DE2521889A1

DE2521889A1 - Geraet zur untersuchung eines koerpers mittels durchdringender strahlung

Info

Publication number: DE2521889A1
Application number: DE19752521889
Authority: DE
Inventors: Robert Justin Froggatt; William Spencer Percival
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1974-05-15
Filing date: 1975-05-14
Publication date: 1975-11-20
Also published as: FR2270836B1; JPS50159780A; US3996467A; DE2521889B2; FR2270836A1; NL7505683A

Description

EIKENBERG & BRÜMMERSTEDT PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

EMI Limited 100/461

Gerät zur Untersuchung eines Körpers mittels durchdringender Strahlung

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Untersuchung eines Körpers mittels durchdringender Strahlung, z.B. Röntgen- oder Gammastrahlung, unter Verwendung von einer Quelle zur Bestrahlung eines ebenen Bereiches des Körpers, von auf die Strahlung nach Durchlauf durch den Körper ansprechenden Detektormitteln und von Mitteln zur Abtastung des Körpers mit der Quelle und den Detektormitteln derart, daß der Körper entlang einer Vielzahl von Strahlenwegen innerhalb des ebenen Bereiches bestrahlt wird.

In der DE-OS 1 941 433 ist ein Gerät zur Durchführung j solcher Untersuchungen beschrieben, bei dem eine Strahlungs- j

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quelle und Detektormittel einander gegenüberliegend beiderseits,

einer Ausnehmung vorgesehen sind, in die der zu untersuchende j

Körper eingeführt werden kann. Dieses bekannte Gerät dient j vorzugsweise zur Untersuchung eines Teils des menschlichen

Kopfes. Die Detektormittel sind so ausgebildet, daß sie einen |

dünnen, von der Quelle durch den Körper geschickten Strahl er- ^!

fassen. Lokalisierungsmittel dienen zur Festlegung des zu an- j

tersuchenden Körperteils in der Ausnehmung, und die Ausneh- i

mung ist so ausgebildet, daß sie beispielsweise den Kopf oder j

einen anderen Teil des menschlichen Körpers aufnehmen kann. j Zur Durchführung der Untersuchung sind Abtastmittel zur Er- : zeugung von miteinander verknüpften umlaufenden und lateralen ; Abtastbewegungen der Quelle und der Detektormittel in einer | zur Achse der Ausnehmung senkrechten Ebene vorgesehen, so daß ■ der Strahl, auf den die Detektormittel ansprechen, den Körper j in einer zu seiner Längsrichtung senkrechten Richtung bei den ^: lateralen Abtastbewegungen abtastet, wobei diese lateralen
Abtastbewegungen aufgrund der umlaufenden Abtastbewegung unter
vielen verschiedenen Orientierungen erfolgen. Während jeder
lateralen Abtastung wird von den Detektormitteln eine Gruppe .
von Ausgangssignalen abgeleitet, die die Durchlässigkeit oder
die Absorption des Körpers in bezug auf die Strahlung entlang
einer Gruppe von eng benachbarten^ im wesentlichen parallelen
Strahlenwegen in der Ebene darstellen.

Da eine laterale Abtastung bei zahlreichen aufeinanderfolgenden Stufen der umlaufenden Abtastbewegung erfolgt,
werden nacheinander Gruppen von Signalen abgeleitet, die Gruppen von eng benachbarten Wegen entsprechen, die unter verschiedenen Winkeln oder mittleren Winkeln orientiert sind· Aus
den zahlreichen Gruppen von Ausgangssignalen kann eine Dar—

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stellung der unterschiedlichen Durchlässigkeit oder Absorption in dem ebenen, untersuchten Körperabsehnitt erzeugt werden.

Jede Gruppe von Ausgangssignalen stellt eine Auf— tastung dieser Basisdaten, von denen ein Abbild erzeugt werden soll mit einer gleichförmigen Auftastfolge dar.

Es ist bekannt, daß eine aufgetastete Punktion, die an allen Punkten endlich und kontinuierlich ist, im Prinzip fehlerfrei aus einer großen Zahl von Auftastungen der Punktion mit gleichmäßigen Intervallen rekonstruiert werden kann, wenn diese Intervalle ausreichend klein sind, d.h. wenn die Auftastung mit genügender Häufigkeit erfolgt. Diese j Häufigkeit muß wenigstens doppelt so groß wie die Wieder- ι holungsfrequenz der Pourier-Komponente höchster Ordnung der j

aufgetasteten Punktion sein, da anderenfalls die Punktion J nicht fehlerfrei wiedergewonnen werden kann. j

Eine Schwierigkeit bei der Entwicklung solcher Gera- ι te besteht darin, daß unter gewissen Umständen, beispielsweise; bei der Untersuchung eines menschlichen Körpers zur Erstel- j

i lung einer medizinischen Diagnose ein im Untersuchungsgebiet j vorhandenes Objekt, beispielsweise ein Knochen, räumliche Inderungsraten darstellen kann, die undurchführbare oder unerwünscht hohe Auftasthäufigkeiten erfordern, um die erwähnte Auftastbedingung zu erfüllen. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt wird, neigt die Rekonstruktion des Absorptionsschemas aus den aufgetasteten Daten zu einer Streuung der resultierenden Pehler, wodurch eine Überlagerung durch Störmuster eintreten kann.

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Diese Schwierigkeit kann durch eine geeignete Vergrößerung der KoIlimationsapertur des untersuchenden Strahles vermindert werden, so daß die Daten aufgrund des Verfahrens ihrer Erfassung wirksam in ihrer Bandbreite auf die halbe Auftastfrequenz begrenzt werden. Dieses Verfahren ist nicht voll befriedigend, da hierbei eine beträchtliche Dämpfung der höheren Fourier-Komponenten der Daten im erfaßten Band verursacht wird. Wenn bei Verwendung eines geeigneten Konvolutionsverfahrens zur Rekonstruktion des Absorptionsschemas aus den Daten solche Komponenten bei der Rekonstruktion hervorgehoben werden, um wenigstens den entsprechenden Verlust an Auflösung des Bildes in gewissem Maß wieder herzustellen, dann wird das statistische Rauschen in dem hervorgehobenen Frequenzband erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verlust an Wirksamkeit infolge von Rauschen zu vermeiden.

Die gestellte Aufgabe wild gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Gerät so ausgebildet ist, daß Ausgangssignale aus bewerteten Komponenten gebildet werden, wobei .jede Komponente auf die Intensität der entlang eines Stcahlenweges einer Gruppe von benachbarten, parallelen Strahlenwegen empfangenen Strahlung bezogen ist, und wobei die Bewertung nach einer vorgegebenen Punktion so erfolgt, daß die Ausgangssignale auf ein vorgegebenes räumliches Frequenzband begrenzt werden, daß Mittel zur Erzeugung von Signalen vorgesehen sind, die Logarithmen der Ausgangesignale sind, und daß die logarithmischen Signale so verarbeitet werden, daß eine Darstellung der Absorptionsverteilung mit Position in dem ebenen Bereich herstellbar ist.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten:

Pig. 1 eine Ausführungsform eines er- .

findungsgemäßen Abtastgerätes; ■

Pig. 2 (a) und 2 (b) Diagramme zur Erläuterung der :

in dem erfindungsgemäßen Ge- i

rät durchgeführten Bewertung; '

Pig. 3 ein Gerät zur Durchführung die-^:

ser Bewertung; j

Pig. 4 ein Blockschaltbild zur Um- ^;

setzung der mittels der An- ; Ordnung gemäß Pig. 2 gewönne- i nen Daten in zur Anzeige einer j Rekonstruktion des Absorptionsschema in der untersuchten Ebe-₍ ne geeignete Daten, und i

Pig. 5 eine andere Verarbeitungsan- i

Ordnung, die bei einer weite- i

ren Ausführungsform der Er- I

findung verwendbar ist. j

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Das in Pig. 1 dargestellte A"btastgerät enthält einen Körper 1, der drehbar innerhalb eines ortsfesten Gehäuses 2 gelagert ist, das ein Teil des Hauptrahmens des Gerätes bildet. Der drehbare Körper besitzt eine mittlere Ausnehmung 3, in die der zu untersuchende Teil des Körpers eines Patienten eingeführt werden kann. Im Bereich der untersuchenden Strahlung ist der Körper 4 des Patienten von einem Medium - im vorliegenden 3?all Wasser - umgeben, das für die Strahlung einen Absorptionskoeffizienten besitzt, der annähernd gleich dem Absorptionskoeffizienten von Körpergewebe ist. Das Wasser 5 befindet sich in einer Hülle oder einem Beutel 6. Der Beutel 6 ist in einem ringförmigen Körper angeordnet, der aus Metall besteht, z.B. aus Duraluminium.

Der ringförmige Körper 7 ist beispielsweise — wie in der DC-OS 2 427 418 beschrieben - zweiteilig ausgebildet und kann an Haltemitteln 8 befestigt sein, die als Unterlage für den Patienten dienen. Der Ring 7 nimmt an der Drehbewegung nicht teil, die der Körper 1 durchführt.

Ein von einem Motor 10 angetriebenes Zahnrad 9 dient zum Antrieb des Körpers 1, so daß dieses um seine Achse, die zugleich die Achse der Ausnehmung 3 ist, eine umlaufende Kreisbewegung ausführt. Das Zahnrad 9 ist mit Zähnen in Eingriff, die am Innenrand des Gehäuses 2 angebracht sind. Der drehbare Körper trägt eine längliche Quelle 11 für durchdringende Strahlung, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Röntgenstrahlenquelle, und der Quelle 11 gegenüber an der anderen Seite der Ausnehmung 3 sind Detektormittel 12 angeordnet, die nachfolgend in größeren Einzelheiten beschrieben werden. An der Quelle 11 bilden mehrere Kollimatoren 13t

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vorliegenden Beispiel acht, in der Ebene der Strahlung mehrere Strahlen 14, die senkrecht zur Achse der Ausnehmung 3 verlaufen. Entsprechende Kollimatoren 15 sind an den Detektormitteln 12 zur weiteren Verfeinerung dieser Strahlen vorgesehen, die zugleich Streustrahlung von den Detektormitteln fernhalten.

Die Quelle 11 ist an einem Zahnriemen 16 befestigt, der von einem in dem drehbaren Körper 1 gelagerten Zahnrad angetrieben wird, wobei der Zahnriemen zwischen dem Zahnrad und einer zweiten, ebenfalls im Körper 1 gelagerten Welle 18 verläuft. Das Zahnrad 17 wird von einem reversiblen Motor 19 angetrieben, dessen Steuerung mit der Steuerung des Motors verknüpft ist. Am anderen !Drum des Zahnriemens ist ein Gegengewicht 20 vorgesehen, das sich mit der Strahlungsquelle hin- und herbewegt. Im Betrieb werden die Quelle 11 und die Kollimatoren 13 durch den Motor 19 zu hin- und herverlaufenden seitlichen Abtastbewegungen in der erwähnten, zur Achse der Ausnehmung 3 senkrechten Ebene veranlaßt. Die Detektormittel 12 und die Kollimatoren 15 sind mit der Quelle 11 über ein Joch 21 gekuppelt, so daß sie die gleichen Abtastbewegungen ausführen. Führungen 22 und 23 dienen zur Halterung der Quelle 11 und der Detektormittel 12 während der Abtastbewegung. Die gestrichelte Linie 14¹ zeigt die lage des Strahls 14 am anderen Ende der Abtastbewegung.

Kompensationsmittel 24 sorgen in allen Stellungen während der seitlichen Abtastung dafür, daß die Absorption, die die Strahlung erfährt, sich infolge der Schwankungen der Weglänge durch den Ring 7 und dessen Inhalt nicht nennenswert ändert. Die Mittel 24 können aus verschiedenen absorbierenden Materialien bestehen, wie z.B. Perspex, Aluminium oder Koh-

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lenstoff, und ihre Größe hängt von dem gewählten Material

ab. ;

I Am Ende einer jeden lateralen Abtastung bewirkt der j

Motor 10 eine Umlaufbewegung des Körpers 1 um einen vorge- j

gebenen Winkel von beispielsweise 2/3 Grad, so daß die late- '

rale Abtastung in einer anderen Winkellage in der unter- j

suchten Ebene wiederholt wird. Diese Abtastungen werden über : einen gesamten Winkelbereich von, im vorliegenden Beispiel,

180 Grad fortgesetzt. Eine Fotozellenvorrichtung 25» die mit :

einer nicht dargestellten Stricheinteilung zusammenwirkt, ;

dient zur Anzeige des Fortschrittes der Umlaufbewegung, und ;

eine ähnliche Fotozellenvorrichtung 25' mit einer nicht dar- \

gestellten Stricheinteilung dient zur Anzeige des Fortschrit- ^;

tes der lateralen Bewegung. i

Es ist erwünscht, daß in aufeinanderfolgenden Posi- ! tionen der lateralen Abtastungen Signale erzeugt werden, die j die Absorption darstellen, die ein dünner Strahl in der Mitte j der durch die Kollimatoren 13 und 15 bestimmten Ausdehnung j erfährt. Daher werden die in jeder dieser Positionen für je- j den Strahl 14 erzeugten Signale entsprechend bewertet und j kombiniert, um den ,gewünschten Absorptionswert sowie Signale,
die die gewünschte räumliche Frequenzcharakteristik aufweisen, zu gewinnen. Die Konvolutionsfunktion, nach der die Absorptionswerte bewertet werden, ist in Fig. 2a dargestellt.
In dieser Figur gibt die Koordinate χ den Abstand in Richtung der Abtastbewegung,- d.h. senkrecht zu den Strahlen, in
bezug auf einen Ursprung 0 an, der in die Mitte der Ausdehnung der Strahlen gelegt wird. Die Bewertungsfunktion ist in
Form der dargestellten Kurve über χ als Variable aufgetragen.

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Die gewählte Kurve ist im vorliegenden Beispiel durch den Graphen

sin

gegeben. In diesem Falle stellt eine Auftastung der Absorptionsdaten, die nach dieser Kurve bewertet werden, sicher, daß alle Fourier-Komponenten von Absorptionsintegralen, die zu dem am Ursprung auftreffenden Strahl gehören, ohne Anhebung oder Absenkung für Frequenzen bis hinauf zur Frequenz f erhalten bleiben, während Komponenten mit höherer Frequenz als f nicht vorhanden sind. Wenn die in dem Gerät verwendete Auftastfrequenz daher 2f oder höher ist, wird die oben erwähnte Bildung von Störmustern verhindert.

Es sei bemerkt, daß die Absorptionswerte -von den Detektoren nicht momentan gewonnen werden, sondern durch Integration der Ausgangesignale während der lateralen Abtastung über eine ausreichend lange Zeitdauer. Diese Zeitdauer "bestimmt in der Praxis die Breite der einzelnen Strahlen. Die laterale Abtastgeschwindigkeit und die Integrationsperiode sind daher für die Erzeugung der gewünschten räumlichen Auftastfrequenz miteinander verknüpft.

Die Zeichnung zeigt, daß die Kurve symmetrisch zum Ursprung 0 liegt und nacheinander durch Hull bei den x-Werten 1/2f, 1/f, 3/ f, 2/f, 5/ f, 3/f, ... vom Ursprung nach rechts und ebenso für entsprechende negative Werte von χ vom Ursprung nach links verläuft. Hierbei weist die Kurve eine Reihe von abwechselnd positiven und negativen Auslenkungen in den Intervallen zwischen den x-Werten auf. Fig. 2 (b) gibt diese Intervalle wieder, und die in den Mittelpunkten der Intervalle errichteten Ordinaten stellen jeweils die Fläche unter der Kurve in Fig. 2 (a) in jedem Intervall dar, wobei negativen

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Auslenkungen entsprechende Flächen durch nach unten gerichtete Striche dargestellt sind. Gemäß der Erfindung wird die laterale Abtastung mit einer Auftastfrequenz von 2f durchgeführt. Die Detektormittel 12 enthalten als Strahlungsdetektoren dienende Szintillationskristalle, von denen jeweils einer in jedem Intervall angeordnet ist, um auftreffende Strahlung während des ganzen Intervalls in jedem Augenblick zu empfangen. Ebenfalls wird die vom Kristall zu einem verstärkenden Fotovervielfacher übertragene !lichtintensität entsprechend den Ordinaten für die jeweiligen Intervalle bemessen, wobei das positive oder negative Vorzeichen berücksichtigt wird. Auf diese Weise wird die erforderliche Bewertung der aufgetasteten Daten erzielt.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung von Detektormitteln 12, die aus einer Reihe von Detektorkristallen und Lichtleitmitteln zur Erzielung der beschriebenen bewerteten optischen Übertragung besteht. Bei der dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Reihe aus acht Kristallen,die der Reihe nach mit 26 . ,26~,26_₂,26_.j ,2O₁, 26₂, 26,, 26. bezeichnet sind. Dabei ist angenommen, daß sie symmetrisch zum Ursprung 0; in Fig. 2 (a) und 2 (b) liegen, wobei die Kristalle 2O₁ und 26>_i jeweils Strahlung über die Gesamtheit von den beiden Intervallen empfangen, die sich in diesen Figuren an beide Seiten des Ursprungs anschließen, und die Kristalle 26^ und 26_₂ sind in gleicher Weise auf die nächstfolgenden Intervalle bezogen usw. Die parallelen Linien 14 stellen die Richtung der auf die Kristalle auftreffenden Strahlung dar. Die Anzahl der Kristalle kann erforderlichenfalls auch größer als

die dargestellte Anzahl von acht Kristallen sein. ·

Das von den Kristallen erzeugte Licht wird zu den Fotokathoden von zwei FotoVervielfachervorrichtungen 27

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und 28 über faseroptische Bündel geleitet, wobei jedem Kristall ein Bündel zugeordnet ist. Die Bündel, die zu Kristallen ge- ; hören, die in den positiven Intervallen angeordnet sind, senden Licht zur Fotokathode der Fotovervielfacheranordnung 27, | während die übrigen Kristalle, die zu den negativen Intervallen gehören, Licht zur Fotokathode der Fotovervielfacheranordnung 28 leiten. Die Bündel 29.· und 29_^ speisen die Vor- | richtung 27 von den Kristallen 26.. und 26., jedoch leiten die Bündel 29₂ und 29_₂ Licht von den nächstbenachbarten Kristallen^ 26g und 26_2 zur Vorrichtung 28. Um die entsprechende Bewer- \ tung der Lichtintensität zu erfüllen, wird die Zahl der Fasern in jedem Bündel entsprechend bemessen, was durch die unter- j schiedlichen Größen der Bündel in der Figur angedeutet ist. ^: Die Kristalle sind mit Ausnahme der Bereiche, wo der Lichtübergang zu den faseroptischen Bündeln erfolgt, mit einer ^; lichtreflektierenden Beschichtung versehen, so daß nicht un- | nötigerweise Licht verlorengeht, und die Enden der Fasern sind ; so angeordnet, daß sie in optischem Kontakt mit den Übertra* I gungsflachen stehen. Die Bündel 23-j und 23^₁ sind so angeordnet, daß sie alles oder nahezu alles Licht empfangen, das von der : Kristallfläche ausgesendet wird, an der die Fasern anliegen. \

Fig. 4 zeigt eine allgemeine Anordnung für die Verar- j

beitung der Signalausgänge von den beiden Fotovervielfacher- j schaltungen 27 und 28 zur Erzeugung der gewünschten Darstellung!

der Absorption in einem Anzeigespeicher, aus dem unmittelbar !

eine Anzeige abgeleitet werden kann, beispielsweise durch eine ,

Kathodenstrahlröhre oder durch ein Ausdrucken mittels eines j

Rechners. I

Die erste Stufe bei der Verarbeitung besteht darin,
das vom Fotovervielfacher 28 abgeleitete. Signal von dem vom
Fotovervielfacher 27 abgeleiteten Signal zu subtrahieren, um

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ein resultierendes Signal zu erzeugen, das die Originalabsorp- : tionsdaten darstellt, nachdem eine Bandbegrenzung auf die ! Hälfte der Auftastfrequenz durch die zuvor "beschriebene Kon- j volution mit der durch die Kurve gemäß Eig. 2 (a) dargestellten Datenbewertungsfunktion erfolgt ist. Die Subtraktion wird j durch eine Differenzschaltung 30 bewirkt, deren Ausgang einer ; Integrationsschaltung 31 zugeführt wird. Diese Schaltung dient,¹ wie zuvor erwähnt, zur Integration des Ausgangesignals von der Schaltung 30 während einer Dauer, die etwa gleich dem Datenauf tastintervall des Gerätes ist. Zu diesem Zweck empfängt sie Signale von einer Fotozellenanordnung 25', die vorgegebene Positionen bei der lateralen Abtastung markiert. Das integrierte Signal von der Schaltung 31 wird einem Analog/Digital-Umsetzer 32 zugeführt, und das umgesetzte Signal wird dann an eine logarithmischen Umsetzer 33 weitergeleitet. Im Verlauf einer vollständigen lateralen Abtastung der Strahlungsquelle und der Detektormittel wird eine entsprechende vollständige Gruppe von logarithmisch umgesetzten Absorptionswerten erzeugt. Diese Gruppe ist eine parallele Gruppe von Absorptionsdaten, da sie die auf eine bestimmte Durchlässigkeitsrichtung bezogene Durchlässigkeitsinformation darstellt, nämlich die Information von der Winkellage, die die Abtastvorrichtung zur Zeit der Datenerfassung einnimmt. Da die Abtastvorrichtung weitere Winkellagen einnimmt, werden nacheinander entsprechend parallele Gruppen von Daten erzeugt. Alle Gruppen werden nach ihrer Erzeugung einem Speicher 34· zugeführt, von wo sie für ein Konvolutionsverfahren in einer Konvolut ionseinhe it 35 abgezogen werden, um die erfaßten Daten in für eine Anzeige geeignete Daten umzuformen, die die Verteilung der Absorption über dem untersuchten Querschnitt zeigen. Die in der Einheit 35 durch das Konvolutionsverfahren abgeleiteten Daten werden für die Anzeige oder eine andere

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Verwendung in einem Anzeigematrixspeicher 37 gespeichert, aber im Interesse einer größeren Genauigkeit der Darstellung werden sie zwischenzeitlich einer Verarbeitung in einer Interpolationseinheit 36 unterworfen. Dies erfolgt deswegen, da die in der ; Einheit 35 verarbeiteten Daten im allgemeinen nicht genau den in bezug auf den Anzeigespeicher 37 angenommenen Matrixpunkten entsprechen sondern Punkten in der Nahe der Matrixpunkte. Da diese Punkte bekannt sind, kann eine Interpolation zwischen sich deckenden Paaren von Anzeigepunkten genauere Daten für diese Punkte liefern, und diese Interpolation wird in der Ein- : heit 36 durchgeführt. !

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Eonvolution ;

der aufgetasteten Daten zum Zwecke der Anzeige gemäß Pig. 4 ;

sind in Einzelheiten in der DT-OS 2 420 500 beschrieben. In ;

der genannten Offenlegungsschrift sind auch genauere Informa- ,

tionen hinsichtlich der Integration und der vor der Eonvo- | lution durchgeführten Verarbeitung von aufgetasteten Daten

und hinsichtlich der nach der Konvolution unmittelbar vor _;

der Anzeigespeicherung durchgeführten Interpolation angege- ^:

ben. I

Es sei bemerkt, daß die in Verbindung mit Pig. 3 beschriebene Vorrichtung mit einem einzigen Fotovervielfacher betrieben werden kann, dem die optischen Ausgänge aller Kristalle der Gruppe übermittelt werden, wenn eine geeignete Blende unmittelbar vor den Kristallen angeordnet und so betätigt wird, daß abwechselnd nur positiven Auslenkungen zugeordnete Kristalle und dann nur negativen Auslenkungen zugeordnete Kristalle der Strahlung ausgesetzt werden. Wenn nur negativen Auslenkungen zugeordnete Kristalle freiliegen, wird der Ausgang des 3?otovervielfaehers durch eine geeignete Umsetzungsschaltung umgesetzt. Wenn die Betatigungsfrequenz der

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H -

Blende ausreichend hoch ist, wird die von der Schaltung 30 in Pig. 4 durchgeführte Differenzbildung bei Fehlen der Schaltung durch den Integrator 31 durchgeführt.

Es sei bemerkt, daß die durch die optische Übertragung von den Szintillationskristallen zu dem Fotovervielfacher bzw. zu den Fotovervielfaehern bewirkte Bewertung stattdessen auch durch entsprechende Einstellung der Aperturbreite der Kristalle erreicht werden kann. ;

Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird die Bewertungsfunktion vollständig bei den Verarbeitungsschaltungen benutzt. Es sei bemerkt, daß im Verlauf einer lateralen Abtastung jeder der in Fig. 3 dargestellten Detektoren alle dargestellten Positionen einnimmt. Demzufolge ergeben die Daten eines einzelnen Detektors bei entsprechender Zeitfolge und Bewertung alle die mit der Anordnung gemäß Fig. 3 erzeugten Daten.

Das verwendete Gerät ist gleich ausgebildet wie das Gerät gemäß Fig. 1 mit der Ausnahme, daß die Quelle und die Detektormittel durch eine Punktquelle und einen einzelnen De- ^: tektor ersetzt sind. Die Quelle und die zugeordneten Kollimatoren können entsprechend der erwähnten Patentanmeldung ausgebildet sein. :

Ein abgewandeltes Blockschaltbild einer solchen Anordnung ist in Fig. 5 dargestellt. Ein einzelner Fotovervielfacher 38 führt identische Ausgangssignale Verstärkern 39-j bis 39/ zu. Es sei bemerkt, daß in Fig. 3 Detektorpaare wie ; z.B. 2(L und 26_.. annähernd identische Informationen an ihre : zugehörigen Fotovervielfacher zuführen, wenn sie die gleiche

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Auftastposition einnehmen. Dementsprechend werden bei der Anordnung gemäß Pig. 5 nur vier Kanäle benötigt, obwohl die Ausgänge jeweils doppelt ausgenutzt werden. Die Verstärkungen der Verstärker 39 werden in einer vorgegebenen Beziehung ge-

halten, so daß die Signale in jedem Kanal entsprechend der : Punktion in Fig. 2 (a) bewertet werden. Die bewerteten Signale ; in jedem Kanal werden über die Auftastperiode durch Integrationsschaltungen 40.. bis 40. in Abhängigkeit von Signalen vom Fotodetektor 25' integriert und in Umsetzern 41-j bis 41 * in ' digitale Form umgesetzt, bevor sie einem Rechner 42 zugeführt ; werden, der ein entsprechend programmierter Digitalrechner ist.j

Es sei bemerkt, daß zwar die vier Kanäle alle Daten zuführen, die durch die Fotovervielfacher 27 und 28 in Fig. 4 zugeführt worden wären, daß sie dies jedoch in einer unrichtigen Zeitbeziehung tun. Der Rechner 42 speichert die Signale daher an geeigneten Speicherstellen, eines positiv und eines negativ aus jedem Eanal, bis alle zu einer Gruppe gehörenden Signale empfangen sind, und dann werden diese Signale zur Bildung der zuvor beschriebenen bewerteten Summe zusammengefaßt. Zu diesem Zweck empfängt der Rechner 42 Signale von der Fotodetektoreinheit 25¹» die den Fortschritt der lateralen Abtastung anzeigt. Das bewertete Summensignal wird dann wie zuvor über die Logarithmierschaltung 33 dem Speicher 34 zugeführt.

In der Praxis kann der Rechner 42 bei entsprechender Programmierung die Funktionen von anderen Einheiten durchführen, beispielsweise des Speichers 34, der Verarbeitungseinheit 35 und der Interpolationseinheit 36. In gleicher Weise können die in Fig. 4 dargestellten Einheiten ggfs. durch einen entsprechend programmierten Digitalrechner ersetzt werden.

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Claims

Es sei bemerkt, daß auch andere Anordnungen verwendet werden können, um eine bewertete Summe der Absorptionsdatensignale entsprechend der Erfindung zu erzeugen.

-Patentansprüche-

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Patentansprüche

Gerät zur Untersuchung eines Körpers mittels durch- · dringender Strahlung, z.B. Röntgen- oder Gammastrahlung, un- ; ter Verwendung von einer Quelle zur Bestrahlung eines ebenen ; Bereiches des Körpers, von auf die Strahlung nach Durchlauf ! durch den Körper ansprechenden Detektormitteln und von Mit- j teln zur Abtastung des Körpers mit der Quelle und den Detek- ■ tormitteln derart, daß der Körper entlang einer Yielzahl von Strahlenwegen innerhalb des ebenen Bereiches bestrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät so ausgebildet ist, daß Ausgangssignale aus bewerteten Komponenten gebildet wer- \ den, wobei jede Komponente auf die Intensität der entlang eines Strahlßnweges" einer Gruppe " von benachbarten, parallelen Strahlenwegen (14) empfangenen Strahlung bezogen ist, und wobei die [ Bewertung nach einer vorgegebenen Punktion so erfolgt, daß ; die Ausgangssignale auf ein vorgegebenes räumliches Frequenzband begrenzt werden, daß Mittel zur Erzeugung von Signalen vorgesehen sind, die Logarithmen der Ausgangesignale sind, und daß die logarithmischen Signale so verarbeitet werden, daß ! eine Darstellung der Absorptionsverteilung mit Position in demebenen Bereich herstellbar ist. '.
2. Gerät nach Anspruch'1, dadurch gekennzeichnet, daß ' die Punktion angenähert ist, worin χ die Position ^!

JL *

in einer senkrecht zu den parallelen Strahlenwegen (14) ver- ; laufenden Richtung von einem vorgegebenen Ursprung (0) und f ; die Frequenzgrenze des Frequenzbandes bedeuten. i

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3. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektormittel (12) aus mehreren Detektoren (26) "bestehen, und daß die Bewertung durch Mittel zur Bewertung der Ausgänge der Detektoren nach der erwähnten Punktion erfolgt.
4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (26) aus Szintillationskristallen "bestehen und die Bewertungsmittel so angeordnete Lichtleiter (29) enthalten, daß von den Kristallen ausgesendetes Licht zu wenigstens einem Fotovervielfacher (27, 28) bzw. (38) geleitet und die Intensität des Lichtes entsprechend der Punktion modifiziert wird.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Potovervielfacher (27, 28) und Mittel zum Zusammenfassen der Ausgänge der Potovervielfacher vorgesehen sind.
6. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Potovervielfacher und Blendenmittel derart vorgesehen sind, daß der Lichtausgang der Kristalle in vorgegebener Polge unterbrochen wird.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenmittel so angeordnet sind, daß sie die auf die Kristalle auftreffende Strahlung unterbrechen.
8. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Bewertung von von den Detektormitteln abgeleiteten Signalen gemäß der Punktion sowie Mittel zur Zusammenfassung der bewerteten Signale in einer Reihenfolge, die auf die Position der zugehörigen Strahlenwege in dem ebenen Bereich bezogen sind, vorgesehen sind. __ __

Bs / dm

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