DE9107256U1

DE9107256U1 - X-ray exposure machine

Info

Publication number: DE9107256U1
Application number: DE9107256U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1991-06-12
Filing date: 1991-06-12
Publication date: 1991-08-08
Anticipated expiration: 2001-06-13

Description

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Siemens AktiengesellschaftSiemens AG

Röntgen-Belichtungsautomat
5X-ray exposure machine
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Die Steuerung der Belichtung von Röntgenaufnahmen sollte stets präzise erfolgen, damit der verfügbare Aussteuerungsbereich des Bildaufnehmers (z.B. Film-Folien-System) möglichst vollständig ausgenutzt wird, andererseits aber Übersteuerungen vermieden werden. Während Übersteuerungen zu einem Informationsverlust in röntgenstrahlen-transparenteren Regionen führen können, zumindest zu einer Verringerung des Erkennbarkeitsgrades von Information, ergibt sich bei zu gering ausgesteuerten Röntgenaufnahmen verstärktes Rauschen (Folien- und Röntgenquantenrauschen), was ebenfalls die Lesbarkeit einer Röntgenaufnahme einschränkt.The exposure of X-ray images should always be controlled precisely so that the available control range of the image sensor (e.g. film-screen system) is used as fully as possible, but at the same time over-modulation is avoided. While over-modulation can lead to a loss of information in regions that are more transparent to X-rays, or at least to a reduction in the degree of information that can be recognized, X-ray images that are too low in control result in increased noise (screen and X-ray quantum noise), which also limits the readability of an X-ray image.

Gegenwärtig werden zur Belichtungssteuerung von Direktaufnahmen flache Ionisationskammern eingesetzt. Sie leiten ihren Meßwert ab aus der Ionisation eines Gases, das zwischen zwei dünnen, äußerst schwach röntgenabsorbierenden Metallfolien eingeschlossen ist. Bei Mammographie-Aufnahmesystemen kommen auch dünne, kristalline Schichten aus Silizium zum Einsatz, welche eine sehr geringe Fraktion der Röntgenstrahlung zwisehen Patient und Film-Folien-System absorbieren und daraus den Meßwert zur Belichtungssteuerung der Röntgenaufnahme ableiten. Flat ionization chambers are currently used to control the exposure of direct images. They derive their measurement value from the ionization of a gas enclosed between two thin, extremely weakly X-ray-absorbing metal foils. Mammography imaging systems also use thin, crystalline layers of silicon, which absorb a very small fraction of the X-ray radiation between the patient and the film-foil system and use this to derive the measurement value for controlling the exposure of the X-ray image.

Das erste System ist in der Anwendung bei röntgenbildgebenden Systemen bevorzugt, weil es preiswerter herstellbar ist als der Sensor aus kristallinem Silizium.The first system is preferred for use in X-ray imaging systems because it is cheaper to manufacture than the sensor made of crystalline silicon.

Nachteil der Ionisationskammer jedoch ist, daß sie mikrophonieempfindlich ist, d.h., daß sich eine Verfälschung des Meßwertes durch Erschütterung der Kammer bzw. durch Schall ergeben kann.The disadvantage of the ionization chamber, however, is that it is sensitive to microphony, i.e. the measured value can be distorted by vibrations in the chamber or by sound.

Tp/Ler / 07.06.1991Tp/Ler / 07.06.1991

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgenbelichtungsautomaten zu schaffen, dessen Detektor einfach und billig herzustellen ist und eine einwandfreie Belichtungssteuerung ermöglicht.
5The invention is based on the object of creating an X-ray exposure machine whose detector is simple and inexpensive to manufacture and enables perfect exposure control.
5

Diese Aufgabe ist durch einen Röntgen-Belichtungsautomaten mit einem Detektor zur Bildung eines von der Röntgenstrahlung abhängigen elektrischen Signales, welcher mindestens einen strahlenelektrischen Wandler aus a-Si aufweist, gelöst.This object is achieved by an X-ray exposure machine with a detector for forming an electrical signal dependent on the X-ray radiation, which has at least one radiation-electrical converter made of a-Si.

Eine überraschend einfache und preiswert realisierbare Möglichkeit zur Erfassung der Röntgendosis einer Aufnahme ergibt sich, wenn man amorphes Silizium (a-Si) als großflächige Diode in den Röntgenstrahlengang einbringt. Da die Absorption einer ca. 0,5 bis 1 &mgr; dicken a-Si-Schicht für Röntgenstrahlung jedoch nicht ausreichend sein kann, kann eine zusätzliche dünne Szintillatorschicht, z.B. aus pulverförmigem Gadoliniumoxysulfid, mit einer geeigneten Klebeschicht auf der a-Si-Diode angeordnet werden. Eine derartige Szintillatorschicht kann z.B. durch Sprühen aufgebracht werden.A surprisingly simple and inexpensive way to measure the X-ray dose of a recording is to place amorphous silicon (a-Si) as a large-area diode in the X-ray beam path. However, since the absorption of an a-Si layer with a thickness of approx. 0.5 to 1 μm may not be sufficient for X-rays, an additional thin scintillator layer, e.g. made of powdered gadolinium oxysulfide, can be arranged on the a-Si diode with a suitable adhesive layer. Such a scintillator layer can be applied, for example, by spraying.

Das Me.ßsignal wird einem Meßverstärker zugeführt, der so be schaltet ist, daß trotz der hohen Eingangskapazität der a-Si-Diode ein linearer Frequenzgang innerhalb des für Belichtungssteuerung nötigen Frequenzbereiches (ca. 0 - 1000 Hz) resultiert. Das Ausgangssignal dieses Meßverstärkers wird wie bei der konventionellen Ionisationskammer der Röntgenabschaltvorrichtung des Hochspannungsgenerators zugeführt.The measurement signal is fed to a measuring amplifier which is wired in such a way that, despite the high input capacitance of the a-Si diode, a linear frequency response results within the frequency range required for exposure control (approx. 0 - 1000 Hz). The output signal of this measuring amplifier is fed to the X-ray shutdown device of the high-voltage generator, as in the conventional ionization chamber.

Eine besonders vorteilhafte Konfiguration der Erfindung ergibt sich, wenn man sich nicht nur, wie bei der konventionellen Ionisationskammer, auf drei Meßfelder beschränkt (üblich sind zwei Meßfelder für Lungenfeldmessung, ein Meßfeld für Mediastinum) , sondern eine Vielzahl von getrennt elektrisch herausgeführten, z.B. matrixförmig angeordneten Detektorelementen einsetzt, so daß eine organspezifische Belichtungssteuerung erfolgen kann. Wenn diese Belichtungssteuerung so programmiertA particularly advantageous configuration of the invention is obtained if one does not limit oneself to three measuring fields, as in the conventional ionization chamber (two measuring fields are usually used for lung field measurement, one measuring field for mediastinum), but uses a large number of separately electrically output detector elements, e.g. arranged in a matrix, so that organ-specific exposure control can be carried out. If this exposure control is programmed in such a way

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ist, daß sie die Wahlmöglichkeit der Dosissteuerung zwischen der Bewertung des Spitzen-, Mittel- oder Schwarzwertes erlaubt, gelingt es mit einer derartigen Einrichtung besser als mit einer herkömmlichen Drei-Felder-Meßmethode objektangepaßt optimale Kontrastverhältnisse bei geringstmöglicher Applikation von Röntgendosis zu erzielen.is that it allows the choice of dose control between the evaluation of the peak, average or black value, such a device is better able to achieve optimal contrast ratios adapted to the object with the lowest possible application of X-ray dose than with a conventional three-field measuring method.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using an embodiment shown in the drawing. Show:

Fig. 1 einen Röntgen-Belichtungsautomaten nach der Erfindung, undFig. 1 shows an X-ray exposure machine according to the invention, and

Fig. 2 den Detektor des Belichtungsautomaten gemäß Fig. 1.Fig. 2 shows the detector of the automatic exposure device according to Fig. 1.

In der Fig. 1 ist eine Röntgenröhre 1 dargestellt, die von einem Röntgengenerator 2 gespeist wird und einen Patienten 3 zur Erzeugung einer Röntgenaufnahme auf einem Röntgenfilm 4 durchstrahlt. Zur automatischen Schaltung der Aufnahmezeit dient ein Röntgen-Belichtungsautomat mit einem Detektor 5 für Röntgenstrahlen, der bei dem Ausführungsbeispiel mehrere Detektorelemente 5a, 5b, 5c, 5d, 5e usw. besitzt (Fig. 2), die zur Bildung der Meßfläche wahlweise eingeschaltet werden können, und der an einer schematisch dargestellten Schaltungsanordnung 6 angeschlossen ist. Der Detektor 5 kann, wenn er schattenfrei ist, vor dem Film A angebracht sein, andernfalls muß er hinter dem Film A angeordnet werden. Die Schaltungsanordnung 6 besitzt einen Ausgang 7, an dem ein der mittleren Dosisleistung der gewählten Meßfläche entsprechendes elektrisches Signal liegt, das in einem Kondensator 8 integriert wird, so daß am Eingang 9 eines Verstärkers 10 ein der mittleren Dosis der gewählten Meßfläche entsprechendes Signal liegt. Der Verstärker 10 steuert mit seinem Ausgangssignal den Röntgengenerator 2 in dem Sinne, daß beim Erreichen einer vorbestimmten Spannung am Kondensator 8 und damit einer vorbestimm-Fig. 1 shows an X-ray tube 1 which is fed by an X-ray generator 2 and irradiates a patient 3 to produce an X-ray image on an X-ray film 4. An X-ray exposure machine with an X-ray detector 5 is used to automatically switch the exposure time. In the exemplary embodiment, this detector has several detector elements 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, etc. (Fig. 2) which can be switched on as required to form the measuring area, and which is connected to a schematically shown circuit arrangement 6. The detector 5 can be mounted in front of the film A if it is shadow-free, otherwise it must be mounted behind the film A. The circuit arrangement 6 has an output 7 at which an electrical signal corresponding to the average dose rate of the selected measuring area is present, which is integrated in a capacitor 8 so that a signal corresponding to the average dose of the selected measuring area is present at the input 9 of an amplifier 10. The amplifier 10 controls the X-ray generator 2 with its output signal in such a way that when a predetermined voltage is reached at the capacitor 8 and thus a predetermined

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ten mittleren Dosis der gewählten Meßfläche eine Abschaltung der Röntgenröhre 1 erfolgt.When the average dose of the selected measuring area is reached, the X-ray tube 1 is switched off.

Die Fig. 2 zeigt, daß der Detektor 5 aus einer Anzahl von Detektorelementen 5a usw. besteht, welche in Form einer Matrix angeordnet sind. Jedes Detektorelement ist von einer Diode aus a-Si gebildet. Auf der Oberfläche der Matrix, d.h. vor jedem Detektorelement 5a usw., ist eine Szintillatorschicht 11a, lib, lic, lld, He usw. aufgebracht.Fig. 2 shows that the detector 5 consists of a number of detector elements 5a etc., which are arranged in the form of a matrix. Each detector element is formed by a diode made of a-Si. On the surface of the matrix, i.e. in front of each detector element 5a etc., a scintillator layer 11a, lib, lic, lld, He etc. is applied.

Der beschriebene Detektor 5 aus a-Si kann nicht nur zur Steuerung der Aufnahmezeit für die Erzeugung einer Röntgenaufnahme, sondern allgemein zur Belichtungssteuerung oder -regelung, z.B. auch zur Helligkeitsregelung verwendet werden.The described detector 5 made of a-Si can be used not only to control the exposure time for generating an X-ray image, but generally for exposure control or regulation, e.g. also for brightness regulation.

Claims

91 G 32 62OE Protection claims

1. X-ray exposure machine with a detector (5) for forming an electrical signal dependent on the X-ray radiation, which has at least one radiation-electrical converter (5a etc.) made of a-Si.

2. X-ray exposure machine according to claim 1, in which a scintillator layer (11a etc.) is attached to the detector (5).

3. X-ray exposure machine according to claim 1 or 2, in which a plurality of detector elements (5a etc.) are provided in the form of a matrix.