DE2728531A1

DE2728531A1 - Schichtgeraet zur herstellung von transversalschichtbildern

Info

Publication number: DE2728531A1
Application number: DE19772728531
Authority: DE
Inventors: Hans-Jochen Dipl Ing Krumme
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-06-24
Filing date: 1977-06-24
Publication date: 1979-01-11

Description

Schichtzerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern
Die Erfindung betrifft ein Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjekts, mit einer Strahlenmeßanordnung mit einer Strahlenquelle, die ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes Strahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke ist, mit einem Strahlenempfänger, der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt durch Abtastung des projizierten Strahlenbündels ermittelt, mit einer Antriebsvorrichtung für die Meßanordnung zur wechselweisen Drehung und seitlichen Verschiebung der Strahlenmeßanordnung in der Schichtebene für die Abtastung des Aufnahmeobjekts aus verschiedenen Richtungen und mit einem Meßwertumformer für die Transformation der vom Strahlungsempfänger gelieferten Signale in ein Schichtbild.
Ein Schichtgerät dieser Art ist in der DT-AS 24 37 710 beschrieben. Bei diesem Schichtgerät wird das Aufnahmeobjekt dadurch abgetastet, daß die einen schmalen Röntgenstrahl aussendende Meßanordnung seitlich verschoben, dann um einen vorbestimmten Winkel von z.B. 10 gedreht, dann wieder seitlich verschoben, dann wieder gedreht wird usw., bis ein Drehwinkel von 1800 überstrichen worden ist. Der Meßwertumformer berechnet aus den Neßwerten die Absorptionswerte vorbestimmter Punkte in der Schichtebene und bewirkt die Wiedergabe dieser berechneten Absorptionswerte als Schichtbild auf einem Sichtgerät.
Eine einwandfreie Bilderzeugung ist bei dem bekannten Gerät nur möglich, wenn die Geschwindigkeit bei einer seitlichen Verschiebung der Meßanordnung weitgehend konstant ist. Dies ist aber nicht immer der Fall. So kann sich z.B. ein sinusförmiger Geschwindigkeitsverlauf bei einer seitlichen Verschiebung der Meßanordnung ergeben, wenn für diese seitliche Verschiebung und für die Drehung derselbe Motor in Verbindung mit einer mechanischen Zwangssteuervorrichtung benutzt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schichtgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei nicht konstanter Geschwindigkeit bei der seitlichen Verschiebung der Meßanordnung ein etwa gleichbleibender Quantenfluß pro Wegeinheit erzielt wird.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Mittel vorhanden sind, die die Strahlungsintensität der Strahlenquelle in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Strahlenmeßanordnung bei deren seitlicher Verschiebung im Sinne der Erzielung eines etwa konstanten Quantenflusses pro Wegeinheit steuern. Bei Verwendung einer Röntgenröhre als Strahlenquelle, die von einem Rcntgengenerator gespeist ist, kann eine Regeleinrichtung für den Röntgenröhrenstrom vorhanden sein, deren Sollwertgeber ein der Geschwindigkeit der Strahlenmeßanordnung entsprechendes Signal liefert. In diesem Fall kann die Röntgenröhrenspannung konstant gehalten werden, so daß die Anpassung der Strahlungsintensität an die jeweilige Geschwindigkeit der Meßanordnung bei ihrer seitlichen Ver!schiebung über den Röntgenröhrenstrom erfolgt. Besteht bei einem Schichtgerät der genannten Art ein definierter Zusammenhang zwischen dem Weg und der Geschwindigkeit bei der seitlichen Verschiebung der Meßanordnung, so kann der Sollwertgeber für den Röntgenröhrenstrom auch an einem Weggeber zur Erfassung der jeweiligen seitlichen Stellung der Strahlenmeßanordnung angeschlossen sein. Ein solcher definierter Zusammenhang ist z.B.
dann gegeben, wenn die Geschwindigkeit bei der seitlichen Verschiebung sinusförmig verläuft.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Darstellung der für die Erfindung wesentlichen Teile eines Schichtgeräts nach der Erfindung, und Fig. 2 eine Kurve zur Erläuterung der Funktion des Gerätes gemäß Figur 1.
In der Figur 1 ist eine Meßanordnung gezeigt, die aus einer Röntgenröhre 1 und einem aus mehreren in einer Reihe angeordneten Detektoren aufgebauten Strahlenempfänger 2 besteht. Die Röntgenröhre 1 sendet ein fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel aus, dessen Abmessung senkrecht zu der durchstrahlten Transversalschcht eines Patienten 3 gleich der Scbchtstärke ist. Die Meßanordnung 1, 2 ist motorisch zur Abtastung des Patienten 3 seitlich in Richtung des Doppelpfeils 4 verschiebbar und schrittweise in Richtung des Pfeils 5 um die Achse 5a drehbar. Sie ist auf einem Drehring 17 gelagert. Die Ausgangssignale des Strahlenempfängers 2 werden über eine Vorverarbeitungsstufe 6 einem Bildrechner 7 zugeführt, der das Bild der untersuchten Transversalschicht des Patienten 3 berechnet und seine Wiedergabe auf einem Sichtgerät 8 bewirkt.
Die Röntgenröhre 1 wird von einem Röntgengenerator 9 gespeist, welcher einen Istwertgeber 10 für den Röntgenröhrenstrom, einen Vergleicher 11 für den Istwert mit einem Sollwert sowie ein Stellglied 12 zur Angleichung des Istwerts an den Sollwert enthält. Der Sollwert für den Röntgenröhrenstrom wird von einem Sollwertgeber 13 geliefert, der einen Steuereingang 14 aufweist, der an einem Weggeber 15 für die jeweilige seitliche Stellung der Meßanordnung 1, 2 angeschlossen ist.
Zur Abtastung des Patienten 3 folgen seitliche Verschiebungen der Meßanordnung 1, 2 zur Abtastung der gesamten Transversalschicht des Patienten 3 und Drehschritte wechselweise aufeinander. Der Aufbau des Strahlenempfängers 2 aus mehreren in einer Reihe angeordneten Detektoren ist deshalb gewählt, damit die Zahl der Drehschritte gegenüber der Verwendung eines einzigen Detektors reduziert werden kann. Die seitlichen Verschiebungen und Drehbewegungen werden durch denselben Motor 16 erzeugt. Dadurch ist ein sinusförmiger Geschwindigkeitsverlauf bei der seitlichen Verschiebung der Meßanordnllng 1, 2 bedingt. Da eine definierte Zuordnung zwischen der jeweiligen seitlichen Stellung der Meßanordnung 1, 2 und der Geschwindigkeit gegeben ist, kann die Geschwindigkeit durch den Weggeber 15 erfaßt werden, der über den Sollwertgeber 13 ein Sollwertsignal für den Röntgenröhrenstrom liefert, das bei der seitlichen Verschiebung der Meßanordnung 1, 2 ebenfalls sinusförmig verläuft. Demgemäß ergibt sich auch ein sinusförmiger Verlauf des Röntgenröhrenstroms bei konstantgehaltener Röntgenröhrenspannung. Der Verlauf des Röntgenröhrenstroms ist so festgelegt, daß die Röntgenröhren leistung in Abhängigkeit von der Zeit gemäß Figur 2 verläuft.
Während einer Drehphase und zu Beginn einer seitlichen Verschiebung ergibt sich dabei eine Grundleistung von beispielsweise 2,5 kW. Während einer seitlichen Verschiebung steigt dann die Röntgenröhrenleistung synchron mit der Geschwindigkeit der Meßanordnung 1, 2 auf beispielsweise 10 kW an und fällt wieder auf den Grundwert von 2,5 kW ab. Bei dem dargestellten Beispiel erfolgt eine seitliche Abtastung des Patienten 3 in etwa 0,75 s, während das Intervall zwischen zwei Drehschritten 1 s beträgt.
Bei entsprechender Wahl der Detektorzahl im Strahlenempfanger 2 ist es möglich, ein Bild der Transversalschicht des Patienten 3 aus etwa 20 seitlichen Abtastungen aufzubauen, so daß für die gesamte Abtastung des Patienten 3 etwa 20 s erforderlich sind.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche Ci Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjekts, mit einer Strahlenmeßanordnung mit einer Strahlenquelle, die ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes StrahlenbUndel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke ist, mit einem Strahlenempfänger, der die Strahlllngsintensität hinter dem Objekt durch Abtastung des projizierten StrahlenbUndeis ermittelt, mit einer Antriebsvorrichtung für die Meßanordnung zur wechselweisen Drehung und seitlichen Verschiebung der Strahlenmeßanordnung in der Schichtebene für die Abtastung des Aufnahmeobjekts in verschiedenen Richtungen und mit einem Meßwertumformer für die Tx'ansformation der vom Strahlungsempfänger gelieferten Signale in ein Schichtbild, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß Mittel (10 bis 15) vorhanden sind, die die Strahlungsintensität der Strahlenquelle (1) in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Strahlenmeßanordnung (1, 2) bei deren seitlicher Verschiebung im Sinne der Erzielung eines etwa konstanten Quantenflusses pro Wegeinheit steuern.
2. Schichtgerät nach Anspruch 1, bei dem die Strahlenquelle eine von einem Röntgengenerator gespeiste Röntgenröhre ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regeleinrichtung (10 bis 15) für den Röntgenröhrenstrom vorhanden ist, deren Sollwertgeber (13) ein der Geschwindigkeit der Strahlenmeßanordnung Ci, 2) entsprechendes Signal liefert.
3. Schichtgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwertgeber (13) für den Röntgenröhrenstrom an einem Weggeber (15) zur Erfassung der jeweiligen seitlichen Stellung der Strahlenmeßanordnung (1, 2) angeschlossen ist.