DE2814242A1

DE2814242A1 - Schichtgeraet zur herstellung von transversalschichtbildern

Info

Publication number: DE2814242A1
Application number: DE19782814242
Authority: DE
Inventors: Franz Ing Grad Mueller; Manfred Dipl Ing Dr In Pfeiler; Helmut Dipl Ing Schenk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-04-03
Filing date: 1978-04-03
Publication date: 1979-10-04
Also published as: DE2814242B2; DE2814242C3

Description

Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschicht-
bildern Die Erfindung betrifft ein Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjekts mit einer Strahlenmeßanordnung, die eine Strahlenquelle, welche ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes fächerförmiges Strahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke ist, sowie einen Strahlenempfänger enthält, der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt ermittelt, sowie mit einer Drehvorrichtung für die Meßanordnung zur Durchstrahlung des Aufnahmeobjekts aus verschiedenen Richtungen und mit einem Meßwertumformer für die Transformation der vom Strahlenempfänger gelieferten Signale in ein Schichtbild, bei dem der Strahlenempfänger aus einer Reihe einzelner Detektoren besteht und vor jedem Detektor eine Blende zur Begrenzung des von Strahlung getroffenen Feldes des Detektors angeordnet ist.
Mit einem Schichtgerät dieser Art ist es möglich, aus den von den Detektoren gelieferten Signalen die Schwächungskoeffizienten bestimmter Punkte der untersuchten Schicht in Form einer Matrix zu bestimmen und aufgrund dieser Schwächungskoeffizienten ein Bild der untersuchten Schicht, z.B. auf einem Fernsehmonitor, wiederzugeben. Das räumliche Bildauflösungsvermögen hängt bei einem Schichtgerät dieser Art von der von Strahlung getroffenen Detektorbreite ab. Je kleiner diese durch die vor den Detektoren liegenden Blenden festgelegte Breite ist, umso höher ist die räumliche Auflösung, umso geringer ist aber die Nutzung des Quantenangebots. Das Quantenrauschen verringert sich mit der Vergrößerung der wirksamen Breite der Detektoren. Es ist daher wichtig, für einen bestimmten Zweck eine optimale wirksame Detektorbreite festzulegen, bei der sowohl die räumliche Auflösung als auch das Quantenrauschen annehmbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schichtgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die räumliche Auflösung und die Nutzung des Quantenangebots einstellbar sind, daß also das Gerät unterschiedlichen Anforderungen hinsichtlich der räumlichen Auflösung und des Quantenrauschens angepaßt werden kann.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Blenden vor den Detektoren und damit die von Strahlung getroffenen Felder der Detektoren einstellbar sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Schichtgerät ist es möglich, abhängig von den jeweiligen Forderungen die von Strahlung getroffene Detektorbreite einzustellen. Diese Breite kann z.B. in dem Fall, in dem eine hohe räumliche Auflösung gefordert wird, aber das Quantenrauschen eine untergeordnetere Rolle spielt, sehr klein gewählt werden, während sie in einem Fall, in dem größ- ter Wert auf geringes Quantenrauschen gelegt wird, groß gewählt werden kann.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erz läutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Darstellung eines Schichtgeräts der Gattung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Erläuterung des Erfindungsgedankens, Fig. 2 eine Seitenansicht der Meßanordnung bei dem Schichtgerät gemäß Figur 1, und Fig. 3 u. 4 zwei Varianten der für die Erfindung wesentlichen Blendenausbildung bei dem Schichtgerät gemäß den Figuren 1 und 2.
Bei dem dargestellten Schichtgerät handelt es sich um ein Röntgenschichtgerät, das gemäß den Figuren 1 und 2 für einen Patienten 1 eine Liege 2 aufweist. Der Patient 1 wird von einem fächerförmigen Röntgenstrahlenbündel 3 durchstrahlt. Das Röntgenstrahlenbündel 3 geht vom Fokus 4 einer Röntgenröhre 5 aus und ist durch eine Primärstrahlenblende 6 so eingeblendet, daß seine Querschnittsausdehnung senkrecht zur untersuchten Körperschicht 7 gleich der Schichtstärke und in der untersuchten Körperschicht 7 so groß ist, daß der gesamte Patient 1 durchsetzt wird. In Strahlenrichtung gesehen nach dem Patienten 1 ist ein Strahlenempfänger 8 angeordnet, welcher aus einer Detektorreihe besteht.
Vor jedem der Detektoren 8a, 8b, 8c usw. ist je eine Blende 9a, 9b, 9c usw. angeordnet. Die Detektoren 8a usw. und die Blenden 9a usw. sind in den Figuren 1 und 2 nur schematisch dargestellt.
Zur Abtastung des Patienten 1, z.B. der Schicht 7, wird die Meßanordnung 5, 8 um 3600 um den Patienten 1 um die Achse 1a gedreht. Die Abtastung kann dabei in der Weise erfolgen, daß beispielsweise die Röntgenröhre 5, die von einem Röntgengenerator 10 gespeist wird, pro Winkelgrad einmal gepulst wird, so daß beispielsweise bei 256 Detektoren im Strahlenempfänger 8 bei einem Abtastvorgang 256 x 360 Meßsignale einem Meßwertumformer 11 zugeführt werden. Die Drehung erfolgt durch eine Drehvorrichtung 12, welche einen Rahmen 13 mit der Meßanordnung 5, 8 dreht. Der Meßwertumformer 11 enthält einen Computer, welcher aus den Meßwertsignalen ein Bild der durchstrahlten Körperschicht berechnet. Zur Wiedergabe dieses Bildes ist der Meßwertumformer 11 an einem Sichtgerät 14 angeschlossen.
Wie eingangs geschildert, hängen die räumliche Bildauflösung und Dichteauflösung von dem Quantenrauschen und von der wirksamen Detektorbreite ab. Zur Anpassung dieser wirksamen Detektorbreite b an die åjeweiligen Anforderungen sind die den Detektoren 8a usw. vorgeschalteten Blenden 9a usw. hinsichtlich ihrer Breite einstellbar.
Bei dem Beispiel gemäß Figur 3, das den Detektor 8b zwischen den Detektoren 8a und 8c zeigt, ist die vor dem Detektor 8b liegende Blende 9b in ihrem Aufbau gezeigt. Sie weist zwei Blendenwände 15, 16 auf. Jede Blendenwand 15, 16 besteht aus zwei Teilen 15a, 15b bzw.
16a, 16b, die in bezug auf die Mittelachse der jeweiligen Blendenwand verstellbar gelagert sind. Dadurch ist es möglich, die wirksame Detektorbreite b einzustellen.
Die Teile 15a, 15b bzw. 16a, 16b der Blendenwände 15, 16 sind mit Stufen versehen, die sich derart überlappen, daß die Strahlung in keiner Stellung zweier eine Blendenwand bildenden Teile zwischen diesen Teilen durch- treten und auf einem Detektor auftreffen kann.
Die Blendenwand 15 bildet gleichzeitig die linke Blendenwand für den Detektor 8b und die rechte Blendenwand für den Detektor 8a. Analog dazu bildet die Blendenwand 16 gleichzeitig die rechte Blendenwand für den Detektor 8b und die linke Blendenwand für den Detektor 8c. Die Detektoren 8a usw. sind in der Figur 3 nur schematisch dargestellt. Sie können beispielsweise Halbleiterdetektoren sein, denen Wandler vorgeschaltet sein können, die die Röntgenstrahlen in sichtbares Licht umwandeln. Sie können auch von Szintillationskristallen mit nachgeschalteten Fotomultipliern gebildet sein.
Das Beispiel der Figur 3 zeigt die Detektoren mit den Blendenwänden in einer Ansicht entsprechend der Figur 2.
Im Gegensatz dazu ist in der Figur 4 die Detektorreihe mit den davor liegenden Blenden in einer Ansicht in Richtung der Röntgenstrahlung, also in Richtung des Pfeiles IV in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Auch in der Figur 4 sind wieder die drei Detektoren 8a, 8b und 8c gezeigt. Für-alle Detektoren ist ein gemeinsamer Blendenkörper 17 vorgesehen, welcher für jeden Detektor mehrere Strahlendurchtrittsöffnungen unterschiedlicher Durchmesser aufweist, welche quer zur Längsrichtung der Detektorreihe 8a usw. hintereinander und von denen Öffnungen gleicher Durchmesser in dieser Längsrichtung in Reihe liegen. In der Figur 4 sind für den Detektor 8a eine Öffnung 18a mit großer Breite und eine Öffnung 18b mit kleiner Breite, für den Detektor 8b eine Öffnung 19a mit großer Breite und eine Öffnung 19b mit kleiner Breite und für den Detektor 8c eine Öffnung 20a mit großer Breite und eine Öffnung 20b mit kleiner Breite dargestellt. Die Öffnungen 18a, 18b; 19a, 19b und 20a, 20b bilden quer zur Längsrichtung der Detektorreihe verlaufende Schlitze, deren Weite stufenförmig abnimmt.
Der Blendenkörper 17 ist in Richtung des Pfeiles 21 verstellbar gelagert. In der gezeichneten Stellung ist die große Blendenbreite wI#irsam Wird der Blendenkörper 17 in Richtung des Pfeiles 21 so verstellt, daß die Öffnungen 18b, 19b, 20b vor den Detektoren 8a, 8b, 8c liegen, so ist die kleine wirksame Detektorbreite eingestellt.
Im Rahmen der Erfindung ist es bei dem Beispiel gemäß Figur 4 denkbar, mehr als zwei wirksame Detektorbreiten pro Detektor vorzuseheng indem für jeden Detektor mehr als zwei Abstufungen für die wirksame Detektorbreite vorgesehen werden und die Verstellung des Blendenkörpers 17 entsprechend in mehreren Schritten erfolgt.
Die Erfindung ist nich a.ut das dargestellte Gerät beschränkt, sondern auch bei einem Schichtgerät anwendbar, bei dem wechselweise ein Drehschritt und ein Transversal-Verschiebeschritt der Strahlenmeßanordnung erfolgt.

Claims

Patentansprüche 1. Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjekts mit einer StrahlenmeBanordnung, die eine Strahlenquelle, welche ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes fächerförmiges Strahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke ist, sowie einen Strahlenempfänger enthält, der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt ermittelt, sowie mit einer Drehvorrichtung für die Meßanordnung zur Durchstrahlung des Aufnahmeobjekts aus verschiedenen Richtungen und mit einem Meßwertumformer für die Transformation der vom Strahlenempfänger gelieferten Signale in ein Schichtbild, bei dem der Strahlenempfänger aus einer Reihe einzelner Detektoren besteht und vor jedem Detektor eine Blende zur Begrenzung des von Strahlung getroffenen Feldes des Detektors angeordnet ist, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Blenden (9a usw.) und damit die von Strahlung getroffenen Felder der Detektoren (8a usw.) einstellbar sind.
2. Schichtgerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß jede Blendenwand (15, 16) aus zwei Teilen (15a, 15b; 16a, 16b) besteht, deren Abstand einstellbar ist und die mit Stufen versehen sind und sich derart überlappen, daß die Strahlung in keiner Stellung zweier eine Blendenwand (15, 16) bildenden Teile (15a, 15b; 16a, 16b) zwischen diesen Teilen durchtreten kann.
3. Schichtgerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß vor allen Detektoren (8a usw.) ein gemeinsamer Blendenkörper (17) angeordnet ist, welcher für jeden Detektor (8a usw.) mehrere Strahlendurchtrittsöffnungen (18a, 19a, 20a; 18b, 19b, 20b) unterschiedlicher Breite auftreist, welche quer zur Längsrichtung der Detektorreihe (8) hintereinander und von denen Öffnungen (18a, 19a, 20a; 18b, 19b, 20b) gleicher Breite in dieser Långsrichtung in Reihe liegen, und daß der Blendenkörper (17) quer zur Längsrichtung der Detektorreihe (8) verstellbar gelagert ist.
4. Schichtgerät nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß im Blendenkörper (17) für jeden Detektor (8a usw.) je ein quer zur längsrichtung der Detektorreihe (8) verlaufender Schlitz (18a, 19a, 20a; 18b, 19b, 20b) vorgesehen ist, dessen Weite abnimmt.
5. Schichtgerät nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Schlitzweite stufenförmig abnimmt.