DE2639631A1

DE2639631A1 - Diagnostikeinrichtung zur herstellung von schichtbildern mit hilfe durchdringender strahlung

Info

Publication number: DE2639631A1
Application number: DE19762639631
Authority: DE
Inventors: Frithjof Prof Dr Aurich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-08-31
Filing date: 1976-08-31
Publication date: 1978-03-02

Description

Diagnostikeinrichtung zur Herstellung von Schichtbildern
mit Hilfe durchdringender Strahlung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Schichtbildern von einem Körper durch Röntgen- oder y -Strahlung, bestehend aus einer Strahlungsquelle, die einen ausgeblendeten Strahl mit kleinem Öffnungswinkel - genannt Primärstrahl - erzeugt, der den Körper durchdringt, und einem Strahlungsempfänger, der mit einem fokussierenden Kollimator versehen ist, und der die in dem Körper erzeugte Streustrahlung mißt, wobei der Strahlungsempfänger oder genauer der Streustrahlungsempfänger durch mechanische Antriebsvorrichtungen so bewegt wird, daß der Fokus des Kollimators des Streustrahlungs empfängers stets mit dem Primärstrahl zusammenfällt, und eine Abtastbewegung so durchgeführt wird, daß die sich ändernde Intensität der Streustrahlung in einer Ebene erhalten wird und in einem Bild durch eine Reihe üblicher Mittel dargestellt werden kann.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Erzeugung von Schichtbildern besonders vom menschlichen Körper für diagnostische Zwecke, insbesondere die Darstellung von Weichteilen geringer Kontrastunterschiede.
Bei den bisher angewendeten Methoden der Röntgendiagnostik besteht die Bildinformation aus einem Absorptionsmuster des untersuchten Körpers, das aus der vom Körper austretenden, nicht absorbierten Strahlung gewonnen wird; d. h., das Röntgenbild ist im allgemeinen eine zweidimensionale Darstellung der integrierten Absorption des dreidimensionalen Körpers.
Um eine Bildinformation über innere Schichten des Körpers zu erhalten, werden seit längerem in der Röntgendiagnostik Verfahren angewendet, die als Tomographie bekannt sind. Neuerdings ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Schnittbildern unter der Bezeichnung EMI-Scanner bekannt geworden, die den sich ändernden Absorptionskoeffizienten über eine Schnittebene des Körpers wiedergibt. Auch diese Schichtverfahren liefern Bilder, die Absorptionsmuster darstellen, und gewinnen ihre Bildinformation, wie gesagt, aus der nicht absorbierten Strahlung.
Im Gegensatz zu den oben angeführten Verfahren wird das Schichtbild bzw. die Schichtbildinformation bei der vorliegenden Erfindung mit Hilfe der Streustrahlung gewonnen. Es handelt sich also gegenüber den Absorptionsverfahren um eine andere Qualität der Bildinformation. Röntgen-Streustrahlung setzt sich zusammen aus klassischer (kohärenter) Streustrahlung und (inkohärenter) Compton-Streustrahlung. Die Streustrahlung ist bei den oben an geführten Absorptionsverf ahren unerwÜnscht und verschlechtert im allgemeinen das Bild.
Anhand der Figur 1 soll die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und ihre Funktion erläutert werden: Die Strahlenquelle (1) liefert einen ausgeblendeten Strahl(2) mit kleinem Öffnungswinkel (Primärstrahl), der den zu untersuchenden Körper (3) durchsetzt. In dem Körper befinden sich Bereiche mit unterschiedlichen Streukoeffizienten (4). Die entlang dem Primärstrahl gestreute Strahlung wird mit einem für die Strahlungsart geeigneten Strahlungsempfänger (5), z. B. Szintillationszähler, der mit einem fokussierenden Kollimator möglichst großer Öffnung (6) versehen ist, in folgender Weise gemessen: durch den fokussierenden Kollimator hindurch und damit in den Streustrahlungsempfänger kann im wesentlichen nur Streustrahlung gelangen, die von einem kleinen Volumelement (7) im Bereich des Fokus' des Kollimators - im weiteren Meßort genannt - ihren Ausgang nimmt. In den Streustrahlungsempfänger darf keine Prim ärstrahlung gelangen.
Der Streustrahlungsempfänger mit Kollimator wird durch eine mechanische Antriebsvorrichtung entlang dem Primärstrahl so bewegt (8), daß der Fokus des Kollimators stets in den Bereich des Primärstrahls fällt.
In den Diagrammen (9) sind die Streuintensitäten (10), die entlang dem Primärstrahl gemessen werden, aufgetragen, wobei zwei verschiedene Wege (a) und (b) des Primärstrahls angegeben sind.
Die Abtastbewegung des Streustrahlungs empfängers kann kontinuierlich oder in Schritten erfolgen. Nach Beendigung des Abtastvorganges entlang dem Primärstrahl wird der Primärstrahl samt Streustrahlungsempfänger ein kleines Stück senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Primärstrahls versetzt oder der Körper wird versetzt, wobei Primärstrahl und Streustrahlungs empfänger festbleiben, wonach sich der Abtastvorgang entlang dem versetzten Primärstrahl wiederholt (2. Zeile). Der minimale Zeilenabstand ist durch die Auflösung des Kollimators vorgegeben. Liegen die Zeilen in einer Ebene, ergibt sich auf diese Weise ein ebenes Bild der sich ändernden Streuintensität.
Das Bild kann durch eine Reihe üblicher Mittel wiedergegeben werden.
Zum Beispiel kann das Ausgangssignal des Streustrahlungsempfängers, das der Streustrahlenintensität proportional ist, elektronisch gespeichert werden. Die abgespeicherte Information kann z. B. auf einer Kathodenstrahlröhre wiedergegeben werden.
Im folgenden wird eine Korrektur des Bildes durch elektronische Mittel beschrieben. Ein unverfälschtes Bild der sich ändernden Streuintensität würde voraussetzen, daß die Intensität des Primärstrahls entlang seinem Weg durch den Körper konstant ist. Die Intensität des Primärstrahls wird jedoch durch Absorption und Streuung mit zunehmender Eindringtiefe in den Körper geschwächt.
Diese Abschwächung der Intensität des Primärstrahls wird durch eine Steuerung der elektronischen Verstärkung des Ausgangssignals vom Streustrahlungsempfänger oder durch eine Steuerung der Zählzeit teilweise ausgeglichen. Als Korrektursignal dient eine der Schwächung des Primärstrahls bis zum Meßort proportionale Größe, die aus der integrierten Streuintensität entlang dem Primärstrahl bis zum Meßort gewonnen wird.

Claims

Patentans prüche XVorrichtung zur Herstellung von Schichtbildern von einem Körper durch Röntgen- oder y -Strahlung mit einer Strahlenmeßanordnung, bestehend aus einer Strahlenquelle, die einen ausgeblendeten Strahl, den sogenannten Primärstrahl erzeugt, und einem Streustrahlungsempfänger, der mit einem fokussierenden Kollimator versehen ist, wobei Strahlenquelle, Streustrahlungsempfänger und der zu untersuchende Körper durch mechanische Antriebsvorrichtungen relativ zueinander so bewegbar sind, daß mittels des Ausgangssignals des Streustrahlungsempfängers die sich ändernde Streuintensität in Schnittebenen des Körpers erhalten wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Streustrahlungsempfänger versehen mit einem fokussieren#den Kollimator so angeordnet und dur ch eine mechanische Antriebsvorrichtung relativ zum Primärstrahl derart bewegt wird, daß der Fokus des Kollimators stets in den Bereich des Primärstrahls fällt.
2. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß Strahlenquelle und Streustrahlungs empfänger einerseits gegen -über dem zu untersuchenden Körper, andererseits durch eine mechanische Antriebsvorrichtung so bewegt werden, daß die vom Meßort, dem Schnittpunkt Primärstrahl - Fokus abgetasteten Gebiete des Körpers eine oder mehrere Schnittflächen des Körpers ergeben.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß elektronische und optische Mittel angewendet werden, um aus dem Ausgangssignal des Streustrahlungsempfängers eine bildliche Wiedergabe der sich ändernden Streuintensität herzustellen.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß elektronische Mittel angewendet werden, um das Ausgangssignal des Streustrahlungsempfängers zu korrigieren, indem die veränderliche Intensität des Primarstrahls in Abhängigkeit vom Meßort berücksichtigt wird.