DE2723431C2 - Vorrichtung für die Tomographie - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die Tomographie gemäß dem Oi: -rbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 24 42 809 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist eine RöntgenqueUe vorgesehen, von der ein fächerförmiges Strahlenbündel ausgeht. Dieses Strahlenbündel erfaßt den gesamten, zu untersuchenden Objektquerschnitt. Auf der der RöntgenqueUe entgegengesetzten Seite des Objektquerschnittes befindet sich eine Reihe von diskreten Detektorflächen, die insgesamt eine so große Fläche bilden, daß die gesamte Projektion des Objektquerschnittes von der Gesamtdetektorfläche erfaßt wird.

Dies bedeutet, daß die Möglichkeiten für einen ausgewogenen Entwurf der Vorrichtung innerhalb der durch die Größen, wie Objektquerschnittgröße, Bildschärfe und selbstkostenpreisbedingten Grenzen, verhältnismäßig beschränkt sind.

Außerdem wird der Größe des Objektquerschnittes, die noch als Tomogramm wiedergegeben werden kann, durch die Herstellungstechnologie eine gewisse obere Grenze gesetzt, wenn eine kontinuierliche, zweidimensionale Detektorfläche und nachfolgende Funktionseinrichtungen, wie Bildverstärker, Aufnahmeröhre und dgl., verwendet werden, und zwar gemäß dem Vorschlag nach einer älteren deutschen Patentanmeldung (DE-OS 27 20 993).

In diesem Zusammenhang wird bemerkt, daß davon auszugehen ist, daß die nachfolgend beschriebene Erfindung anwendbar ist sowohl bei einer Aneinanderreihung von diskreten Oetektorflächen als auch bei Verwendung einer eindimensionalen oder zweidimensionalen kontinuierlichen üetektorfläche.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, die bei gleichbleibender oder sogar verbesserter Bildschärfe bei geringeren Herstellungskosten und bei optimal großer Objektquerschnittsgröße eine kompakte Bauweise mit geringer Masse gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst

Durch die besondere Anordnung der Detektc -fläche ίο zum durch die Drehachse verlaufenden Strahl der Röntgenquelle ist gewährleistet, daß im Verhältnis zum Stand der Technik

a) entweder bei gleichbleibender Bildschärfe und gleichbleibendem Querschnitt des zu untersuchenden Objekts die Größe der benötigten Detektorfläche um die Hälfte verkleinert werden kann und die Anzahl Detektorelemente je Längeneinheit um die Hälfte vermindert werden kann;

b) oder bei gleichbleibender Anzahl Detektorelemente je Längeneinheit ein größerer Querschnitt des Objekts untersucht werden kann, während die Bildschärfe verbessert wird.

Die Anwendungsmöglichkeiten werden noch mehr erweitert, wenn in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eine zweidimecionale Detektorfläche, insbesondere ein zweidimensionaler, kontinuierlicher Röntgenschirm verwendet wird.

Es wird zwar im Gegensatz zum Stand der Technik eine relative Drehbewegung um 360° anstatt um 180° benötigt. Dies hat jedoch keinen Einfluß auf die Strahlenbelastung, da das Produkt aus Bestrahlungszeit und Bestrahlungsintensität stets gleichgehalien wird. Außerdem sind nicht alle Objektquerschnittspunkte der Strahlung gleichzeitig ausgesetzt so daß insgesamt die Strahlenbelastung der einzelnen Abschnitte nicht größer ist als bei einer relativen Drehbewegung um 180°. Da diskrete Objektquerschnittsabschnitte ebenfalls nur über 180° der Strahlung ausgesetzt sind, ergibt sich durch die größere Drehbewegung auch keine Erhöhung der Bewegungsunschärfe.

Die Erfindung wird im nachfolgenden unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 schematisch eine Ausführungsform einer tomographischen Vorrichtung;

F i g. 2 einen Teil der Vorrichtung nach F i g. 1 mit einer RöntgenqueUe mit Strichfokus;

F i g. 3 eine Ausfüiirungsform eines spiegeloptischen Systems zum Abbilden der Detektorfläche auf der Photokathode einer Helligkeitsverstärkerröhre,

Fig.4 eine Ausführungsform eines faseroptischen Systems zum Abbilden der Detektorfläche auf der Photokathode einer Helligkeitsverstärkerröhre;

F i g. 5 eine Ausfühl ungsform, bei der die Detektorfläche sich innerhalb der Umhüllung einer direkten Röntgenbildverstärkerröhre befindet;

F i g. 6 eine Ausführungsform einer über einen Teil des Mantels eines Zylinders gebogenen Detektorfläche, zur Benutzung bei einer RöntgenqueUe mit strichförmigem Fokus, und

F i g. 7 die Anwendung einer Detektorfläche nach F i g. 6 bei einer Vorrichtung des in F i g. 1 abgebildeten Typs.

Die in Fig. 1 wiedergegebene Vorrichtung umfaßt eine RöntgenqueUe 1 und einen Röntgenschirm 2. Beim Betrieb der Vorrichtung befindet sich zwischen diesen beiden Einrichtungen ein Objekt 3, wobei in dieser Fi-

gur der Fall angenommen ist, daß das Zentrum dieses Objekts auf der imaginären Senkrechten von der Röntgenquelle 11 auf den Röntgenschirm 2 liegt Bei der Wirkung der Vorrichtung wird bei einer solchen Anbringung des Objekts im wesentlichen die Hälfte des' Querschnitts dieses Objekts durch die Strahlung aus der Quelle 1 durchstrahlt und auf dem Röntgenschirm 2 bei einer relativen Drehung zwischen Objekt und Vorrichtung um 360° sin Transmissionsbild eines scheibenförmigen Querschnitts des Objekts abgebildet

Auf der der Röntgenquelle 1 abgewandten Seite dieses Röntgenschirmes 2 befindet sich weiter ein sehr lichtstarkes optisches System 4, das dazu bestimmt ist, das Bild auf dem Röntgenschirm 2 auf der Photokathode eines Bildverstärkers 5 abzubilden.

Bei der in F i g. 1 abgebildeten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist dieser Bildverstärker 5 unmittelbar faseroptisch mit einer sich dahinter befindenden Fernsehaufnahmeröhre 6 gekuppelt Diese Fernsehaufnahmeröhre dient dazu, das auf dem Anodenschirm des Bildverstärkers 5 erscheinende Bild auf die in der Fernsehtechnik übliche Weise abzutasten, wobei diese Röhre 6 dann ein Videosignal liefert, das einem Monitor 9 zugeführt wird und einem logarithmischen Videoverstärker 7, der seinerseits, wie sich aus der Figur ergibt, mit einer Bildrekonstruktionsvorrichtung 8 gekoppelt ist. Durch die Bildrekonstruktionsvorrichtung 8 wird dann aus den empfangenen Videosignalen ein Tomogramm des betreffenden Objektquerschnitts gebildet.

Die Drehachse für die relative Drehbewegung zwischen Objekt und Vorrichtung kann auch innerhalb der Begrenzungen des von der Röntgenquelle ausgehenden, fächerförmigen Bündels liegen. Nur muß der durch die Drehachse verlaufende Strahl im wesentlichen an einem Rand auf die Detektorfläche auftreffen. Die Detektorflache hat dabei eine solche Ausdehnung, daß sie völlig von einem aus der Röntgenquelle kommenden, räumlichen Strahlenbündel bestrichen werden kann, dessen Ausdehnung in der genannten Achsrichtung derart ist, daß der scheibenförmige Querschnitt über die ganze Höhe durchstrahlt wird, während in der Ebene dieses Querschnitts das Bündel die Form eines Fächers hat.

Die Röntgenquelle hat gemäß F i g. 2 und 6 einen strichförmigen, parallel zur Drehachse des Objekts gerichteten Fokus. In dem Falle ist es auch möglich, der Detektor(;äche, wenn diese außerhalb der Umhüllung eines Bildverstärkers liegt die Form eines Teiles des Mantels eines Zylinders zu geben, dessen Achse diesem Strichfokus der Röntgenquelle entspricht, wie in F i g. 6 angegeben ist

In Fig. 7 findet man eine Anwendung einer solchen konkav gjbogenen Detektorfläche bei einer Vorrichtung des in F i g. 1 abgebildeten Typs. Die Vorrichtung umfaßt wieder eine Röntgenquelle 1 und einen in diesem Fall konkaven Röntgenschirm 2. Zwischen diesen beiden Einrichtungen befindet sich ein Objekt 3.

Auf der der Röntgenquelle 1 abgewandten Seite des Schirmes 2 befindet sich ein optisches System, hier wiedergegeben als eine Linse 4, um das Bild auf dem Röntgenschirm 2 auf der Photokathode 14 eines Bildverstärkers 5 abzubilden.

!m Zusammenhang mit der konkaven Form des Röntgenschirmes 2 ist bei dieser Ausführungsform die Einfallsfläche des Bildverstärkers ebenfalls konkav ausgebildet. Zwischen dieser Einfallsfläche und der Photokathode 14 des Bildverstärkers 5 befindet sich dann eine Faseroptik 13. wie mar. diese auch bei der Ausführungsform nach F i g. 4 findet

Obgleich bei der in F i g. 1 abgebildeten Ausführungsform das Bild auf der Detektorfläche mitiels eines L insensystems 4 auf der Photokathode der Helligkeitsverstärkerröhre 5 abgebildet wird, kann dies auch mit Hilfe eines Spiegelsystems erfolgen, wie in F i g. 3 angegeben ist Bei dieser Ausführungsform wird ein von dem Detektorschirm 2 ausgehender Strahl über eine gebogene Linse 10 gegen einen mit einer zentralen Öffnung versehenen Spiegel 11 gerichtet der den Strahl zu einem

ίο gebogenen Spiegelsystem 12 zurückwirft, das den Strahl seinerseits auf die Photokathode des Bildverstärkers 5 wirft. Die Abbildung kann auch, wie in F i g. 4 angegeben, mit faseroptischen Mitteln erfolgen. In diesem Fall ist zwischen dem Detektorschirm 2 und der Photokathode des Bildverstärkers 5 eine Faseroptik 13 vorhanden.

Weiter ist bei der in F i g. 1 abgebildeten Ausführungsform die Detektorfläche 2 außerhalb der Umhüllung der Bildverstärkerröhre 5 angegeben; es ist jedoch auch möglich, daß die Detektorflächp sich innerhalb der Umhüllung einer direkten Röntge>>v-'ldverstärkerröhre befindet, wie in F i g. 5 angegeben ist. Wie aus dieser Figur hervorgeht, befindet der Detektorschirm 2 sich in unmittelbarer Nähe der Photokathode 14 des Eildverstärkers 5 innerhalb dessen Umhüllung. Gerade die geringe ausdehnung der Detektorfläche macht dies möglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für die Tomographie, mit einer Röntgenquelle, einer Detektorfläche und damit optisch und/oder elektronisch gekoppelten Mitteln zum Erzeugen und Weiterverarbeiten von Signalen, die ein Maß sind für die Röntgenabsorption in einem scheibenförmigen Querschnitt eines Objektes zwischen der RöntgenqueUe und der Detektorfläche für Röntgenstrahlen verschiedener Richtungen, die durch eine relative Drehbewegung des Objekts in bezug auf die Vorrichtung um eine senkrecht zu der Ebene des scheibenförmigen Querschnitts stehende Drehachse erzielt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorfläche (2) so angeordnet ist, daß der durch die Drehachse verlaufende Strahl der RöntgenqueUe (1) im wesentlichen an der einen Seitenbegrenzung der Detektorfläche (2) auftrifft, und di» relative Drehbewegung um 360° erfolgt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorfläche aus einem kontinuierlichen, zweidimensionalen Röntgenschirm besteht

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Detekiorfläche (2) sich innerhalb der Umhüllung eines Röntgenbildverstärkers (5) befindet.