DE2716818A1 - Tomographiesystem - Google Patents

Description

Zusammenfassung

Es wird eine Abtastvorrichtung zur Verwendung in computerisierten Axial-Tomographie-Systemen beschrieben. Die Vorrichtung weist eine Baueinheit auf, die um eine Achse drehbar ist, welche sich durch eine darin gebildete Zentralöffnung erstreckt, und Einrichtungen, mit denen der zu untersuchende Körperteil innerhalb der Zentralöffnung positioniert werden kann, so daß die Achse der Baueinheitendrehung senkrecht zu einer Ebene verläuft, die durch die zu untersuchende Körperstruktur hindurchgeht. An einer Seite der Baueinheit ist eine Quelle für durchdringende Strahlung montiert und liefert Strahlung in Form eines Fächerstrahls. Eine Detektoreinrichtung für die Strahlung ist der Quelle gegenüber auf der Baueinheit positioniert, so daß es möglich ist, Strahlung zu detektieren, die lateral hindurchgeht und nicht in dem dünnen Körperschnitt absorbiert wird, in dem die erwähnte Ebene liegt. Es sind Einrichtungen vorgesehen, mit denen die Einheit so gedreht werden kann, daß der Fächerstrahl auf den Körperteil unter einer Vielzahl von Auftreffrichtungen auftrifft. Signal-Verarbeitungs- und Konditionier-Einrichtungen, die auf die Baueinheit montiert und mit dieser bewegbar sind, empfangen die Ausgangssignale von der Detektoreinrichtung, verstärken diese und wandeln sie in digitale Form um. Schleifringverbindungseinrichtungen, die mit der Baueinheit drehbar sind, nehmen die Ausgänge von den Signalverarbeitern und -konditionierern auf und leiten diese Signale weiter an eine computerisierte Bildrekonstruktionsstation. Mit der Baueinheit drehbare Schleifringe sorgen auch für eine Verbindung, mit der Energie- und Steuer-Eingänge in die Strahlungsquelle und andere Teile der Vorrichtung eingespeist werden können. Die Baueinheit ist kontinuierlich durch aufeinanderfolgende Drehungen von 360° drehbar, und die Untersuchungsfolge kann an irgendeinem Punkt der Drehung der Baueinheit begonnen werden. Der Detektor besteht aus einer Anordnung von Elementen,

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und es sind Einrichtungen vorgesehen, mit denen die Verstärkungen in jedem der den einzelnen Detektorelementen zugeordneten Kanäle während des Untersuchungsprozesses eingestellt werden können, so daß eine Drift in den Kanälen kompensiert werden kann.

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein medizinische Diagnosegeräte und -verfahren und insbesondere Röntgen-Abtast-Vorrichtungen, wie sie in der computerisierten Tomographie verwendet werden.

In den letzten Jahren hat sich ein relativ starkes Interesse auf Seiten der medizinischen Diagnostiker in einem Feld gezeigt, das jetzt weithin mit "computerisierter Tomographie" bezeichnet wird. In einem typischen Verfahren, das in der computerisierten Tomographie (oder CT) verwendet wird, sind eine Röntgenquelle und eine Detektoreinrichtung auf gegenüberliegenden Seiten des Teils eines Patienten angeordnet, der zu untersuchen ist. Beim Stand der Technik wird dafür gesorgt, daß dieses Elementenpaar über den zu untersuchenden Körperteil sich bewegt, während die Detektoren die Röntgenabsorption in der Vielzahl von Übertragungswegen messen, die während des Durchlaufprozesses definiert werden. Außerdem werden periodisch das Quellen- und Detektoreinrichtungs-Paar in eine andere Winkelorientierung um den Körper gedreht, und der Durchlaufprozess wird wiederholt. Eine sehr große Anzahl von Absorptionswerten kann durch Prozeduren dieser Art erhalten werden, und die relativ große Datenmenge, die so angesammelt wird, kann mit einem Digitalrechner verarbeitet werden, der die Absorptionswerte kreuzkorreliert, um auf diese Weise Absorptionswerte für eine sehr große Anzahl von Punkten (typischerweise einige Tausend) innerhalb der abgetasteten Körpersektion abzuleiten. Diese Punkte-für-Punkt-Daten können dann kombiniert werden,

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um die Rekonstruktion einer Matrix (visuell oder in anderer Weise) zu ermöglichen, die eine genaue Darstellung der Dichtefunktion der untersuchten Körpersektion bildet. Der erfahrene Diagnostiker kann durch Betrachten einer oder mehrerer solcher Sektionen verschiedene körperliche Elemente diagnostizieren, beispielsweise Tumore, Blutgerinnsel, Zysten, Hämorrhagen und verschiedene Abnormalitäten, die bisher, wenn überhaupt, nur durch wesentlich umständlichere und, in vielen Fällen, vom Standpunkt des Patienten gefährlichere Techniken feststellbar waren.

Vorrichtungen der beschriebenen Art bildeten zwar wirkungsvolle Werkzeuge für die Diagnostik, und sind auch als große Fortschritte in der Radiographie angesehen worden, die bisher konstruierten und kommerziell verfügbaren Vorrichtungen haben jedoch viele der Nachteile aufgewiesen, die bei Geräten der ersten Generation auftreten. So ist beispielsweise zu erwähnen, daß die Rohdatenaufnähme als ein Fall der diskutierten Techniken häufig eine unerwünscht lange Zeitspanne in Anspruch nahm, was u.a. für den Patienten sowohl unbequem war als auch für diesen eine Beanspruchung bedeutete. Die Unfähigkeit des Patienten, für eine solch lange Zeitspanne unbeweglich zu bleiben, konnte auch dazu führen, daß das so zu erhaltende Bild verwischte.

Die bekannten Vorrichtungen sind weiter nicht gut dazu geeignet, eine große Anzahl von Patienten nacheinander zu untersuchen. Im Falle einer Rotationsabtastung waren die bekannten Vorrichtungen im allgemeinen so konstruiert, daß ein einzelner Drehzyklus durchgeführt wurde, mit zwischenzeitlicher Übertragung der verschiedenen Erregungspotentiale für die Röntgenröhre, und die Signalausgänge für die Detektoren wurden durch Einrichtungen herausgeführt, die mit kontinuierlich rotierenden Aufbauten nicht kompatibel sind. Abgesehen von der Unbequemlichkeit, der Ineffizienz und den Verzögerungen, die beim

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Stoppen und Starten der Geräte auftreten, können solche Prozeduren die Systembestandteile ungünstig beeinflussen. Beispielsweise besitzen die Drehanoden, die in vielen Röntgenröhren verwendet werden, ein sehr hohes Trägheitsmoment als Folge ihrer schnellen Drehung, und dieses verstärkt die Beanspruchungen, denen solche Elemente durch plötzliche Geschwindigkeitsänderungen in ihrem Bezugsrahmen unterworfen werden.

Die bekannten Geräte waren weiterhin nicht besonders dazu geeignet, schnell eine aufeinanderfolgende Serie von Schnitten durch einen Patienten oder einen Teil eines untersuchten Patienten zu liefern.

In anderen Fällen war die vom Patienten während der Untersuchung aufgenommene Strahlungsmenge zu groß, und zwar infolge gewisser Schwächen in den Arten der Röntgentechniken und -Prozeduren, die verwendet wurden.

Ein gleicherweise signifikanter Aspekt der bekannten Geräte ist die Tatsache, daß die Qualität des Bildes (oder der Ausgangsdaten), das sich bei der Verwendung solcher Geräte ergab, nicht ganz akzeptabel war, insbesondere, wenn die Daten über eine längere Zeitspanne hinweg aufgenommen wurden. Eine prinzipielle Ursache für diese Schwierigkeit ist die Tatsache, daß solche Vorrichtungen tatsächlich während des Verlaufs einer längeren Zeitspanne verwendet werden, wie das beispielsweise die Praxis bei der Verwendung solcher Geräte in großen Instituten ist. Während der längeren Zeitspannen, die bei solcher Verwendung auftreten, können durch Temperatur- und/oder Zeitverlauf erzeugte Drifts in den elektronischen Verarbeitungsschaltungen, d.h. den mit den Detektoren verwendeten Schaltungen, Änderungen der verschiedenen Verarbeitungskanäle verursachen, wodurch fehlerhafte Information in die Signalausgänge eingeführt wird, die dem Computer zugeführt werden.

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In der älteren Anmeldung P 26 57 895-0 der Anmelderin werden eine Vorrichtung und eine Vorgehensweise beschrieben, die einige der erwähnten Probleme beseitigen, insbesondere die große Zeitspanne, die bisher für die Computerverarbeitung der von den Detektoren gelieferten Rohdaten benötigt wurde. Die Vorrichtung nach der älteren Anmeldung verwendet eine Quelle für einen Fächerstrahl in Verbindung mit der Anwendung einer Konvolutionsmethode der Datenreduktion ohne zwischengeschaltete Neuordnung der Fächerstrahlen, so daß die Fehler und Verzögerungen in der Rechenzeit eliminiert werden, die sonst bei einer solchen Neuordnung auftreten. Die Strahlungsquelle und die Detektoreinrichtungen sind auf verschiedenen Seiten des Teils des zu untersuchenden Patienten angeordnet, und es wird dafür gesorgt, daß diese Elemente sich um eine ganze Drehung oder eine Teildrehung drehen, während die Detektoren die Strahlungsabsorption an den vielen Ubertragungswegen messen, die während des Drehprozesses definiert werden.

Es kann deshalb als Aufgabe der Erfindung betrachtet werden, eine Abtasteinrichtung zur Verwendung in computerisierten Tomographiesystemen oder dergl. zu schaffen, die in der Lage ist, schnell und praktisch kontinuierlich bei der diagnostischen Behandlung einer Reihe von Patienten verwendet zu werden, und die aufgrund des kontinuierlichen Betriebes die körperliche Beanspruchung der Systemkomponenten vermeidet, die im Zusammenhang mit dem Start und Stop der drehbaren Einheiten auftreten kann, welche in einer solchen Vorrichtung verwendet werden.

Weiter soll durch die Erfindung eine Vorrichtung dieser Art verfügbar gemacht werden, die dazu geeignet ist, eine Reihe von aufeinanderfolgenden Schnitten durch einen Teil eines untersuchten Patienten zu liefern.

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Weiter soll durch die Erfindung eine Vorrichtung der genannten Art verfügbar gemacht werden, bei der die Qualität der erzeugten Daten, und damit die resultierenden Fähigkeiten zur Bildrekonstruktion,erheblich durch die Einfügung einer Kalibrierschaltung verbessert werden können, die es ermöglicht, eine Kompensation für Drift in den elektronischen Verarbeitungsschaltungen durchzuführen, die sich aufgrund von Änderungen in den Schaltungskomponenten durch Temperatur- oder Zeiteinflüsse ergeben.

Weiter soll durch die Erfindung eine Abtastvorrichtung zur Verwendung in computerisierten Tomographiesystemen oder dergl. verfügbar gemacht werden, bei der die Signal-Verarbeitungsund Konditionierschaltung sich körperlich sehr nahe an den Detektorelementen auf der rotierenden Einheit der Vorrichtung befindet, so daß Rauschen und Störsignale minimiert werden, wie sie beispielsweise durch die Schaltungen induziert werden können, die mit der Strahlungsquelle assoziiert sind, welche in der Vorrichtung verwendet wird.

Eine zusätzliche Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abtastvorrichtung zur Verwendung in computerisierten Axial-Tomographiesystemen verfügbar zu machen, die Verbindungseinrichtungen aufweist, die mit dem der Drehung unterworfenen Teil der Vorrichtung bewegbar sind, so daß die verschiedene Signalinformation, die zur Rekonstruktions- und Steuer-Station läuft, sowie Energie und Steuersignale für die Strahlungsquelle in einfacher und wirksamer Weise den rotierenden Teilen der Vorrichtung zugeführt bzw. von diesen abgenommen werden können, ohne daß die Drehung des Systems periodisch angehalten oder umgekehrt wird.

Weiterhin soll durch die Erfindung eine Vorrichtung der beschrie· benen Art verfügbar gemacht werden, bei der die Qualität der

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erzeugten Daten, und damit die resultierenden Fähigkeiten zur Bildkonstruktion, deutlich durch den Einbau von Schaltungen verbessert werden kann, die es ermöglichen, eine Kompensation für Unterschiede in den Strahlungsintensitätspegeln durchzuführen, die von den verschiedenen Detektoren aufgenommen werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß werden die erwähnten und andere, sich noch aus der folgenden Beschreibung ergebende Aufgaben bei einer Abtastvorrichtung gelöst, die eine Einheit aufweist, welche um eine Achse drehbar ist, die sich längs einer darin definierten Zentralöffnung erstreckt, und Einrichtungen, mit denen der zu untersuchende Körperteil in die Zentralöffnung positioniert wird, so daß die Achse der Einheitendrehung senkrecht zu einer dünnen, allgemein ebenen Sektion durch den abzutastenden Körperteil liegt. Eine Quelle für durchdringende Strahlung, beispielsweise Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen, ist nach einer Seite hin auf die Einheit montiert und liefert Strahlung in Form eines Fächerstrahls. Detektoreinrichtungen für die Strahlung sind auf der Einheit gegenüber der Quelle angeordnet, so daß nicht absorbierte Strahlung detektiert werden kann, die lateral über die Sektion wandert. Es sind Einrichtungen vorgesehen, mit denen die Einheit derart gedreht werden kann, daß der Fächerstrahl aus einer Vielzahl von Auftreffrichtungen auf den Körperteil auftrifft.

Signalverarbeitungs- und Konditionier-Einrichtungen sind auf die drehbare Einheit montiert und mit dieser bewegbar, um die Ausgangssignale von den eng benachbarten Detektoreinrichtungen aufzunehmen. Die Signal-Verarbeitungs- und Konditionier-Einrichtungen verstärken die angelieferten Signale und wandeln diese in eine digitale Form um.

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Schleifring-Verbindungseinrichtungen, die mit der erwähnten Einheit drehbar sind, nehmen die Ausgänge von den Signal-Verarbeitungs- und Konditionier-Einrichtungen auf und ermöglichen eine Einspeisung dieser Signale in eine computerisierte Steuer- und Bildrekonstruktions-Station. Die Verbindungen erlauben auch den Empfang und die Weiterleitung von Steuersignalen von einer zentralen Steuerlogik und Schalteinrichtungen usw., die in der erwähnten Station vorhanden sind.

Weitere Schleifring-Einrichtungen sind vorgesehen, die mit der erwähnten Einheit drehbar sind und Verbindungen liefern, die Energie-und Steuer-Eingänge für die Strahlungsquelle ermöglichen, d.h., typischerweise die Röntgenröhre.

Die erwähnte Einheit ist kontinuierlich über aufeinanderfolgende Drehungen von 360° oder weniger drehbar, und die Untersuchungsfolge kann an irgendeinem gewählten Punkt der Drehung der Einheit eingeleitet werden.

Die Detektoreinrichtung besteht vorzugsweise aus einer Vielzahl oder einer Reihe von diskreten Elementen, und es sind Einrichtungen vorgesehen, mit denen die relativen Verstärkung der den einzelnen Detektorelementen zugeordneten Kanäle eingestellt werden kann, und zwar als Bestandteil des Untersuchungsprozesses für einen Patienten. Das ermöglicht die Durchführung einer Kompensation für Drift in den Kanälen, die typischerweise auftreten kann, beispielsweise durch Änderungen von Schaltungselementen durch Zeit- oder Temperatur-Einflüsse.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigen:

Fig. 1 eine etwas schematisierte perspektivische Außenansicht einer erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung;

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Fig. 2 eine wiederum schematisierte perspektivische Ansicht der drehbaren Einheit der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2;

Fig. 4 ein vereinfachtes elektrisches Blockschaltbild der Steuer- und Schaltungselemente, die in der Vorrichtung nach Fig. 1, 2 und 3 verwendet werden, mit Darstellung der Wechselwirkung der Elemente der Vorrichtung mit den restlichen Teilen eines computerisierten Tomographiesystems, in das die Vorrichtung eingegliedert ist;

Fig. 5 ein elektrisches Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer Verstärker- und Multiplexschaltung, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden kann und die eine Detektor-Signalkanal-Kalibrierung als Bestandteil der Untersuchung eines Patienten ermöglicht;

Fig. 6 eine Stirnansicht der Schleifring-Einheit der Vorrichtung nach Fig. 1 bis 3 entsprechend Linie 6-6 in Fig. 3; und

Fig. 7 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 6 entsprechend der Linie 7-7 in Fig. 6.

Fig. 1 zeigt perspektivisch eine Ansicht, in vereinfachter Form, einer Abtastvorrichtung 10 nach der Erfindung. Die Ansicht sollte zusammen mit Fig. 2 und 3 betrachtet werden. Die Vorrichtung 10 besteht allgemein aus einem Außengehäuse 12, in dem ein Rahmen 14 (Fig. 3) eine drehbare Einheit 16 abstützt, die in Fig. 2 dargestellt ist. Die Abtasteinrichtung bildet einen Teil eines computerisierten Tomographiesystems, dessen restliche Elemente weiter in Verbindung mit Fig. M- er läutert werden und die im wesentlichen Steuerelemente,

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Bildrekonstruktionselemente und Bildwiedergabeelemente aufweisen, von denen die meisten in einer Steuer- und Bildrekonstruktions-Station enthalten sind, die allgemein mit 20 bezeichnet ist. Die Vorrichtung 10 steht mit der Station 20 über verschiedene Steuerleitungen in Verbindung, wie schematisch bei 18 in Fig. 1 angedeutet, d.h., die Digitalinformation, die als Folge der Abtastoperationen erhalten wird, die von der Vorrichtung 10 durchgeführt werden, werden der Station 20 zugeführt, und die letztere liefert sowohl Steuerinformation für die Betätigung der Vorrichtung 10 als auch die verschiedenen Energie- und Anregungsspannungen, beispielsweise für die Strahlungsquelle, den Motor, und andere Elemente innerhalb der Vorrichtung 10.

Die drehbare Einheit 16 weist einen Außenzylinder 22 aus rostfreiem Stahl oder anderem Metall auf und ist dazu geeignet, in Richtung 24 um ihre Zentralachse 26 mittels eines Motors gedreht zu werden, dessen Antriebsrad 30 gegen einen Antriebskragen 32 anliegt, der um den Zylinder 22 befestigt ist. Das Rad 30 kann auf diese Weise eine Gummioberfläche 34 oder dergl. aufweisen, die aufgrund ihres hohen Reibungskoeffizienten für eine schlupffreie Drehung des Zylinders 22 sorgen kann.

Aus einem Vergleich von Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß die Zentralöffnung 36 der drehbaren Einheit 16 dazu dient, einen Patienten 5^- aufzunehmen, der innerhalb der Vorrichtung 10 untersucht werden soll. Eine Hülle 38 aus Kunststoff oder dergl. ist am Gehäuse 12 befestigt und liefert einen stationären Bezugsrahmen, der gewisse Vorteile hat, insbesondere psychologisch für den Patienten, der innerhalb der öffnung positioniert wird.

Der Patient 54 ist während der Verwendung der Vorrichtung 10 auf der Oberseite 42 einer Positionierbank 40 positioniert, deren Oberfläche 42 längs der Achse 26 bewegbar ist, so daß

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der Patient 5^- in die Vorrichtung hineinbewegt werden kann. Eine Laserquelle 44 ist vor der Vorrichtung IO an einer Uberkopfposition (Fig. 3) positioniert, so daß der Strahl 46 an einer axialen Stelle auf den Patienten auftrifft, um den Patienten während der Untersuchung richtig auszurichten. Der Laser kann auch an Teilen des Gehäuses 12 befestigt sein. Die Bank 40 kann eine Betätigungseinrichtung aufweisen, die weiter in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben wird, und die einen schrittweisen Vorschub derselben ermöglicht, so daß aufeinanderfolgende Abtast-Querschnitte durch den Körper des Patienten 5^ gelegt werden können, und die auch eine Bewegung der Bank in anderen Richtungen ermöglicht, um die Positionierung des Patienten zu erleichtern.

Das vordere Ende der Einheit 16 trägt eine Platte 48,an deren Peripherie eine Strahlungsquelle 50 montiert ist, vorzugsweise eine Röntgenquelle, die ein Röntgenstrahlenmuster in Form eines Fächerstrahls 52 projizieren kann. Der Fächerstrahl 52 kann mit nicht dargestellten Kollimatoren begrenzt werden, die vor der Rontgenemissionsquelle positioniert sind, wie in der einschlägigen Technik bekannt. Der Fächerstrahl 52 ist vorzugsweise (wenn auch nicht notwendigerweise) wenigstens so weit wie das zu untersuchende Objekt, im vorliegenden Fall der Patient 54.

Eine allgemein bei 56 angedeutete Detektoreinrichtung ist direkt gegenüber der Quelle 50 montiert, d.h., an der entgegengesetzten Kante der Platte 48. Die Detektoreinrichtung besteht vorzugsweise aus einer Reihe von Ionisationskammern, beispieleweise Xenon-Krypton-Detektoren, wenn auch andere Detektorentypen, die zur Verwendung mit Röntgenstrahen und ähnlicher elektromagnetischer Strahlung geeignet sind, verwendet werden können, beispielsweise Kristall-Szintillatoren, die mit Fotovervielfachern oder Fotodioden gekoppelt sind, und dergl.Einzelne

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Zellen 58 der Detektoranordnung sind mit Kollimatorplatten voneinander getrennt; die Platten und Zellen sind mit wachsender Neigung zur Quelle 50 angeordnet, wenn man zu den Enden der Anordnung fortschreitet, d.h., so daß ein Strahl wie Strahl 62 tatsächlich längs der Achse einer Zelle auf die betreffende Zelle auftrifft.

Gemäß einem wichtigen Aspekt der Erfindung befindet sich die Detektoreinrichtung in sehr enger körperlicher Nachbarschaft zu einer Signal-Verarbeitungs- und Konditionier-Einrichtung, die allgemein bei 64 angedeutet ist. Tatsächlich sind diese beiden Einrichtungen in der dargestellten Ausführungsform Rücken an Rücken zueinander montiert. Diese enge körperliche Nachbarschaft hat wichtige Vorteile in der hier interessierenden Umgebung, da die enge Nachbarschaft dieser Elemente, die gemeinsam mit der Einheit 16 drehbar sind, die Möglichkeit minimiert, Störsignale in die verschiedenen Detektorkanäle einzuführen. Das ist im vorliegenden Fall besonders wichtig, da die hohen Spannungen, die mit der Rontgenstrahlenquelle usw. zusammen auftreten, die Wahrscheinlichkeit für die Einführung solcher Störsignale erhöhen.

Die Einheit 16 weist nicht nur die bisher beschriebenen verschiedenen Elemente auf, sondern auch Versteifungselemente, wie einen Versteifungsring 66 und Querstreben 68. Der Zweck dieser verschiedenen Elemente besteht darin, in praktisch durchführbarem Ausmaße die Steifigkeit der Gesamteinheit 16 zu erhöhen, so daß die Effekte von Vibrationen und die Möglichkeit einer unerwünschten Biegung verringert wird, was hinsichtlich der Detektorstrukturen besonders schädlich sein kann, d.h., eine mechanische Beanspruchung gewisser dieser Strukturen kann die elektrische Ansprechcharakteristik derselben ändern, so daß fehlerhafte Ablesungen eingeführt werden.

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Im Falle der Röntgendiagnose liegt die Dicke des Fächerstrahls 52, wie er durch die Kollimatoren definiert wird, typischerweise zwischen 1 mm und 15 nun in der Mitte des Objektes. Wenn die Quelle-Detektor-Anordnung eine Relativdrehung mit Bezug auf den Patienten durchführt (kontinuierlich, wenn eine exakte Rekonstruktion erwünscht ist), und zwar innerhalb einer Zeitspanne von etwa 1 bis 15 Sekunden, wird die absorbierte Strahlung mit der Detektoreinrichtung 56 gemessen. Die Datensammlung kann während einer Relativdrehung (d.h. 360°) des Systems vervollständigt werden, das erfindungsgemäße System ist aber auch geeignet, Daten im Laufe mehrerer Umdrehungen zu sammeln, was zu besseren Bildern wegen der größeren Datenmenge führen kann. Wie näher in der erwähnten älteren Anmeldung der Anmelderin erläutert, werden Daten von der Detektoreinrichtung 56 nach geeigneter Verarbeitung und Konditionierung der Station 20 zugeführt, wo sie konvuliert werden, in geeigneter Weise abgespeichert und später mit anderen Daten rückprojiziert, so daß ein Ausgangsbild erhalten wird, das ein Modell des dünnen Querschnitts eines untersuchten Patienten 54 darstellt. Selbstverständlich brauchen die Daten nicht notwendigerweise in ein visuell unterscheidbares Bild umgewandelt zu werden, sondern können auch in anderen analytischen Formen ausgedrückt werden, beispielsweise numerisch oder dergl.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung und wie zunächst aus Fig. 3 ersichtlich, erfolgt der elektrische Anschluß aller Teile der Einheit 16, die einen solchen benötigen, über eine Schleifringanordnung, die allgemein bei 70 angedeutet ist. Insbesondere ist zu erkennen, daß Hochspannungs-Eingangs leitungen 72 und 74- am Gehäuse 76 der Einheit 70 vorgesehen sind, die stationär ist. Die Schleifringverbindung, die später in Verbindung mit Fig. 6 und 7 besprochen wird, sorgt dann für die erforderlichen Erregungsanschlüsse für die

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Röntgenquelle 50 über Leitungen 78 und 80, die vom Gehäuseteil 82 der Einheit 70 fortführen. Der letztere Teil 82 rotiert mit der rotierenden Einheit 16, die auf einem Lager 85 zwischen Ring 66 und einem Gestellring 86 abgestützt wird.

In ähnlicher Weise werden die verschiedenen Niederspannungsverbindungen, d.h. für die Detektorausgänge, für die verschiedenen Niederspannungs-Steuersignale für die auf die Platte 4-8 montierten elektrischen Elemente, und die Niederspannungseingänge für Quelle 50 (für den Anodenrotor) alle durch Schleifringverbindungen ermöglicht, die innerhalb des Teils der Schleifringanordnung 70 enthalten sind. So erscheinen mehrere der Außenanschlüsse 90 am Teil 88, das Außengehäuse des Teils 88 ist selbstverständlich stationär. Weitere Details hinsichtlich der Schleifringanordnung 70 werden, wie bereits erwähnt, später in Verbindung mit Fig. 6 und 7 besprochen.

Fig. 4 zeigt in einem elektrischen Blockschaltbild die Beziehungen der verschiedenen Elemente, die in der Vorrichtung 10 enthalten sind; die Zeichnung zeigt auch die Beziehung zwischen Vorrichtung 10 und den zugehörigen Elementen mit den verschiedenen operativen Elementen des gesamten computerisierten Axial-Tomographiesystems 92, in dem die Vorrichtung verwendet werden kann.

Das Tomographiesystem 92 weist also ersichtlich einen Maschinen- und Patientenbereich 94- auf, der diejenigen Elemente enthält, die bisher in Verbindung mit Fig. 1 bis 3 besprochen worden sind, und eine Steuer- und Bildrekonstruktions-Station 20, die mit dem Maschinen- und Patientenbereich in Verbindung steht.

Diejenigen Teile des Gesamtsystems 92, die auf die rotierende Einheit 16 montiert und mit dieser bewegbar sind, sind allgemein innerhalb der unterbrochenen Linie dargestellt, die mit dem gleichen Bezugszeichen 16 bezeichnet ist. Es handelt sich

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dabei um die Detektoranordnung 56, die Strahlungsquelle 50 in Form einer Röntgenröhre, eine Hochspannungs-Stromversorgung 96, die das erforderliche Potential für die Detektoranordnung 56 liefert, einen Verstärkungs- und Multiplex-Block 98, der die verschiedenen Signalkanäle verarbeitet, die von der Detektoranordnung 56 kommen, Detektorelektronik-Steuerlogik 100, und einen Analog-Digital-Wandler 102, der die Ausgänge vom Block 98 aufnimmt und dieselben in digitaler Form zur Weiterleitung an die Steuer- und Bildrekonstruktions-Station 20 liefert.

Alle Verbindungen zur rotierenden Einheit 16 erfolgen durch Schleifringe, wie bereits erwähnt. Insbesondere läuft der Ausgang vom Analog-Digital-Wandler 102 über eine Schleifringeinheit 104 an eine Eingangs-/Ausgangs- und direkte Speicherzugriffs-Steuereinrichtung 106. In ähnlicher Weise erfolgt die Verbindung zwischen dem zentralen Steuerpult und der Logik 108 in der Station 20 und der elektronischen Detektorsteuerlogik 100 über die Schlupfringeinheit 110. In ähnlicher Weise laufen alle Energie- und Erregungs-Spannungen für die Röntgenröhre 50 über eine Reihe von Schleifringen 112, 114, 116 und 118, die jeweils den Röntgenstarter 120 anschließen (d.h. die Anodendrehung einleiten und fortführen); die Hochspannung von der Stromversorgung bei 122, die Röntgengittersteuerung 124 und die Heizdraht-Stromversorgung 126.

Die verschiedenen Leistungseingänge für die Röntgenröhre 50 usw. gehen von stationären und im wesentlichen konventionellen Geräten dieser Art aus, die in der Steuer- und Bildrekonstruktions-Station 20 oder im Maschinen- und Patienten-Bereich 94 angeordnet sind, aber keinen Teil der rotierenden Einheit bilden. Insbesondere ist eine Hochspannungs-Leistungssteuerung 128 vorgesehen, die für eine Steuerung über Leitung an die Hochspannungsquelle 122 sorgt. Beide Elemente sind, wie bereits erwähnt, außerhalb der rotierenden Einheit 16. Eine

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Hochspannungssteuerung 132 steht in Verbindung mit der Hochspannungs-Leistungssteuerung 128, und es sind in bekannter Weise Verriegelungen vorgesehen, wie schematisch bei 134 angedeutet. Die gleiche Hochspannungssteuerung bei 132 steuert auch die Betätigung der Rontgenstartversorgung 120 durch Steuerleitung 136. Die Heizdrahtschaltungen 126 werden über Leitung 138 mit Strom versorgt, über Reguliereinrichtungen 140, die ihrerseits ihre Leistung durch die Eingangsleitung 142 über eine Phasensteuerung 144 erhalten. Eine solche Phasensteuerung ist in Verbindung mit der Glühdrahtanregung nützlich, um eine ungleichmäßige Temperaturverteilung am Draht zu verhindern.

Die Phasensteuerung 144 liefert auch einen Eingang über Leitung 146 an die zentrale Steuerlogik 108. Dieser Eingang wird bei der Korrelation der Betätigung der Röntgengittersteuerung 124, d.h. über Leitung 148, entsprechend der Phasenlage des Netzstroms verwendet. Die Röntgengittersteuerung 124 liefert periodisch Impulse an das Röntgenröhrengitter während eines Betriebszyklus der erfindungsgemäßen Vorrichtung, um eine impulsförmige Röntgenemission zu bewirken. Die Röntgenimpulse werden typischerweise mit einer Impulsrate von einem Impuls pro Grad Drehung der Einheit 16 geliefert, wenn es auch möglich ist, zwei oder mehr Impulse für jeden Grad Umdrehung zu liefern; es können auch andere Impulsschemata verwendet werden.

Gemäß einem wichtigen Aspekt der Erfindung macht ersichtlich die Verwendung von Schleifringen für alle Verbindungszwecke jede Forderung überflüssig, die Drehung der Einheit 16 periodisch anzuhalten. Tatsächlich wird in einer bevorzugten Betriebsart des erfindungsgemäßen Gerätes die Drehung der Einheit kontinuierlich aufrechterhalten. Beispielsweise kann die Drehung fortgeführt werden, während eine Reihe von Schnittabtastungen eines einzelnen Patienten durchgeführt

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werden, oder die Drehung kann fortgeführt werden, während Abtastungen oder eine Reihe von Abtastungen an verschiedenen aufeinanderfolgenden Patienten durchgeführt werden. Das hat einen wichtigen Vorteil, nicht nur hinsichtlich der Zeiteinsparung und Minimierung der Betriebsvorgänge, darüber hinaus eliminiert dieser Aspekt der Betriebsweise mechanische Beanspruchungen, die sonst Systemkomponenten dadurch aufgedrückt werden könnten, daß die Einheit angehalten und neu gestartet wird. Das schließt Beanspruchungen ein, die auf diese Weise auf die sehr schweren strukturellen Komponenten der Einheit wirken können, Beanspruchungen, die auf die schnell rotierende Anode der Röntgenröhre wirken könnten, und Vibrationsbeanspruchungen, die besonders ungünstig für die Detektoren sind.

Eine Abtastung von 360 Grad wird durch den Benutzer dadurch eingeleitet, daß eine entsprechende Anforderung in das zentrale Steuerpult und die zentrale Logik 108 eingegeben wird. Da, wie erwähnt, die Rotation kontinuierlich durchgeführt werden kann, ist es auch möglich, in der Lage zu sein, einen Abtastzyklus mit Bezug auf einen Patienten zu irgendeinem Punkt der Drehung der Einheit 16 einzuleiten, d.h. unabhängig von der speziellen Winkeleinstellung zu dem Zeitpunkt, an dem die Folge eingeleitet wird. Das ist aus folgendem Grunde wichtig: In einer typischen Betriebsart des erfindungsgemäßen Gerätes kann eine Abtastung von 360 Grad, d.h. eine volle Drehung der Einheit 16, innerhalb 1-6 Sek. durchgeführt werden. Das ist eine extrem schnelle Periode, insbesondere im Vergleich mit den wesentlich längeren Zeitspannen, die beim Stand der Technik für solche Zwecke verwendet wurden. Während eines solchen Abtastzyklus ist es jedoch erwünscht (wenn nicht sogar notwendig), daß der Patient seinen Atem anhält, um jede Möglichkeit zu vermeiden,

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das Bild zu verwischen. Wenn es nur möglich wäre, den Abtastzyklus an einem einzelnen Punkt der Drehung der Einheit 16 einzuleiten, wäre es denkbar, daß die Zykluseinleitung in der Weise bewirkt würde, daß die Abtastung nicht eher beginnt, als 6 Sekunden nach der Einleitung durch den Benutzer, so daß die Gesamtzeit, in der der Patient seinen Atem anhalten muß, 12 Sekunden betragen kann, was relativ unerwünscht ist, insbesondere wenn geschwächte Patienten untersucht werden Aus diesem Grunde ist beim erfindungsgemäßen Gerät ein Mittelpositionsdetektor 150 vorgesehen, der aus einem einfachen optisch gekoppelten Schalter besteht, der eine Lichtquelle 152 (beispielsweise eine LED) und einen lichtempfindlichen Empfänger, beispielsweise einen Phototransistor 154, enthält. Ein auf die Platte 48 montierter Vorsprung (schematisch bei 156 angedeutet), der deshalb mit der Einheit 16 drehbar ist, schneidet den Lichtweg zwischen der Quelle und dem Empfänger 154- einmal während jeder Drehung der Einheit. Der Ausgang von Detektor 150 auf Leitung 166 wird einem Positionszähler 160 zugeführt. Wenn ein Abtastzyklus am zentralen Steuerpult und der Zentrallogik 108 eingeleitet wird, läuft ein Startsignal über Leitung 162, das den Zähler 160 startet. Während der fortgesetzten Drehung werden Impulssteuersignale, die von der Logik 108 an die Gittersteuerung 124 geschickt werden, auch über Leitung 164 an den Positionszähler 160 geschickt. Wenn die Mittelposition erreicht wird, schneidet der Vorsprung 156 den Lichtweg am Detektor I50 und dem Zähler 160 wird über Leitung 166 ein STOP-Signal zugeführt. Die Zählung im Zähler 160 geht dann über Leitung 168 an die Logik 108. Von dieser Zählung bestimmt die Logik 108 einen Informationsstrom, der die absolute Winkelposition für jeden Satz Abtastdaten angibt, die von den Detektoren während des AbtastVorganges erhalten worden sind. Die Drehung der Einheit 16 wird, wie bereite erwähnt, durch den Motor 28 ermöglicht, der mit

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Verriegelungen 170 versehen sein kann. Der Motor wird unter dem Einfluß des zentralen Steuerpultes und der Logik 108 erregt und aberregt.

Die Detektoranordnung 56 kann in einem typischen Fall 301 getrennte Detektorelemente enthalten, die ihrerseits 301 Ausgangssignale liefern, die sich alle auf einem sehr niedrigen analogen Pegel befinden. Eine Reihe oder Anordnung von entsprechenden Signal-Verarbeitungs- und Konditionier-Kanälen werden dazu verwendet, diese Signale zu verstärken und zu integrieren und sie zu einem Multiplexer 192 zu liefern, der die Signale zeitmultiplext und einem Analog-Digital-Wandler 102 zuführt. Durch die Verwendung dieser Techniken kann die große Anzahl von Eingangssignalen von den Detektoren ausreichend reduziert werden, so daß ein relativ kleiner Analog-Digital-Converter, d.h. ein 16-Bit-Converter, verwendet werden kann, so daß eine einzelne Ausgangsleitung 174· den Datenstrom von einer großen Anzahl von Kanälen weiterleiten kann. Es kann damit eine relativ kleine Anzahl Ausgangsleitungen, wie 174-, dazu verwendet werden, die Daten von der Einheit 16 an die Steuer- und Bildrekonstruktions-Station 20 zu schicken. Ersichtlich sind nur zwei der tatsächlich vorhandenen mehreren hundert Kanäle in Fig. 4 dargestellt. In der Praxis können beispielsweise etwa 20 Leitungen wie 174- mit einer Gesamtheit von 301 Kanälen verwendet werden.

Bei der in Fig. 4- dargestellten Schaltung kann die Verstärkerserie 180 aus einer Vielzahl Operationsverstärker 176 bestehen, wobei eine Serie von FET-Schaltern 178 die Ausgänge von den Verstärkern an eine Serie von Integratoren 182 gattert, die Teil einer Integratoranordnung 184 bilden.

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Die verschiedenen Operationen, die in den Detektorsignal-Verarbeitungs- und Konditionier-Kanälen durchgeführt werden, erfolgen unter der Steuerung von der Logik 100. Die Detektorsignale werden nach Verstärkung und Integration zur Erhöhung ihres Pegels im Multiplexer 192 zeitmultiplext, wodurch die Anforderungen an die Ubertragungskanäle erheblich herabgesetzt werden, und die multiplexten Signale werden dann, wie erwähnt, dem Analog-Digital-Wandler 102 zugeführt, und die Daten werden anschließend durch den Schleifring 104 an die Eingangs-Ausgangs- und Steuereinrichtung 106 mit direktem Speicherzugriff weitergeleitet, die über eine Leitung 190 mit einem Rechner 188 in Verbindung steht. Die Detektordaten können dann in entsprechenden Speicherpunkten gespeichert werden, beispielsweise in einer Platte 192 oder anderen Speicherelementen, die dem Rechner zugeordnet sind. Der Rechner 188 ist vorzugsweise ein Digitalrechner irgendeiner Art, die für Zwecke wie die vorliegende Erfindung geeignet und bekannt ist.

Verschiedene zusätzliche Elemente, die dazu nützlich sind, die dem Rechner 188 zugeführte Information anzuzeigen und zu verarbeiten, können dem Tomographiesystem zugeordnet werden, beispielsweise eine Videoanzeige 194 (die mit einer Kamera 195 gekoppelt sein kann), ein elektrostatischer Drucker 196, ein Drucker 198, ein Bildröhrenterminal 200 und eine Magnetbandaufzeichnungseinrichtung 202. Der Betrieb aller dieser erwähnten Elemente ist an sich in Datenverarbeitungssystemen bekannt und es wird deshalb nicht für erforderlich gehalten, deren Aspekte näher zu erläutern.

Damit eine Reihe von aufeinanderfolgenden Querschnitten an einem Patienten ^A abgetastet werden kann, wurde bereits erwähnt, daß die Bankoberfläche 42 mit Einrichtungen versehen sein kann, um einen schrittweisen Vorschub derselben in

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axialer Richtung zur öffnung 36 hin zu ermöglichen, und auch zur Verstellung der Oberfläche 42 in anderen Richtungen, um die richtige Orientierung des Patienten zu erhalten. Wie in Fig. 4 angedeutet ist, kann das in einfacher Weise durch Verstellmotoren 204 bewirkt werden, die Bankverstelleinrichtungen 206 betätigen. Die Motoren 204 werden schrittweise durch eine Motorschritteinrichtung 208 betätigt, die ihrerseits periodisch über Steuerleitung 210 von der zentralen Steuerlogik 108 betätigt werden, d.h. am Ende Jeder Drehabtastung läuft ein Signal von der zentralen Steuerlogik 108, die dafür sorgt, daß die Verstellmotoren eine Schrittbewegung ausführen, die durch mechanische Gestänge eine schrittweise Verstellung der Bankoberflache 42 bewirken, z.B. um die Oberfläche 42 schrittweise in die öffnung 36 vorzuschieben.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß im Laufe der Abtastung eines Patienten die äußeren Strahlen des Fächerstrahls 52, beispielsweise Strahl 62, typischerweise durch weniger Patientengewebe hindurchtreten als die zentraleren Strahlen wie 61. Als Alternative zur Verwendung von körperlichen Kompensatoren (d.h. Strahlungsabsorbern) oder zusätzlich zu diesen, und um das Betriebsverhalten der Signal-Konditionier- und Verarbeitungs-Kanäle zu verbessern, können die verschiedenen Detektorsignalkanäle mit unterschiedlichen Verstärkungscharakteristiken ausgestattet sein, d.h. indem Widerstände unterschiedlicher Werte in den Verstärkungskanälen verwendet werden. Dementsprechend haben die Kanäle, die mit Detektoren für äußere Strahlen, wie Strahl 62, assoziiert sind, eine geringere Verstärkung als diejenigen, die Signale verarbeiten, welche von stark absorbierten Zentralstrahlen, wie Strahl 61, kommen.

Eine bevorzuge Schaltungsanordnung zur Verwendung als Verstärker- und Multiplex-Block 98 nach Fig. 4 ist in Fig. 5 dargestellt. Die dargestellte Schaltung ist besonders

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brauchbar, wenn man sich zwei Problemen zuwendet, die in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auftreten. Wegen der weiten Variation der Wegdichten, die typischerweise während der Abtastung eines Körperteils auftreten können (einschließlich der Tatsache, daß gewisse der "Kanten"-Strahlen des Fächerstrahls 52 vollständig außerhalb des Körpers verlaufen können, oder nur teilweise durch diesen hindurchtreten), ergibt sich zunächst eine weite Variation der Ausgänge von den Detektoren 56. Diese Pegel sind zunächst sehr niedrig. In einem typischen Fall liegt der Bereich der Detektorausgänge, der in einer typischen Situation auftreten kann, zwischen 1 pA und 300 nA. Dadurch besteht die Neigung, eine Signalverarbeitungsschaltung zu fordern, die nicht nur sehr empfindlich ist, sondern auch über den angegebenen sehr großen Signalvariationsbereich ein relativ gleichförmiges Ansprechverhalten zeigt.

Zusätzlich ergibt sich ein weiteres bedeutsames Problem, das bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auftritt, durch Drift, die in den Detektorsignalverarbeitungskanälen bei längerem Betrieb der Vorrichtung auftritt. Da die Drifteffekte von Kanal zu Kanal variieren können, kann sich eine Fehlabgleichung während einer längeren Arbeitsperiode entwickeln, mit entsprechenden fehlerhaften Ablesungen in den Daten. Die Schaltung nach Fig. 5 erlaubt eine volle Behandlung dieser beiden Probleme, und erlaubt insbesondere eine Rekalibrierung der verschiedenen Detektorsignal-Verarbeitungskanäle als Bestandteil der Patientenabtastoperation.

Zunächst ist hervorzuheben, daß am Beginn der Tagesarbeit mit einer Vorrichtung der hier interessierenden Art die vielen von der Detektoranordnung 56 kommenden Kanäle kalibriert werden. Insbesondere wird ein sog. "Phantom", d.h. ein Block aus Material bekannter Dichte, wie gleichförmiges Polyäthylen, anfänglich in die Vorrichtung gebracht, und es wird eine Testabtastung durch dieses Material durchgeführt,

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z^5

wobei die Röntgenabtastung verwendet wird, um eine Grundlinie einzustellen. Effektiv wird der Rechner 188 dazu verwendet, die Verstärkung der verschiedenen Kanäle zu egalisieren oder zu normieren. Es wird auch eine Messung der vollständig unabsorbierten Röntgenstrahlintensität durchgeführt, diese kann eine Übertragungscharakteristik an der Kante des Phantoms einschließen. Das Ziel dieses Vorgangs ist es, im Effekt den absoluten Intensitätswert der Röntgenquelle für folgende Vergleichszwecke anzuzeigen.

Fig. 5 zeigt einen repräsentativen Kanal, der Ausgang von der Detektorionenkammer 212 wird während des Abtastprozesses einem Integrator 214 zugeführt, wobei der Ausgang vom Integrator einer Abfrage- und Halte-Schaltung 216 zugeführt wird, von dort läuft er zu einem Analog-Multiplexer 218 und schließlich zu einem Analog-Digital-Wandler 220, von wo er zum Rechner 188 weiterläuft. Der Ausgang vom Integrator 214 geht ersichtlich über Leitung 222 an einen Pegeldetektor 224. Der Pegeldetektorausgang seinerseits dient als ein Eingang eines JK-Flip-Flops 226, der auch mit einer Kristall-Bezugsfrequenz von Quelle 228 gespeist wird. Diese Bezugsfrequenz wird auch den entsprechenden Flip-Flops in allen anderen Detektorkanälen zugeführt. Das K-Gatter dieses Flip-Flops wird mit einem Digitalsignal auf Pegel "Hoch" bei 230 beaufschlagt.

Das von der Ionenkammer 212 kommende Signal wird bei 214 integriert, wie durch Spannungsverlauf 232 angedeutet, bei dem es sich tatsächlich um ein negativ gehendes Signal handelt, wie dargestellt. Wenn ein ausreichend verringerter negativer Pegel 234 erreicht ist, wird im Pegeldetektor 224 ein Signal erzeugt, das den Flip-Flop 225 am als nächsten auftretenden Taktimpuls betätigt. Dadurch wird wiederum ein

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Impuls an den Zähler 256 geliefert, der am Ende jeder Messperiode von der Verriegelung 238 einen Abtastimpuls erhält. Der Ausgang der Verriegelung ist mit einem Digital-Multiplexer 240 verbunden und darüber mit dem Rechner 188. Jedes Mal, wenn der Signalpegel 234 erreicht wird, betätigt der Impuls vom Flip-Flop 226 eine Ladungsabgabeschaltung 242, die einen FET-Schalter und eine Konstantstromquelle enthält. Dadurch wird der Integrator effektiv auf den oberen Pegel 244 des Spannungsverlaufs 232 zurückgesetzt.

Der Zweig der Schaltung nach Fig. 5» der den Zähler 236, die Verriegelung 238 und den Digital-Multiplexer 240 enthält, wirkt effektiv als eine Grobmess-Schaltung, d.h., die Anzahl der dadurch gemessenen Zählungen liefert eine Grobanzeige des Ausgangspegels des Detektors 212. In ähnlicher Weise bilden die Elemente 214, 216, 218 und 220 effektiv einen "Fein"-Messzweig für den Ausgang von der Ionenkammer 212. Ersichtlich hat die dargestellte Anordnung einen sehr großen dynamischen Ansprechbereich.

Die Schaltung nach Fig. 5 ermöglicht ferner eine Kalibrierung für die oben erwähnten Zwecke. Insbesondere ist zu erkennen, daß Hoch- und Niedrig-Bezugsquellen 246 und 248 (allen Detektorkanälen gemeinsam) vorgesehen sind, die mit dem gemeinsamen Punkt 250 verbunden sein können, d.h. vor dem Integrator 214, und zwar mittels eines Zweiges 252, der einen Widerstand 254 hoher Impedanz enthält. Eine Umschaltung zwischen hohem Bezug 246 und niedrigem Bezug 248 (bei dem es sich um Masse handeln kann) ist über eine Steuerleitung 256 zum Rechner 188 möglich. Der Schalter 258 kann in der Praxis aus einem Reed-Schalter bestehen, dessen Steuerelement vom Rechner betätigt wird.

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Die Arbeitsweise der beschriebenen Schaltung bei der Kalibrierprozedur ist am besten zu verstehen, wenn beachtet wird, daß, wenn ein Patient an Ort und Stelle ist, wie in Fig. 1 angedeutet, ein einziger Drehzyklus durchgeführt wird, d.h. mit eingeschalteter Röntgenquelle 56, wie oben besprochen worden ist. Anschließend wird mit abgeschalteter Röntgenquelle, d.h. nach Beendigung des gegebenen Zyklus, eine weitere Drehung durchgeführt, die einen Kalibrierlauf bildet. Während dieses Kalibrierlaufs wird der Schalter 258 in Sequenz zwischen den Positionen hohen Bezugs 246 und niedrigen Bezugs 248 geschaltet. Als Folge dieses Vorgangs wird die relative Verstärkung in jedem der vielen Kanäle gemessen, d.h. die relative Verstärkung wird zwischen dem hohen Bezugseingang auf der einen Seite und dem niedrigen Bezugseingang auf der anderen Seite bestimmt. Der Rechner justiert daraufhin die effektive Verstärkung für die verschiedenen Kanäle, so daß diese egalisiert oder normiert werden, d.h., um die gleiche Normierung zu erhalten, wie sie am Beginn der Tagesarbeit erreicht wurde, so daß benachbarte Kanäle effektiv die gleiche relative Verstärkung liefern, wenn auf der einen Seite ein hoher Bezug und auf der anderen Seite ein niedriger Bezug als Eingang verwendet werden. Das braucht natürlich keine Justierung der elektronischen Komponenten in den Kanälen einzuschließen, sondern lediglich eine Modifizierung der numerischen Werte, die im Rechner interpretiert werden.

Es wird auch eine Kantenmessung durchgeführt, wie oben in Verbindung mit der anfänglichen Kalibrierung am Beginn der Tagearbeit besprochen, wobei der Zweck dieses Vorgangs darin besteht, einen Vergleich zwischen der absoluten Intensität der Röntgenquelle zum Zeitpunkt des Betriebsbeginns und zur Kalibrierzeit zu ermöglichen, so daß der Rechner in der Lage ist, Justierungen für Änderungen in der Quellenintensität ebenfalls vorzunehmen.

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Zusätzlich zu den angegebenen Operationen bestimmt der Rechner auch den präzisen Multiplikationsfaktor wie zwischen zwei Ausgängen, d.h. vom Analog-Digital-Wandler 220 und vom Digital-Multiplexer 240. Das wird dadurch bewirkt, daß als hoher Bezug 246 ein Signal verwendet wird, das im Mittel N + 1/2 Impulse vom Ladungsabieiter 242 ergibt. Ein Vergleich der beiden Ausgänge liefert dann eine Anzeige für den Multiplikationsfaktor, so daß eine präzise Kompensation der Detektorausgänge durch den Rechner möglich ist.

Alle der erwähnten Kalibrierprozeduren können durchgeführt werden, wenn der Patient 54 sich an Ort und Stelle befindet, oder gerade vor Abtastung des Patienten, oder unmittelbar danach. Die Prozeduren können manuell dadurch eingeleitet werden, daß der Benutzer eine entsprechende Anforderung in die Logik 108 einsetzt, oder die Folge kann automatisch unter Steuerung von der Logik 108 ablaufen.

Es wurde bereits hervorgehoben, daß ein wichtiger Aspekt der Erfindung und einer, der gewisse bereits beschriebene Merkmale der Erfindung ermöglicht, einschließlich der kontinuierlichen Drehung der Einheit 16, die Verwendung einer Schleifringanordnung 70 ist, um sowohl die Erregungs- und Steuer-Anschlüsse für die Röntgenröhrenquelle als auch verschiedene Zwischenverbindungen zu ermöglichen, die dazu verwendet werden, andere Steuereingänge in die Vorrichtung 10 einzuleiten und Datenausgänge aus der Vorrichtung 10 herauszuholen. Die Schleifringanordnung 70 ist allgemein in Verbindung mit Fig. 3 besprochen worden. Weitere Details der Schleifringanordnung werden zunächst in Verbindung mit Fig. 6, einem Schnitt entsprechend der Linie 6-6 in Fig. 3, und im Längsschnitt Fig. 7 entsprechend der Linie 7-7 in Fig. 6 beschrieben.

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Aus Fig. 6 ist erkennbar» daß die Drehung des Teils 82 gemeinsam mit dem Zylinder 22 mittels eines Gestänges bewirkt wird, das am Teil 82 befestigt ist und einen Stift 262 engagiert, der von der rückwärtigen Seite 264 des Zylinders 22 vorsteht. In Fig. 7 sind die Hochspannungseingänge 72 und 74 von der Stromversorgung 122 zu erkennen, ebenso wie der Hochspannungsausgang 80, der zur Röntgenquelle 30 fortgeführt ist. Auch eine Reihe von Anschlüssen 90 für Niederspannungs-Eingänge und -Ausgänge ist zu erkennen. Diese sind auf den Teil 88 montiert, der, wie bereits erwähnt, stationär ist, d.h., daß die verschiedenen Leitungen von den Anschlüssen 90 ihrerseits mit der Steuer- und Bildrekonstruktions-Station 20 verbunden sind, oder in einigen Fällen mit Niederspannungseingängen wie vom Röntgenstarter 120 und zur Wechselstromversorgung für die Signal-Verarbeitungs- und Konditionier-Schaltungen auf Einheit 16.

Unter Bezugnahme auf den Schnitt in Fig. 7 soll zunächst hervorgehoben werden, daß die Schleifringstrukturen, die am Teil 88 der Einheit 70 vorgesehen sind, nur in begrenzten Details hier dargestellt sind, da es sich hierbei um konventionelle Typen handelt, die bisher dazu verwendet wurden, Niederspannungseingänge bei Anwendungen mit rotierenden Maschinenteilen zu übertragen. Es ist jedoch in diesem Zusammenhang zu beachten, daß die Serie der Niederspannungskabel 266 direkt durch die Röhre 268 der Einheit 70 läuft. Die Röhre 268 ist in ein Mittelelement 270 aus Isoliermaterial montiert, beispielsweise Lucite oder dergl. , das von der Vorderplatte 272 bis zu einem Punkt 274 verläuft, der nahe dem rückwärtigen Lager 276 und Lagerstützring 278 ist. Die Vorderseite 272 rotiert, zusammen mit dem Zentralteil 270 und dem Ring 280, zusammen mit der Einheit 16, ebenso wie natürlich die Hochspannungskabel-Anschlüsse 78 und 80. Vie eich aus einem Vergleich mit Fig. 3 ergibt, rotiert der

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Teil 76 nicht, der die bereits erwähnten Hochspannungskabel-Eingangsanschlüsse 74 und 76 trägt, d.h., diese Anschlüsse erhalten die Hochspannungskabelversorgungen von der Röntgenenergiequelle, die mit dem vorliegenden tomographischen System assoziiert ist. Eine elektrische Verbindung zwischen den Kabeln 266 und den Anschlüssen 90 ist über einen konventionellen Rotor 286 ermöglicht, der Schleifringe 288 trägt, die mit Bürsten 290 in Berührung stehen, die ihrerseits elektrisch mit Anschlüssen 90 verbunden sind (von denen nur 16 für den Ausgang von den 301 Detektoren benötigt werden).

Die erwähnte Drehung zwischen dem Ring 280 und den verschiedenen anderen Elementen des Teils 82 einerseits und des Teils 76 auf der anderen Seite werden durch ein Lager ermöglicht, das zwischen diesen beiden Teilen vorhanden ist. Eine öldichtung 284 ist ebenfalls zwischen diesen Teilen vorgesehen, so daß das gesamte Innere der Teile 76 und der Einheit 70, d.h. das Innere 290 ,mit öl 315 gefüllt ist oder einem ähnlichen Material mit sehr hohen Isoliereigenschaften.

Die elektrischen Hochspannungs-Schleifringkontakte bestehen ersichtlich aus einer Reihe von Ringkontakten 292, die an Flanschen 294, 296 und 298 auf dem Mittelteil 270 befestigt sind (wobei diese Flansche natürlich ebenfalls isolierend sind). Von diesen Kontakten erstreckt sich eine Reihe von elektrischen Leitungen 300, 302, 304 und 306, diese laufen durch entsprechende öffnungen 305, 308 und 310 in den Flanschen 294, 296 und 298, und verbinden dann an Punkten wie 312 und 314 mit den Hochspannungsanschlüssen 78 und 80, die zur Röntgenröhre führen. Die verschiedenen Erregungsspannungen sind für einen repräsentativen Betriebefall in der Zeichnung angedeutet. Der

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Eontakt mit den rotierenden Schleifringen erfolgt durch eine Reihe von Bürsten 316, die auf Graphitbasis aufgebaut sein können oder irgendeine andere bekannte Zusammensetzung haben können.

Die Erfindung ist zwar anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben worden, viele Variationen und Modifikationen sind Jedoch möglich.

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Claims (1)

1. PATENTANWÄLTE

   DR. CLAUS REINLÄNDER DIPL.-ING. KLAUS BERNHARDT

   Orthstraße 12 · D-8000 Mönchen 60 · Telefon 832024/5 2 7 1 R R

   Telex 5212744-Telegramme Interpatent IUO I

   Vl P44A D

   VAEIAN ASSOCIATES, INC. Palo Alto, CaI., USA

   Tomographiesyatem

   Prioritäten: 19. April 1976 - USA - Sex·. No. 677 958

   19. April 1976 - USA - Ser. No. 677 938

   19. April 1976 - USA - Ser. No. 677 940

   19. April 1976 - USA - Ser. No. 677 939

   Patentansprüche

   π

   1J Vorrichtung zur Untersuchung eines Körperteils eines Patienten mittels durchdringender Strahlung zur Lieferung eines digitalen Ausgangssignals zur Verwendung bei der Rekonstruktion einer zweidimensionalen Repräsentation der Körperstruktur, die in einem dünnen Schnitt liegt, der durch den Körperteil führt, gekennzeichnet durch eine Einheit, die um eine Achse drehbar ist, die

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   sich längs einer darin definierten Zentralöffnung erstreckt, eine Einrichtung, mit der der zu untersuchende Körperteil in der Zentralöffnung positioniert werden kann, wobei die Achse der Drehung der Einheit im wesentlichen senkrecht zu diesem Schnitt liegt, eine Quelle für durchdringende Strahlung, die nach einer Seite hin auf die Einheit montiert ist und Strahlung in Form eines Fächerstrahls liefert, Detektoreinrichtungen für die Strahlung, die auf der Einheit der Quelle gegenüber positioniert ist, um Strahlung zu detektieren, die lateral über den Schnitt wandert und von dem Körperteil nicht absorbiert wird, eine Einrichtung zur Drehung der Einheit, so daß der Fächerstrahl unter einer Vielzahl von Auftreffrichtungen auf den Körperteil auftrifft, Signalverarbeitungs- und Konditionier-Einrichtungen, die auf die Einheit montiert und mit dieser bewegbar sind, um die Ausgangssignale von den Detektoreinrichtungen aufzunehmen und diese Signale zu verstärken und in digitale Form umzuwandeln, und erste Verbindungseinrichtungen zur Aufnahme der Ausgänge von den Signalverarbeitungs- und Konditioniereinrichtungen, die eine Weiterführung der digitalisierten Ausgangssignale an eine Bildrekonstruktions-Station ermöglichen.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zweite Verbindungseinrichtungen, mit denen Leistungs- und Steuereingänge für die Strahlungsquelle ermöglicht werden.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verbindungseinrichtungen Schleifringe um fassen, die mit der Einheit drehbar sind.

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   4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung aus einer Vielzahl von Detektorelementen besteht, die eine Vielzahl von Ausgangs signalen liefern, und daß die Signalverarbeitungs- und Konditioniereinrichtungen eine Vielzahl von Verstärkern und Integratoren aufweisen, um die Analogsignalpegel, die von den Detektoreinrichtungen geliefert werden, zu verstärken und zu integrieren, Einrichtungen zur Aufnahme der Ausgänge von den Verstärker- und Integrator-Einrichtungen und zum Multiplexen derselben, und Analog-Digital-Converter-Einrichtungen zum Umwandeln der multiplexten Analogsignale in digitale Form.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit kontinuierlich durch aufeinanderfolgende Drehungen von 360 Grad drehbar ist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle für einen Betriebszyklus betätigt wird, der sich über eine Drehung von 360 Grad der Einheit erstreckt, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen die Strahlungsquelle betätigt wird, um den Betriebszyklus unabhängig von der Winkelposition der Einheit bei der Zykluseinleitung einzuleiten.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle aus einer Röntgenröhre besteht, sowie Einrichtungen zum Pulsieren der Röhre, um einen gepulsten Röntgenausgang zu erhalten.

   8. Computerisiertes Axial-Tomographiesystem zur Untersuchung eines Körperteils eines Patienten mittels durchdringender Strahlung, um eine Rekonstruktion einer

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   - JA -

   Repräsentation Punkt für Punkt der Körperstruktur zu ermöglichen, die in einem dünnen Schnitt durch den Körperteil liegt, gekennzeichnet durch eine Einheit, die um eine Achse drehbar ist, die sich längs einer darin definierten Zentralöffnung erstreckt, Einrichtungen zur Positionierung des zu untersuchenden Körperteils innerhalb der Zentralöffnung, so daß die Achse der Drehung der Einheit im wesentlichen senkrecht zu dem Schnitt liegt, eine Quelle für durchdringende Strahlung, die auf die Einheit an einer Seite derselben montiert ist und Strahlung in Form eines Fächerstrahls liefert, Detektoreinrichtungen für die Strahlung, die auf der Einheit der Quelle gegenüber positioniert sind, um Strahlung zu detektieren, die über den Schnitt wandert und von dem Körperteil nicht absorbiert wird, eine Einrichtung, mit der die Einheit gedreht wird, so daß der Fächerstrahl unter einer Vielzahl von Auftreffrichtungen auf den Körperteil auftrifft, Signalverarbeitungs- und Konditionier-Einrichtungen, die auf die Einheit montiert sind und mit dieser bewegbar sind, um die Ausgangssignale von den Detektoreinrichtungen aufzunehmen und in digitale Form umzuwandeln, eine Bildrekonstruktions-Station zur Aufnahme der digitalen Daten und deren Umwandlung in Absorptionswerte an Jeder einer Vielzahl von Punkten innerhalb des untersuchten Schnittes, und erste Verbindungseinrichtungen, mit denen die digitalisierten Ausgangssignale der Bildrekonstruktions-Station zugeführt werden.

   9· System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle aus einer Röntgenröhre besteht und daß das System weiter Leistungs- und Steuersignal-Erzeugungseinrichtungen für die Röntgenquelle aufweist und zweite Verbindungseinrichtungen vorgesehen sind, mit denen die Leistungs- und Steuer-Eingänge an die Strahlungsquelle gespeist werden können.

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   10. System nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verbindungseinrichtungen aus Schleifringen bestehen, die mit der Einheit drehbar sind.

   11. System nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit kontinuierlich durch aufeinanderfolgende Drehungen von 360 Grad drehbar ist.

   12. System nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle für einen Betriebszyklus betätigt wird, der sich über 360 Drehung der Einheit erstreckt, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen die Strahlungsquelle betätigt wird, um den Betriebszyklus einzuleiten, unabhängig von der Winkelposition der Einheit bei Zykluseinleitung.

   13. System nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle aus einer Röntgenröhre besteht und Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen die Röhre gepulst wird, um einen gepulsten Röntgenausgang zu erhalten.

   14. Vorrichtung zur Untersuchung eines Körperteils eines Patienten mittels durchdringender Strahlung und Erzeugung eines Ausgangssignals zur Verwendung bei der Rekonstruktion einer zweidimensionalen Repräsentation der Körperstruktur, die in einem dünnen Schnitt durch den Körperteil liegt, gekennzeichnet durch eine Einheit, die um eine Achse drehbar ist, welche sich längs einer darin definierten Zentralöffnung erstreckt, eine Einrichtung zur Positionierung des zu untersuchenden Körperteils innerhalb der Zentralöffnung, so daß die Achse der Drehung der Einheit im wesentlichen senkrecht zu dem Schnitt liegt, eine Quelle für durchdringende Strahlung, die auf die Einheit

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   nach einer Seite hin montiert ist und Strahlung in Form eines Fächerstrahls bildet, Detektoreinrichtungen für die Strahlung, die auf der Einheit der Quelle gegenüber positioniert sind, um Strahlung zu detektieren, die lateral über den Schnitt wandert und von dem Körperteil nicht absorbiert wird, Einrichtungen, mit denen die Einheit gedreht werden kann, so daß der Fächerstrahl unter einer Vielzahl von Auftreffrichtungen auf dem Körperteil auftrifft, Verbindungseinrichtungen, die die Ausgänge von den Detektoreinrichtungen aufnehmen und deren Weiterleitung an eine Bildrekonstruktions-Station ermöglichen, und Einrichtungen, mit denen die Drehung der Einheit im Anschluß an eine anfängliche Drehung von 360 Grad kontinuierlich durch aufeinanderfolgende Drehungen von 360 Grad durchgedreht wird, um aufeinanderfolgende Abtastungen mit der Vorrichtung zu ermöglichen.

   15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum schrittweisen Vorschub des zu untersuchenden Körperteils zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen, um die Untersuchung von Schnitten durch den Körperteil zu ermöglichen, die axial im Abstand voneinander liegen.

   16. Vorrichtung zur Untersuchung eines Körperteils einer Patienten mittels durchdringender Strahlung und Erzeugung von digitalen Ausgangssignalen zur Verwendung bei der Rekonstruktion einer zweidimensionalen Repräsentation der Körperstruktur, die in einem dünnen Schnitt durch den Körperteil liegt, gekennzeichnet durch eine Einheit, die um eine Achse drehbar ist, welche sich längs einer darin definierten Zentralöffnung erstreckt, eine Einrichtung zur Positionierung des zu untersuchenden Körperteils in der Zentralöffnung, so daß die Achse der Drehung

   .../A7 7098U/0842

   der Einheit im wesentlichen senkrecht zu dem Schnitt liegt, eine Quelle für durchdringende Strahlung, die zu einer Seite hin auf der Einheit montiert ist und Strahlung in Form eines Fächerstrahls liefert, Detektoreinrichtungen für die Strahlung, die auf der Einheit der Quelle gegenüber positioniert sind, um Strahlung zu detektieren, die lateral über den Schnitt wandert und von dem Körperteil nicht absorbiert wird, Einrichtungen, mit denen die Einheit gedreht wird, so daß der Fächerstrahl auf den Körperteil unter einer Vielzahl von Auftreffrichtungen auftrifft, Signalverarbeitungs- und Konditionier-Einrichtungen, die auf die Einheit montiert sind und mit dieser bewegbar sind, um die Ausgangssignale von den Detektoreinrichtungen aufzunehmen und diese Signale zu verstärken und in Digitalform umzuwandeln, erste Verbindungseinrichtungen zur Aufnahme der Ausgänge von den Signalverarbeitungs- und Konditioniereinrichtungen, die eine Weiterleitung der digitalisierten Ausgangssignale an eine Bildrekonstruktions-Station ermöglichen, und dadurch, daß die Detektoreinrichtungen aus einer Vielzahl von Detektorelementen besteht, die eine Vielzahl von Ausgangssignalen liefern,wobei die Signalverarbeitungsund Konditionier-Einrichtungen eine Vielzahl von Verstärkungskanälen aufweisen und Einrichtungen vorgesehen sind,/die Verstärkungen dieser Kanäle während der Untersuchung des Körperteils einzustellen, um auf diese Weise Drift in den Verstärkungscharakteristiken der Kanäle zu kompensieren.

   17. Computerisiertes Axial-Tomographie-System zur Untersuchung eines Körperteils eines Patienten mittels durchdringender Strahlung, um die Rekonstruktion einer Punkt-für-Punkt-Repräsentation der Körperstruktur zu ermöglichen, die in einem dünnen Schnitt durch den Körperteil liegt, gekennzeichnet durch eine Einheit,

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   die um eine Achse drehbar ist, welche sich längs einer darin definierten Zentralöffnung erstreckt, eine Einrichtung zur Positionierung des zu untersuchenden Körperteils innerhalb der Zentralöffnung, so daß die Achse der Drehung der Einheit im wesentlichen senkrecht zum Schnitt liegt, eine Quelle für durchdringende Strahlung, die auf die Einheit nach einer Seite derselben hin montiert ist und Strahlung in Form eines Fächerstrahls liefert, Detektoreinrichtungen für die Strahlung, die auf der Einheit der Quelle gegenüber positioniert sind, um Strahlung zu detektieren, die über den Schnitt wandert und von dem Körperteil nicht absorbiert wird, Einrichtungen, mit denen die Einheit gedreht wird, so daß der Fächerstrahl unter einer Vielzahl von Auftreffrichtungen auf den Körperteil auftrifft, Signalverarbeitungsund Konditionier-Einrichtungen, die die Ausgangssignale von den Detektoreinrichtungen aufnehmen und diese Signale in Digitalform umwandeln, eine Bildrekonstruktions-Station zur Aufnahme der digitalen Daten und deren Umwandlung in Absorptionswerte an jedem einer Vielzahl von Punkten innerhalb des untersuchten Schnittes, und erste Verbindungseinrichtungen, mit denen die digitali-r sierten Ausgangssignale der Bildrekonstruktions-Station zugeführt werden, und dadurch, daß die Detektoreinrichtung aus einer Vielzahl von Detektorelementen besteht, die eine Vielzahl von Ausgangssignalen liefern, und daß die Signalverarbeitungs- und Konditionier-Einrichtungen eine Vielzahl von Verstärkungskanälen aufweisen sowie Einrichtungen zur Einstellung der Verstärkungen der Kanäle während der Untersuchung des Körperteils, um auf diese Weise Drift in den Verstärkungscharakteristiken der Kanäle zu kompensieren.

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   18. Vorrichtung zur Untersuchung eines Körperteils eines Patienten mittels durchdringender Strahlung und zur Lieferung eines digitalen Ausgangssignals zur Verwendung bei der Rekonstruktion einer zweidimensionalen Repräsentation der Körperstruktur, die in einem dünnen Schnitt durch den Körperteil liegt, gekennzeichnet durch eine Einheit, die um eine Achse drehbar ist, welche sich längs einer sich darin definierten Zentralöffnung erstreckt, eine Einrichtung zur Positionierung des zu untersuchenden Körperteils innerhalb der Zentralöffnnng, so daß die Achse der Drehung der Einheit im wesentlichen senkrecht zu dieser Sektion liegt, eine Quelle für durchdringende Strahlung, die auf die Einheit zu einer Seite derselben hin montiert ist und Strahlung in Form eines Fächerstrahls liefert, Detektoreinrichtungen für die Strahlung,die auf der Einheit der Quelle gegenüber positioniert sind, um Strahlung zu detektieren, die lateral über den Schnitt wandert und von dem Körperteil nicht absorbiert wird, eine Einrichtung zur Drehung der Einheit, so daß der Fächerstrahl auf den Körperteil unter einer Vielzahl von Auftreffrichtungen auftrifft, Signalverarbeitungs- und Konditionier-Einrichtungen zur Aufnahme der Ausgangssignale von den Detektoreinrichtungen und zur Verstärkung und Umwandlung dieser Signale in digitale Form, und Verbindungseinrichtungen zur Aufnahme der Ausgänge von den Signalverarbeitungs- und Konditioniereinrichtungen, die eine Weiterleitung der digitalisierten Ausgangssignale an eine Bildrekonstruktions-Station ermöglichen,und dadurch, daß die Detektoreinrichtung aus einer Vielzahl von Detektorelementen besteht, die eine Vielzahl von Ausgangssignalen liefern, und daß die Signalverarbeitungs- und Konditionier-Einrichtungen eine Vielzahl von Kanälen aufweisen, um die Verstärkung der Ausgangssignale von den Detektoren zu erhöhen, wobei die Kanäle für Unterschiede in Intensitätspegeln kompensiert sind, die vom zugehörigen Detektor entsprechend erwarteten

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   Unterschieden in den Dichteweglängen für die Strahlung erwartet werden, die zu den jeweiligen Detektoren führen, indem Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen unterschiedliche Verstärkungen in den Kanälen entsprechend den erwarteten Dichtewegen bewirkt werden.

   19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Verstärkung Ausgangssignalen von den Detektorelementen in sich verringernder Weise angelegt werden, ausgehend von den Elementen, die den Mittelteil des Strahls erhalten, nach außen zu den Elementen, die die Kantenteile des Strahls erhalten.

   20. Rotierende elektrische Speisevorrichtung, gekennzeichnet durch einen ersten Gehäuseteil, der ein ringförmiges elektrisches Kontaktelement trägt, ein zweites Gehäuseteil, das ein elektrisches Kontaktelement trägt, das in Schleifkontakt mit dem ringförmigen Element steht, daß Lagereinrichtungen und Flüssigkeitsabdichtungseinrichtungen die beiden Gehäuseteile zur Drehung relativ zueinander verbinden, und daß Isolierflüssigkeit in den verbundenen Gehäuseteilen vorgesehen ist.

   21. Rotierende elektrische Einspeisevorrichtung,gekennzeichnet durch zwei Endsektionen und eine Mittelsektion, wobei die erste Endsektion drehbar mit der Mittelsektion verbunden ist, ein ringförmiger elektrischer Hochspannungskontakt in der Mittelsektion positioniert ist und von der ersten Endsektion abgestützt wird, ein elektrisches Hochspannungs-Kontaktelement am Ringkontakt anliegt und von der Mittelsektion abgestützt wird, wobei die erste Endsektion drehbar mit der mittleren Sektion verbunden ist, die zweite Endsektion eine Außenschale aufweist, die nicht-drehbar mit der Mittelsektion verbunden ist, Niederspannungs-Schleifringe in der zweiten Endsektion,

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   die nicht-drehbar mit der ersten Endsektion verbunden sind, wobei die Außenschale Kontakte trägt, die gleitbar an den Niederspannungs-Schleifringen anliegen.

   22. Einspeisevorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch Isolierflüssigkeit in der mittleren Sektion.

   23. Durchführung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch Kombination mit einer Tomographie-Abtastvorrichtung mit einer drehbaren Einheit, die in der Mitte offen ist, Strahlungsquellen und Detektoreinrichtungen auf gegenüberliegenden Seiten der rotierenden Einheit, wobei die erste Endsektion mit der rotierenden Einheit verbunden ist, der ringförmige Hochspannungskontakt mit der Quelle verbunden ist, und die Niederspannungs-Schleifringe mit der Detektoreinrichtung verbunden sind.

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