DE2723462C2 - Röntgendiagnostikgerät für Transversalschichtbilder - Google Patents

Description

Verkürzung der Aufnahmezeit möglich. Es tritt jedoch das Problem auf, daß die Röntgenstrahlung unmittelbar nach dem Austreten aus der Röntgenstrahlenquelle zunächst den Strahlenempfänger nicht durchsetzen darf, sondern erst dann, wenn es aus dem Aufnahmeobjekt ausgetreten ist, auf der entsprechenden Anzahl von Detektoren des Strahlenempfängers auftreffen darf.

In der älteren DE-PS 27 14 759 ist ein Röntgendiagnostikgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 der vorliegenden Anmeldung beansprucht, bei dem der Strahlenempfänger kardanisch gelagert ist und jeweils der Teil in das Röntgenstrahlenbündel geschwenkt wird, der zur Erfassung der aus dem Aufnahmeobjekt austretenden Röntgenstrahlung erforderlich ist. Die einzelnen Detektoren des Sirahlenempfängers können dabei jedoch nur in gegenseitiger Abhängigkeit verstellt werden. Eine unabhängige, individuelle Einführung jedes Detektors in das Röntgenstrahlenbündel ist dabei nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Röntgendiagnostikgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei der Abtastung eines Aufnahmeobjekts immer nur diejenigen Detektoren des S'rahlenempfängers im Röntgenstrahlenbündel liegen, die zur Erfassung des aus dem Aufnahmeobjekt austretenden Röntgenstrahlenbündels erforderlich sind.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß jeder Detektor derart verstellbar gelagert ist, daß er unabhängig von den anderen Detektoren aus einer Lage außerhalb des Röntgenstrahlenbündels in eine Lage gebracht werden kann, in der er vom Röntgenstrahlenbündel getroffen wird, und daß eine Vorrichtung vorhanden ist, durch die die Detektorverstellung in Abhängigkeit von der jeweiligen Lage der Symmetrieachse des Röntgenstrahlenbündels derart erfolgt, daß das Röntgenstrahlenbündel zunächst an den Detektoren vorbei verläuft und dann auf einer entsprechenden Anzahl von Detektoren auftrifft. Bei dem erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikgerät können die Detektoren ganz nach Wunsch in das Röntgenstrahlenbündel hinein- oder a<?s ihm herausbewegt werden. Es ist also möglich, in Abhängigkeit von der jeweiligen Lage der Symmetrieachse des Röntgenstrahlenbündels immer diejenigen Detektoren ins Röntgenstrahlenbündel zu schieben, die zur Erfassung nach dem Austritt aus dem Patienten erforderlich sind.

Es ist besonders zweckmäßig, für jeden Detektor einen Elektromagneten zu seiner Verstellung vorzusehen, der an einer Schrittschaltung angeschlossen ist. Bei einer elektromagnetischen Detektorverstellung ist eine sehr schnelle Abtastung des Aufnahmeobjekts möglich. Im Rahmen der Erfindung kann die Detektorverstellung aber auch re>n mechanisch in der Weise erfolgen, daß jeder Detektor mit einem Verstellglied in die Bahn eines Schlittens ragt, der während der Abtastung des Aufnahmeobjekts umläuft und auf jeden Detektor zu seiner Verstellung in Abhängigkeit von der Lage der Symmetrieachse des Röntgenstrahlenbündels einwirkt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und la zwei Ansichten eines Röntgendiagnostikgeräts zur Erläuterung des Erfindungsgedankens aus zwei zueinander senkrechten Richtungen,

Fig.2 die für die Erfindung wesentlichen Teile des Geräts gemäß F i g. 1 und

Fig. 3 einen Detektor des Strahlenempfängers des Geräts gemäß den Fig. 1 und 2 mit seiner Verstellvorrichtung.

Das in den F i g. 1 und 1 a dargestellte Röntgtndiagnostikgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern sines auf einer Lagerstatt 1 liegenden Patienten Xa besitzt eine Röntgenstrahlenmeßanordnung, die eine als Kreisring ausgebildete Röntgenstrahlenquelle 2 aufweist. Die Röntgenstrahlenquelle 2 besitzt eine in der F i g. 2 noch näher dargestellte ringförmige Anode und ihr gegenüberliegend eine von der gewünschten Meßwertzahl abhängige Anzahl von Kathoden. Die Meßanordnung weist ferner einen ebenfalls kreisringförmigen Strahlenempfänger 3 auf, welcher koaxial von der Röntgenstrahlenquelle 2 umschlossen ist und aus einer Reihe einzelner Detektoren besteht. Innerhalb des ringförmigen Strahlenempfängers 3 liegt ein Kollimatorring 4, welcher einen Sektor 4a mit Kollimatorlamellen aufweist, der so ausgebildet ist, daß die Kollimatorlamellen auf den jeweiligen Fokus, der auf der Anode 5 der Röntgenstrahlenquelle 2 liegt, ausgerichtet sind. In der F i g. 1 ist noch die Achse 53 für die Bauelemente 2, 3, 4 gezeigt, die parallel zur Längsrichtung der Lagerstatt 1 verläuft

Für eine Untersuchung des Patienten Ja wird der Fokus, für den in der F i g. 1 eine Lage 7 dargestellt ist, elektronisch schrittweise um beispielsweise je ein Winkelgrad weiterbewegt, bis er einen Bereich von 360° überstrichen hat. Die Symmetrieachse 8 des bei dem Beispiel fächerförmigen Röntgenstrahlenbündels 9 überstreicht dabei schrittweise ebenfalls diesen Bereich.

Das Röntgenstrahlenbündel 9 ist mittels einer schematisch dargestellten Blende 10 so eingeblendet, daß seine Ausdehnung in der Schichtebene des untersuchten Patienten la so groß ist, daß die gesamte Schicht gleichzeitig durchstrahlt wird, und daß seine Ausdehnung senkrecht zu dieser Schichtebene gleich der Schichtstärke ist Entsprechend der schrittweisen Bewegung des Röntgenstrahlenbündels 9 wandert auch der Kollimator. Hierzu wird der Kollimatorring 4 entsprechend gedreht.

In der Fig. 1 ist noch ein Gehäuse 11 dargesteiit, in dem die Bauelemente des Röntgendiagnostikgeräts untergebracht sind. Das Gehäuse 11 besitzt eine Öffnung 12, in die die Lagerstatt 1 mit dem Patienten la paßL Es ist um eine horizontale Achse 13 auf zwei Stützen 14 schwenkbar gelagert, so daß die unie.rsuchte Körperschicht des Patienten la auch schräg durch den Körper verlaufen kann.

Aus der F i g. 2 geht der Aufbau der Röntgenstrahlenquelle 2 und des Strahlenempfängers 3 deutlich hervor.

Die Röntgenstrahlenquelle 2 besitzt ein ringförmiges Rohr 15, in dem die ebenfalls ringförmige Anode 5 liegt. Der Anode 5 liegt eine Anzahl von Kathoden 18 bis 22 usw. gegenüber, welche gemeinsam an einem Heiztransformator 23 angeschlossen sind. Zur Steuerung der Elektrc.ieiistrahlung zwischen den Kathoden 18 bis 22 usw. und der Anode 5 ist jeder Kathode 18 bis 22 usw. je ein Steuergitter 24 bis 28 usw. zugeordnet. Die Steuergitter 24 bis 28 usw. sind an einer Steuervorrichtung 29 angeschlossen. In der Fig.2 sind die Kathodenabstämde nicht maßstäblich gezeichnet.

Der Strahlememptänger 3 besteht aus einer Reihe einzelner Detektoren 30 bis 35 usw. Die Detektoren 30 bis 35 usw. sind in einem Röntgenstrahlen abschhmenden Gehäuse 3(5 angeordnet und an einem Rechner 47 angeschlossen. Der Rechner 47 berechnet aus den während einer Abtas'ung des Patienten la von den Detektoren 30 bis 35 usw. gelieferten Signalen ein Bild der durchstrahlten Querschicht und bewirkt seine

Wiedergabe auf einem Fersehsichtgerai 48. In eier F i g. 3 ist die Verbindung der Detektoren 30 bis 35 usw. mit dem Gehäuse 36 am Heispiel des Detektors 30 dargestellt. Der Detektor ist an einem Vierkanibol/en 37 befestigt, der von einer Spule 38 eines Elektromagneten umschlossen ist. Der Vierk;intbol/en besteht in seinem in der in der Fig i dargestellten Lage oben aus der Spule 38 herausragenden Teil 39 aus wcichmagnctischcm Material. Auf diesen Teil ist eine Druckfeder 40 gewickelt, die sich gegen einen Ansatz: 41 des in Vierkantbol/ens 37 und die Spule 38 abstüt/l. In der in der F i g. 3 dargestellten Lage der Detektoren liegen diese im Gehäuse 36. werden also nicht von Röntgenstrahlung getroffen. Sie sind in die Röntgenstrahlung, von der in der F i g. 2 eine beispielsweise Lage der ·^; Symmetrieachse 8 gezeigt ist, bewegbar, wenn die zugeordnete Spule. /. R. die Spule 38. erregt wird. In Haseln Full /irht sip den Teil 39 ties Vierknnlhol/ens 37 in ihr Inneres, wobei die Druckfeder 40 gespannt wird. Der Detektor wird dabei aus dem Gehäuse 36 heraus in :n das Röntgenstrahlenbündel 9 geschoben, wie das in der F i g. 2 in Verbindung mit dem Detektor S5 gezeigt ist. Die Linschaltung der Spulen 38 erfolg! durch eine Schrittschaluorrichtung 42. welche nut der Fmschal-Uing der Röntgenstrahlung, d.h. der Ansteuerung der >ί Gitter 24 bis 28 usw synchronisiert ist.

Zur Untersuchung des Patienten I.) bewirkt tier '-Rechner 47 die schrittweise Linschal'.ung der Fleklronenstriihlung/wischen den Kathoden 18 bis 22 usw. und der Anode 5 über die .Steuervorrichtung 29. [Beispiels- ic weise wird /jnächst die Elektronenstrahlung der Kathode i8. dann der Kathode 19. Jjn der Kathode 20 usw. eingeschaltet. Die Anordnung de. Kathoden kann so getroffen werden, dal.) dabei das Röntgenstrahlenbündel um je ein VVinkelgrad wanden, und /war so oft. Ji bis ein Gesamtwinkel von 3h0 zurückgelegt worden ist. Diejenigen Detektoren, «lit¹ an der Austriusseite ties RöntgenstrahlenbⁱindHs9aiisder Röntgenstrahlenquel-Ie 2 liegen, lichen dabei im (iehüu.se 3b. d.h. <leren Spulen 38 sind r.icht erregt. Dagegen sind die Spulen 38 derjenigen Detektoren erregt, die die aus dem Patienten I;/austretende Röntgenstrahlung erfassen. Inder Fig. I sind dies diejenigen Deteklinen, die innerhalb des Abschnitts ,/des Rontgenstrahlenbünclcls 9 liegen. Beim Wandern des Röntgenstnihlcnbündels 9. ei. h. bei der schrittweisen Weiti ι \chaltung der Symmetrieachse 8. werden entsprechend auch die Detektoren bewegt Fs ist dadurch sichergestellt, dall die aus der Strahlenquelle 2 austretende Röntgenstrahlung ungehindert an den Detektoren ties Strnhlenempfiinuers 3 vorbei passieren kann und erst dann aiii diesen Detektoren auftrilft. w enn sie den Patienten 1.( durchset/t hat.

In iliT I' : .' ? kl noch d:irk'i'sli'lll d.iit ι In· Sm-isnnj* der Rönigenstrahlenquelle 2 durch einen Hochspannungsgleichrichter 50 erfolgt, welcher an der Sekundärwicklung '.ines Hochspannungstransform,iiors 51 angeschlossen ist. Der Hochspannungstransformator 51 und der 1 lei/.lr.insformator 23 sind über einen 1 lauptschalter 52 an tias Speisenet/ anschaltbar.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch denkbar, die Detektoren 30 bis 35 usw. nicht elektromagnetisch über tiie Sehr¹·· .-haltvorriehiunsr 42 sonde-n rein mechanisch über cm·- Steuerscheibe oder einen Steuerschlitten /i: verstelVn. Di^c Steuerscheibe b/w. der Steuerschlitieii können / 13. mit deiii Kollima'ornrg 4 verbunden sein und be; der Drehung ,Ils Kollimator rings 4 auf mit den De'.·, !stören 30 bis 35 usw. \. 'bMidene. federbelasiete Stößel so einwirken, dall die leweils erforderlichen Detektoren in das Röntgenstrahlenbündel 9 hineinbewest werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1, Röntgendiagnostikgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildem eines Aufnahmeobjekts mit einer Röntgenstrahlenineßanordnung, die eine Röntgenstrahlenquelle, welche ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes Röntgenstrahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke ist, sowie einen Strahlenempfänger enthält, der die Strahlungsintensität nach dem Objekt ermittelt, mit Mitteln zum Ändern der Richtung der Symmetrieachse des Röntgenstrahlenbündels und mit einem Rechner für die Transformation der vom Strahlenempfänger gelieferten Signale in ein Schichtbild, bei dem die Röntgenstrahlenquelle als Kreisring mit einer ringförmigen Anodenanordnung ausgebildet ist, bei der der Anodenanordnung gegenüberliegend eine von der gewünschten Meßwertzahl abhängige Anzahl von Kathoden angeordnet ist, bei der für die Änderung der Richtung der Symmetrieachse des Röntgenstrahlenbündels Mittel zum schrittweisen Einschalten der Elektronenstrahlung zwischen mindestens jeweils einer Kathode und der Anodenanordnung vorhanden sind und bei der der ebenfalls kreisringförmige Strahlenempfänger, in dessen Öffnung eine Lagerstatt mit dem Aufnahmeobjekt paßt, koaxial von der .Röntgenstrahlenquelle umschlossen wird und aus einer Reihe einzelner Detektoren besteht, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Detektor (30 bis 35 usw.) derart verstellbar gelagert ist, daß er ur.abhän^g von den anderen Detektoren aus einer La^e außerhalb des Röntgenstrahlenbündels (9) in eine Lag* gebracht werden kann, in der er vom Röntgenstrahlenbündel (9) getroffen wird, und daß eine Vorrichtung (37 bis 42) vorhanden ist, durch die die Detektorverstellung in Abhängigkeit von der jeweiligen Lage der Symmetrieachse (8) des Röntgenstrahlenbündels (9) derart erfolgt, daß das Röntgenstrahlenbündel (9) zunächst an den Detektoren (30 bis 35 usw.) vorbei verläuft und dann auf einer entsprechenden, wählbaren Anzahl von Detektoren (30 bis 35 usw.) auftrifft.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (37 bis 42) zur Detektorverstellung für jeden Detektor (30 bis 35 usw.) je einen Elektromagneten (38) aufweist, der an einer Schrittschaltung (42) angeschlossen ist.

   Die Erfindung betrifft ein Röntgendiagnostikgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjekts mit einer Röntgenstrahlenmeßanordnung, die eine Röntgenstrahlenquelle, welche ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes Röntgenstrahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke ist, sowie einen Strahlenempfänger enthält, der die Strahlungsintensität nach dem Objekt ermittelt, mit Mitteln zum Ändern der Richtung der Symmetrieachse des Röntgenstrahlenbündels und mit einem Rechner für die Transformation der vom Strahlenempfänger gelieferten Signale in ein Schichtbild, bei dem die Röntgenstrahlenquelle als Kreisring mit einer ringförmigen Anodeniinordnung ausgebildet ist, bei der der Anodenanordnung gegenüberliegend eine von der gewünschten Meßwertzahl abhängige Anzahl von Kathoden angeordnet ist, bei der für die Änderung der Richtung der Symmetrieachse des Röntgenstrahlenbündels Mittel zum schrittweisen Einschalten der Elektronenstrahlung zwischen mindestens jeweils einer Kathode und der Anodenanordnung vorhanden sind und bei der der ebenfalls kreisringförmige Strahlenempfänger, in dessen Öffnung eine Lagerstatt mit dem Aufnahmeobjekt paßt, koaxial von der Röntgenstrahlenquelle

   ίο umschlossen wird und aus einer Reihe einzelner Detektoren besteht.

   Die DE-AS 19 41 433 zeigt ein Röntgendiagnostikgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildem eines Aufnahmeobjekts mit einer Röntgenstrahlenmeßanordnung, die eine Röntgenstrahlenquelle, welche ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes Röntgenstrahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke ist, sowie einen Strahlenempfänger enthält, der die Strahlungsintensität nach dem Objekt ermittelt, bei dem die Röntgenstrahlenquelle und der Strahlenempfänger gemeinsam seitlich verstellbar und drehbar gelagert sind. Bei der Abtastung des Aufnahmeobjekts folgen seitliche Verstellbewegungen und Drehbewegungen um einen vorbestimmten Winkel, z.B. 1°, wechselweise aufeinander, bis ein Abtastvorgang beendet ist. Ein Rechner berechnet aus den gemessenen Absorptionswerten das Transversalschichtbild in Form einer Matrix von Bildpunktinformationen. Bei diesem Röntgendiagnostikgerät ist die Zeit für eine Bildaufnahme wegen der erforderlichen mechanischen Bewegung des Strahlenempfängers und der Röntgenröhre verhältnismäßig lang. Außerdem ist ein verhältnismäßig großer konstruktiver Aufwand für die Lagerung der Meßanordnung erforderlich.

   In der Druckschrift »Computerized Tomographie Scanner« der American Science and Engineering Inc., Druckzeichen ASE-3869 ist ein Röntgendiagnostikgerät beschrieben, bei dem ein kreisringförmig ausgebildeter Strahlenempfänger vorgesehen ist, dnr eine Öffnung zur Aufnahme einer Lagerstatt mit einem Patienten aufweist und aus einer Reihe einzelner Detektoren besteht. Innerhalb dieses Strahlenempfängers ist eine Röntgenröhre um die Achse des Strahlenempfängers drehbar gelagert. Zur Untersuchung eines Aufnahmeobjekts wird die Röntgenröhre um einen Winkel von beispielsweise 360° um den Patienten gedreht. Der Strahlenempfänger steht still. Die vom Strahlenempfänger gelieferten Meßwerte werden wieder von einem Rechner verarbeitet, der das Transversalschichtbild berechnet. Die Zeit für eine Bildaufnahme und der konstruktive Aufwand ist wegen des während einer Abtastung stillstehenden Strahlenempfängers gegenüber dem durch die DE-AS 19 41 433 bekannten Gerät verringert.

   Zur weiteren Verringerung der Aufnahmezeit kann gemäß dem eingangs geschilderten durch die DE-OS 26 40 455 bekannten Aufbau auch die Röntgenstrahlenquelle als Kreisring mit einer ringförmigen Anodenan-Ordnung ausgebildet werden, bei der der Anodenanordnung gegenüberliegend eine von der gewünschten Meßwertzahl abhängige Anzahl von Kathoden angeordnet ist. Wird die Elektronenstrahlung zwischen mindestens jeweils einer Kathode und der Anodenan-Ordnung schrittweise eingeschaltet, so kann dadurch die Richtung der Symmetrieachse des Röntgenstrahlenbündels ohne mechanische Bewegung der Röntgenstrahlenquelle geändert werden. Dadurch ist eine weitere