DE2559427A1

DE2559427A1 - DEVICE FOR EXAMINATION OF A BODY BY MEANS OF PENETRATING RADIATION

Info

Publication number: DE2559427A1
Application number: DE19752559427
Authority: DE
Inventors: Godfrey Newbold Hounsfield
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1974-01-31
Filing date: 1975-01-29
Publication date: 1976-12-09
Also published as: JPS6147539B2; GB1493594A; JPS5538185A; FR2273439A1; JPS5436037B2; NL174700B; DE2559427C3; NL7501207A; DE2503980A1; DE2559427B2; NL174700C; JPS50109782A; FR2273439B1; DE2503980B2

Description

EIKENBERG & BRÜMMERSTEDTEIKENBERG & BRÜMMERSTEDT

PATENTANWÄLTE IN HANNOVERPATENT LAWYERS IN HANOVER

EMI Limited 100/475EMI Limited 100/475

Gerät zur Untersuchung eines Körpers mittels durchdringender StrahlungDevice for examining a body using penetrating radiation

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Untersuchung eines Körpers mittels durchdringender Strahlung, insbesondere Röntgen- oder Gamma-Strahlung, mit einer Quelle zur Bestrahlung eines ebenen Querschnittes des Körpers, mit Detektormitteln zur Erzeugung von Datensignalen, die die Absorption darstellen, die die Strahlen nach Durchlauf durch den ebenen Querschnitt des Körpers längs zahlreicher Wege erfahren haben, mit Mitteln zur Durchführung einer Abtastbewegung der Quelle und der Detektormittel um den Körper, so daß die Strahlenwege zahlreiche verschiedene Winkellagen einnehmen, und mit Rechenmitteln zur Er-The invention relates to a device for examining a body by means of penetrating radiation, in particular X-ray or gamma radiation, with a source for irradiating a flat cross-section of the body, with detector means for generating of data signals representing the absorption caused by the rays after passing through the planar cross-section of the Body along numerous paths, with means for performing a scanning movement of the source and the detector means around the body, so that the beam paths take up numerous different angular positions, and with computing means to determine

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zeugung einer Darstellung der Verteilung der Absorption der Strahlung in der Querschnittsebene aus den von den Detektoren erzeugten Datensignalen.generation of a representation of the distribution of the absorption of the Radiation in the cross-sectional plane from the data signals generated by the detectors.

Bei der in der DT-OS 1 941 433 beschriebenen Anordnung wird Strahlung von einer äußeren Quelle in Form eines Nadelstrahls durch einen Teil des Körpers geleitet. Der Strahl wird einer Abtastbewegung unterworfen, so daß er der Reihe nach eine große Zahl unterschiedlicher Positionen einnimmt, und ein Detektor stellt das Maß der Absorption des Strahles in jeder dieser Positionen fest, nachdem der Strahl den Körper durchlaufen hat. Damit der Strahl diese verschiedenen Positionen einnehmen kann, werden die Strahlungsquelle und der Detektor in einer Ebene hin- und herbewegt und ferner um eine zu dieser Ebene senkrechte Achse gedreht. Die Positionen 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 angezeigte Verteilung der Absorption das Ergebnis sukzessiver Annäherungen ist.In the case of the arrangement described in DT-OS 1 941 433 Radiation from an external source in the form of a needle beam passed through part of the body. The beam undergoes a scanning motion subjected so that it takes a large number of different positions in sequence, and a detector provides determines the amount of absorption of the ray in each of these positions after the ray has passed through the body. So that the Beam can assume these different positions, the radiation source and the detector are moved to and fro in one plane and further rotated about an axis perpendicular to this plane. The positions are thus in a plane running through the body over which the distribution of the absorption coefficients for the radiation used is obtained by processing the beam absorption data derived from the detector. The processing takes place in such a way that the finally displayed distribution of the absorption is the result of successive approximations.

Die bekannte Anordnung hat sich als sehr erfolgreich bei der Herstellung von Querschnittsdarstellungen von Teilen des lebenden Körpers, beispielsweise des Kopfes, erwiesen. Die 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.The known arrangement has proven to be very successful in the production of cross-sectional views of parts of the living body, for example the head. The arrangement for implementation described in the above-mentioned application however, the scanning process is relatively slow, and scanning certain parts of the body is considerably faster Scanning speed desired and required.

In der DT-OS 2 427 418 ist ein Gerät beschrieben, mit dem die Ableitung der Absorptionsdatensignale verhältnismäßig rasch durchführbar ist. Bei diesem Gerät werden die Signale dadurch gewonnen, daß ein von einer Quelle ausgehendes fächerförmigesIn the DT-OS 2 427 418 a device is described with the the derivation of the absorption data signals can be carried out relatively quickly. With this device, the signals are thereby won that a fan-shaped emanating from a source

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Feld von Röntgenstrahlen durch den Körper geschickt und auf der anderen Seite des Körpers einer Reihe von Detektoren vorgesehen wird, um die entlang einer Reihe von 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.Field of X-rays sent through the body and a number of detectors are provided on the other side of the body is used to measure the radiation transmitted along a series of beam paths within the radiation field. That The fan-shaped radiation field extends over such a large angle that the entire region of interest is in the plane of the Body is detected, so that a complete scan is only possible by a rotation of the source and the detectors around the Body can be effected.

In der DT-OS 2 420 500 ist ein Gerät zur Verarbeitung der Absorptionsdaten durch ein Konvolutionsverfahren beschrieben. Dieses Verfahren erlaubt eine raschere Verarbeitung als das in der DT-OS 1 941 433 beschriebene iterative Verfahren.DT-OS 2 420 500 describes a device for processing the absorption data by means of a convolution method. This method allows faster processing than the iterative method described in DT-OS 1 941 433.

Bei allen diesen bekannten Geräten divergiert der Strahl auf den Wegen durch den Körper, so daß der Weg an der Seite des Körpers, die der Strahlungsquelle zugewandt ist, schmaler ist als auf der den Detektoren zugewandten Seite. Dies führt zu einer unterschiedlichen Genauigkeit der Auflösung der Verteilung der Absorptionskeoffizienten derart, daß die Auflösung auf der bestrahlten Seite des Körpers größer ist als auf der Seite, an der die Strahlung des Körper verläßt.In all of these known devices, the beam diverges on the paths through the body, so that the path on the side of the Body facing the radiation source is narrower than on the side facing the detectors. This leads to a different accuracy of the resolution of the distribution of the absorption coefficients such that the resolution on the irradiated side of the body is greater than on the side on which the Radiation leaves the body.

Eine unterschiedliche Auflösung ist an sich nicht schädlich, jedoch ist es erwünscht, daß die Auflösung am größten in den besonders interessierenden Bereichen ist, die jedoch normalerweise nicht am Rand des Körpers liegen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, dafür zu sorgen, daß die Unterschiede in der Auflösung so sind, daß die höchste Auflösung in den besonders interessierenden Bereichen vorhanden ist.Different resolution is not detrimental per se, but it is desirable that the resolution be greatest in the especially areas of interest, but not usually on the edge of the body. The invention is therefore the The task is to ensure that the differences in resolution are such that the highest resolution in the particular areas of interest is present.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Datenverarbeitungsmittel so ausgelegt sind, daß dieThe object is achieved according to the invention in that the data processing means are designed so that the

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Darstellung der Absorptionsverteilung durch die Überlagerung von Beiträgen aus Kombinationen der Datensignale erzeugt wird, die sich auf wenigstens teilweise einander überlappende Strahlenwege beziehen, und daß jede der Kombinationen der Datensignale sich insgesamt auf einen Strahlenweg bezieht., der an den Rändern des ebenen Querschnittes breiter ist als in dessen mittleren Bereich.Representation of the absorption distribution through the superposition of Contributions from combinations of the data signals is generated, which are at least partially overlapping beam paths relate, and that each of the combinations of the data signals relates as a whole to a beam path. Which at the edges of the flat cross-section is wider than in its central area.

Dabei beziehen sich vorzugsweise die Datensignale auf in dem ebenen Bereich des Körpers divergierende Strahlenwege, und die Datenverarbeitungsmittel sind so ausgebildet, daß paarweise Datensignale kombiniert werden, die zu Strahlenwegen gehören, die aus entgegengesetzten Richtungen von der Strahlung durchlaufen werden.In this case, the data signals preferably relate to beam paths diverging in the flat area of the body, and the data processing means are designed so that paired data signals are combined which belong to beam paths which are traversed by the radiation from opposite directions.

Unter der Voraussetzung, daß die Strahlungsquelle sich um den Körper über einen Winkel von mehr als 180° dreht, ist es somit möglich, Ausgangssignale zu kombinieren, die sich auf um 180° gegeneinander versetzte Strahlenwege beziehen, d.h. auf Strahlenwege, die aus entgegengesetzten Richtungen durchlaufen werden. Die kombinierten Signale beziehen sich dann auf einen "taillierten" Strahlenweg, der an den Rändern des Körpers breiter ist als in dessen Mitte. Hierdurch wird nicht nur die erwünschte höhere Auflösung im mittleren Bereich des Körpers gegenüber den ; Randbereichen erzielt, sondern darüber hinaus wird die dem Kör- ] per zugeführte Strahlendosis gleichmäßiger verteilt und nicht nur an einer Seite konzentriert. Das erfindungsgemäße Gerät kann bei der Herstellung von Röntgenaufnahmen beliebiger Art Anwendung finden, z.B. in Form einer Abbildung auf einer Kathodenstrahlröhre, in Form einer Fotografie einer solchen Abbildung oder in Form einer Abbildung von Absorptionskoeffizienten, die von einem Digitalrechner erzeugt werden.Provided that the radiation source rotates around the body over an angle of more than 180 °, it is thus possible to combine output signals that relate to beam paths offset by 180 °, ie beam paths that travel from opposite directions will. The combined signals then relate to a "waisted" beam path that is wider at the edges of the body than in its center. This not only provides the desired higher resolution in the middle area of the body compared to the; Margin ranges, but it is also the the pERSonal] distributed via supplied radiation dose even and focuses not only on one side. The device according to the invention can be used in the production of X-ray recordings of any type, for example in the form of an image on a cathode ray tube, in the form of a photograph of such an image or in the form of an image of absorption coefficients generated by a digital computer.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. In the drawing:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des erFig. 1 is a schematic side view of the he

findungsgemäßen Gerätes,device according to the invention,

Fig. 2 eine Stirnansicht des Gerätes,Fig. 2 is an end view of the device,

Fig. 3 ein Blockschaltbild für die VerarbeitungFig. 3 is a block diagram for processing

der Absorptionsdaten,the absorption data,

Fig. 4 ein Strahlendiagramm zur Erläuterung der4 shows a ray diagram to explain the

Erfindung,Invention,

Fig. 5 die Anordnung der Absorptionsdaten in eiFig. 5 shows the arrangement of the absorption data in ei

nem Speicher.nem memory.

In Fig. 1 liegt ein Patient 1 auf einer Auflage 2, und 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 Fächer, 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.In Fig. 1, a patient 1 is lying on a support 2, and his body is under examination by the dashed line Line 3 indicated X-rays. This radiation is generated by a source 4 and forms a fan that spreads in a plane that is at right angles to the plane of the paper. The support for the patient is long enough that every section of the patient's body can be brought into the plane of the X-ray radiation.

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 Umhüllung oder einem Beutel 6. Der Beutel 6 ist in einer ringförmigen Konstruktion 7 angeordnet, die aus Metall, beispielsweise aus Dur-In the area of the investigating radiation, the patient's body is surrounded by a medium, which in the present case consists of There is water and an absorption coefficient for the radiation which is approximately equal to the absorption coefficient of the body tissue. The water 5 is in an envelope or a bag 6. The bag 6 is arranged in an annular structure 7 made of metal, for example made of Dur-

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aluminium besteht.made of aluminum.

Der Ringkörper 7 besteht aus zwei Teilen entsprechend der Beschreibung in der DT-OS 2 427 418 und ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel an der Auflage 2 befestigt. Der Ringkörper 7 kann ggfs. beweglich in bezug auf die Auflage 2 gelagert werden, um die Einführung des Patienten zu erleichtern, und 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.The ring body 7 consists of two parts as described in DT-OS 2 427 418 and is in the present embodiment attached to the support 2. The ring body 7 can, if necessary, be movably supported with respect to the support 2, in order to facilitate the introduction of the patient, and furthermore, the support 2 can be movable with respect to others for the same reason Parts of the device are arranged, and to perform an accurate positioning with respect to the X-rays can.

Die Auflage 2 ruht an einem 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 Umlauf bewegung der Röntgenstrahlenquelle 4 erfolgt.The support 2 rests at one end on a bearing 8 and at the other end on an arm of an axle body 9. The axis of the Axle body 9 is also the axis around which the orbital movement of the X-ray source 4 takes place.

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. Die 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 befesteigt. Unmittelbar gegenüber der Quelle 4 sind mittels eines Lagers 14 Detektormittel befestigt, die Strahlungsabsorptionsdaten vom Körper des Patienten in der Ebene der von der Quelle 4 ausgehenden Strahlung liefern.The patient's body inserted into the device is surrounded by a cylindrical frame 10, the longitudinal axis of which is at the same time forms the axis of the axle beam. At its end facing the axle body, the frame 10 is closed and has a bearing 11 provided, which in turn is mounted on the axis of the axle body 9 is. At the other end the frame 10 is open so that the patient can be introduced there, and at this end the patient rests Frame 10 on rollers 12 which are stationary. The rollers are arranged so that the frame 10 can rotate freely about its axis can, which is also the axis around which the X-ray source 4 rotates. The source 4 is on the frame 10 by means of a bearing 13 attached. Immediately opposite the source 4 are by means of a Bearing 14 mounted detector means, the radiation absorption data from the patient's body in the plane of the source 4 deliver outgoing radiation.

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Die Achse des Achskörpers 9 ist in einem Lager 16 gelagert, und 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 den Detektormitteln 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 Detektormittel wickeln sich die Leitungen entsprechend auf dem Spulenkörper 17 auf oder von diesem ab. Sie werden dem Spulenkörper über Führungen G18 und G19 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 .The axis of the axle body 9 is mounted in a bearing 16, and next to the bearing 16 there is a coil body 17 on the axis of the axle body. The coil body 17 is on the bearing 16 attached, and lines 18 are wound on it, via which absorption data are passed from the detector means 15 to the data processing unit, and there are also lines and connections 19 provided for the power supply, for control signals and for cooling liquid for the X-ray source 4. During the orbital movement the source and the detector means, the lines wind up on or from the bobbin 17, respectively away. They are fed to the coil body via guides G18 and G19, which are attached to the frame 10. The lines and the other connections are attached and run on the bobbin then to their respective connection units including the mentioned data processing unit and a power supply unit .

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 Abtastbewegung erzeugt Signale, die den Verlauf der Drehung der Quelle 4 anzeigen. Hierfür kann eine Stricheinteilung auf der Welle des Zahnrades dienen, die mit einer Lichtquelle und Fotozelle zusammenwirkt, stattdessen kann aber auch eine Kurvensteuerung verwendet werden.To generate the rotary movement, the edge of the frame 10 is provided with a toothed ring 20 at its open end. With A gearwheel 21 is in engagement with this ring gear and is seated on an axle which is mounted in bearings 22. The gear 21 is driven by a reversible motor 23 via a gearbox 24. It should be emphasized that the ring gear 20 can also be arranged at any other point on the frame 10. A timer unit 40 for the scanning movement generates signals which indicate the course of the rotation of the source 4. For this, a Line division on the shaft of the gear, which interacts with a light source and photocell, can be used instead a curve control can also be used.

Fig.-2 zeigt eine Stirnansicht des in Fig. 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 desFIG. 2 shows an end view of the one shown in FIG Device, and the reference numerals are the same as in Fig. 1. In Fig. 2, 25 is the axis of rotation and 26 is the outline of the

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Querschnittes des Körpers des Patienten in der Ebene der untersuchenden Strahlung dargestellt.Cross-section of the patient's body in the plane of the examiner Radiation shown.

Die Strahlen 27 und 28 geben die Begrenzungen des von der Strahlungsquelle 4 ausgesendeten Fächers an. Es ist erkennbar, daß die Detektormittel 15 sich über die gesamte Fächerbreite zwischen den Strahlen 27 und 28 erstrecken. Entsprechend der DT-OS 2 439 847 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 der Ringkonstruktion 7 und der zugeordneten Haltemittel sind außerdem in der DT-OS 2 427 418 beschrieben.The rays 27 and 28 indicate the boundaries of the fan emitted by the radiation source 4. It can be seen that the detector means 15 extend over the entire width of the fan between the beams 27 and 28. According to the DT-OS 2 439 847 means can be provided to examine a desired area in the patient's body in greater detail, however, no provisions are made for this in the present exemplary embodiment. More details of the ring construction 7 and the associated holding means are also described in DT-OS 2,427,418.

Fig. 3 zeigt schematisch die allgemeine Ausbildung der Datenverarbeitung für das in Fig. 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 Detektormittel, die die Absorptionsdaten für die Datenverarbeitung erzeugen.3 shows schematically the general design of the data processing for the device shown in Figs. In this figure, the point X represents the point of emission of the X-rays from the source 4, the point 25 in turn denotes the position of the axis of rotation, the circle 7 the position of the ring body and section 15 the detector means which generate the absorption data for data processing.

Die Detektormittel 15 bestehen aus mehreren Detektoren und diesen zugeordneten Kollimatoren zur Definition individueller Strahlen, was in den erwähnten älteren Anmeldungen beschrieben ist. Im Verlauf der Umlauf bewegung des Gerätes werden die Ab- '. sorptionsdaten als Ausgangsströme von den den Detektoren zugeordneten Fotovervxelfachern gewonnen. Die Daten werden in Verstärkern 29 verstärkt. Die Verstärkung der Verstärker ist individuell so eingestellt, daß unterschiedliche Empfindlichkeiten der Szintillationskristalle der Detektoren kompensiert werden. Ggfs. können die Verstärkungen der Verstärker gemeinsam geregelt werden, um Änderungen zu kompensieren, die in der Emissionsintensität derThe detector means 15 consist of several detectors and collimators assigned to them for the definition of individual beams, which is described in the earlier applications mentioned. In the course of the orbital movement of the device, the '. Sorption data obtained as output currents from the photo amplifiers assigned to the detectors. The data are amplified in amplifiers 29. The amplification of the amplifiers is individually adjusted so that different sensitivities of the scintillation crystals of the detectors are compensated. Possibly. the gains of the amplifiers can be jointly controlled to compensate for changes in the emission intensity of the

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Röntgenstrahlungsguelle 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 Bewegung 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 die Punktquelle X zentriert sind. Die Ausgänge der Integratoren werden durch Umsetzer 31 von analoger Form in digitale Form umgesetzt. X-ray source 4 can occur. The increased currents are integrated in Miller integrators 30. The integrators are dimensioned as a function of the timer unit 40 so that they operate for such a period of time that each individual beam assigned to a detector in the present embodiment extends over an angle of about 2/15 ° due to the orbital movement. Accordingly, the detectors are in one arranged such a distance that the center lines of these rays each have a distance of about 2/15 ° and all on the point source X are centered. The outputs of the integrators are converted from analog form to digital form by converters 31.

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 den Detektormitteln 15 abgeleiteten Ausgangssignale in ihre logarithmische Form umgesetzt werden. Aus diesem Grunde werden die digitalen Daten von den Analog/Digital-Ümsetzern 31 einem logarithmischen Umsetzer 32 zugeführt. Der logarithmische Umsetzer 32 enthält die üblichen Logarithmentabellen. Die Daten werden in Abhängigkeit von einem Adressenwähler 33 in einen Speicher 34 in der nachfolgend beschriebenen Weise eingegeben, und von dort werden die Daten einem Konvolutionsprozess und einer Interpolation in einer Einheit 35 unterworfen, bevor sie in einer Anzeige- und Steuereinheit 36 sichtbar gemacht werden. Arbeitsweise und Eigenschaft der Datenverarbeitungseinheit 35 sind in Einzelheiten in der DT-OS 2 420 500 beschrieben.It is desirable that the image reconstruction represent the distribution of the absorption coefficients over the examined cross-sectional area, the absorption coefficient being the absorption per unit length of an examining ray is in the immediate vicinity of a given point through which the ray passes. In order to obtain the desired result, it is necessary that all output signals derived from the detector means 15 in their logarithmic form can be implemented. For this reason, the digital data from the analog / digital converters 31 a logarithmic converter 32 is supplied. The logarithmic converter 32 contains the usual log tables. The data are input to a memory 34 in response to an address selector 33 in the manner described below, and from there the data becomes a convolution process and a Subjected to interpolation in a unit 35 before they are made visible in a display and control unit 36. Way of working and properties of the data processing unit 35 are described in detail in DT-OS 2 420 500.

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Hinsichtlich der in den DT-Offenlegungsschriften 2 420 500 und 2 439 847 beschriebenen Anordnung der Strahlen sei bemerkt, daß in diesen älteren Anmeldungen die Strahlen stillschweigend als gleich breit angenommen werden. Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Gerät haben die von den Detektoren definierten Strahlen jedoch nicht diese Eigenschaft, sondern sie sind an der der Röntgenstrahlenquelle zugekehrten Seite des untersuchten Bereiches schmaler als an der den Detektoren zugekehrten Seite. Die Wirkung dieser Unstimmigkeit wird bei dem beschriebenen Gerät dadurch weitgehend beseitigt, daß die Umlaufbewegung nicht auf 180° beschränkt wird, was theoretisch ausreichend wäre, sondern daß der Umlauf bis zu 360° fortgesetzt wird, so daß für jede Strahllage bei der ersten Hälfte der Umdrehung eine zweite identische Strahlenlage bei der zweiten Hälfte der Umdrehung vorhanden ist, wobei aber die Richtung der Strahlung und damit der erwähnten Unstimmigkeit entgegengesetzt ist. Von den beiden Strahlabsorptionen wird dann zur Erzeugung der Daten der Durchschnittswert der beiden Strahlen genommen, der dann einem Strahlenweg von gleicher Breite entspricht und die kleine winkelmäßige Spreizung jedes Strahls berücksichtigt.With regard to the DT-Offenlegungsschrift 2,420,500 and 2,439,847 described arrangement of the beams, it should be noted that in these earlier applications the beams are tacit can be assumed to be of equal width. In the device shown in FIGS. 1 and 2, those defined by the detectors However, rays do not have this property, but are on the side of the examined area facing the X-ray source narrower than on the side facing the detectors. The effect of this discrepancy is in the described device largely eliminated by the fact that the orbital movement is not limited to 180 °, which would theoretically be sufficient, but that the revolution is continued up to 360 °, so that for each beam position in the first half of the revolution a second identical one Beam position is present in the second half of the revolution, but the direction of the radiation and thus the direction mentioned Disagreement is opposite. The average value of the two beam absorptions is then used to generate the data of the two rays is taken, which then corresponds to a ray path of the same width and the small angular spread every ray is taken into account.

Die Verwendung von zwei um 180° gegeneinander versetzten Strahlen zur Bestrahlung eines Strahlenweges hat den weiteren Vorteil, daß die "Hautdosis" der Strahlung, die sich aus der erforderlichen gesamten Röntgenstrahlenintensität für diesen Weg ergibt, gleichmäßig zwischen den Oberflächen an den gegenüberliegenden Enden des Weges geteilt wird und nicht konzentriert an einem Ende wirkt.The use of two beams offset from one another by 180 ° to irradiate a beam path has the further advantage of that the "skin dose" of the radiation, which results from the required total X-ray intensity for this path, divided evenly between surfaces at opposite ends of the path and not concentrated at all at an end.

Es sollten jedoch nur Daten von Strahlen kombiniert werden, die eine Beziehung von 180° zueinander haben. Bei einem Strahlenfächer entsprechend Fig. 4 und 5 können nur die Daten des mittleren Strahls (b) mit den Daten des inversen Strahls kombiniertHowever, only data from rays that are 180 ° related to each other should be combined. With a fan of rays 4 and 5, only the middle ray (b) data can be combined with the inverse ray data

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werden, so daß die Daten für die 180°-Gruppe (gestrichelte Diagonallinie) mit den Daten für die 0°-Gruppe kombiniert werden.so that the data for the 180 ° group (dashed diagonal line) can be combined with the data for the 0 ° group.

Die Position für die anderen Strahlen der Gruppe ist in Fig. 4 dargestellt. Es sind drei Positionen der Punktquelle X gezeigt, während Indices die Winkellage des mittleren Strahls b darstellen. Wie man sieht, hat bei X₁C_n der Strahl c denselben Weg wie der Strahl a von X_Q, und diese beiden Strahlen können daher zur Erzeugung eines Strahls gleichmäßiger Breite kombiniert werden. Ebenso hat c bei X_n denselben Weg wie a bei X₁^_n. Berücksichtigt man dieses in bezug auf den Speicherort in Fig. 5, so ist ersichtlich, daß die Daten der 180°-Strahlengruppe mit den Daten der O°-Strahlengruppe kombiniert werden können, vorausgesetzt, daß die beiden Gruppen aus dem Speicher in umgekehrter Reihenfolge herausgezogen werden. Die Kombinationen sind dann folgendermaßen:The position for the other rays in the group is shown in FIG. Three positions of the point source X are shown, while indices represent the angular position of the central beam b. As can be seen, at X ₁ C _n, ray c has the same path as ray a of X _Q , and these two rays can therefore be combined to produce a ray of uniform width. Likewise, c at X _{n has the} same path as a at X ₁ ^ _n . Taking this into account with respect to the memory location in FIG. 5, it can be seen that the data of the 180 ° ray group can be combined with the data of the 0 ° ray group provided that the two groups are extracted from memory in reverse order will. The combinations are then as follows:

^iao ^{+ c}180>' ^(bo ^{+ b}180> ^{und (c}o ^{+ 3}W* ^ia o ^{+ c} 180>' ^(b o ^{+ b} 180> ^{and (c} o ^{+ 3} W *

Aus diesem Grunde sind der Adressenwähler 33 und der Speicher in Fig. 3, die den digitalen Rechner bilden, so ausgebildet, daß sie die Daten von den Orten in der beschriebenen Weise ableiten, sie kombinieren und dann der Einheit 35 zuführen. Für.die Kombination is eine Addierschaltung 41 zwischen dem Speicher 34 und der Einheit 35 vorgesehen. Diese Schaltung kann ebenfalls in den Digitalrechner einbezogen werden. Der Adressenwähler 33 erzeugt die Daten für die beiden Gruppen, die paarweise kombiniert werden sollen. Die Addierschaltung 41 ist mit einer Speicherstelle für ein Strahldatensignal versehen, um die Daten des ersten Paares zu speichern und addiert dann die Daten des zweiten Paares zu den Daten des ersten Paares, bevor die kombinierten Daten der Einheit 35 zugeführt werden. Es können aber auch andere Mittel zur Kombination der Daten eingesetzt werden. Beispielsweise kann eineFor this reason, the address selector 33 and the memory in Fig. 3, which constitute the digital calculator, are designed so that they derive the data from the locations in the manner described, combine them and then feed them to the unit 35. For the combination An adding circuit 41 is provided between the memory 34 and the unit 35. This circuit can also be used in the Digital computers are included. The address selector 33 generates the data for the two groups, which are combined in pairs should. The adder circuit 41 is provided with a storage location for a beam data signal to add the data of the first pair store and then add the data of the second pair to the data of the first pair before the combined data of the unit 35 are fed. However, other means of combining the data can also be used. For example, a

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individuelle Rekonstruktion von Absorptionskoeffizienten für jedes Paar von entgegengesetzt parallelen Gruppen (z.B. von 80° und 0°) abgeleitet und die beiden Bilder auf der Anzeigevorrichtung oder anderweitig kombiniert werden. Die Bezeichnung "Kombination der Daten" soll daher auch derartige Kombinationen einschließen.individual reconstruction of absorption coefficients for each Pair of oppositely parallel groups (e.g. from 80 ° and 0 °) derived and the two images on the display device or otherwise combined. The term "combination of data" is therefore intended to include such combinations.

Um Daten für Strahlen mit der 180°-Beziehung der Abtastung zu kombinieren, sei bemerkt, daß, obwohl die Daten für die ersten 180° der Abtastung den Abschnitten des Speichers 34 in einer Reihenfolge zugeführt werden, die Daten für die zweiten 180° (d.h. von den parallelen Gruppen und nicht von der Abtastposition) in der umgekehrten Reihenfolge zugeführt werden, um die anhand von Fig. beschriebene Kombination zu bewirken. Aus diesem Grunde ist der Adressenwähler 33 entsprechend programmiert. Nachdem alle Abschnitte des Speichers 34 die Daten für ihre parallele Gruppe empfangen haben, werden diese Daten der Reihe nach der Konvolutionseinheit 35 zur Verarbeitung zugeführt.To get data for rays with the 180 ° relationship of the scan It should be noted that, although the data for the first 180 ° of the scan is to combine the sections of memory 34 in an order the data for the second 180 ° (i.e. from the parallel groups and not from the scanning position) in the Reverse order are supplied in order to effect the combination described with reference to FIG. This is why the Address selector 33 programmed accordingly. After all sections of memory 34 receive the data for their parallel group these data are sequentially supplied to the convolution unit 35 for processing.

-Patentansprüche--Patent claims-

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Claims

Patent claims:

1. Device for examining a body by means of penetrating radiation, in particular X-rays or gamma radiation, with a source for irradiating a planar cross-section of the body, with detector means for generating data signals that represent the absorption that the rays after passing through the planar cross-section of the Have experienced body along numerous paths, with means for performing a scanning movement of the source and the detector means around the body so that the beam paths assume numerous different angular positions, and with data processing means for generating a representation of the distribution of the absorption of radiation in the cross-sectional plane - from the Data signals generated by the detectors, characterized in that the data processing means (33, 34, 41) are designed in such a way that the display is generated by superimposing contributions from combinations of the data signals which are located on at least partially overlapping St Rahlenwege relate, and that each of the combinations of the data signals relates as a whole to a beam path. Which is wider at the edges of the planar cross-section than within its central area.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the data

signal on beam paths that diverge in the form of a fan in the flat area refer, and that the data processing means (30, 34, 41) are designed so that paired data signals are combined, which belong to beam paths that are traversed by the radiation from opposite directions.

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