DE2503789B2 - Einrichtung zum Ermitteln der Absorption einer Strahlung in einer Ebene eines Körpers, mit einer Anordnung einer Strahlenquelle und einer Vielzahl von Strahlendetektoren, die relativ zu dem Körper kontinuierlich gedreht wird - Google Patents

Description

Einrichtung zum Ermitteln der Absorption einer Strahlung in einer Ebene ein?" Körpers, mit einer Anordnung einer Strahlenquelle und einer Vielzahl von Strahlendetektoren, die relativ zu dem Körper kontinuierlich gedreht wird.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine derartige Anordnung ist im wesentlichen aus der GB-PS 12 83 915 bekannt. Bei dieser Anordnung können Fehler bei der Rekonstruktion der Absorptionsverteilung auftreten, die — wie der Erfinder erkannt hat — darauf beruhen, daß bei der Abtastung insb. feiner Strukturen (Raum-) Frequenzkomponenten auftreten können, die größer sind als die halbe Abtastfrequenz.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mit einfachen Mitteln eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei ihr diese Art von Rekonstruktionsfehlern nicht auftritt. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches I angegebenen Maßnahmen gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. I eine Einrichtung in stark vereinfachter schematischer Darstellung,

Fig.2 den zeitlichen Verlauf des Ausgangssignals eines Sirahlendetektors.

Fig, I zeigt eine Sirahlenquelle 1 für Röntgenstrahlung und eine Anzahl von auf einem Bogen nebeneinander angeordneten Strahlendetektoren 51, S 2 bis SN usw. Zwischen der Strahlenquelle und den Strahlendetektoren befindet sich ein zu untersuchender Körper 2, der die von der Strahlenquelle I emittierte Röntgenstrahlung in Abhängigkeit von seiner Dicke und seiner Dichte schwächt, so daß das Ausgangssignal der einzelnen Strahlendetektoren von der Dicke und der

Dichte des Bereiches des Körpers 2 abhängt, der sich

jeweils zwischen der Strahlenquelle 1 und dem betreffenden Strahlendetektor befindet Die Strahlenquelle 1 und die Strahlendetektoren sind durch eine nicht dargestellte Einrichtung gemeinsam um eine auf der zu untersuchenden Ebene senkrecht stehende Achse

Omit konstanter Winkelgeschwindigkeit drehbar. Jedem Strahlendetektor ist ein Tiefpaß 3 zugeordnet,

ίο dessen Ausgangssignal dem Eingang einer Abtasteinrichtung zugeführt wird, die das Ausgangssignal des Tiefpasses 3 periodisch abtastet und bis zum nächsten Abtastzeitnunkt speichert In der Zeichnung sind der Einfachheit halber nur der dem Strahlendetektor SN

!5 zugeordnete Tiefpaß und die daran angeschlossene Abtasteinrichtung 4 dargestellt

In Fig.2 stellt die mit 5 bezeichnete ausgezogene Kurve den Verlauf des Ausgangssignals des Strahlendetektors in Abhängigkeit von dem Drehwmkel φ der Anordnung Strahlenquelle-Strahlendetektoren bzw. — da zwischen dem Drehwinkel und der Zeit ein linearer Zusammenhang besieht — in Abhängigkeit von der Zeit dar. Bei der Anordnung gemäß der eingangs erwähnten GB-PS 12 83 915 wird nur der sich in periodischen Zeitabständen (T, IT, 3T) usw.) ergebende Wert des Ausgangssignals verarbeitet Da nun, wie die Darstellung zeigt das Ausgangssignal — bedingt durch feine Strukturen im Objekt — zwischen zwei Abtastzeitpunkten sich relativ schnell ändert mithin also Komponenten mit einer Frequenz aufweist die wesentlich größer ist als die Abtastfrequenz, ergeben sich systematische Fehler, weil nach dem Abtasttheorem ein Signal nur fehlerfrei abgetastet werden kann, wenn es keine Frequenzkomponenten enthält, die größer sind als die halbe Abtastfrequenz. Das Ausgangssignal eines Strahlendetektors (bei ständig eingeschalteter Strahlenquelle) kann aber solche Frequenzkomponenten enthalten, und es kann deshalb bei der bekannten Anordnung vorkommen, daß im Abtastaugenblick das Signal des Detektors durch eine im Verglich zur Abtastperiode kurzzeitige Spitze oder durch einen Einbruch verfälscht wird.

Dieser Fehler wird bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung dadurch vermieden, daß das Ausgangssignal eines jeden Strahlendetektors über einen Tiefpaß 3 geführt wird, dessen Grenzfrequenz ungefähr der halben Abtastfrequenz (1/2TJ entspricht wodurch alle höheren Frequenzkomponenten, die bei der anschließenden Auswertung zu Fehlern führen könnten, eliminiert werden. In Fig. 2 ist das Ausgangssignal des Tiefpasses durch die gestrichelte Kurve 6 angedeutet. Dieses Ausgangssignal wird von der nachgeschalteten Abtasteinrichtung 4 in periodischen zeitlichen Abständen (T, IT, JTusw.) bzw. nach Durchlaufen jeweils eines bestimmten Winkels (z. B. 3°, 6°, 9" usw.) abgetastet und gespeichert. Das Ausgangssignal der Abtasteinrichtung 4 wird auf nicht näher erläuterte, etwa aus der GB-PS 12 83 915 bekannte Weise weiter verarbeitet. Die dabei erforderliche Logarithmierurg kann sowohl vor als auch hinter dem Tiefpaß erfolgen.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Einrichtung ist vergleichsweise einfach, weil die Strahlenquelle nicht »geblitzt« werden muß, sondern ständig eingeschaltet ist, und eine vollständige Messung kann relativ schnell durchgeführt werden, weil die Anordnung von Strahlenquelle und Strahlendetektoren zur Gewinnung eines Abtastwertes nicht angehalten werden muß, sondern kontinuierlich mit konstanter Winkelgeschwindigkeit

gedreht werden kann.

Wird anstelle eines Strahlendetektors, bei dem die Amplitude des Ausgangssignals von der Intensität der Strahlung abhängt, ein Sirahlendetektor verwendet, der eine von der Strahlenintensität abhängige Anzahl von Impulsen liefert, dann kann die Tiefpaßfilterung durch Integration bzw. Summierung der Impulse Ober eine Abtastperiode angenähert werden.

Wird die Intensität der Strahlenquelle moduliert, z. B. durch eine entsprechend modulierte Gleichstromversorgung oder mechanisch mittels eines bewegten Gitters, so enthält des Ausgangssignal eines jeden Strahlendetektors neben einer Gleichstromkomponente eine Trägerfrequenz, um die herum ein Spektrum entsprechend der Modulation durch die Dichte des Objektes auftritt. Die TiefpaOfilterung kann dabei entweder dadurch erfolgen, daß das Ausgangssignal demoduliert wird und einem Tiefpaß zugeführt wird, dessen Ausgang an die Abtasteinrichtung angeschlossen ist, oder dadurch, daß das Ausgangssignal eines jeden Strahlendetektors über einen Bandpaß und einen Demodulator der Abtasteinrichtung zugeführt wird; im letzteren Falle muß die Mittenfrequenz des Bandpasses der Trägerfrequenz entsprechen und die Bandbreite der Abtastfrequenz.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Ermitteln der Absorption von Strahlung in einer Ebene eines Körpers, mit einer Strahlenquelle und einer Vielzahl von hinter dem Körper in der Ebene angeordneten Strahlendetektoren, wobei die Anordnung von Strahlenquelle und Strahlendetektoren relativ zum Körper kontinuierlich gedreht wird und in verschiedenen Stellungen der Anordnung die Absorption des Körpers gemessen wird, wobei ferner die Strahlenquelle ständig eingeschaltet oder moduliert ist und die Ausgangssignale der Strahlendetektoren einer Abtasteinrichtung zugeführt werden, die die Signale mit einer vorgegebenen Abtastfrequenz periodisch abtastet, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Strahlendetektoren (Si, 52, SNusw.) und die Abtasteinrichtung (4) ein Tiefpaß (3) geschaltet ist, dessen Grenzfrequenz etwa halb so groß wie die Abtastfrequenz (1 IT)ist.

2. Eiartchtung nach Anspruch 1 mit einer modulierten Strahlenquelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Strahlendetektoren (SX, SA/usw.) über einen Bandpaß und einen den Tiefpaß enthaltenden Demodulator der Abtasteinrichtung (4) zugeführt werden.

3. Einrichtung nach Ansp.-uch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandbreite des Bandpasses ungefähr der Abtastfrequenz (MT)entspricht.