DE2700364A1

DE2700364A1 - Tomographisches verfahren

Info

Publication number: DE2700364A1
Application number: DE19772700364
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl Phys Dr Eickel
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1977-01-07
Filing date: 1977-01-07
Publication date: 1978-07-13
Also published as: US4147936A

Description

AGFA-GEVAERT ' ~^003β4

LEVERKUSEN

CAMERA-WERK MÜNCHEN MTfNTAirllLUN«

ΟΊ.Ο1.7?, lO-rc-zi TG 9'i2

Tomograph!schos V'crfnhrcii

Die Erfindung betrifft ein tomographisches Verfahren, bei 1.-c Ich cm zum Aufzeichnen des Röntgenbildcs eine gasgefülltc Ionographic-Aufnahinekammer gemeinsam mit der Höntgenquelle um eine in der abzubildenden Körperschicht gelegene ichwenkaclisc bcvfpgt wird.

Line normale Röntgenaufnahme gibt die Summe der Absorptionsuntcrscliicdc aller durchstrahlten »Schichten eines körpers wirdrr. Üic tomographische körperschichtaufnahnietechnik hingegen gestattet es, bei Röntgenaufnahmen nur eine einzige Iwörperschicht zur Darstellung zu bringen, deren Dicke in großem Umfang nach DcIieben eingestellt werden kann. Alle anderen körperschichten werden hierbei unscharf dargestellt.

Hei der üchichtaufnahmetochnik werden die Röntgenröhre und der Film während der Aufnahme relativ zum ruhenden Objekt derart

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gegcnsinnig bewegt, xlaß nur die übjektpunkte einer einzigen hörperschicht in jedem Augenblick auf die gleiche Stelle des FiIi.les abgebildet worden. Demgegenüber verändern die »!eii übrigen körper schichten zugeordneten liildpunkte wähl* end «Irr Ucwegung dauernd ihre Lage nuf dei:i Film, wodurch ihre Konturen verwischt werden.

Bei den bekannten tomographischen Verfahren ändert sich während tier Aufnahme der Winkel zwischen dein Zentralstrahl des Röntgenbiindels und der Filr.icbene kontinuierlich, was bei Verwendung von Silberflinien als Aufzeichnungsiiiaterial weiter nicht nachteilig ist. Wird jedoch anstelle des konventionellen Üilberfiines eine gasgef üll te Ionographie- Aufnahiiickauiner verwendet, so ergibt sich eine untragbare Unscharfe des Aufgezeichneten Röntgenbildes dadurch, daP. die Röntgenstrahlen das gasgef üll te, eine Dicke in der Größenordnung von 1 cm aufweisende Kiaktionsvolumen in Abhängigkeit von der augenblicklichen Position der Aufnahineknnnier relativ zur abzubildenden Schicht mit unterschiedlicher Neigung und unterschiedlicher Neigungsrichtung durchsetzen, wodurch ir.i Casvüluiiien eine Ionenspur entsteht, welche nicht parallel zu den zwischen den beiden Elcktrodcnplatteii der Aufnahtaekai.iiner erzeugten elektrischen Feld ist. Hierdurch wird jeder einzelne Objektpunkt der körperschicht auf dem Aufzeichnungsträger als Strich abgebildet.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches tomographisches Verfahren zu schaffen, welches euch bei Verwendung einer gasgefüllten Ioiiographie-Aufnahiackainnier scharfe Röntgenbilder liefert.

Iirf indungsgemäß ist daher vorgesehen, daß die Bildebene der Aufnahi.iekar.micr stets senkrecht zu dem zur Schwenkachse senkrechten Zentralstrahl des von der Röntgenquelle ausgehenden Strahlenbündcls gehalten wird, daß ein soldier Abstand zwischen der Aufiiahnteknnimer und der Schwenkachse eingehalten wird, dnf» in der Schwenkebene die Länge der jeweiligen Projektion der abzubildenden Körperschicht auf der Bildebene stets konstant bleibt, und daß die Schwenkachse parallel zur kürzeren Seite der im wesentlichen rechteckförmigen Bildebene der Aufnaliwekai.micr gelegt wird.

Hierdurch ist es auf einfachste Weise möglich, lediglich durcli geeignete Steuerung der Bewegung der Aufiiahr:iekannicr zu gewährleisten, daß die Röntgenstrahlen das gasgefüllte Reakt ionsvoluiiien der Aufnahinekai.iiner immer im wesentlichen senkrecht durchsetzen, wobei die durch Verschwenken der Röntgenquelle verkleinerte Projektion der aufzuzeichnenden Körperschicht in der Schwenkebene durch Vergrößern des Abstandes zwischen der Körperschicht und der Aufnahüickamiiier ausgeglichen wird.

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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfinduiigsgeiaäßen Verfahrens ergeben sich aus den Uiiteranspriichen im Zusammenhang r.iit der anschließenden Beschreibung, in welcher die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert ist. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 und 2 tomographische Verfahren gemäß dem Stand der Technik mit geradliniger bzw. kreisförmiger Bewegung der Ilöutgcnquelle und des Aufzeichnungsfilms und

Fig. 3 und Ί das erfindungsgemäße tdinographischc Verfahren mit geradliniger bzw. kreisförmiger Bewegung der Itöntgenquelle.

Figur 1 zeigt ein Körperschicht-Aufnahmeverfahren, wie es z.B. von Grossinann in "Fortschritte

auf dem Gebiete der Röntgenstrahlen" jjj_ (1935). 6 t + 191 beschrieben wurde. Hierbei ist mit S die abzubildende Schicht eines Körpers K bezeichnet, i.iit F der Fokus einer Itöntgenquelle und I₁JXt G der Aufzeichnungsfiltii. Die Indizes 1,2,3 des Köntgcnfokus F bzw. dos Abbildungsfilnis G bezeichnen jeweils entsprechende Positionen 1,2 und 3·

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Zur Herstellung dor topographischen Aufnahinc wird der Jiüntgcn fokus entlang der Linie Ί in Pfzurichtung A kontinuierlich von der Position F über F₀ nach F bewegt. Synchron hierzu erfolgt die Bewegung des Aufzriclinungsi'ilins entlang der Linie 5 in Pfoilrichtung 13 von der l'ositioii G über G₀ zu G . Übjektpunktc a,b und in der Schicht S werden hierbei immer auf gleiche Punkte a ,a_,n_ bzw. b ,b_,b bzw. πι ,ni_o,in des in den Positionen 1,2 bzw. 3 befindlichen Aufzeichnungsf ilrnes abgebildet, so daß auf dem Aufzeichnungsfilr.i ein scharfes Bild der korperschicht S entstellt. Ein außerhalb dieser Kürperschicht befindliche¹ Objektpuiikt, beispielsweise der Punkt c wird, wie? ersichtlich, auf verschiedene Stellen c ,c des Filmes G bzw. in Position 3 sogar neben dem Auf zeichnungsf ilin auf c_ abgeliclit et, wodurch von diesem Punkt c kein scharfes Bild entstehen kann.

Das in Figur 2 dargestellte toinographische Verfahren entspricht dem in Figur 1 dargestellten, wobei lediglich der liöntgenfokus sowie der Aufzeichnungsfilm entlang Kreislinien 6 bzw. 7 verschwenkt werden. Der Aufzeichnungsfilm G wird hierbei in jeder Position stets parallel zu der abzubildenden Körperschicht S gchalten.

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Figur 3 zeigt ein crfindungsgemäßes toiaographisch^s Verfahren,
■welches aus dem in Figur 1 dargest eil ton Verfahren, bei weichen der itöntgenfokus auf einer Geraden parallel zur abzubildenden
Körperschicht bewegt wird, entwickelt wurde. liit S ist wiederuM <3ie abzubildende Körpcrschicht der Länge 2L, i.iit F der Fokus
der Röntgenröhre, mit 8 die Dewegungsbnhii des Hü η tgcnfokus, r.:it «C d<r dchwciik'winkt'l und nit 9 xli<: zur Zeichenebene senkrecht
Schwenkachse bezeichnet .

i»teht der Zentral strahl 10 des Köntgenstrahlenbiindels in «3er
«lit tier cn Position F tier Köntgcnquelle senkrecht auf d-er abzubililenden Körperschicht S, so ist auch die Bildebene E der Aufnohmekainnier in tier Position E parallel zur Körpcrschicht i> imjji.-ordnet. L·· r Abstand zwischen der in der Körperschicht S gelegenen Schwenkachse 9 und der Uildebene E ist hierbei Ii , der Abstand der Schwenkachse 9 vor.i Röntgenfokus F ist II. Die Lange der auf die uildebene E abgebildeten Schicht beträgt hierbei 2L'.

Wird nun der Höntgenfokus in die Position F₀ verschoben, so wird die Bildebene E so bewegt, daß sie die mit E₀ bezeichnete Stellung einnimmt. L)ie hierbei von der Bildebene ausgeführte Bewegung läßt sicli in drei Teilbowegungen aufgliedern: suiu ersten eine translatorische Bewegung in einer der Bewegungsrichtung des liöntgen-

ung

fokus entgegengesetzte Rieht/, wie sie z.B. gemäß Figur 1 ausgeführt wird, zum zweiten eine Schwenkbewegung derart, daß die BiId-

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Pü 9'»2

«'bein· senkrecht zum Zentral strahl 11 ausgerichtet ist, uiul (!ritteiis eine Bewegung der so ausgerichteten bildebene in liichtung des Zentralstrahls 11 unter Vergrößerung des Abstandes R zwischen der Schwenkachse 9 und der Oil-dcbcnc. Die Vergrößerung dieses Abstandes dient dazu, die durch schräge Durchstrahlung der Schicht S verkleinerte Projektion der Schichtlange 2L auf die Dildcbcne wieder so zu vergrößern, daß sie unverändert 2L¹ beträgt«

Der Abstand H wird in Abhängigkeit vom Schwonkwinkel«C so variiert, tlaß folgende Beziehung gilt:

(K₊Ii₀ )(L**sin"oC - ir/ R

Ii cos «t

Das in Figur k dargestellte Verfahren entspricht iin wesentlichen dem in Figur 3 dargestellten, wobei lediglich der Iiöntgciifokus F um eine Kreislinie 12 um die Schwenkachse 9 verschwenkt wird, so daß für entsprechende Größen bzw. Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Der Abstand Il der Bildebene E in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel Y wird hierbei nach folgender Beziehung variiert

(R₊R ) (L²SIn²Ot -L²) ο

R*"· cos«C

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AA

Wie aus den Figuren 3 und h ersichtlich, trifft (Ins Röntgenbtiudel beim crfindungsgcmäßcn Verfahren nunniclir unabhängig vom Schwenkwinkcl 06 im wesentlichen senkrecht auf die UiIdobenc Ii auf. Somit wird auch das gassefüllte Uenktionsvolumcn, welches durcli zwei in der Bildebene parallele Elektroden begrenzt ist, von den Röntgenstrahlen immer im wesentlichen senkrecht durchsetzt, so daß Uildunschärfen infolge von schräg oinfr.n r.-iden Uöntgenstrahlcn in hohem Maße vermieden werden.

Zur Durchführung des erfindungsgeiaäßen Verfahrens werden vorzugsweise Klcinbildformate verwendet, beispielsweise bei einem Abstand R zwischen llöntgcnfokus und abzubildender Körperschicht von 109 cm und einem Abstand R von 3'l cm das Format 13 x lG cm. Zur !■iinimierung von Abbildungsunschärfen soll die Aufnahniekaiutiier stets um eine zur kürzeren Seite des Aufnahmcformats parallele Achse geschwenkt werden.

Selbstverständlich kann zur weiteren Verbesserung der Abbildungsgeomctrie die Aufnahniekainmer in bekannter Weise geringfügig um den liöntgcnfokus sphärisch gekrümmt sein, so daß alle Strnlil.cn eines Itöntgenbündels exakt senkrecht auf die Aufnahmekammer auftreffen, oder es können zum gleichen Zweck bei einer ebenen Aufnahm ekammer in ebenfalls bekannter Weise virtuelle Elektroden verwendet werden, durch die der Verlauf der elektrischen Feldlinien an die jeweilige Einfallsrichtung der Röntgenstrahlung des Uündels angepaßt wird.

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Claims

27UU364 O'i.Ot.7? 10-re-zi Ansprüche

1./ Topographisches Verfahren, bei welchen« zum Auf zeichnen des Höntgenbildes eine gasgefiillte Ionographie-Aufiiahuiekamner gcaeiiisnr.i mit der Uöntgenquelle um eine in der abzubildenden Körperschicht gelegene Schwenkachse bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildebene (E) der Aufnahmekaniiner stets senkrecht zu dem zur Schwenkachse (9) senkrechten Zentralstrahl (10,11) des von der Uöntgeriquelle (F) ausgehenden Strahlenbündels gehalten wird, daß ein solcher Abstand (Il ,Ii₀) zwischen der Aufnahiiiekaiuiner und der Schwenkachse eingehalten wird, daß in der Schwenkebene die Länge (2L') tier jeweiligen Projektion der abzubildenden Körperschicht auf der Dildebene stets konstant bleibt, und daß die Schwenkachse parallel zur kürzeren Seite der im wesentlichen rechteckförmigen LJildebene der Aufnahmekauitner gelegt wird.

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- ιυ-

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2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die ilüntgenquelle entlang einer zur abzubildenden Kürperschicht parallelen Gi raclcn bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ab₀) zur Schwenkachse (9) in Abhängigkeit vom Schwcnkwinkel ( «c ) nach folgender Beziehung geändert wird

stand (R ) der Bildebene

^Ki -

(IUIl ) (L²sin

- H²/cos²oc

R"

Il

CoseC

wobei Ii den Abstand der Geraden (8) von der Schwenkachse (l) ,

R den Abstand der Bildebene (E„) von der Schwenkachse bei ο 1

Parallelität von Bildebene und abzubildender Körperschicht It den Abstand der Bildebene (L₀) von der Schwenkachse bei Neigung der Bildebene gegenüber der abzubildenden Kürperschicht, «C die Neigung des Zentralstrahls (11) gegenüber der Flächcniiori.ialcn ( 1O) der abzubildenden Körperschicht (Schwenkwinkel), und 2L die Länge der abzubildenden Körperschicht in der Schwenkebene bcdoutun.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchen die Röiitgenquelle entlang einer Kreisbahn um die Schwenkachse bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (R₀) der Bildebene (E₀) zur Schwenkachse (9) in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel («c ) nach folgender Beziehung geändert wird

^R2 -

(R₊R )(L²SiH² OC - R²) ο

cos

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wobei R den Radius der Kreisbahn (12),

R den Abstand der Bildebene (E.) von <ler Schwcnkncliso (9) ο 1

bei Parallelität von Uildcbcne und abzubildender Schicht, R₀ den Abstand der Bildebene von der Schwenkachse bei Neigung der Bildebene gegenüber der abzubildenden Körperschicht, «6 «lic Neigung des Zentralstrahls (ti) gegenüber der Flächcnnorniale (lO) der abzubildenden Körperschicht (ücliKcnkwinkel), und 2L die Länge der abzubildenden Kürperschicht in der Schwcnkebene bedeuten.

Hierzu Ί Blatt Zeichnungen

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