DE2627448C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Detektoranordnung zur Erfassung der Intensitätsverteilung eines fächerförmigen Röntgenstrahlbündels eines Computer-Tomographen mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie aus der DE-OS 24 42 809 bekannt ist.

Es sind eine Anzahl von Geräten im Handel, die die Messung der Gewebedichte eines Organs in einer bestimmten Schnittebene gestattet.

Das Prinzip dieses Geräts beruht auf der Messung der Absorption eines Röntgenstrahlbündels, wobei die Absorption eine Funktion der Dichte des untersuchten Gewebes ist.

Zur Gewinnung der Darstellung der Dichte eines Organs ist es bekannt, ein sehr dünnes Röntgenstrahlbündel auf eine Ebene des Gewebes zu strahlen und für jede Position des Strahlenbündels die entsprechende Absorption zu beobachten. Eine Vielzahl von Abtastvorgängen in gekreuzten Richtungen gestattet es nach einer geeigneten und der Serie der Absorptionsmessungen angepaßten numerischen Berechnung, die auf einem Rechner durchgeführt wird, den Wert der Absorption der Röntgenstrahlen an einem Punkt der betrachteten Schnittebene und damit die Dichte des Gewebes zu berechnen.

Mit einem kommerziell erhältlichen Gerät der englischen Firma E.M.I. (Electric and Musical Industries Limited) lassen sich etwa 100 Absorptionsmessungen während eines Abtastvorganges durchführen, der eine Sekunde dauert. Die Anzahl der Abtastvorgänge beträgt etwa 180, und es erfolgt eine Rotation der Röntgenstrahlquelle und des zugeordneten Empfängers um den zu untersuchenden Körper, wobei die Rotation um das Organ Grad für Grad in einem Halbkreis in der Schnittebene des zu untersuchenden Körpers erfolgt.

Insgesamt ermöglicht es dieses bekannte Gerät, etwa 18 000 Messungen zu verwerten. Das Gerät gestattet die Herstellung einer Karte des Gehirns in Form einer 80 × 80- Matrix, wobei jeder Punkt der Matrix eine Zelle von 3 mm Seitenlänge darstellt. Die Präzision der Dichtmessungen liegt in der Größenordnung von 0,5%. Dies erlaubt es, die Karte des Gehirns mit einem Dichtemaßstab von etwa 10 Niveaus herzustellen. Die Dauer der Untersuchung ist in der Größenordnung von 3 min.

Um diese Untersuchung auf andere Organe als das Gehirn auszudehnen, sind wesentlich kürzere Untersuchungszeiten erforderlich. Während es relativ leicht ist, einen Schädel etwa 3 min unbeweglich zu halten, ist es nicht möglich, an anderen Organen genauso lange Untersuchungen durchzuführen, denn z. B. die Respirations- und Abdominalbewegungen schaffen eine Bildunschärfe, die sich auf die Qualität der Bilder auswirkt.

Es ist daher erforderlich, die Untersuchungszeit auf etwa einige Sekunden abzukürzen.

Eine Anordnung mit bereits sehr kurzen Untersuchungszeiten wurde in der eingangs erwähnten DE-OS 24 42 809 vorgeschlagen. Diese offenbart eine Detektoranordnung zum Erfassen der Intensitätsverteilung eines fächerförmigen Röntgenstrahlbündels in einem Computertomographen. Zahlreiche Festkörperdetektoren sind auf einem Kreisbogen mit Krümmungsmittelpunkt in der Strahlenquelle so angeordnet, daß ihre wirksamen Meßflächen unmittelbar aneinandergrenzen und das gesamte ausgeblendete Strahlbündel erfassen. Durch eine einzige Messung kann so die Absorption in den durch die jeweilige Verbindungslinie zwischen der Strahlenquelle und den einzelnen Detektoren bestimmten Richtungen ermittelt werden und die Meßzeit verkürzt werden.

Mit den vorgeschlagenen Halbleiter- oder Fotodetektoren können jedoch weder die für die Computer-Tomographie mit hoher Auflösung nötigen Impulsraten gemessen werden, noch die entsprechende Meßgenauigkeit über sämtliche Detektoren erzielt werden. Mit der Verwendung einer zweiten Detektorreihe oberhalb der ersten soll durch Mittelung über aneinandergrenzende Detektoren beider Reihen die Meßgenauigkeit erhöht werden. Dies bedingt jedoch sowohl einen hohen apparativen Aufwand als auch eine nachteilige Verdopplung der Strahlbündeldicke.

Zur Verwendung in der nuklearmedizinischen Diagnostik ist ferner in der DE-AS 20 25 136 eine Anordnung zum Messen der räumlichen Intensitätsverteilung der von einer ausgedehnten Strahlungsquelle, beispielsweise einem zu diagnostizierenden Körperorgan, emittierten ionisierenden Strahlung (Quanten- oder Teilchenstrahlung) beschrieben. Hierzu wird ein in zahlreiche Proportionalzählerabschnitte unterteilter Gasentladungsraum verwendet, in dem parallel angeordnete, miteinander verbundene Anodendrähte in der Mitte zwischen senkrecht zueinander verlaufenden und beabstandeten Kathodenstreifen angeordnet sind. Eine Matrixortungsschaltung, die nur mit den auf Erdpotential liegenden Kathodenstreifen verbunden ist, ordnet durch eine Amplitudendiskrimination der unterschiedlich hohen Meßimpulse den Impuls einer aufgetretenen Strahlungsabsorption eindeutig einem bestimmten Entladungsraum zu.

Will man eine solche Anordnung für den erfindungsgemäßen Zweck verwenden, so ergibt sich einerseits der Nachteil, daß die Kathodenabschnitte das einfallende Strahlenbündel senkrecht durchsetzen und somit schwächen. Andererseits ist es nicht möglich, innerhalb der kurzen in der Computer-Tomographie zur Verfügung stehenden Meßzeiten mit Hilfe der einzelnen Proportionalzählerabschnitte ausreichend hohe Impulszahlen nachzuweisen, um eine zufriedenstellende Auflösung der Intensitätsverteilung zu erzielen.

Neben der Verwendung von Festkörperzählern und im Proportionalbereich arbeitender Gasentladungszähler besteht prinzipiell die Möglichkeit der Verwendung von Ionisationskammern. Eine Ionisationskammer mit drei parallelen Elektrodenplatten ist zum Beispiel mit einem speziell für die Erfassung von Solar-Röntgenstrahlen ausgelegten Gasdruck in der US-PS 36 09 435 beschrieben. Ferner ist in der bezüglich der Erfindung nicht vorveröffentlichten DE-PS 26 61 008 eine Detektoranordnung zur Erfassung der Intensitätsverteilung von Röntgenstrahlen in einem ebenen Sektor mit hohen Röntgenstrahlimpulsfolgefrequenzen vorgeschlagen worden, wobei eine große Anzahl auf einem Kreisbogen nebeneinander angeordneter Ionisationskammern verwendet wurde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 eine Detektoranordnung zu schaffen, die eine gute Auflösung der Intensitätsverteilung des fächerförmigen Röntgenstrahls gewährleistet und dabei möglichst einfach aufgebaut und herstellbar ist. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 und den des Patentanspruchs 2 gelöst.

Gemäß beider Lösungen wird der mittlere von den einzelnen Ionisationskammern gelieferte Strom gemessen, d. h. die während eines bestimmten Zeitintervalls aufgefangene Ladungsmenge. Diese im Gegensatz zur Aufnahme von Impulsraten vorteilhafte und meßtechnisch einfache Lösung liefert über alle Ionisationskammerzellen eine gute Homogenität und Meßstabilität, da stets eine Elektrode allen Zellen gemeinsam ist und die bei einer großen Anzahl von Festkörperzählern unvermeidlichen Schwankungen der Meßgenauigkeit der einzelnen Detektoren vermieden sind.

Durch die radiale Ausrichtung der Elektrodenplatten auf die Röntgenquelle treten Schwächungen und Aufhärtungen der Röntgenstrahlung in den Elektrodenplatten nicht auf.

Sind die Elektrodenplatten senkrecht zur Ebene des Röntgenstrahlfächers, d. h. zu der von den emittierten Röntgenstrahlen gebildeten Schicht geringer Dicke, angeordnet, so schirmen sie von einer Zelle zur anderen in vorteilhafter Weise die in den Zellen entstehende Röntgenfluoreszenzstrahlung ab. Hierbei wird eine Elektrode in einfacher Weise aus einer gekrümmten leitenden Platte mit darauf angeordneten Elektrodenplatten gebildet, und die Gegenelektroden werden zwischen den einzelnen Elektrodenplatten angeordnet. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Gegenelektroden auf isolierten Platten befestigt, die ebenfalls auf der gekrümmten Platte angebracht sind.

Neben den Meßeigenschaften der guten Statistik und Homogenität liefert die Detektoranordnung nach Anspruch 4 mit nur einer einzigen Kathodenplatte und einem Schirmgitter den Vorteil der elektrostatischen Abschirmung der Anodensignale.

Vorzugsweise wird ein integrierender Verstärker auf die Elektrodenleitungen geschaltet. Es ist jedoch auch möglich, jede Leitung mit einer separaten Meßeinrichtung zu versehen.

Die erfindungsgemäße, für die Computer-Tomographie einen wichtigen technischen Fortschritt darstellende Anordnung kann kostengünstig für alle möglichen Strahlbündelöffnungswinkel von 10° bis 120° und Strahlbündeldicken von 0,1 mm bis 20 mm realisiert werden, wobei praktisch beliebig viele Ionisationskammerzellen realisierbar sind. Die Anordnung ist ferner leicht, so daß die gemeinsame Drehung der Anordnung und der Röntgenstrahlquelle um einen Punkt im Zentrum des zu untersuchenden Organs keine Schwierigkeiten bereitet.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Computer-Tomographen mit einer erfindungsgemäßen Detektoranordnung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Detektoranordnung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Detektoranordnung und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Detektoranordnung, die ein Beschleunigungsgitter enthält.

In Fig. 1 ist eine Detektoranordnung nach der Erfindung dargestellt. Die Anordnung eignet sich zur Untersuchung des Organes 2 in der Schnittebene Pa. Die Anordnung enthält einen Röntgenstrahlgenerator 4, der ein Röntgenstrahlbündel 8 mit einem Öffnungswinkel α und einer sehr geringen Dicke e auf das Organ 2 sendet. Eine Ionisationsvielfachkammer 10 aus mehreren Detektorzellen 12 erfaßt das Röntgenstrahlbündel, das teilweise das Organ 2 durchlaufen hat, und mißt die Intensität der in den Zellen 12 eindringenden Röntgenstrahlen nach deren Durchlauf durch die Spaltkollimatoren 14, die die diffuse Strahlung im Organ eliminieren. Röntgenstrahlgenerator und Ionisationsvielfachkammer sind gemeinsam um eine Rotationsachse Oz drehbar, wobei die Achse etwa im Mittelpunkt C des Organschnittes 2 durch die Ebene Pa und senkrecht zu dieser Ebene verläuft.

Die erfindungsgemäße Anordnung enthält eine Ionisationsvielfachkammer 10, die bei erhöhtem Druck arbeitet, um eine gute Nachweiswahrscheinlichkeit im Energiebereich des vom Generator 4 (100 bis 160 KeV) emittierten Röntgenstrahlbündels zu erhalten.

Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es, die Translationsbewegung vom Generator/Einzeldetektor dank der Verwendung eines Mehrfachdetektors zu unterdrücken. Der Röntgenstrahlgenerator bestrahlt aufgrund des verwendeten Kollimators das Organ vollständig in der betrachteten Schnittebene Pa.

Die Meßgenauigkeit bei der Dichtemessung ist eine Funktion der statistischen Genauigkeit der Einzelmessungen. Um die statistische Genauigkeit zu erhöhen, muß eine große Anzahl von Ereignissen gezählt werden. Für jede einzelne Messung soll die Anzahl der wahrgenommenen Ereignisse mindestens gleich 5×10⁴ betragen (die Genauigkeit ist gleich dem Inversen der Quadratwurzel aus der Anzahl der Ereignisse, d. h. sie beträgt also etwa 0,5%). Sofern man sich eine gesamte Untersuchungszeit von 5 Sekunden vorgibt und 200 Messungen während der Rotation von Generator/Ionisationskammer um 180° betrachtet, so beträgt die minimale Zählrate 5×10²⁴ Ereignisse alle 25 Millisekunden, bzw. 2×10⁶ Ereignisse pro Sekunde. Soll das am wenigsten absorbierte Strahlenbündel (an der Peripherie des Organs) eine etwa hundertfache Intensität besitzen, so folgt darauf, daß die maximale Zählrate in der Größenordnung von 2 × 10⁸ Ereignisse pro Sekunde liegen muß. Da keine Detektoreinrichtung eine derartige Leistung erreicht, wird der von allen Zellen gelieferte mittlere Strom gemessen.

Die Zellen der Ionisationskammer lassen sich als Festkörper- Ionisationszellen ausbilden, wie z. B. Zellen aus Cadmiumtellur oder aus Quecksilberjodid, sie bestehen jedoch bevorzugt aus einer Gas-Ionisationskammer, die mehrere Detektorzellen enthält. Die Gas-Detektorzellen besitzen als hauptsächlichsten Vorteil eine kleine Ladungsdurchlaufzeit.

Die Verwendung einer Ionisationskammer mit einer Vielzahl identischer Detektorzellen stellt einen großen Fortschritt gegenüber Anordnungen dar, die mehrere hundert einzelne und unabhängige Szintillationsdetektoren und genau­ so viel Fotovervielfacher enthalten, sofern nämlich Messungen mit einer Genauigkeit von einigen Promille erforderlich sind (in derselben Größenordnung wie die statistische Genauigkeit der Messungen), so scheint es aus Gründen der Reproduzierbarkeit der einzelnen Detektoreinheiten nicht möglich, eine derartige Genauigkeit mit einer aus mindestens hundert Fotovervielfachern bestehenden Anordnung zu erreichen. Die Wahl eines Ionisationskammer- Detektors ermöglicht es einerseits, eine größere Stabilität der Strommessung entsprechend dem Prinzip dieses Detektors zu erlangen, und andererseits eine größere Homogenität der Antwortsignale durch Verwendung einer einzigen Mehrzellen- Wand zu erreichen.

Die Intensitätsmessung des Röntgenstrahlbündels, das das zu untersuchende Organ durchlaufen hat, wird in einer Ionisationsvielfachkammer 10 durchgeführt, die eine bestimmte Anzahl von nebeneinander angeordneten Zellen 12 enthält, die mit einem Edelgas hoher Abbremskraft (z. B. Xenon) und mit relativ hohem Druck 1 · 10⁶ bis 2 · 10⁶ Pa gefüllt sind, um einen hohen Detektionswirkungsgrad zu erzielen.

Der Gesamtdetektor besitzt die Form eines Kreisbogens, dessen Zentrum im Röntgenstrahlgenerator liegt. Der Krümmungsradius wurde so gewählt, daß eine Darstellung von Schnitten des gesamten Körpers möglich ist, er beträgt daher etwa 120 cm.

Die Abmessungen und die Anzahl der Zellen werden nach Maßgabe des gewünschten Bildes festgelegt. Bei 160 Detektorzellen im Abstand von 7 mm beträgt der Winkel α etwa 50°. Die Empfangstiefe wird so ausgewählt, daß eine gute Absorption der Röntgenstrahlen gewährleistet ist; bei Xenon unter einem Druck von 1,2 · 10⁶ Pa leistet eine Tiefe von 10 cm eine Nachweiswahrscheinlichkeit von besser als 70%.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform der Ionisationsvielfachkammer dargestellt, die mehrere Detektorzellen besitzt, wobei die Anode als Platte P ausgebildet ist, auf der eine Vielzahl von darauf senkrecht stehenden Platten P _i befestigt sind, wobei die Platten P und P _i sich auf einer hohen positiven Spannung befinden. Die Kathoden werden durch die Platten C _i gebildet, die den Anodenplatten P _i gegenüberliegen, wobei der Zwischenraum zwischen jeder Anode und Kathode eine Gas- Detektorzelle 12 darstellt, in der die Röntgenstrahlen Elektronen-Ionenpaare, d. h. Ladungen bilden, die gegen die Anode und die Kathode laufen. Die Ladungssignale werden über Leitungen 20 einer Meßeinrichtung zugeführt, die die während einer Zeiteinheit von der Kathode eingefangene Ladung mißt. Die Kathodenplatten C _i und C _{i +1} sind jeweils durch eine Isolierplatte I _i voneinander getrennt. In diesem Beispiel sind vier Detektorzellen A, B, C und D dargestellt, wobei die vier entsprechenden Kathoden mit einem Meßinstrument verbindbar sind, das z. B. aus einem Integrationsverstärker 22 besteht. Jede Detektorzelle 12 enthält einen Zwischenraum zwischen Anode und Kathode und stellt eine Ionisationskammer dar. Die geometrische Anordnung der Zellen ist so gewählt, daß die Elektroden von Anode und Kathode als Abschirmung zwischen den Zellen dienen.

Bei einem Röntgenquant der Energie E wird durch den fotoelektrischen Effekt im Xenon ein Elektron der Energie E-E _k erzeugt, wobei E _k die Bindungsenergie des Elektrons der K-Schale des Xenon ist, d. h. etwa 30 keV beträgt; es tritt daher auch eine Wiederauffüllung der Elektronenschale mit Emission einer Röntgenstrahlung von 30 keV auf. Während das Fotoelektron in der geschilderten Zelle gut erfaßbar ist, kann die Röntgenstrahlung mit 30 keV in den benachbarten Zellen empfangen werden und dort Fehlinformationen hervorrufen. Um diese Erscheinung zu vermeiden, dienen die Elektroden gleichermaßen als Abschirmung zwischen den Zellen, um die Eingangs-Strahlenbündel stärker zu trennen, und um zu vermeiden, daß parasitäre Röntgenstrahlung von einer Zelle in die andere strahlt. Selbstverständlich befinden sich alle Zellen in einem dichten Gehäuse, in dem der Xenondruck ungefähr 10⁶ Pa beträgt.

Eine andere wichtige charakteristische Eigenschaft einer derartigen Kammer stellt die Einfangzeit für die Ladung dar. Um Meßfehler zu vermeiden, ist es erforderlich, daß die Einfangzeit wesentlich geringer als die Untersuchungszeitperiode ist, die etwa 25 ms beträgt. Experimentelle Untersuchungen zeigten, daß bei einem Zwischenraum von 7 mm zwischen den Elektroden und bei einer Betriebsspannung von 5 kV zwischen Anode und Kathode die Einfangzeit kleiner als 2 ms beträgt. Die auf der Kathode während einer derartigen Zeitdauer aufgefangene Ladung liegt in der Größenordnung von einigen 10⁻¹⁰ Coulomb. Diese auf den Platten aufgesammelte Ladung wird alle 25 ms von einem Meßgerät auf niedrigerem Spannungsniveau mit Feldeffekttransistoren, vgl. Fig. 2, gemessen. Das am Ausgang 33 durch Integration der auf einer Kathode eingefangenen Ladung Q erhaltene Ausgangssignal V _S berechnet sich nach der Gleichung:

Von einer Zelle zur anderen wird der Kondensator C₁ durch Schließung des Schalters 24 mittels eines Kurzschlusses entladen. Die Verbindung zur einzelnen Zelle wird durch einen Drehschalter 25 hergestellt. Weder die elektronische Meßeinrichtung noch die Einzelheiten der Rekonstruktion der Darstellung des Dichtegewebes werden im folgenden weiter ausgeführt, da sie für den Fachmann bekannt sind. Als bevorzugte Ausführungsform ist im Anmeldungsgegenstand auch ein Aufbau der Anordnung umfaßt, bei dem für jede Meßzelle eine Meßeinrichtung vorhanden ist. Die Röntgenstrahlen treten in die Kammer in Richtung des Pfeiles 27 ein.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der Ionisationskammer nach der Erfindung dargestellt. Um parasitäre Kapazitäten zwischen den Kathoden der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform zu vermeiden, wurden die Kathoden beabstandet angebracht, um jede einzelne Kathode in Form einer Platte zwischen zwei Anoden P _{i -1} und P _i einzufügen. In dieser Anordnung befindet sich eine Kathode im Zentrum jeder Einzelzelle. Die von den Kathoden C _i aufgesammelte Ladung wird entsprechend der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform gemessen.

In Fig. 4 ist ein Detail einer erfindungsgemäßen Ionisationskammer dargestellt, die ein Schirmgitter 30 enthält. In dieser Ausführungsform ist eine einzige Kathode 32 mit einer Quelle einer hohen negativen Spannung verbunden. Mehrere Anoden 34 sind mit Leitungen 36 an eine Verstärker- und Meßeinrichtung angeschlossen, die z. B. der in Fig. 2 dargestellten Verstärker- und Meßeinrichtung entspricht.

Das Schirmgitter 30 ist direkt über den mehreren Anoden angeordnet. Die Entfernung zwischen zwei Anoden begrenzt die Abmessung einer Zelle. Im Zwischenraum mit dem Abstand e₁ zwischen Anode und Schirmgitter werden die Elektronen von den Anoden 34 eingefangen; zwischen Schirmgitter 30 und Kathode 32 befindet sich die erforderliche Zone der Dicke e₂, in der die Röntgenstrahlbündel die Ladungen erzeugen. Für Röntgenstrahlen undurchlässige Abschirmungen 50 beginnen im Bereich der Kathode 32 und des Schirms 30 und verlaufen bis zur Röntgenstrahlquelle, um die erforderliche Zone zur Bildung der Ladungen zu begrenzen. Die Anordnung nach Fig. 4 gestattet schnellere Untersuchungen, insbesondere für Abbildungen von sich bewegenden Organen, da die Meßzeit verringert ist. Das Schirmgitter 30 begrenzt mit der Kathode 32 das Meßvolumen mit der Dicke e₂, d. h. die Zone, in der die Röntgenstrahlung mit dem ionisierbaren Gas (z. B. Xenon) in Wechselwirkung tritt. Das Schirmgitter 30 wird durch eine Speisequelle 40 auf dem Potential -V₁ gehalten, das seinem Absolutwert nach kleiner als das Potential V₂ der Platte 32 ist und spielt für die Anode die Rolle einer elektrostatischen Abschirmung gegenüber den Signalen, die durch die auf die Kathode wandernden Ionen induziert werden, und besitzt für die auf die Anode zulaufenden Elektronen eine genügend hohe Transparenz (80%). Die an den Anoden empfangenen Signale stellen also ausschließlich solche Signale dar, die durch Elektronen erzeugt sind. Da die Beweglichkeit der Elektronen etwa 1000mal größer als die Beweglichkeit der Ionen ist, ist die Einfangzeit zum Ansammeln der Ladung entsprechend verringert.

In der Ausführungsform nach Fig. 4 sind keine Abschirmungen zwischen den Zellen vorgesehen, um nachteilige Effekte zu vermeiden, die durch Röntgenfluoreszenzstrahlung im Xenon erzeugt werden, es ist aber möglich, isolierende Platten in Höhe der Zone mit der Dicke e₂ vorzusehen, um diesen Nachteil zu vermeiden.

Neben den beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung bestehen weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung aus mehreren unabhängigen Ionisationskammern, für die eine Röntgenstrahlquelle vorgesehen ist, die ein ebenes und fächerförmiges Röntgenstrahlbündel erzeugt. Weitere bevorzugte Ausführungsformen enthalten eine Ionisationskammer, für die eine Röntgenstrahlquelle vorgesehen ist, die einen schmalen Spalt emittiert. Das Hauptmerkmal der Erfindung besteht jedoch in der Verwendung eines Detektors in Form einer Ionisationskammer und in der Verwendung von Meßeinrichtungen, die den mittleren Strom messen, der von der Ionisationskammer geliefert wird, wodurch die Beobachtungszeit für tomographische Analysen erheblich verringert wird.

Claims (9)

1. Detektoranordnung zur Erfassung der Intensitätsverteilung eines fächerförmigen Röntgenstrahlbündels eines Computer- Tomographen nach teilweiser Absorption durch ein zu untersuchendes Objekt, mit zahlreichen Detektorzellen, die auf einem Kreisbogen angeordnet sind, in dessen Mittelpunkt die Röntgenquelle liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorzellen Ionisationskammerzellen sind, die durch einander beabstandet gegenüberliegende Elektrodenplatten (32, 34) gebildet werden, die parallel zur Ebene des Röntgenstrahlfächers angeordnet sind und deren Längsachse radial auf die Röntgenquelle ausgerichtet ist und von denen die positiven oder die negativen Elektrodenplatten durch eine allen Zellen gemeinsame Platte (32) entweder miteinander verbunden oder gebildet sind, und daß an die negativen oder positiven nicht miteinander verbundenen Elektrodenplatten (34) Einrichtungen (22, 24) angeschlossen sind, die die jeweils während eines vorgegebenen Zeitintervalls von den Elektrodenplatten aufgefangene Ladungsmenge messen, die aus den unter Einwirkung der Röntgenstrahlen im Medium zwischen den Elektrodenplatten erzeugten Elektronen-Ionenpaaren resultiert.

2. Detektoranordnung zur Erfassung der Intensitätsverteilung eines fächerförmigen Röntgenstrahlbündels eines Computer- Tomographen nach teilweiser Absorption durch ein zu untersuchendes Objekt, mit zahlreichen Detektorzellen, die auf einem Kreisbogen angeordnet sind, in dessen Mittelpunkt die Röntgenquelle liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorzellen Ionisationskammerzellen sind, die durch einander beabstandet gegenüberliegende Elektrodenplatten (P _i , C _i ) gebildet werden, die senkrecht zur Ebene des Röntgenstrahlfächers angeordnet sind und deren Flächenebene radial auf die Röntgenquelle ausgerichtet ist und von denen die positiven oder die negativen Elektrodenplatten durch eine allen Zellen gemeinsame Platte (P) entweder miteinander verbunden oder gebildet sind, und daß an die negativen oder positiven nicht miteinander verbundenen Elektrodenplatten (C _i ) Einrichtungen (22, 24) angeschlossen sind, die die jeweils während eines vorgegebenen Zeitintervalls von den Elektrodenplatten aufgefangene Ladungsmenge messen, die aus den unter Einwirkung der Röntgenstrahlen im Medium zwischen den Elektrodenplatten erzeugten Elektronen-Ionenpaaren resultiert.

3. Detektoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die allen Ionisationskammerzellen (12) gemeinsame leitende Platte (P) eine entsprechend dem Kreisbogen gekrümmte zylindrische Platte ist, die mit den auf ihr angeordneten Elektrodenplatten (P _i ) eine kammartige Elektrode ausbildet, zwischen deren Elektrodenplatten jeweils die Gegenelektrodenplatten (C _i ) in gleicher Weise ausgerichtet und voneinander isoliert angeordnet sind.

4. Detektoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die allen Ionisationskammerzellen gemeinsame leitende Platte eine allen Zellen gemeinsame Kathodenplatte (32) ist, und daß zwischen den beabstandet und parallel zur Kathodenplatte angeordneten einzelnen Anodenplatten (34) und der Kathodenplatte ein Schirmgitter (30) parallel zur Kathodenplatte und den Anodenplatten vorgesehen ist, das auf ein negatives Potential (V₁) kleineren Absolutwerts als das (V₂) der Kathodenplatte gesetzt ist.

5. Detektoranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei aufeinanderfolgende Gegenelektroden (C _i , C _{i +1}) auf beiden Oberflächen einer Isolierplatte (I _i ) angebracht sind, die jeweils in der Mitte zwischen zwei aufeinanderfolgenden Elektrodenplatten (P _i ) auf der gekrümmten Platte (P) angeordnet sind.

6. Detektoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gegenelektrodenplatte (C _i ) in gleichem Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Elektrodenplatten (P _i ) angeordnet ist.

7. Detektoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtungen zur Messung der Ladung im vorgegebenen Zeitintervall einen integrierenden Verstärker (22, C₁) aufweisen.

8. Detektoranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, die nacheinander die nicht miteinander verbundenen Elektroden der Zellen auf diesen integrierenden Verstärker (22, C₁) schaltet.

9. Detektoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Detektorzellen mit Xenongas mit einem Druck von etwa 10⁶ Pa gefüllt sind.