DE2625312B2

DE2625312B2 - Computer-Tomograph

Info

Publication number: DE2625312B2
Application number: DE2625312A
Authority: DE
Inventors: Stanley Sunbury-On-Thames Middlesex Taylor (Ver. Koenigreich)
Original assignee: EMI Ltd HAYES MIDDLESEX (VER KOENIGREICH)
Current assignee: EMI Ltd HAYES MIDDLESEX (VER KOENIGREICH)
Priority date: 1975-06-10
Filing date: 1976-06-03
Publication date: 1980-05-08
Also published as: DE2625312A1; US4048503A; MY8000152A; JPS51150989A; FR2313902A1; GB1546076A; NL7606054A; NL181169B; NL181169C; FR2313902B1; JPS5930421B2; HK71279A

Description

Die Erfindung betrifft einen Computer-Tomographen mit Mitteln zur Festlegung der Position eines Patienten, mit einer Quelle für durchdringende Strahlung, insbesondere Röntgenstrahlung, die den Körper in seiner Position entlang zahlreicher koplanarer Strahlenwege durchquert, mit Mitteln zur Erzeugung einer Abtastbewegung der Quelle in bezug auf die Position des Patienten derart, daß die Strahlung den Körper in seiner Position entlang weiterer Strahlenwege durchquert, mit einer aus zahlreichen, ein Edelgas enthaltenden Zellen bestehenden Detektoranordnung zum Empfang der Strahlung nach Durchlauf durch den Körper, und mit Mitteln zur aufeinanderfolgenden Ableitung von Ausgangssignalen von jeder Zelle, wobei die Ausgangssignale ein Maß für die Strahlungsintensität sind, die bei der Position des Patienten entlang einer entsprechenden Gruppe von Strahlenwegen austritt, und wobei die zu messende Strahlungsintensität jedes Weges durch die Zahl der Elektronen und Ionen des Gases in der entsprechenden Zelle definiert ist.

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Aus der DE-OS 19 41 433 ist ein Computer-Tomograph bekannt, bei dem die von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung den Körper in seiner Position durchquert und nach Durchqueren des Körpers auf eine Detektoranordnung trifft wobei die Quelle in bezug auf die Position des Patienten eine Abtastbewegung ausführt so daß der Körper aus zahlreichen unterschiedlichen Richtungen bestrahlt werden kann.

Bei einer solchen Anordnung werden die gemessenen Werte der durch den Körper entlang zahlreicher koplanarer Strahlenwerte verlaufenden Strahlung einer Datenverarbeitung unterzogen, um eine Darstellung der Absorptions- (oder Durchlässigkeits-) Koeffizienten von Elementen einer in dem interessierenden Bereich des Körpers angenommenen Matrix in bezug auf die verwendete Strahlung zu erzeugen.

Wenn beispielsweise der Schädel eines menschlichen Patienten untersucht werden soll, ist die Geschwindigkeit, mit der die Untersuchung durchgeführt wird, nicht von entscheidender Bedeutung, da der Schädel unter Anwendung entsprechender Lokalisierungsmittel eine ausreichende Zeit lang in seiner Lage in bezug auf das Gerät festgehalten werden kann. Natürlich ist es in jetiem Falle für den Patienten günstig, wenn die Untersuchung so schnell wie möglich durchgeführt und damit die Strahlenbelastung klein gehaJten wird. Wenn jedoch der Rumpf eines menschlichen Patienten untersucht werden soll, gewinnt die Geschwindigkeit, mit der die Untersuchung durchgeführt wird, hinsichtlieh der Genauigkeit der Darstellung eine beträchtliche Bedeutung, weil der Rumpf Organe enthält, die sich rhythmisch in Abhängigkeit vom Herzschlag des Patienten und/oder von der Atmung bewegen, und darüber hinaus sind im Rumpf Organe vorhanden, die plötzliche unfreiwillige Bewegungen ausführen. Wenn sich während der Untersuchungszeit Organe bewegen, führt dies zu Fehlern oder Unscharfen in der Darstellung.

Wenn die Strahlungsquelle so ausgebildet ist, daß sie ein fächerförmiges Strahlungsfeld aussendet und somit mehrere Strahlenwege gleichzeitig bestrahlt werden und demzufolge eine entsprechende Anzahl von Detektoren vorgesehen wird, die eine Erfassung der auf allen diesen Wegen verlaufenden Strahlung erlauben, kann eine Erhöhung der Untersuchungsgeschwindigkeit im Vergleich zu einer aufeinanderfolgenden Bestrahlung der Wege erzielt werden. Es ergeben sich jedoch bei der Verwendung mehrerer Detektoren Schwierigkeiten dadurch, daß sie hinsichtlich ihrer Empfindlichkeil in bezug aufeinander einer Drift unterliegen, so daß dadurch unerwünschte Fehler in der Darstellung erzeugt werden.

Es ist bekannt, zur Messung von durchdringender Strahlung Edelgas enthaltende Zellen zu verwenden. Bei Einsatz solcher Zellen als Detektoren in Computer-Tomographen können zwar Driftfehler weitgehend beseitigt werden, jedoch hat sich gezeigt, daß dann das Signal/Rausch-Verhältnis unbefriedigend ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Computer-Tomographen der eingangs genannten Art ein gutes Signal/Rausch-Verhältnis zu erzielen.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß Steuerschaltungen oder Steuervorrichtungen enthalten sind, die kurzzeitig das Auftreffen von Strahlung auf die Zellen solange unterbrechen, bis die Zellen von Ionen befreit sind, bevor die Zellen einer folgenden Gruppe von Strahlenwegen exponiert werden.

Vorzugsweise unterbrechen die Steuerschaltungen den Elektronenstrahl der Röntgenröhre periodisch, während die Steuervorrichtungen zur Unterbrechung des Strahls aus einer mechanisch betä;igbaren Blende bestehen, die im Strahlenweg angeordnet ist. Dabei sind vorzugsweise zwei Gruppen von Zellen enthalten, wobei durch die Blende jeweils eine Gruppe abgeschirmt und die andere bestrahlt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert In der Zeichnung bedeutet

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten radiographischen Gerätes einschließlich eines Blockschaltbildes zur Veranschaulichung einiger zugehöriger elektrischer Schaltungen,

Fig.2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer ähnlichen Darstellung wie in F i g. 1,

Fig.3 in vergrößertem Maßstab einen Teil einer Detektoranordnung, die in den in F i g. 1 und 2 dargestellten Geräten verwendbar ist,

Fig.4 ein Blockschaltbild der in Fig. 1 dargestellten Zeitgeberschaltung,

Fig.5(a, b, c) Weilenformen, die im Betrieb des in F i g. 4 dargestellten Schaltungsteils auftreten und

F i g. 6 ein Ausführungsbeispiel für die Unterbrechung der Röntgenstrahlen unter Verwendung eines trommeiförmigen, drehbaren Blendenelementes.

Fig. 1 zeigt einen Drehtisch 1 mit einer mittleren Ausnehmung 2, in die ein zu untersuchender Körper 3 innerhalb eines zweiteiligen, kreisförmigen Kragsns 4 eingeführt werden kann. Zwischen dem Kragen 4 und dem Körper 3 befindet sich ein Material 5, z. B. Wasser in einem flexiblen Beutel, durch das Luft in dem für die Praxis erforderlichen Maße vom Umfang des Körpers verdrängt werden kann.

Der Drehtisch 1 trägt eine Röntgenröhre 6 mit einer sich drehenden Anode und einen der Röntgenröhre zugeordneten Kollimator 7, der von der von der Röntgenröhre 6 ausgesendeten Strahlung ein weitgehend ebenes sektorförmiges Feld 8 auswählt, wobei das Strahlungsfeld eine Dicke von etwa 1 cm aufweist. Das Strahlungsfeld 8 ist in der dargestellten Weise so bemessen, daß es den Kragen 4 überspannt. An der der Röntgenröhre 6 gegenüberliegenden Seite des Körpers ist auf dem Drehtisch 1 eine Detektoranordnung 9 angebracht, deren Aufbau weiter unten noch näher erläutert ist, und zwischen der Detektor3nordnung 9 und dem Körper 3 befindet sich eine Bank 10 mit Kollimatoren.

Der Drehtisch 1 und sein Zubehör sind um eine Achse 11, die sich in der Mitte der Ausnehmung 2 befindet, mittels eines Motors 12 drehbar, der ein Zahnrad 13 antreibt, das mit nicht dargestellten Zähnen .^m äußeren Umfang des Drehtisches 1 in Eingriff ist. Der Körper 3 wird stationär gehalten, während der Drehtisch 1 um ihn umläuft Der Körper ist ferner so plaziert, daß das Strahlungsfeld 8 einen ausgewählten ebenen Bereich des Körpers bestrahlt. Die Positionierung des Körpers 3 in bezug auf den Drehtisch 1 und dessen Zubehör wird durch Befestigung eines am Kragen 4 angeformten Flansches 14 an einem Lagerelement 15 bewirkt, auf dem der Rest des Körpers in Rückenlage ruht. Das Lagerelement 15 besteht aus zwei einen Abstand voneinander aufweisenden Teilen, von denen sich einer vor dem Drehtisch 1 und einer hinter diesem befindet. Der Spalt zwischen den beiden Teilen ist vorhanden, damit dort die Strahlung vom Lagerelement 15 unbeeinflußt hindurchlaufen kann.

Die Detektoranordnjng 9 besteht aus einem Tank, der mit Xenon mit einem Druck von etwa 5 bis 30 Atmosphären gefüllt ist Die Abmessungen des Tanks betragen in der Tiefe zwischen 3 und 20 cm, damit ein > nennenswerter Teil der darauf auftreffenden Strahlung absorbiert werden kann, während die Dicke etwa 1 cm beträgt und damit der Dicke des Strahlungsfeldes 8 entspricht Die Breite des Tanks ist an die Breite des Strahlungsfeldes 8 angepaßt. Um eine Mehrfachdetek-

i» toranordnung zu erhalten, ist der Tank durch Trennwände 16 in zahlreichen Zellen unterteilt. Die Trennwände bestehen vorzugsweise aus Wolfram, Tantal, Molybdän, Blei-Wismuth-Legierungen oder Platin und besitzen eine Dicke von etwa 0,25 mm. Über

ι ·"> die Breite des Tanks sind vorzugsweise etwa 300 Zellen angeordnet, die jeweils eine Breite von etwa 1—3 mm aufweisen. Jede der Zellen erzeugt Ausgangssignale als Folge einer Ansammlung von Elektronen und Ionen, die durch die Absorption der Strahlung erzeugt werden.

-<> Diese Ausgangssignale sind somit ein Maß für die Intensität eines Strahls, dessen Breite durch jeweils zwei Platten in der Kollimatorbank IO definiert wird. Durch die Kollimatorbank 10 soll der Einfluß von Streustrahlung vermindert werden. Die Trennwände 16 bestehen

-'"> aus Röntgenstrahlen absorbierendem Material und vermindern Einwirkungen auf benachbarten Zellen in der Detektoranordnung. Mit der oben erwähnten Dicke der Trennwände kann mit den erwähnten Werkstoffen die Einwirkung auf benachbarte Zellen um einen Faktor

i'¹ von etwa 10⁴ vermindert werden.

Befriedigende Ergebnisse können jedoch auch noch mit einer Dicke von nur 0,1 mm erzielt werden. Die von den Zellen der Detektoranordnung 9 abgeleiteten Signale werden Verstärkern 17 zugeführt und gelangen

r> von dort über Integrationsschaltungen 18, Analog/Digital-Umsetzer 19 und Logarithmierschaltungen 20 zu einer Schaltung 21, in der die ihr zugeführten Signale in Gruppen sortiert werden, die sich auf parallele oder weitgehend parallele Wege durch den Körper beziehen.

■"> Dies erfolgt, damit die Signale für eine Darstellung der Absorptions- (oder Durchlässigkeits-) Koeffizienten in geeigneter Form einer Datenverarbeitungsschaltung 22 zugeführt werden können, die vorzugsweise eine Konvolution der ihr zugeführten Signale entsprechend

·<■> der in der DE-OS 24 20 500 beschriebenen Technik durchführt.

Da im allgemeinen die Darstellung der Koeffizienten nicht exakt auf die Mittelpunkte der Elemente der oben erwähnten angenommenen Matrix ausgerichtet werden

'» kann, ist die Datenverarbeitungsschaltung 22 vorzugsweise so ausgelegt, daß diese Mangel durch einen Interpolationsprozeß beseitigt wird, durch den die ermittelten Koeffizienten in geeigneter Weise modifiziert werden. Eine solche Interpolation ist in größeren

« Einzelheiten in der DE-OS 25 32 716 beschrieben. Am Schluß erfolgt eine sichtbare Darstellung, beispielsweise in Form eines vom Elektronenrechner ausgegebenen Druckes oder auf einer Kathodenstrahlröhre.

Damit die Detektoranordnung ■) Ausgangssignale

w) erzeugen kann, die sich auf zahlreiche Gruppen von parallelen Wegen durch den Körper beziehen, von denen jede Gruppe unter einem gegebenen Winkel oder miitleren Winkel in bezug auf den Körper angeordnet ist, führt der Drehtisch 1 mit seinem Zubehör eine

b> Umlaufbewegung um den Körper mittels des Motors 12 aus, der durch eine Hauptzeitgeberschaltung 23 gesteuert wird. Die Hauptzeitgeberschaltung 23 steuert B-Uch die Sortierschiltuni? 21 und die Ostf^nvprrirhf¹!-

tungsschaltung 22 und empfängt Eingangssignale von einem manuell betätigbaren Startschalter 24 und von einer ortsfest angeordneten Fotozellen/Detektoreinheit 25, die mit einer ringförmigen Stricheinteilung auf dem Drehtisch 1, von der ein Teil 26 dargestellt ist, ^r> zusammenwirkt, um Taktsignale zu erzeugen, die ein Maß für den Fortschritt der Umlaufbewegung des Drehtisches 1 sind.

Da die von den Integrationsschaltungen 18 bewirkte Integration der Ausgangssignale in einer endlichen Zeit in durchgeführt werden muß, und da sich der Drehtisch 1 lansam während der Untersuchung dreht, werden die Ausgangssignale jeder Zelle integriert, während die Röntgenröhre 6 und die Detektoranordnung eine kleine aber endliche Winkelbewegung in bezug auf den r> Körper durchführen. Die Integrationszeiten sind für alle Detektorzellen die gleichen und sie werden durch die Hauptzeitgeberschaltung 23 in Abhängigkeit der dieser von der Fotozellen/Detektoreinheit 25 zugeführten Signale bestimmt. Es sei bemerkt, daß es während einer >o Umdrehung des Drehtisches 1 viele Integrationsperioden gibt, beispielsweise 500.

Es wurde gefunden, daß die Xcnon-Detektoranordnung 9 zwar weitgehend frei von Driftfehlern ist, daß es jedoch erforderlich ist, die Ladung zu entfernen, die sich :~> in einer Zelle während einer Integrationsperiode für einen Strahlenweg durch den Körper aufgebaut hat, bevor dieselbe Zelle während der nächsten Integrationsperiode für einen anderen Strahlenweg durch den Körper Strahlung empfängt. Dies ist notwendig, um ein J« gutes Signal/Rausch-Verhalten zu erzielen. Demzufolge wird erfindungsgemäß die Aussendung der Strahlung durch die Röntgenröhre 6 periodisch jeweils einmal pro Integrationsperiode in Abhängigkeit von Signalen unterbrochen. Die Unterbrechungen werden von der Ji Zeitgeberschaltung 23 erzeugt. Damit kann der Rest der hauptsächlich aus positiven Ionen bestehenden angesammelten Ladung entfernt werden, während die Strahlung unterbrochen ist. Eine solche Unterbrechung kann dadurch bewirkt werden, daß der Elektronenstrahl ·»< > der Röntgenröhre 6 mit einem entsprechenden Takt abgeschaltet wird, indem der Arbeitsgitterelektrode der Röntgenröhre 6 eine Spannung geeigneter Wellenform zugeführt wird. Stattdessen kann aber auch dann, wenn die Röntgenröhre 6 mit Ablenkspulen ausgerüstet ist ■<"> und ihr eine Spannung geeigneter Wellenform von der Schaltung 23 zugeführt wird, der Elektronenstrahl der Röntgenröhre 6 anstelle einer Abschaltung während der gewünschten Zeitperioden, in denen die Strahlung unterbrochen werden soll, von der rotierenden Anode i<> fortgelenkt werden. Als weitere Alternative kann die rotierende Anode der Röhre 6 so ausgebildet sein, daß in dieser abwechselnd Segmente fehlen, so daß die Anode wie ein Zahnrad ausgebildet ist, wobei dann die Anode mit einer solchen Geschwindigkeit gedreht wird, daß die gewünschten Unterbrechungen erzeugt werden, wenn der Elektronenstrahl auf Zwischenräume zwischen den »Zähnen« der Anode trifft Noch eine weitere Alternative ist schematisch in F i g. 6 dargestellt, wo eine hohle, trommeiförmige Blende 42 die Röntgenröhre 6 m> und den Kollimator 7 umgibt wobei die Symmetrieachse der Blende in der Ebene des Strahlungsfeldes 8 und parallel zur Achse der Röntgenröhre 6 angeordnet ist Die Trommel ist mit Schlitzen 43 versehen. Sie ist um ihre Symmetrieachse mittels eines Motors 44 drehbar, der ein Zahnrad 45 antreibt das mit nicht dargestellten Zähnen am Innenumfang der Blende 42 zusammenwirkt Auf diese Weise wird das Strahlungsfeld 8 abwechselnd durch die Schlitze in der Blende übertra gen und durch die dazwischen liegenden Teile de Blende unterbrochen.

Aus der vorangehenden Erläuterung ergibt sich, dal die Detektoranordnung Ausgangssignale erzeugt, wem die Strahlung unterbrochen oder nicht unterbrochen is obwohl das größere Ausgangssignal von einer Zeil· gewonnen wird, wenn die Strahlung auf sie auftrifft. Dl· während der Unterbrechungsperioden der Strahlunj abgeleiteten Ausgangssignale beziehen sich lediglich au den erwähnten Rest an positiven Ionen.

Die Zeitdauer, für die die Strahlung nach de Bestrahlung jedes Weges unterbrochen werden muC damit der Rest der positiven Ionen entfernt werdei kann, hängt von den Parametern der Detektoranord nung ab, z. B. von den Abmessungen der Zellen, von Druck des Xenon und von den den Elektrodei zugeführten Potentialen zur Ableitung der Ausgangssi gnale von den Zellen. Eine typische Zeit beträgt etwi 0,5 ms. Somit wird während der letzten 0,5 ms jedei Iniegrationsperiode die Strahlung an einem Auftreffer auf die Zeilen gehindert, damit die positiven loner entfernt werden können.

Eine Möglichkeit zur periodischen Unterbrechung der Strahlung von der Röntgenröhre 6 wird nachfol gend an Hand von Fig.4, die in Form eine« Blockschaltbildes einen Teil der Zeitgeberschaltung 2J aus Fig. 1 zeigt, und an Hand der Fig.5(a—c beschrieben, die Beispiele von Wellenformen zeigen, die im Betrieb bei den in Fig.4 dargestellten Schaltungskomponenten auftreten. Die Taktimpulse von dei Fotozellen/Detektoreinheit 25 werden parallel einerr Verzögerungselement 39 und dem »Setz«-Eingang einer bistabilen Schaltung 40 zugeführt. Das Verzögerungselement 39 erteilt den Taktimpulsen eine Verzögerung, die der Zeit entspricht, die zur Entionisierung benötigt wird, d. h. beim vorliegenden Ausführungsbeispiel 0,5 ms. Die verzögerten Impulse dienen als Lese- und Rückstellimpulse für die Integrationsschaltungen 18 (Fig. 1) und werden ferner dem »Rückstell«-Eingang der bistabilen Schaltung 40 zugeführt Die bistabile Schaltung erzeugt Steuerimpulse, die einer Steuerschaltung 41 für die Röntgenröhre zugeführt werden und dazu dienen, die Strahlung in dem Intervall zwischen der Zuführung eines Taktimpulses und von dessen verzögertem Gegenstück zu unterbrechen. Die Steuerimpulse können zur Abschaltung des Elektronenstrahls der Röntgenröhre 6 oder zur Fortlenkung des Elektronenstrahls von der Anode der Röntgenröhre oder zur Synchronisierung der Drehung einer Blende oder der rotierenden Anode der Röntgenröhre verwendet werden.

Die in den F i g. 5(a), (b) und (c) dargestellten Wellenformen treten jeweils an den in F i g. 4 gezeigten Elementen auf.

Bei dem in ^p i g. 2 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung, bei dem gleiche Teile wie in F i g. 1 mit den gleichen Bezugsziffern belegt sind, wird eine unterschiedliche Technik angewendet um sicherzustellen, daß die in den Detektorzellen während der Strahlungsperioden aufgebauten Ladungen in Form von Ausgangssignalen entfernt werden. Bei dem in Fig.2 dargestellten Gerät enthält die Detektoranordnung 9 doppelt so viele Detektorzellen wie bei der Anordnung gemäß Fig. 1. Jede zweite Detektorzelle ist einer Gruppe, die dazwischenliegenden Zellen einer anderen Gruppe zugeordnet Die Anordnung ist so, daß bei Bestrahlung der einen Gruppe von Zellen die andere

Gruppe gegen die Strahlung abgeschirmt ist und umgekehrt. Jede Abschirmperiode ist lang genug, um eine Entfernung der in der vorangegangenen Bestrahlungsperiode aufgebauten Ladung zu entfernen. Die Abschirmung wird mittels eines Blendenelementes 27 bewirkt, das zwischen der Kollimatorbank 10 und der Detektoranordnung 9 angeordnet ist und in der Ebene des Strahlungsfeldes um einen Weg, der gleich der Breite einer Zelle ist, mit einer Frequenz von etwa 1 kHz oszilliert. Die Oszillation des Blendenelementes 27 kann mechanisch bewirkt werden, jedoch wird das Blendenelement vorzugsweise unter dem Einfluß von zwei piezo-elektrischen Wandlern 28,29 an jedem Ende des Elementes 27 angetrieben. Die Wandler 28 und 29 werden mit Impulsen von der Hauptzeitgeberschaltung 23 gespeist, wobei diese Impulse beispielsweise rechteckförmig oder sinusförmig sind und die erforderliche Frequenz aufweisen sowie in der Phase um 180° gegeneinander verschoben sind, so daß ein Wandler das Blendenelement 27 schiebt und der andere zieht und umgekehrt.

Es können auch andere Arten von Wandlern benutzt werden, beispielsweise elektrostriktive oder magnetostriktive Wandler, jedoch kann das Blendenelement an beiden Enden auch mit einem ferromagnetischen Kern versehen werden, wobei die Kerne von entsprechenden Solenoidwicklungen umgeben sind, die von der Hauptzeitgeberschaltung 23 mit entsprechenden Impulsen gespeist werden, um elektromagnetisch eine Verschiebung des Blendenelementes 27 zu bewirken.

Das Blendenelement 27 bewegt sich in einer nicht dargestellten linearen Führung, die es genau in einer Lage !".wischen der Kollimatorbank 10 und der Detektoranordnung 9 lokalisiert. Erforderlichenfalls kann darüber hinaus die oszillierende Bewegung durch geeignete Mittel überwacht werden, beispielsweise durch eine Nonius-Stricheinteilung in Verbindung mit einer Fotozellen/Detektorvorrichtung, oder durch eine phasenempfindliche Laseranordnung. Die daraus gewonnene Information kann der Hauptzeitgeberschaltung zugeführt werden, damit diese die den Wandlern 28, 29 zugeführten Impulse modifizieren kann, falls die tatsächliche Bewegung von der gewünschten Bewegung bezüglich Frequenz oder Amplitude abweicht.

Die Datenverarbeitungsschaltungen, die in Verbindung mit dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel verwendet werden, sind die gleichen wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1. Wie bereits erwähnt wurde, sind bei dem Gerät gemäß F i g. 2 doppelt so viele Detektorzellen vorhanden wie bei dem Gerät gemäß Fig. 1. Es ist jedoch möglich, daß benachbarte Zellen durch Anwendung einer Zeitmulitplex-Schaltung mit einem gemeinsamen Verstärker zusammenwirken, da die eine Zelle abgeschirmt ist, während die benachbarte Zelle bestrahlt wird. Bei Anwendung des Zeitmultiplex-Prinzips werden die oben erwähnten Restsignale ignoriert. Der Zeitmultiplex-Vorgang kann durch Steuerung geeigneter Schaltimpulse durchgeführt werden, die von der Hauptzeitgeberschaltung 23 abgeleitet werden.

Bei den beiden vorangehend beschriebenen, in F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Verstärker als integrierte Schaltkreise ausgeführt. Sie werden erforderlichenfalls auf dem Drehtisch 1 angebracht In jedem Falle können die von den auf dem Drehtisch 1 angebrachten Komponenten abgeleiteten Ausgangssignale den Datenverarbeitungsschaltungen (die nicht auf dem Drehtisch angebracht sind) über nicht dargestellte Schleifringe oder andere Mittel zugeführt werden.

ϊ F i g. 3 zeigt in einem vergrößerten Maßstab einen Teil der Detektoranordnung 9. Die Anordnung besteht aus einem Tank 30, der aus einem vorzugsweise elektrisch leitfähigen Metall hergestellt ist. Wie schon oben erwähnt wurde, enthält der Tank 30 Xenon mit

κι einem Druck zwischen etwa 5 bis 30 Atmosphären. Die Strahlung tritt in den Tank 30 durch ein Fenster 31 ein, das eine geringe Absorption für Röntgenstrahlen besitzt und aus Glas, Quarz, einer Aluminiumverbindung, Beryllium oder in Kunstharz eingebetteten Karbonfa-

r> sern besteht, und das Fenster besitzt an der Stelle 32 eine druckfeste Abdichtung bekannter Art zum Metalltank.

Es sind hier auch wieder die schon zuvor erwähnten Zellentrennwände 33 und 34 vorgesehen. Diese

2(i Trennwände sind am Metall des Tanks 30 mit elektrischem Kontakt befestigt, so daß die Trennwände nicht nur zur Verminderung gegenseitiger Einwirkungen zwischen benachbarten Zellen, sondern auch jeweils als eine Elektrode der Zellen dienen. Aus

2) Festigkeitsgründen sind die Trennwände vorzugsweise auch mit nicht dargestellten Mitteln aneinander und/oder am Fenster 31 befestigt. Die Kollektorelektrode in jeder Zelle kann aus einem oder mehreren Drähten, einer dünnen Metallfolie, metallisierten

jo Schichten auf beiden Seiten einer Isolierfolie oder — wie dargestellt — aus einem Gitter oder einer Maschenelektrode 35 und 36 bestehen, wobei die Elektroden hermetisch abgedichtet und durch die Basis des Tanks 30 mittels elektrisch isolierenden Materials 37

Γι und 38 geführt sind. Statt dessen können die Elektroden 35 und 36 auch mit Stiften verbunden werden, die isoliert in der Basis des Tanks 30 angebracht sind.

Im Betrieb wird ein geeignetes Potential (z. B. 500 Volt) zwischen den Kollektorelektroden 35 oder 36 und dem Metall des Tanks 30 angelegt, wodurch Elektronen und Ionen, die in dem Xenon durch die auftreffende Strahlung erzeugt werden, gesammelt und dem jeweiligen Verstärker zugeführt werden. Jedes auftreffende Strahlungsphoton erzeugt im Xenon etwa 2 χ 10³ Ionen, so daß ein brauchbarer Spannungshub erzielt wird.

Es ist bekannt, daß Xenonzellen einen Lawineneffekt aufweisen, wenn das zugeführte Potential einen bestimmten Wert überschreitet und es kann von Vorteil sein, wenn die Detektoranordnung mit der Spannung betrieben wird, daß die Zellen gerade unterhalb des Lawineneffektes arbeiten.

Es sei bemerkt, daß die Potentialdifferenz zwischen der Kollektorelektrode 35 oder 36 und der Basis 30 und den Trennwänden 33,34 kontinuierlich zugeführt wird.

Für den Fachmann ist ferner klar, daß zur Verminderung der Empfindlichkeit der Kollektorelektroden für Schwingungen (ein als Mikrophonie bekanntes Phänomen) die Kollektorelektroden so steif wie möglich sein sollten. Geeignete Ausführungsformen bestehen aus Gittern, gespannten Drähten, Maschen in einem steifen Rahmen, geriffelten Konstruktionen oder Eierbehältern ähnlichen Konstruktionen.

Die Erfindung wurde zwar in Verbindung mit Xenon

t>5 als Detektor erläutert, jedoch können auch andere Edelgase, wie z. B. Argon verwendet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Computer-Tomograph mit Mitteln zur Festlegung der Position eines Patienten, mit einer Quelle für durchdringende Strahlung, insbesondere Röntgenstrahlung, die den Körper in seiner Position entlang zahlreicher koplanarer Strahlenwege durchquert mit Mitteln zur Erzeugung einer Abtastbewegung der Quelle in bezug auf die Position des Patienten derart daß die Strahlung den Körper in seiner Position entlang weiterer Strahlenwege durchquert mit einer aus zahlreichen, ein Edelgas enthaltenden Zellen bestehenden Detektoranordnung zum Empfang der Strahlung nach Durchlauf durch den Körper, und mit Mitteln zur aufeinanderfolgenden Ableitung von Ausgangssignalen von jeder Zelle, wobei die Ausgangssignale ein Maß für die Strahlungsintensität sind, die bei der Position des Patienten entlang einer entsprechenden Gruppe von Strahlenwegen austritt und wobei die zu messende Strahlungsintensität jedes Weges durch die Zahl von Elektronen und Ionen des Gases in der entsprechenden Zelle definiert ist dadurch gekennzeichnet, daß Steuerschaltungen (39—41) oder Steuervorrichtungen (42—45) enthalten sind, die kurzzeitig das Auftreffen von Strahlung auf die Zellen solange unterbrechen, bis die Zellen von Ionen befreit sind, bevor die Zellen einer folgenden Gruppe von Strahlenwegen exponiert werden.

2. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die Strahlungsquelle aus einer Röntgenröhre besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die .Steuerschaltungen (39—41) zur Unterbrechung der Strahlung den Elektronenstrahl der Röhre (β) periodisch unterbrechen.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtungen (42—45) zur Unterbrechung des Strahls aus einer mechanisch betätigbaren Blende (27) bestehen, die im Strahlenweg angeordnet ist.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen von Zellen enthalten sind, und daß die Blende (27) jeweils eine Gruppe abgeschirmt und die andere bestrahlt wird.