DE2750551A1

DE2750551A1 - Roentgenschichtgeraet zur herstellung von transversalschichtbildern

Info

Publication number: DE2750551A1
Application number: DE19772750551
Authority: DE
Inventors: Heinz Ing Grad Baumann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-11-11
Filing date: 1977-11-11
Publication date: 1979-05-17
Also published as: DE2750551C2; FR2408968B1; US4368535A; GB2007938A; GB2007938B; FR2408968A1

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München < VPA 77 P 5124 BRD

Röntgenschichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern

Die Erfindung betrifft ein Röntgenschichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjekts, mit einer Strahlenmeßanordnung mit einer von einem Röntgengenerator gespeisten Röntgenröhre, die ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes Röntgenstrahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke ist, mit einem Strahlungsempfänger, der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt durch Abtastung des projizierten Röntgenstrahlenbündels ermittelt, mit einem Drehrahmen zur Drehung der Röntgenröhre 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.

Es besteht das Bestreben, die Bildaufnahmezeit bei einem Röntgenschichtgerät dieser Art so kurz wie möglich zu halten. Die Bildaufnahmezeit ist im wesentlichen durch die Ablaufzeit eines Aufnahmezyklusses, also durch den mechanischen Aufbau des Gerätes bestimmt. Ein Röntgenschichtgerät der eingangs genannten Art ist z.B. in der DT-AS 24 37 710 beschrieben. Bei diesem bekannten Röntgenschichtgerät ist der Röntgengenerator stationär angeordnet und mit der Röntgenröhre durch Hochspannungskabel verbunden. Diese Kabel müssen eine Schleife bilden, so daß die Röntgenröhre zum Abtasten des Aufnahmeobjekts bewegbar ist und begrenzen die Aufnahmezeit nach unten.

Tp 5 Ler / 12.10.19790 9820/0194

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Röntgenschichtgerät der eingangs genannten Art hinsichtlich seines Aufbaus so auszubilden, daß eine schnelle Bewegung der Röntgenstrahlenquelle zur Abtastung eines Aufnahmeobjekts und damit eine kurze Bildaufbauzeit möglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die hochspannungsseitigen Bauelemente des Röntgengenerators in einem am Drehrahmen befestigten, ölgefüllten Kessel angeordnet sind, daß zur Energieübertragung zwischen dem Drehrahmen und einer feststehenden Energiezuführungseinrichtung eine rotierende Stromkupplung vorgesehen ist und daß die Anode der Röntgenröhre an Masse liegt. Bei dem erfindungsgemäßen Röntgenschichtgerät brauchen zu der Röntgenstrahlenquelle keine Hochspannungskabel geführt zu werden. Die Kupplung zwischen den Generatorteilen, die auf dem Drehgestell angeordnet sind und der Energiezuführungseinrichtung kann beispielsweise über eine Bürsten-Schleifringanordnung erfolgen. Bei der Bewegung der Röntgenstrahlenquelle brauchen daher keine schweren Kabel mitbewegt zu werden, so daß sehr kurze Bildaufbauzeiten möglich sind. Aufgrund der geerdeten Anode der Röntgenröhre ist ein Strahlenaustritt am Ende des Röntgenröhrengehäuses bei klein ausgebildetem Röntgenröhrengehäuse möglich,was bei einem Röntgenschichtgerät der erfindungsgemäßen Art einen günstigen mechanischen Aufbau ergibt.

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

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Röntgenschichtgeräts nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Ansicht des Röntgenschichtgeräts gemäß Figur 1 in Richtung des Pfeils II,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Figur 1,

Fig. 4 einen Schnitt nach der linie IV-IV in Figur 2, und Fig. 5 u. 6 Schaltbilder zur Erläuterung der Figuren 1 bis

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Das in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Röntgenschichtgerät besitzt einen kreisringförmig ausgebildeten Strahlungsempfänger 1, welcher aus einer Reihe von Detektorelementen besteht. Er umschließt eine Röntgenröhre 2 und einen Kollimator 3, welche an einem Drehrahmen 4 befestigt sind. Der Drehrahmen 4 ist mit der Röntgenröhre 2 und dem Kollimator 3, dessen Lamellen auf den Fokus 5 der Röntgenröhre 2 ausgerichtet sind, um die Achse 6 des Strahlungsempfängers 1 drehbar. Der Strahlungsempfänger 1 ist an einem Meßwertumformer 7 angeschlossen, welcher aus den während einer Drehung der Röntgenröhre 2 um einen Winkel von 360° erzeugten Ausgangssignalen der Detektorelemente des Strahlungsempfängers 1 die Absorptionswerte vorbestimmter Punkte einer Querschicht eines auf einer Liege 8 liegenden Patienten berechnet. Zur Formung des den Patienten durchstrahlenden Röntgenstrahlenbündels ist an der Röntgenröhre 2 ein Kollimator 9 befestigt, welcher ein fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel einblendet, dessen Ausdehnung so gewählt ist, daß es die gesamte zu untersuchende Querschicht eines auf der Liege 8 liegenden Patienten durchsetzt und daß seine Abmessung senkrecht zu dieser Schicht gleich der Schichtstärke ist. Die vom Meßwertumformer 7 berechneten Absorptionswerte werden als Querschichtbild in Form von Grauwerten auf einem Sichtgerät 11 wiedergegeben. Der Meßwertumformer 7 und das Sichtgerät 11 sind der Einfachheit halber nur in der Figur 1 dargestellt.

Aus dem Schaltbild gemäß Figur 5 geht hervor, daß die Röntgenröhre 2 an einem Hochspannungsgleichrichter 12 angeschlossen ist, welcher von einem Hochspannungstransformator 13 gespeist wird. Die Primärenergie wird dem Hochspannungstransformator von einem Wechselrichter 14 zugeführt, der über einen ein LC-Glied enthaltenden Gleichspannungszwischenkreis 15 von einem Netzgleichrichter 16 gespeist wird. Dem Netzgleichrichter 16 ist noch ein Netzangleichglied 17 vorgeschaltet. Die Frequenz des Wechselrichters 14 ist eine Mittelfrequenz im kHz-Bereich. Der Hochspannungstransformator 13 kann deshalb leicht und klein ausgebildet werden.

Die Bauelemente 2 und 12 bis 15 sind gemäß Figur 3 am Drehrahmen 4 befestigt. Der Hochspannungstransformator 13 mit dem

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Hochspannungsgleichrichter 12 ist dabei im Raum 22 angeordnet, während die Bauelemente 14, 15 im Raum 23 liegen. Die Energiezuführung zum Gleichspannungszwischenkreis 15 erfolgt über eine Bürsten-Schleifringanordnung 24. Die Bauelemente 2, 12, 13, 14, 15 rotieren also bei der Rotation des Drehrahmens 4 mit. Bei dieser Rotation müssen keinerlei schwere Kabel bewegt werden, so daS die Rotation sehr schnell erfolgen kann. Aufgrund der Ausbildung des Röntgengenerators gemäß Figur 5 als Mittelfrequenzgenerator ergibt sich ein besonders leichter und raumsparender Aufbau, der eine sehr kurze Abtastzeit ermöglicht.

Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, anstelle einer einzigen Röntgenröhre 2 auch mehrere Röntgenröhren winkelmäßig gegeneinander versetzt am Drehrahmen 4 anzuordnen. In diesem Fall ergibt sich gegenüber dem dargestellten Fall der Verwendung einer einzigen Röntgenröhre eine weitere Reduzierung der Abtastzeit, da der Drehwinkel kleiner sein kann als bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel .

In der Figur 6 sind die Schaltbilder der Röntgenröhre 2, des Hochspannungsgleichrichters 12 und des Hochspannungstransformators 13 gezeigt. Die Anode der Röntgenröhre 2 ist mit dem Gehäuse 25 verbunden, d.h. an Masse gelegt. Die Verbindungsleitungen zwischen der Röntgenröhre 2 und dem Hochspannungsgleichrichter 12 liegen ebenfalls in öl im Gehäuse 25.

Da die Anode der Röntgenröhre 2 an Masse gelegt ist, kann die Röntgenröhre 2 mit ihrem anodenseitigen Ende sehr nahe an die Wandung des Gehäuses 25 herangerückt werden. Es ist also möglieh, die Strahlenaustrittsöffnung des Gehäuses 25 nahe dem Gehäuseende vorzusehen, was günstige Voraussetzungen für den konstruktiven Aufbau gemäß den Figuren 1 und 4 ergibt. Insbesondere ist es möglich, die anodenseitige Zuleitung 31 der Röntgenröhre 2 sehr nahe an der in den Figuren 1 und 4 oben liegenden tfandung 25a des Gehäuses 25 zu verlegen, so daß der Abstand zwischen der Röntgenröhre 2 und dem Strahlungsempfänger 1 klein gehalten werden kann. Der Abstand zwischen der kathodenseitigen Zuleitung der Röntgenröhre 2 und der Wandung des Gehäuses 25 kann aufgrund der Anordnung der Röntgenröhre 2 ausreichend groß gehalten werden.

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Die Erdung der Anode der Röntgenröhre 2 hat über den Vorteil, das Röntgenschichtgerät konstruktiv günstig aufbauen zu können, hinaus noch folgende Vorteile:

Bei Verwendung einer Röntgenröhre in Drehanodenausführung kann wegen der geerdeten Anode der Luftspalt zwischen Stator und Rotor sehr klein gehalten werden. Zwischen dem an Masse liegen den Stator und dem Rotor tritt nämlich praktisch keine Potentialdifferenz auf. Dies ergibt günstige Antriebseigenschaften und eine gute Wärmeabfuhr.

Wird eine Röntgenröhre in Festanodenausführung verwendet, so besteht die Möglichkeit, zur Erzielung guter Kühlungseigenschaften einen wasserdurchströmten Anodenblock vorzusehen. Zwischen der Wasserleitung und der Anode tritt nämlich auch in diesem Fall keine Potentialdifferenz auf.

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Claims

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Patentanspruch

Röntgenschichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjekts, mit einer Strahlenmeßanordnung mit einer von einem Röntgengenerator gespeisten Röntgenröhre, die ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes Röntgenstrahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke ist, mit einem Strahlungsempfänger, der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt durch Abtastung des projizierten Röntgenstrahlenbündels ermittelt, mit einem Drehrahmen zur Drehung der Röntgenröhre 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, dadurch gekennzeichnet, daß die hochspannungsseitigen Bauelemente (12, 13) des Röntgengenerators (12 bis

17) in einem am Drehrahmen (4) befestigten, ölgefüllten Kessel (25) angeordnet sind, daß zur Energieübertragung zwischen dem Drehrahmen (4) und einer feststehenden Energiezuführungseinrichtung (16, 17) eine rotierende Stromkupplung (24) vorgesehen ist und daß die Anode der Röntgenröhre (2) an Masse liegt.

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