DE19626772A1

DE19626772A1 - Vorrichtung zur Messung von Strahlungsintensitäten

Info

Publication number: DE19626772A1
Application number: DE19626772A
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl Phys Dr Bischof
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-07-03
Filing date: 1996-07-03
Publication date: 1998-01-08

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung von Strahlungsintensitäten für einen Computertomographen mit ei ner Röntgenstrahlenquelle, welche Vorrichtung einen Röntgen bildverstärker, eine Blende und Mittel zur optischen Auf nahme, Digitalisierung und Bildverarbeitung von auf dem Aus gangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers dargestellten Bildern aufweist.

In der Computertomographie werden bei radiologischen Untersu chungen eines Patienten mit einem aus einer Röntgenstrahlen quelle und einem Detektorsystem gebildeten Meßsystem Strah lenschwächungsprofile von Körperschichten des Patienten auf genommen, wobei das Meßsystem im Betrieb des Computertomogra phen in der Regel um den Patienten rotiert. Ein von der Rönt genstrahlenquelle emittiertes Röntgenstrahlenbündel durch dringt dabei Körperschichten des Patienten und trifft auf das Detektorsystem, welches die anfallenden Bildsignale (Strahlenschwächungsprofile) in sehr kurzer Zeit meßtechnisch erfassen und einem Rechner zur Speicherung und Weiterverar beitung (Bildrekonstruktion) zuführen muß. Die schnelle Auf nahme von Bildern, sowie die Speicherung und Verarbeitung von Bildsignalen ist Voraussetzung für die Berechnung eines So fortbildes einer Körperschicht eines Patienten, d. h. die Be reitstellung des berechneten Bildes unmittelbar oder mit nur unwesentlicher Verzögerung nach Beendigung des Meßvorgangs.

Die meisten Detektorsysteme zur Messung von Strahlungsinten sitäten, welche derzeit in der medizinischen und außermedizi nischen Technik eingesetzt werden, arbeiten in der Regel mit Detektorarrays, welche aus z. B. 512 oder mehr Einzeldetekto ren bestehen, wobei meist jedem Detektorelement ein eigener Vorverstärker zugeordnet ist. Die mit den einzelnen Detek torelementen gemessenen Strahlungsintensitäten entsprechenden Bildsignale müssen dabei nach der Vorverstärkung mit hohen Abtastdaten (z. B. 1 kHz und höher) digitalisiert und einem Rechner zur eigentlichen Bildrekonstruktion z. B. von Körper schichten eines Patienten zugeführt werden.

Aus der WO 92/00657 ist beispielsweise ein Gerät bekannt, welches als Detektorsystem zur Messung von Strahlungsintensi täten einen Röntgenbildverstärker, eine Blende, optische Lin sen, einen Spiegel zur rechtwinkligen Spiegelung optischen Bilder und ein lineares Array von Photodioden aufweist. Das mit Hilfe des Röntgenbildverstärkers gewonnene Bild eines Strahlenschwächungsprofils eines Patienten wird dabei mit Hilfe der optischen Linsen und dem Spiegel auf das Array der Photodioden projiziert, welchem eine aufwendige Elektronik mit Vorverstärkern und Integratoren zur weiteren Bildverar beitung bzw. Bildrekonstruktion nachgeschaltet ist. Wird der Spiegel aus dem Signalverarbeitungsweg entfernt, besteht auch die Möglichkeit das Bild des Röntgenbildverstärkers mit einer TV-Kamera zu betrachten.

Der bei den bisher bekannten Detektorsystemen zu treibende technische Aufwand zur Aufnahme von Bildern von Strahlen schwächungsprofilen von Körperschichten eines Patienten, so wie zur Digitalisierung und Weiterverarbeitung deren Bildsi gnale, insbesondere der Aufwand für die Elektronik zur Vor verstärkung und Digitalisierung der Bildsignale, ist also entsprechend hoch und kostspielig, woran auch die Tatsache nichts ändert, daß die Elektronik häufig hochintegriert ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der tech nische Aufwand zur Messung von Strahlungsintensitäten redu ziert wird.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vor richtung zur Messung von Strahlungsintensitäten für einen Computertomographen mit einer Röntgenstrahlenquelle, welche Vorrichtung

a) einen Röntgenbildverstärker,
b) eine Spaltblende, welche dem Röntgenbildverstärker vorge schaltet ist und durch welche im Betrieb des Computertomo graphen ein von der Röntgenstrahlenquelle ausgehendes Rönt genstrahlenbündel auf den Eingangsleuchtschirm des Rönt genbildverstärkers trifft,
c) Verstellmittel zur Beeinflussung der Lage eines einem Bild auf dem Eingangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers entsprechenden Bildes auf dem Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers, und
d) Mittel zur optischen Aufnahme, Digitalisierung und Bildver arbeitung von auf dem Ausgangsleuchtschirm des Röntgen bildverstärkers dargestellten Bildern aufweist,
e) wobei die Röntgenstrahlenquelle, der Röntgenbildverstärker, die Spaltblende und die Mittel zur optischen Aufnahme bei der Durchführung einer Vielzahl von bestimmten unter schiedlichen Durchstrahlungswinkeln entsprechenden Messun gen um eine Drehachse des Computertomographen einen Teil- oder Vollumlauf ausführen, so daß pro Messung in dem von der Spaltblende freigegeben Bereich des Eingangsleucht schirms des Röntgenbildverstärkers ein dem zu der jeweili gen Messung gehörigen linienförmigen Strahlenschwächungs profil einer Körperschicht eines Patienten entsprechendes Bild in Form einer Bildlinie vorliegt,
f) wobei die Verstellmittel bewirken, daß die zu den Strahlen schwächungsprofilen gehörigen im Röntgenbildverstärker er zeugten Photoelektronen derart auf den Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers treffen, daß aufeinanderfolgend gemessenen Strahlenschwächungsprofilen unterschiedliche Bildlinien am Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstär kers entsprechen, und
g) wobei die Mittel zur optischen Aufnahme, Digitalisierung und Bildverarbeitung die auf dem Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers dargestellten Bildlinien aufnehmen, digitalisieren und verarbeiten.

Bildet man ein Detektorsystem auf diese Weise aus, wird der technische Aufwand im Vergleich zum Hardwareaufwand bisheri ger Detektorsysteme somit deutlich reduziert und der Aufbau des Detektorsystems vereinfacht. Während der Aufnahme eines Scans, d. h. der radiologischen Untersuchung eines Patienten, wobei ein aus der Röntgenstrahlenquelle, dem Röntgen bildverstärker, der Spaltblende und den Mitteln zur optischen Aufnahme von linienförmigen Bildern von Strahlenschwächungs profilen bestehendes radiologisches Meßsystem zur Messung von Strahlungsintensitäten um den Patienten rotiert, werden also Strahlenschwächungsprofile vom Körper des Patienten bei un terschiedlichen Positionen des radiologischen Meßsystems be züglich der Drehachse bzw. des Patienten aufgenommen und auf unterschiedliche Bildlinien am Ausgangsleuchtschirm des Rönt genbildverstärkers abgebildet, welcher folglich linienweise zum Leuchten angeregt wird. Die Mittel zur optischen Aufnahme von auf dem Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers je einer Bildlinie entsprechenden Bildern von Strah lenschwächungsprofilen erfassen diese dabei während der Meß aufnahme kontinuierlich und führen diese Mitteln zu, welche die Bildsignale der optisch aufgenommenen Strahlenschwä chungsprofile digitalisieren, zwischenspeichern und im Rahmen der Bildrekonstruktion von Bildern von Körperschichten des Patienten weiterverarbeiten.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Verstellmittel Ablenkmittel enthalten, die die zu den Strahlenschwächungsprofil gehörigen, im Röntgenbild verstärker erzeugten Photoelektronen im Inneren des Röntgen bildverstärkers derart ablenken, daß aufeinanderfolgend ge messenen Strahlenschwächungsprofilen unterschiedliche Bildli nien am Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers ent sprechen. Die definierte Ablenkung der Photoelektronen im In neren des Röntgenbildverstärkers kann dabei elektrostatisch durch Elektroden oder elektromagnetisch durch Spulen erreicht werden, wobei die Ablenkung der Photoelektronen in diskreten Schritten oder auch kontinuierlich erfolgt, jedoch immer der art, daß die zu genau einer Aufnahme eines linienförmigen Strahlenschwächungsprofils gehörigen Photoelektronen auf ge nau eine Bildlinie des Ausgangsleuchtschirms des Röntgenbild verstärkers treffen. Die Ablenkung der Photoelektronen im In neren des Röntgenbildverstärkers ist dabei mit der Aufnahme der linienförmigen Strahlenschwächungsprofile von Körper schichten des Patienten bei unterschiedlichen Winkelpositio nen des radiologischen Meßsystems bezüglich der Drehachse synchronisiert.

Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß die Verstellmittel Verschiebemittel enthalten, die den Röntgenbildverstärker re lativ zu der Spaltblende mechanisch derart verschieben, daß die zu den Strahlenschwächungsprofilen gehörigen, im Röntgen bildverstärker erzeugten Photoelektronen derart auf den Aus gangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers treffen, daß aufeinanderfolgend gemessenen Strahlenschwächungsprofilen un terschiedliche Bildlinien am Ausgangsleuchtschirm des Rönt genbildverstärkers entsprechen. In diesem Fall erfolgt keine elektrostatische oder elektromagnetische Ablenkung der Photo elektronen im Inneren des Röntgenbildverstärkers. Zur konti nuierlichen optischen Aufnahme der auf dem Ausgangsleucht schirm des Röntgenbildverstärkers angezeigten linienförmigen Strahlenschwächungsprofile werden die Mittel zur optischen Aufnahme der linienförmigen Bilder von Strahlenschwächungs profile mit dem Röntgenbildverstärker synchron verschoben.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Mittel zur Verschiebung des Röntgenbildverstärkers und der optischen Mittel zur Bildaufnahme eine Verschiebeeinheit, einen Elek tromotor und ein Zahnrad aufweisen. Der Elektromotor bewegt die Verschiebeeinheit mit dem Röntgenbildverstärker und den optischen Mitteln zur Bildaufnahme über das Zahnrad, welches in eine entsprechende Zahnstange der Verschiebeeinheit greift, in diskreten Schritten relativ zu der Spaltblende, so daß einer Bildlinie am Ausgangsleuchtschirm des Röntgen bildverstärkers ein Strahlenschwächungsprofil entspricht. Falls es vorteilhaft erscheint, können der Röntgenbildver stärkers und die Mittel zur optischen Aufnahme der linien förmigen Bilder von Strahlenschwächungsprofile aber auch kon tinuierlich verschoben werden.

Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung weisen die Mittel zur optischen Aufnahme, Digitalisierung und Bildverarbeitung von auf dem Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers dargestellten linienförmigen Bildern von Strahlenschwächungs profilen ein Objektiv, eine Kamera, einen Rechner und ein Bildverarbeitungssystem auf, wobei die Kamera vorzugsweise eine CCD-Kamera ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 In schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung eines Computertomographen zur Messung von Strahlungsintensitäten,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform des Röntgenbildverstär kers der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 drei Alternativen Photoelektronen auf Bildlinien des Ausgangsleuchtschirmes des Röntgenbildverstärkers ab zubilden und

Fig. 4 eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung eines Com putertomographen zur Messung von Strahlungsintensitä ten.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsge mäße Vorrichtung 1 zur Messung von Strahlungsintensitäten als Komponente eines Computertomographen, welcher als solcher in seiner Gesamtheit in Fig. 1 nicht dargestellt ist. Die Vor richtung enthält einen Röntgenbildverstärker 2, eine Spalt blende 3, ein Objektiv 4, eine CCD-Kamera 5, einen Rechner 15 und ein Bildverarbeitungssystem 16. Der in seiner Gesamtheit in Fig. 1 nicht dargestellte Computertomograph weist ein ra diologisches Meßsystem aus einer Röntgenstrahlenquelle 6, die ein fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel 9 aussendet, und als Detektorsystem den Röntgenbildverstärker 2 mit vorgeschalte ter Spaltblende 3 und nachgeschaltetem Objektiv 4 und CCD-Ka mera 5 auf. Der Fokus der Röntgenstrahlenquelle 6, von dem das Röntgenstrahlenbündel 9 ausgeht, ist mit 8 bezeichnet. Ein radiologisch zu untersuchender Patient P, dessen Kopf in Fig. 1 dargestellt ist, liegt auf einem Patientenlagerungs tisch 19.

Zur Durchführung einer radiologischen Untersuchung des Kopfes des Patienten P wird das radiologische Meßsystem 2 bis 6 um ein Meßfeld, in dem der Patient P liegt, um 360° gedreht. Ein Motor treibt hierzu in Fig. 1 nicht dargestellter aber an sich bekannter Weise einen Drehtisch, an, an welchem das radiolo gische Meßsystem 2 bis 6 angebracht ist. Die Drehachse, wel che rechtwinklig zu dem fächerförmigen Röntgenstrahlenbündel 9 steht, ist mit A, der Drehwinkel des radiologischen Meß systems 2 bis 6 mit α bezeichnet. Die Röntgenstrahlenquelle 6, die von einem Röntgengenerator 7 gespeist wird, wird im übrigen gepulst betrieben.

Während der radiologischen Untersuchung des Kopfes des Pati enten P werden mit dem Meßsystem 2 bis 6 zu festen Zeitpunk ten Strahlenschwächungsprofile vom Kopf des Patienten P auf genommen. Das Röntgenstrahlenbündel 9 durchdringt dabei bei verschiedenen Winkelpositionen α des radiologischen Meßsy stems 2 bis 6 bezüglich der Drehachse A bzw. des Patienten P Schichten des Kopfes des Patienten P, dringt durch den von der Spaltblende 3 freigegebenen Bereich und das strahlen durchlässige Eingangsfenster 20 des Röntgenbildverstärkers 2 und fällt auf den Eingangsleuchtschirm 10 des Röntgenbildver stärkers 2, so daß ein annähernd in der Mitte des Eingangs leuchtschirms 10 liegendes linienförmiges Strahlenschwä chungsprofil erzeugt wird. Der Eingangsleuchtschirm 10 des Röntgenbildverstärkers 2 transformiert das linienförmige Strahlenschwächungsprofil in ein linienförmiges optisches Bild. In optischem Kontakt mit dem Eingangsleuchtschirm 10 befindet sich eine sehr dünne lichtempfindliche Schicht, die Photokathode 11, welche die Helligkeitsverteilung des linien förmigen optischen Bildes auf dem Eingangsleuchtschirm 10 in eine Elektronenflußdichteverteilung von Photoelektronen 12 umwandelt. Die von der Photokathode 11 emittierten zu einem Strahlenschwächungsprofil gehörigen Photoelektronen 12 werden im Inneren des Röntgenbildverstärkers 2 in einem von in Fig. 1 nicht dargestellten Elektroden der Elektronenoptik erzeugten elektrischen Feld derart beeinflußt, daß sich am Ausgangs leuchtschirm 13 des Röntgenbildverstärkers 2 eine linienför mige Verteilung der Photoelektronen ergibt, welche auf genau einer annähernd in der Mitte des Ausgangsleuchtschirms 13 liegenden Bildlinie zum Liegen kommt.

Während der Bewegung der Photoelektronen 12 in dem angelegten elektrischen Feld nehmen diese kinetische Energie auf, welche nach dem Durchlauf einer Potentialdifferenz von etwa 25 bis 35 kV genügt, um am Ausgangsleuchtschirm 13 etwa 1000 Licht quanten zu erzeugen. Das kleine helle linienförmige Aus gangsbild ist somit für die Bildübertragung auf nachgeschal tete optische Systeme gut geeignet.

Zur optischen Aufnahme des linienförmigen Ausgangsbildes auf dem Ausgangsleuchtschirm 13 des Röntgenbildverstärkers 2 ist dem Röntgenbildverstärker 2 ein Objektiv 4 nachgeschaltet, welches das linienförmige Ausgangsbild auf den Eingangsschirm einer CCD-Kamera 5 projiziert, welche während der Meßaufnahme kontinuierlich in Betrieb ist und die aufgenommenen Bildsi gnale einem Rechner 15, welcher über eine A/D-Umsetzerkarte und einen Datenspeicher verfügt, zuführt. Die Bildsignale werden im Rechner 15 digitalisiert, zwischengespeichert und anschließend mit einem an sich bekannten Bildverarbeitungssy stem 16 derart weiterverarbeitet, daß aus den erzeugten und zwischengespeicherten Datensätzen von Strahlenschwächungs profilen die Schwächungskoeffizienten vorbestimmter Bildpunk te berechnet und auf einem Monitor 17 bildlich wiedergegeben werden. Auf dem Monitor 17 erscheint demgemäß ein Bild der durchstrahlten Schicht des Kopfes des Patienten P.

Für die Ermittlung eines Schichtbildes des Kopfes des Patien ten P aus einem Teil- oder Vollumlauf des Meßsystems 2 bis 6 um den Patienten P sind in der Regel mehrerer hundert Aufnah men von Strahlenschwächungsprofilen der entsprechenden Kopf schicht des Patienten P pro Umlauf des Meßsystems 2 bis 6 un ter verschiedenen Winkelstellungen α notwendig. Typische Umlaufzeiten des radiologischen Meßsystems 2 bis 6 um die Drehachse A bzw. den Patienten P liegen im übrigen zwischen 0,75 bis einigen Sekunden. Das fächerförmige Röntgen strahlenbündel 9, welches Schichten des Kopfes des Patienten P durchdringt trifft dabei pro Meßaufnahme immer annähernd in der Mitte des Eingangsleuchtschirms 10 des Röntgenbild verstärkers 2 auf, welcher durch das Röntgenstrahlenbündel 9 zum Leuchten angeregt wird. Der Eingangsleuchtschirm 10 des Röntgenbildverstärkers ist im übrigen mit einer Leuchtstoff schicht aus Cäsiumjodid (CsJ) versehen und weist eine Ab klingzeit in der Größenordnung von etwa 10^-5 Sekunden auf. Im Gegensatz hierzu weist der Ausgangsleuchtschirm 13 des Rönt genbildverstärkers 2, welcher durch die im Röntgenbildver stärker 2 erzeugten Photoelektronen 12 linienweise zum Leuch ten angeregt wird, eine Abklingzeit in der Größenordnung von 10^-3 Sekunden auf, so daß die Gefahr besteht, wenn die von der Photokathode 11 emittierten Photoelektronen 12 immer auf dieselbe Bildlinie am Ausgangsleuchtschirm 13 treffen, daß sich linienförmige Bilder verschiedener aufeinanderfolgender Strahlenschwächungsprofile überlagern und zu einer Verfäl schung der Information führen. Aus diesem Grund werden die Photoelektronen 12 im Inneren des Röntgenbildverstärkers 2 durch zusätzliche Elektroden 14 schrittweise derart abge lenkt, daß die zu jeder Aufnahme eines Strahlenschwächungs profils gehörige linienförmige Verteilung von Photoelektronen 12 auf eine andere Bildlinie des Ausgangsleuchtschirm 13 des Röntgenbildverstärkers 2 abgelenkt wird.

Die Ablenkung der Photoelektronen 12 im Röntgenbildverstärker 2 muß dabei nicht notwendigerweise elektrostatisch durch Elektronen 14, sondern kann auch wie in Fig. 2 dargestellt elektromagnetisch durch Spulen 21 erfolgen.

Während der gesamten radiologischen Meßaufnahme von Körper schichten des Patienten P, welche im übrigen durch den Rech ner 18 des Computertomographen gesteuert wird, werden also zu festen Zeitpunkten Strahlenschwächungsprofile bei unter schiedlichen Winkelpositionen α des radiologischen Meßsystems 2 bis 6 aufgenommen und jeweils auf eine Bildlinie des Aus gangsleuchtschirms 13 des Röntgenbildverstärkers 2 abgebil det. Die Ablenkung der einem Strahlenschwächungsprofil ent sprechenden Photoelektronen 12 erfolgt dabei in diskreten Schritten derart, daß ausgehend von der Bildlinie eins des Ausgangsleuchtschirms 13 des Röntgenbildverstärkers 2 alle Bildlinien des Ausgangsleuchtschirms 13 mit Strahlenschwä chungsprofilen belegt werden. Ist die letzte Bildlinie z des Ausgangsleuchtschirms 13 des Röntgenbildverstärkers 2 belegt, so wird das nächste Strahlenschwächungsprofil wieder auf die erste Bildlinie des Ausgangsleuchtschirms 13 des Röntgenbild verstärkers 2 abgebildet, wodurch Überlagerungen von Strah lenschwächungsprofilen vermieden werden, da das Leuchten der Bildlinie eins bzw. der folgenden Bildlinien, wenn das näch ste Strahlenschwächungsprofil auf eine von diesen abgebildet wird, bereits abgeklungen ist. Im übrigen kann die Ablenkung der Photoelektronen 12 auch kontinuierlich erfolgen. Die CCD-Kamera 5, welche, wie auch die Ablenkung der Photoelektronen 12 durch Elektroden 14 im Inneren des Röntgenbildverstärkers 2, mit der Meßaufnahme von Strahlenschwächungsprofilen durch den Rechner 18 synchronisiert ist, nimmt dabei über das Ob jektiv 4 die auf dem Ausgangsleuchtschirm 13 des Röntgen bildverstärkers 2 je einer Bildlinie entsprechenden Strahlen schwächungsprofile kontinuierlich auf und führt die Bildsi gnale, wie bereits erwähnt, einem Rechner 15 und einem Bild verarbeitungssystem 16 zur Digitalisierung bzw. weiteren Bildverarbeitung, insbesondere der an sich bekannten Bildre konstruktion von Schichtbildern des Kopfes des Patienten P, zu.

Im übrigen muß nicht notwendigerweise jede Bildlinie des Aus gangsleuchtschirms 13 des Röntgenbildverstärkers 2 mit einem Strahlenschwächungsprofil belegt werden. Fig. 3(b) und (c) zeigen hierzu zwei Alternativen zu der vollständigen Belegung des Ausgangsleuchtschirms 13 mit Strahlenschwächungsprofilen nach Fig. 3(a). So kann, wie in Fig. 3(b) dargestellt, nur jede zweite, oder wie in Fig. 3(c) dargestellt, auch nur jede dritte Bildlinie des Ausgangsleuchtschirms 13 mit einem Strahlenschwächungsprofil belegt werden. Auf diese Weise er reicht man, daß sich benachbarte Bildlinien bei Belegung mit Strahlenschwächungsprofilen nicht gegenseitig beeinflussen und zu einer Verfälschung der Bildinformation führen. Eine solche Belegung steigert somit die Informationssicherheit.

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus einer weiteren erfindungsge mäßen Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1. Im Unterschied zu den vor stehend beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 werden in der Vorrichtung gemäß Fig. 4 die von der Photokathode 11 emittierten Photoelektroden 12 nicht elektrostatisch oder elektromagnetisch auf verschiedene Bild linien des Ausgangsleuchtschirms 13 des Röntgenbildverstär kers 2 abgelenkt. Der Röntgenbildverstärker 2 wird vielmehr mit Hilfe einer Verschiebeeinheit 22 ausgehend von der in Fig. 4(a) dargestellten Position bei Meßbeginn in Richtung (z-Richtung) des in Fig. 4 eingetragenen Pfeiles derart in diskreten Schritten relativ zu der Spaltblende 3 verschoben, daß das Röntgenstrahlenbündel 9 bei aufeinander folgenden Meßaufnahmen von Strahlenschwächungsprofilen von Körper schichten des Patienten P jeweils an verschiedenen Stellen auf den Eingangsleuchtschirm 10 des Röntgenbildverstärkers 2 trifft. Die Verschiebeeinheit 22 wird dabei von einem Elek tromotor 23, welcher während der Meßaufnahme von dem Rechner 18 entsprechend angesteuert wird, über ein Zahnrad 24, wel ches in eine in Fig. 4 nicht sichtbare Zahnstange an der Un terseite der Verschiebeeinheit 22 greift, schrittweise ver schoben, wobei die Schrittweite eine oder alternativ, wie in Fig. 3(b) und (c) dargestellt, mehrere Bildlinien beträgt. Die während verschiedener Meßaufnahmen von der Photokathode 11 emittierten Photoelektronen 12 durchlaufen dann das Innere des Röntgenbildverstärkers 2 und treffen dem Auftreffort des ihnen entsprechenden Röntgenstrahlenbündels 9 auf dem Ein gangsleuchtschirm 10 des Röntgenbildverstärkers 2 entspre chend auf verschiedenen Bildlinien des Ausgangsleuchtschirms 13 des Röntgenbildverstärkers 2 auf. Zur Aufnahme der am Ausgangsleuchtschirm 13 des Röntgenbildverstärkers 2 ange zeigten linienförmigen Ausgangsbilder von Strahlenschwä chungsprofilen werden das Objektiv 4 und die CCD-Kamera 5 entsprechend dem Röntgenbildverstärker 2 in der Verschiebe einheit 22 mitverschoben. Die Verschiebung des Röntgenbild verstärkers 2, des Objektivs 4 und der CCD-Kamera 5 ist, wie die elektrostatische und elektromagnetische Ablenkung der Photoelektronen 12, mit der Meßaufnahme der Strahlenschwä chungsprofile durch den Rechner 18 synchronisiert und kann auch kontinuierlich erfolgen.

Im übrigen erfolgt die Datenübertragung von Bildsignale von der während der radiologischen Untersuchung mit der Röntgen strahlenquelle 6, dem Röntgenbildverstärker 2 und dem Objek tiv 4 um den Patienten P rotierenden CCD-Kamera 5 zu dem Rechner 15 über Schleifringe. Ebenso werden auch die Synchro nisationssignale, welche die Elektroden 14 bzw. den Elektro motor 23 der Verschiebeeinheit 22 und die CCD-Kamera 5 an steuern, von dem Rechner 18 an die Elektroden 14 bzw. den Elektromotor 23 der Verschiebeeinheit 22 und die CCD-Kamera 5 über Schleifringe übertragen. Die Schleifringe sind in den Figuren nicht dargestellt.

Des weiteren kann die Röntgenstrahlenquelle 6 an Stelle des Pulsbetriebes auch mit Dauerstrahlung betrieben werden. Die Ablenkfrequenz der Photoelektronen 12 im Inneren des Röntgen bildverstärkers 2 bzw. die Frequenz der Verschiebung des Röntgenbildverstärkers 2 relativ zur Spaltblende 3 wird dabei im wesentlichen gleich der Bildaufnahmefrequenz von Strahlen schwächungsprofilen gewählt, so daß die zu genau einer Auf nahme eines linienförmigen Strahlenschwächungsprofil gehöri gen Photoelektronen 12 auf genau eine Bildlinie des Ausgangs leuchtschirms 13 des Röntgenbildverstärkers 2 treffen. Die Ablenkung der Photoelektronen 12 bzw. die Verschiebung des Röntgenbildverstärkers 2 erfolgt dabei in diskreten Schritten oder kontinuierlich.

Das Objektiv 4 ist im übrigen relativ zum Röntgenbildverstär ker 2, wie auch zur CCD-Kamera 5 verschieblich (vgl. Fig. 1 und 3 x-Richtung), so daß die am Ausgangsbildschirm 13 des Röntgenbildverstärkers 2 angezeigten linienförmigen Bilder von Strahlenschwächungsprofilen bestmöglich von der CCD-Ka mera aufgenommen werden können. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit das Objektiv direkt in die CCD-Kamera mit zu in tegrieren.

Claims

1. Vorrichtung zur Messung von Strahlungsintensitäten für ei nen Computertomographen mit einer Röntgenstrahlenquelle (7), welche Vorrichtung

a) einen Röntgenbildverstärker (2),
b) eine Spaltblende (3), welche dem Röntgenbildverstärker (2) vorgeschaltet ist und durch welche im Betrieb des Computer tomographen ein von der Röntgenstrahlenquelle (7) ausgehen des Röntgenstrahlenbündel (9) auf den Eingangsleuchtschirm (10) des Röntgenbildverstärkers (2) trifft,
c) Verstellmittel (14, 21, 22, 23, 24) zur Beeinflussung der Lage eines einem Bild auf dem Eingangsleuchtschirm (10) des Röntgenbildverstärkers (2) entsprechenden Bildes auf dem Ausgangsleuchtschirm (13) des Röntgenbildverstärkers (2), und
d) Mittel zur optischen Aufnahme (4, 5), Digitalisierung (15) und Bildverarbeitung (16) von auf dem Ausgangsleuchtschirm (13) des Röntgenbildverstärkers (2) dargestellten Bildern aufweist,
e) wobei die Röntgenstrahlenquelle (7), der Röntgenbildver stärker (2), die Spaltblende (3) und die Mittel zur opti schen Aufnahme (4, 5) bei der Durchführung einer Vielzahl von bestimmten unterschiedlichen Durchstrahlungswinkeln entsprechenden Messungen um eine Drehachse (A) des Compu tertomographen einen Teil- oder Vollumlauf ausführen, so daß pro Messung in dem von der Spaltblende (3) freigegeben Bereich des Eingangsleuchtschirms (10) des Röntgenbildver stärkers (2) ein dem zu der jeweiligen Messung gehörigen linienförmigen Strahlenschwächungsprofil einer Körper schicht eines Patienten (P) entsprechendes Bild in Form ei ner Bildlinie vorliegt,
f) wobei die Verstellmittel (14, 21, 22, 23, 24) bewirken, daß die zu den Strahlenschwächungsprofilen gehörigen im Rönt genbildverstärker (2) erzeugten Photoelektronen (12) derart auf den Ausgangsleuchtschirm (13) des Röntgenbildverstär kers (2) treffen, daß aufeinanderfolgend gemessenen Strah lenschwächungsprofilen unterschiedliche Bildlinien am Aus gangsleuchtschirm (13) des Röntgenbildverstärkers (2) ent sprechen, und
g) wobei die Mittel zur optischen Aufnahme (4, 5), Digitali sierung (15) und Bildverarbeitung (16) die auf dem Aus gangsleuchtschirm (13) des Röntgenbildverstärkers (2) dar gestellten Bildlinien aufnehmen, digitalisieren und verar beiten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Verstellmittel (14, 21) Ablenkmittel enthalten, die die zu den Strahlen schwächungsprofilen gehörigen, im Röntgenbildverstärker (2) erzeugten Photoelektronen (12) im Inneren des Röntgenbildver stärkers (2) derart ablenken, daß auf einanderfolgend gemes senen Strahlenschwächungsprofilen unterschiedliche Bildlinien am Ausgangsleuchtschirm (13) des Röntgenbildverstärkers (2) entsprechen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Ablenkmittel Elektroden (14) aufweisen, die die Photoelektronen (12) elek trostatisch ablenken.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Ablenkmittel Spu len (21) aufweisen, die die Photoelektronen (12) elektroma gnetisch ablenken.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der die Ablenkmittel die Photoelektronen (12) in diskreten Schritten ablenken, so daß einer Bildlinie auf dem Ausgangsleucht schirms (13) des Röntgenbildverstärkers (2) ein Strahlen schwächungsprofil entspricht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Verstellmittel (22, 23, 24) Verschiebemittel enthalten, die den Röntgenbild verstärker (2) relativ zu der Spaltblende (3) mechanische derart verschieben, daß die zu den Strahlenschwächungspro filen gehörigen im Röntgenbildverstärker (2) erzeugten Pho toelektronen (12) derart auf den Ausgangsleuchtschirm (13) des Röntgenbildverstärkers (2) treffen, daß aufeinanderfol gend gemessenen Strahlenschwächungsprofilen unterschiedliche Bildlinien am Ausgangsleuchtschirm (13) des Röntgenbildver stärkers (2) entsprechen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Verschiebemittel eine Verschiebeeinheit (22), einen Elektromotor (23) und ein Zahnrad (24) aufweisen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, bei der die Verschiebemittel den Röntgenbildverstärker (2) in diskreten Schritten verschieben, so daß einer Bildlinie am Ausgangs leuchtschirm (13) des Röntgenbildverstärkers (2) ein Strah lenschwächungsprofil entspricht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Mittel zur optischen Aufnahme, Digitalisierung und Bildverar beitung von auf dem Ausgangsleuchtschirm (13) des Röntgen bildverstärkers (2) dargestellten linienförmigen Bildern von Strahlenschwächungsprofilen ein Objektiv (4), eine Kamera, einen Rechner (15) und ein Bildverarbeitungssystem (16) auf weisen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Kamera eine CCD-Kamera (5) ist.