisches Bild
entlang einer vorbestimmten tomographischen Ebene unter Bestrahlung
eines Subjekts mit Röntgenstrahlen auf einer Speicherfluoreszenzschicht
aufgezeichnet, während der Röntgenstrahlengenerator um das Subjekt
herum gedreht wird und sich die Speicherfluoreszenzschicht, die sich auf
der äußeren Mantelfläche der drehbaren Trommel befindet, ebenfalls
dreht, und zwar mit niedriger Geschwindigkeit. In diesem Fall rotiert die
Trommel mit niedriger Geschwindigkeit und nimmt die auf ihrer Ober
fläche befindliche Speicherfluoreszenzschicht mit. Gleichzeitig werden
Trommel und Röntgenstrahlengenerator um das Subjekt herum gedreht.
Das primäre Abtasten bzw. Scannen der Speicherfluoreszenzschicht
erfolgt dann durch Bestrahlung mit Anregungslicht, während sich die
drehbare Trommel dreht. An den so bestrahlten Punkten wird beschleu
nigte Phosphoreszenzemission erzeugt, die detektiert und in ein Bild
signal umgewandelt wird. Zusätzlich erfolgt ein sekundäres Scannen bzw.
Abtasten durch Bewegung der Anregungslichtquelle und des
Lichtempfangsteils in Axialrichtung der drehbaren Trommel. Auf diese
Weise kann die gesamte oder ein Teil der Schichtoberfläche der Speicher
fluoreszenzschicht zweidimensional abgetastet bzw. gescannt werden.
Dadurch läßt sich das in der Speicherfluoreszenzschicht gespeicherte
Tomographiebild lesen. Da die Speicherfluoreszenzschicht, die auch in
Form eines Speicherfluoreszenzschichtfilms, eines gewölbten Blattes oder
Bogens, etc., oder als fest bzw. dauerhaft auf die Trommel aufgebrachte
Schicht vorliegen kann, zylindrisch aufgestellt ist bzw. eine zylindrische
Form hat, wird nur wenig Raum für deren Bewegung benötigt. Dies führt zu
einem relativ kompakten Aufbau des Gerätes. Die Speicherfluoreszenz
schicht kann auch dadurch erhalten werden, daß das Schichtmaterial
direkt auf die Trommelumfangsfläche aufgetragen wird.
Ein digitales Panorama-Röntgenstrahlen-Abbildungsgerät nach einem
zweiten Aspekt der Erfindung zur Durchführung einer tomographischen
Abbildung entlang einer vorbestimmten Tomographieebene eines
Subjekts enthält:
einen Röntgenstrahlengenerator zur Bestrahlung des Subjekts mit Röntgenstrahlen;
eine Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung zum Detektieren eines Bildes der Röntgenstrahlen, die durch das Subjekt hindurchgetreten sind; und
ein Schwenkelement zum Halten des Röntgenstrahlengenerators und der Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung sowie zum Drehen des Röntgenstrahlengenerators und der Röntgenstrahlen-Abbildungseinrich tung um das Subjekt herum, wobei die Röntgenstrahlen-Abbildungs einrichtung folgendes aufweist:
eine lichtdurchlässige, drehbare Trommel, die sich mit ihrer Längs richtung parallel zur Drehachse des Schwenkelements erstreckt;
eine Speicherfluoreszenzschicht auf der äußeren Umfangsfläche der drehbaren Trommel;
eine Anregungslichtquelle innerhalb der drehbaren Trommel zur Bestrahlung der Speicherfluoreszenzschicht mit Anregungslicht; einen Lichtempfangsteil außerhalb der drehbaren Trommel zum Empfang von beschleunigter Phosphoreszenzemission, die von der Speicherfluores zenzschicht abgestrahlt wird, wenn diese mit Anregungslicht bestrahlt wird;
einen Drehantrieb zur Durchführung einer primären Abtastung durch Drehen der drehbaren Trommel; und
erste und zweite Linearantriebe zur Durchführung einer sekundären Abtastung durch Bewegung der Anregungslichtquelle und des Lichtempfangsteils in Axialrichtung der drehbaren Trommel sowie synchron zueinander.
einen Röntgenstrahlengenerator zur Bestrahlung des Subjekts mit Röntgenstrahlen;
eine Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung zum Detektieren eines Bildes der Röntgenstrahlen, die durch das Subjekt hindurchgetreten sind; und
ein Schwenkelement zum Halten des Röntgenstrahlengenerators und der Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung sowie zum Drehen des Röntgenstrahlengenerators und der Röntgenstrahlen-Abbildungseinrich tung um das Subjekt herum, wobei die Röntgenstrahlen-Abbildungs einrichtung folgendes aufweist:
eine lichtdurchlässige, drehbare Trommel, die sich mit ihrer Längs richtung parallel zur Drehachse des Schwenkelements erstreckt;
eine Speicherfluoreszenzschicht auf der äußeren Umfangsfläche der drehbaren Trommel;
eine Anregungslichtquelle innerhalb der drehbaren Trommel zur Bestrahlung der Speicherfluoreszenzschicht mit Anregungslicht; einen Lichtempfangsteil außerhalb der drehbaren Trommel zum Empfang von beschleunigter Phosphoreszenzemission, die von der Speicherfluores zenzschicht abgestrahlt wird, wenn diese mit Anregungslicht bestrahlt wird;
einen Drehantrieb zur Durchführung einer primären Abtastung durch Drehen der drehbaren Trommel; und
erste und zweite Linearantriebe zur Durchführung einer sekundären Abtastung durch Bewegung der Anregungslichtquelle und des Lichtempfangsteils in Axialrichtung der drehbaren Trommel sowie synchron zueinander.
Nachdem eine tomographische Abbildung auf der Speicherfluoreszenz
schicht aufgezeichnet worden ist, wie oben beschrieben, erfolgt ein
primäres Scannen durch Bestrahlung mit Anregungslicht von der Innen
seite der lichtdurchlässigen, drehbaren Trommel, während sich die
Trommel dreht. Dabei trifft das Anregungslicht auf die innen liegende
Oberfläche der Speicherfluoreszenzschicht auf. Diese erzeugt dann
beschleunigte Phosphoreszenzemission, die vom außerhalb der Trommel
liegenden Strahlungsdetektor empfangen und in ein Bildsignal umgewan
delt wird. Liegen die Anregungslichtquelle und der Lichtempfangsteil in
Transmissionsanordnung, so kann der Lichtempfangsteil sehr nahe an
der Speicherfluoreszenzschicht angeordnet sein. Dies führt zu einer signi
fikanten Verbesserung des Lichtempfangswirkungsgrades im Hinblick auf
die beschleunigte Phosphoreszenzemission (accelerated phosphorescence
emission). Zusätzlich erfolgt eine sekundäre Abtastung durch Bewegung
der Anregungslichtquelle und des Lichtempfangsteils in Axialrichtung der
drehbaren Trommel, wobei die Anregungslichtquelle und der
Lichtempfangsteil synchron zueinander bewegt werden. Sie liegen sich
also immer gegenüber. Auf diese Weise erfolgt die zweidimensionale
Abtastung der gesamten Schichtoberfläche oder eines Teils davon, so daß
das in der Speicherfluoreszenzschicht gespeicherte Tomographiebild aus
gelesen wird. Da die Speicherfluoreszenzschicht zylindrisch aufgestellt
ist, wird nur wenig Raum für deren Bewegung benötigt. Dies führt zu einem
relativ kompakten Gerät.
Nach einem dritten Aspekt enthält ein digitales Panorama-Röntgenstrah
len-Abbildungsgerät nach der vorliegenden Erfindung zur Durchführung
einer tomographischen Abbildung entlang einer vorbestimmten Tomo
graphieebene eines Subjekts:
einen Röntgenstrahlengenerator zur Bestrahlung des Subjekts mit Röntgenstrahlen;
eine Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung zum Detektieren eines Bildes der Röntgenstrahlen, die das Subjekt durchsetzt haben; und
ein Schwenkelement zum Halten des Röntgenstrahlengenerators und der Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung sowie zum Drehen des Röntgenstrahlengenerators und der Röntgenstrahlen-Abbildungsein richtung um das Subjekt herum, wobei die Röntgenstrahlen-Abbildungs einrichtung folgendes aufweist:
eine drehbare Trommel, die sich mit ihrer Längsrichtung parallel zur Drehachse des Schwenkelements erstreckt;
eine Speicherfluoreszenzschicht auf der äußeren Mantelfläche der drehbaren Trommel;
eine Anregungslichtquelle zur Erzeugung von Anregungslicht;
ein optisches Abtastsystem zur Bestrahlung der Speicherfluores zenzschicht mit Anregungslicht von der Anregungslichtquelle sowie zur Durchführung einer primären Abtastung in Axialrichtung der drehbaren Trommel;
einen Lichtempfangsteil zum Empfangen beschleunigter Phospho reszenzemission, die von der durch das Anregungslicht bestrahlten Speicherfluoreszenzschicht ausgesandt wird; und
einen Drehantrieb zur Durchführung einer sekundären Abtastung durch Drehung der drehbaren Trommel.
einen Röntgenstrahlengenerator zur Bestrahlung des Subjekts mit Röntgenstrahlen;
eine Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung zum Detektieren eines Bildes der Röntgenstrahlen, die das Subjekt durchsetzt haben; und
ein Schwenkelement zum Halten des Röntgenstrahlengenerators und der Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung sowie zum Drehen des Röntgenstrahlengenerators und der Röntgenstrahlen-Abbildungsein richtung um das Subjekt herum, wobei die Röntgenstrahlen-Abbildungs einrichtung folgendes aufweist:
eine drehbare Trommel, die sich mit ihrer Längsrichtung parallel zur Drehachse des Schwenkelements erstreckt;
eine Speicherfluoreszenzschicht auf der äußeren Mantelfläche der drehbaren Trommel;
eine Anregungslichtquelle zur Erzeugung von Anregungslicht;
ein optisches Abtastsystem zur Bestrahlung der Speicherfluores zenzschicht mit Anregungslicht von der Anregungslichtquelle sowie zur Durchführung einer primären Abtastung in Axialrichtung der drehbaren Trommel;
einen Lichtempfangsteil zum Empfangen beschleunigter Phospho reszenzemission, die von der durch das Anregungslicht bestrahlten Speicherfluoreszenzschicht ausgesandt wird; und
einen Drehantrieb zur Durchführung einer sekundären Abtastung durch Drehung der drehbaren Trommel.
In Übereinstimmung mit diesem Aspekt der Erfindung können die Rönt
genstrahlen-Abbildung und das primäre Scannen durch Bestrahlung mit
Anregungslicht vom optischen Abtastsystem in Axialrichtung der
drehbaren Trommel gleichzeitig durchgeführt werden, während das tomo
graphische Bild in der Speicherfluoreszenzschicht aufgezeichnet wird.
Dabei wird beschleunigte Phosphoreszenzemission erzeugt, empfangen
und in ein Bildsignal umgewandelt. Schließlich wird die sekundäre
Abtastung bei sich drehender Trommel durchgeführt. Auf diese Weise wird
die gesamte Schichtoberfläche der Speicherfluoreszenzschicht oder ein
Teil davon zweidimensional abgetastet, so daß das in der Speicherfluores
zenzschicht gespeicherte Tomographiebild ausgelesen werden kann. Da
sich die Speicherfluoreszenzschicht auf der zylindrischen Oberfläche der
Trommel befindet, wird für die Bewegung der Speicherschicht nur wenig
Raum benötigt, was zu einem kompakten Aufbau des Gerätes führt.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung enthält das Gerät
einen Primärschlitz zur Einstellung eines Röntgenstrahlen-Bestrah lungsbereichs, in welchem das Subjekt mit Röntgenstrahlen bestrahlt wird;
eine Primärschlitzöffnungs-Einstelleinrichtung zur Änderung der Öffnungsgröße bzw. Öffnungsform des Primärschlitzes;
einen Sekundärschlitz zur Einstellung eines Röntgenstrahlen- Detektorbereichs, in welchem Röntgenstrahlen, die durch das Subjekt hindurchgetreten sind, detektiert werden;
eine Sekundärschlitzöffnungs-Einstelleinrichtung zur Änderung der Öffnungsgröße oder Öffnungsform des Sekundärschlitzes; und
eine Abtastbereich-Einstelleinrichtung zur Einstellung des Abtast bereichs auf der drehbaren Trommel, wobei die Öffnungsgrößen bzw. die Öffnungsformen von Primär- und Sekundärschlitz sowie vom Abtast bereich der drehbaren Trommel in Abhängigkeit der Abbildungs-Betriebs art verändert werden können.
einen Primärschlitz zur Einstellung eines Röntgenstrahlen-Bestrah lungsbereichs, in welchem das Subjekt mit Röntgenstrahlen bestrahlt wird;
eine Primärschlitzöffnungs-Einstelleinrichtung zur Änderung der Öffnungsgröße bzw. Öffnungsform des Primärschlitzes;
einen Sekundärschlitz zur Einstellung eines Röntgenstrahlen- Detektorbereichs, in welchem Röntgenstrahlen, die durch das Subjekt hindurchgetreten sind, detektiert werden;
eine Sekundärschlitzöffnungs-Einstelleinrichtung zur Änderung der Öffnungsgröße oder Öffnungsform des Sekundärschlitzes; und
eine Abtastbereich-Einstelleinrichtung zur Einstellung des Abtast bereichs auf der drehbaren Trommel, wobei die Öffnungsgrößen bzw. die Öffnungsformen von Primär- und Sekundärschlitz sowie vom Abtast bereich der drehbaren Trommel in Abhängigkeit der Abbildungs-Betriebs art verändert werden können.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung lassen sich die Öffnungs
größen bzw. Öffnungsformen von Primärschlitz und Sekundärschlitz
sowie vom Abtastbereich der rotierenden Trommel in Abhängigkeit des
Abbildungsmodus bzw. der Abbildungs-Betriebsart verändern. Somit ist
es möglich, auf einfache Weise nur Teilbereiche der Speicherfluoreszenz
schicht auszulesen, um nur Bildinformation von notwendigen Bild
bereichen zu erhalten. Die gewünschte Bildinformation kann somit relativ
schnell zur Verfügung gestellt werden.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung befindet sich ein Rönt
genstrahlensensor innerhalb der drehbaren Trommel, so daß die Dosis der
Röntgenstrahlen, die vom Röntgenstrahlengenerator erzeugt werden, in
Abhängigkeit des Ausgangssignals des Röntgenstrahlensensors gesteuert
werden kann.
In Übereinstimmung mit der Erfindung befindet sich also ein Röntgen
strahlensensor innerhalb der drehbaren Trommel, so daß sich in Abhän
gigkeit des Ausgangssignals des Röntgenstrahlensensors die Dosis der
vom Röntgenstrahlengenerator emittierten Röntgenstrahlen steuern läßt.
Damit kann eine Abbildung bei gewünschten bzw. geeigneten Dosiswerten
bzw. Röntgenstrahlen-Abbildungsbedingungen erfolgen.
Wie oben beschrieben, läßt sich die zweidimensionale Abtastung der Spei
cherfluoreszenzschicht in einfacher Weise vornehmen, wobei ferner infol
ge der zylindrischen Aufstellung der Speicherfluoreszenzschicht nur
wenig Raum für die Schichtbewegung benötigt wird. Dadurch kann das
Gerät relativ kompakt hergestellt werden. Arbeitet darüber hinaus das
optische System zur Aussendung und Erfassung der Anregungsstrahlung
in Transmissionsanordnung, durchsetzt also die Anregungsstrahlung die
lichtdurchlässige, drehbare Trommel, so ergibt sich ein erhöhter
Lichtempfangswirkungsgrad bezüglich der beschleunigten Phosphores
zenzemission, was zu einer höheren Qualität der Röntgenstrahlen-
Panoramabilder führt.
Da sich andererseits der Röntgenstrahlensensor innerhalb der drehbaren
Trommel befindet und die Dosis der vom Röntgenstrahlengenerator aus
gesandten Röntgenstrahlen steuerbar ist, und zwar in Abhängigkeit des
Ausgangssignals des Röntgenstrahlensensors, läßt sich eine Abbildung
mit geeigneten Röntgenstrahlen-Abbildungsbedingungen durchführen.
Wie außerdem bereits erwähnt, können die Öffnungen vom Primärschlitz
und Sekundärschlitz einerseits, sowie der Abtastbereich der drehbaren
Trommel andererseits hinsichtlich Größe und Form verändert werden,
und zwar abhängig von der Abbildungs-Betriebsart, so daß sich die
Speicherfluoreszenzschicht auch bereichsweise bzw. in Teilbereichen
auslesen läßt. Dadurch lassen sich gewünschte Teile der Bildinformation
sehr schnell auswerten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Gesamtansicht eines digitalen Panorama-Röntgen
strahlen-Abbildungsgerätes nach der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2 den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels des
erfindungsgemäßen Gerätes;
Fig. 3 den Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels des
erfindungsgemäßen Gerätes;
Fig. 4 den Aufbau eines dritten Ausführungsbeispiels des
erfindungsgemäßen Gerätes;
Fig. 5 eine Ansicht des Gesamtaufbaus eines vierten Ausfüh
rungsbeispiels des erfindungsgemäßen Gerätes;
Fig. 6 eine Ansicht einer Röntgenstrahlen-Abbildungs
einrichtung 10 des Gerätes nach Fig. 5;
Fig. 7 eine Darstellung zur Erläuterung einiger Beispiele von
Abbildungs-Betriebsarten;
Fig. 8 eine Gesamtansicht des Aufbaus eines fünften Aus
führungsbeispiels des erfindungsgemäßen Gerätes; und
Fig. 9 ein Blockdiagramm eines Beispiels einer Röntgenstrahlen-
Autobelichtungseinrichtung innerhalb eines Röntgen
strahlensensors 73.
Im nachfolgenden werden nun bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung anhand der Zeichnungen im einzelnen erläutert.
Die Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht des Aufbaus eines digitalen Panorama-
Röntgenstrahlen-Abbildungsgerätes in Übereinstimmung mit der Erfin
dung. An einem Schwenkelement 2, das beispielsweise als Schwenk- oder
Dreharm ausgebildet ist, befinden sich an gegenüberliegenden Enden ein
Röntgenstrahlengenerator 1 und eine Röntgenstrahlen-Abbildungsein
richtung 10. Der Röntgenstrahlengenerator 1 enthält eine Röntgenstrah
lenröhre, einen Primärschlitz 51, usw., und bestrahlt ein zu untersuchen
des Subjekt P mit einem Röntgenstrahlenbündel, dessen Form durch
einen vertikal verlaufenden Längsschlitz bestimmt ist. Die Röntgenstrah
len-Abbildungseinrichtung 10 empfängt ein Bild der durch das Subjekt P
hindurchgetretenen Röntgenstrahlen und zeichnet das Röntgenstrahlen
bild mittels einer Speicherfluoreszenzschicht 11 auf, die zylindrisch auf
gestellt ist. Die Aufzeichnung erfolgt über einen Sekundärschlitz 52, des
sen Längsrichtung sich ebenfalls in Vertikalrichtung erstreckt. Die
Speicherfluoreszenzschicht 11 weist z. B. eine Umfangslänge von 300 mm
und eine Breite von 150 mm auf, so daß ihre Abmessungen den gegenwär
tig verwendeten Röntgenstrahlen-Panoramafilmen entsprechen. Dabei
liegt die Speicherfluoreszenzschicht 11 auf der Mantelfläche einer rotie
renden Trommel auf, die um eine Trommelachse drehbar ist, die parallel
zur Drehachse des Schwenkelements 2 verläuft. In Richtung dieser
Achsen verläuft auch die sogenannte Vertikalrichtung. Die Speicher
fluoreszenzschicht 11 dreht sich mit der Trommel mit konstanter
Geschwindigkeit während der Röntgenstrahlen-Abbildung und während
des Bildleseprozesses.
Das Schwenkelement 2 wird durch einen stationären Arm 5 getragen, und
zwar über einen mit dem Schwenkelement 2 verbundenen Drehtisch 3 und
einen entlang zweier Achsen X-Y verschiebbaren Tisch 4. Die Dreh
position, die Drehgeschwindigkeit und das Drehzentrum des Schwenk
elements 2 werden in geeigneter Weise gesteuert, um ein tomographisches
Bild entlang einer vorbestimmten Schichtebene des Subjekts P zu erhal
ten.
Die Fig. 2 zeigt den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfin
dung. In der Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung 10 befindet sich die
Speicherfluoreszenzschicht 11 auf der Umfangs- bzw. Mantelfläche einer
rotierenden Trommel 12, wobei eine Achse 13 der rotierenden Trommel 12
durch einen Motor 16 über Riemenscheiben 14 und 15 angetrieben wird.
Ein optischer Encoder 17 mit Streifen in regulären Intervallen befindet
sich an einem stirnseitigen Umfangsflächenbereich der rotierenden Trom
mel 12. Ihm gegenüberliegend sind ein Photosensor, der eine Photodiode
18 enthält, und ein Phototransistor 19 angeordnet, der ein Pulssignal in
Übereinstimmung mit dem Drehwinkel des optischen Encoders 17
erzeugt.
Ein Laser 21, z. B. ein Halbleiterlaser wird als Anregungslichtquelle zur
Bestrahlung der Speicherfluoreszenzschicht 11 mit Anregungslicht
verwendet. Das Anregungslicht vom Laser 21 erhält mittels einer Linse 22
einen konvergenten Verlauf, wird durch kleine Dreikantprismen 23 und
24 reflektiert, und trifft schließlich fast senkrecht auf die Speicherfluores
zenzschicht 11 auf. Der vom Anregungslicht bestrahlte Teil erzeugt somit
eine beschleunigte Phosphoreszenzemission, und zwar abhängig vom
Pegel der Röntgenstrahlenenergie, die in der Speicherfluoreszenzschicht
11 gespeichert ist. Die beschleunigte Phosphoreszenzemission wird durch
einen Photomultiplier 27 empfangen, der sich nahe der Speicherfluores
zenzschicht 11 befindet. Ein optischer Filter, der das Anregungslicht
ausblendet und nur den Durchtritt der beschleunigten Phosphoreszenz
emission erlaubt, liegt an der Lichtempfangsoberfläche des Photomulti
pliers 25. Dieser Filter ist in Fig. 2 der Übersicht wegen nicht dargestellt.
Der Laser 21 und der Photomultiplier 25 sind gemeinsam auf einer Gewin
destange 26 montiert, können sich aber nicht um diese herum drehen, da
sie durch ein Trägerelement 35 daran gehindert werden. Das Träger
element 35 ist als Stange ausgebildet und verläuft parallel zur Gewinde
stange 26. Die Trägerstange 35 durchsetzt die Einheiten 21 und 25, so daß
letztere nur entlang der Trägerstange 35 in deren Axialrichtung gleiten
können. Für den Antrieb der Einheiten 21 und 25 in Axialrichtung der
Stange 35 dient dann die Gewindestange 26, die mittels eines Motors 27
gedreht wird. Bei Drehung des Motors bewegen sich der Laser 21 und der
Photomultiplier 25 linear bzw. mit konstanter Geschwindigkeit in Axial
richtung der rotierenden Trommel 12, um während des Leseprozesses ein
zweites Scannen bzw. einen sekundären Abtastprozeß zur Abtastung der
Speicherfluoreszenzschicht 11 durchzuführen. Andererseits wird das
primäre Scannen während des Lesevorganges bei Drehung der rotierenden
Trommel 12 durchgeführt. Nachdem die zweidimensionale Abtastung der
Speicherfluoreszenzschicht 11 beendet ist, wird bei Drehung der Trommel
12 eine Löschlampe 20 eingeschaltet, um restliche Röntgenstrahlen
energie in der gesamten Oberfläche bzw. Speicherfluoreszenzschicht 11 zu
löschen.
Das Pulssignal vom Photosensor wird zu einer Motorsteuerung 28 zum
Antrieb des Motors 27 geliefert, um auf diese Weise die Rotationstrommel
12 und die Gewindestange 26 bzw. Spindel bezüglich ihrer Drehung
miteinander zu synchronisieren. Das Pulssignal gelangt auch zu einer
Integrationsschaltung 43 über eine Zeitzählschaltung CTC 50 (counter
timer circuit), eine zentrale Prozessoreinheit CPU 41 und eine weitere
Zeitzählschaltung CTC 42.
Das durch den Photomultiplier 25 in ein elektrisches Signal umgewandelte
Bildsignal wird zu der Integrationsschaltung 43 geliefert und integriert,
und zwar in Synchronisation mit dem oben erwähnten Pulssignal, durch
eine Abtast-/Halteschaltung S/H 44 (sample-and-hold circuit)
abgetastet, durch einen Analog-/Digitalwandler A/D 45 in ein digitales
Datensignal umgewandelt, und schließlich in einem Rahmenspeicher 46
gespeichert. Die im Rahmenspeicher 46 gespeicherten Bilddaten werden
dann auf einer Anzeigevorrichtung 47 angezeigt, die beispielsweise eine
Kathodenstrahlröhre sein kann.
Nachfolgend wird der Aufzeichnungsbetrieb im einzelnen beschrieben.
Während der Röntgenstrahlen-Abbildung sind der Laser 21, der Photo
multiplier 25, die Löschlampe 20, usw., ausgeschaltet. Sie arbeiten somit
nicht. Die Rotationstrommel 12 führt ferner eine Umdrehung bei niedriger
Geschwindigkeit aus, beispielsweise in 15 Sekunden, und zwar synchron
mit einer Umdrehung des Schwenkelements 2 in Fig. 1. Die Synchronisa
tion erfolgt dabei so, daß die Röntgenstrahlen-Bewegungsgeschwindigkeit
in der tomographischen bzw. Schichtebene des Subjekts P gleich der
Geschwindigkeit der Umfangsoberfläche der rotierenden Trommel 12 ist.
Im Ergebnis treten die Röntgenstrahlen durch den Sekundärschlitz 52 in
die Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung 10 ein, so daß ein gewünsch
tes tomographisches Bild in der Speicherfluoreszenzschicht 11 auf
gezeichnet wird.
Nachfolgend wird der Bildlesebetrieb näher erläutert. Die rotierende
Trommel 12 dreht sich mit hoher Geschwindigkeit von z. B. 1024 rpm,
während der Laser 21 und der Photomultiplier 25 z. B. um 0,1 mm weiter
bewegt werden, nachdem die rotierende Trommel 12 jeweils eine Um
drehung ausgeführt hat. Die in der Speicherfluoreszenzschicht 11 gespei
cherte Röntgenstrahlenenergie wird durch Anregungslicht in beschleu
nigte Phosphoreszenzemission umgewandelt. Sodann wird die beschleu
nigte Phorsphoressenzemission in ein elektrisches Signal überführt, und
zwar durch den Photomultiplier 25 in Abhängigkeit der Intensität der
beschleunigten Phosphoreszenzemission. Das auf diese Weise aufgenom
mene Bild wird als zeitserielles Bildsignal gelesen, als digitales Daten
signal im Rahmenspeicher 46 gespeichert, einer gewünschten Signal
verarbeitung unterzogen und anschließend dargestellt.
Nach einer Serie von Leseoperationen wird die Löschlampe 20 eingeschal
tet, während die rotierende Trommel 12 weiterhin gedreht wird. Dadurch
wird die in der Speicherfluoreszenzschicht 11 verbliebene Röntgenstrahl
energie gelöscht, so daß die Schicht 11 bzw. Trommel 12 für den nächsten
Röntgenstrahlen-Abbildungsvorgang vorbereitet sind.
Die Fig. 3 zeigt den Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels nach der
Erfindung. Innerhalb einer Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung 10
befindet sich eine Speicherfluoreszenzschicht 11 auf der Mantelfläche
bzw. Umfangsfläche einer hohlen, lichtdurchlässigen und drehbaren
Trommel 12. Die Drehachse 13 der drehbaren Trommel 12 wird durch
einen Motor 16 angetrieben, und zwar über Riemenscheiben 14 und 15.
Ein optischer Encoder 17 mit Streifen in regulären Intervallen befindet
sich an einer stirnseitigen Umfangsendfläche der rotierenden Trommel 12.
Ein Photosensor mit einer Photodiode 18 und ein Phototransistor 19
erzeugen ein Pulssignal in Übereinstimmung mit dem Drehwinkel des
optischen Encoders 17.
Ein Laser 21, z. B. ein Halbleiterlaser, wird als Anregungslichtquelle zur
Bestrahlung der Speicherfluoreszenzschicht 11 mit Anregungslicht
verwendet und ist auf einer Gewindestange bzw. Spindel 29 montiert,
kann sich jedoch nicht um diese herum drehen, da er gleichzeitig auf
einem stangenförmigen Trägerelement 36 gelagert ist, das sich parallel zur
Spindel 29 erstreckt. Bei Drehung der Spindel 29 gleitet somit der Laser 21
entlang des stangenförmigen Trägerelements 36, wobei die Spindel 29
durch einen Motor 30 gedreht wird. Die Drehung erfolgt so, daß sich der
Laser linear mit konstanter Geschwindigkeit in Axialrichtung der
rotierenden Trommel 12 bewegt. Der Laser 21 befindet sich innerhalb der
rotierenden Trommel 12, um einen kompakteren Aufbau der Röntgen
strahlen-Abbildungseinrichtung 10 zu erhalten. Das Anregungslicht vom
Laser 21 erhält durch eine Linse 22 einen konvergenten Verlauf, tritt
durch die lichtdurchlässige drehbare Trommel 12 hindurch und trifft
schließlich nahezu senkrecht auf die Innenoberfläche der Speicher
fluoreszenzschicht 11 auf.
Die vom Anregungslicht bestrahlten Bereiche der Speicherfluoreszenz
schicht 11 erzeugen eine beschleunigte Phosphoreszenzemission, und
zwar abhängig vom Pegel der Röntgenstrahlenenergie, die in der Speicher
fluoreszenzschicht 11 gespeichert ist. Die von der rotierenden Trommel 12
abgegebene beschleunigte Phosphoreszenzemission wird von einem
Photomultiplier 25 detektiert, der sich nahe der Speicherfluoreszenz
schicht 11 befindet. Ein optischer Filter dient zur Ausblendung des
Anregungslicht es und läßt nur die beschleunigte Phosphoreszenz
emission hindurch, wobei sich der Filter an der Lichtempfangsoberfläche
des Photomultipliers 25 befindet.
Der Photomultiplier 25 ist auf einer Gewindestange bzw. Spindel 26
montiert, ohne daß er sich um diese herum drehen kann. Zu diesem Zweck
ist er auf einem stangenförmigen Trägerelement 35 montiert, das parallel
zur Spindel 26 verläuft. Der Photomultiplier 25 läßt sich somit in Richtung
der Spindel 26 bewegen, während er auf dem Element 35 gleitet, wobei die
Spindel 26 durch einen Motor 27 in Drehung gesetzt werden kann. Ist dies
der Fall, so bewegt sich der Photomultiplier 25 linear mit konstanter
Geschwindigkeit in Axialrichtung der rotierenden Trommel 12. Der Motor
27 und der Motor 30 drehen sich synchron zueinander, so daß der Laser 21
zu allen Zeiten dem Photomultiplier 25 gegenüberliegt, um ein sekundäres
Scannen im Lesebetrieb durchführen zu können. Andererseits wird ein
primäres Scannen des Lesebetriebs durchgeführt, und zwar bei Drehung
der rotierbaren Trommel 12. Nachdem das zweidimensionale Scannen
bzw. Abtasten der Speicherfluoreszenzschicht 11 beendet worden ist, wird
eine Löschlampe 20 eingeschaltet, während sich die Trommel 12 weiter
dreht. Im Ergebnis wird die verbleibende Röntgenstrahlenergie in der
gesamten Oberfläche bzw. Speicherfluoreszenzschicht 11 gelöscht.
Das Pulssignal vom Photosensor wird einer Motorsteuerung 28 zur Steue
rung der Motoren 27 und 30 zugeführt, um somit die Trommel 12 und die
Spindeln 26 und 29 synchron zueinander zu drehen. Das Pulssignal gelangt
auch zu einer Integrationsschaltung 43 über eine Zeitzählschaltung CTC
40 (counter timer circuit), eine zentrale Prozessoreinheit CPU 41 und eine
weitere Zeitzählschaltung CTC 42.
Das durch den Photomultiplier 25 in ein elektrisches Signal umgewandelte
Bildsignal wird zur Integrationsschaltung 43 geliefert und integriert, und
zwar synchron mit dem oben erwähnten Pulssignal, durch eine Abtast-
/Halteschaltung S/H 44 (sample-and-hold circuit) abgetastet, durch
einen Analog-/Digitalwandler A/D 45 in ein digitales Datensignal
umgewandelt und dann in einem Rahmenspeicher 46 gespeichert. Die im
Rahmenspeicher 46 gespeicherten Bilddaten werden sodann auf einer
Anzeigeeinrichtung 47 angezeigt, die z. B. eine Kathodenstrahlröhre CRT
sein kann.
Im nachfolgenden wird der Aufzeichnungsbetrieb näher beschrieben.
Während der Röntgenstrahlen-Abbildung sind der Laser 21, der Photo
multiplier 25, die Löschlampe 20, usw., ausgeschaltet. Sie arbeiten somit
nicht. Die drehbare Trommel 12 führt eine Umdrehung bei niedriger
Geschwindigkeit aus, z. B. in 15 Sekunden, und zwar in Synchronisation
mit einer Umdrehung des in Fig. 1 gezeigten Schwenkelements 2. Diese
Synchronisation erfolgt so, daß die Röntgenstrahlen-Bewegungs
geschwindigkeit in der Tomographieebene des Subjekts P gleich ist der
Umfangsgeschwindigkeit der drehbaren Trommel 12. Im Ergebnis treten
die Röntgenstrahlen durch einen Sekundärschlitz 52 in die Röntgen
strahlen-Abbildungseinrichtung 10 ein, so daß ein gewünschtes Tomo
graphiebild in der Speicherfluoreszenzschicht 11 aufgezeichnet wird.
Nachfolgend wird der Lesebetrieb näher beschrieben. Die rotierende
Trommel 12 dreht sich mit hoher Umfangsgeschwindigkelt von z. B. 1024
rpm, während sich der Laser 21 und der Photomultiplier 25 bei jeweils
einer Umdrehung der Trommel 12 um jeweils 0,1 mm weiterbewegen. Die
in der Speicherfluoreszenzschicht 11 gespeicherte Röntgenstrahlen
energie wird in eine beschleunigte Phosphoreszenzemission umgewan
delt, und zwar durch Anregungslicht. Die beschleunigte Phosphoreszenz
emission wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, und zwar abhängig
von der Energie der beschleunigten Phosphoreszenzemission sowie durch
den Photomultiplier 25. Das auf diese Weise aufgenommene Tomographie
bild wird als zeitserielles Bildsignal gelesen, im Rahmenspeicher 46 in
Form digitaler Daten gespeichert, einer gewünschten Signalverarbeitung
unterzogen und schließlich angezeigt.
Nach einer Serie von Leseoperationen wird die Löschlampe 20 eingeschal
tet, während sich die Trommel 12 weiterhin dreht. Im Ergebnis wird die
restliche Röntgenstrahlenenergie gelöscht, so daß die Trommel 12 bzw. die
Speicherfluoreszenzschicht 11 für den nächsten Röntgenstrahlen-
Abbildungsvorgang vorbereitet sind.
Die Fig. 4 zeigt den Aufbau eines dritten Ausführungsbeispiels nach der
Erfindung. In einer Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung 10 befindet
sich eine Speicherfluoreszenzschicht 11 auf der Umfangsoberfläche bzw.
Mantelfläche einer drehbaren Trommel 12. Eine Achse 13 der drehbaren
Trommel 12 wird durch einen Motor 16 angetrieben, und zwar über
Riemenscheiben 14 und 15. Ein optischer Encoder 17 mit Streifen in regel
mäßigen Abständen befindet sich an einer stirnseitigen Umfangsoberflä
che der drehbaren Trommel 12. Ein Photosensor mit einer Photodiode 18
sowie ein Phototransistor 19 erzeugen ein Pulssignal in Übereinstimmung
mit dem Drehwinkel des optischen Encoders 17 und befinden sich in
dessen Nähe.
Ein Laser 21, z. B. ein Halbleiterlaser, wird als Anregungslichtquelle zur
Bestrahlung der Speicherfluoreszenzschicht 11 mit Anregungslicht
verwendet. Das Anregungslicht vom Laser 21 erhält durch ein Linsen
system 31 einen konvergenten Verlauf und wird in regulären Intervallen
durch einen Abtastspiegel 32 abgelenkt, der z. B. ein Vibratorspiegel oder
ein Polygonspiegel sein kann, um die Oberfläche der Speicherfluoreszenz
schicht 11 in Axialrichtung der drehbaren Trommel 12 abzutasten.
Der durch Anregungslicht bestrahlte Bereich der Speicherfluoreszenz
schicht 11 erzeugt beschleunigte Phosphoreszenzemission in Abhängig
keit der in der Speicherfluoreszenzschicht 11 gespeicherten Röntgen
strahlenenergie. Die beschleunigte Phosphoreszenzemission wird durch
ein Faseroptikbündel 33 aufgefangen, tritt über einen optischen Filter 34
in einen Photomultiplier 25 ein und wird in ein elektrisches Signal umge
wandelt. Der optische Filter 34 dient zur Abblendung des Anregungslichts
und erlaubt nur einen Durchtritt der beschleunigten Phosphoreszenz
emission in Richtung des Photomultipliers 25. Der optische Filter 34
befindet sich an der Lichteingangsoberfläche des Photomultipliers 25.
Auf diese Weise wird eine primäre Abtastung (primäres Scannen) mittels
des Abtastspiegels 32 durchgeführt. Zusätzlich erfolgt sekundäres
Abtasten bzw. Scannen durch Drehung der Trommel 12. Ist das zwei
dimensionale Abtasten bzw. Scannen der Speicherfluoreszenzschicht 1
beendet, so wird die Löschlampe 20 eingeschaltet, während sich die Trom
mel 12 weiterhin dreht. Auf diese Weise wird die restliche Röntgen
strahlenenergie in der gesamten Oberfläche bzw. Speicherfluoreszenz
schicht 11 gelöscht.
Das Pulssignal vom Photosensor wird zu einer Integrationsschaltung 43
über eine Zeitzählschaltung CTC 40 (counter timer circuit), eine zentrale
Prozessoreinheit CPU 41 und eine weitere CTC bzw. Zeitzählschaltung 42
geliefert.
Das durch den Photomultiplier 25 in ein elektrisches Signal umgewandelte
Bildsignal wird der Integrationsschaltung 43 zugeführt und integriert,
und zwar in Synchronisation mit dem oben erwähnten Pulssignal, durch
eine Abtast-/Halteschaltung S/H 44 (sample-and-hold circuit) abge
tastet, durch eine Analog-/Digital-Wandlerschaltung 45 In ein digitales
Datensignal umgewandelt und dann in einem Rahmenspeicher 46 gespei
chert. Die im Rahmenspeicher 46 gespeicherten Bilddaten werden sodann
auf einem Display 47 angezeigt, das z. B. eine Kathodenstrahlröhre CRT
sein kann.
Nachfolgend wird der Aufzeichnungsbetrieb im einzelnen erläutert.
Während der Röntgenstrahlenaufnahme sind der Laser 21, der Photo
multiplier 25, die Löschlampe 20, usw., ausgeschaltet, sind also nicht in
Betrieb. Die drehbare Trommel 12 führt eine Umdrehung bei niedriger
Geschwindigkeit aus, z. B. in 15 Sekunden, und zwar synchron mit einer
Umdrehung des in Fig. 1 gezeigten Schwenkelements 2. Diese Synchro
nisation erfolgt so, daß die Röntgenstrahlen-Bewegungsgeschwindigkeit
in der Tomographieebene des Subjekts P gleich ist der Umfangsgeschwin
digkeit der drehbaren Trommel 12. Im Ergebnis treten die Röntgenstrah
len durch einen Sekundärschlitz 52 in die Röntgenstrahlen-Abbildungs
einrichtung 10 ein, so daß ein gewünschtes Tomographiebild in der Spei
cherfluoreszenzschicht 11 aufgezeichnet wird.
Im folgenden wird der Lesebetrieb näher beschrieben. Die Speicher
fluoreszenzschicht 11 wird durch Anregungslicht vom Laser 21 mit hoher
Geschwindigkeit gescannt bzw. abgetastet, und zwar unter Verwendung
des Abtastspiegels 32. Andererseits dreht sich die Trommel 12 mit
niedriger Geschwindigkeit, bewegt sich zum Beispiel in Umfangsrichtung
um 0,1 mm, wenn der Abtastspiegel 32 eine Abtastoperation entlang der
Oberfläche der drehbaren Trommel 12 in deren Axialrichtung durchführt.
Die in der Speicherfluoreszenzschicht 11 gespeicherte Röntgenstrahlen
energie wird in beschleunigte Phosphoreszenzemission umgewandelt, und
zwar durch das Anregungslicht. Die beschleunigte Phosphoreszenzemis
sion wird durch den Photomultiplier 25 in ein elektrisches Signal umge
wandelt, und zwar in Abhängigkeit der Intensität der beschleunigten
Phosphoreszenzemission. Das auf diese Weise erhaltene Tomographiebild
wird somit als zeitserielles Bildsignal gelesen, im Rahmenspeicher 46 in
Form digitaler Daten gespeichert, einer gewünschten Signalverarbeitung
unterzogen und dann angezeigt.
Nach einer Serie von Leseoperation wird die Löschlampe 20 eingeschaltet,
während sich die Trommel 12 weiter dreht. Auf diese Weise wird die rest
liche Röntgenstrahlenenergie innerhalb der Speicherfluoreszenzschicht
11 gelöscht, so daß die Einrichtung für den nächsten Röntgenstrahlen-
Abbildungsvorgang bereit ist.
Bei all den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Sekun
därschlitz 52 der Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung 10 durch eine
in Vertikalrichtung verlaufene lange Öffnung erhalten. Dabei ist die Rönt
genstrahlen-Abbildungseinrichtung 10 mit Ausnahme des Sekundär
schlitzes 52 von einer Röntgenstrahlen-Abschirmung abgeschirmt.
Die Fig. 5 zeigt den Aufbau eines vierten Ausführungsbeispiels nach der
Erfindung. An beiden Enden des Schwenkelements 2 sind ein Röntgen
strahlengenerator 1 und eine Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung 10
einander gegenüberliegend positioniert. Der Röntgenstrahlengenerator 1
enthält eine Röntgenstrahlenröhre 53, einen Primärschlitz 51, usw., zur
Bestrahlung eines Subjekts P mit einem Röntgenstrahlenbündel, das
infolge des Primärschlitzes 51 eine fächerartige bzw. ebene Struktur auf
weist. Die Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung 10 empfängt ein Bild
der durch das Subjekt P hindurchgetretenen Röntgenstrahlen und zeich
net ein Bild in einer Speicherfluoreszenzschicht 11 auf, die zylindrisch
geformt ist. Die Speicherfluoreszenzschicht 11 weist eine Umfangslänge
von z. B. 300 mm und eine Breite von z. B. 150 mm auf, so daß sie dieselben
Abmessungen hat wie ein herkömmlich verwendet er Röntgenstrahlen-
Panoramafilm. Dabei befindet sich die Speicherfluoreszenzschicht 11 auf
der Umfangs- bzw. äußeren Mantelfläche der drehbaren Trommel, die sich
um eine Achse dreht, die parallel zur Drehachse des Schwenkelements 2
verläuft. Die Trommel dreht sich mit niedriger Geschwindigkeit während
der Röntgenstrahlen-Abbildung, während sie mit hoher Geschwindigkeit
rotiert, wenn ein Bild aus der auf ihr liegenden Speicherfluoreszenz
schicht 11 ausgelesen werden soll.
Das Schwenkelement 2, das z. B. als drehbarer Arm vorliegt, wird durch
einen stationären Arm 5 getragen, und zwar über einen drehbaren Tisch 3
und einen in senkrecht zueinander stehenden Richtungen verschiebbaren
X-Y Tisch 4. Die Drehposition, die Drehgeschwindigkeit und das
Rotationszentrum des Schwenkelements 2 werden so gesteuert, daß ein
tomographisches Bild entlang einer vorbestimmten Tomographieebene
des Subjekts P erhalten wird.
Der Primärschlitz 51 ist mit einer Primärschlitzform-Einstelleinrichtung
71 zur Veränderung der Form des Primärschlitzes versehen, die einen
Gleitmechanismus, usw., aufweist, um die Öffnungsform des Schlitzes 51
zu verändern. In gleicher Weise ist auch der Sekundärschlitz 52 mit einer
Sekundärschlitzform-Einstelleinrichtung 72 versehen, die einen
Verschiebemechanismus, usw., aufweist, um die Öffnungsform des
Sekundärschlitzes 52 verändern zu können.
Die Fig. 6 zeigt eine Ansicht der Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung
10 von Fig. 5. In der Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung 10 ist die
Speicherfluoreszenzschicht 11 auf der Umfangs- bzw. Mantelfläche der
drehbaren Trommel 12 angeordnet, wobei die Zentralachse 13 der
drehbaren Trommel 12 durch einen Drehantrieb 16 antreibbar ist. Ein
Detektorelement 17 zur Regulierung der Drehstartposition der drehbaren
Trommel 12 befindet sich an einem Umfangsoberflächenende der dreh
baren Trommel 12, also an einem stirnseitigen Umfangsflächenbereich.
Eine Photodiode 18 und ein Photounterbrecher 19 erzeugen ein Pulssignal
in Übereinstimmung mit der Bildstart-Ausgangsposition der drehbaren
Trommel 12.
Ein Laser 21, z. B. ein Halbleiterlaser, wird als Anregungslichtquelle zur
Bestrahlung der Speicherfluoreszenzschicht 11 verwendet. Das
Anregungslicht vom Laser 21 erhält z. B. durch eine Linse einen konver
genten Verlauf und trifft schräg auf die Speicherfluoreszenzschicht 11
auf, etwa unter einem Winkel von 45° bezüglich deren Oberfläche. Dabei
verläuft der Laserstrahl in einer Ebene, in der auch die Drehachse 13 der
Trommel 12 liegt. Beschleunigte Phosphoreszenzemission wird in dem
jenigen Teil der Speicherfluoreszenzschicht 11 abgestrahlt, auf den das
Anregungslicht auftrifft, und zwar abhängig von dem Pegel der Röntgen
strahlenenergie, die in der Speicherfluoreszenzschicht 11 gespeichert ist.
Die beschleunigte Phosphoreszenzemission wird von einem Photomulti
plier 25 detektiert, der nahe der Speicherfluoreszenzschicht 11 liegt. Ein
optischer Filter dient zur Ausblendung des Anregungslichtes und läßt nur
die beschleunigte Phosphoreszenzemission hindurch, wobei der Filter an
der Lichteingangsfläche des Photomultipliers 25 angeordnet ist.
Der Laser 21 und der Photomultiplier 25 sind gemeinsam auf einer Gewin
destange bzw. Spindel 26 angeordnet, können sich um diese herum jedoch
nicht drehen, da sie gleichzeitig auch auf einem stangenförmigen Träger
element 35 gelagert sind, das parallel zur Spindel 26 liegt. Der Laser 21
und der Photomultiplier 25 sind somit in Axialrichtung der Spindel 26 bzw.
des Trägerelements 35 gleitend verschiebbar, wobei deren Bewegung
linear und mit konstanter Geschwindigkeit in Axialrichtung der dreh
baren Trommel 12 erfolgt. Wenn ein Motor 27 zur Drehung der Spindel 26
angetrieben wird, so daß dann während des Leseprozesses ein sekundäres
Scannen bzw. Abtasten der Schicht 11 durchgeführt werden kann.
Andererseits erfolgt ein primäres Scannen während des Lesebetriebs
durch die Drehung der drehbaren Trommel 12 mit einem Hochgeschwin
digkeits-Rotationsmotor 16, der in einem Drehmechanismus vorhanden
ist. Nachdem das zweidimensionale Scannen bzw. Abtasten der Speicher
fluoreszenzschicht 11 beendet ist, wird eine Löschlampe 20 eingeschaltet,
um die restliche Röntgenstrahlenenergie aus der gesamten Oberfläche
bzw. Speicherfluoreszenzschicht 11 zu löschen, wobei sich die Trommel 12
dreht.
Das Pulssignal vom Photosensor wird einer Motorsteuerung 28 zum
Antrieb des Motors 27 zugeführt, um die Steuerung der drehbaren Trom
mel 12 und der Spindel 26 synchron zueinander durchführen zu können.
Das Pulssignal gelangt auch zu einer Integrationsschaltung 43 über eine
Zeitzählschaltung CTC 40, eine zentrale Prozessoreinheit CPU 41 und eine
weitere Zeitzählschaltung CTC 42.
Das durch den Photomultiplier 25 in ein elektrisches Signal gewandelte
Bildsignal wird zur Integrationsschaltung 43 geliefert und integriert, und
zwar in Synchronisation mit dem oben erwähnten Pulssignal, durch eine
Abtast-/Halteschaltung S/H 44 (sample-and-hold circuit) abgetastet,
durch einen Analog-/Digitalwandler A/D 45 in ein digitales Datensignal
umgewandelt, und schließlich in einem Rahmenspeicher 46 gespeichert.
Die im Rahmenspeicher 46 gespeicherten Bilddaten können dann auf
einer Anzeigeeinrichtung 47 dargestellt werden, die z. B. eine Kathoden
strahlröhre CRT sein kann.
Da der Ausgang des Photomultipliers 25 frequenzmäßig mit akustischen
Frequenzen koinzidiert, kann der Ausgang des Photomultipliers auch
durch einen separaten MD (mini-disc) Recorder oder durch einen DAT
(digital-audio-tape) Recorder aufgezeichnet werden, ohne daß sofort eine
Signalverarbeitung vorgenommen werden muß.
Als nächstes wird der Aufzeichnungsbetrieb näher erläutert. Während der
Röntgenstrahlen-Abbildung sind der Laser 21, der Photomultiplier 25, die
Löschlampe 20, usw., ausgeschaltet, so daß sie also nicht in Betrieb sind.
Dabei führt die Trommel 12 eine Umdrehung bei niedriger Geschwindig
keit aus, z. B. in 15 Sekunden, und zwar in Synchronisation mit der
Bewegung des Schwenkelements 2, das durch einen eine niedrige Dreh
zahl aufweisenden Rotationsmotor 64 mit eingebauter Kupplung
angetrieben wird. Im Ergebnis treten die Röntgenstrahlen durch den
Sekundärschlitz 52 in die Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung 10
ein, so daß ein gewünschtes Tomographiebild in der Speicherfluoreszenz
schicht 11 aufgezeichnet wird.
Als nächstes wird der Lesebetrieb näher erläutert. Die drehbare Trommel
12 wird durch einen Hochgeschwindigkeits-Rotationsmotor 16 mit hoher
Drehzahl von z. B. 1024 rpm angetrieben, wobei sich während einer
Umdrehung der Trommel 12 der Laser 21 und der Photomultiplier 25 um
z. B. 0,1 mm weiterbewegen. Die in der Speicherfluoreszenzschicht 11
gespeicherte Röntgenstrahlenenergie wird durch das Anregungslicht in
beschleunigte Phosphoreszenzemission umgewandelt. Diese beschleu
nigte Phosphoreszenzemission wird durch den Photomultiplier 25 in ein
elektrisches Signal überführt, und zwar abhängig von der Intensität der
beschleunigten Phosphoreszenzemission. Das auf diese Weise erhaltene
Tomographiebild wird somit als zeitserielles Bildsignal gelesen, im
Rahmenspeicher 46 als digitaler Datensatz gespeichert, einer gewünsch
ten Signalverarbeitung unterzogen und anschließend dargestellt.
Nachdem eine Serie von Leseoperationen durchgeführt worden ist, wird
die Löschlampe 20 eingeschaltet, während sich die Trommel 12 weiter
dreht. Auf diese Weise wird restliche Röntgenstrahlenenergie innerhalb
der Speicherfluoreszenzschicht 11 gelöscht, so daß die Einrichtung für ei
ne nächste Röntgenstrahlen-Abbildung vorbereitet ist.
Die Fig. 7 illustriert einige Beispiele von Abbildungs-Betriebsarten. Unter
Verwendung des digitalen Panorama-Röntgengerätes nach der Erfindung
können eine Panorama-Abbildungs-Betriebsart, eine Abbildungs-
Betriebsart zur Abbildung der Mandibulotemporal-Verbindung, usw.,
durchgeführt werden. Das Bild Q1 in Fig. 7 ist eine Ansicht, die durch
Entwicklung des Bereichs einer einzelnen Speicherfluoreszenzschicht 11
erhalten wurde, die entsprechend belichtet wurde.
Im oberen Drittel des Bereichs befinden sich vier Bilder Q2 der Mandibulo
temporal-Verbindung, die von links nach rechts die rechte Mandibolu
temporal-Verbindung bei offenem Mund und bei geschlossenem Mund
sowie die linke Mandibulotemporal-Verbindung bei geschlossenem Mund
und offenem Mund zeigen. Dagegen befindet sich in den unteren beiden
Dritteln des Bildes Q1 ein einzelnes Panoramabild Q3.
Diese Abbildungs-Betriebsarten werden bei geeigneter Einstellung der
Positionsbeziehung zwischen Patient P und Röntgenstrahlen-Bestrah
lungsrichtung erhalten, wobei gleichzeitig die Öffnungsgrößen von
Primärschlitz 51 und Sekundärschlitz 52 geeignet gewählt werden. Wenn
ein Blatt eines Röntgenstrahlenfilms für eine Mehrzahl von Abbildungs
operationen verwendet wird, und zwar im Falle einer Abbildung mit einem
konventionellen Röntgenstrahlengerät, so muß nach Beendigung aller
Abbildungs-Betriebsarten der Film zunächst entwickelt werden. Das
bedeutet, daß alle Prozeduren zunächst beendet werden müssen, auch
wenn es gewünscht ist, zunächst nur ein Panoramabild zu erhalten und zu
beurteilen.
Wird dagegen auf der anderen Seite eine Röntgenstrahlen-Abbildung un
ter Verwendung der Speicherfluoreszenzschicht 11 durchgeführt, wie dies
bei der Erfindung der Fall ist, also unter Verwendung eines Speicherfluo
reszenzfilms, so werden die Öffnungsgrößen von Primärschlitzen 51 und
Sekundärschlitzen 52 in Übereinstimmung mit der Abbildungs-Betriebs
art verändert, die beispielsweise die Panorama-Abbildungs-Betriebsart
oder die Betriebsart zur Abbildung der Mandibulotemporal-Verbindung
sein kann, wobei auch der Abtast- bzw. Scanbereich der rotierenden
Trommel 12 veränderbar ist. Da jetzt nur der gewünschte Bereich auf der
Speicherfluoreszenzschicht 11 partiell abgetastet bzw. gescannt werden
kann und das Lesen der Signale nach Durchführung der Röntgenstrahlen-
Abbildung erfolgt, können gewünschte Bilder früher als andere betrachtet
werden, ohne daß die herkömmliche volle Filmentwicklung erforderlich
ist. Soll nur das dritte Bild der Mandibulotemporal-Verbindung in Fig. 7
gelesen werden, und zwar gesehen von der linken Seite, so erfolgt die
Anregung mit Laserlicht und die Erzeugung der beschleunigten Phospho
reszenzemission nur im Bereich dieses Bildteils in Übereinstimmung mit
dem Synchronisationssignal vom Detektorelement 17 der rotierenden
Trommel 12. Dabei ist es nicht unbedingt erforderlich, daß das Panorama
bild und das Bild der Mandibulotemporal-Verbindung auf einem einzigen
Blatt gemäß Fig. 7 aufgezeichnet werden. Vielmehr können zur Aufzeich
nung auch zwei Blätter verwendet werden.
Die Fig. 8 zeigt eine Gesamtansicht des Aufbaus eines fünften Ausfüh
rungsbeispiels der Erfindung. Wie auch im Falle der Fig. 5 sind an beiden
Enden des Schwenkelements 2 ein Röntgenstrahlengenerator 2 und eine
Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung 10 einander gegenüberliegend
angeordnet. Der Röntgenstrahlengenerator 1 und die Röntgenstrahlen-
Abbildungseinrichtung 10 sind so installiert, daß sie um eine Bestrah
lungszentrumsachse frei drehbar sind, die sich zwischen einem Röntgen
strahlengeneratorteil und dem Röntgenstrahlendetektorteil erstreckt.
In der Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung 10 befindet sich eine
Speicherfluoreszenzschicht 11 auf der Umfangsoberfläche bzw. Mantel
fläche einer hohlzylindrischen, lichtdurchlässigen und drehbaren Trom
mel 12. Dabei kann die Trommel 12 durch einen Drehmechanismus ge
dreht werden, und zwar um ihre Längsachse.
Ein anderer Drehmechanismus 61 dient zur Auslöschung der gegen
seitigen Beziehung zwischen dem Röntgenstrahlengenerator 1 und der
Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung 10 zum Zeitpunkt einer kepha
lometrischen Abbildung.
Ein Laser 21, z. B. ein Halbleiterlaser, wird als Anregungslichtquelle zur
Bestrahlung der Speicherfluoreszenzschicht 11 mit Anregungslicht
verwendet und befindet sich innerhalb der drehbaren Trommel 12. Das
Anregungslicht vom Laser 21 erhält durch eine Linse 22 einen konvergen
ten Verlauf, tritt durch die lichtdurchlässige, drehbare Trommel 12
hindurch und trifft schließlich auf der Innenoberfläche der Speicherflu
oreszenzschicht 11 nahezu senkrecht auf. Der durch das Anregungslicht
bestrahlte Teil der Speicherfluoreszenzschicht 11 erzeugt beschleunigte
Phosphoreszenzemission abhängig vom Pegel der in der Speicherfluores
zenzschicht 11 gespeicherten Röntgenstrahlenenergie. Die beschleunigte
Phosphoreszenzemission, die von der Trommel 12 nach außen abgestrahlt
wird, wird durch einen Photomultiplier 25 detektiert, der nahe der Außen
oberfläche der Speicherfluoreszenzschicht 11 angeordnet ist. Ein opti
scher Filter dient zur Ausblendung des Anregungslichtes und erlaubt nur
den Durchtritt der beschleunigten Phosphoreszenzemission zum Photo
multiplier 25, wobei der optische Filter auf der Lichtempfangsoberfläche
des Photomultipliers 25 liegt.
Der Photomultiplier 25 ist auf einer Gewindestange bzw. Spindel 26 ange
ordnet, entlang der er sich linear und mit konstanter Geschwindigkeit in
Axialrichtung der drehbaren Trommel 12 bewegen kann. Dabei läßt sich
die Spindel 26 durch einen Motor 27 drehen. Ferner gleitet der Photomulti
plier 25 auf einem stangenförmigen Trägerelement 35, das sich parallel
zur Spindel 26 erstreckt, so daß sich der Photomultiplier 25 bei Drehung
der Spindel 26 nicht um diese mitdrehen kann.
Auch der Laser 21 ist auf einer Gewindestange bzw. Spindel 29 montiert
sowie gleichzeitig auf einem stangenförmigen Trägerelement 36, das
parallel zur Spindel 29 verläuft. Die Spindel ist durch einen Motor 30
drehbar. Wird sie durch den Motor 30 gedreht, so bewegt sich der Laser 21
linear und mit konstanter Geschwindigkeit in Axialrichtung der dreh
baren Trommel 12, wobei er sich aber infolge der Wirkung des Trägerele
ments 36 nicht um die Spindel 29 drehen kann. Der Motor 27 und der
Motor 30 rotieren synchron zueinander, so daß der Laser 21 immer dem
Photomultiplier 25 gegenüberliegt. Wenn das sekundäre Scannen bzw.
Abtasten während des Leseprozesses erfolgt. Andererseits erfolgt das
primäre Abtasten bzw. Scannen während des Leseprozesses durch
Drehung der Trommel 12. Nachdem das zweidimensionale Scannen bzw.
Abtasten der Speicherfluoreszenzschicht 11 beendet ist, wird eine Lösch
lampe 20 eingeschaltet, während sich die Trommel 12 weiterhin dreht, um
restliche Röntgenstrahlenenergie in der Oberfläche der Speicherfluores
zenzschicht 11 zu löschen. Ansonsten entspricht der weitere Aufbau
dieses Ausführungsbeispiels dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel.
Da die elektrischen Aufbauten von Motorsteuersystem und Bildsignal-
Verarbeitungssystem ähnlich dem Ausführungsbeispiel von Fig. 6 sind,
werden sie nicht nochmals erläutert.
An der Rückseite des Lasers 21, also an der Seite in Richtung zum Rönt
genstrahlengenerator 1 gesehen, befindet sich ein Röntgenstrahlensensor
23 zur Messung der Intensität der Röntgenstrahlen, die durch das Subjekt
P hindurchgetreten sind. Eine Rückkopplungssteuerung der Dosis der
vom Röntgenstrahlengenerator 1 erzeugten Röntgenstrahlung erfolgt so,
daß das Verhältnis vom Ausgang des Röntgenstrahlensensors 73 zum
Ausgang des Rotationsgeschwindigkeitsdetektors (z. B. der Photodiode 18
und des Phototransistors 19) konstant ist. Dadurch läßt sich eine Abbil
dung bei hinreichender Röntgenstrahlenbelichtung durchführen. Abbil
dungsfehler wie z. B. Überbelichtung oder Unterbelichtung lassen sich
somit sicher vermeiden, wobei ferner die Bestrahlungsdosis für den
Patienten P reduziert werden kann. Für den Abtastmechanismus des
Röntgenstrahlensensors 73 kann auch der Abtastmechanismus des
Lasers 21 verwendet werden, solange sich der Abtastmechanismus
(Verschiebemechanismus) und der Röntgenstrahlensensor 73 innerhalb
der drehbaren Trommel 12 befinden.
Alternativ kann der Abtastmechanismus des Lasers 21 aber auch unab
hängig vorhanden sein. Durch Verwendung dieser Art von Abtast- bzw.
Scanmechanismen kann ein fehlerhaftes Selektieren infolge von Implan
taten oder metallischen Kronen im Zahnbereich des Patienten P verhindert
werden. Zusätzlich läßt sich der Röntgenstrahlensensor 73 abhängig von
einer gewünschten Abbildungslage des Patienten P genau positionieren.
Ein repräsentatives Beispiel eines Röntgenstrahlensensors 73 verwendet
einen Fluoreszenzkörper, beispielsweise eine Fluoreszenzplatte und eine
Fluoreszenzschicht, die Fluoreszenzstrahlung bei Belichtung mit Rönt
genstrahlen emittiert, wobei der Fluoreszenzkörper mit einem Element zur
photoelektrischen Umwandlung kombiniert ist, z. B. mit einem Photo
multiplier, der die vom Fluoreszenzköper emittierte Fluoreszenzstrahlung
in ein elektrisches Signal umwandelt.
Für den Röntgenstrahlensensor 73 kann zum Beispiel der in den zuvor
erwähnten Beispielen beschriebene Photomultiplier 25 verwendet werden.
In einem solchen Fall ist ein Bewegungsmechanismus mit einem Motor,
oder dergleichen, am Photomultiplier 25 installiert, so daß während der
Röntgenstrahlen-Abbildung eine Fluoreszenzplatte durch den
Bewegungsmechanismus vor die Vorderseite des Photomultipliers 25
geschoben werden kann. Während des Bildlesebetriebs wird die Fluores
zenzplatte dann wieder von der Vorderseite des Photomultipliers 25 unter
Verwendung des Bewegungsmechanismus entfernt. Ferner kann auch ein
in Axialrichtung durch den Motor 27 bewegbarer Photomultiplier 25 zum
Einsatz kommen, der sich als Röntgenstrahlensensor 73 mit automa
tischer Belichtungssteuerung verwenden läßt.
Die Fig. 9 zeigt ein Blockdiagramm eines Beispiels einer automatischen
Röntgenstrahlen-Belichtungssteuerschaltung mit einem Röntgenstrah
lensensor 73. Der Röntgenstrahlensensor 73 enthält z. B. eine Photodiode
und detektiert Fluoreszenzstrahlung, die von einer Fluoreszenzplatte 106
kommt, wobei die detektierte Fluoreszenzstrahlung in ein elektrisches
Signal umgewandelt wird. Ein Ausgangssignal vom Sensor 73 wird durch
einen Vorwärtsverstärker 108 verstärkt, der Verstärker 108a und 108b
enthält, und wird sodann einem Dividierer 109 als Signal y zugeführt.
Andererseits ist in der rotierenden Trommel 12 ein Rotationsdetektor 107
installiert und liefert ein Ausgangssignal in Übereinstimmung mit der
Anzahl der Drehungen der drehbaren Trommel 12, wobei dieses Ausgangs
signal dem Dividierer 109 als Signal x zugeführt wird.
Der Dividierer 109 gibt ein Ausgangssignal z aus, das dem Verhältnis aus
dem Signal x und dem Signal y entspricht (z. B. das Signal y/x). Das Signal
z wird einem Komparator 114 zur Steuerung einer Röhrenspannung sowie
einem Komparator 115 zur Steuerung eines Röhrenstromes zugeführt. Die
Komparatoren 114 und 115 sind mit Begrenzern 121 und 122 versehen,
die jeweils Zenerdioden enthalten und parallel zu den Komparatoren 114,
115 in deren Rückkopplungszweigen liegen.
Der Komparator 114 verarbeitet das Signal z binär auf der Grundlage einer
Standardspannung, die von einem Standardspannungsgenerator 116
geliefert wird, und reguliert über einen Verstärker 119 den Leitfähigkeits
grad eines Transistors 112 zur Steuerung der Röhrenspannung der Rönt
genröhre. Dagegen verarbeitet der Komparator 115 das Signal z binär auf
der Grundlage einer Standardspannung, die durch einen Standard
spannungsgenerator 117 geliefert wird, und reguliert über einen Verstär
ker 120 den Leitfähigkeitsgrad eines Transistors 113 zur Steuerung des
Röhrenstromes der Röntgenröhre.
Eine Wechselspannungsversorgungsquelle 110 beliefert eine Hoch
spannungsschaltung, die den Transistor 112 und einen Hochspannungs
transformator 101 aufweist, sowie eine Niederspannungsschaltung, die
den Transistor 113 und einen Niederspannungstransformator 102 auf
weist, mit elektrischer Energie.
Der Hochspanungstransformator 101 liefert eine Hochspannung zu einem
Raum zwischen einer Anode und einer Kathode der Röntgenstrahlenröhre
53, wobei sein Leitfähigkeitsgrad durch den Transistor 112 eingestellt
wird. Die Röhrenspannung der Röntgenstrahlenröhre 53 wird durch
Widerstände R1 und R2 unterteilt, wobei die unterteilte Hochspannung
dann zum Verstärker 119 zurückgekoppelt wird, um eine negative Primär
spannung-Rückkopplungsschleife zu bilden.
Der Niederspannungstransformator 102 beliefert ein Heizelement bzw.
eine Heizwendel der Kathode der Röntgenstrahlenröhre 53 mit einem Heiz
strom, wobei der Grad der Leitfähigkeit durch den Transistor 113 einge
stellt wird. Die Röhrenspannung der Röntgenstrahlenröhre 53 wird durch
eine Spannung zwischen beiden Enden eines Widerstandes R3 überwacht,
wobei die überwachte Röhrenspannung zum negativen Eingang des
Verstärkers 120 zurückgeführt wird, um eine negative Primärstrom-Rück
kopplungsschleife zu erhalten.
Wie oben erwähnt, wird die Dosis der Röntgenstrahlung, die ausgehend
von der Röntgenstrahlenröhre 53 das Subjekt P durchsetzt, durch den
Röntgenstrahlensensor 73 überwacht. Darüber hinaus wird die Anzahl
der Drehungen der drehbaren Trommel 12 durch den Rotationsdetektor
107 überwacht. Die automatische Belichtungssteuerung der Röntgen
strahlen läßt sich durch Steuerung der Röhrenspannung und des Röhren
stromes der Röntgenstrahlenröhre 53 durchführen, und zwar auf der
Grundlage der Ausgangssignale vom Röntgenstrahlensensor 73 sowie vom
Rotationsdetektor 107.
Claims (8)
1. Digitales Panorama-Röntgenstrahlen-Abbildungsgerät für die
tomographische Abbildung einer vorbestimmten Tomographieebene in
einem Subjekt (P), enthaltend:
- - einen Röntgenstrahlengenerator (1) zur Bestrahlung des Subjekts (P) mit Röntgenstrahlen;
- - eine Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung (10) zum Detektieren des Bildes der Röntgenstrahlen, die das Subjekt (P) durchlaufen haben; und
- - ein Schwenkelement (2) zur Halterung des Röntgenstrahlen generators (1) und der Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung (10) sowie zum Drehen des Röntgenstrahlengenerators (1) und der Röntgenstrahlen- Abbildungseinrichtung (10) um das Subjekt (P) herum;
dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenstrahlen-Abbildungsein
richtung (10) folgendes enthält:
- - eine drehbare Trommel (12), die sich parallel zu einer Rotations achse (5) des schwenkbaren Elements (2) erstreckt;
- - eine Speicherfluoreszenzschicht (11) auf der äußeren Mantelfläche der drehbaren Trommel (12);
- - eine Anregungslichtquelle (21) zur Bestrahlung der Speicher fluoreszenzschicht (11) mit Anregungslicht;
- - einen Lichtempfangsteil (25) zum Empfang beschleunigter Phosphoreszenzemission, die von der Speicherfluoreszenzschicht (11) bei Bestrahlung mit Anregungslicht abgestrahlt wird;
- - einen Drehantrieb (13, 14, 15, 16) zur Durchführung einer primä ren Abtastung durch Rotation der drehbaren Trommel (12), und
- - einen Linearantrieb (26, 27, 35) zur Durchführung einer sekun dären Abtastung durch Bewegung der Anregungslichtquelle (21) und des Lichtempfangsteils (25) in Axialrichtung der drehbaren Trommel (12).
2. Digitales Panorama-Röntgenstrahlen-Abbildungsgerät für die
tomographische Abbildung einer vorbestimmten Tomographieebene in
einem Subjekt (P), enthaltend:
- - einen Röntgenstrahlengenerator (1) zur Bestrahlung des Subjekts (P) mit Röntgenstrahlen;
- - eine Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung (10) zum Detektieren des Bildes der Röntgenstrahlen, die das Subjekt (P) durchlaufen haben; und
- - ein Schwenkelement (2) zur Halterung des Röntgenstrahlen generators (1) und derRöntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung (10) sowie zum Drehen des Röntgenstrahlengenerators (1) und der Röntgenstrahlen- Abbildungseinrichtung (10) um das Subjekt (P) herum;
dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenstrahlen-Abbildungsein
richtung (10) folgendes enthält:
- - eine lichtdurchlässige, drehbare Trommel (12), die sich parallel zur Rotationsachse (5) des Schwenkelements (2) erstreckt;
- - eine Speicherfluoreszenzschicht (11) auf der äußeren Mantelfläche der drehbaren Trommel (12);
- - eine Anregungslichtquelle (21) innerhalb der drehbaren Trommel (12), um die Speicherfluoreszenzschicht (11) mit Anregungslicht zu bestrahlen;
- - einen Lichtempfangsteil (25) außerhalb der drehbaren Trommel (12) zum Empfang von beschleunigter Phosphoreszenzemission, die von der Speicherfluoreszenzschicht (11) bei Bestrahlung mit Anregungslicht abgestrahlt wird;
- - einen Drehantrieb (13, 14, 15, 16) zur Durchführung einer primä ren Abtastung durch Drehung der drehbaren Trommel (12); und
- - erste und zweite lineare Antriebe (26, 27, 29, 30, 35, 36) zur Durch führung einer sekundären Abtastung durch Bewegung der Anregungs lichtquelle (21) und des Lichtempfangsteils (25) synchron zueinander in Axialrichtung der drehbaren Trommel (12).
3. Digitales Panorama-Röntgenstrahlen-Abbildungsgerät für die
tomographische Abbildung einer vorbestimmten Tomographieebene in
einem Subjekt (P), enthaltend:
- - einen Röntgenstrahlengenerator (1) zur Bestrahlung des Subjekts (P) mit Röntgenstrahlen;
- - eine Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung (10) zum Detektieren des Bildes der Röntgenstrahlen, die das Subjekt (P) durchlaufen haben; und
- - ein Schwenkelement (2) zur Halterung des Röntgenstrahlengenera tors (1) und der Röntgenstrahlen-Abbildungseinrichtung (10) sowie zum Drehen des Röntgenstrahlengenerators (1) und der Röntgenstrahlen- Abbildungseinrichtung (10) um das Subjekt (P) herum;
dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenstrahlen-Abbildungseinrich
tung (10) folgendes enthält:
- - eine drehbare Trommel (12), die sich parallel zur Rotationsachse (5) des Schwenkelements (2) erstreckt;
- - eine Speicherfluoreszenzschicht (11) auf der äußeren Mantelfläche der drehbaren Trommel (12);
- - eine Anregungslichtquelle (21) zur Erzeugung von Anregungslicht;
- - ein optisches Abtastsystem (32) zur Bestrahlung der Speicher fluoreszenzschicht (11) mit dem Anregungslicht von der Anregungslicht quelle (21) sowie zur Durchführung einer primären Abtastung in Axial richtung der drehbaren Trommel (12);
- - einen Lichtempfangsteil (25) zum Empfang beschleunigter Phosphoreszenzemission, die von der Speicherfluoreszenzschicht (11) bei Bestrahlung mit Anregungslicht abgestrahlt wird; und
- - einen Drehantrieb (13, 14, 15, 16) zur Durchführung einer sekun dären Abtastung durch Drehung der drehbaren Trommel (12).
4. Digitales Panorama-Röntgenstrahlen-Abbildungsgerät nach
einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Röntgen
strahlensensor (73) innerhalb der drehbaren Trommel (12) angeordnet ist,
und daß die Dosis der vom Röntgenstrahlengenerator (1) erzeugten Rönt
genstrahlen in Abhängigkeit des Ausgangs des Röntgenstrahlensensors
(73) gesteuert wird.
5. Digitales Panorama-Röntgenstrahlen-Abbildungsgerät nach
einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner enthaltend:
- - einen Primärschlitz (51) zur Einstellung eines Röntgenstrahlen- Bestrahlungsbereichs, in welchem das Subjekt (P) mit Röntgenstrahlen bestrahlt werden soll;
- - eine Primärschlitzöffnungs-Einstelleinrichtung (71) zur Verän derung der Öffnung des Primärschlitzes (51);
- - einen Sekundärschlitz (52) zur Einstellung eines Röntgenstrahlen- Detektorbereichs, in welchem Röntgenstrahlen, die durch das Subjekt (P) hindurchgetreten sind, detektiert werden;
- - eine Sekundärschlitzöffnungs-Einstelleinrichtung (72) zur Verän derung der Öffnung des Sekundärschlitzes (52); und
- - eine Abtastbereich-Einstelleinrichtung (17) zur Einstellung des Abtast- bzw. Scanbereichs der drehbaren Trommel (12);
- - wobei sich die Öffnungsformen bzw. -größen von Primär- und Se kundärschlitz (51, 52) sowie vom Scanbereich der drehbaren Trommel (12) in Abhängigkeit der Abbildungs-Betriebsart einstellen lassen.
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