ЭКРАН ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ РЕНТГЕНОВСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ Российский патент 1999 года по МПК G21K4/00 

Изобретение относится к области рентгенографии и рентгеноскопии и касается конструкции люминесцентных рентгеновских экранов, предназначенных для визуализации рентгеновских изображений.

Современные люминесцентные экраны, называемые также видеопластинами, представляют собой подложку с множеством отверстий, выполненных по крайней мере с одной стороны в виде дырчатой матрицы. Отверстия заполнены флюоресцирующим веществом типа галоидов щелочных металлов [1]. Это вещество называется также усиливающим или запоминающим материалом [2], [3].

Наиболее близким по своей конструкции к заявляемому является экран, представленный в патенте PCT [4], принятый в качестве прототипа. Этот экран выполнен из непроницаемого для возбуждающих лучей материала в виде подложки или пластины с множеством сквозных отверстий по всей площади экрана, содержащих люминофор и выполненных таким образом, что их оси пересекаться в одной точке - предполагаемом месте расположения источника рентгеновского излучения.

Поскольку светоотдача люминесцентного экрана зависит, при прочих равных условиях, от толщины слоя люминофора, то дырчатая структура экрана из непроницаемого для возбуждающих лучей материала позволяет разместить в отверстиях довольно толстый слой люминофора без опасения, что эффект излучения, имеющий место в толстом слое и обусловливающий размывание очертаний образованного на обычном (не дырчатой структуры) экране изображения, в данном случае не проявится, так как непрозрачные стенки отверстий воспрепятствуют рассеянию.

Недостатком экрана дырчатой конструкции является их пониженная жесткость, которую ослабляют многочисленные отверстия. Для повышения жесткости подложку, как это показано в источниках [2] и [3], с двух сторон покрывают слоем проницаемого для возбуждающих лучей материала, что усложняет конструкцию экрана и его производство.

Целью настоящего изобретения является создание экрана, имеющего достаточно высокую жесткость, получаемую без усложнения конструкции и производства, а также обладающего повышенной светоотдачей и обеспечивающего достаточно высокую контрастность изображения без применения отсеивающей решетки.

Указанная цель достигается тем, что в экране для визуализации рентгеновских изображений, выполненном из рентгено- и светонепрозрачного материала в виде плоской подложки с множеством сквозных отверстий, содержащих люминофор и выполненных таким образом, что их оси пересекаются в одной точке - предполагаемом месте расположения источника рентгеновского излучения для повышения жесткости экрана в отверстия подложки, кроме люминофора, введен слой рентгенопрозрачного материала, обеспечивающий механическую прочность основы, для усиления светоотдачи - светоотражающий слой, расположенный между слоем люминофора и слоем рентгенопрозрачного материала. Последний расположен в отверстиях со стороны, обращенной к источнику рентгеновского излучения. При этом следует иметь в виду, что шахтное отношение отверстия есть отношение его глубины к его поперечному размеру. Выбранное в пределах от 3 до 10, оно обеспечивает более или менее полное отсеивание рентгеновских лучей, подходящих к экрану под иными ракурсами, чем лучи, исходящие от анода рентгеновской трубки (вторичное излучение, снижающее контрастность и четкость изображения и отсеиваемое в обычной практике отсеивающей решеткой, известной также как устройство Букки). В результате экспериментальных исследований установлено, что шахтное отношение в пределах от 3 до 10 является наиболее оптимальным для этих целей. Тем самым отпадает надобность в отсеивающей решетке.

На фиг. 1 показан фрагмент плана дырчатой подложки - основы экрана; на фиг. 2 - схема ракурсного расположения осей отверстий и самих отверстий; на фиг. 3 - фрагмент сечения экрана с заполненными отверстиями.

Таким образом, подложка 1 экрана (фиг. 1) выполнена из рентгено- и светонепрозрачного материала и по всей своей площади имеет множество отверстий 2. Обычно эти отверстия заполняются люминофором. Отверстия в подложке (см. фиг. 2) выполнены таким образом, что их оси пересекаются в одной точке, например в точке 0. Предпочтительно местоположение точки 0 - на оси, перпендикулярной плоскости подложки и проходящей через ее геометрический центр. Расстояние точки 0 от подложки выбирают из того условия, что в этой точке должно находиться зеркало анода рентгеновской трубки, которое собственно и является источником рентгеновских излучений.

Если экран, предлагаемый в соответствии с настоящим изобретением, разрезать плоскостью, перпендикулярной плоскости экрана (фиг. 3), то мы увидим чередование отверстий 2 с перегородками 3, образованными материалом подложки при выполнении в ней отверстий 2. Отверстия заполнены (по ходу рентгеновского луча): 1) толстым слоем 4 рентгенопрозрачного материала-заполнителя; 2) светоотражающим слоем 5; 3) слоем 6 люминофора. Как видно из фиг. 3, основную часть отверстия занимает заполнитель из рентгенопрозрачного материала, причем этот слой тем толще, чем больше коэффициент шахтного отношения. Соответственно будет выше прочность и жесткость экрана. Материалом этого слоя может быть, например, полиметилметакрилат. Что касается светоотражающего слоя 5, то его материал может быть нанесен и на часть стенок отверстия на участке, занятом люминофором, отчего эффект отражения еще более усилится.

Экран устанавливают в рентгеновскую установку так, чтобы его сторона, покрытая люминофором, была обращена к устройству, воспринимающему или считывающему изображение.

При работе рентгеновского аппарата рентгеновские лучи, прошедшие через исследуемый объект, попадая на экран, сначала проходят сквозь слой рентгенопрозрачного заполнителя, затем, проходя через светоотражающий слой и слой люминофора, заставляют последний светиться с яркостью, пропорциональной интенсивности лучевого потока. При этом рентгено- и светонепроницаемые перегородки 3 между отверстиями предотвращают рассеяние в слое люминофора падающих на него лучей, благодаря чему повышается четкость очертаний изображения. Расположение же всех отверстий в направлении следования лучей обеспечивает одинаковую яркость экрана по всей его площади.

Применение экранов предлагаемой конструкции в рентгеновских аппаратах позволит не только повысить качество исследований объектов, но и отказаться от отсеивающей решетки, так как ее функции теперь будет выполнять предлагаемый экран.

Использование: для создания экрана, обеспечивающего равномерную яркость рентгеновского изображения по всей его площади и имеющего достаточно высокую жесткость. Сущность изобретения: экран выполнен из рентгено- и светонепрозрачного материала и по всей своей площади имеет множество отверстий, которые выполнены таким образом, что их оси пересекаются в одной точке - там, где должно находиться зеркало анода рентгеновской трубки. Отверстия заполнены: слоем рентгенопрозрачного материала-заполнителя 4, светоотражающим слоем 5, слоем 6 люминографа. При работе рентгеновского аппарата рентгеновские лучи, прошедшие через исследуемый объект, попадая на экран, сначала проходят сквозь слой рентгенопрозрачного заполнителя сквозь слой рентгенопрозрачного заполнителя, затем, проходя через светоотражающий слой и слой люминофора, заставляют последний светиться с яркостью, пропорциональной интенсивности лучевого потока. Применение такого экрана позволяет отказаться от отсеивающей решетки. 3 ил.

Экран для визуализации рентгеновского изображения, выполненный из рентгено- и светонепрозрачного материала в виде плоской подложки с множеством сквозных отверстий, содержащих люминофор и выполненных таким образом, что их оси пересекаются в одной точке - предполагаемом месте расположения источника рентгеновского излучения, отличающийся тем, что отверстия подложки дополнительно содержат слой рентгенопрозрачного материала и светоотражающий слой, расположенный между слоем люминофора и упомянутым слоем рентгенопрозрачного материала, причем последний расположен со стороны экрана, обращенной к источнику рентгеновского излучения, а шахтное отношение для отверстий выбрано в пределах от 3 до 10.