DE2559427B2

DE2559427B2 - Device for examining a body by means of penetrating radiation

Info

Publication number: DE2559427B2
Application number: DE2559427A
Authority: DE
Inventors: Godfrey Newbold Winthorpe Newark Nottinghamshire Hounsfield (Grossbritannien)
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1974-01-31
Filing date: 1975-01-29
Publication date: 1979-05-23
Also published as: JPS50109782A; DE2559427A1; GB1493594A; DE2503980B2; FR2273439B1; NL7501207A; JPS6147539B2; DE2503980A1; NL174700B; DE2559427C3; FR2273439A1; JPS5436037B2; NL174700C; JPS5538185A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Untersuchung eines Körpers mittels durchdringender Strahlung, insbesondere Röntgen- oder Gammastrahlung, die im Abstand voneinander eine Strahlenquelle und eine wenigstens einen Detektor mit Integrator enthaltende Detektoranordnung, sowie eine Aufnahmevorrichtung zur Plazierung des zu untersuchenden Körpers in dem Zwischenraum zwischen der Strahlenquelle und der Detektoranordnung aufweist, und die Antriebs- und Führungsmittel für laterale und/oder orbitale Abstastbewegungen der Strahlenquelle und der Detektoranordnung enthält, die so ausgebildet sind, daß die Detektoranordnung zahlreiche Strahlenbündel mißt, die entlang unterschiedlich orientierter Wege den zu untersuchenden Querschnittsbereich des Körpers durchlaufen, und die eine einen Rechner und einen Matrixspeicher enthaltende Auswertschaltung aufweist, der die Detektorausgangssignale, die die Schwächung der Strahlen auf dem Wege durch den Körper darstellen, zugeführt sind, wobei die Auswertschaltung eine Rekonstruktion der Absorptionsverteilung der Strahlung in der untersuchten Querschnittsfläche des Körpers durchführt. The invention relates to a device for examining a body by means of penetrating Radiation, in particular X-rays or gamma rays, which are a radiation source at a distance from one another and a detector arrangement containing at least one detector with an integrator, as well as a Receiving device for placing the body to be examined in the space between the Has radiation source and the detector arrangement, and the drive and guide means for lateral and / or orbital scanning movements of the radiation source and the detector arrangement, the so are designed so that the detector arrangement measures numerous bundles of rays which are different along oriented paths traverse the cross-sectional area of the body to be examined, and one has an evaluation circuit containing a computer and a matrix memory, which the detector output signals, which represent the weakening of the rays on their way through the body are, wherein the evaluation circuit is a reconstruction of the absorption distribution of the radiation in the investigated cross-sectional area of the body.

Bei der aus der DE-OS 1941433 bekannten Anordnung wird Strahlung von einer äußeren Strahlenquelle in Form eines engen Strahlenbündels durch einen Teil des Körpers geleitet. Das Strahlenbündel wird einer Abtastbewegung unterworfen, so daß dieses der Reihe nach eine große Zahl unterschiedlicher Richtungen und Lagen einnimmt, und ein Detektor stellt in jeder dieser Positionen nach Durchgang durch den Körper das Maß der Absorption des Strahlenbündels fest. Damit das Strahlenbündel 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 arrangement known from DE-OS 1941433 is radiation from an external radiation source in the form of a narrow beam through a Part of the body. The beam is subjected to a scanning movement, so that this sequentially occupies a large number of different directions and positions, and a detector in each of these positions represents the degree of absorption of the beam after it has passed through the body fixed. So that the beam can take these different positions, the radiation source and the detector reciprocates in a plane and also about a plane perpendicular to that plane Axis rotated. The positions are thus in a plane running through the body above the the distribution of the absorption coefficients for the radiation used by processing the from Detector derived beam absorption data is obtained. The processing is done in such a way that the finally displayed distribution of 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 representations of parts of the living body such as the head. The in the mentioned application described arrangement for performing the scanning process is relatively slow, and when scanning certain parts of the body, a significantly faster scanning speed is desired and required.

In der DE-OS 2427418 ist ein Gerät vorgeschlagen, mit dem die Ableitung der Absorptionsdatensignale verhältnismäßig rasch durchführbar ist. Bei diesem Gerät werden die Signale 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 sind, 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 Querschnittsebene 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 DE-OS 2427418 a device is proposed with which the derivation of the absorption data signals can be carried out relatively quickly. With this one Device, the signals are obtained by the fact that a fan-shaped field emanating from a source of x-rays sent through the body and on the other side of the body a series of detectors are provided along a number of beam paths within the radiation field to measure transmitted radiation. The fan-shaped radiation field extends over such a large angle that the entire region of interest of the cross-sectional plane of the body is covered, so that a complete scan simply by rotating the source and detectors around the Body can be effected.

In der DE-OS 2 420500 ist ein Gerät zur Verarbeitung der Absorptionsdaten durch ein Konvolutionsverfahren vorgeschlagen. Dieses Verfahren erlaubt eine raschere Verarbeitung als das in der DE-OS 1941433 beschriebene iterative Verfahren.DE-OS 2 420500 describes a device for processing the absorption data using a convolution method suggested. This method allows faster processing than that in the DE-OS 1941433 iterative procedures described.

Bei allen diesen genannten Geräten divergiert das Strahlenbündel 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 Absorptionskoeffizienten derart, daß die Auflösung auf der bestrahlten Seite des Körpers größer ist als auf der Seite, an der die Strahlung den Körper verläßt.In all of these devices, the beam diverges on the way through the body, see above that the path on the side of the body facing the radiation source is narrower than on the one Detectors facing side. 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 larger 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 Berei-Different resolution is not detrimental per se, but it is desirable that the resolution greatest in the areas of particular interest

chen ist, die jedoch normalerweise nicht am Rand des Körpers liegen.which are usually not on the edge of the body.

Der Erfindung liegt daher die Augabe zugunde, die Detektorausgangssignale so auszuwerten, daß die Auflösung an der Bestrahlungsseite des Körpers und an der Seite, an der die Strahlung den Körper verläßt, kleiner ist als in den interessierenden Bereichen zwischen diesen beiden Seiten.The invention is therefore based on the task of evaluating the detector output signals so that the Dissolution on the irradiation side of the body and on the side where the radiation leaves the body, is smaller than in the areas of interest between these two sides.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen die Detektoranordnung und die Auswertschaltung ein zusätzlicher Speicher zur Speicherung der Detektorausgangssignale geschaltet ist sowie eine Schaltung zum Kombinieren von Ausgangssignalen, die den Absorptionswerten von sich im interessierenden Bereich überlappenden, annähernd parallelen oder annähernd antiparallelen Strahlen entsprechen, deren Ausgangssignale der Auswertschaltung zugeführt werden.The object is achieved according to the invention in that between the detector arrangement and the evaluation circuit connected an additional memory for storing the detector output signals and a circuit for combining output signals representing the absorption values of overlapping, approximately parallel or approximately anti-parallel in the area of interest Beams correspond, the output signals of which are fed to the evaluation circuit.

Dadurch, daß die Ausgangssignale für annähernd parallele oder annähernd antiparallele Strahlenwege kombiniert werden, ergibt sich für die Auswertung ein »taillierter« Strahlenweg, der an den Fändern des Körpers breiter ist als in dessen Mitte. Gegenüber den bekannten Geräten, bei denen die Ausgangssignale für jeden einzelnen Strahlenweg getrennt ausgewertet werden, ergibt sich durch die Erfindung der Vorteil, daß die Auflösung im mittleren Bereich des Körpers größer ist als in den Randbereichen.Because the output signals for approximately parallel or approximately anti-parallel beam paths are combined, results in a for the evaluation "Waisted" beam path that is wider at the edges of the body than in its center. Compared to the known devices in which the output signals are evaluated separately for each individual beam path The invention has the advantage that the resolution in the central area of the body is larger than in the edge areas.

Von Vorteil ist es ferner, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Schaltung zum Kombinieren der Ausgangssignaie jeweils Ausgangssignale zusammenfaßt, die zu antiparallelen Paaren νο,ι Strahlenbündeln gehören. Da sich in diesem Falle die Strahlungsquelle um den Körper über einen Winkel von mehr als 180° dreht, um Ausgangssignale für Strahlenwege kombinieren zu können, die aus entgegengesetzten Richtungen durchlaufen werden, wird außer der höheren Auflösung im mittleren Bereich des Körpers gegenüber den Randbereichen auch noch die dem Körper zugeführte Strahlendosis gleichmäßigerverteilt, da bei einer Abtastung von nur 180° oder wenig mehr, die der Strahlenquelle zugewandte Seite des Körpers eine erheblich größere Strahlendosis empfängt als der Teil des Körpers, an dem die geschwächte Strahlung den Körper verläßt.It is also advantageous if, in a further embodiment of the invention, the circuit for combining each of the output signals summarizes output signals that form anti-parallel pairs νο, ι Beam bundles belong. Because in this case the radiation source is around the body over an angle rotates by more than 180 ° in order to be able to combine output signals for beam paths that come from opposite Directions are traversed, except for the higher resolution in the middle area of the body also distributes the radiation dose delivered to the body evenly compared to the edge areas, because with a scan of only 180 ° or a little more, the side facing the radiation source of the body receives a considerably greater dose of radiation than the part of the body on which the weakened Radiation leaves the body.

Daserfindungigemäße Gerät 'sann bei der Herstellung von Röntgenaufnahmen beliebiger Art Anwendung finden, z. B. in Form einer Abbildung auf einer Kathodenstrahlröhre, in Form einer Fotographie einer solchen Abbildung, oder in Form einer Abbildung von Absorptionskoeffizienten, die von einem Digitalrechner erzeugt wird.The device according to the invention is considered during manufacture of x-rays of any kind are used, e.g. B. 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.

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

Fig. 1 eine sdiematische Seitenansicht eines radiographischen Gerätes, in dem die Erfindung anwendbar ist,Fig. 1 is a diagrammatic side view of a radiographic Device in which the invention is applicable,

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

Fig. 3 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltung für die Verarbeitung der Absorptionsdaten,3 shows a block diagram of the circuit according to the invention for processing the absorption data,

Fig. 4 ein Strahlendiagramm zur Erläuterung der Erfindung und4 shows a ray diagram to explain the invention and

Fig. 5 die Anordnung der Absorptionsdaten in einem Speicher.Fig. 5 shows the arrangement of the absorption data in a memory.

In Fig. 1 liegt ein Patient 1 auf einer Auflage 2, und sein Körper vA 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 senkrecht 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 lies on a support 2, and his body is subjected to an examination by means of the X-ray radiation indicated by a dashed line 3. This radiation is generated by a source 4 and forms a fan which spreads out in a plane which is perpendicular to the plane of the paper. The support for the patient is so long that every section of the patient's body can be brought into the plane of the X-ray radiation.

Im zu untersuchenden Bereich ist der Körper dej Patienten mit einem Medium umgeben, das für die Strahlung einen Absorptionskoeffizienten besitzt, derIn the area to be examined, the patient's body is surrounded by a medium that is suitable for the patient Radiation has an absorption coefficient that

in etwa gleich dem Absorptionskoeffizienten des KÖrpergewebes ist und im vorliegenden Fall aus Wasser 5 besteht. Das Wasser 5 befindet sich in einer Umhüllung oder einem Beutel 6. Der Beutel 6 ist in einem Ringkörper 7 angeordnet, der aus Metall, beispiels-roughly equal to the absorption coefficient of the body tissue and in the present case consists of water 5. The water 5 is in an envelope or a bag 6. The bag 6 is arranged in an annular body 7 made of metal, for example

r> weise aus einer Aluminiumlegierung besteht. Der Ringkörper 7 besteht aus zwei Teilen und ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel an der Auflage 2 befestigt. Er kann gegebenenfalls beweglich in bezug auf die Auflage 2 gelagert werden, um die Einführungr> consists of an aluminum alloy. The ring body 7 consists of two parts and is attached to the support 2 in the present exemplary embodiment. If necessary, it can be mounted so as to be movable with respect to the support 2 in order to facilitate the introduction

in 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.in the patient's ease, and further can the support 2 can be arranged to be movable with respect to other parts of the device for the same reason, and in order to be able to carry out an exact positioning with respect to the X-rays.

.'■> Die Auflage 2 ruht an einem Ende auf einem Lager ß 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,The support 2 rests at one end on a bearing ß and at the other end on an arm of an axle body 9. The axis of the axle body 9 is at the same time the axis around which the orbital movement of the X-ray source 4 takes place,

in 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 einemin The patient's body inserted into the device is surrounded by a cylindrical frame 10, the longitudinal axis of which is also the axis of the axle body forms. At its end facing the axle body, the frame 10 is closed and with a

r. 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 Rollenr. Bearing 11 is provided, which in turn is mounted on the axis of the axle body 9. At the other end is that Frame 10 open so that the patient can be introduced there, and the frame rests at this end 10 on rollers 12 which are stationary. The roles

in 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 istin are arranged so that the frame 10 is freely around its Can rotate axis, which is also the axis around which the X-ray source 4 rotates. the Source 4 is fixed on frame 10 by means of a bearing 13. Immediately opposite the source 4 is

r, mittels eines Lagers 14 eine Detektoranordnung befestigt, die Strahlungsabsorptionsdaten vom Köiper des Patienten in der Ebene der von der Quelle 4 ausgehenden Strahlung liefert.r, a detector arrangement attached by means of a bearing 14, the radiation absorption data from the patient's body in the plane of that emanating from the source 4 Radiation supplies.

Die Achse des Achskörpers 9 ist in einem LagerThe axis of the axle body 9 is in a bearing

ϊο 16 gelagert, und neben dem Lager 16 befindet sich auf der Achse chs Achskörpers ein Spulenkörper 17. Der Spulenkörper 17 ist am Lager 16 befestigt, und auf ihm sind Leitungen 18 aufgewickelt, über die die Ab ,crptionsdaten von der Detektoranordnung 15 zurϊο 16 stored, and next to the bearing 16 is located on the axle chs axle body a coil body 17. The coil body 17 is attached to the bearing 16, and lines 18 are wound on it, via which the ab, crption data from the detector arrangement 15 to

r, Auswertschaltung 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 Strahlenquelle und der Detektoren anordnung wickeln sich die Leitungen entsprechend auf dem Spulenkörper 17 auf oder von diesem ab. Sie werden dem Spulenkörper über Führungen G18 und C19 zugeführt, die am Rahmen 10 befestigt sind. Am Spulenkörper sind die Leitungen und die anderenr, evaluation circuit are conducted, and also lines and connections 19 for the power supply, provided for control signals and for cooling liquid for the X-ray source 4. During the orbital movement the radiation source and the detector arrangement, the lines wrap accordingly on the bobbin 17 on or off this. They are attached to the bobbin via guides G18 and C19 attached to the frame 10. The lines and the others are on the bobbin

v-, Verbindungen befestigt und verlaufen dann zu ihren entsprechenden Anschlußeinheiten einschließlich der erwähnten Auswertschaltung und einer Stromversorgungseinheit. v-, fastened connections and then run to their respective connection units including the mentioned evaluation circuit and a power supply unit.

Zur Erzeugung der Umlauf bewegung ist der Rand des Rahmens 10 an seinem offenen Ende mit einem Zahnkranz 20 versehen. Mit diesem Zahnkranz ist ein Zahnrad 21 in Eingriff, ds 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 Strahlenquelle 4 anzeigen. Hierfür kann eine Stricheinteilung auf der Welle des Zahnrades dienen, die mit einer Lichtquelle und Fotozelle zusammenwirkt, statt dessen kann aber auch eine Kurvensteuerung verwendet werden.To generate the circulation movement, the edge of the frame 10 is at its open end with a Gear rim 20 is provided. With this ring gear a gear 21 is in engagement, ds sits on an axis that is stored in bearings 22. The gear wheel 21 is driven by a reversible motor 23 via a gear 24. It should be emphasized that the ring gear 20 is also arranged at any other point on the frame 10 can be. A timer unit 40 for the scanning movement generates signals that the course the rotation of the radiation source 4. A division of lines on the shaft of the gearwheel can be used for this serve, which interacts with a light source and photocell, but can also be a Curve control can be used.

Fig. 2 zeigt eine Stirnansicht des in Fig. 2 dargestellten Gerätes, und die Bezugsziffern sind die gleichen wie in Fig. 1. In Fig. 2 ist die Umlaufachse 25 und der Umriß 26 des Uuerschnittes des Korpers des Patienten in der Ebene der untersuchenden Strahlung gestellt.Figure 2 shows an end view of the apparatus shown in Figure 2 and the reference numerals are the same as in Fig. 1. In Fig. 2, the axis of rotation 25 and the outline 26 of the Uu section of the body of the Patient placed in the plane of the investigating radiation.

Die Strahlenbündel 27 und 28 geben die Begrenzungen des von der Strahlenquelle 4 ausgesendeten Fächers an. Es ist erkennbar, daß die Detektoranordnung 15 sich über die gesamte Fächerbreite zwischen den Strahlenbiindeln 27 und 28 erstreckt. Entsprechend der DE-OS 2439847 können Mittel vorgesehen werden, um einen interessierenden Teil oder Bereich des Körperquerschnitts des Patienten in größeren Einzelheiten zu untersuchen. Weitere Einzelheiten des Ringkörpers 7 und der zugeordneten Haltemittel, die nicht Gegenstand vorliegender Anmeldungsind, sind außerdem in der DE-OS 2427418 beschrieben.The bundles of rays 27 and 28 define the limits of the radiation emitted by the radiation source 4 Fan. It can be seen that the detector arrangement 15 extends over the entire width of the fan between the beam bundles 27 and 28 extends. According to DE-OS 2439847 means can be provided be to a part or area of the patient's body cross-section of interest to examine greater details. Further details of the ring body 7 and the associated Holding means, which are not the subject of the present application, are also in DE-OS 2427418 described.

Fig. 3 zeigt schematisch die allgemeine Ausbildung der Schaltung für die Datenverarbeitung bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Gerät. In dieser Abbildung stellt der Punkt ^ den Emissionspunkt der Röntgenstrahlen der Quelle 4 dar, der Punkt 25 bezeichnet wiederum die Lage der Umlaufachse, der große Kreis die Lage des Ringkörpers 7 und der Abschnitt 15 die Detektoranordnung, deren die Absorptionsdaten darstellenden Ausgangssignale zur Datenverarbeitung der Auswertschaltung zugeführt werden.Fig. 3 shows schematically the general design of the circuit for data processing in the in Fig. 1 and 2 shown device. In this figure the point ^ represents the point of emission of the X-rays the source 4, the point 25 in turn denotes the position of the axis of rotation, the large circle the position of the ring body 7 and the section 15 the detector arrangement, whose the absorption data output signals representing the data processing are fed to the evaluation circuit.

Die Detektoranordnung 15 besteht aus mehreren Detektoren und diesen zugeordneten Kollimatoren zur Definition individueller Strahlen. Im Verlauf der Umlaufbewegung des Gerätes werden die Absorptionsiiaten von den Ausgangssignalen der in den Detektoren enthaltenen Fotovervielfachern gewonnen. Die Daten we-den in Verstärkern 29 verstärkt. Die Verstärkung der Verstärker ist individuell so eingestellt, daß unterschiedliche Empfindlichkeiten der Szintillationskristalle und Fotovervielfacher der Detektoren kompensiert werden. Gegebenenfalls können die Verstärkungen der Verstärker gemeinsam geregelt werden, um Andeningen zu kompensieren, die in der Emissionsintensität der Röntgenstrahlenquelle 4 auftreten können. Die verstärkten Ausgangssignale werden in Miller-Integratoren 30 integriert. Die Integratoren werden von einer Zeitgebereinheit 40 gesteuert, welche so bemessen ist, daß die Integratoren für eine solche Zeitdauer arbeiten, daß sich jedes einzelne, einem Detektor zugeordnete Strahlenbündel bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aufgrund der orbitalen Bewegung über einen Winkel von etwa 2/15 ° erstreckt. Dem entsprechend sind die Detektoren in einem solchen Abstand angeordnet, daß die Mittellinien dieser Strahlenbündel jeweils einen Absland 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.The detector arrangement 15 consists of several detectors and collimators assigned to them for the definition of individual beams. In the course of the orbital movement of the device, the absorption data are obtained from the output signals of the photomultiplier devices contained in 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 and photomultiplier of the detectors are compensated. If necessary, the amplifications of the amplifiers can be jointly regulated in order to compensate for andenings that can occur in the emission intensity of the X-ray source 4. The amplified output signals are integrated in Miller integrators 30. The integrators are controlled by a timing unit 40 which is dimensioned so that the integrators operate for such a period of time that each individual beam assigned to a detector in the present embodiment extends over an angle of approximately 2/15 ° due to the orbital movement . Accordingly, the detectors are arranged at such a distance that the center lines of these bundles of rays each have an offset of about 2/15 ° and are all centered on the point source X. 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 Strahlenbündels in der unmittelbaren Nähe eines gegebenen Punktes ist, den das Strahlenbündel passiert. Um das gewünschte Ergebnis zu erhalten, ist es erforderlich, daß alle von der Detektoranordnung 15 abgeleiteten Ausgangssignale in ihre logarithmischc Form umgesetzt werden. Aus diesem Grunde werden die digitalen Daten von den Analog/Digital-Umsetzern 31 einem logarithmischen Umsetzer 32 zugeführt. Der logarithmische Umsetzer 32 enthält die üblichen Logarithmentabeilen. 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 Auswertschaltung oder Datenverarbeitungseinheit 35 unterworfen, bevor sie in einer Anzeige- und Steuereinheit 36 sichtbar gemacht werden. Arbeitsweise und Eigenschaft der Datc.iverarbeitungseinheit 35, die nicht Gegenstand der Erfindung ist, sind in Einzelheiten in der DE-OS 2 420500 beschrieben.It is desirable that the image reconstruction show the distribution of the absorption coefficients over the the cross-sectional area investigated, the absorption coefficient being the absorption per unit length of an investigating beam is in the immediate vicinity of a given point, the the beam passes. To get the desired result it is necessary that all of the detector arrangement 15 derived output signals are converted into their logarithmic form. For this reason, the digital data from the analog / digital converters 31 become logarithmic Converter 32 supplied. The logarithmic converter 32 contains the usual logarithmic tables. The data are in dependence on an address selector 33 in a memory 34 in the following input, and from there the data is a convolution process and subjected to interpolation in an evaluation circuit or data processing unit 35 before they are made visible in a display and control unit 36. Mode of operation and characteristics of the Data processing unit 35, which is not the subject of the invention, are detailed in DE-OS 2 420500.

Bei den Geräien nach den DF.-Offenlegungsschriften 2420500 und 2439 847 werden die Strahlenbündel stillscheigend als gleich breit angenommen. Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Gerät haben die von den Detektoren definierten Strahlenbündel 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 bei dem beschriebenen Gerät wird 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 Strahlenlage 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 die erwähnte Unstimmigkeit entgegengesetzt sind. Die beiden Strahlabsorptionsdaten werden dann addiert und der Auswertschaltung zugeführt, wobei der zusammengefaßte Wert dann einen. Strahlenweg von etwa gleicher Breite entspricht, in dem die kleine winkelmäßige Spreizung des Strahlenbündels berücksichtigt ist.With the devices according to the German Offenlegungsschrift 2420500 and 2439 847, the bundles of rays are implicitly assumed to be of equal width. at However, in the apparatus shown in FIGS. 1 and 2, the beams defined by the detectors have not this property, but rather they are on the side of the examined one facing the X-ray source Area narrower than on the side facing the detectors. The effect of this disagreement in the described device is largely eliminated that the orbital movement is not is limited to 180 °, which would theoretically be sufficient, but that the revolution continues up to 360 ° is, so that for each beam position in the first half of the revolution a second identical Beam position is present in the second half of the revolution, but with the direction of the radiation and thus the mentioned discrepancy are opposite. The two beam absorption data are then added and fed to the evaluation circuit, the combined value then being a. Ray path of approximately the same width corresponds to the small angular spread of the beam is taken into account.

Die Verwendung von zwei um 180° gedrehten, also gegeneinander laufenden Strahlenbündeln zur Ermittlung des Absorptionswertes eines Strahlenweges hat den weiteren Vorteil, daß die »Hautdosis« der Strahlung, die sich aus der erforderlichen gesamten ι Röntgenstrahlenintensität für diesen Weg ergibt, zwischen den Oberflächen an den gegenüberliegenden Ende besser verteilt wird.The use of two bundles of rays rotated by 180 °, i.e. running against each other, for the determination of the absorption value of a radiation path has the further advantage that the "skin dose" of the Radiation resulting from the total required X-ray intensity for this path, between the surfaces at the opposite end is better distributed.

Es sollten jedoch jeweils nur Absorptionswerte von Strahlenbündeln zusammengefaßt werden, die um , 180° gegeneinander gedreht sind, d. h. gegeneinander laufen. Bei einem Strahienfächer entsprechend Fig. 4 und 5 können nur die Absorptionswerte des mittleren Strahlenbündels (b) mit den Werten des inversenIn each case, however, only absorption values of bundles of rays should be summarized which are rotated by 180 ° with respect to one another, ie run against one another. In the case of a fan beam according to FIGS. 4 and 5, only the absorption values of the middle beam (b) can match the values of the inverse

Strahls kombiniert werden, so daß die Werte für die 180°-Gruppe (gestrichelte Diagonallinie) mit den Daten für die O°-Gruppe kombiniert werden.Beam so that the values for the 180 ° group (dashed diagonal line) correspond to the Data for the O ° group are combined.

Die Lage für die anderen Strahlenbündel der Gruppe ist in Fig. 4 dargestellt. Es sind drei Stellungen X der Punktquelle gezeigt, welche mit Indices versehen sind, die die Winkellage des mittleren Strahlec.öündels b darstellen. Wie man sieht, hat bei Α*₁₅₀ das Strahlenbündel c denselben Weg wie das Strahlenbündel α bei X_u, und diese beiden Strahlenbündel können daher zur Erzeugung eines Mrahlenbündels gleichmäßiger Breite kombiniert werden. Ebenso hat c-bei ^„denselben Weg wie α bei X_w. Berücksichtigt man dieses in bezug auf den Speicherort in Fig. 5, so ist ersichtlich, daß die Daten der 18()°-Strahlengruppe mit den Daten der O°-Strahlengruppe kombiniert werden können, vorausgesetzt, daß die beiden Gruppen aus dem Speicher in umgekehrter Reihenfolge herausgezogen werden. Die KumuhiaiiuMcu smiu dann folgendermaßen:The position for the other bundles of rays in the group is shown in FIG. Three positions X of the point source are shown, which are provided with indices which represent the angular position of the middle Strahlec.öündels b . As can be seen, at Α * _150, the bundle of rays c has the same path as the bundle of rays α at X _u , and these two bundles of rays can therefore be combined to produce a bundle of rays of uniform width. Likewise, c- at ^ "has the same path as α at X _w . If this is taken into account in relation to the memory location in FIG. 5, it can be seen that the data of the 18 () ° ray group can be combined with the data of the 0 ° ray group, provided that the two groups are reversed from memory Sequence to be pulled out. The KumuhiaiiuMcu smiu then do the following:

^undand

ρ)·ρ)

Aus diesem Grunde sind der Adressenwiihler 33 und der Speicher 34 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 ist eine Addierschaltung 43 zwischen dem Speicher 34 und der Einheit 35 vorgesehen. Diese Schaltung kann ebenfalls in den Digitalrechner einbezogen werden. Der Adressenwähler 33 erzeugt di. Daten für die beiden Gruppen, die paarweiseFor this reason, the address selector 33 and the memory 34 in FIG. 3, which form the digital computer form, designed so that they derive the data from the locations in the manner described, combine them and then feed to the unit 35. For the combination, an adder circuit 43 is between the memory 34 and the unit 35 are provided. This circuit can also be used in the digital computer be included. The address selector 33 generates di. Dates for the two groups that are paired

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 zushould be combined. The adding circuit 41 is provided with a storage location for a beam data signal, to store the data of the first pair and then add the data of the second pair

> 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 eine individuelle Rekonstruktion von Absorptionskoeffizienten> the data of the first pair before the combined data is fed to the unit 35. It can but other means of combining the data can also be used. For example, an individual Reconstruction of absorption coefficients

κι für jedes Paar von entgegengesetzten parallelen Gruppen (z. B. von 180" und 0°) abgeleitet und die beiden Bilder auf der Anzeigevorrichtung oder anderweitig kombiniert werden. Die Bezeichnung »Kombination der Daten« soll daher auch den Fall umfassen,κι for each pair of opposite parallels Groups (e.g. from 180 "and 0 °) derived and the both images can be combined on the display device or otherwise. The term »combination the data "should therefore also include the case

;. bei dem die Signale zunächst getrennt in zwei unabhängige Bilder verarbeitet werden, worauf dann die Bilder kombiniert werden.
Um Daten für Strahlenbündel der 180°-Bezie-;. in which the signals are first processed separately into two independent images, after which the images are then combined.
To obtain data for beams of the 180 ° area

MUnguCr AbiäStüngZü ΚΰΓΓιι/ίΓιίΟΓΟΓι, 5Ci cCiTiCTKi, GBu,MUnguCr AbiäStüngZü ΚΰΓΓιι / ίΓιίΟΓΟΓι, 5Ci cCiTiCTKi, GBu,

■'■ 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. 4 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 Auswertschaltung 35 zur Verarbeitung zugeführt.■ '■ although the data for the first 180 ° of the scan the sections of memory 34 are supplied in sequence with the data for the second 180 ° (i.e. from the parallel groups and not from the scanning position) in the reverse order in order to bring about the combination described with reference to FIG. For this reason the address selector 33 is programmed accordingly. After all sections of the memory 34 the Have received data for their parallel group, these data are sequentially processed by the evaluation circuit 35 supplied for processing.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for examining a body by means of penetrating radiation, in particular X-ray or gamma radiation, which at a distance from one another a radiation source and at least one a detector with an integrator-containing detector arrangement, and a recording device for placing the body to be examined in the space between the radiation source and the detector arrangement, and the drive and guide means for lateral and / or orbital scanning movements of the Contains radiation source and the detector arrangement, which are designed so that the detector arrangement numerous bundles of rays measured along differently oriented paths to the cross-sectional area of the body to be examined, and one a computer and one Evaluation circuit containing matrix memories that has the detector output signals that weaken the beams along the way represent by the body, are supplied, wherein the evaluation circuit a reconstruction of the The absorption distribution of the radiation in the investigated cross-sectional area of the body is thereby carried out characterized in that between the detector arrangement (15) and the evaluation circuit (35) an additional memory (34) for storing the detector output signals is connected is, and a circuit (41) for combining output signals representing the absorption values of overlapping, i.e. almost parallel, in the body area of interest or approximately antiparallel beams whose output signals the evaluation circuit are fed.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the circuit (41) for combining of the output signals each summarizes output signals that form anti-parallel pairs of Beam bundles belong.