DE2803207A1 - Direkt betrachtbare roentgenbildverstaerkerroehre und damit ausgestattetes geraet - Google Patents

Description

Ausnutzungsfähigkeit sowie Röntgenbremskraft besteht, wobei der Szintillator-Fotokathoden-Schirm an Isolatoren innerhalb des Kolbens und zwischen dem Eingangsfenster und dem Ausgangsschirm aufgehängt ist. Der Szintillator-Fotokathoden-Schirm hat vom Ausgangsschirm einen Abstand von wenigstens 8 mm, um zu ermöglichen, ein hohes negatives Potential an den Szintillator-Fotokathoden-Schirm gegenüber dem Ausgangsschirm für hohe Verstärkung mit geringer Feldemission anzulegen, da alle übrigen Komponenten innerhalb des Röhrenkolbens auf neutralem Potential mit Bezug auf den Ausgangs-Wiedergabeschirm liegen.

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft Röntgengeräte und insbesondere eine Echtzeit-Röntgenbildverstärkerröhre vom Nahbereichstyp zur direkten Betrachtung für die medizinische Röntgen-Fluoroskopie.

Ein früher Typ eines Echtzeit-Röntgengerätes zur direkten Betrachtung ist ein Fluoroskop. Mit einem solchen Gerät wird der Patient zwischen der Röntgenquelle und dem Gerät angeordnet. Das Gerät besteht aus einem dicken, grünes Licht emittierenden Fluoreszenzschirm, der auch als fluoroskopischer Schirm bezeichnet wird, der eine niedrige Auflösung und einen geringen Umwandlungswirkungsgrad im Bereich von 70 erg pro Quadratζentimeter-

Röntgen (erg/cm'-R) oder etwa 10 Candelasekunden pro

Quadratmeter-Röntgen (cd-sec/m -R) hat. Diese Art eines Röntgengerätes erlaubt zwar eine direkte Echtzeit-Betrachtung eines Bildes voller Größe und eine leichte Palpation des Patienten, ist jedoch im medizinischen Gebrauch nicht mehr populär. Das liegt daran, daß die Helligkeit oder der Umwandlungswirkungsgrad dieses

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Systems erheblich niedriger ist als der eines weit verbreiteten Röntgenbildverstärkersystems vom Invertertyp. Die geringe Helligkeit des alten fluoroskopischen Schirms zwingt den Arzt, mit auf Dunkelheit adaptierten Augen in einem verdunkelten Raum zu arbeiten. Die lange Zeit (beispielsweise ein erheblicher Teil einer Stunde), die zur Dunkeladaptation erforderlich ist und die oft in keinem Verhältnis zur Kürze der Untersuchung selbst stand, war ein großer Nachteil und eine schlechte Ausnutzung der Zeit des Arztes. Weiter sind in einem verdunkelten Raum die Sehbedingungen anstrengender, Bewegungen innerhalb des Raums oder Manipulationen des Patienten sind schwieriger, und die Möglichkeit einer Gruppenbetrachtung ist weniger befriedigend. Ein verdunkelter Raum ruft auch unnötige Befürchtungen bei Patienten hervor.

In einer gut bekannten Untersuchung von R.E. Sturm und R.H. Morgan in "The American Journal of Roentgenology and Radium Therapy", Band 62 (194-9), S. 617-654, wurde festgestellt, daß die Sehschärfe und die Kontrastunterscheidung durch den geringen Umwandlungswirkungsgrad des alten fluoroskopischen Schirms verschlechtert wurden. Es wurde ferner angegeben, daß die maximale Verbesserung sowohl hinsichtlich der Sehschärfe als auch der Kontrastunterscheidung mit einem idealen Schirmverstärker bei Verstärkungen von 3O-bis 5Ofach(etwa 300 bis 500 cd-sec/m -R) erhalten werden kann, und Verstärkungen von 500- bis l.OOOfach (etwa 5.000 bis 10.000 ce-sec/m^-R) werden in praktischen Geraten benötigt, wenn Dunkeladaptation vermieden werden soll.

Die Ergebnisse von Sturm und Morgan, daß ein Umwandlungswirkungsgrad im Bereich von 5-000 bis 10.000 cd-sec/m -R zur medizinischen Röntgenfluoroskopie zur direkten

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Betrachtung praktisch sind, wurden erneut bestätigt.

Üblicherweise wird derzeit Echtzeit-Röntgenfluoroskopie mit einem Fernseh-Fluoroskopiesystem durchgeführt (vergl. Fig. 1). Bei diesem System wird ein geschlossenes Fernsehsystem optisch mit einem konventionellen Röntgenbildverstärker vom Invertertyp gekoppelt, der eine verkleinerte Ausgangsbildgröße hat. Bei einem solchen System wird der Patient wieder zwischen der Röntgenquelle und dem System positioniert. Die konventionelle Röntgenbildverstärkerröhre vom Invertertyp hat typischerweise einen konvex gekrümmten rontgenempfindlichen Eingangsschirm von 6-9" (15-23 cm) Durchmesser, der das Röntgenbild in ein Lichtbild umwandelt, das seinerseits in Elektronen umgewandelt wird, die dann beschleunigt und elektrostatisch auf einen Ausgangsbildschirm fokussiert werden, der erheblich kleiner ist als der Eingangsschirm, typischerweise 0,6 bis 1,0" (15,2 bis 25,4- mm) Durchmesser. Während der Fluoroskopie wird der Fernsehmonitor auf eine Seite des Patienten gebracht und deshalb muß der Arzt sich vom Patienten wegwenden, um die Rontgenbildwiedergabe auf dem Fernsehmonitor zu betrachten.

Man kann einige fluoroskopische Systeme zur direkten Befrachtung finden, bei denen ein Spiegel und ein optisches Cystein mit der konventionellen Röntgenbildverstärkerröhre vom Inverf;ertyp gekoppelt sind. Dieses optische Cystein ist notwendig, damit das Ausgangsbild vergrößert und in die aufrechte Position zur direkten Betrachtung umgekehrt wird. Die begrenzte Ausgangsapertur dieses optischen Systems ist eine große Unbequemlichkeit für den Arzt. Der Kopf des Arztes muß dem System während" eines Ubex'streichens oder Abfahrens des Patienten folgen. Eine Gruppenbetrachtung ist auch sehr schwierig mit diesem System.

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Der Umwandlungswirkungsgrad der konventionellen Bildverstärkerröhre vom Invertertyp, wie sie in fluoroskopischen Fernseh- oder Direktbetrachtungssystemen verwendet wird,

liegt gewöhnlich bei etwa 200.000 bis 700.000 erg/cm -R

oder etwa 50.000 bis 100.000 cd-sec/m -R, was etwa das 3*000- bis lO.OOOfache des Umwandlungswirkungsgrades des alten fluoroskopischen Schirms ist. Ein Teil dieser Intensivierung wird als echte elektronische Verstärkung erreicht oder Verstärkung bei Einheitsvergrößerung (Ausgangsgröße gleich Eingangsgröße), die etwa das 30- bis lOOfache des alten Fluoroskopschirms ist. Ein weiterer Verstärkungsfaktor von 100 wird durch die lOOfache Flächenverkleinerung des Bildes auf dem Ausgangsschirm erhalten. Es ist wichtig zu beachten, daß ohne die Flächenverkleinerungsverstärkung der Umwandlungswirkungsgrad dieses Gerätes etwa 30 bis 100 beträgt, was für die Fluoroskopie zur direkten Betrachtung nicht adäquat ist.

Das konventionelle Rontgenbildverstarkersystem mit Inverter hat grundsätzliche Beschränkungen bei der Aufrechterhaltung der Bildqualität, wenn die Eingangsfeldgröße über den typischen Durchmesser von 9" (23 cm) ausgedehnt werden soll. Die Verstärkerröhre enthält ein Vakuum und die Elektronenoptik dieser Konstruktion erfordert eine Röhrenlänge etwa gleich der des Röhrendurchmessers. Der große Vakuumraum, der in der Röhre enthalten ist, repräsentiert eine gespeicherte potentielle Energie, die eine beträchtliche Gefahr in Form einer massiven Implosion darstellt. Die Elektronenoptik der Röhre fordert, daß der Eingangsschirm stark gekrümmt sein muß, so daß alle Teile des Schirms auf den Ausgangsschirm fokussiert werden können. Dieser gekrümmte Eingangsschirm erzeugt eine räumliche Verzeichnung des Bildes durch die Projektion des Röntgenschattenbildes auf eine gekrümmte Fläche. Weiterhin sind die Elektronenoptiken so, daß

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Elektronen, die unterschiedliche Teile der Eingangsfläche verlassen, einen Unterschied in den elektrischen Feldern erfahren, der in einer ungleichförmigen Schärfe des Bildes von der Mitte des Schirms zur Kante resultiert. Ein weiterer Faktor ist, daß das übliche geschlossene Fernsehsystem nur eine Grenzauflösung von 1,5 Linienpaaren/mm hat.

Lie im Vorangegangenen erwähnten Nachteile der derzeitigen fluoroskopischen Systeme werden von Ärzten und Fachleuten anerkannt. Es sind verschiedene Versuche gemacht worden, diese Nachteile zu überwinden. Die Technik, die der Erfindung am nächsten kommt, wird im Folgenden beschrieben«

Ein kürzlicher Artikel von C.B. Johnson in "Proceedings of the Society of Photo Optical Instrumentation Engineers" Band 35, (1973), S. 3-8, schlägt hypothetisch vor, daß ein röntgenempfindlicher Bildverstärker vom Nahbereichstyp mit einem röntgenempfindlichen Umwandlungsschirm auf einer Seite eines Glasträgers und einer Fotokathode auf der anderen Seite des Glasträgers konstruiert werden könne. Der Artikel gibt jedoch keine Einzelheiten hinsichtlich der kritischen Parameter an oder hinsichtlich dessen, was als röntgenempfindlicher Umwandlungsschirm verwendet werden kann. Es wird auch nicht besprochen, wie dieser Bildverstärker so konstruiert werden kann, daß ein hoher Umwandlungswirkungsgrad ohne die Hilfe einer Flächenverkleinerung erhalten wird.

Ein Nahbereichsgerät mit einer Mikrokanalplatte (JICP) sowohl als primärer röntgenempfindlicher Umwandlungsschirm als auch als Elektronenvervielfachungsgerät, wurde von S. Balter u.a. in "Radiology", Band 110 (1974-) S. 673-676 und in der US-Patentschrift 3 394- 261 beschrieben. Gemäß einem Aufsatz von J. Adams in "Advances

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in Electronics and Electron Physics", Band 22A (Academic Press, 1966), S. 139-153, hat diese Geräteart einen sehr niedrigen Quantendetektorwirkungsgrad im praktischen Röntgenenergiebereich von 30 bis 100 keV für die medizinische Diagnostik. Die Geräteverstärkung von Balter wurde zunächst mit 20-30 cd-sec/m -R angegeben, was zu niedrig ist, um als fluoroskopisches Gerät brauchbar zu sein. Ein Gerät mit höherer Verstärkung, das in dem gleichen Aufsatz von Balter beschrieben wird, zeigte zu starkes Rauschen. Es ist überhaupt fraglich, ob eine praktisch verwirklichbare, selbsttragende MCP-Platte mit gleichförmiger Verstärkung mit den derzeitigen Technologien in Größen über 5" (12,7 cm) Durchmesser aufgebaut werden kann, eine Größe, die nicht ausreicht, um einen Ausgang zu erzeugen, der für fluoroskopische Zwecke brauchbar ist.

Eine weitere Möglichkeit, die das Nahbereich-Konzept enthält, wurde von I.CP. Millar und anderen beschrieben in "IEEE Transactions on Electron Devices¹,¹ Band ED-18 (1971), S. 1101-1108 und in "Advances in Electronics and Electron Physics", Band 33A (1972), S. 153-165.

Der Ansatz von Millar schließt wieder die Verwendung einer Mikrokanalplatte (MGP) ein. In diesem Gerät wird die MCP jedoch rein als Elektronenvervielfachungseinrichtung verwendet und nicht als Röntgenumwandlungsschirm. Der Umwandlungsfaktor für Millar's Röhre wird mit etwa 200.000

cd-sec/m -R angegeben, was etwa gleich oder höher ist als die Anforderungen für fluoroskopische Zwecke. Die Ausgangshelligkeit der Millar'sehen Röhre zeigt jedoch auch eine starke Abhängigkeit von der Fotokathoden-, stromdichte. Etwa bei einer Fotokathodendichte von

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5 x 10 A/cm oder bei der äquivalenten Röntgeneingangs-

dosisrate von etwa o,6 χ 10"-^ R/sec beginnt die Ausgangshelligkeit der Röhre sublinear mit Bezug auf die Eingangsröntgendosisrate zu werden. Diese unterlineare Kennlinie wird bei einer höheren Röntgendosisrate schlechter. Dieses unerwünschte Merkmal reduziert die Kontrastunterscheidung während der Fluoroskopie. Wieder ist es unbekannt, ob eine großformatige KCP über 5" (12,7 cm) Durchmesser, die selbsttragend ist und gleichförmige Verstärkung hat, hergestellt werden kann.

Die Millar-Kahbereichs-Bildverstärkerröhre hat einen Glaskolben und ein einwärts konkaves Titan-Eingangsfenster. Es wird angegeben, daß das Fenster 0,3 mm dick ist. Werkstoffe wie Titan, Aluminium und Beryllium sorgen für eine unerwünschte Streuung der Röntgenstrahlen, die die Bildqualität reduziert. Weiterhin können diese Werkstoffe wegen der relativ hohen Porosität und der geringen Zugfestigkeit nicht so dünn gemacht werden, wie es erwünscht wäre, um ihre Röntgendurchlössigkeitseigenschaften als Fenster für Hochvakuumgeräte zu maximieren. Ein weiteres Problem mit Röhren, die mit solchen Werkstoffen für das Eingangsfenster und Glas für den Röhrenkolben aufgebaut sind, liegt in der Verbindung des Fensters ausreichend großer Fläche mit dem Röhrenkolben. Die Materialien haben derart unterschiedliche thermische Dehnungseigenschaften, und v/eitere Differenzen, so daß ihre praktische kommerzielle Verwendung in einem großformatigen Gerät ausgeschlossen erscheint.

Wie sich durch die vorangegangene Beschreibung des Standes der Technik von Versuchen zur direkten Röntgenbetrachtung ergibt, sind die Probleme der Konstruktion einer Nahbereichs-Röntgenbildverstärkerröhre, die sowohl

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bequem zu benutzen ist als auch ausreichende Verstärkung und Auflösung hat, in ihren gegenseitigen Beziehungen außerordentlich komplex. Beispielsweise besteht eine Möglichkeit zur Erzielung hoher Verstärkung mit einem Kahbereichs-Gerät darin, die Hochspannung zu erhöhen, die zwischen dem Szintillator-Fotokathode-Schirm und dem Ausgangs-Wiedergabe-Schirm angelegt wird.Unglücklicherweise wird das durch das Problem der Feldemission begrenzt, worauf tatsächlich auch von Millar und anderen hingewiesen wird. Durch Erhöhung des Abstandes zwischen dem Szintillator-Fotokathode-Schirm und dem Ausgangs-Wiedergabe-Schirm könnte die Spannung erhöht werden, aber, wie Millar hervorgehoben hat, hat das auch den Effekt, die Bildqualität durch elektrostatische Defokussierung erheblich zu verschlechtern.

Ein weiteres Problem bei Versuchen des Standes der Technik zur direkten Rontgenbildbetrachtung liegt in der Minimierung der Patientendosis bei gleichzeitiger Maximierung des Informationsgehaltes des Röntgenbildes am Szintillator-Fotokathode-Schirm. Wenn der Szintillator-Üchirm dicker gemacht wird, um die Röntgenstrahlen wirksamer abzustoppen, fügt er dem Bild auch "Unscharfe" hinzu. Das wäre in der konventionellen Röntgenbildverstärkerröhre vom Invertertyp und optischen Betrachtungssystemen unannehmbar, weil dort bereits viele andere Quellen für "Unscharfe" vorhanden sind, so daß die Bildqualität des Gesamtsystems eben gerade akzeptabel ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese und andere Nachteile bekannter Direktbetrachtungs-Röntgenfluoroskopie und Röntgenbildverstarkersysteme werden durch die Erfindung einer direkt betrachtbaren röntgenempfindlichen Bildverstärkerröhre überwunden, die

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aus einem im wesentlichen metallischen Röhrenkolben, einem metallischen Eingangsfenster im Röhrenkolben, einem flachen, direkt betrachtbaren Ausgangs-Leuchtstoff-Viedergabeschirm, einem flachen Szintillator-Fotokathodeßchirm, der auf negativer hoher Spannung mit Bezug auf die restlichen Röhrenkomponenten, einschließlich des Röhrenkolbens und des Ausgangs-Wiedergabeschirms betrieben wird, und der parallel zum Ausgangsschirm mit isolierenden Pfosten zwischen dein Eingangsfenster und dem Ausgangsschirm aufgehängt ist, und Einrichtungen zum Anlegen des Hochspannungspotentials an den Szintillator-Fotokathode-Schirm besteht. Bei den bevorzugten Ausführungsformen ist der Helligkeitsgewinn (Umwandlungswirkungsgrad) größer als 4-.000 cd-sec/m -R, der Abstand zwischen dem Szintillator-Fotokathode-Schirm und dem Ausgangsschirm wenigstens S mm, und die Dicke des

wenigstens
Szintillators beträpt-./^OO nikron, so daß eine hohe Rontgenstrahlenausnutzung, hohe Verstärkung und geringe Feldemission gleichzeitig erreicht werden. Alle Komponenten der Röhre zeigen damit lineares Verhalten mit Bezug auf die Eingangs-Röntgendosis.

Wenn auch die Bildverstärkerröhre, die in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, einen im wesentlichen flachen oder planeren rontgenempfindlichen Eingangsschirm hat, kann dieser in anderen Ausführungsformen leicht gekrümmt sein, um die mechanische Festigkeit des Schirms zu erhöhen. Die Röhre ist ziemlich dünn und hat eine kompakte Größe, verglichen mit einem konventionellen Bildverstärkersystem. Die Eingangsfläche kann quadratisch, rechteckig oder kreisförmig in den verschiedenen Ausführungsformen sein. Wie oben besprochen worden ist, ist bei einer konventionellen Bildverstärkerröhre vom Invertertyp der Eingangsschirm auf

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eine kreisförmige Scheibenform beschränkt und allgemein nach außen gekrümmt.

Die Nahbereichs-Bildverstärkerröhre, die in der Erfindung verwendet wird, kann so konstruiert werden, daß sie mit nur zwei Elektroden arbeitet, ungleich üblichen Bildverstärkerröhre^ die gewöhnlich vier bis fünf Elektroden haben. Die Bildverstärkerröhre und das Gesamtsystem nach der Erfindung sind deshalb unempfindlich gegen Spannungsdrift. Das elektrische Feld im Baum zwischen dem Eingangs- und Ausgangs-Schirm der Bildverstärkerröhre nach der Erfindung ist im Vergleich zu einer konventionellen Röhre sehr hoch, und die Kathodenbereichfeldstärke ist etwa lOOmal höher als die einer konventionellen Röhre, und damit ist sie unempfindlich gegen externe magnetische Felder und Defokussierprobleme, die auftreten, wenn die Röhre Bursts von kurzen Impulsen hoher Intensität von Millisekunden Dauer ausgesetzt wird.

Da weiterhin der metallische Röhrenkolben und alle Grundkomponenten der Röhre mit Ausnahme des Szintillator-Fotokathode-Schirms sich auf neutralem Potential mit Bezug auf den Ausgangs-Wiedergabe-Schirm befinden, wird eine wilde Elektronenemission vermieden, so daß sich eine saubere Wiedergabe ergibt. Noch wichtiger, der zusätzliche Vorteil ist, daß die Röhre in der Handhabung extrem sicher ist und daß die Röhre leicht in andere Einrichtungen montiert werden kann. All das ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß alle Hochspannungskomponenten innerhalb der Außenwände der Röhre liegen. Der Hochspannungsanschluß ist ebenfalls gut in die Röhrenwände eingelassen, so daß ein koronafreier Anschluß mit einem isolierten Hochspannungskabel leicht hergestellt werden kann.

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Die hohe Verstärkung, die durch das erfindungsgemäße System erreicht wird, zusammen mit dem höheren Eingangs-Informationsgehalt, der durch den dickeren (mehr als 200 Mikron) als üblichen Szintillator-Fotokathode-Schirm erreicht wird,, werden beide mit immer noch höherer Röntgenbildqualität am Wiedergabeschirm erzielt als bei konventionellen Fernseh-Fluoroskopsystemen. Dieser dickere Schirm sorgt für eine größere Röntgen-Photonen-Ausnutzung, d.h. Eöntgenstopfähigkeit, so daß eine geringere Patientendosis als in konventionellen Systemen verwendet werden kann.

Unähnlich den oben besprochenen Nahbereichs-Röntgenbildverstärkern erzielt die Erfindung hohen Umwandlungswirkungsgrad, ohne daß die Verwendung von zusätzlichen Vervielfachungseinrichtungen oder Komponenten mit nichtlinearer Kennlinie erforderlich wird, d.h. eine Mikrokanalplatte zwischen dem Ausgangsphosphorschirm und der Fotokathode. Dadurch ist die Röntgenverstarkerröhre nach der Erfindung mechanisch einfacher und zuverlässiger und zeigt ein lineares Verhalten mit Bezug auf Eingangsröntgendosis größer als 0,06 R/sec.

Unter den wichtigsten Vorteilen der Erfindung sind zu nennen: das geringe Gewicht, die Einfachheit des Systems und die Tatsache, daß es bei der Röntgenfluoroskopie verwendet werden kann, ohne daß eine Dunkeladaptation erforderlich ist. Auf diese Weise kann der Arzt leichten Zugriff zum Iatienten zur Palpation haben und die Effekte der Palpation beobachten, ohne daß er sich vom Patienten wegwenden muß, wie das bei derzeitigen Systemen mit Bildverstärker vom Invertertyp notwendig ist, die mit einer Fernsehwiedergabe gekoppelt sind.

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Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung, etwa beispielsweise zur Verwendung in Lehrinstituten, kann es erwünscht sein, ferne Anzeigen des Ausgangs der Rontgenbildverstarkerrohre vorzusehen. Bei diesen Ausführungsformen ist der große Ausgangs-Anzeigeschirm der Röntgenbildverstärkerröhre sehr leicht an ein geschlossenes Fernsehsystem mit einer Röhre vom Silizium-Intensivierungs-Target-Typ zur Fernbetrachtung oder zur Videoaufzeichnung anzukoppeln.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Formatgröße der röntgenempfindlichen Eingangsfläche des Systems erweitert werden kann, ohne daß Bildqualität geopfert wird, wie das bei konventionellen Bildverstärkersystemen vom Invertertyp geschehen würde.

Es ist also Aufgabe der Erfindung, ein Fluoroskopiesystem mit flachem Röntgenumwandlungseingangsschirm verfügbar zu machen, um Bildverzerrung zu reduzieren.

Weiter soll durch die Erfindung eine Röntgenbildverstärkerröhre mit einer Wiedergabe im wesentlichen voller Größe verfügbar gemacht werden, die direkt ohne optische Hilfsmittel zur Verwendung in der Fluoroskopie betrachtet werden kann.

Weiter soll durch die Erfindung eine platfcenförmige Böntgenbildverstärkerröhre zur direkten Röntgenbetrachtung verfügbar gemacht werden, die die Eingangs-Röntgendosis für den Patienten minimiert und doch ein Viedergabebild hoher Qualität liefert.

Weiter soll durch die Erfindung eine plattenförmige Rontgenbildverstarkerrohre mit direkt betrachtbarer Ausgangswiedergabe verfügbar gemacht werden, die mit dem

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Teil des Patienten ausgefluchtet ist, der mit den Röntgenstrahlen bestrahlt wird.

Weiter soll durch die Erfindung eine Röntgenbildverstärkerröhre verfügbar gemacht werden, die in der Lage ist, ein quadratisches, rechteckiges oder kreisförmiges oder ein arideres, frei geformtes Eingangs format zu haben.

Ferner soll durch die Erfindung eine Röntgenbildverstärkerröhre verfügbar gemacht werden, die nicht empfindlich ist gegen die Effekte von Spannungsdrifts, externen magnetischen Feldern und Feldemission.

Die genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden, ins Einzelne gehenden Beschreibung von gewissen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung; es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein konventionelles fluoroskopisches Röntgenbildverstärkersystem vom Invertertyp;

Fig. 2 schematisch die Köntgenbildverstärkerröhre nach der Erfindung;

Fig. 3 einen detaillierten Schnitt durch die

Köntgenbildverstärkerröhre nach der Erfindung;

Fig. 4 einen Gchnitt durch einen Teil der Bildverstärkerröhre nach Fig. 3;

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 3;

Fig. 6 schematisch die Röntgenbildverstärkerröhre nach der Erfindung bei Verwendung in einer Kadiographiekamera; und

Fig. 7 schematisch die Röntgenbildverstärkerröhre nach der Erfindung bei Verwendung in einem geschlossenen Fernsehsystem.

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In Fig. 1 ist ein konventionelles Pluoroskopiesystem mit einer Eöntgenbildverstärkerröhre vom Invertertyp dargestellt. Eine Röntgenquelle 10 erzeugt einen Röntgenstrahl 12, der durch den Patientenkörper 14 hindurchtritt und ein Schattenbild auf die Stirnseite des fluroskopischen Systems 16 wirft. Dieses System weist eine konventionelle Bildverstärkerröhre 18 vom Invertertyp auf. Die Röhre 18 hat ein nach außen konvexes Eingangsfenster 20 und eine entsprechend konvexe Szintillatorschirm- und Fotokathode-Einheit 22. Der Zweck dieses Szintillatorschirms, wie dem Fachmann bekannt ist, liegt darin, das Röntgen-Schattenbild in ein Lichtbild umzuwandeln, das seinerseits sofort von der Fotokathodenschicht in ein Elektronenmuster umgewandelt wird. Dieses Elektronenmuster wird elektrostatisch durch einen Satz Elektroden und Anode 25 nahe am Wiedergabeschirm 28 beschleunigt und wird mit diesem Satz Elektroden 24 und Anode 25 fokussiert, um ein Bild auf dem kleinen Ausgangsschirm 28 zu bilden. Die Elektroden 24 und die Anode 25 sind an eine Hochspannungsquelle 26 angeschlossen, deren andere Leitung mit der Szintillator- und Fotokathode-Schirm-Einheit 22 verbunden ist. Der Röhrenkörper besteht aus isolierendem Glas. Das Bild am Ausgangs-Wiedergabeschirm 28 wird von einem kurzbrennweitigen optischen System 30 vergrößert und auf die empfindliche Fläche der Kameraröhre 32 des geschlossenen Fernsehsystems projiziert. Das Videosignal von der Kameraröhre wird mit einer Steuerschaltung 27 verarbeitet und verstärkt, und das Bild wird auf einem Monitorschirm 29 wiedergegeben.

Die Helligkeitsverstärkung des Bildes durch die Röhre ist teilweise auf die Elektronenbeschleunigung und teilweise auf die elektronische Bildverkleinerung zurückzuführen. Das ist das Resultat der Reduzierung des vom Szintillatorschirm 22 erzeugten Bildes auf das relativ

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kleine Bild am Ausgangs-Wiedergabeschirm 28. Das reduzierte Bild auf dem Wiedergabeschirm 28 ist jedoch zu klein, um eine direkte Betrachtung ohne optische Hilfsmittel zu erlauben. Darüber hinaus ist die Qualität des Bildes sowohl durch die Qualität der Elektronenoptik als auch durch die Qualität des Ausgangsphosphorschirms bei der elektronischen Bildverkleinerung reduziert, und durch die anschließende Vergrößerung des Ausgangsbildes auf den Monitorschirm durch das geschlossene Fernsehsystem. Ein weiteres troblem liegt darin, daß das geschlossene Fernsehsystem vergrößernd ist, so daß das Ausgangsbild zusammen mit Defekten des Ausgangsschirms auf den Fernsehmonitorschirm vergrößert wird.

Es gibt viele weitere Nachteile eines solchen konventionellen Iiöntgen-Fluoroskopiesystems. Einer der Nachteile ist, daß wegen der zusätzlichen Komplexität des geschlossenen Fernsehsystem die Zuverlässigkeit des Systems verschlechtert ist. Ein weiterer Nachteil ist die erhebliche Große und das beträchtliche Gewicht des Systems, die einen leichten Zugriff zum Patienten zur Palpation verhindern und auch eine Bewegung oder ein Überstreichen mit der Einrichtung erschwert.

Eine solche Einrichtung hat motorische Antriebe, aber diese verschlechtern die Zuverlässigkeit des Systems weiter.

Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß wegen des gekrümmten Szintillatorschirms 22 eine räumliche Verzeichnung im Bild durch die Röntgenprojektion auf die gekrümmte Fläche und durch die Feldkonfiguration in der Röhre erzeugt wird. Ein weiteres Problem liegt darin, daß wegen des schwachen Feldes in der Nähe des Kathodenbereiches

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und der Vielelektrodenanordnung 24- die Röhre 18 außerordentlich empfindlich ist gegen externe magnetische Felder und Spannungsdrifts zwischen den Elektroden. Diese beiden Faktoren können Verzerrungen und Unscharfe im gelieferten Bild hervorrufen.

Noch ein weiteres Problem liegt darin, daß wegen des stark verkleinerten Ausgangsbildes und der Optik 30 kleiner Brennweite ,jede Änderung in der Positionierung der Elemente des optischen Systems mit Bezug auf die lichtempfindliche Schicht der Kameraröhre 32 oder des Ausgangsschirms 28 das Bild aus dem Fokus herausbringt. Das kann sich durch Vibrationen oder durch thermische Dehnungen ergeben.

Ein weiterer Nachteil des konventionellen Systems liegt darin, daß wegen des gekrümmten Glasfensters 20, das notwendig ist, um den Drucken aufgrund des Vakuums innerhalb der Röhre 18 zu widerstehen, und der schon sehr schwachen Feldstärke im Kathodenbereich das System auf etwa 9" (22,9 cm) Eingangsformat für optimales Betriebsverhalten beschränkt ist. Jeder Eingang mit größerem Durchmesser erfordert eine erheblich höhere Röhrenspannung und ein dickeres Eingangsfenster, was erhöhte Frobleme durch Tonenflecken innerhalb der Röhre und Höntgendurchlässigkeifc und Streuung im Eingangsfenster verursachen würde. Es besteht auch natürlich die Gefahr für den Patienten und Radiologen, daß die Röhre brechen kann, so daß eine Implosion erfolgt und Glasbruchstücke herausgeschleudert werden können.

In Fig. 2 ist eine plattenförmige Nahbereichs-Röntgenbildverstärkerröhre nach der Erfindung dargestellt. Diese Bildverstärkerröhre 34- besteht aus einem metallischen Vakuumröhrenkolben 36, typischerweise rostfreier Stahl

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Type 304, und einem metallischen, einwärts konkaven Eingangsfenster 38 Das Fenster 38 ist aus einer speziell gewählten Metallfolie oder Metallegierungsfolie aus der Familie Eisen, Chrom und Nickel, und in einigen Ausführungsformen zusätzlich Kombinationen von Eisen und Nickel zusammen mit Kobalt oder Vanadium hergestellt. Es ist darauf hinzuweisen, daß diese Elemente üblicherweise in der einschlägigen Technik nicht als gute Röntgenfensterwerkstoffe im diagnostischen Bereich des Röntgenspektrums anerkannt werden. Dadurch, daß das Fenster dünn, bis herab zu 0,1 mm Stärke gemacht wurde, war es möglich, hohe Röntgendurchlässigkeit mit diesen Werkstoffen und gleichzeitig die gewünschte Zugfestigkeit zu erreichen. Insbesondere wird eine Folie aus Typ 17-7 PH, ausscheidungsgehärtetem rostfreien Chrom-Nickel-Stahl bei der bevorzugten Ausführungsform verwendet. Diese Legierung ist vakuumdicht, hat hohe Zugfestigkeit und sehr attraktive Rontgeneigenschaften: hohe Transmission für primäre Röntgenstrahlen, geringe Selbststreuung und vernünftig absorbierend mit Bezuc auf vom Patienten gestreute Röntgenstrahlen. Das Fenster 38 ist in die Röhre wie ein Trommelfell konkav eingesetzt.

Die Verwendung von Werkstoffen, die für hohe Röntgentransmission bekannt sind, wie beispielsweise Beryllium, Aluminium und Titan, sorgen für die unerwünschte Streuung, die in einigen bekannten Nahbereichs-Röntgenbildverstärkergerät,en vorhanden ist.

Ein Zweck eines metallischen Fensters 38 liegt darin, daß es ziemlich großen Durchmesser im Vergleich zu dem bekannten konvexen Glasfenster 22 gemäß Fig. 1 haben kann, ohne daß die Röntgenbildqualität beeinflußt wird. Bei einer Ausführungsform widerstand ein Fenster mit den

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Maßen 0,1 mm Dicke, 25 cm χ 25 cm einem Druck von mehr als 100 pounds per square inch (6,9 Bar). Das Eingangsfenster kann quadratisch, rechteckig oder kreisförmig sein, da es sich um einen Werkstoff hoher Zugfestigkeit handelt und es unter Spannung statt unter Druck steht.

Das durch das Fenster 38 hindurchtretende Eöntgenbild trifft auf einen flachen Ssintillatorschirm 40> auf, der das Bild in ein Lichtbild umwandelt. Dieses Lichtbild wird direkt an einen unmittelbar angrenzenden flachen Fotokathodenschirm 42 kontakttransformiert, der das Lichtbild in ein Elektronenmuster umwandelt. Die Szintillator- und Fotokathoden-Schirme 40 und 4-2 bilden eine vollständige Einheit 43. Das Elektronenmuster auf dem negativ geladenen Schirm 42 wird mittels eines elektrostatischen Potentials, das von einer Hochspannungsquelle 46 geliefert wird, die zwischen dem Ausgangsschirm 44 und den Fotokathodenschirm 42 geschaltet ist, zu einem positiv geladenen, flachen Leuchtstoff-Ausgangs-Anzeigeschirm 44 beschleunigt. Wenn auch der Wiedergabe-Schirm 44 positiv gegenüber der Szintillator-Fotokathoden-Schirm-Einheit 43 ist, liegt er auf einem neutralen Potential mit Bezug auf die restlichen Elemente der Röhre, einschließlich des metallischen Kolbens 36, um auf diese Weise eine Verzerrung durch Feldemission zu reduzieren. Keine Mikrokanalplatte liegt zwischen dem Äusgangs-Leuchtstoff-Schirm und dem Fotokathoden-Schirm, wie das bei einigen bekannten Ausführungen der Fall ist« Die Verwendung eines solchen nicht-linearen Gerätes (mit Bezug auf die Eingangs-Röntgendosis) bewirkt eine Verzerrung aus sich selbst heraus, erhöht aber außerdem die ungünstigen Feldemissionseffekte,, da einige der Elemente der Mikrokanalplatte auf unterschiedlichen elektrostatischen Potentialen mit Bezug auf den Ausgangs-Wiedergabeschirm arbeiten müssen und damit Quellen für

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störende Elektronenemission werden.

Es ist zu erwähnen, daß in der Röhre 34, im Gegensatz zu der bekannten Röhre 18 nach Fig. 1, praktisch keine Fokussierung stattfindet. Der Schirm 40, die Foto— kathodenschicht 42 und der Wiedergabeschirm 44 sind parallel zueinander. Auch der Spaltabstand zwischen der Kathode 42 und dem Wiedergabeschirm 44 ist relativ lang, im Bereich von 8 bis 25 mm, so daß die Wahrscheinlichkeit einer Feldemission reduziert wird und gleichzeitig die elektrostatische Defokussierung auf einem tolerierbaren Niveau gehalten wird, d.h., etwa 2,0 bis 3»O Linienpaare pro mm. Das ist immer noch besser als die typische Grenzauflösung des konventionellen Fluoroskop-Fernsehsystems von typischerweise 1,5 I*inienpaaren pro mm.

Weiterhin liegt die angelegte Spannung über dem Spalt zwischen Fotokathodenschicht 42 und Wiedergabe-Schirm 44 im Bereich von 20.000 bis 60.000 YoIt (20 bis 60 kV), was höher ist als in Millar's Röhre» die oben beschrieben worden ist. Zusätzlich vermeidet die nicht fokussierende Natur des Feldes das lonenflecken-Iroblem,unter dem Inverter-Röhren leiden. Bei den bevorzugten Ausführungs— formen der Erfindung liegt der Abstand zwischen dem Fotokathoden-Schirm 42 und dem Ausgangs-Wiedergabe-Schirm 44 zwischen 8 mm (bei 20 kV) und 25 mm (bei 60 kV). Die Spannung pro Abstandseinheit, d.h., die Feldstärke beträgt also wenigstens 2 kV/mm. Ein oberer Grenzwert für die Feldstärke liegt bei etwa 5 kV/mm. In bekannten Geräten wurde eine so hohe Feldstärke als nicht ver— wirklichbar für diese Anwendung eines Bildverstärkergerätes betrachtet, weil die oben besprochenen Feldemissionsprobleme auftreten, die im erfindungsgemäßen Gerät dadurch vermieden werden, daß alle Röhrenelemente,, mit Ausnahme der Fotokathoden-Szintillator-Schirm-Einheit,

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auf neutralem Potential mit Bezug auf den Ausgangs-Anzeigeschirm liegen.

Der Szintillatorschirm 40 kann Calciumwolframat (CaWO^.) oder mit Natrium aktiviertes Cäsiumiodid (CsI(Na)) oder irgendein anderes geeignetes Szintillatormaterial sein. Aus dem Dampf niedergeschlagene, als Mosaik gewachsene Szintillatorschichten werden jedoch wegen der hoch erwünschten Glätte und Sauberkeit bevorzugt. Da diese Materialien und deren Aufbringungsverfahren bekannt sind (US-PS 3 825 763)* werden sie hier nicht näher beschrieben.

Die Gesamtdicke des Szintillatorschirms 40 wird wenigstens 200 Mikron dick gewählt, um eine höhere Röntgenphotonen-Ausnutzungsfähigkeit zu erhalten als in bekannten Geräten, so daß insgesamt geringere Patienten-Röntgendosisniveaus ohne merklichen Verlust an Qualität im Vergleich zu bekannten Geräten ermöglicht werden. Das liegt daran, daß das Format der Röhre und die hohe Verstärkung, die durch die hohe Feldstärke erzeugt wird, einen Extrabereich für die Bildschärfe ergeben, der zugunsten geringerer Patientendosisniveaus gegen eine größere Röntgenbremskraft am Szintillatorschirm 40 eingehandelt werden kann.

In ähnlicher Weise besteht die Fotokathodenschicht 44 auch aus einem für den Fachmann wohlbekannten Werkstoff, nämlich Cäsium und Antimon (Cs^Sb) oder Multialkalimetall (Kombinationen von Cäsium, Kalium und Natrium) und Antimon.

Das auf dem Leuchtetoffschirm 44 erzeugte Bild hat die gleiche Größe wie das Eingangs-Röntgenbild. Der Ausgangsphosphorschirm 44 kann von irgendeinem bekannten Typ sein, beispielsweise Zink-Cadmium-Sulfid (ZnCdG(Ag)) oder Zinksulfid (ZnS(Ag)) oder seltene Erde-Werkstoffe wie Yttrium-Oxysulfid (Y₂O^S(Tb)) oder irgendein anderes

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Leuchtstoffmaterial hohen Wirkungsgrades, das blau und/oder grün emittiert. Die einwärtsweisende Fläche des Ausgangsschirms ist mit einem metallischen Aluminiumfilm 48 in üblicher Weise abgedeckt. Die den Ausgangsschirm 44 bildende Leuchtstoffschicht ist auf einem Ausgangsfenster 50 mit hoher Ordnungszahl niedergeschlagen. Unter "hoher Ordnungszahl" wird hier verstanden, daß das Fensterglas eine hohe Konzentration an Barium oder Blei hat, um die Röntgen-Rückstreuung innerhalb und außerhalb der Röhre zu reduzieren und den Radiologen gegen primäre und gestreute Strahlung abzuschirmen. Im Gegensatz zu bekannten Röntgenbildverstärkerröhren, deren Ausgangs-Leuchtstoffschirm-Dicke durch Auflösungsbetrachtungen und die Röhrenspannungen auf eine Dicke von etwa 1,0 mg/cm beschränkt ist, ist der Schirm 44 nach der Erfindung erheblich dicker, in der Größenordnung von 2 bis 4 mg/cm Da die Wiedergabe nach der Erfindung volle Größe hat, ist die Auflösung ein wesentlich kleineres Problem und die höhere Röhrenspannung liefert eine Elektronengeschwindigkeit von der Fotokathode, die von dem dickeren Schirm effektiver abgestoppt wird. Das erhöht auch das Ausgangslicht der Wiedergabe, um einen höheren Helligkeit sgewinn zu erhalten.

Ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung der Nützlichkeit eines Röntgenbildverstärkersystems für fluoroskopische Zwecke ist der Umwandlungswirkungsgrad der Röhre. Der Umwandlungswirkungsgrad der Bildverstärkerröhre wird

2 gemessen in Ausgangslichtenergie in erg pro cm pro

2 Röntgeneingangsdosis von 1 Röntgen (erg/cm -R),was auch ' ausgedrückt werden kann in Candela-Sekunden pro Quadratmeter-Röntgen (cd-sec/m -R), wenn ein grün-emittierender Ausgangsleuchtstoff wie ZnCdS(Ag) verwendet wird.

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9" (23,9 cm) Durchmesser Mehrere arbeitsfähige Nahbereich-Bildverstärkerröhren m7"^ nach der Erfindung mit 20 mm Spaltabstand und 250 Mikron CsI(Na)-Szintillator sind gebaut worden und haben einen Umwandlungswirkungsgrad im Bereich von 35-000 bis 60.000

erg/cm"-R erreicht. Die Ausgangsleuchtstoffe waren vom Typ ZnCdG(Ag) und damit kann der Umwandlungswirkungsgrad auch in fotometrischen Einheiten als 5«000 bis 8.000 cd-sec/m -R ausgedrückt werden. Das ist etwa äquivalent einem Helligkeitsgewinn vom 500- bis 800fachen gegenüber dem eines alten fluoroskopischen Schirms.

Es ist wichtig, diese Resultate mit denen zu vergleichen, die in dem oben erwähnten Aufsatz von Millar berichtet werden. Der Gesamt-Umwandlungswirkungsgrad der Millar¹sehen Röhre ist 196 bis 200 cdm^inR"¹ see oder 196.000 bis

200.000 cd-sec/m -R, was erhalten wird, wenn die MCP bei einem Gewinn von 10.000 arbeitet. Venn die MCP und ihr Gewinn entfernt werden, ergäbe sich ein Umwand-

p lungswirkungsgrad von etwa 20 cd-sec/m -R, was für fluoroskopische Zwecke zu niedrig ist. Der Aufsatz von Millar hat also den Effekt, vom Erfindungsgedanken wegzuleiten.

In Fig. 4· sind in einem Schnitt die Details der Szintillator- und Fotokathode-Schirm-xEinheit 43 und der Ausgangs-Wiedergabe-Schirm-Einheit 44 dargestellt. Die Schirm-Einheit 43 besteht aus einer Szintillatorschicht 40 aus sehr glattem Calciumwolframat oder mit Natrium aktiviertem Cäsiumiodid, das auf ein glattpoliertes, mit Nickel plattiertes Aluminiumsubstrat niedergeschlagen ist, oder auf ein anodisiertes Aluminiumsübstrat 52, das zum Eingangsfenster 38 weist. Die Techniken dieser Dampfniederschlagsprozesse sind bekannt (beispielsweise US-PS 3 825 76-3). Für Zwecke direkter Betrachtung ist die Schicht 40 zwischen 200 und 600 Mikron dick.

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Wie bereits erwähnt, besteht der Zweck des Szintillator-Schirms 40 darin, das Röntgenbild in ein Lichtbild umzuwandeln. Auf der Oberfläche der Szintillatorschicht 40, die vom Substrat 52 wegweist, ist eine dünne, leitende, transparente Elektrodenschicht 54 niedergeschlagen, beispielsweise aus dem Dampf niedergeschlagene Metallfolie, d.h., Titan oder Nickel, und auf dieser ist die Fotokathode 42 niedergeschlagen. Die Fotokathodenschicht 42 wandelt das Lichtbild von der Szintillatorschicht 40 in ein Elektronenbildmuster um und die freien Elektronen von der Fotokathode 42 werden mittels des Hochspannungspotentials 46 zum Wiedergabeschirm 44 hin beschleunigt, wie oben erwähnt ist. Der Szintillator-Fotokathode-Schirm ist bei der Erfindung mit mehreren isolierenden Pfosten zwischen dem Eingangsfenster 38 und dem Ausgangsschirm aufgehängt. Einer oder mehrere dieser Pfosten können in der Mitte hohl sein, damic eine isolierte Hochspannungsleitung 60 von der Quelle 46 eingesetzt werden kann, um den Szintillafcor-Fotokathode-Schirm 43 an der Schicht mit negativer hoher Spannung zu versorgen. Die übrigen Teile der Verstärkerröhre, einschließlich des Metallkolbens 36, werden alle auf Erdpotential betrieben. Dieses Konzept, die Oberfläche zu minimieren, die negativ gegen den Ausgangsschirm ist, resultiert in einer reduzierten Feldemissionsrate innerhalb der Röhre und erlaubt es, die Röhre bei höheren Spannungen und damit höherem Helligkeitsgewinn zu betreiben. Es wird auch die Gefahr elektrischer Schläge für den Patienten oder Arbeiter minimiert, wenn einer irgendwie mit dem äußeren Kolben der Röhre in Berührung kommt.

Um Ladungen zu reduzieren, die sich auf den isolierenden Pfosten 58 ansammeln, sind diese mit einem leicht leitenden Material beschichtet, beispielsweise Chromoxyd, das die angesammelte Ladung dadurch ableitet, daß ein Kriechweg von. besser als 20 kV/cm geschaffen wird.

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Das dicke Glassubstrat 50 hoher Ordnungszahl, auf das der Leuchtstoff-Wiedergabeschirm 44 niedergeschlagen ist, bildet eine äußere Endwand des Vakuumröhrenkolbens 36. Dieses Glassubstrat ist am Röhrenkolben 36 mittels eines Kragens 5^- befestigt, der aus einer Eisen-Nickel-Chrom-Legierung hergestellt ist, die die Handelsbezeichnung "Carpenter Nr. 4-56" trägt. Da der thermische Dehnungskoeffizient dieser Legierung an den von Glas angepaßt ist, und nahezu an den des Röhrenkolbens 36, kann der Kragen 54-durch Fritten am Glassubstrat 50 befestigt werden und am Röhrenkolben 36 angeschweißt werden. Auf der Innenfläche der Glaswand 50 ist die Leuchtstoffschicht 44 niedergeschlagen, die ihrerseits einen schützenden und elektronendurchlässigen dünnen Aluminiumfilm 48 trägt, um das Rückstrahlen von Licht zu verhindern und um für ein gleichförmiges Potential zu sorgen. Dieser Film neigt auch dazu, die Reflexion der Leuchtstoffschicht 44 zu erhöhen, so daß sich ein höherer Ausgangs-Lichtgewinn ergibt.

Die praktisch ganz metallische und robuste Konstruktion der Röhre minimiert die Implosionsgefahr. Der kleine Vakuumraum, der von der Köhre eingeschlossen wird, repräsentiert eine erheblich kleinere gespeicherte potentielle Energie als eine konventionelle Röhre, wodurch weiterhin die Implosionsgefahr minimiert wird. Wenn ein Loch auftritt, verhält sich das Metall im übrigen ganz anders als Glas und die Luft leckt einfach in das Innere herein, ohne Bruch oder Implosion.

Der aus der Stromversorgung 46 von der Röhre gezogene Fotostrom hängt natürlich von der Bildfläche der Szintillator-Fotokathode-Schirm-Einheit 43 und des Ausgangs-Anzeige schirms 44 ab. Für eine Föhre, die für direkte Betrachtung verwendet wird, wird der Fotostrom 0,4 bis 0,8 χ 10 A/cm bei einem Röntgendosis-Niveau von 1 mR/sec betragen.

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Gemäß Fig. 6 kann die Röntgenbildverstärkerröhre 34 nach der Erfindung in einigen Ausführungsformen auch als Radiografiekamera verwendet werden, indem das Ausgangs-Wiedergabebild auf dem Schirm 44 mit einer Optik 62 auf einen geeigneten radiografischen Film 64 fokussiert wird. Bei noch einer anderen Ausführungsform gemäß Fig. kann die Ausgangs-Wiedergabe mit einer Optik 66 auf die lichtempfindliche Schicht einer Kameraröhre 32' eines geschlossenen Fernsehsystems der oben in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Art fokussiert werden. Selbstverständlich kann durch die Verwendung von geeigneten Prismen oder teilreflektierenden Spiegeln Direkt-Betrachtungs-Fluoroskopie, Radiografie und überwachung mit geschlossenem Fernsehsystem gleichzeitig stattfinden.

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Claims (4)

1. D24- P2 D

   Patentansprüche

   ί 1.)Direkt betrachtbare,röntgenempfindliche Bildverstärkerröhre, gekennzeichnet durch einen metallischen, an beiden Enden offenen Röhrenkolben, ein einwärts konkaves metallisches Eingangsfenster an einem Ende des Kolbens, einen flachen direkt betrachtbaren Ausgangs-Leuchtstoff-Wiedergabeschirm, der an das andere Ende des Kolbens montiert ist, einen flachen Szintillator-Fotokathode-Schirm, elektrische Isolatoren zur Aufhängung des Szintillator-Fotokathode-Schirms innerhalb des Kolbens und in einer Ebene parallel zu, aber im Abstand vom Ausgangs-Viedergabeschirm, und eine elektrische Energieversorgungsschaltung, mLt der ein hohes negatives elektrostatisches Potential an den Szintillator-Potokathode-Schirm gelegt wird, wobei das Potential mit Bezug auf den Ausgangs-Viedergabeschirm genommen wird, und alle übrigen Röhrenelemente, einschließlich des Kolbens, auf neutralem Potential mit Bezug aufeinander liegen.
2. 2. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Szintillator-Fotokathodeßchirm und dem Ausgangs-Wiedergabeschirm wenigstens 8 ium betragt und das Potential zwischen den beiden Schirmen wenigstens 20 kV beträgt, und daß das Ver-r· hältnis von Potential zu Abstand nicht größer ist als 5 kV/mm.

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   ORIGINAL INSPECTED
3. 3« Röhre nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolatoren isolierende Tragstäbe sind und eine halbisolierende Schicht aufweisen, um angesammelte Ladung auf den Stäben abzuleiten.
4. 4. Fluoroskopisches Gerät,gekennzeichnet durch eine direkt betrachtbare, rontgenempfindliche Bildverstärkerröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3·