DE2728815A1 - Vorrichtung zur abbildung von koerpern mit hilfe eines faechers durchdringender strahlen - Google Patents

Vorrichtung zur abbildung von koerpern mit hilfe eines faechers durchdringender strahlen

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DE2728815A1
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Lawrence Alan Shepp
Jay Alan Stein
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American Science and Engineering Inc
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    • A61B6/42Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
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    • AHUMAN NECESSITIES
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Description

mein Aktz.: 77*6 Array Change
ANMELDEH:
American Science & Engineering, Inc. 955 Massachusetts Avenue Cambridge, Massachusetts 02139/USA a corporation of Massachusetts
EBFIITSEK:
Jay Alan Stein Lawrence Alan Shepp
18 Finewood Drive 1715 Oxford Avenue
Framingham, Mass. 01701 South Plainfield U.S.A. New Jersey 07080
U.S.A.
PRIORITÄT:
USA - AT: 27.9.1976 - Aktz.: 726,556
VEBTBEXEH gemäß g 16 PatGes.: Dipl.-Ing. Martin Schumacher, Patentanwalt Hauptstr. 31, 2808 Syke BEZEICHNUNG:
Vorrichtung zur Abbildung von Körpern mit Hilfe eines Fächers durchdringender Strahlen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Abbildung von Körpern mit Hilfe eines Fächers durchdringender Strahlen eines Strahlenenergieerzeugers auf der einen und einer Linien- oder Flächengruppe von Empfangeelementen zum Empfang der durchdringenden Strahlen auf der anderen Seite des abzubildenden Körpers.
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STAND DEH TECHNIK
Die bekannten Vorrichtungen der bezeichneten Art sind für eine visuelle Bildbetrachtung oder für die Aufnahme von Momentbildern von Körperquerschnitten, insbesondere für diagnostische Zwecke, ausgelegt.
AUi1GABE
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, welche bei hoher Auflösung und Arbeitsgeschwindigkeit insbesondere auch für die Computer-Tomographie zu gebrauchen ist.
LÖSUNG DER AUPGABE Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden,
daß die Strahlenquelle und der zu durchstrahlende Körper so gegeneinander bewegt werden, daß der Körper im Strahlenbündel eine Drehbewegung ausführt. Dadurch wird erreicht, daß Jedes Empfangselement der Linien- oder Flächengruppe nacheinander Signale abgibt, welche einer wechselnden Durchstrahlungsrichtung entsprechen, und es läßt sich in einfacher Weise bei geringem Zeitaufwand eine fülle von Informationen mit dem gewünschten Auflösungsvermögen übermitteln.
Die Vorrichtung kann so ausgebildet sein, daß der zu
durchstrahlende Körper mit der Empfängergruppe einerseits und der Strahler andererseits um eine im Querschnitt
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?.7288Ί5 des Körpers liegende Achse gegeneinander verdrehbar sind. Dabei wird von den Empfangselementen der zweckmäßig kreisförmigen Empfängergruppe jeweils nur eine Teilgruppe, welche im Bereich des Strahlungsfächers liegt, auage leuchtet und der dem Öffnungswinkel des Strahlenbündels entsprechende Ausleuchtungsbereich der Gruppe ist entsprechend der Rotationsgeschwindigkeit einem periodischen oder auch unperiodischen Wechsel unterworfen.
Die Vorrichtung kann aber auch so ausgebildet sein, daß der zu durchstrahlende Körper einerseits und der Strahler mit der Empfängergruppe andererseits um eine im Querschnitt des Körpers liegende Achse gegeneinander verdrehbar sind. Bei einer derartigen Anordnung kann eine der Winkelöffnung des Strahlenbündele entsprechende Enpfängergruppe fortgesetzt ausgeleuchtet werden, wobei der Wechsel der Strahlen energie aus der Hot at ion des durchleuchteten Körpers im Strahlenbündel resultiert.
EIMES AUSgUHHDHGSBEISPIELS
In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Aueführungsbei spiel veranschaulicht. Es zeigt
Fig. 1 eine Vorrichtung nach der Erfindung
in schematiecher Darstellung und
Fig. 2 ein Schaubild zur Durchstrahlung des abzubildenden Körpers, von einen einzelnen Empfänger der Enpfängergruppe nach Fig. 1 aus gesehen.
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ORIGINAL INSPECTED
Dae in Fig. 1 dargestellte Gerät besteht im wesentlichen aus einer Kreisgruppe 15 vom Empfänger 16, die über einen Auswerter 17 mit einem Bilderzeuger 21 verbunden sind, und einem Strahler 11, der innerhalb der Kreisgruppe 15 um eine durch den Kreismittelpunkt der Achse 12 rotiert. Der zu durchstrahlende Körper 14 wird in den Achsenbereich eingebracht. Dabei ist die Strahlungscharakteristik des Strahlers 11 so ausgebildet, daß der zu durchstrahlende Körper bei der flotation des Strahlers 11 ständig im Bereich des Strahlenbündels 13 liegt. Von dem Aufpunkt 16* eines einzelnen Empfängers 16 aus gesehen ergibt diese Strahlung vom umlaufenden Strahler 11 ein Durchstrahlungsdiagramm mit gegeneinander versetzten Strahlungsrichtungen 22 nach Fig. 2.
Die daraus sich ergebende Strahleninformation ergibt sich für jeden der Einzelempfänger 16 der Kreisgruppe 15· In jedem Zeitpunkt des Umlaufes werden die den Körper durchdringenden Strahlen des Strahlers 11 von einer Sektorgruppe gleichzeitig aufgenommen und erzeugen eine Zahl elektrischer Signale, die der Strahlendurchlässigkeit des Körpers 14 in den verschiedenen Richtungen des Strahlenbündels entsprechen. Im Auswerter 17 werden dann Bildsignale erzeugt und auf den Bilderzeuger 21 gegeben. Das Abtastsystem und der Patient oder sonstige zu durchstrahlende Körper können in Axialrichtung gegeneinander verschoben werden, um auf
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17 2 8815
diese Welse eine Folge von Abbildungen von axial gegeneinander versetzten Querschnitten zu erhalten.
Der Auswerter 17 kombiniert die Signale von allen Empfängern 16, um hochwertige Querschnittsbiidsignale oder Tomogramme unter Anwendung wohlbekannter technischer Mittel und Mgitalrechner zu erzeugen. Im Bilderzeuger 21 erhält man dann eine Sichtanzeige des Tomogrammes.
Durch die neue Art der Durchleuchtung erhält man auf schnelle Weise eine Abbildung hoher Auflösung, da jeder Empfänger 16 bei einem Umlauf eine Vielzahl von iinpfangseignalen aufnimmt. Ein scharfer Verstärkungsabgleich ist nicht erforderlich, weil jeder Empfänger 16 Daten über den gesamten Querschnitt aufnimmt. Eine Fehlanpassung kann nur eine kleine DC-Verschiebung der Abbildung zur Folge haben.
Eine Verstärkungsregelung der Empfänger 16 kann während jeder Abtastung vollzogen werden, so daß es nicht erforderlich ist, zur Regelung den Patienten zu entfernen, vielmehr ohne Umstände in beliebiger Folge eine Einstellung möglich ist.
Die Erfindung bietet die Möglichkeit einer schnellen Datenerfassung mit einer einzigen mechanischen Bewegung, Rotation der Strahlungsquelle 11 und der Verwendung eines großen
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ORIGINAL INSPECTED
öffnungswinkels des Strahlenbündelβ 13 n*it entsprechender Einschränkung der Verluste nützlicher Strahlenenergie und einer wirksameren Datenerfassung. Die hohe Geschwindigkeit der Datenerfassung ist insbesondere wünschenswert zur Aus schaltung der Datenbeeinflussung durch das Atmen des Patienten und andere Körperbewegungen.
Gute Ergebnisse wurden mit einer Vorrichtung mit 600 Einzelempfängern der Empfängergruppe und einem Öffnungswinkel des Strahlenbündels von etwa 50° und etwa 2 bis 10 mm in Axial richtung erzielt. Dabei wurde eine Röntgenstrahlenquelle mit einer Energie bis 130 kv bei 100 mA verwendet, die für eine Kreisabtastung in 5« 10 oder 20 see geeignet ist. Die von der Empfängergruppe gelieferten 600 Empfangseignale wurden in einem Data General Type Eclipse-Computer unter Digital-Analog-Umformung ausgewertet, unter Anwendung der Technik, wie sie beschrieben ist in State University of Hew York at Buffalo Computer Sciences Dept. Technical Report No. 92 vom Januar 1973 unter dem Titel "Reconstruction from Divergent Ray Data" von A.V. Lakshminarayanan.
Im Rahmen der Erfindung sind noch mancherlei Abänderungen und andere Ausführungen möglich; insbesondere könnte die Strahlenquelle auch rund angeordnet sein, während der Patient oder sonstige zu durchstrahlende Körper zusammen mit der Empfängergruppe rotiert.
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Claims (6)

  1. ÜCHUTZANSPIiUCHE:
    \1 .^Vorrichtung zur Abbildung von Körpern mit Hilfe eines Fächers durchdringender Strahlen eines Strahlenenergie- erzeugers auf der einen und einer Linien- oder Flächengruppe von Empfangselementen zum Empfang der durchdringenden Strahlen auf der anderen Seite des abzubildenden Körpers, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenquelle (11) und der zu durchstrahlende Körper (14-) so gegeneinander bewegt werden, daß der Körper (14) im Strahlenbündel (13) eine Drehbewegung ausführt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu durchstrahlende Körper (14) und die Empfängergruppe (15) einerseits und der Strahler (11) andererseits um eine im Querschnitt des Körpers liegende Achse (12) gegeneinander verdrehbar aind.
  3. 3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine ringförmige, die Rotationsachse (12) umschließende Empfängergruppe (15).
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahler (11) innerhalb der ringförmigen Empfänger (15) angeordnet ist.
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    ORIGINAL INSPECTED
    * 2 7 2 8 8 1 R
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den zu durchstrahlenden Körper (14) ein um die Rotationsachse (12) innerhalb der mit dem ütrahler (11) ruhend angeordneten ümpfängergruppe (15) drehbarer fräger vorgesehen ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangergruppe (15) über einen Auswerter (17) zur Kombination der aufgenommenen bignale mit einem Mlderzeuger (21) verbunden ist.
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DE19772728815 1976-09-27 1977-06-27 Vorrichtung zur abbildung von koerpern mit hilfe eines faechers durchdringender strahlen Ceased DE2728815A1 (de)

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8131 Rejection