DE69322804T2

DE69322804T2 - Ionisationskammer zum Röntgenstrahlnachweis

Info

Publication number: DE69322804T2
Application number: DE69322804T
Authority: DE
Inventors: Michael Mathias Waukesha Wisconsin 53188 Crain
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1992-03-26
Filing date: 1993-03-18
Publication date: 1999-08-05
Anticipated expiration: 2013-03-19
Also published as: DE69322804D1; US5264701A; EP0562762B1; JP3380815B2; JPH0696722A; EP0562762A1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung bezieht auf eine Ionenkammer zum Detektieren der Strahlungsmenge, die zu einem Röntgenfilm gesendet wird. Insbesondere bezieht sie sich auf eine vereinfachte Ionenkammer für eine Röntgendetektion, die aus wenigen Komponenten zusammengesetzt ist und mit gesenkten Kosten gefertigt werden kann.
Es gibt gegenwärtig verfügbare Ionenkammern zur Röntgendetektion, die doppelte Emitter verwenden. Ein derartige Ionenkammer ist in der US-PS 4,230,944 beschrieben. Es stehen auch Ionenkammern mit einem einzelnen Emitter zur Verfügung. Diese erfordern jedoch die Verwendung von zusätzlichen Komponenten und das Handschneiden von Teilen. Diese Ionenkammern kompensieren nicht Änderungen in der Dicke von dem Teil, was Artefakte und Röntgenschwächung aufgrund von scharfen Kanten zur Folge hat. Ein Sammelflächenkkontakt ist ebenfalls nicht eliminiert, was das Risiko für eine elektrische Streuung vergrößert.
Die verbesserte Ionenkammer gemäß der Erfindung verringert stark Artefakte durch die Eliminierung von die Dichte kompensierende "Flecken", die in bekannten. Einheiten verwendet werden, wo Abschnitte des Abstandhalters entfernt worden sind, um so für einen offenen Durchgang für die leitenden Pfade auf der Kollektor-Elektrode zu sorgen. Weiterhin werden getrennte Fotoelektronen-Trennwände und scharfe Änderungen in der Schwächung an dem Sammelvolumenrand der Kammer ebenfalls wesentlich verringert.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der Erfindung enthält eine Ionenkammer zur Ermittlung von Strahlung von einer Röntgenquelle wenigstens eine Emitter-Elektrode mit einer vorbestimmten Größe und eine Kol lektor-Elektrode mit im wesentlichen der gleichen Größe wie die Emitter-Elektrode. Die Kollektor-Elektrode hat Ionensammelflächen und leitende Pfade. Es gibt ein Abstandselement, das zwischen den Emitter- und Kollektor-Elektroden angeordnet ist und das aus einem zellularen Kunststoffmaterial mit einer gegebenen Dichte ausgeformt ist. Das Abstandselement ist mit offenen Flächen für eine Ausrichtung mit den Ionensammelflächen der Kollektor-Elektrode geformt, wobei die offenen Flächen abgeschrägte Wände aufweisen. Das Abstandselement hat einstückige, eine höhere Dichte aufweisende Flächen, die den leitenden Pfaden der Kollektor- Elektrode entsprechen.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die eine höhere Dichte aufweisenden Flächen in dem Abstandselement das zellulare Kunststoffmaterial unter Druck.
In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die offenen Flächen und die abgeschrägten Wände des Abstandselements ausgeformte Flächen bzw. ausgeformte abgeschrägte Wände.
Gemäß einem Merkmal ist das zellulare Kunststoffmaterial Polystyrol mit einer Dichte in dem Bereich von 23, 23 bis 26,43 kg/m³ (1,45 bis 1,65 lb/ft³) und es ist etwa 7,366 mm (0,2990 inch) dick.
Gemäß einem Merkmal ist ein einheitliches Abstandselement vorgesehen, das mit den zuvor beschriebenen Merkmalen auf einfache Weise ausgeformt ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen schaffen:
eine vereinfachte Ionenkammer zur Ermittlung von Strahlung aus einer Röntgenquelle;
eine Ionenkammer des vorgenannten Typs bei geringen Kosten und mit wenigen Komponenten;
eine Ionenkammer des vorgenannten Typs, die Artefakte und Änderungen in der Schwächung verringert; und/oder
ein Abstandselement für eine Ionenkammer des vorgenannten Typs, das das Erfordernis für zusätzliche Komponenten eliminiert, die normalerweise verwendet werden, um unterschiedliche Dichten der Materialien zu kompensieren.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nun mit weiteren Einzelheiten anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht ist und die Ionenkammer mit einem Patienten und einer Röntgenquelle darstellt;
Fig. 2 eine Montageansicht der Ionenkammer ist,
Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Abstandselement für eine Verwendung in der Ionenkammer ist;
Fig. 4 eine Schnittansicht nach einem Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 2 ist;
Fig. 5 eine Schnittansicht nach einem Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 3 ist;
Fig. 6 eine Schnittansicht nach einem Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 3 ist;
Fig. 7 eine Schnittansicht nach einem Schnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 3 ist.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Es wird nun eine detaillierte Beschreibung der Erfindung gegeben; die allgemein mit 10 bezeichnete Ionenkammer ist in Verbindung mit einem Standard-Filmhalter 12 gezeigt. Röntgenstrahlen sind durch die Pfeile 14 angegeben, und ein Patient ist bei 16 gezeigt. Bekanntlich wird die Ionenkammer 10 verwendet, um die Strahlungsmenge zu überwachen, die an den Röntgenfilm in dem Halter geliefert wird.
Wie in den Fig. 2 und 4 zu sehen ist, enthält die Ionenkammer 10 eine Emitter-Elektrode 18 mit der üblichen Me tallfläche 17, die vorzugsweise Blei ist und an einem Abstandselement 20 durch eine Klebeschicht 22 befestigt ist. An der gegenüberliegenden Seite des Abstandselements 20 ist durch eine Klebeschicht 25 eine Kollektor-Elektrode 24 mit den üblichen Leiterbahnen 26 befestigt, die vorzugsweise Graphit sind. Diese Leiterbahnen bilden die Kolletorfelder 40, 41 und 42 und leitende Pfade 44, 45 und 46, die später erläutert werden. Über der Kollektor-Elektrode 24 ist eine Abschirmung 28 angeordnet, die aus einer Schicht aus Polyester-Schichtmaterial 30 und einer Aluminiumschicht 32 zusammengesetzt ist, die ihrerseits an der Kollektor- Elektrode 24 durch eine Klebeschicht 33 befestigt ist.
In Fig. 3 ist der neuartige Abstandshalter 20 dargestellt. Er ist aus einer einzelnen Schicht 21 aus ausgeformtem Polystyrol aufgebaut, das vorzugsweise eine Dichte im Bereich von 23,23 bis 26,43 kg/m³ (1,45 bis 1,65 lb/ft³) und eine Dicke von 7,366 mm (0,290 inch) hat. Der Abstandshalter 20 hat die üblichen rechteckigen Taschen oder "Fenster" 34, 35 und 36. Diese Taschen sind über den drei entsprechenden Kollektorfeldern 40, 41 und 42 der Kollektor-Elektrode 24 angeordnet. Anders als bei bekannten Abstandshaltern sind diese Taschen 34-36 nicht aus einer den Abstandshalter bildenden Materialschicht ausgeschnitten, sondern während des Formprozesses darin ausgeformt. In der üblichen bekannten Weise bilden die Taschen 34-36 Luftkammern, in denen die Luft ionisiert wird, wenn die Röntgenstrahlen 14 durch die Ionenkammer 10 gerichtet werden, wie es in Fig. 1 angegeben ist, und Spannungen an die Kollektorfelder 40, 41 und 42 angelegt sind.
Um eine Schwächung der Röntgenstrahlen 14 zu verhindern, wenn sie durch die Ionenkammer hindurchtreten, sind die Taschen 34-36 mit abgeschrägten Kanten versehen, wie es bei 34a für die Tasche 44 dargestellt ist, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Es sei darauf hingewiesen, daß der breitere Teil von der Abschrägung 34a in die Richtung der Emitter- Elektrode 18 gerichtet ist, um so mehr Emitterfläche freizulegen. Ein weiterer kritischer Bereich für die Verminderung von Artefakten sind die Abschnitte des Abstandshalters 20, die über den leitenden Pfaden 44, 445 und 46 angeordnet ist. Es ist stark bevorzugt, daß der Abstandshalter 20 nicht mit diesen Pfaden in Kontakt ist. In bekannten Vorrichtungen wurde dies dadurch erreicht, daß Abschnitte von dem Abstandshalter, die den Pfaden 44, 45 und 46 unmittelbar benachbart sind, ausgeschnitten werden und Streifen aus einem dünnen, dichteren Kunststoffmaterial über diesen Flächen aufgebracht wurden, beispielsweise indem sie an der Emitter-Elektrode 18 angeklebt wurden. Diese Praxis hat jedoch die zuvor erwähnten, unerwünschten Artefakte zur Folge. Dies wird bei dem Abstandshalter 20 dadurch vermieden, daß die U-förmigen Kanäle 48, 49 und 50 vorgesehen werden. Diese Kanäle 48-50 werden dadurch gebildet, daß das ausgeformte Polystyrol in diese Konfiguration gepreßt wird, während der Abstandshalter 20 in einer Form ausgeformt wird. Dies hat zur Folge, daß das Polystyrol in dem mit 48d bezeichneten Bereich eine höhere Dichte hat als in dem mit 48a bezeichneten Bereich, wie es in Fig. 5 zu sehen ist. Dieser eine größere Dichte aufweisende Bereich 48d kompensiert die Verringerung in der Gesamtdicke des Materials, während er in der Wirkung die gleiche Masse an Material gegenüber den Röntgenstrahlen 14 darstellt.
Wie in Fig. 7 zu sehen ist, gibt es einen zusätzlichen zusammengepreßten Abschnitt 53, der eine Kammer bildet, um die üblichen elektrischen Verbindungen für die Emitter- Elektrode 18 und die Kollektor-Elektrode 24 aufzunehmen.
In Fig. 2 sind die elektrischen Kontakte für die Emitter- Elektrode 18 und die Kollektor-Elektrode 24 bei 55 bzw. 56 gezeigt. Im Falle des Kontaktes 55 wird eine gemeinsame Gleichspannung von 300 Volt angelegt, und im Falle der Kon takte 56 sind diese mit der gewöhnlichen Vorverstärkerschaltung verbunden. Die Montage der Ionenkammer 10 ist ebenfalls in Fig. 2 gezeigt und ist das übliche Verfahren zum Montieren einer Ionenkammer dieses Typs. Demzufolge wird eine detaillierte Beschreibung nicht für notwendig gehalten und es folgt eine allgemeine Beschreibung. Ein Niet 59 sorgt für eine elektrische Erd- bzw.. Masseverbindung, indem er durch die Öffnung 58 der Platte 60 und auch durch eine Öffnung 61 der Platte 57 hindurchführt. Ein Stück Isolierband 62 ist über dem Niet 59 aufgebracht und auch über den elektrischen Verbindungskissen 63, wie es bei 64 angegeben ist. In ähnlicher Weise sorgt ein Stück aus Metallfolienband 65 mit einem leitenden Klebmittel für eine Verbindung mit der metallischen Emitterfläche 17.
Wie in Fig. 2 angegeben ist, ist der Abstandshalter 20 an der Emitter-Elektrode 18 und auch an der Kollektor- Elektrode 24 durch die Klebeschichten 22 und 25 befestigt. Die Emitter-Elektrode 18, der Abstandshalter 20, die Abschirmung 28 und die Kollektor-Elektrode 24 sind in einem allgemein mit 66 bezeichneten Metallrahmen eingeschlossen, der durch die Endstücke 67, 68 und Seitenstücke 69 gebildet ist, die durch die Schrauben miteinander verbunden ist, wie es bei 72 gezeigt ist. Doppelt kaschierte Klebebandstücke 70 sorgen für eine Verbindung zwischen dem Rahmenendstück 67 und der Kollektor-Elektrode 24 und auch der Emitter- Elektrode 18. Zwischen den Rahmenstücken und der Abschirmung 28 und der Emitter-Elektrode 18 ist vorzugsweise ein heiß schmelzender Klebstoff aufgebracht.
Bezugsblöcke 76, 77 und 78 auf der Abschirmung 28 und Bezugsblöcke 80, 81 und 82 auf der Emitter-Elektrode 18 bilden eine Orientierungseinrichtung in bezug auf den Patienten 16 und den Filmhalter 12.
Die wichtigen Merkmale dieses Ausführungsbeispiels sind die Tatsache, daß der Abstandshalter 20 mit den abgeschrägte Wände aufweisenden Taschen 34-36 und den verdichteten Kanälen 48-50 ausgeformt ist. Dies dient einem doppelten Zweck, da die zuvor verwendeten Flicken und Trennwände eliminiert sind, wie auch die scharfen Kanten auf den Taschen 34-36 und den Kanälen 48-50, wodurch Artefakte und Schwächungen verringert werden. Diese Merkmale werden in einer kostensparenden Weise erreicht, da zusätzliche Teile und auch die mit ihrer Montage verbundene Arbeit eliminiert werden.
Der Abstandshalter 20 ist zwar für eine Verwendung in Verbindung mit einer einzelnen Emitter- und Kollektor- Elektrode dargestellt, er könnte aber in vorteilhafter Weise auch in einer Ionenkammer verwendet werden, die zwei oder mehr Emitter benutzt. Es ist auch nicht notwendig, daß die Taschen 34-36 eine rechteckige Form haben, sie können vielmehr verschiedene Formen oder Größen haben, um sich an die Kollektorfelder anzupassen. Das gleiche gilt in bezug auf die Konfiguration der Ionenkammer 10. Sie kann verschiedene geometrische Konfigurationen haben, wie beispielsweise quadratisch, rechteckig oder rund, und in verschiedenen Typen von Rahmenstrukturen gehalten sein.
Weiterhin wurden zwar eine spezielle Dichte und Dicke für den Abstandshalter 20 angegeben, aber diese Faktoren sind nicht kritisch und können variieren, so lange die zuvor genannten wichtigen Ausformungsmerkmale erreicht sind. Auch wurde Polystyrol als das bevorzugte Material zum Formen des Abstandshalters 20 angegeben. Jedoch könnten auch andere eine geringe Dichte aufweisende Materialien mit einem hohen elektrischen Widerstand verwendet werden, wie beispielsweise ein geschäumtes Polypropylen oder Acrylkunststoffe.

Claims

1. Ionenkammer (10) zur Ermittlung von Strahlung (14) von einer Röntgenquelle, enthaltend:

wenigstens eine Emitter-Elektrode (18) mit einer vorbestimmten Größe,

eine Kollektor-Elektrode (24) mit im wesentlichen der gleichen Größe wie die Emitter-Elektrode (18), wobei die Kollektor-Elektrode (24) Ionensammelflächen (40, 41, 42) und leitende Pfade (44, 45, 46) aufweist, und

ein Abstandselement (20), das zwischen der Emitter- Elektrode (18) und der Kollektor-Elektrode (24) angeordnet ist, wobei das Abstandselement (20) aus einem zellularen Kunststoffmaterial mit einer gegebenen Dichte ausgeformt ist und offene Flächen (34, 35, 36) für eine Ausrichtung mit den Ionensammelflächen (40, 41, 42) der Kollektor-Elektrode (24), wobei die offenen Flächen (34, 35, 36) abgeschrägte Wände (34a) aufweisen, und einstückige, eine höhere Dichte aufweisende Flächen (48d) aufweist, die den leitenden Pfaden der Kollektor-Elektrode (24) entsprechen.

2. Ionenkammer nach Anspruch 1, wobei die eine höhere Dichte · aufweisenden Flächen (48d) in dem Abstandselement (20) das zellulare Kunststoffmaterial unter Druck sind.

3. Ionenkammer nach Anspruch 1, wobei die offenen Flächen (34, 35, 36) und die abgeschrägten Wände (34a) ausgeformte Flächen bzw. ausgeformte abgeschrägte Wände sind.

4. Ionenkammer nach Anspruch 1, wobei das zellulare Kunststoffmaterial Polystyrol ist.

5. Ionenkammer nach Anspruch 1, wobei das zellulare Kunststoffmaterial eine Dichte in dem Bereich von 23,23 bis 26,43 kg/m³ (1,45 bis 1,65 lb/ft³) hat.

6. Ionenkammer nach Anspruch 1, wobei das Abstandselement eine Dicke von etwa 7,366 mm (0,290 inch) hat.