DE19647626A1

DE19647626A1 - Röntgen-Computertomograph

Info

Publication number: DE19647626A1
Application number: DE1996147626
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl Ing Peter; Martin Dipl Ing Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-11-18
Filing date: 1996-11-18
Publication date: 1998-05-28

Description

Es sind Röntgen-Computertomographen bekannt, die eine Gantry aufweisen, die in einem ringförmigen Kugellager drehbar ge führt ist und auf der ein Röntgenstrahler und ein Strahlen detektor befestigt sind. Der Röntgenstrahler sendet dabei ein mit Hilfe einer Primärstrahlenblende fächerförmig eingeblen detes Röntgenstrahlenbündel aus, das ein Untersuchungsobjekt durchsetzt, das in einer zentralen Gantryöffnung liegt. Nach dem Austritt aus dem Meßfeld trifft das Röntgenstrahlenbündel auf dem Strahlendetektor auf. Der Strahlendetektor besteht aus einer Reihe von Detektorelementen, deren Ausgangssignale einem Computer zugeführt werden, der daraus ein Bild des Un tersuchungsobjektes berechnet. Dieses Bild kann auf einem Mo nitor wiedergegeben werden. Das Untersuchungsobjekt wird durch Drehung der ringförmigen Gantry unter verschiedenen Richtungen durchstrahlt.

Bei bekannten Computertomographen sind der Röntgenstrahler und die Primärstrahlenblende in jeweils individuellen Gehäu sen untergebracht. Neben einem erheblichen konstruktiven Auf wand bedeutet dies, daß sich Temperaturschwankungen aufgrund der damit verbundenen Materialausdehnung ungünstig auf die Strahlen-Geometrie des Computertomographen auswirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Computertomo graphen mit einem auf einer Gantry angeordneten Röntgenstrah ler, der zur Durchstrahlung des Untersuchungsobjektes unter verschiedenen Richtungen durch Drehung der Gantry ebenfalls gedreht werden kann, so auszubilden, daß der gesamte Strah leraufbau mit der Primärstrahlenblende gegenüber dem Stand der Technik vereinfacht ist und daß sich auch Temperatur schwankungen nur minimal auf die Strahlungsgeometrie auswir ken.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Bei dem erfindungsgemäßen Computer tomographen nimmt das Gehäuse bei seiner Wärmeausdehnung alle darin gelagerten Komponenten mit, so daß sich die Wärmeaus dehnung kaum auf die Strahlungsgeometrie auswirkt.

Eine Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus dem Patent anspruch 2. Dabei wird die Temperatur in dem den Röntgen strahler und die Primärstrahlenblende aufnehmenden Gehäuse, nämlich die Temperatur des dieses Gehäuse ausfüllenden Öls, oder die Temperatur der Röntgenröhrenanode direkt gemessen und die Primärstrahlenblende automatisch der Fokusbewegung in z-Richtung nachgeführt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 zwei Ansichten eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Variante des Strahlerteiles eines Computertomographen nach der Erfindung.

In den Fig. 1 und 2 ist eine ringförmige Gantry 1 darge stellt, die einen Röntgenstrahler 2 und einen Strahlendetek tor 3 trägt. Der Strahlendetektor 3 weist eine Reihe von De tektorelementen auf, deren Ausgangssignale in bekannter Weise einem Computer zugeführt werden, der daraus ein Bild des un tersuchten Bereiches eines in der Gantryöffnung 4 liegenden Untersuchungsobjektes berechnet. Hierzu wird dieses Unter suchungsobjekt im Meßfeld 17 durch Drehung der Gantry 1 unter verschiedenen Richtungen mit Hilfe eines fächerförmigen Rönt genstrahlenbündels 5 durchstrahlt. Das Röntgenstrahlenbündel 5 wird durch eine Primärstrahlenblende 6 eingeblendet. Die Gantry 1 ist auf Rollen 7, 8 mit Hilfe von Schienen 9 an ihrem Umfang in axialer und radialer Richtung geführt, welche auf einem auf dem Boden abgestützten Sockel drehbar gelagert sind, und wird durch einen Antrieb 10 gedreht.

Der Röntgenstrahler 2 und die Primärstrahlenblende 6 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 11 untergebracht. Dadurch ist neben einem kompakten, kostengünstigen Aufbau erreicht, daß die Wärmeausdehnung des Gehäuses alle Komponenten mitnimmt und sich deshalb auf alle Komponenten gleichmäßig auswirkt.

Aufgrund der Erwärmung des Röntgenstrahlers 2 kann sich der Fokus 12 auf der Anode in z-Richtung, nämlich in Richtung der Systemachse 13, verlagern. Damit das Röntgenstrahlenbündel 5 immer richtig eingeblendet wird, wird die Primärstrahlen blende 6 durch einen Hebel 14 mitgenommen, der am Gehäuse 11 am Lagerblock 15 gelenkig gelagert ist. Auf den Hebel 14 wirkt ein Block 16 ein. Dieser Block 16, der aus Metall mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten, z. B. aus Aluminium be stehen kann, während der Lagerblock 15 aus einem Metall mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten, z. B. Molybdän, aus geführt sein kann, ist in seiner Wärmeausdehnung so gewählt, daß das Röntgenstrahlenbündel 5 kontinuierlich der Anodenbe wegung der Röntgenröhre folgt und es somit zu keinen zusätz lichen Korrekturen der Meßsignale kommen muß.

Die Anodenbewegungen in z-Richtung sind, abhängig vom Typ, unterschiedlich, betragen aber in der Regel nicht mehr als 0,4 mm, also eine Größenordnung, die bei einer variierenden Schichtbreite - üblicherweise 2 bis 10 mm in korrigiertem Zu stand - zu keinem weiteren Meßfehler im System führt.

In der Fig. 3 ist schematisch das Gehäuse 11 des Strahlertei les eines Röntgen-Computertomographen nach der Erfindung ge zeigt, das in der in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 bereits genauer beschriebenen Art in seinem Gehäuseteil 19 die Pri märstrahlenblende in integrierter Form enthält. Der Röntgen strahler 2 ist in der Fig. 3 schematisch dargestellt. Er be findet sich natürlich in dem Gehäuse 11. Am Gehäuse 11 sind ferner ein Kühlsystem 20 sowie eine Elektronik 21 angebracht. Die Elektronik 21 enthält Mittel zur Fokusablenkung der Rönt genröhre 2 sowie eine Leistungsstufe für die Hochspannungser zeugung. Ferner ist im Inneren des Gehäuses 11 noch eine Steuerung 22 für den Röntgenstrahler 2 untergebracht.

Bei dem in der Fig. 3 dargestellten Strahlerteil handelt es sich um ein integriertes Bauelement, das in integrierter Form ein gemeinsames Kühlsystem 20 für die Röntgenröhre 2 und die weiteren Komponenten 21 und 22 enthält, wobei an der Elektro nik 21 auch noch weitere Kühlrippen 23 vorgesehen sein kön nen. Die Elektronik 23 enthält auch noch einen Wechselrich ter. Ferner kann sie eine Dosisleistungsregelung enthalten.

Claims

1. Röntgen-Computertomograph mit einer ringförmigen Gantry (1), die um eine Systemachse (13) drehbar gelagert ist und eine Röntgenröhre (2) sowie einen Strahlendetektor (3) trägt, wobei der Röntgenröhre (2) eine Primärstrahlenblende (6) zur Einblendung eines fächerförmigen Röntgenstrahlenbündels (5) zugeordnet ist, das ein Meßfeld (17) bei der Drehung der Gantry (1) aus verschiedenen Richtungen durchstrahlt, wobei die Röntgenröhre (2) und die Primärstrahlenblende (8) ein ge meinsames Gehäuse (11) aufweisen.

2. Computertomograph nach Anspruch 1, bei dem am Gehäuse (11) Kompensationsmittel (14, 15, 16) angeordnet sind, die die Primärstrahlenblende (6) bei einer Fokusverstellung in Rich tung der Systemachse (13) entsprechend nachstellen.

3. Computertomograph nach Anspruch 2, bei dem am Gehäuse (11) ein Hebel (14) gelagert ist, der durch ein Ausdehnungselement (16) der Temperatur im Gehäuse (11) entsprechend verstellt wird und die Primärstrahlenblende (6) mitnimmt.

4. Computertomograph nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem im Gehäuse (11) Mittel (21, 22) zur Speisung und Steue rung der Röntgenröhre (2) integriert sind.

5. Computertomograph nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem am Gehäuse (11) Mittel (20, 23) zur Kühlung aller Kompo nenten (2, 22, 23), die im Gehäuse (11) integriert sind, vor gesehen sind.