DE2503980B2

DE2503980B2 -

Info

Publication number: DE2503980B2
Application number: DE2503980A
Authority: DE
Inventors: Godfrey Newbold Newark Nottinghamshire Hounsfield (Grossbritannien)
Original assignee: EMI Ltd HAYES (GROSSBRITANNIEN)
Current assignee: EMI Ltd HAYES (GROSSBRITANNIEN)
Priority date: 1974-01-31
Filing date: 1975-01-29
Publication date: 1978-10-12
Also published as: JPS5436037B2; DE2503980A1; JPS50109782A; JPS5538185A; NL174700C; DE2559427C3; DE2559427A1; NL174700B; GB1493594A; FR2273439A1; DE2559427B2; FR2273439B1; NL7501207A; JPS6147539B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Untersuchung eines Körpers mittels durchdringender Strahlung, insbesondere Röntgen- oder Gammastrahlung, mit einer Strahlenquelle zur Erzeugung eines ebenen, fächerförmigen Sektors von Strahlen in der Ebene des zu untersuchenden Körperquerschnitts, mit einer im Abstand von der Strahlenquelle angeordneten, aus mehreren Detektoren bestehenden Detektoranordnung in der Ebene des fächerförmigen Sektors, mit einer Aufnahmevorrichtung zur Plazierung des Körpers im Zwischenraum zwischen der Strahlenquelle und der Detektoranordnung, mit Antriebs- und Führungsmitteln für gemeinsame orbitale Drehungen um den zu untersuchenden Körper, und mit einer einen Rechner und Matrix-Speicher enthaltenden Auswertschaltung für die Rekonstruktion der Verteilung der Strahlenabsorption in der Querschnittsebene des Körpers, welcher die die Absorption des zu untersuchenden Körpers längs zahlreicher, innerhalb des fächerförmigen Strahlensektors verlaufender Wege darstellenden Detektorausgangssignals zugeführt sind.

Bei der in der DE-OS 19 41433 beschriebenen Anordnung wird ein von einer Strahlenquelle erzeugtes Strahlenbündel durch einen in einer Aufnahmevorrichtung plazierten Körper geleitet. Auf der der Quelle gegenüberliegenden Seite des Körpers ist ein Detektor angeordnet, der das Strahlenbündel empfängt, nachdem dieses den Körper durchlaufen hat. Das Strahlenbündel wird einer Abtastbewegung unterworfen, so daß dieses der Reihe nach eine große Zahl unterschiedlicher

ίο Positionen einnimmt. Der Detektor stellt das Maß der Absorption des Strahlenbündels in jeder dieser Positionen fest. Damit das Strahlenbündel diese verschiedenen Positionen einnehmen kann, sind Antriebs- und Führungsmittel vorgesehen, mit denen die Strahlenquel-Ie und der Detektor in einer Ebene hin- und herbewegt und ferner um eine zu dieser Ebene senkrechte Achse gedreht werden kann. Die Positionen des Strahlenbündels liegen somit in einer durch den Körper verlaufenden Ebene, über der die Verteilung der Absorptionskoeffizienten für die verwendete Strahlung durch Verarbeitung der vom Detektor abgeleiteten Strahlabsorptionsdaten gewonnen wird. Die Verarbeitung erfolgt so, daß die schließlich dargestellte Verteilung der Absorption das Ergebnis sukzessiver Annäherungen ist.

Die bekannte Anordnung hat sich als sehr erfolgreich bei der Herstellung von Querschnittsdarstellungen von Teilen des lebenden Körpers, beispielsweise des Kopfes, erwiesen. Dh in der erwähnten Anmeldung beschriebene Anordnung zur Durchführung des Abtastvorganges ist jedoch verhältnismäßig langsam, und bei der Abtastung bestimmter Körperteile ist eine erheblich schnellere Abtastgeschwindigkeit erwünscht und erforderlich.

In der DE-OS 24 27 418 ist ein Gerät beschrieben, mit dem die Abtastung der Absorptionsdaten verhältnismäßig rasch durchführbar ist. Bei dieser Anordnung werden die Meßwerte dadurch gewonnen, daß ein von einer Quelle ausgehendes fächerförmiges Feld von Röntgenstrahlen durch den Körper geschickt und auf der anderen Seite des Körpers eine Reihe von Detektoren vorgesehen wird, um die entlang einer Reihe vor. Strahlenwegen innerhalb des Strahlenfeldes übertragene Strahlung zu messen. Das fächerförmige Strahlenfeld erstreckt sich über einen so großen Winkel, daß der gesamte interessierende Bereich der Ebene des Körpers erfaßt wird, so daß eine vollständige Abtastung allein durch eine Umlaufbewegung der Quelle und der Detektoren um den Körper bewirkt werden kann.

In der DE-OS 24 20 500 ist ein Gerät zur Verarbeitung der Absorptionsdaten durch ein Konvolutionsverfahren beschrieben. Dieses Verfahren erlaubt eine raschere Verarbeitung als das in der DE-OS 19 41 433 beschriebene !iterative Verfahren.

Im Interesse einer raschen Abtastung und einer raschen Datenverarbeitung ist es daher erwünscht, die mit einem Gerät der in der DE-OS 24 27 418 beschriebenen Art abgeleiteten Absorptionsdaten einer Datenverarbeitung zu unterziehen, wie sie in der DE-OS 24 20 500 beschrieben ist. Eine Schwierigkeit besteht jedoch darin, daß bei einem solchen radiographischen Gerät die Absorptionsdaten in einer Reihenfolge erzeugt werden, die für die Datenverarbeitung nicht geeignet ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Signale in der erforderlichen Weise für die Datenverarbeitung aufzubereiten.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Auswertschaltung ein zusätzlicher Speicher vorgeschaltet ist und eine Sortierschal-

tung zur Zusammenfassung der im Verlauf zahlreicher kleinerer Winkeischritte der Antriebs- und Führungsmittel abgeleiteten Detektorausgangssignale in dem Speicher in Gruppen zueinander paralle.'er Strahlen vorhanden ist.

Vorzugsweise sind dabei in bekannter Weise die Antriebs- und Führungsmittel so ausgebildet, daß die Strahlenquelle und die Detektoranordnung um eine gemeinsame Achse umlaufen, die senkrecht zur Ebene des fächerförmigen Sektors verläuft. Hierbei sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Antriebs- und Führungsmittel sowie die Sortierschaltung so ausgelegt, daß die Gruppe von Detektorausgangssignalen, die parallelen Wegen entsprechen, von der Detektoranordnung der Reihe nach in solchen Zeitintervallen abgeleitet ist, daß die orbitale Bewegung während jedes Zeitintervalls gleich dem Winkelabstand zwischen benachbarten Strahlen in dem fächerförmigen Sektor ist.

Gegenüber einer ortsfest auf einem Kreisbogen angeordneten Detektoranordnung, die ebenfalls möglich wäre, hat die Verwendung einer mit der Strahlenquelle umlaufenden Detektoranordnung den Vorteil, daß weniger Detektoren benötigt werden und stets dieselben Detektoren mit Strahlung beaufschlagt werden, so daß die Ableitung der Detektorausgangssignale einfacher ist.

Die mit dem erfindungsgemäßen Gerät erzeugte Darstellung der Absorptionsverteilung kann auf einer Kathodenstrahlröhre erfolgen, wobei von dieser Darstellung eine Fotografie herstellbar ist, die Darstellung kann jedoch auch in Form eines Abbildes von Absorptionskoeffizienten erfolgen, das unmittelbar von einem Peripheriegerät eines Digitalrechners erzeugt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung bedeutet

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Gerätes,

F i g. 2 eine Stirnansicht des Gerätes,

Fig.3 ein Blockschaltbild für die Verarbeitung der Absorptionsdaten,

Fig.4 ein Strahlendiagramm zur Erläuterung der Erfindung,

F i g. 5 die Anordnung der Absorptionsdaten in einem Speicherund

F i g. 6 eine spezielle Schaltung zur Erzeugung einer geeigneten Form der Absorptionsdaten für das Konvolutionsverfahren.

In Fig. 1 liegt ein Patient 1 auf einer Auflage 2. Sein Körper ist einer Untersuchung durch die mit einer gestrichelten Linie 3 angedeutete Röntgenstrahlung unterworfen. Diese Strahlung wird von einer Quelle 4 erzeugt und bildet einen fächerförmigen Sektor von Strahlen, der sich in einer Ebene ausbreitet, die im rechten Winkel zur Papierebene liegt. Die Auflage für den Patienten ist so lang bemessen, daß jeder Abschnitt des Körpers des Patienten in die Ebene der Röntgenstrahlung gebracht werden kann.

Im Bereich der untersuchenden Strahlung ist der Körper des Patienten mit einem Medium umgeben, das im vorliegenden Fall aus Wasser besteht und für die Strahlung einen Absorptionskoeffizienten besitzt, der etwa gleich dem Absorptionskoeffizienten des Körpergewebes ist. Das Wasser 5 befindet sich in einer b-~> Umhüllung oder einem Beutel 6. Der Beutel 6 ist in einem Ringkörper 7 angeordnet, der aus Metall, beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung besteht.

Der Ringkörper 7 besteht aus zwei Teilen entsprechend der Beschreibung in der DE-OS 24 27 418 und ist beim vorliegenden Ausführungsbeispie) an der Auflage 2 befestigt. Der Ringkörper 7 kann gegebenenfalls beweglich in bezug auf die Auflage 2 gelagert werden, um die Einführung des Patienten zu erleichtern. Ferner kann die Auflage 2 aus dem gleichen Grunde beweglich in bezug auf andere Teile des Gerätes angeordnet werden, und um eine genaue Positionierung in bezug auf die Röntgenstrahlen durchführen zu können.

Die Auflage 2 ruht am einen Ende auf einem Lager 8 und am anderen Ende auf einem Arm eines Achskörpers 9. Die Achse des Achskörpers 9 ist zugleich die Achse, um die die Umlaufbewegung der Röntgenstrahlenquelle 4 erfolgt.

Der in das Gerät eingeführte Körper des Patienten wird von einem zylindrischen Rahmen 10 umgeben, dessen Längsachse zugleich die Achse des Achskörpers bildet. An seinem dem Achskörper zugekehrten Ende ist der Rahmen 10 geschlossen und mit einem Lager 11 versehen, das seinerseits auf der Achse des Achskörpers 9 gelagert ist. Am anderen Ende ist der Rahmen 10 offen, so daß dort der Patient eingeführt werden kann, und an diesem Ende ruht der Rahmen 10 auf Rollen 12, die ortsfest gelagert sind. Diese Rollen sind so angeordnet, daß der Rahmen 10 frei um seine Achse rotieren kann, die zugleich die Achse ist, um die die Röntgenstrahlenquelle 4 umläuft. Die Quelle 4 ist auf dem Rahmen 10 mittels eines Lagers 13 befestigt. Unmittelbar gegenüber der Quelle 4 ist mittels eines Lagers 14 eine Detektoranordnung 15 befestigt, die Strahlungsabsorptionsdaten vom Körper des Patienten in der Ebene der von der Quelle 4 ausgehenden Strahlung liefert.

Die Achse des Achskörpers 9 ist in einem Lager 16 gelagert. Neben dem Lager 16 befindet sich auf der Achse des Achskörpers ein Spulenkörper 17. Der Spulenkörper 17 ist am Lager 16 befestigt, und auf ihn sind Leitungen 18 aufgewickelt, über die Absorptionsdaten von der Detektoranordnung 15 zur Datenverarbeitungseinheit geleitet werden, und ferner sind Leitungen und Anschlüsse 19 für die Stromversorgung, für Steuersignale und für Kühlflüssigkeit für die Röntgenstrahlenquelle 4 vorgesehen. Bei der Umlaufbewegung der Quelle und der Detektoranordnung wickeln sich die Leitungen entsprechend auf den Spulenkörper 17 auf oder von diesem ab. Sie werden dem Spulenkörper über Führungen G 18 und G 19 zugeführt, die am Rahmen 10 befestigt sind. Am Spulenkörper sind die Leitungen und die anderen Verbindungen befestigt und verlaufen dann zu ihren entsprechenden Anschlußeinheiten einschließlich der erwähnten Datenverarbeitungseinheit und einer Stromversorgungseinheit.

Zur Erzeugung der Umlaufbewegung ist der Rand des Rahmens 10 an seinem offenen Ende mit einem Zahnkranz 20 versehen. Mit diesem Zahnkranz ist ein Zahnrad 21 in Eingriff, das auf einer Achse sitzt, die in Lagern 22 gelagert ist. Das Zahnrad 21 wird durch einen reversiblen Motor 23 über ein Getriebe 24 angetrieben. Es sei hervorgehoben, daß der Zahnkranz 20 auch an jeder anderen Stelle des Rahmens 10 angeordnet werden kann. Eine Zeitgebereinheit 40 für die Abta:tbewegung erzeugt Signale, die den Verlauf der Drehung der Quelle 4 anzeigen. Hierfür kann eine Stricheinteilung auf der Welle des Zahnrades 21 dienen, die mit einer Lichtquelle und Photozelle zusammenwirkt, statt dessen kann aber auch eine Kurvensteuerung verwendet werden.

F i g. 2 zeigt eine Stirnansicht des in F i g. 1 dargestellten Gerätes, und die Bezugsziffern sind die gleichen wie in Fig. 1. In Fig. 2 ist mit 25 die Umlaufachse und mit 26 der Umriß des Querschnitts des Körpers des Patienten in der Ebene der untersuchenden Strahlung dargestellt.

Die Strahlen 27 und 28 geben die Begrenzungen des von der Strahlungsquelle 4 ausgesendeten fächerförmigen Sektors an. Es ist erkennbar, daß die Detektoranordnung 15 sich über die gesamte Sektorbreite zwischen den Strahlen 27 und 28 erstreckt. Entsprechend der DE-OS 24 39 847 können Mittel vorgesehen werden, um einen gewünschten Bereich im Körper des Patienten in größeren Einzelheiten zu untersuchen, jedoch sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel hierfür keine Vorkehrungen getroffen. Weitere Einzelheiten des Ringkörpers 7 und der zugeordneten Haltemittel sind außerdem in der DE-OS 24 27 418 beschrieben.

Fig.3 zeigt schematisch die allgemeine Ausbildung der Datenverarbeitung für das in F i g. 1 und 2 dargestellte Gerät.

In dieser Abbildung stellt der Punkt X den Emissionspunkt der Röntgenstrahlung von der Quelle 4 dar, der Punkt 25 bezeichnet wiederum die Lage der Umlaufachse, der Kreis 7 die Lage des Ringkörpers und der Abschnitt 15 die Detektoranordnung, die die Absorptionsdaten für die Datenverarbeitung erzeugt.

Die Detektoranordnung 15 besteht aus mehreren Detektoren und diesen zugeordneten Kollimatoren zur Definition individueller Strahlen, was in den erwähnten älteren Anmeldungen beschrieben ist. Im Verlauf der orbitalen Bewegung des Gerätes werden die Absorptionsdaten als Ausgangsströme von den den Detektoren zugeordneten Photovervielfachern gewonnen. Die Daten werden in Verstärkern 29 verstärkt. Die Verstärkung der Verstärker ist individuell so eingestellt, daß unterschiedliche Empfindlichkeiten der Scintillationskristalle der Detektoren kompensiert werden. Gegebenenfalls können die Verstärkungen der Verstärker gemeinsam geregelt werden, um irgendwelche Änderungen zu kompensieren, die in der Emissionsintensität der Röntgenstrahlungsquelle 4 auftreten können. Die verstärkten Ströme werden in Miller-Integratoren 30 integriert. Die Integratoren sind in Abhängigkeit von der Zeitgebereinheit 40 so bemessen, daß sie für eine solche Zeitdauer arbeiten, daß jeder einzelne, einem Detektor zugeordnete Strahl bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sich aufgrund der orbitalen Bewegungen über einen Winkel von etwa 2/15° erstreckt. Dementsprechend sind die Detektoren in einem solchen Abstand angeordnet, daß die Mittellinien dieser Strahlen jeweils einen Abstand von etwa 2/15° besitzen und alle auf den Emissionspunkt X zentriert sind. Die Ausgänge der Integratoren werden durch Umsetzer 31 von analoger Form in digitale Form umgesetzt.

Es ist erwünscht, daß die Bildrekonstruktion die Verteilung der Absorptionskoeffizienten über dem untersuchten Querschnittsbereich darstellt, wobei der Absorptionskoeffizient die Absorption pro Längeneinheit eines untersuchenden Strahls in der unmittelbaren Nähe eines gegebenen Punktes ist, den der Strahl passiert. Um das gewünschte Ergebnis zu erhalten, ist es erforderlich, daß alle von der Detektoranordnung 15 abgeleiteten Ausgangssignale in ihre logarithmische Form umgesetzt werden. Aus diesem Grunde werden die digitalen Daten von den Analog/Digital-Umsetzern 31 einem logarithmischen Umsetzer 32 zugeführt. Die Daten werden in Abhängigkeit von einem Adrcssenwähler 33 in einen Speicher 34 in der nachfolgend beschriebenen Weise eingegeben, und von dort werden die Daten einem Konvolutionsprozeß und einer Interpolation in einer Auswertschaltung 35 unterworfen, bevor sie in einer Anzeige- und Steuereinheit 36 sichtbar gemacht werden. Arbeitsweise und Eigenschaft der Auswertschaltung 35 sind in Einzelheiten in der DE-OS 24 20 500 beschrieben.

Die darin beschriebene Technik kann als Erzeugung

ίο eines korrigierten Schichtdiagramms bezeichnet werden und erfordert, daß die Daten in Gruppen erzeugt werden, die sich jeweils auf eine Gruppe von weitgehend parallelen Strahlen beziehen, wobei die Daten jeder Gruppe Stück für Stück erzeugt werden.

Demzufolge sind der Adressenwähler 33 und der Speicher 34, die Teil eines Digitalrechners bilden können, so programmiert, daß die Daten solche »parallele« Gruppen bilden.

Bei dem beschriebenen Gerät arbeiten die Integratoren 30 über eine solche Zeit, daß unter Berücksichtigung der Umlaufbewegung während der Integrationsperiode die wirksame Ausdehnung des Strahlweges 2/15° beträgt und damit Ausgangssignale nach jeder Bewegung von 2/15° gewonnen werden. Ferner ist der Abstand der Strahlen in dem Sektor so gewählt, daß die Mittellinien benachbarter Strahlen einen Abstand von etwa 2/15° besitzen. Somit nimmt nach jedem Drehschritt dieser Größe jeder Strahl eine Lage ein, die parallel zu der Lage ist, die einer seiner Nachbarn vor diesem Drehschritt eingenommen hat. Es ist daher durch geeignete Auswahl der Daten vom Speicher 34 möglich, Signale zu erzeugen, die Gruppen von parallelen Strahlen mit einem Abstand von 2/15° entsprechen.

Dies zeigt Fig.4, in der ein Sektor durch drei Strahlen am Anfang und Ende einer Drehung von 15° um die Umlaufachse 25 dargestellt ist. Die drei Strahlen sind der mittlere und die äußeren Strahlen eines 30°-Strahlensektors, jedoch sei hier der Einfachheit halber angenommen, daß es sich um die Strahlen eines dreistrahligen Sektors handelt. In Fig.4, in der die Detektoren nicht dargestellt sind, sind die drei Strahlen a, b und c auf eine Lage der Punktquelle Xo bezogen, in der der mittlere Strahl b einen Winkel von 0° mit einer willkürlich festgelegten, in der Zeichnung vertikalen Null-Linie bildet, während die Mittellinien der beiden anderen Strahlen die dargestellte Winkellage einnehmen. Wenn jetzt die Quelle 15° um die Umlaufachse 25 in die Position X\s gedreht wird, nimmt der Strahl a eine zu der vorherigen Position des Strahls b parallele Lage ein, und in gleicher Weise wird b parallel zu der vorherigen Position des Strahls c. Der Strahl c nimmt eine neue Neigung ein. Bei einer weiteren Bewegung um 15° liegt der Strahl a parallel zur ursprünglichen Position des Strahls c usw., und somit werden Gruppen von parallelen Strahlenpositionen aufgebaut.

Wenn man dies berücksichtigt, wird ersichtlich, daß bei Einspeicherung der Daten von den Umsetzern 32 in Speicherplätze des Speichers, die eine Winkellage des

entsprechenden Strahls in bezug auf eine Nullinie bezeichnen, die Daten in Gruppen für untereinander paralleler Strahlen für jeden solchen Winkel herausgezogen werden können.

Dies ist für die angenommene Gruppe von drei Strahlen in F i g. 5 dargestellt. Diese Figur entspricht einer Matrix von Speicherplätzen im Speicher 34, wobei jeder Speicherplatz durch den auf die willkürliche Null-Linie bezogenen Winkel des Strahls gekennzeich-

not ist, für den der Datenwert an diesem Ort abgeleitet wurde, leder Detektor gibt Daten an die Elemente der jeweiligen Spalten, die den Strahlen n bzw. b oder r in I'ig. 4 entsprechen. Da der mittlere Strahl b sich um JM)'' dreht, drehen sich alle Strahlen jeweils über ■-, einsprechende Winkelbeträge einschließlich der dargestellten Winkel um 360". Die 3bO'-Position, die die gleiche ist wie die ()"-Position, ist nicht dargestellt. Ferner sind auch die - 180"-Position und die +180' Position gleich, und demzufolge sind positive Winkel, πι die größer als 180" sind, als die entsprechenden negativen Winkel dargestellt. Die abgeleiteten Daten werden in Reihen in den Speicher eingegeben, wobei jede Reihe die Ausgangswerte aller Detektoren in ihren jeweiligen Winkelpositionen enthält. Der Übersicht r> halber sind nicht alle Reihen angegeben. Wie man sieht, enthalten diagonale Gruppen von Speicherplätzen die Daten für Strahlen, die denselben Winkel zur Null-Linie bilden und daher parallel liegen. Die denselben Winkel aufweisenden Strahlen liegen zwar paralle, jedoch sind .?< > sie nicht identisch, sondern gegeneinander verschoben. Die (("-Gruppe von Strahlen, die durch die voll ausgezogene Diagonallinie gekennzeichnet ist. bildet eine vollständige Gruppe paralleler Strahlen, obwohl die Daten aus den ersten beiden Reihen und der letzten ?/, Reihe gewonnen werden müssen. Diese Gruppe ist daher nicht vollständig, bis alle Daten abgeleitet worden sind. Die Daten von den Orten tür solche Gruppen paralleler Strahlen werden vom Speicher 34 ausgewählt und der Reihe nach der Auswcrtsehallung 35 für den in «1 der DIi-OS 24 20 500 beschriebenen Konvolulionspro-/el3 zugeführt.

Die Daten können der Auswertschaltung 35 zugeführt werden, nachdem alle Daten abgeleitet und gespeichert worden sind, oder gegebenenfalls kann auch i^r> jede »parallele« Datengruppe zugeführt werden, sobald sie vollständig ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbcispiel in Fig. 5 ist die 15"-Gruppe die erste, die vollständig ist.

Hei der in F i g. I bis J dargestellten praktischen 4<i Ausführungsform des Gerätes hai der Speicher 34 natürlich erheblich mehr Speicherplätze als in F i g. 5 dargestellt sind. F-Is sind Reihen für jede der 2/15" -Umlaufpositioncn und eine Spalte für jeden Detektor der Detektoranordnung 15 vorgesehen.

Fnlsprechend der Beschreibung in der DH-OS 24 20 500 kann die in Fi g. 3 dargestellte Auswerlsehaltung 35 als programmierter Digitalrechner ausgebildet sein. Bei einer praktischen Ausführungsform der Erfindung können die Funktionen der Einheiten 33, 34, w 41 und 35 von einem einzigen Digitalrechner durchgeführt werden. In F i g. 3 sind diese Einheiten jedoch als getrennte Einheiten dargestellt, um ihre Funktionen deutlicher voneinander unterscheiden zu können.

Anstelle der Verwendung eines digitalen Mehrzwcek- Vt rechners zur Durchführung der Funktion des Sortierens der Daten in »parallele« Gruppen kann ein Spezialrcchner verwendet werden.

Ein Beispiel für eine solchen Rechner ist in I*ig. b dargestellt. *>"

Sieht man im Augenblick von der Vielzahl der in fünf Kategorien unterteilten Leiter 39 ab, so kann der Leiter 39_k, der Ausgangssignale von einem Detektor k überträgt, als typisch für alle von den Detektoren ausgehenden Leiter betrachtet werden. ·■'·

Wie schon erwähnt wurde, ist tut· Dauer der Aiillastiili)! des Ausganges jedes Detektors so, daß die von der orbitalen Bcwciüini.' herrührende wirksame Sirahlbreitc die gewünschte Größe hat. In der Praxis bewirkt ein »Apcrtur-Effekl«. daß die Slrahlbreiie etwas größer ist, so dal.t eine gewisse Überlappung einsieht. Der Ausgang wird in einem Verstärker 29*. dessen Verstärkung von der Einheit 37 gesteuert wird, verstärkt. Ein Analogspeicher 30; stellt den zuvor erwähnten Miller-Integrator dar, der in seiner bekannten Rolle als Analogspeicher arbeitet und /um Auflasten und Hallen dient, um anschließend wieder zurückgestellt zu werden, damit er für die nächste Aullasümg wieder zur Verfügung steht. Dur Analog/Digilal-Umsetzer 3U arbeitet ebenfalls wie in F ig. 3. In Abhängigkeil vom Adressenwähler 33 werden die Daten auf den Speicher 34 verteilt, der in diesem Falle in Abschnitte 1, 2, 3 ... »unterteilt ist. Alle Daten von tion Leitern 39 werden auf diese Abschnitte des Speichers 34 verteilt. Bei diesem Ausführungsbeispiel hält jedoch jeder Abschnitt des Speichers 34 die Daten einer »parallelen« Gruppe, die einer Diagonale in F i g. 5 entspricht. Somit unterscheidet sich diese Schallung von der Schaltung in F i g. 3, die die Daten nach Wunsch annimmt und die Sortierung in parallele Gruppen als eine von der Abtastung losgelöste zeitliche Steuerung durchführt. Die Schaltung gemäß F i g. b erfordert, daß die Daten auf die Abschnitte des Speichers 34 verteilt und damit bei ihrer Ableitung »parallele« Gruppen gebildet werden, und daher muß die zeitliche Steuerung mit der Abtastung koordiniert werden. Aus diesem Grunde wird der Adrcsscnwähler 33 durch eine Zeitsleuereinhcit 38 gesteuert, die Eingangssignale von der Zeitgebereinheit 40 für die Abtastung empfängt. Die Zeitsteuercinhcil 38 dienl ferner /ur Steuerung der Integratoren 30.

Der logarithmische Umsetzer 32 kann bei diesem Ausführiingsbeispiel wie in F i g. 3 /wischen dem Umsetzer 31 und dem Adressenwäliler 33 angeordnet werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel arbeitet er jedoch mit dem Speicher 34 zusammen, um Daten von den entsprechenden Speichernden herauszuziehen, diese in logarithmische Form umzusetzen und sie an den gleichen Spcichcrorlen wieder einzuspeichern. Auf diese Weise ist es möglich, einen logarilhmischcn Umsetzer vorzusehen, der jeweils auf ein Signal zu einer Zeit anspricht und nicht auf mehrere gleichzeitig wie in F i g. 3. Daher wird der logarithmische Umsetzer 32 von der Zeitsteuercinheit 38 gesteuert.

Vv¹CnIi man die Ausgänge der Detektoranordnung 15 in F i g. 6 betrachtet, sieht man. daß sie in fünf Kategorien gruppiert sind. Durch dieses fakultative Merkmal kann die Zahl der Integratoren auf ein Fünftel reduziert werden, obwohl jeder Kanal nach wie vor seinen eigenen Verstärker besitzen sollte. Bei dieser Anordnung sind die Detektoren unterteilt, so daß der erste, sechste, elfte usw. der Kategorie 1 zugeordnet sind, während der zweite, siebte usw. der Kategorie 2, der dritte usw. der Kategorie 3, der vierte usw. der Kategorie 4 und der fünfte usw. der Kategorie 5 zugeordnet ist. Somit sind die Detektoren der fünf Kategorien ineinander verschachtelt. Die Daten werden von diesen Detektoren in Verbindung mit der orbitalen Bewegung von 2/15" wie folgt abgeleitet. Während der ersinn 2/15" werden alle Detektoren der Kategorie I iiullJi'iasiei. Während der nächsten 2/15" werden alle Delekloren der Kategorie 2 für Sirahlenwege aufgelastet, die parallel /11 den Strahlen verlaufen, die bei ilen Delekloren der Kategorie I verwendet wurden. Bei den folgenden 2/\'t werden die Detektoren der Kalcgnric 3

aiilgetastet usw. Hei der sechsten 2/I¹J Bewegung werden die Detektoren der Kategorie 1 erneut für Strahlenwege aufgetastet, die von den /uvor für alle fünf Kategorien verwendeten Strahlenwegen um 2/3
versetzt sind. Somit werden Daten für parallele Gruppen mit einem Abstand von 2/5' abgeleitet, jedoch mit der fünffachen Zahl an Slnihlenwegen für die vorhandene Zahl von Integratoren. Zu diesem Zweck erhält jeder Integrator einen entsprechenden Strahl von jeder Kategorie (z. B. alle Strahlen der fünften Position). Alle Verstärker werden durch die Zeitgebereinheil 38 auf und zu getastet, damit der Integrator nur die benötigten Daten erhält. Die Tastung kann gegebenenfalls auch auf andere Weise erfolgen. Beispielsweise können die l'hotoverviellacher (Lr Detektoren auf diese Weise getastet werden, oder es können iinabhängige lore oder Sehalter vorgesehen werden.

Die Merkmale der Erfindung können in Verbindung mit beliebigen Signalverarbciuingsanordnungen verwirklicht werden, beispielsweise mit der in tier DIi-OS 14 41 4Ji beschriebenen Anordnung. Ferner können bei der Krfindung von der beschriebenen Anordnung abweichende Abtastanordiiiingen verwendet werden. Beispielsweise braucht nicht die beschriebene einfache Bewegung ausgeführt zu werden, sondern es kann gegebenenfalls für andere Zwecke .tuch eine kompliziertere Bewegung vorgesehen weiden. Hinsichtlich der beschriebenen Abtastanordnung können die Strahlbrei ten und Strahlabslande anders sein, vorausgesetzt, dall die richtige Beziehung zueinander aufrechterhalten bleibt. Auch kann jeder Strahl gegebenenfalls von mehr als einem Detektor untersucht werden.

Hierzu \ Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gerät zur Untersuchung eines Körpers mittels durchdringender Strahlung, insbesondere Röntgen- oder Gammastrahlung, mit einer Strahlenquelle zur Erzeugung eines ebenen, fächerförmigen Sektors von Strahlen in der Ebene des zu untersuchenden Körperquerschnitts, mit einer im Abstand von der Strahlenquelle angeordneten, aus mehreren Detektoren bestehenden Detektoranordnung in der Ebene des fächerförmigen Sektors, mit einer Aufnahmevorrichtung zur Plazierung des zu untersuchenden Körpers im Zwischenraum zwischen der Strahlenquelle und der Detektoranordnung, mit Antriebsund Führungsmitteln für gemeinsame orbitale Drehungen um den zu untersuchenden Körper, und mit einer einen Rechner und Matrix-Speicher enthaltenden Auswertschaltung für die Rekonstruktion der Verteilung der Strahlenabsorption in der Querschnittebene des Körpers, welcher die die Absorption des zu untersuchenden Körpers längs zahlreicher, innerhalb des fächerförmigen Strahlensektors verlaufender Wege darstellenden Detektorausgangssignale zugeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswertschaitung (35) ein zusätzlicher Speicher (34) vorgeschaltet ist und eine Sortierschaltung (33) zur Zusammenfassung der im Verlauf zahlreicher kleiner Winkelschritte der Antriebs- und Führungsmittel (10, 20, 21, 23) abgeleiteten Detektorausgangssignale in dem Speicher in Gruppen zueinander paralleler Strahlen vorhanden ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs- und Führungsmittel (10,20,21, 23) und die Sortierschaltung (33) so ausgelegt sind, daß die Gruppe von Detektorausgangssignalen, die parallelen Wegen entsprechen von der Detektoranordnung (15) der Reihe nach in solchen Zeitintervallen abgeleitet ist, daß die orbitale Bewegung während jedes Zeitintervalls gleich dem Winkel zwischen benachbarten Strahlen des fächerförmigen Sektors ist.