DE2631665A1

DE2631665A1 - Tomography appts. for axial images - has relative movement between x=ray detector and tube producing fan shaped beam

Info

Publication number: DE2631665A1
Application number: DE19762631665
Authority: DE
Inventors: Wolf-Ruediger Dipl Ing Delong
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-07-14
Filing date: 1976-07-14
Publication date: 1978-01-19

Abstract

Tomography appts. for producing axial images comprises a rotatable x-ray measuring assembly including an x-ray tube (1) producing a fan-shaped beam of which the cross-section perpendicular to the section plane is equal to the thickness of the body section and large enough in the section plane to pass through the whole subject of examination. The assembly also includes an x-ray detector (7) behind the subject, consisting of a row of detectors. A transformer transforms the detector signals to a section image. The length of the detector is at least twice its section (7a, 7b) upon which the x-ray beam impinges. The detector and X-ray tube canb e displaced relative to each other on the scanning circuit.

Description

Röntgenschichtzerät zur Herstellung von Äxialschichtbildern X-ray layer device for the production of axial layer images

Die Erfindung bezieht sich auf ein Röntgenschichtgerät zur Her-Stellung von Axialschichtbildern 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 Neßwertumformer für die Transformation der vom Strahlenempfänger gelieferten Signale in ein Schichtbild, bei dem der Strahlenempfänger aus einer Detektorreihe besteht.The invention relates to an X-ray film device for manufacture of axial slice images of a recording object with an X-ray measuring arrangement, the one X-ray source, which is a fan-shaped penetrating the object X-ray beam generated, the cross-sectional dimension of which is perpendicular to the plane of the layer equal to the slice thickness and is so large in the slice plane that the entire subject is penetrated, as well as a radiation receiver that contains the radiation intensity determined behind the object, as well as with a drive device for the measuring arrangement for the generation of rotary movements and with a measuring transducer for the transformation the signals delivered by the radiation receiver into a layer image, in which the radiation receiver consists of a row of detectors.

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 ist um den Fokus der Röntgenröhre 1 gekrümmt.FIG. 1 shows schematically a known X-ray film device of this Art. It contains an X-ray tube 1 and a radiation receiver 2, the order of magnitude has over 100, e.g. 256, individual detectors arranged in a row. Of the The radiation receiver is curved around the focus of the X-ray tube 1.

Die Meßanordnung 1, 2 ist um einen Punkt 3, der im Aufnahmeobjekt 4 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 vorbestimmten Winkelstellungen, z.3. bei åedem TtYinkelgrad, eingeschaltet (gepulst), und zer mit einer so kurzen Zeit, daß die Verwischung aufgrund der Rotation hinreichend klein bleibt. Hierzu wird der Röntgengenerator für die Röntgenröhre 1 synchron mit der Abfrage der Meßwerte des Strahlenempfängers 2. zum Pulsen der Röntgenröhre 1 eingeschaltet. Dies ist durch eine gestrichelte Linie in der Figur 1 angedeutet.The measuring arrangement 1, 2 is around a point 3, which is in the subject 4 is rotatable. The number of detectors of the radiation receiver 2 is the desired one Image resolution selected accordingly, so that due to a rotation of the measuring arrangement 1, 2 an image can be calculated by a transducer 5. The picture is on a display device 6 reproduced. The X-ray tube 1 is with the rotation of the measuring arrangement 1, 2 in predetermined angular positions, e.g. 3. at every Tt angle degree, switched on (pulsed), and zer with such a short time that the blurring due to the rotation remains sufficiently small. The X-ray generator for the X-ray tube is used for this 1 synchronous with the query of the measured values of the radiation receiver 2. switched on for pulsing the X-ray tube 1. This is indicated by a dashed line indicated in FIG.

Nachteilig ist bei dem bekannten Röntgenschichtgerät, daß die mögliche Auflösung des aus den #eßdaten berechneten Bildes durch die Zahl der Detektoren begrenzt ist, und daß es schwierig ist, die für eine hohe Bildauflösung erforderliche große Anzahl von Detektoren in einem Strahlenempfänger unterzubringen. Ferner tritt bei dem bekannten Röntgenschichgerät die Schwierigkeit auf, daß die Meßkanäle des Strahlenempfängers nicht ohne zusätzlichen Aufwand, wie z.B. einer Gleichlichtstrahlenqlvme in der Nähe der Detektoren, also nicht durch die Röntgenstrahlung selbst geeicht werden können. Hierzu wäre es nämlich erforderlich, daß jeder der Detektoren des Strahlenempfängers in irgendeiner Stellung der Meßanordnung von durch das Aufnahmeobjekt nicht geschwächter Röntgenstrahlung getroffen wird, so daß aufgrund des Ausgangssignals, das in diesem Fall die einzelnen Meßkanäle des Strahlenempfäigers liefern, auf Abweichungen in diesen Kanälen geschlossen und diese Abweichungen kompensiert werden können.The disadvantage of the known X-ray film device is that the possible Resolution of the image calculated from the measurement data by the number of detectors is limited and that it is difficult to obtain that required for high image resolution to accommodate a large number of detectors in a radiation receiver. Furthermore occurs in the known X-ray film device the problem that the measuring channels of the Receiver not without additional effort, such as a constant light beam in the vicinity of the detectors, i.e. not calibrated by the X-ray radiation itself can be. For this it would be necessary that each of the detectors of the Radiation receiver in any position of the measuring arrangement by the subject not weakened X-ray radiation is hit, so that due to the output signal, which in this case deliver the individual measuring channels of the radiation receiver, for deviations closed in these channels and these deviations can be compensated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Röntgenschichtgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß einerseits mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Detektoren im Strahlenempfänger eine hohe Bildauflösung erzielbar ist und daß andererseits eine Eichung der einzelnen Meßkanäle der Detektoren direkt durch vom Meßobjekt nicht geschwächte Röntgenstrahlung möglich ist.The invention is based on the object of an X-ray film device of the type mentioned so that on the one hand with a relatively With a small number of detectors in the radiation receiver, a high image resolution can be achieved and that on the other hand a calibration of the individual measuring channels of the detectors is direct is possible due to X-rays not weakened by the measurement object.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Länge des Strahlenempfängers mindestens doppelt so groß ist wie ein vom Röntgenstrahlenbündel getroffener Abschnitt und daß Strahlenempfänger und Röntgenröhre relativ zueinander auf dem Abtastkreis verstellbar sind. Bei dem erfindungsgemäßen Röntgenschichtgerät wird nur ein Teil des Strahlenempfängers in einer bestimmten Winkelstellung der Meßanordnung von Röntgenstrahlung getroffen. Es ist möglich, den Öffnungswinkel des Röntgenstrahlenbündels so zu bemessen, daß ein kleiner Teil der Röntgen- strahlung durch das Meßobjekt nicht geschwächt wird, also ungeschwächt auf z.B. einem Detektor des Strahlenempfängers auftrifft~. Durch geeignete relative Drehung der Röntgenröhre und des Strahlenempfängers zueinander ist es auf diese Weise möglich, jeden Detektor mit dem nachgeschalteten Meßkanal durch direkte Röntgenstrahlung zu eichen. Ferner ist es möglich, mit einer verhältnismäßig kleinen Detektoranzahl eine hohe Bildauflösung zu erzielen.This object is achieved in that the length of the The radiation receiver is at least twice as large as one of the X-ray beam hit section and that the radiation receiver and X-ray tube are relative to each other are adjustable on the scanning circle. In the X-ray film device according to the invention is only part of the radiation receiver in a certain angular position of the Measuring arrangement hit by X-ray radiation. It is possible to adjust the opening angle of the X-ray beam so that a small part of the X-ray radiation is not weakened by the measurement object, i.e. not weakened on e.g. a detector of the radiation receiver hits ~. By appropriate relative rotation of the X-ray tube and the radiation receiver to each other, it is possible in this way to each detector to be calibrated with the downstream measuring channel by direct X-ray radiation. Further it is possible to achieve a high image resolution with a relatively small number of detectors to achieve.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Figur 2 dargestellten Ausfuhrungsbeispiels näher erläutert.The invention is illustrated below with the aid of one in FIG Exemplary embodiment explained in more detail.

In der Figur 2 sind Bauteile die mit Bauteilen der Figur 1 gleichartig sind, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Der wesentliche Unterschied zwischen dem Röntgenschichtgerät gemäß Figur 1 und demjenigen gemäß Figur 2 besteht darin, daß einerseits ein Strahlenempfänger 7 vorgesehen ist, der aus einer wesentlich geringeren Anzahl von einzelnen Detektoren, z.B. 30 Detektoren im Abschnitt 7a und ebenfalls 30 Detektoren im Abschnitt 7b, besteht, und daß andererseits der Strahlenempfänger 7 relativ zur Röntgenröhre 1 verstellbar ist. Zur Erläuterung der Erfindung sei angenommen, daß die Röntgenröhre 1 ein fächerförmiges Röntgenstrahlenbtindel unter dem Winkel d aussendet, der so gewählt ist,- daß ein kleiner Teil 9 am linken Rand des fächerförmiges Röntgenstrahlenbündels an einer Öffnung 8 vorbeigeht, in der das Meßobjekt angeordnet wird, also durch das Meßobjekt ungeschwächt -auf dem Teil 7a des Strahlenempfängers 7 auftrifft. Dieser Teil 9 ist bei dem Beispiel so bemessen, daß von ihm ein Detektor des Strahlenempfängers 7 getroffen wird.In FIG. 2, components are similar to components in FIG are denoted by the same reference numerals. The main difference between the X-ray film device according to Figure 1 and that according to Figure 2 consists in that on the one hand a radiation receiver 7 is provided, which consists of a substantially smaller number of individual detectors, e.g. 30 detectors in section 7a and also 30 detectors in section 7b, and that on the other hand the radiation receiver 7 is adjustable relative to the X-ray tube 1. To explain the invention, let Assume that the X-ray tube 1 has a fan-shaped X-ray compartment the angle d emits, which is chosen so - that a small part 9 on the left edge of the fan-shaped X-ray beam passes an opening 8 in which the object to be measured is arranged, ie not weakened by the object to be measured - on the part 7a of the radiation receiver 7 impinges. This part 9 is dimensioned in the example so that a detector of the radiation receiver 7 is hit by him.

FUr den Aufbau des Schichtbildes wird nun beispielsweise so vorgegangen, daß zunächst die Röntgenröhre von ihrer Stellung 1 in die Stellung II bewegt, d.h. um den Winkel cC verdreht wird.For the construction of the slice image the following procedure is used, for example: that first the X-ray tube is moved from its position 1 to position II, i.e. is rotated by the angle cC.

Dabei ist es möglich, die Röntgenröhre zu pulsen, beispielsweise bei der Bewegung um einen Winkelgrad 12 mal, so daß in diesem Fall 30 ~ 12 = 360 MeEwerte vom Strahlenempfänger 7 geliefert werden. Bei dieser Bewegung wird jeder der Detektoren des Abschnitts 7b von dem Teil 9 der Röntgenstrahlung, der un- geschwächt ist, getroffen und kann auf diese Weise zusammen mit den nachgeschalteten Bauelementen seines Meßkanals geeicht werden. Befindet sich die Röntgenröhre in der Stellung II, so wird der Strahlenempfänger 7 aus der gezeichneten Stellung in Richtung des Pfeils 10 verstellt, bis der Abschnitt 7a an der Stelle des Abschnitts 7b liegt. Auch dabei wird die Röntgenröhre 1 gepulst, so daß wieder 360 Meßwerte gebildet werden. Dabei werden alle Detektoren des Abschnitts 7a des Strahlenempfängers 7 von dem ungeschwächten Röntgenstrahlenbündel 9 getroffen und zusammen mit den nachgeschalteten Kanalbauelementen geeicht. Anschließend erfolgt wieder eine Verdrehung der Röntgenröhre 1 um den Winkel %, dann wieder eine Verstellung des Strahlenempfängers 7 um die Breite eines der Abschnitte 7a oder 7b und das geschilderte Spiel wiederholt sich so lange, bis Röntgenröhre 1 und Strahlenempfänger 7 wieder ihre in der Figur 2 voll ausgezogen gezeichnete Stellung einnehmen. In dieser Stellung ist dann eine Abtastung des Meßobjekts beendet.It is possible to pulse the X-ray tube, for example at the movement by an angular degree 12 times, so that in this case 30 ~ 12 = 360 MeE values are supplied by the radiation receiver 7. With this movement, each of the detectors becomes of the section 7b of the part 9 of the X-ray radiation, the un- weakened is, hit and can in this way together with the downstream components its measuring channel can be calibrated. The X-ray tube is in the position II, the radiation receiver 7 is moved from the position shown in the direction of the Arrow 10 adjusted until section 7a is at the point of section 7b. The X-ray tube 1 is also pulsed here, so that again 360 measured values are formed will. All detectors of section 7a of radiation receiver 7 hit by the non-weakened X-ray beam 9 and together with the downstream Channel components calibrated. The X-ray tube is then rotated again 1 by the angle%, then again an adjustment of the radiation receiver 7 by the Width of one of the sections 7a or 7b and the game described is repeated until the X-ray tube 1 and radiation receiver 7 are back to their in FIG. 2 take fully drawn position. In this position there is one Scanning of the measurement object ended.

Es ergibt sich, daß mit verhältnismäßig wenig, z.B. 60 Detektoren im Strahlenempfänger 7 eine verhältnismäßig hohe Anzahl von Meßwerten erzielbar ist und daß ferner jeder der Meßkanäle durch direkte Röntgenstrahlung, die nicht durch das Meßobjekt geschwächt ist, geeicht werden kann.It turns out that with relatively few, e.g. 60 detectors A relatively high number of measured values can be achieved in the radiation receiver 7 is and that furthermore each of the measuring channels by direct X-rays that are not is weakened by the test object, can be calibrated.

Der konstruktive Aufbau des Röntgenschichtgeräts ist dabei verhältnismäßig einfach.The structural design of the X-ray film device is proportionate simple.

Im Rahmen der Erfindung sind auch andere als der geschilderte Aufnahmeablauf denkbar. Wichtig ist aber, daß während eines Untersuchungsvorganges jeder der Detektoren des Strahlenempfängers 7 von dem Röntgenstrahlenbündel 9 getroffen wird, so daß eine Eichung möglich ist. Wichtig ist für die Erfindung, daß die Länge des Strahlenempfängers 7 mindestens doppelt so groß ist, wie sein vom Röntgenstrahlenbündel getroffener Abschnitt, so daß jeder Detektor von dem Röntgenstrahlenbündel 9 beaufschlagt werden kann. Die Detektorzahl im Abschnitt 7a ist dabei gleich der Detektorzahl im Abschnitt 7b.In the context of the invention, other than the described recording process are also conceivable. It is important, however, that each of the detectors during an examination process of the radiation receiver 7 is hit by the X-ray beam 9, so that a calibration is possible. It is important for the invention that the length of the radiation receiver 7 is at least twice as large as the one struck by the X-ray beam Section, so that each detector is acted upon by the X-ray beam 9 can. The number of detectors in section 7a is equal to the number of detectors in section 7b.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims X X-ray layer device for the production of axial layer images of a recording object with an X-ray measuring arrangement which has an X-ray source, which a fan-shaped X-ray beam penetrating the subject generated whose cross-sectional extension perpendicular to the layer plane is equal to the layer thickness and is so large in the layer plane that the entire subject is penetrated, as well as a radiation receiver containing the radiation intensity behind the object determined, as well as with a drive device for the measuring arrangement for generation of rotary movements and with a transducer for the transformation of the Radiation receiver delivered signals in a slice image, in which the radiation receiver consists of a row of detectors, which means that the length of the radiation receiver (7) is at least twice as great as its from X-ray beam hit section (7aj 7b) and that radiation receiver (7) and X-ray tubes (1) are adjustable relative to one another on the scanning circle.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that a control device is present, the first the X-ray tube (1) on the scanning circle around the opening angle of the X-ray beam twisted, then the radiation receiver as well twisted around this Ni # angle in the same direction of rotation as the X-ray tube, then the X-ray tube is rotated again, etc., the rotational movements alternately as long as one after the other until the X-ray tube (1) and radiation receiver (7) return to their original positions achieved.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the X-ray beam is dimensioned so that a small part (9) of it during the examination process hits each of the detectors of the radiation receiver (7), this part (9) not penetrating the subject.