DE2427418A1

DE2427418A1 - Geraet zur untersuchung eines koerpers mittels durchdringender strahlung

Info

Publication number: DE2427418A1
Application number: DE19742427418
Authority: DE
Inventors: Godfrey Newbold Hounsfield; Anthony Michael Williams
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1973-06-05
Filing date: 1974-06-05
Publication date: 1975-01-09
Also published as: JPS5049988A; FR2232294B1; DE2427418B2; DE2427418C3; FR2232294A1; DE2462661C2; JPS608821B2

Description

EIKENBERG & BRÜMMERSTEDT PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

EMI LIMITED loo/442

Gerät zur Untersuchung eines Körpers mittels durchdringender Strahlung

Die Erfindung "betrifft ein Gerät zur Untersuchung eines Körpers mittels durchdringender Strahlung, beispielsweise mittels Röntgenstrahlung, und sie bezieht sich insbesondere auf ein solches Gerät zur Untersuchung menschlicher Patienten.

In der GB-PS 1 283 915 ist eine Yorrichtung zur Untersuchung dünner Scheiben des menschlichen Körpers mittels durchdringender Strahlung beschrieben, bei der ein Bild der unterschiedlichen Durchlässigkeit oder Absorption der Elemente des Körpers in bezug auf die Strahlung rekonstruiert wird. Eine Aus-

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führungsform des in der "britischen Patentschrift "beschriebenen Gerätes dient zur Untersuchung des menschlichen. Kopfes. Bei diesem Gerät ist eine genaue Positionierung des Kopfes in "bezug auf die Strahlungsquelle und die Detektormittel, die die Strahlung nach Durchlaufen des Kopfes feststellen, erforderlich, um eine genaue Bildrekonstruktion sicherzustellen. Die erforderliche Genauigkeit der Positionierung wird dadurch erreicht, daß der Kopf in einem flexiblen Teil gelagert wird, das die eine Wand eines Wasserreservoirs "bildet. Wenn das Reservoir mit Wasser gefüllt wird, dient das flexible Teil dazu, den Kopf sanft zu fixieren. Die Strahlungsquelle und die Detektormittel werden relativ zu dem in dem flexiblen Teil gelagerten Kopf bewegt, wobei die Äbtastbewegungen eine schrittweise Rotation der Strahlungsquelle und der Detektormittel enthalten. Das Wasserreservoir nimmt abgesehen von seiner flexiblen Wandung an dieser Rotation teil, und das Reservoir dient neben-seiner lunktion zur Halterung des Kopfes als Dämpfungsglied, das in allen Winkellagen die Änderungen der Weglänge der Strahlung über der Breite des Kopfes kompensiert.

Das im 3?alle eines Gerätes zur Kopf unter sue hung verwendete Mittel führt Jedoch zu Schwierigkeiten, wenn andere Teile des Körpers untersucht werden sollen. Ein Grund für diese Schwierigkeiten besteht darin, daß es unpraktisch ist, ein solches flexibles Teil zur Untersuchung beispielsweise des Rumpfes oder anderer mittlerer Teile des Körpers zu verwenden. Darüber hinaus muß auch Vorsorge getroffen werden, daß eine Anpassung an wesentlich größere Abmessungsunterschiede als im Falle des Kopfes möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu beseitigen. Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung

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dadurch, gelöst, daß eine Lokalisierungsvorrichtung mit einer den zu unter suchenden Ie il des Patienten umschließenden Ausnehmung, eine um eine durch die Ausnehmung verlaufende Achse drehbare Abtastvorrichtung mit einer Quelle für durchdringende Strahlung und Detektormittel zum Empfang von die Ausnehmung durchlauf enden Strahlen vorgesehen sind, daß Mittel zur Drehung der Abtastvorrichtung um die Achse derart vorgesehen sind, daß die Strahlung die Ausnehmung in ihrer Ebene unter verschiedenen Winkeln durchlaufen kann, und daß eine Dampfungsmasse frei von der Lokalisierungsvorrichtung und um diese "bei der Drehung der Abtastvorrichtung drehbar so angeordnet ist, daß sie der Strahlung in den verschiedenen Winkelstellungen der Strahlungsvorrichtung stets das gleiche Profil "bietet, und daß die Anordnung so getroffen ist, daß sich; die Lokalisierungsvorrichtung in einer festen Lage zur Abtastvorrichtung bei deren Drehung befindet.

Vorzugsweise wird die Strahlenquelle so angeordnet, daß die Strahlung quer über die Ausnehmung in !Form von seitlich einen Abstand zueinander aufweisenden Strahlenwegen verläuft, die in der Ausnehmung Sehnen bilden, wobei die Detektormittel getrennte Ausgangssignale liefern, die ein Maß für die Größe der auf solchen Wegen übertragenen Strahlung ist. Dies kann durch Kollimation der Strahlung von der Quelle erfolgen, so daß diese auf einen Strahlenweg in der Ebene der "Untersuchung beschränkt wird, und indem die Strahlungsquelle unddie Detektormittel seitlich in der Ebene bewegt werden, so daß jeweils eine seitliche Abtastung für jedes kleine Inkrement der Drehung der Abtastvorrichtung durchgeführt wird. Stattdessen kann die Strahlung von der Strahlungsquelle aber auch so gebündelt werden, daß sie ein sektorförmiges Strahlungsfeld in der Ebene der Ausnehmung bildet, wobei die winkelmäßige Ausdehnung des Feldes ausreichend groß ist, um die

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Ausnehmung zu erfassen. Bei "beiden Ausführungsformen würde die erwähnte Dämpf ungsmasse normalerweise so geformt sein, daß sie unterschiedliehe Längen, die die Strahlung in der Ausnehmung durchläuft, kompensiert. Vorzugsweise besteht die Dämpfungsmasse aus einem massiven Körper, der einen Abstand Ton der iokalisierungsTorrichtung hat oder von dieser wegbewegbar ist, so daß die Lokalisierungsvorrichtung eingestellt oder ersetzt werden kann, wenn eine Anpassung an verschiedene !eile des Körpers oder an unterschiedliche - Abmessungen der Patienten erforderlich ist.

Wenn in der Beschreibung und in den Ansprüchen die Dämpfungsmasse als massiver Körper bezeichnet wird, so soll dies bedeuten, daß die Dämpfung hauptsächlich in massivem Material erfolgt, und es soll damit nicht ausgeschlossen werden, daß die Dämpfungsmasse Hohlräume enthält. Die Dämpfungsmasse kann auch flüssigkeit enthalten.

Die Erfindung wird nachfolgende anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten:

Pig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten radiographischen Gerätes in Torderans icht,

Pig. 2 in perspektivischer Darstellung ELemmittel zur Verwendung in dem in Pig. I dargestellten Gerät,

Pig. 3 eine schematische Darstellung eines anderen erfindungsgemäß ausgebildeten Gerätes in Torderansicht,

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Pig. 4 eine Eichseheibe, die bei den Anordnungen gemäß Pig. 1 und 3 anstelle der Eiehvorriehtungen verwendbar ist,in perspektivischer Darstellung,

Pig. 5 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Gerätes in Seitenansicht,

Pig. 6 die Anordnung gemäß Pig. 5 in Vorderansicht, Pig. 7+8 Teile des in Pig. 5 und 6 dargestellten Gerätes,

Pig.9 .+ Io Einzelheiten der Dämpfungsmasse, die in dem in Pig. 5 und 6 dargestellten Gerät verwendet wird,

Pig. 11-14 Alternativen zu Pig. 9 und Io,

Pig.15 + 16 eine kombinierte lokalisierüngsvorrichtung für den Patienten mit Dämpfungsmasse, die bei dem in Pig. I dargestellten Gerät verwendbar ist,

Pig. 17 eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Torderansicht,

Pig. 18 die gleiche Anordnung wie in Pig. 17 für einen kleineren Körper,

Pig. 19 eine perspektivische Darstellung eines Teils einer Lokalisierungsvorrichtung für einen Körper und

Pig. 2o ein in seiner Porm abgeändertes Kompensationsteil, das bei bestimmten Anwendungen der Erfindung von Torteil ist.

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Bei dem in !"ig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein rohrförmiger flexibler Beutel 1, der Wasser enthält, so um den interessierenden Bereich eines zu untersuchenden Körpers gewickelt, daß sich die Enden des Beutels 1 überlappen. Der Beutel kann "beispielsweise aus Gummi "bestehen und wird dadurch stramm an die lOrm des Körpers 2 angepaßt, indem er zuerst entleert und dann wieder mit Wasser gefüllt wird, so daß er in innigen Kontakt mit dem Körper kommt und soviel Luft wie möglich aus dem Bereich zwischen dem Beutel 1 und dem Körper 2 verdrängt wird. Die einander überlappenden Enden des Beutels werden aneinander befestigt, beispielsweise mittels nicht dargestellter Bänder, die den Beutel vorübergehend in seiner Lage in bezug auf den Körper halten, und dann wird der Beutel durch Klemm- oder Lokalisierungs— mittel 3, die in Einzelheiten in Fig. 2 dargestellt sind, festgeklemmt. Die Klemmittel 3 bestehen aus zwei halbkreisförmigen Teilen 4 und 5» die über ein Scharnier 6 miteinander verbunden sind. Die Teile 4 und 5 bestehen jeweils aus einem mittleren Band 7 und unteren und oberen Planschen 8 bzw. 9-Zumindest das' mittlere Band besteht bei beiden Teilen aus dem unter dem Handelsnamen "Perspex" bekannten Polymethacrylester oder einem anderen durchsichtigen Kunststoff. Das Scharnier 6 hat einen Teil, das an den oberen Planschen und ein Teil, das an den unteren Planschen & bzw. 9 angelenkt ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß beim Schließen der freien Aden der beiden Teile 4 und 5 die mittleren Bänder an den Scharnierenden eng aneinander liegen. Die Klemmittel 5 können in der geschlossenen Stellung mittels eines Hakens Io oder dgl. gesichert werden, der die oberen und unteren Plansche der freien Enden verbindet, aber nicht über dem mittleren Band 7 liegt.

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Die Kiemmittel 3 werden vor der Befestigung geöffnet, dann um den Beutel 1 herumgelegt (der seinerseits den zu untersuchenden Teil des Körpers 2 umgibt), dann geschlossen und in dieser Lage mittels des Hakens Io gesichert. Der Innendurchmesser der ![lernmittel 3 und die Menge des im Beutel 1 vorhandenen Wassers werden entsprechend den Abmessungen des zu untersuchenden Körperteils gewählt, so daß der Beutel 1 nach Befestigung der Kiemmittel 3 unter allseitigem Druck am Körperteil 2 anliegt, um sicherzustellen, daß ein inniger Kontalrfc zwischen dem Beutel 1 und dem Körperteil 2 vorhanden ist, und um eine relative Bewegung des Beutels 1 zum Körperteil zu verhindern.

Anschließend wird der Körper dann in einer kreisförmigen Ausnehmung 11 eines radiografischen Abtastgerätes festgelegt. Dieses Gerät enthält eine X- oder y-Strahlung aussendende Quelle 12, eine geteilte, sektorförmige Platte 13 aus Perspex, die die erwähnte Ausnehmung 11 enthält und mehrere Detektoren 14, die auf die von der Quelle 12 erzeugte Strahlung ansprechen. Die Quelle 12 erzeugt ein sektorförmiges Strahlungsfeld, das durch die gestrichtelten Linien 12a "begrenzt ist, und die Winkelausdehnung ist so. gewählt, daß die Lokalisierungs- oder Kiemmittel 3 für den Patienten erfaßt werden. Die Perspex-Platte 13 ist an der linken Seite der Ausnehmung 11 (wie in 3?ig. 1 dargestellt) für Eichzwecke verlängert, was nachfolgend noch näher erläutert wird. Das Afctastgerät ist auf einem drehbaren, ringförmigen, soheibenartigen Körper 15 angeordnet, der konzentrisch zur Ausnehmung 11 liegt und um eine durch die Mitte der Ausnehmung verlaufende Achse gedreht werden kann. Die Drehung erfolgt durch, einen Motor 16, der ein Zahnrad 17 antreibt, das mit den nicht dargestellten, am Umfang des Körpers 15 angeordneten Zähnen zusammenwirkt.

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Die Quelle 12 -und die Detektoren 14 sind relativ zu der Platte 13 um ein Drehlager 18 bewegbar, so daß die Detektoren 14 in ihrer eigenen Ebene geschwenkt werden können, bis sie die durch die gestrichelte linie 19 angedeutete lage einnehmen. Die Quelle 12 schwenkt dabei um den gleichen Winkel wie die Detektoren 14 und hierdurch wird ermöglicht, daß die Strahlung von der Quelle 12 zu den Detektoren 14 über einen Teil der Platte 13 erfolgt, der nicht die Ausnehmung 11 enthält. Dies ist für Eichzwecke günstig, da dann die relative Arbeitsweise der einzelnen Detektoren bestimmt werden kann, wenn diese unter völlig identischen Bedingungen betrieben werden. »

Bei der normalen Arbeitsweise nehmen die Quelle 12 und die Detektoren 14 jedoch die in Fig. 1 voll ausgezogene lage ein.

Um den Körper, der von dem Wasserbeutel 1 und den Klemmmitteln 3 umgeben ist, im Abtastgerät zu lokalisieren, ist der Innendurchmesser der Ausnehmung mit einer Zunge versehen, die mit dem mittleren Band 7 der Klemmittel 3 zusammenwirkt. Ferner sind die beiden Teile der Platte 13 durch eine Scharnierverbindung schwenkbar. Das Scharnier befindet sich am Ort des Drehlagers 18. Die beiden Teile der Platte 13 werden geöffnet, damit der Körper mit dem Wasserbeutel und den Kiemmitteln in die Ausnehmung 11 (die von der Trennlinie zwischen den beiden Teilen der Platte zweigeteilt wird) eingeführt werden kann. Dann werden die beiden Teile der Platte 13 wieder geschlossen, so daß die erwähnte Zunge in Eingriff mit dem mittleren Band 7 der Kiemmittel 3 kommt. Die Kiemmittel 3 werden dann beispielsweise mit Hilfe von lokalisierungsstangen 2o festgelegt, damit sie nicht mit dem Körper 15 rotieren können, und es kann nun die Bestrahlung des Körpers in mehreren verschiedenen Rich-

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tungen "beginnen. Die Bestrahlung vrird vorgenommen, indem der Körper 15 stufenweise (beispielsweise um jeweils 1°). oder kontinuierlich, über 18o (oder 36o°) gedreht wird, wobei

die in den aufeinander folgenden Winkelstellungen von den Detektoren 14 ermittelte Strahlung festgehalten wird.

Wenn das Abtastgerät rotiert, wirken die Zunge und der Innendurchmesser der Ausnehmung 11 als lager im mittleren Band 7 der Klemmittel 3. Es können natürlich auch andere Lagerflachen vorgesehen werden, und die ganze Vorrichtung kann auch in einer vertikalen Ebene anstatt in der beschriebenen horizontalen Ebene angeordnet werden.

Fig. 3 zeigt von einer anderen Ausführungsform der Erfindung einen Teil des Abtastgerätes und die Klemmittel. Gleiche !eile sind mit den gleichen Bezugs zeichen belegt wie in Pig. I.

In Fig. 3 ist im Gegensatz zu Fig. 1 der Teil der Platte 13 zwischen der Ausnehmung 11 und den Detektoren 14 fortgelassen. Zum Ausgleich hierfür ist zusätzlich Perspex 21 zwischen der Quelle 12 und der Ausnehmung 11 vorgesehen. Die Lokal is ie rungs- oder Klemmittel 3 sind in der Ausnehmung 11 dargestellt, obwohl sie weder einen Wasserbeutel noch einen Körper enthalten. ■

Die beschriebenen Klemmittel 3 bestehen aus zwei über ein,. Scharnier miteinander verbundenen, halbkreisförmigen Teilen und 5» jedoch kann es unter Umständen auch vorteilhaft sein, die beiden Teile 4 und 5 völlig voneinander zu trennen und sie in ihrer Lage van. den Beutel 1 an beiden Enden mit Haken Io zusammenzuhalten.

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lig. 4 (a) und 4 (b) zeigen in Draufsicht und Seitenansicht eine Elchscheibe 22, die "beispielsweise aus Perspex besteht und so bemessen ist, daß sie in die Ausnehmung 11 des Abtastgerätes paßt.

Die Scheibe 22 ist an ihrem Umfang mit einem Kanal 23 versehen, der mit der erwähnten Zunge an der Innenfläche der Ausnehmung 11 in Eingriff kommen kann. Bei Verwendung einer solchen Eichscheibe 22 kann der verlängerte IEeil der Platte an der linken Seite der Ausnehmung 11 entfallen, so daß Material eingespart v/erden kann. Wenn die Scheibe 22 so festgelegt ist, daß sie nicht bei der Bestrahlung durch das Abtastgerät rotiert, kann die Eichung unter Pseudobetriebsbedingungen durchgeführt werden. Die Platte 13 oder üieile von dieser bilden ein Dämpfungsglied, das so geformt ist, daß von der von der Quelle 12 zu den Detektoren 14 verlaufenden Strahlung unterschiedliche Weglängen in-lder Ausnehmung kompensiert werden. Das Dämpfungsglied rotiert mit dem Seil des Gerätes, auf dem sich auch die Strahlungsquelle 12 und die Detektoren 14 befinden, so daß dem von der Strahlenquelle ausgehenden sektorförmigen Strahlungsfeld stets dasselbe Profil dargeboten wird.

Die Zahl der in Pig. 1 und 3 dargestellten Detektoren 14 ist verhältnismäßig klein. In der Praxis ist diese Zahl weitaus größer. Jeder Detektor erzeugt ein Ausgangesignal, das ein Maß für die Durchlässigkeit oder Absorption eines schmalen, von der Quelle ausgehenden Röntgenstrahl ist. Die Ausgangssignale von den Detektoren dienen zur Rekonstruktion eines Bildes der Durchlässigkeit oder Absorption elementarer Bereiche des Körperquerschnittes, der mit der Röntgenstrahlung untersucht wird. Um bei der Bildrekonstruktion die erforderliche Genauigkeit zu erzielen, werden die Ausgänge vieler

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Strahlen über der Breite des Strahlungsfeldes bei zahlreichen unterschiedlichen Winkelstellungen der Abtastvorrichtung 12, 14» 15 benötigt. Daher werden in der Praxis die Detektoren 14 sehr nahe nebeneinander angeordnet, und es müssen auch Torkehrungen getroffen werden, um Ausgangssignale von Strahlen zu gewinnen, die zwischen den Strahlen liegen, die zu irgendeiner Zeit von den Detektoren 14 bestimmt werden.

Die Bildrekonstruktion kann in der in der GB-PS 1 283 915 beschriebenen Weise oder durch Konvolutionsverfahren durchgeführt werden.

In Fig. 5 ist ein Patient-31 dargestellt, der auf einer von zwei Teilen 32 und 33 gebildeten Unterlage liegt, und sein Körper wird durch Röntgenstrahlung untersucht, die durch die gestrichelte Linie 34 angedeutet ist. Diese Strahlung wird von einer Quelle 35 erzeugt und verläuft in einem fächer- oder sektorförmigen Feld, dessen Ebene im rechten Winkel zur Papierebene verläuft.

Der Bereich des Körpers, der durch die Strahlung untersucht werden soll, ist von einem flüssigen Medium umgeben, beispielsweise mit Wasser, dessen Absorptionskoeffizient für die Strahlung annähernd gleich dem Absorptionskoeffizienten von Körpergewebe ist. Die Flüssigkeit 36 befindet sich in einer Hülle oder einem Beutel 37. Die Hülle 37 ist in einer ringförmigen Halterung 38, die aus Metall, z.B. Dural_wuminium bestehen kann* Die Halterung 38 besteht aus zwei Seilen und wird im Betrieb des Gerätes in fester Beziehung zu anderen Seilen des Gerätes gehalten. Die Lagerung der Halterung erlaubt eine Bewegung in Längsrichtung des Patienten sowie einen Versatz in allen Richtungen der Ebene, in der die Strahlung verläuft. Somit kann ein bestimmter Querschnitt

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des Körpers des Patienten durch Längsverschiebung der Halterung 38 ausgewählt werden.

Die den Patienten tragenden Teile 32 und 33 sind durch geeignete Mittel so angeordnet, daß sie "bei einer Verlagerung der Halterung 38 im re oaten Winkel zur Achse der Längsverschiebung eine gleiche Verlagerung erfahren,und ein Träger 39 für das feil 32 läßt dies zu, obwohl die Mittel selbst nicht in der Zeichnung dargestellt sind. Das Teil 33 ruht mit seinem von der Halterung 38 abgekehrten Ende auf einer Rolle 4o. Diese Rolle ist auf einem Achskörper 41 gelagert, um dessen Achse eine Dreh- oder Umlauf bewegung der Röntgenstrahlenquelle 45 erfolgt. Die Lagerung des Teils 33 auf der Rolle 4o erlaubt die Verschiebung dieses Teils zusammen mit der Halterung 38, wenn diese seitlich bei der Auswahl des örtlichen Bereichs verlagert wird. Das andere Ende des Teils 33 ist über ein Scharnier 42 mit der Halterung 38 verbunden, so daß die Halterung 38 bei der Auswahl des örtlichen Bereichs auch vertikal verlagert werden kann.

Der Körper des Patienten wird, wenn er in seiner Lage in dem Gerät festgelegt ist, von einem Teil 43 umgeben, das zylindrisch ausgebildet ist, und dessen Längsachse mit der Achse des Achskörpers 41 zusammenfallt. Das Teil 43 ist an seinem dem Patienten 31 abgekehrten Ende geschlossen und über ein lager 44 auf dem Achskörper 41 gelagert. Am anderen Ende ist das Teil 43 offen, so daß dort der Patient eingeführt werden kann, und dieses Ende ist auf Rollen 45 gelagert. Diese Rollen erlauben eine freie Drehung des Teils 43 um seine Achse, die - wie oben erwähnt wurde - die Achse ist, um die die Umlaufbewegung der Röntgenstrahlenquelle 35 stattfindet. Die Strahlenquelle 35 ist auf dem Teil 43 mittels einer Halterung 46 befestigt. Unmittelbar gegenüber

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der Quelle 35 sind am Teil 43 mittels einer Halterung 47 Detektormittel 48 vorgesehen, die Strahlungsabsorptionsdaten liefern, aus denen die Verteilung der Absorption in einem Teil des Querschnitts oder in dem gesamten Querschnitt des Körpers des Patienten in der Ebene der von der Quelle 35 abgegebenen Strahlung durch Verarbeitung der Daten ermittelt werden kann.

Der Achskörper 41 ist in einem Ständer 49 gelagert,und neben dem'Ständer 49 ist auf dem Achskörper 41 ein Spulenkörper 5o angebracht. Der Spulenkörper ist fest in bezug auf den Ständer 49 und auf ihn sind Kabel 51 und 52 aufgewickelt, über die die Absorptionsdaten von den Detektormitteln 48 zur Datenverarbeitungseinheit und die Stromversorgung zur Röntgenstrahlenquelle 35 geführt werden. Bei der orbitalen Bewegung der Quelle und der Detektormittel werden die Kabel auf den Spulenkörper 5o auf- oder von diesem abgewickelt. Sie werden dem Spulenkörper über entsprechende !Führungen 53 und 54 zugeführt, die an dem Teil 43 angebracht sind. Dieses Teil macht eine halbe, eine oder zwei Umlauf bewegungen, und dementsprechend werden die Kabel auf den Spulenkörper 5o auf- oder von diesem abgewickelt. Die Kabel sind am Spulenkörper befestigt und verlaufen von dort zu den entsprechenden Anschlußeinheiten, nämlich zur Datenverarbeitungseinheit und zu einer Stromversorgungseinheit.

Pig. 6 zeigt eine Endansicht des in Fig. 5 dargestellten. Gerätes, und die mit den Bezugszeichen 35, 33, 43, 45, 46, und 48 bezeichneten Teile sind mit den entsprechend bezeichneten Teilen in Pig. 5 identisch. Bei 6o befindet sich in Pig. 6 die Achse für die orbitale Bewegung, und 61 stellt den Umriß des Querschnittes des Körpers des Patienten in der Ebene der untersuchenden Strahlung dar. Der Kreis 62, der

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innerhalb dieses Querschnittes liegt und die Achse βο als Mittelpunkt hat, "bestimmt einen ausgewählten örtlichen Bereich., in dem die Absorptionsverteilung festgestellt werden soll. Die Auswahl dieses örtlichen Bereiches erfolgt, wie oben erläutert wurde, durch geeignete Yerschiebung des Körpers in einer Richtung senkrecht zur Umlaufachse, und hierbei handelt es sich - bezogen auf Fig. 6 - primär um eine seitliche Verschiebung. Die Begrenzungen des sektorförmigen, von der Strahlungsquelle 35 ausgehenden Strahlungsfeldes sind durch die Linien 65 und 66 angedeutet. Die Detektormittel 58 erstrecken sich über die gesamte Breite des von der Quelle 35 erzeugten Strahlenfeldes,, nämlich Tom Strahl 65 an der einen Begrenzung bis zum Strahl 66 an der anderen Begrenzung. Die Detektormittel bestehen aus einer Gruppe von Detektoren, die Ausgangssignale erzeugen, welche ein Maß für die Durchlässigkeit oder Absorption des Körpers des Patienten in bezug auf die von der Quelle 65 erzeugten und entlang schmaler Strah— lenwege die Ausnehmung der Halterung 38 durchlaufenden Strahlung sind.

In Pig. 7 ist wiederum die Halterung 38 und das flüssige Medium 36 zur Positionierung des Patienten in dem Gerät in bezug auf das umgebende Teil 43 dargestellt, jedoch in grösseren Einzelheiten als in Pig. 5. Die Halterung 38 ist aus · Pestigkeitsgründen an ihren Enden mit Planschen 7o versehen und bei 71 in zwei Hälften unterteilt, nämlich in eine untere Hälfte 3S₁ und in eine obere Hälfte 38₂. Diese beiden Hälften werden in ihrer lage zueinander mit Hilfe von nicht dargestellten Stiften, Haken öder dgl. gehalten. Das flüssige Medium 36, das - wie schon oben erwähnt wurde - Wasser sein · kann, befindet sich in einer runden Hülle oder einem Beutel 72, der dem Beutel 37 in Pig. 5 entspricht. Dieser Beutel wird von dem zylindrischen Teil der Halterung 38, der zwischen den

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mit Planschen versehen Enden liegt, lokalisiert. Innerhalb des Beutels "befindet- sich der Körper des Patienten in einer zum Mittelpunkt des !Eeils 43 etwas versetzten Lage, die für die Untersuchung eines spezifischen örtlichen Bereiches ausgewählt wurde.

In Pig. 8 ist die obere Hälfte 38₂ der Halterung 38 entfernt, und der Beutel 72 liegt offen in der unteren Hälfte 38-,, wobei diese Hälfte sich in einer in "bezug auf das Teil 43 noch, nicht versetzten Lage befindet. Dies ist der Zustand kurz vor Einführung des Patienten in das Gerät, lach der Einführung wird der Beutel 72 um den Bereich des Patienten, der untersucht werden muß, herumgeschlagen, die obere Hälfte der Halterung 38 angebracht und dann der Beutel mit dem flüssigen Medium gefüllt, so daß dieses den Raum zwischen dem Eörper des Patienten und der Halterung 38 ausfüllt. Der Patient wird dann zusammen mit der Halterung in axialer Richtung des !Deils 43 bewegt, bis der zu untersuchende Bereich. sich unter der Röntgenstralilenquelle 35 bestimmt, und Patient und Halterung werden dann senkrecht zur Achse des Teils 43» d.h.. zur Umlauf achse des Gerätes verlagert, um den gewünschten örtlichen Bereich auszuwählen. Es können zahlreiche Halterungen 38 mit jeweils unterschiedlichem Durchmesser bereitgehalten werden, von denen dann diejenige ausgewählt wird, die am "besten um den Patienten paßt, so daß die geringste Absorption von Röntgenstrahlenphotonen im flussigen.Medium auftritt.

Es hat sich gezeigt, daß insbesondere bei einem starken Versatz des untersuchten Querschnittes von der Umlaufachse 'bestimmte Strahlen des Strahlungsfächers große Schwankungen der Gesamtabsorption im Verlauf der orbitalen Bewegung des Gerätes erfahren. Pig. 9 zeigt Mittel, mit denen dieser Effekt

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"beseitigt werden kann, so daß die Detektormittel innerhalb eines "begrenzten Erregungs"bereiches "betrieben werden können.

Die "beiden Hälften 38_χ und 38₂ der Halterung 38 sind hier in zusammengebautem Zustand dargestellt, aber der Übersicht halber wurde der Wasserbeutel weggelassen. Each Art Ton Satteln sind hier aber auf der Außenfläche der Halterung 38 zwei Blöcke 81 und 82 aus einem Material vorgesehen, das für die verwendete Strahlung einen ähnlichen AbsorptionskoaTf izienten wie Körpergewebe oder Wasser besitzt. Diese Blöcke, die ebenfalls aus Perpex bestehen können, liegen am Ring auf gegenüberliegenden Seiten an. Abgesehen von der sattelartigen Ausbildung, die eine gute Anpassung an die Ringform ermöglichen, haben sie im wesentlichen Rechteckform und sind etwa parallel zueinander angeordnet. Die Blöcke 81 und 82 werden mit Hilfe von Zugfedern (eine solche Eeder ist in der Zeichnung angedeutet) gegen die Halterung 38 gezogen, jedoch ist die Eederspannung nur so groß, daß die Blöcke noch leicht um die ringförmige Halterung 38 rotieren können.

Durch die Blöcke 81 und 82 verlaufen vier parallele Stangen oder Gleiter 83, die parallel zur Umlaufachse des Gerätes liegen. Diese Stangen sind in einem ringförmigen Lagerkörper 84 gelagert, und zwar jeweils über die schematisch angedeuteten linear orthogonalen lager 85. Der ringförmige Lagerkörper ist innerhalb des Teils 43, das die umlaufende Strahlungsquelle und die Detektormittel trägt, angeordnet und mit diesem fest verbunden. Die Stangen 83 erlauben der Halterung 38 eine Verschiebung parallel zur Umlauf achse für die Auswahl einer gewünschten Untersuchungsebene im Körper des Patienten. Die Lagerung der Stangen erlaubt die Auswahl des örtlichen Bereiches innerhalb des untersuchten Querschnittes,

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jedoch ist sie so ausgebildet, daß die Blöcke im Verlauf der orbitalen Bewegung des Gerätes stets im reckten Winkel zur allgemeinen Richtung der von der Quelle 35 ausgehenden Strahlung liegen, und "die Lager 85 erlauben die exzentrische Bewegung der Abtastvorrichtung in he zug auf die Achse der Halterung 38. Bei dieser Bewegung erfährt der Patient in Verbindung mit der Halterung 38 und dem Wasserbeutel keine Bewegung oder Drehung. Bei der "beschriebenen Anordnung ändert sich unter der Annahme, daß der Zwischenraum zwischen der Halterung 38 hei Uiehtvorhandensein des Patienten vollständig mit Wasser gefüllt ist, die Gesamtabsorption entlang der einzelnen Strahlenwege des Strahlenfächers bei der orbitalen Bewegung des Gerätes nicht. Dadurch werden Änderungen der Erregung der Detektormittel, die bei normaler Ar~ beitsweise des Gerätes auftreten, auf ein Minimum reduziert. Von Vorteil ist dabei auch, daß mit der beschriebenen An~ Ordnung die Halterung 38 für die Positionierung des Patienten in Längs- und Querrichtung verschoben werden kann.

Pig. Io zeigt eine Möglichkeit für eine gegenüber dem Kreisquer schnitt abgewandelte Pom der Halterung 38, die mehr in Richtung einer Ellipse geht. Es sei angenommen, daß bei dieser verzerrten Ringform der Halterung 38 die Hauptachse der Ellipse vertikal in der Papierebene liegt. Wenn man die Blöcke 81-, und 82-, in Pig. Io an der Stelle ihres geringsten Querschnitts ausreichend dünn macht, läßt sich erreichen, daß sie sich unter der Wirkung der Pedersparmung so weit nachgiebig deformieren, daß sich der Luftspalt zwischen ihnen und dem Ring weitgehend schließt. Auf diese Weise können Schwankungen der Strahlungsabsorption aufgrund unterschiedlicher Weglängen für die verschiedenen Strahlen in der Ausnehmung der Halterung 38 stark reduziert oder beseitigt werden.

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Pig. 11 zeigt eine you Pig. 9 und Io abweichende andere Ausführungsform. In Pig. 11 ist wie zuvor das Eeil 43 vorgesehen, das das Gerät umgibt, sowie die Röntgenstrahlenquelle 35 und die Detektormittel 48. Der Punkt X stellt den Punkt dar, Ton dem die Strahlung der Quelle 35 ausgeht. Der Punkt O gibt die Lage der in Pig. 6 dargestellten Achse für die Umlaufbewegung an, die zugleich die Achse für das Ieil 43 ist. Der Punkt O ist ferner der Mittelpunkt des für die spezielle Untersuchung ausgewählten kreisförmigen Bereiches. Auch in Pig. 11 ist das Zentrum der Halterung 38, die das flüssige Medium enthält, welches den Zwischenraum zwischen dem Patienten und der Halterung ausfüllt, in bezug auf den Punkt O versetzt, was im allgemeinen der Pail ist. Die linien 65 und 66 sind die Begrenzungen oder die äußeren Strahlen des von der Quelle 35 ausgesendeten Strahlenfeldes.

A,B und D,C sind gerade Linien, die Linien darstellen, die in der oberen Pläche des Blockes 81 und in der unteren Pläche des Blockes 82 in Pig. 9 von einem zum anderen Ende dieser Blöcke gezogen sind. Die Linie AB schneidet den Strahl 65 im Punkt A und den Strahl 66 im Punkt B. In gleicher Weise schneidet die Linie DG den Strahl 65 im Punkt 33 und den Strahl 66 im Punkt G. Unter der Annahme eines orbitalen Radius OX stellt der Bereich zwischen dem Gebiet ABCD und der Außenfläche der Halterung 38 den Bereich der kompensierenden Absorption dar, die bei der Anordnung gemäß PIg. 9 hinzugefügt wird, so daß bei fehlendem Patienten und unter der Annahme, daß der Bereich innerhalb der Halterung 38 mit einem Medium ausgefüllt ist, das etwa den gleichen Absorptionskoeffizienten wie Körpergewebe besitzt, die Gesamtabsorption aller Strahlen des Strahlungsfächers mehr oder weniger gleich Ist und sich mit der Umlauf bewegung des Radius OX nicht ändert. Dies gilt unter der Voraussetzung, daß der Spalt

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zwischen den abs ort) ie r enden Blöcken 81 und 82 vernachlässigbar ist.

In Pig. 11 verlaufen die geraden Linien PQ und SB. wie die Linien AB und DC senkrecht zum orbitalen Radius OX. PQ schneidet den Strahl 65 bei P und den Strahl 66 bei Q, während SR den Strahl 65 bei S und den Strahl 66 bei R schneidet. Ferner sind PQ und SR so angeordnet, daß die Figur PQRS der Figur ABCD geometrisch ähnlich ist. Wenn unter diesen Umständen der Bereich innerhalb der Figur PQRS mit einem absorbierenden Material mit geeignetem Absorptionskoeffizienten für die Strahlung der Quelle 35 gefüllt würde, und wenn eine durch den Kreis 38 bestimmte kreisförmige Ausnehmung in dem Bereich gebildet würde, so daß der verbleibende absorbierende Bereich " dem Bereich innerhalb des Umrisses ABCD geometrisch ähnlich wäre, würde in der Halterung 38 keine Absorption auftreten, da die Absorption "der durch den Bereich PQRS verlaufenden Strahlung identisch mit der Strahlung sein würde, die durch die Absorptionskompensaüonsblöcke 81 und 82 in Fig. 9j diese gerade berührend, verlaufen. In Verfolgung dieser Technik braucht das Absorptionskompensationsmaterial die Halterung 38 nicht ■ zu umgeben, sondern sie kann vollständig an der einen Seite der Halterung angeordnet werden, so daß die Absorptions— kompensation eintritt, bevor die Strahlung auf den Patienten trifft. Wenn die Kompensation innerhalb des Umrisses PQHS nicht vollständig ist, kann sie durch eine zusätzliche Kompensation in einem weiteren geometrisch ähnlichen Absorptionsbereich ergänzt werden, der noch weiter in Richtung auf die Quelle X verschoben ist.

Es sei bemerkt, daß im Terlauf der orbitalen Drehung der Bereich ABCD sich auf die Quelle X zu und wieder von ihr fort-

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"bewegen muß, da die Achse 0 exzentrisch zur Achse des Ringes 38 liegt. Geometrische Ähnlichkeit des. Bereiches PQRS mit dem Bereich ABCD während der Rotation kann daher nur aufrechterhalten werden, wenn dafür gesorgt wird, daß der Bereich PQRS im Verhältnis seines Abstandes von X eine gleiche Bewegung wie ABCD erfährt. Pig. 12 zeigt eine praktische lösung, wie diese proportionale Bewegung erreicht werden kann.

Auch in dieser Pigur ist wieder das umgebende Seil 43 vorgesehen, und O stellt den Ort der Umlaufachse dar. Mit 35 ist wieder die Röntgenstrahlenquelle bezeichnet^wobei X den Punkt darstellt, der als Ausgangspunkt der Strahlung betrachtet wird. Der gegenüber der Umlaufachse O versetzte Punkt 0· stellt die Achse der ringförmigen Halterung 38 dar. Ein mit einer Ausnehmung versehener Block 90 aus absorbierendem Material entspricht dem mit einer Ausnehmung versehenen absorbierenden Bereich PQRS in Pig. 11, wobei der Block 90 eine größere Seitenausdehnung als der Bereich PQRS hat, damit das gesamte Strahlungsfeld, das von der Quelle X ausgeht, stets durch den Block 90 verläuft, und zwar unabhängig davon, in welcher Richtung der Umlaufradius QX im Verlauf der orbitalen Bewegung gerade liegt. Abgesehen von den seitlichen Abmessungen entspricht der Block 90 im wesentlichen dem absorbierten Bereich innerhalb des Umrisses PQRS in !Fig. 11. Es stehen daher die Unterseite und Oberseite des Blocks 90 stets im rechten Winkel zum Umlaufradius OX, während das Zentrum der Ausnehmung des Blockes stets auf der geraden Linie liegt, die den Punkt 0^f mit dem Punkt X verbindet, wobei das Zentrum der Ausnehmung die Mnie 0*X stets im gleichen Verhältnis teilt.

Der Zustand, dass die Unterseite und Oberseite des Blockes 90 senkrecht zum Umlaufradius 0X bleiben, kann durch eine Schiebe-

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Vorrichtung sichergestellt werden, die eine Bewegung des Blockes 90 in Richtung der Umlaufachse 02 erlaubt, die die Bewegung des Blockes seitlich zur-Umlaufachse jedoch nicht "behindert. Um sicherzu stellen, daß die erforderliche Bewegung des Blocks so erfolgt, dass die Verbindung CÖC vom Mittelpunkt der Ausnehmung stets im selben Verhältnis geteilt wird, ist ein gestrichelt dargestellter Scherenmecbanismus 92 zwischen dem Plansch 70 und der Halterung 38 sowie eine quer zur Papierebene durch die Strahlungsquelle X verlaufende Achse vorgesehen. Das mit dem Plansch 70 verbundene Ende des Scherenmechanismus 92 ist am Plansch an einer Stelle "befestigt, Sie auf der Linie θ!κ liegt. Der Block 90 ist drehbar mit dem Kreuzungspunkt 93 des Scherenmechanismus nahe der Oberseite des Blocks befestigt. Diese Verbindung des Kreuzungspunktes mit dem Block kann über einen zwischengeschalteten Rahmen (nicht dargestellt) erfolgen, der den Block 90 hält. Pig. 12 zeigt einen weiteren Block 91, der dem Block 90 ähnlich ist- und zur Vervollständigung der Kompensationswirktrag des Blockes 90 verwendet wird, wenn diese Kompensation noch nicht voll ausreicht. Der Block 91 ist mit dem Scherenmechanismus in gleicher ¥eise wie der Block 90 verbunden.

Pig. 13 zeigt eine Weiterentwicklung der anhand von Pig, 12 beschriebenen Vorrichtung. In Pig. 13 stellt wiederum 0 äie Achse der orbitalen Drehung und Σ den Punkt, von dem die Strahlung der Quelle 35 ausgeht, dar· 0* stellt den Ort eier Achse der ringförmigen Halterung 33 wie zuvor dar. Anstelle des Absorptionskompensationsbereiches, der in Pig. 11 dörefc die Pläche PQRS gegeben ist, ist hier ein Absorptionskompensationsbereich P¹Q¹R¹S* vorgesehen. Die Wirkung der Ausnehmung im Bereich PQRS wird bei der in Pig. 13 dargestellten Anordnung durch eine Einschnürung erzielt. Die Porm dieser Einschnürung

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ist so, daß jeder Strahl, der den Bereich P¹Q¹R¹S¹ passiert, die gleiche Absorption erfährt, als wenn er durch den mit einer Ausnehmung versehenen Bereich PQRS in Pig. 1*1 laufen würde·

Wenn ein Bereich aus absorbierendem Material mit der Konfiguration P'Q'R'S¹ in der Praxis verwendet werden soll, dann ist es notwendig, Yorsorge für die Bewegung des Bereiches auf die Quelle zu und von dieser weg bei der orbitalen Drehung zu treffen· Dies kann wiederum wie bei der Anordnung von Pig· mit einem Scherenmechanismus bewirkt werden, Jedoch zeigt 3?ig. 14 eine andere und bevorzugte lösung. In dieser Pigur haben die Buchstaben OXO¹ und die Bezugsziffer 8 die gleiche Bedeutung wie in Pig. 13. Der Block 100 aus absorbierendem Material entspricht dem absorbierenden Bereich P¹Q¹R¹S¹ in Pig. 13 und ist symmetrisch zu einer Achse, die durch die Quelle X verläuft. Die Seiten des Blockes 100 sind mit länglichen Seilen 101 und 102 verbunden, die an ihrem einen Ende durch einen Stift 103 festgelegt sind, dessen Achse senkrecht zur Papierebene und durch die Quelle X verläuft. In den Seilen 101 und 102 ist jeweils ein Schlitz vorgesehen, in den der Stift eingreift, so daß sich beide Seile frei in ihrer Längsrichtung in Bezug auf den Stift 103 bewegen können. In der Hähe ihres anderen Endes lagern die Seile 101 und 102 auf einer 3"rommeloberfläehe 70*, die als eine Verlängerung des Plansches 70 der ringförmigen Halterung 38 angesehen werden kann, jedoch hat die Srommeloberfläche 70* einen beträchtlich größeren Durchmesser als der Plansch 70. Die Teile 101 und 102 werden mittels nicht dargestellter Spannfedern gegen die Irommeloberfläche 70* gedrückt. Bei der orbitalen Drehung bewegt sich der Block 100 aus absorbierendem Material in der erforderliehen Weise auf die Quelle 35 zu oder von dieser weg. Da sich jedoch der Winkel zwischen den Seilen 101 und 102 bei der orbitalen Bewegung ändert, muß der Block 100 aus flexiblem

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Material "bestehen. Die erforderliche Nachgiebigkeit wird durch das Vorhandensein der Einschnürung in dem Block unterstützt. Die Nachgiebigkeit des Blockes Ioο unterstützt ferner die Übereinstimmung der guten Genauigkeit mit "der Absorption der Strahlen, die durch den mit einer Ausnehmung versehenen Block PQRS in Pig. 11 verlaufen, und zwar unabhängig von den Änderungen der Lage des Blockes innerhalb des von der Quelle X ausgesendeten Strahlungsfeldes, wenn die orbitale Bewegung stattfindet.

Pig* 15 und 16 zeigen verschiedene Ansichten einer weiteren Ausführungsform der Iiokalisierungsmittel 3 in Pig. I. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß sie bei Patienten mit stark unterschiedlichen Eörperabmessungen verwendbar ist. In Pig. 15 sind zwei ringförmige Plus sigke its dichtungen llo mit relativ drehbaren Innen- und AußenringenKo^pseten. Die^ ringförmigen Dichtungen llo liegen parallel zueinander und konzentrisch zur Drehachse der Abtastvorrichtung.12, 14» 15 in Pig. 1. Die beiden Dichtungsringe llo sind jeweils an den beiden Teilen 111 und 112 eines Wasserbeutels befestigt. Der Teil 111 ist an den Innenringen und der Teil 112 an den Außenringen der ringförmigen Dichtungen Ho befestigt. Sie ringförmigen Dichtungen llo erlauben eine relative Drehung der inneren und äußeren Beutelteile zueinander. Die Ringe der Abdichtungen llo, an denen der innere Teil 111 des Wasserbeutels befestigt ist, sind fest in bezug auf die Abtastvorrichtung des Gerätes während des Abtastvorganges. Andererseits sind die Ringe der Abdichtungen llo, an denen der äußere Teil 113 des Wasserbeutels befestigt ist, so gelagert, daß sie mit der Abtastvorrichtung rotieren.

Wenn sich in dem Gerät ein Patient befindet und sich ein Teil seines Körpers durch die ringförmigen Dichtungen llo erstreckt,

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bewirkt ein Einfüllen von Wasser in den durch die !eile lllund 112 gebildeten Beutel, daß der (Eeil 111 den Körper des Patienten herunterdrückt. Gleichzeitig wird der Teil 112 gegen zwei steife, querrerlaufende !eile 113 und 114 aus Perspex gepreßt.

Diese Teile liegen zueinander parallel, haften einen gleichmäßigen Querschnitt und bewegen sich mit der Abtastvorrichtung.

Pig. 16 zeigt eine Vorderansicht der Anordnung in Pig. 15« In Pig. 16 ist mit 61 der Querschnittsumriß des Körpers eines zu untersuchenden Patienten "bezeichnet, und Verschluß teile 115 schließen den Teil 112 des Wasserbeutels an seinen Enden beiderseits des Patienten ab. Unter der Annahme, daß der Körper des Patienten durch ein gleiches Wasservolumen ersetzt wird, sieht man, daß durch den Wasserbeütel und die querverlaufenden Perspex-Teile 113 und 114 ein ähnliches Dämpfut^sglied gebildet wird wie die Platte 13 in Pig. 1. Die Teile 113 und 114 müssen im Querschnitt so dick bemessen werden, daß sie durch den Druck im Wasserbeutel nicht deformiert werden. Die in Pig. 15 und 16 dargestellte Konstruktion kann natürlich auch bei anderen erf indungsgemäßen Geräten angewendet werden, beispielsweise bei dem in Pig. 5 und 6 dargestellten Gerät.

Die in Pig. 17 dargestellte Anordnung enthält eine Strahlungsquelle 121, die einen Strahl. 122 erzeugt. Der Strahlungsquelle 12o gegenüberliegend sind auf die Strahlung ansprechende Detektormittel 123 vorgesehen. Die Detektormittel bestehen vorzugsweise aus einem Natriumiodid- oder Zäsiungodiddetektor, der optisch, mit einer entsprechenden Potovervielfacherrohre gekoppelt ist (nicht dargestellt). Die Potoverviel£ach.erröhre erzeugt Ausgangssignale, die ein Maß der Absorption sind, die

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die Strahlung von der Quelle 12o "beim Durchlaufen eines Körpers (nicht dargestellt) erfährt, der in einer zylindrischen Lokalisierungsvorrichtung 124 angeordnet ist. Zur Bildung des erwähnten Strahles sind alle Detektormittel mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Kollimator versehen.

Die Quelle 121 und die Detektormittel 123 sind linear in Kanälen 125 und 126 relativ zu der Lokalierungsvorrichtung 12o "bewegbar, so daß eine translatorische Abtastung der Strahlung in einer interessierenden Ebene des in der Vorrichtung 124 befindlichen Körpers bewirkt wird.

Zwischen der Quelle 121 und der Lokalisierungsvorrichtung 124 einerseits und zwischen der Torrichtung 124 und den Detektormitteln 123 andererseits sind entsprechende Kompensationsoder Dämpfungsgiieder 127 und 128 vorgesehen, die aus Perspex bestehen. Die !Punktion der Glieder 127 und 128 besteht in Verbindung mit zwei weiteren kompensierenden Gliedern 129 und 13o, die aus dem gleichen Material bestehen, darin, der Strahlung von der Quelle 121 eine nahezu konstante Absorption oder Dämpfung zu bieten, wenn die translatorische Abtastung.erfolgt und die Lokalisierungsvorrichtung 124 durch eine nicht dargestellte homogene Scheibe aus dem gleichen Material wie die kompensierenden Teile ersetzt ist. Die Teile 127, 128, 129 und 13o bilden somit ein Dämpfungsglied oder eine Dämpfungsmasse. Hierdurch wird sichergestellt, daß bei der Abtastung des in dem Gerät befindlichen Körpers Schwankungen der Absorption, die durch Schwankungen in den Ausgangesignalen der Fotovervielfacher dargestellt werden, Schwankungen innerhalb des Körpers zugeschrieben werden können. Unter gewissen Umständen - was nachfolgend

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erläutert wird - ist es nicht möglich, die Absorption bei fehlendem Eörper bei der lateralen Abtastung vollständig konstant zu aalten, und unter diesen Umständen wird ein Computer, der die Ausgangesignale verarbeitet, so programmiert, daß Schwankungen der Absorption, die nicht vom Körper stammen, bei der Auswertung und Verarbeitung der Ausgangssignale bei im Gerät befindlichem "Körper berücksichtigt werden.

Die Quelle 121, die Detektormittel 123 und die kompensierenden Teile 127 bis 13o rotieren relativ zu der Körperlokalisierungsvorrichtung 124» und sie sind in einem gemeinsamen Rahmen 1.33 gelagert, der zu einem (üblicherweise schrittweisen) Umlauf um eine Achse veranlaßt wird, die senkrecht zur Ebene des Strahls 122 und durch den Körper verläuft.

Die !eile 129 und 13o haben etwa die Form gleichschenkliger Dreiecke mit konkaven Basen, wobei die konkaven Basen so gekrümmt sind, daß sie auf die äußere Zylinderfläche der Lokalisierungsvbrrichtung 124 passen. Die Teile 129 und 13o werden nachgiebig gegen, die Vorrichtung 124 gedrückt, was schematisch durch zwei Druckfedern 131 und 132 angedeutet ist. Es aat sich gezeigt, daß das Kunststoffmaterial der Teile und 13o leicht auf der Oberfläche der Torrichtung 124 gleitet, die aus Aluminium besteht, ohne daß spezielle lagerflächen erforderlich sind.

Ein besonderer Vorteil des in Pig. 17 dargestellten Gerätes besteht darin, daß eineAnpassung an unterschiedliche Körperabmessungen möglich ist, ohne daß die Quelle 121, die Detektormittel 123, der Rahmen 133 oder die größeren Kompensationsglieder 127 und 128 bewegt werden müssen. Es ist

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lediglich erforderlich, die kleineren Kompensationsglieder 129 und 13σ zusammen, mit den zugehörigen Gliedern zu entfernen und die Lokalisierungsvorrichtung 124 axial herauszuziehen. Wenn dann ein wesentlich kleinerer Körper in dem Gerät untersucht Airerden soll, dann wird - wie in Pig. 18 dargestellt die Torrichtung 124 durch eine entsprechend kleinere Vorrichtung 124*, die Teile 129 und 13o durch entsprechend kleinere Teile 129* und 13ο¹ ersetzt, und es werden längere Federn 132' und 133^f vorgesehen. In Pig. 18 wie auch in Pig. 17 ist der Strahl 122 in der linken Endstellung der translatorischen Abtastbewegung dargestellt, um anzuzeigen, daß ein überhub "bei der translatorischen Bewegung vorgesehen ist, der eine Anordnung der Quelle 121 und der 33etektonaittel

123 vollständig außerhalb der Lokalierungsvorriehtung 124 oder 124' für Eichzwecke erlaubt. Aus Pig. 18 ist ersichtlich, daß die geraden Seiten der Teile 129' und 13ο¹ ebenso wie die geraden Seiten der Teile 129 und 13o in Pig. 17 parallel zu den geneigten Plächen der Teile 127 und 128 liegen· Die kleinen gekrümmten Bereiche der Teile 127 und 128 sind so bemessen, daß sie der Krümmung der Außenfläche der Körperlokal is ierungsvorrichtung 124 entsprechen , die einen Behälter für einen Körper mit Durchschnittsgröße darstellt, so daß bei Verwendung einer kleinerer Vorrichtung (wie 124¹) oder einer größeren Vorrichtung geringe Änderungen in der Absorption in der Mitte der translatorischen Abtastbewegung infolge der geringfügigen Pehlanpassung der Krümmung zwischen der Lokalisierungsvorrichtung und den gekrümmten Bereichen der Teile 127 und 128 auftreten. Solche Änderungen können jedoch in der zuvor beschriebenen Weise durch entsprechende Programmierung des Rechners kompensiert werden.

Obwohl im Betrieb des Gerätes die Lokalis ie rungsvorrictitung

124 fest in bezug auf die Abtastvorrichtung ist, kann auch

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der Pall eintreten, daß sich, die Körperlokalisierungsvorrichtung nicht genau, in der Mitte zwischen den beiden Gliedern 127 und 128 "befindet, und in diesem Falle sorgen die Überhubstellungen an der linken und rechten Seite der Torrichtung für die Erzeugung einer Information, die dieses anzeigt, und die so gewonnene Information kann dazu verwendet werden, den Rechner so vorzuprogrammieren, daß die vom Zentrum abweichende lage kompensiert wird.

Wenn beispielsweise in Pig. 18 die Körperlokalisierungsvorrichtung aus der dargestellten zentralen Lage nach links verlagert wird, dann, nehmen die Überhubwerte desTOÜsbändig lMcs von der Vorrichtung 124 befindlichen Strahls 122 Absorptionswerte an, die höher sind als sie sein sollten, weil das Glied 129 nach links verlagert ist, während die Überhubwerte bei vollständig rechts von der Vorrichtung 124 befindlichem Strahl Absorptionswerte ergeben, die kleiner sind als sie sein sollten, weil das Glied 13o nach links verlagert worden ist. Diese tJberhubwerte . werden in den Rechner eingegeben, der linear zwischen ihnen extrapoliert und eine Kompensation für jeden Punkt der lateralen Abtastung bewirkt.

Bei einer in Pig. 9 dargestellten zweckmäßigen Ausführungsform besteht die Körperlokalisierungsvorrichtung 124 aus zwei halb zylindrischen Teilen, von denen nur das eine Teil 134 dargestellt ist. Diese Teile bestehen aus Aluminium mit einer Dicke von o,5 mm,und an diese Seile schließen sich an den Enden Randteile 135 vnä 136 mit einer Dicke von 13 mm an. Die axiale Ausdehnung der Randteile beträgt 6,4 mm. In den Teil 134 wird ein Beutel 137 gelegt, der entweder leer ist oder ein wenig Wasser enthält. Dann wird der Patient so auf das Teil 134 gelegt, daß der zu untersuchende Körperteil sich über dem Beutel 137 befindet. Die freien Enden des Beutels,

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die außen über das Teil 134 herunterhängen, werden dann um den Patienten gewickelt, so daß sieb, ihre Enden überlappen, und der zweite zylindrische Teil der Torrichtung 124 wird auf das Teil 134 so aufgelegt, daß entsprechende Teile aneinander anliegen^und durch geeignete Mittel festgelegt.

Dann wird Wasser in den Beutel 137 gepumpt, bis dieser stramm um den Körper des Patienten liegt, so daß Luft aus dem interessierenden Bereich, d.h. dem Bereich rund um den Patienten, der von der Ebene der untersuchenden Strahlen geschnitten wird, verdrängt wird.

Das oben beschriebene Verfahren kann zur Untersuchung vieler Körperteile eines Patienten verwendet werden. Wenn jedoeli eine Ebene durch die Lungen untersucht werden soll, enthalten große Bereiche der Ebene Luft, und es hat sich daher als unnötig erwiesen, den Körper mit Wasser zu umgeben, da dieses Mittel dazu dient, Diskontinuitäten der Absorption zu vermindern, die die Strahlung auf ihrem Weg von der Quelle zu den Detektormitteln erfährt. Die Körperlokalisierungsvorrichtung kann unter diesen Umständen auch entfallen, und zwei speziell geformte Teile 138, von denen eines in Pigdargestellt ist, dienen als Ersatz für die Glieder 127 und 128 in Pig. 17 und 18. Die Porm der Teile 138 ist so gewählt, daß bei der Untersuchung einer Ebene durch die Lungen der Tatsache Rechnung getragen wird, daß zwei große Bereiche mit Luft normalerweise von einem durchgehenden Bereich aus Körpergewebe getrennt sind, in dem sich das Herz befindet. Daher ist im mittleren Bereich die Dicke der Teile 138 vermindert im Vergleich zur Dicke in Bereichen, die über den großen Luftzonen liegen, so daß Schwankungen der Absorption bei der lateralen Abtastung auf ein Minimum gebracht werden., und die Auflösung des Gerätes verbessert wird· Wenn durch, die'!Ringen

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Terlaufende Ebenen untersucht werden, wird der "üfullpegel" des Gerätes so gewählt, daß er der Absorption von Luft entspricht, während "bei der Untersuchung anderer Ebenen des Körpers der "SFullpegel" so gewählt wird, daß er der Absorption Ton Eörpergewebe entspricht - d.h. annähernd der Absorption Ton ¥asser. Es sei bemerkt, daß die Erfindung bei zahlreichen Geräten und unterschiedlichen Strahlabtastsystemen anwendbar ist. Auch kann anstelle einer einzelnen Ebene gleichzeitig eine Abtastung in benachbarten parallelen Ebenen unter Verwendung derselben Strahlungsquelle und DSmpfungsmasse erfolgen. Auch ist bei der Wahl der 3)ämpfungssasse achtzugeben. Im Interesse einer hohen Genauigkeit sollte die Dämpf ungsmasse so sein, daß sie nicht über Gebühr das Erequenzspektrum der durchdringenden Strahlung stört. Absorbierende Massen aus Wasser oder anderen Kunststoffen sind geeignet.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentanspruch.

1.)Gerät zur Untersuchung eines Körpers mittels durchdringender Strahlung, dadurch, gekennzeichnet, daß eine Lokalisierungsvorrichtung (3» 38, 124) mit einer den zu untersuchenden Teil des Patienten umschließenden Ausnehmung ; (11), eine um eine durch die Ausnehmung (ll) verlaufende . j Achse (6o) drehbare Abtastvorrichtung mit einer Quelle · | (12, 3-5) für durchdringende Strahlung und Detektormitteln i . j (4o, 48) zum Empfang von die Ausnehmung (U) durchlaufenden _: | Strahlen vorgesehen sind, daß Mittel (16) zur Drehung der ■ Abtastvorrichtung um die Achse (6o) derart vorgesehen . ; sind, daß die Strahlung die Ausnehmung in ihrer Ebene | unter verschiedenen Winkeln durchlaufen kann, und daß > eine Dämpfungsmasse (13,· 81, 82, 91, 92, loo, 127-13o) ; ' frei von der Lokalisierungsvorrichtung und um diese "bei der _; Drehung der Abtastvorrichtung drehbar so angeordnet ist, daß sie der Strahlung in den verschiedenen Winkelstellungen ; der Strahlungsvorrichtung stets das gleiche Profil bietet, ; und daß die Anordnung so getroffen ist, daß sich die Lokalisierungsvorrichtung (3, 38, 124) in einer festen Lage · zur Abtastvorrichtung "bei deren Drehung befindet.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß die Lokalisierungsvorrichtung (3) durch die Abtastvorrichtung j bei deren Drehung in ihrer Lage gehalten wird. . ;

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet» daß \ die Lokalisierungsvorrichtung (3, 38, 124) aus mehreren ; Teilen (4,5; 38-^ 38₂; 134) besteht, die zur Erleichterung '; der Einführung des Patienten geöffnet oder getrennt werden i können. !

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4. Gerät nach. .Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Lokalis ie rungs vorrichtung (3) aus einem Ring und die .Dämpfungsmasse aus einem massiven Eörper (13) besteht, der mit der Außenfläche des Ringes in Berührung steht und um diese bei Drehung der Abtastvorrichtung herumläuft.

5. Gerät nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß

der massive Körper (13) von der Lokalisierungsvorrichtung (3) fortbewegbar ist, um die Positionierung des Patienten oder den Ersatz der Lokalisierungsvorrichtung zu erleichtern.

6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Positionierung des Patienten in der Ausnehmung (11) ein Wasserbeutel (1, 37, 72, 137) zur Ausfüllung der Zwischenräume zwischen dem Patienten und der Lokalisierungsvorrichtung vorgesehen ist.

7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeiohnet, daß die Dämpfungsmasse aus zwei sattelförmigen Blöcken (81, 82) besteht, die auf die Lokalisierungsvorrichtung (38) passen und so angeordnet sind, daß einer zwischen der Strahlungsquelle (35) und der Lokalisierungsvorrichtung (38) und der andere zwischen, der Lokalisierungsvorriohtung (38) und den Detektormitteln (14) liegt, wobei die Oberfläche des ersten Blockes, in die die Strahlung eintritt, zur Oberfläche des zweiten Blockes, aus der die Strahlung austritt, parallel ist.

8. Gerät nach Anspruch 7j dadurch gekennzeichnet, daß die sattelförmigen Blöcke (81, 82) durch Federkraft mit der Außenfläche der Lokalisierungsvorrichtung (38) in Eontakt gehalten werden.

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9. Gerät nach. Anspruch.'7 oder 8, dadurch, gekennzeichnet, daß die sattelförmigen Blöcke (81, 82) wenigstens teilweise so flexibel sind, daß sie sich." eng an die Lokalisierungsvorrichtung anlegen können.

10. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Einstellung der Achse der LokalisierungsVorrichtung derart vorgesehen sind, daß die Achse gegenüber der Rotationsachse der Abtastvorrichtung versetzt werden kann.

11. Gerät nach Anspruch. Io, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die eine exzentrische Bewegung der Dämpfungsmasse in bezug auf die Abtastvorrichtung bei deren Drehung zulassen, so daß die Dämpfungsmasse auch bei einem Versatz der Achsen um die Abtastvorrichtung rotieren kann.

,12. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lokalisierungsvorrichtung während des Betriebes des Gerätes relativ zu einer Unterlage (32, 33) für den Patienten festlegbar ist, wobei die Lokalisierungsmittel einen mittleren Ieil des'Körpers umschließen, und daß bei der Rotation der Abtastvorrichtung um die Unterlage deren eines Ende von der Achse (41) der Abtastvorrichtung gehalten wird.

13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (35) und die Detektormittel (48) axial von der Achse (41) in Achsrichtung so weit entfernt sind, daß mittlere Seile des Körpers untersucht werden können, und daß die Abtastvorrichtung auf Umfangslagern (45) in der Nähe der Strahlungsquelle und der Detektormittel so gelagert ist,. daß der Patient in die drehbare

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Abtastvorrichtung einführbar ist.

14. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dach roh gekennzeichnet, daß die Dämpfungsmasse aus einem oder mehreren massiven, einen Abstand von der Lokalisierungsvorrichtung aufweisenden Gliedern Gesteht, die so geformt sind, daß sie unterschiedliche ¥eglängen der die Ausnehmung 0-1) durchlaufenden Strahlen kompensieren.

15. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzelohnet, daß die Körperlokalisie !neigevorrichtung zwei in Achsrichtung einen Abstand voneinander aufweisende Ringkörper enthält, deren fluchtende Ausnehmungen den zu untersuchenden Körper umgeben, daß die Strahlungsquelle und die Detektormittel so angeordnet sind, daß die Strahlung durch eine Ebene verläuft, die senkrecht zur Abtastvorrichtung und zwischen den Ringkörpern liegt, daß ein flexibler ringförmiger Wasserbeutel vorgesehen ist, dessen Innenwand zwischen den Ringkörpern verläuft und an diesen befestigt ist, und dessen Außenwand sich zwischen anderen Ringkörpern erstreckt und an diesen befestigt ist, die in bezug auf die erstgenannten Ringkörper drehbar and, aber gegenüber diesen ringförmige Wasserdichtungen bilden, und daß die Lokalisierung des Patienten in bezug auf die Abtastvorrichtung durch Füllung des Beutels mit Wasser erfolgt.

16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß . !formteile vorgesehen sind, die zwei Außenflächen des Wasserbeutels parallel zueinander und senkrecht zur Strahlung der Quelle halten, so daß das Wasser die Bämpfungsmasse für die Kompensation der Schwankungen der Weglänge für die Strahlung durch den Patienten bildet.

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17. Gerät nach. Anspruch. I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsmasse aas wenigstens einem von der Lokalis ierungsvorrichtung einen Abstand aufweisenden Teil (127, 128) und zwei teilen (129, 13o) besteht, die die Außenfläche der Lokalisierungsvorrichtung (124) an gegenüberliegenden Seiten berühren und wegbewegt werden können, um eine Entfernung und einen Ersatz der Lokaliserungsvorrichtung zu ermöglichen.

18. Gerät nach Anspruch. I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsmasse flexibel ist.

19. Gerät nach Anspruch. I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsmasse vollständig auf der der Strahlungsquelle zugewandten Seite der Lokalisierungsvorrichtung angeordnet ist.

Bs/so

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