DE2627433A1

DE2627433A1 - Roentgenschichtgeraet zur herstellung von transversalschichtbildern

Info

Publication number: DE2627433A1
Application number: DE19762627433
Authority: DE
Inventors: Burghard Weinkauf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-06-18
Filing date: 1976-06-18
Publication date: 1977-12-29
Also published as: US4138610A; GB1551659A; FR2354747A1; FR2354747B1

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT - 2 * Unser Zeichen Berlin und München VPA 76 P 5066 BRD

Röntgenschichtgerät zur Herstellung von Transversal— schichtbildern

Die Erfindung bezieht sich auf ein Röntgenschichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjekts mit einer Röntgenstrahlenmeßanordnung, die eine Röntgenstrahlenquelle, welche ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes, fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke und in der Schichtebene so groß ist, daß das ganze Aufnahmeobjekt durchsetzt wird, sowie einen Strahlenempfänger enthält, der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt ermittelt, sowie mit einer Antriebsvorrichtung für die Meßanordnung zur Erzeugung von Drehbewegungen und mit einem Meßwertumformer für die Transformation der vom Strahlenempfänger gelieferten Signale in ein Schichtbild, bei dem der Strahlenempfänger aus einer Detektorreihe besteht, deren Detektoren mit einem Pol an einer gemeinsamen Spännungsversorgungseinrichtung angeschlossen sind und deren Detektoranzahl der gewünschten Bildauflösung entsprechend gewählt ist.

Die Figur 1 zeigt schematisch ein bekanntes Röntgenschichtgerät dieser Art. Es enthält eine Röntgenröhre 1 und einen Strahlenempfänger 2, der größenordnungsmäßig über 100, z.B. 256, einzelne Detektoren in einer Reihe angeordnet aufweist. Der Strahlenempfänger 2 ist um den Fokus der Röntgenröhre 1 gekrümmt. Die Meßanordnung 1, 2 ist um einen Punkt 3, der im Aufnahmeobjekt liegt, drehbar. Die Anzahl der Detektoren des Strahlenempfängers 2 ist der gewünschten Bildauflösung entsprechend gewählt, so daß aufgrund einer Drehung der Meßanordnung 1, 2 von einem Meßwertumformer 5 ein Bild errechnet werden kann. Das Bild wird auf einem Sichtgerät 6 wiedergegeben. Die Röntgenröhre 1 wird bei der Rotation der Meßanordnung 1, 2 in bestimmten Winkelstellungen,

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z.B. bei jedem Winkelgrad, gepulst, und zwar mit^ifrers'S'Tairzen Zeit, daß die Verwischung aufgrund der Rotation hinreichend klein bleibt. Hierzu wird der Röntgengenerator 7 für die Röntgenröhre 1 zunr Pulsen der Röntgenröhre 1 eingeschaltet. Synchron hierzu entstehen die Meßwerte des Strahlenempfängers 2. Dies ist durch eine gestrichelte Linie in der Figur 1 angedeutet.

Es ist bekannt, als Detektoren im Meßwertumformer an Hochspannung liegende Xenon-Detektoren als Ionisationskammern zu verwenden. Pro Winkelstellung der Meßanordnung 1, 2 werden also alle Bildpunkte der Winkelstellung über eine entsprechende Anzahl von Einzel-Röntgenstrahlendetektoren simultan gemessen und die Signale der Detektoren in einzelnen Meßkanälen parallel weiterverarbeitet. Bei einer solchen Meßanordnung treten verschiedenartige Fehlertypen auf. Ein Fehlertyp sind die sog.

additiven Meßfehler, die durch Hochspannungsinstabilität hervorgerufen werden. Bei der Verwendung von Xenon-Detektoren ruft jede .änderung der gemeinsamen Betriebshochspannung aufgrund der Detektorkapazität einen Verschiebungsstrom hervor, der dem Röntgenmeßsignal als additiver Fehler überlagert wird. Insbesondere stören diejenigen Hochspannungsänderungen, die während des Meßintervalls nicht oder nur unvollständig wieder abklingen, da diese Störungen nach Different!tion an der Detektorkapazität sich nicht oder nur teilweise aufhebende Verschiebungsströme zur Folge haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Röntgenschichtgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine vollständige Kompensation der geschilderten additiven Fehler erfolgt, so daß die Meßgenauigkeit gesteigert und die Anforderung an die Stabilität der Betriebshochspannung der Detektoren reduziert werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Referenzkanal mit einem der Röntgenstrahlung nicht ausgesetzten Detektor oder .einem äquivalenten Bauelement vorhanden ist, daß für jeden Meßkanal ein Multiplizierer für die Multiplikation des Ausgangssignals des Referenzkanals mit einer die Empfindlichkeitsabweichung des Kanaldetektors vom Referenzdetektor

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tanten vor"bzw. dem äquivalenten Bauelement darstellenden Kons gesehen ist, und daß ferner für jeden Meßkanal ein Subtrahierer für das Ausgarigssignal des Meßkanals und des Multiplizierers vorhanden ist. Beim Erfindungsgegenstand ist das Ausgangssignal des Subtrahierers frei von Fehlern, die durch Schwankungen der Betriebsspannung der Detektoren hervorgerufen sind.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Figur 2 zeigt zwei Meßkanäle aus dem Strahlenempfänger 2 mit zwei Xenon-Detektoren 8 und 9. Wie bereits erläutert, sind noch mehr solche Xenon-Detektoren, und zwar eine der gewünschten Bildauflösung entsprechende Anzahl, vorhanden. Die einzelnen Kanäle der Xenon-Detektoren sind aber gleichartig aufgebaut, so daß die Erfindung nur anhand zweier Kanäle erläutert wird. Alle Xenon-Detektoren liegen mit einem Pol an einer Hochspannungsversorgungseinrichtung 10 und mit dem anderen Pol über einen Strombegrenzungswiderstand, von denen in der Figur 2 die Strombegrenzungswiderstände 11 und 12 dargestellt sind, an einem Integrator. Der Integrator des Kanals I enthält einen Verstärker 13, einen Integrationskondensator 14 und einen Löschschalter 15 und der Integrator des Kanals II einen Verstärker 16, einen Integrationskondensator 17 und einen Löschschalter 18. Die Löschschalter 15, 18 usw. haben die Aufgabe, die Integratoren 13, 14; 16, 17 usw. zu löschen, wenn ihre Signale verarbeitet worden sind.

Zusätzlich zu den Meßkanälen ist noch ein Referenzkanal mit einem Xenon-Detektor 19, einem Integrator 20, 21 und einem Löschschalter 22 vorhanden. Der Xenon-Detektor 19 ist in keiner Stellung der Meßanordnung 1, 2 der Röntgenstrahlung ausgesetzt. An seiner Stelle kann auch ein äquivalenter Kondensator verwendet werden. Er ist am Integrationsverstärker 20 über einen Strombegrenzungswiderstand 23 angekoppelt.

Zur Beseitigung der beschriebenen additiven Fehler wird einmal vom Hersteller ein Triggerimpuls auf die Hochspannungsversorgungseinrichtung 10 gegeben, der eine Hochspannungsänderung, z.B.

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eine Hochspannungserhöhung bewirkt. Die aufgrund der Hochspannungsänderung hervorgerufenen Ausgangssignale aller Meßkanäle I usw. und des Referenzkanals werden gemessen, und es wird für jeden Meßkanal der Quotient aus der auf diese Weise hervorgerufenen Ausgangsspannung des Meßkanals und der Ausgangsspannung des Referenzkanals gebildet. Dieser Quotient stellt eine Konstante K dar, die die Abweichung des Kanaldetektors vom Referenzdetektor 19 charakterisiert und sich im Laufe des Betriebs nicht ändert. Diese Konstante wird für jeden Kanal in einem Konstanten-Speicher eingegeben. Der Konstanten-Speicher des Kanals I ist mit 24 und der Konstanten-Speicher des Kanals II mit 25 bezeichnet.

Jeder Meßkanal enthält einen Multiplizierer 26, 27 usw., der die Kanalkonstante K mit dem im Röntgenmeßbetrieb entstehenden Ausgangssignal des Referenzkanals multipliziert. A^a Ausgang jedes Multiplizierers liegt somit eine Fehlerspannung, die den auf Hochspannungsinstabilitäten zurückzuführenden Fehler des Kanals kennzeichnet. Wird die Spannung in einem Subtrahierer 29, 30 usw. von der Ausgangsspannung des Meßkanals bei einer Messung subtrahiert, so ist das Ausgangssignal des Subtrahierers frei von Fehlern, die aufgrund von Hochspannungsschwankungen verursacht sind. Jeder Meßkanal besitzt einen Subtrahierer für diesen Zweck.

Die Ausgänge aller Subtrahierer sind an einem Zeitmultiplexer 31 angeschlossen, der aufeinanderfolgend die Ausgangssignale der Subtrahierer 29, 30 usw. der einzelnen Kanäle abfragt und die entsprechenden Signale einem Rechner 32 zuführt, der das Querschnittsbild errechnet und seine Wiedergabe auf dem Sichtgerät 6 bewirkt. Die Bauelemente 11 bis 32 sind also Bestandteil des Meßwertumformers 5.

Im Rahmen der Erfindung ist es nicht erforderlich, daß jeder Meßkanal je einen Multiplizierer und je einen Subtrahierer enthält. Es ist auch denkbar, für alle Meßkanäle nur einen Multiplizierer und einen Subtrahierer vorzusehen und diese Bauelemente durch einen Zeitmultiplexer auf die einzelnen Kanäle umzuschalten.

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Leerseite

Claims

-JiT-

Patentanspruch

RÖntgenschichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjekts mit einer Röntgenstrahlenmeßanordnung, die eine Röntgenstrahlenquelle, welche ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes, fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke und in der Schichtebene so groß ist, daß das ganze Aufnahmeobjekt durchsetzt wird, sowie einen Strahlenempfänger enthält, der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt ermittelt, sowie mit einer Antriebsvorrichtung für die Meßanordnung zur Erzeugung von Drehbewegungen und mit einem Meßwertumformer für die Transformation der vom Strahlenempfänger gelieferten Signale in ein Schichtbild, bei dem der Strahlenempfänger aus einer Detektorreihe besteht, deren Detektoren mit einem Pol an einer gemeinsamen Spannungsversorgungseinrichtung angeschlossen sind und deren Detektoranzahl der gewünschten Bildauflösung entsprechend gewählt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Referenzkanal (19 bis 23) mit einem der Röntgenstrahlung nicht ausgesetzten Detektor (19) oder einem äquivalenten Bauelement vorhanden ist, daß für jeden Meßkanal (I, II, usw.) ein Multiplizierer (26, 27, usw.) für die Multiplikation des Ausgangssignals des Referenzkanals (19 bis 23) mit einer die Empfindlichkeitsabweichung des Kanaldetektors (8, 9, usw.) vom Referenzdetektor (19) bzw. dem äquivalenten Bauelement darstellenden Konstanten (K) vorgesehen ist, und daß ferner für jeden Meßkanal (I, II, usw.) ein Subtrahierer (29, 30) für das Ausgangssignal des Meßkanals (I, II, usw.) und des Multiplizierers (26, 27, usw.) vorhanden ist.

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