DE2814242C3

DE2814242C3 - Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern

Info

Publication number: DE2814242C3
Application number: DE19782814242
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. Schenk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-04-03
Filing date: 1978-04-03
Publication date: 1981-07-09
Also published as: DE2814242A1; DE2814242B2

Description

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Die Erfindung betrifft ein Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjekts mit einer Strahlenmeßanordnung, die eine <>o Strahlenquelle, welche ein das Aufnahmeobjekt dureh* dringendes fächerförmiges Strahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke ist, sowie einen Strahlenempfänger enthält, der die Strahlungsintensität &^r> 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 einstellbare 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, um so höher ist die räumliche Auflösung, um so geringer ist aber die Nutzung des Quantenangebotes. 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.

Ein Schichtgerät der eingangs genannten Art ist in der DE-OS 27 32 073 beschrieben. Bei diesem bekannten Schichtgerät ist es möglich, mit Hilfe der Blenden die von Strahlung getroffenen Felder der Detektoren senkrecht zur Längsrichtung der Detektorreihe einzustellen. Auf diese Weise ist eine Wahl der Schichtstärke möglich. Die räumliche Auflösung ist durch die bekannte Verstellmöglichkeit jedoch nicht beeinflußbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schichtgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die räumliche Auflösung und die Nutzung des Quantenangebotes einstellbar sind, daß also das Gerät unterschiedlichen Anforderungen hinsichtlich der räumlichen Auflösung und des Quantemauschens angepaßt werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Blenden so ausgebildet sind, daß die Detektorbreiten in Längsrichtung der Detektorreihe einstellbar sind. Bei dem erfindungsgemäßen Schichtge* rät 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 untergeordnete Rolle spielt, sehr klein gewählt werden, während sie in einem Fall, in dem größter Wert auf geringes Quantenrauschen gelegt wird, groß gewählt werden kann.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Darstellung eines Schichtgeräts der Gattung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Erläuterung des Erfindungsgedankens,

Fi g. 2 eine Seitenansicht der Meßanordnung bei dem Schichtgerät gemäß F i g. I und

Fig.3 u. 4 zwei Varianten der für die Erfindung wesentlichen Blendenausbildung bei dem Schichtgerät gemäß den F i g. 1 und 2.

Bei dem dargestellten Schichtgerät handelt es sich um ein Röntgenschichtgerät, das gemäß den Fig. 1 und 2 für einen Patienten 1 eine I ^; :ge 2 aufweist. Der Patient 1 wird von einem fächerföi »igen 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 Schichistärke und in der untersuchten Körperschicht 7 so groß ist, daß der gesamte Patient 1 durchsetzt wird. In Sirahlenrichtung gesehen nach dem Patienten I 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 F i g. 1 und 2 nur schematisch dargestellt

Zur Abtastung des Patienten 1, z. B. der Schicht 7, wird die Meßanordnung 5,8 um 360° um den Patienten 1 um die Achse la 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 χ 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, weicher 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 jeweiligen Anforderungen sind die den Detektoren 8a usw. vorgeschalteten Blenden 9a usw. hinsichtlich ihrer Breite einstellbar.

Bei dem Beispiel gemäß F i g. 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, 156 bzw. 16a, 166, die in bezug auf die Mittelachse der jeweiligen Blendenwand verstellbar gelagert sind. Dadurch ist es möglich, die wirksame Detektorbreite b einzustellen. Die Teile 15a, 156 bzw. 16a, 166 der Blenden wände 15,16 sind mit Stufen versehen, die sich derart überlappen, daß die Strahlung in keiner Stellung zweier eine Blendenwand bildenden Teile zwischen diesen Teilen durchtreten und auf einem Detektor auftreffen kann.

Die Blendenwand 15 bildet gleichzeitig die linke Blendenwand für den Detektor 86 und die rechte Blendenwand für den Detektor 8a. Analog dazu bildet die Blendenwand 16 gleichzeitig die rechte Blendenwand für den Detektor 86 und die linke Blendenwand für den Detekior 8c. Die Detektoren 8a usw. sind in der F i g. 3 nur schematisch dargestellt Sie können beispiels-

ϊ weise Halbleiterdetektoren sein, denen Wandler vorgeschaltet sein können, die die Röntgenstrahlen in sichtbares Licht umwandeln. Sie können auch von Szintillationskristallen mit nachgeschalteten Fotomultipliern gebildet sein.

ίο Das Beispiel der F i g. 3 zeigt die Detektoren mit den Blendenwänden in einer Ansicht entsprechend der Fig. 2. Im Gegensatz dazu ist in der Fig.4 die Detektorreihe mit den davor liegenden Blenden in einer Ansicht in Richtung der Röntgenstrahlung, also in Richtung des Pfeiles IV in den Fig. 1 und 2 dargestellt Auch in der Fig.4 sind wieder die drei Detektoren 8a, 86 und 8c gezeigt Für alle Detektoren ist ein gemeinsamer Blendenkörper 17 vorgesehen, welcher für jeden Detektor mehrere Strahlendurchtrittsöffnungen unterschiedlicher Durchmesser aufweist weiche quer zur Längsrichtung der Detekto^'dihe 8a usw. hintereinander und von denen Offnungtii gleicher Durchmesser in dieser Längsrichtung in Reihe liegen. In der Fig.4 sind für den Detektor 8a eine öffnung 18a

mit großer Breite und eine öffnung 186 mit kleiner Breite, für ;ien Detektor 86 eine Öffnung 19a mit großer Breite und eine öffnung 196 mit kleiner Breite und für den Detektor 8ceine öffnung 20a mit großer Breite und eine öffnung 206 mit kleiner Breite dargestellt Die

Öffnungen 18a, 186; 19a, 196 und 20a, 206 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 wirksam. Wird der Blendenkörper 17 in Richtung des Pfeiles 21 so verstellt daß die öffnungen 186, 196, 206 vor den Detektoren 8a, 86, 8c liegen, so ist die kleine wirksame Detektorbreite eingestellt

Im Rahmen der Erfindung ist es bei dem Beispiel gemäß Fig.4 denkbar, mehr als zwei wirksame Detektorbreiten pro Detektor vorzusehen, 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 nicht auf das dargestellte Gerät beschränkt, sondern auch bei einem Schichtgerät anwendbar, bei dem wechselweise ein Drehschritt und

so ein Transversal-Verschiebeschritt der Strahlenmeßanordnung erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjektes 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 Aufnahmeobjektes aus verschiedenen Richtungen und mit einem Meßwertumformer für die Transformation der vom Sirahlenempfänger gelieferten Signale in ein Schichtbild, bei dem der Strahlenempfänger aus einer Reihe einzelner Detektoren besteht und vor jedem Detektor eine einstellbare Blende zur Begrenzung des von Strahlung getroffenen Feldes des Detektors angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Blenden (9a usw.) so ausgebildet sind, daß die Detektorbreiten in Längsrichtung der Detektorreihe (8a usw.) einstellbar sind.

2. Schichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Blendenwand (15, 16) aus zwei Teilen (15a, 156; 16a, i&b) 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, 156; 16a, 166J zwischen diesen Teilen durchtreten kann.

3. Schichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor alkn Detektoren (8a usw.) ein gemeinsamer Blendenkörper (!"} angeordnet ist, welcher für jeden Detektor (8a usw.) mehrere Strahlendurchtrittsöffnungen(18a, 19a, 20a; 186,196, ZOb) unterschiedlicher Breite aufweist, welche quer zur Längsrichtung der Detektorreihe (8) hintereinander und von den Öffnungen (18a, 19a, 20a; 186, 196, 2Qb) gleicher Breite in dieser Längsrichtung in Reihe liegen, und daß der Blendenkörper (17) quer zur Längsrichtung der Detektorreihe (8) verstellbar gelagert ist.

4. Schichtgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Blendenkörper (17) für jeden Detektor (8a usw.) je ein quer zur Längsrichtung der Detektorreihe (8) verlaufender Schlitz (18a, 19a, 20a; 186,196,2Qb) vorgesehen ist, dessen Weite abnimmt,

5. Schichtgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzweite stufenförmig abnimmt.

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