DE2426343C2 - Gerät zur Untersuchung eines Objektes mittels Röngtenstrahlung - Google Patents
Gerät zur Untersuchung eines Objektes mittels RöngtenstrahlungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Untersuchung eines Objektes mittels Röntgenstrahlung, mit einer
Quelle zur Erzeugung der Röntgenstrahlung und zur Aussendung derselben in unterschiedlichen Richtungen,
Mittein zur Bündelung der Röntgenstrahlung zu einem etwa ebenen, sektorförmigen Strahlungsfeld endlicher
Dicke, Detektoren auf der von der Quelle abgekehrten Seite des Objektes zur Erzeugung von Ausgangssignalen,
die ein Maß für die Durchlässigkeit des Objektes für die Röntgenstrahlung entlang zahlreicher Strahlenwege
sind, die in Richtung der Röntgenstrahlung verlaufen und quer zur Strahlungsrichtung einen Abstand voneinander
aufweisen, und Mitteln zur Erzeugung einer Umlaufbewegung der Quelle, der Mittel zur Bündelung,
und der die Ausgangssignale erzeugenden Detektoren um eine gemeinsame Achse, die etwa senkrecht zur
Ebene des Strahlungsfeldes verläuft
Ein solches Gerät ist aus der britischen Patentschrift
83 915 bekannt
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Unterschiede in der räumlichen Strahlungsintensitätsverteilung
quer zum sektorförmigen Strahlungsfeld auszugleichea
Diese Aufgabe wird bei einem Gerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zusätzliche Detektoren
zur Überwachung der Intensität der Röntgenstrahlung in Abstand voneinander zwischen der Quelle und
dem Objekt in der Ebene des Strahlungsfeldes quer zur Richtung der Röntgenstrahlung angeordnet sind, daß
die Ausgangssignale dieser zusätzlichen Detektoren einer daraus Korrektursignale ableitenden Rechenschaltung
zugeführt werden, und daß eine Kompensationsschaltung vorgesehen ist, in der die Korrektursignale
die Ausgangssignale der die Strahlung durch das Objekt messenden Detektoren entsprechend den örtlichen
Unterschieden der Strahlungsintensität im Strahlungsfeld korrigieren.
Bei dem bekannten Gerät liegt zwar schon ein zu-
Bei dem bekannten Gerät liegt zwar schon ein zu-
sätzlicher Detektor zur Überwachung der Intensität der Röntgenstrahlung in der Ebene des Strahlungsfeldes
vor. Dieser Detektor ist jedoch nicht zwischen der Quelle und dem Objekt angeordnet und er dient nicht
zum Ausgleich räumlicher Unterschiede in der Intensiumverteilung
der Röntgenstrahlung, sondern er liefert lediglich ein Referenzsignal für die Berücksichtigung
zeitlicher Intensitätsschwankungen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen
erläutert Es zeigen
F i g. 1 eine scheinatische Darstellung einer Vorrichtung
zur Untersuchung eines Körpers mittels Röntgenstrahlung,
Fig.2 eine schematische Querschnittsdarstellung
eier Coolidgcröhre mit Drehanode, die als Röntgenstrahlungsquelle
in der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung verwendbar ist,
F i g. 3 eine Vorderansicht der Drehanode mit einer Funktion der wahrscheinlichen Verteilung der Röntgenstrahlung,
F i g. 4 eine ähnliche Ansicht wie in F i g. 3, wobei die von der Drehanode ausgesendete Röntgenstrahlung in
einer Richtung gebündelt wird, und
F i g. 5 eine Anordnung mit anderer Bündelungsrichtung der Röntgenstrahlung.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung dient zur Untersuchung ebener Abschnitte des
menschlichen Körpers mitteis Röntgenstrahlung, wobei aus der Absorption oder Durchlässigkeit der elementaren
Bereiche des Abschnittes für die Röntgenstrahlung ein Bild rekonstruiert werden kann. Die Vorrichtung besteht
aus einem Teil 1 mit einer Ausnehmung, in die der zu untersuchende Teil des Körpers eines Patienten eingeführt
und örtlich festgelegt werden kann. Das Teil 1
ist ortsfest in bezug auf den nicht dargestellten Rahmen der Vorrichtung. Ein Stuhl oder ein Tisch für den Patienten
ist ortsfest in bezug auf den Rahmen vorgesehen. An einem Ringkörper 3, der um das Teil 1 drehbar ist,
befindet sich eine Röntgenstrahlenquelle 2, wobei ein Elektromotor 4 einen Rand 5 am Umfang des Ringkörpers
3 antreibt und dafür sorgt, daß der Ringkörper während der Untersuchung des Patienten mit konstanter
Geschwindigkeit angetrieben wird. Die Röntgenstrahlungsquelle 2 ist mit einem Kollimator 6 versehen, der
die Strahlung der Quelle 2 in ein dünnes ebenes, sektorförmiges
Feld 7 bündelt dessen winkelmäßige Ausdehnung ausreicht, um die Ausnehmung im Teil 1 zu erfassen.
Das Feld ist dünn in der Ausdehnung senkrecht zur Papierebene, so daß nur ein dünner Abschnitt oder eine
Scheibe des Patienten von dem Röntgenstrahlenfeld durchdrungen wird. Eine Gruppe von Detektoren 8,
von denen jeder einen eigenen Kollimator 9 aufweist, dient zum Empfang der Strahlung, nachdem diese die
Ausnehmung im Teil 1 durchquert hat, wobei die Kollimatoren 9 bewirken, daß jeder Detektor nur die Strahlung
eines in Längsrichtung des Feldes verlaufenden schmalen Strahls empfängt Die einzelnen Detektoren
liefern daher Ausgangssignale, die die Durchlässigkeit der Strahlung auf mehreren, seitlich einen Abstand von-
einander aufweisenden Strahlenwegen darstellen. Da der Ringkörper 3 sich dreht, werden von den einzelnen
Detektoren 8 fortlaufend Ausgangssignale erzeugt, so daß zahlreiche Gruppen von Signalen geliefert werden,
die den verschiedenen Winkelstellungen des Ringkörpers 3 entsprechea Diese Signale werden über eine
Kompensationsschaltung 10 einer Bildrekonstruktionsschaltung
11 zugeführt, in der ein Bild erzeugt wird, das
die unterschiedliche Durchlässigkeit oder Absorption der untersuchten Scheibe darstellt Die Rekonstruktionsschaltung
11 kann beliebig ausgebildet sein, beispielsweise «ie die in der GB-PS 12 83 915 beschriebene
Schaltung, so daß die Arbeitsweise dieser Schaltung nicht näher erläutert zu werden braucht
Die Genauigkeit der Rekonstruktion hängt in starkem Maß von der Genauigkeit der Messung der Absorption
ab, die ein jeweils auf einen Detektor 8 auftreffender Strahl erfährt Daher ist eine genaue Kenntnis der Intensität
eines jeden Strahls an dem Punkt erforderlich, wo er aus der Quelle 2 austritt Bei dem großflächigen,
von einer Coolidgeröhre mit Drehanode erzeugten Feld 7 kann die Verteilung der Strahlungsdichte beträchtlich
innerhalb des Feldes schwanken. Zur Kompensation dieser Schwankungen sind mehrere zusätzliche Detektoren
12 (in der Zeichnung sind drei Detektoren dargestellt) unmittelbar vor der öffnung des Kollimators 6 so
angeordnet, daß neben einer Hauptsache des Feldes 7
Strahlung auf sie trifft Die zusätzlichen Detektoren 12 sind über der Breite des Feldes verteilt und überwachen
die Intensität der Strahlung.
Die von den zusätzlichen Detektoren 12 abgeleiteten Überwachungssignale werden einer Rechenschaltuug
13 zugeführt, die für jeden Strahl des Feldes, der von den Kollimatoren 6 bestimmt ist, einen Korrekturfaktor
ableitet Unter der Annahme, daß die Intensitätsverteilung der Strahlung einem parabolischen Gesetz folgt,
sind drei Detektoren 12 dargestellt, da in diesem Falle drei Detektoren ausreichen, um die Verteilung zu erfassen.
Die Zahl der Detektoren kann jedoch je nach Genauigkeitsanforderungen
variiert werden. Die in der Rechenschaltung 13 abgeleiteten Korrekturfaktoren werden
der Kompensationsschaltung 10 zugeführt, um die Ausgangssignale der verschiedenen Detektoren 8 in
der erwünschten Weise zu korrigieren. Die Kompensationsschaltung 10 ist als getrennte Schaltung dargestellt
jedoch kann sie auch in der Bildrekonstruktionsschaltung 11 enthalten sein.
Die Strahlungsquelle 1 ist hier eine Coolidgeröhre mit Drehanode, die die für eine genaue Bildkonstruktion erforderliche
Intensität der Strahlung jedes Strahles gewährleistet Gemäß F i g. 2 besteht die Röhre aus einem
hoch evakuierten Kolben 20, einer Kathode 21 und einer in dem Kolben gelagerten drehbaren Anode 22.
An die Kathode und an die Anode sind eine Heizspannungsquelle 18 und eine Betriebsspannungsquelb 19 angeschlossen.
Ein Wassermantel 23 dient als Wärmeableitung für die Anode 22. Die Anode 22 besitzt am Umfang
einen schrägen Rand 28, der eine abgewinkelte Zielfläche für einen Elektronenstrahl 24 bildet, der auf
den Rand in Form eines radial verlaufenden Brennflecks 25 (siehe F i g. 3) auftrifft Als Folge des Bombardements
der Zielfläche durch den Elektronenstrahl 24 wird Röntgenstrahlung in nahezu allen Richtungen von
der Zielfläche mit einer Wahrscheralichkeitsverteilungsfunktion
26 ihrer Intensität ausgesendet dis durch die gestrichelte Umrandung in F i g. 3 dargestellt ist Diese
Funktion gilt für eine Ebene, die tangential zum Rand 28 am Brennfleck 25 liegt Es ist üblich, die Röhre mit
einer nicht dargestellten Bleiumhüllung zu umgeben, die mit einem Fenster und einem daran befestigten Kollimator
versehen wurde, wobei bisher das Fenster so angeordnet wurde, daß es Strahlung durchlassen konnte,
die in Richtung des Pfeiles 27 in F i g. 3 ausgesendet wurde, d. h. in der Richtung, in der die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion 26 ihren maximalen Wert annimmt
Es ist aber ersichtlich, daß der Wert dieser Funktion an beiden Seiten des Maximumwertes rasch abfällt so daß
es notwendig ist die Größe des Fensters so zu begrenzen, daß es nur einen dünnen Strahl durchläßt, damit die
Wahischeinlichkeitsverteilungsfunktion über den Querschnittsabmessungen
des Strahls annähernd konstant gehalten wird.
Das Fenster und der Kollimator 6 werden gemäß F i g. 4 so angeordnet, daß sie ein Bündel von Röntgenstrahlung
durchlassen, das im Querschnitt etwa rechteckförmig und in der Ebene etwa sektorförmig ist um so
das Feld 7 zu bilden. Die Mittellinie des Feldes 7 liegt
rechtwinklig zur Mittellinie des Elektronenstrahls 24. In anderen Worten erstreckt sich das Feld 7 etwa tangential
zum Rand 28 der Anode, während der Elektronenstrahl 24 parallel zur Drehanodenachse verläuft Da die
Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion 26 über der Breite des Feldes 7 einen breiten Minimumwert besitzt,
tritt nur eine begrenzte Schwankung der Wahrscheinlichkeit über der Breite des Feldes auf, obwohl dieses im
Vergleich zu der entsprechenden Abmessung des Elektronenstrahls 24 eine erhebliche Größe aufweist
Die Schwankung der Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion 26 über der Breite des Feldes 7 wird, wie
schon erwähnt wurde, durch die zusätzlichen Strahlungsdetektoren 12 überwacht, die in einer Reihe über
der Breite in der erwähnten Bleiumhüllung angeordnet sind und in einer Ebene liegen, die etwas von der oberen
oder unteren Ebene des Fensters in der Umhüllung versetzt ist so daß die zusätzlichen Detektoren 12 den
Durchlaß der Strahlung durch das Fenster nicht beeinträchtigen.
Die zusätzlichen Detektoren 12 empfangen daher die Strahlung neben der oberen oder unteren Hauptfläche
des Feldes. Schwankungen bei der Aussendung der Strahlung über der Breite des Feldes 7 können dadurch
kompensiert werden.
Eine andere mögliche Ausführungsform ist in F i g. 5 dargestellt In diesem Falle ist der Kollimator, der nicht
dargestellt ist, da seine Konstruktion klar ist, so angeordnet daß er ein Strahlungsfeld 7 auswählt, das etwa
senkrecht zum Brennfleck 25 verläuft, d. h. /um schmalen Streifen auf der Anode, auf den der Elektronenstrahl
24 auftrifft Bei dieser Anordnung bestimmt der Brennfleck 25 die Dicke der zu untersuchenden Scheibe.
Durch diese Anordnung wird eine gleichmäßigere Verteilung der Strahlungsintensität in der Ausdehnung der
Dicke des Feldes erreicht und ebenfalls die Gleichmäßigkeit der Verteilung über der Breite des Feldes verbessert
Claims (1)
- Patentanspruch:Gerät zur Untersuchung eines Objektes mittels Röntgenstrahlung, mit einer Quelle zur Erzeugung der Röntgenstrahlung und zur Aussendung derselben in unterschiedlichen Richtungen, Mitteln zur Bündelung der Röntgenstrahlung zu einem etwa ebenen, sektorförmigen Strahlungsfeld endlicher Dicke, Detektoren auf der von der Quelle abgekehrten Seite des Objektes zur Erzeugung von Ausgangssignalen, die ein MaB für die Durchlässigkeit des Objektes for die Röntgenstrahlung entlang zahlreicher Strahlenwege sind, die in Richtung der Röntgenstrahlung verlaufen und quer zur Strahlungsrichtung einen Abstand voneinander aufweisen, und Mitteln zur Erzeugung einer Umlaufbewegung der Quelle, der Mittel zur Bündelung, und der d:s Ausgangssignale erzeugenden Detektoren um eine gemeinsame Achse, die etwa senkrecht zur Ebene des Strahlungsfeldes verläuft, dadurch gekennzeichne t,daß zusätzliche Detektoren (12) zur Überwachung der Intensität der Röntgenstrahlung in Abstand voneinander zwischen der Quelle und dem Objekt in der Ebene des Strahlungsfeldes (7) quer zur Richtung der Röntgenstrahlung angeordnet sind, daß die Ausgangssignale dieser zusätzlichen Detektoren einer daraus Korrektursignale ableitenden Rechenschaltung (13) zugeführt werden, und daß eine Kompensationsschaltung (10) vorgesehen ist, in der die Korrektursignale die Ausgangssignale der die Röntgenstrahlung durch das Objekt messenden Detektoren (8) entsprechend den örtlichen Unterschieden der Strahlungsintensität im Strahlungsfeld korrigieren.
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DE3632811A1 (de) * | 1985-09-26 | 1987-04-02 | Toshiba Kawasaki Kk | Roentgenuntersuchungsgeraet |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS558790A (en) | 1980-01-22 |
DE2462564A1 (de) | 1977-11-03 |
DE2426343A1 (de) | 1974-12-12 |
GB1475492A (en) | 1977-06-01 |
JPS5028894A (de) | 1975-03-24 |
US3940625A (en) | 1976-02-24 |
JPS5923205B2 (ja) | 1984-05-31 |
JPS5436837B2 (de) | 1979-11-12 |
DE2462564B2 (de) | 1979-09-06 |
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