DE2818610C2 - Computer-Tomograph - Google Patents
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Description
dadurch gekennzeichnet,
— daß der — mindestens eine — zusätzliche Detektor
ein Prüf- Detektor (13; 302) ist,
— um die Lage des Aufnahmeobjekts (5) im Erfassungsfeld der Detektor-Anordnung
(6; 303—318) zu überprüfen,
— indem der Prüf-Detektor (13; 302) an den einen Eingang eines Vergleichers (342) angeschlossen
ist,
— dessen anderer Eingang (Th) mit einem Schwellenwert beaufschlagt ist, und an dessen
Ausgang
— eine Anzeigeeinheit (346) angeschlossen ist, die abhängig vom Ausgangssignal des Vergleichers
(342), wenn das logorithmierte, integrierte Ausgangssignal des Prüfdetektors (13; 302) den
Schwellenwert überschreitet, ein Warnsignal oder eine Sichtanzeige erzeugt.
Die Erfindung betrifft einen Computer-Tomograph nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Bei einem derartigen bekannten Computer-Tomographen (vgl. DE-OS 24 42 809) kann die Detektor-Anordnung
einen zusätzlichen Detektor aufweisen, der die vom Aufnahmeobjekt nicht geschwächte Strahlung erfaßt,
damit die aus den von den übrigen Detektoren gewonnenen Meßwerten zu errechnende Verteilung
der Absorption in der Ebene des Aufnahmeobjekts von zeitlichen Schwankungen der Strahlungsintensität nicht
beeinflußt wird.
Ferner ist mit der Strahlungsquelle eine optische Justiervorrichtung
fest verbunden, die drei Lichtstrahlen aussendet, die im justierten Zustand die beiden äußersten
und den in der Mitte der Detektor-Anordnung befindlichen Detektoren treffen, um so die Detektor-Anordnung
auf das durch Kollimatoren vor der Strahlungsquelle ausgeblendete Strahlenbündel auszurichten.
Auch mit diesem bekannten Computer-Tomographen läßt sich nicht verhindern, daß ggf. das Aufnahmeobjekt
sich teilweise (mit irgendwelchen Randzonen) außerhalb des Erfassungsfelds der Detektor-Anordnung
befindet, ohne daß dies dem Bediener des Computer-Tomographen angezeigt wird. In diesem Fall kann
es zu einer beträchtlichen Verschlechterung der Qualität desTransversal-Schichtbildes kommen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Computer-Tomographen der eingangs genannten
Art zu schaffen, der — zudem einfach — eine Überprüfung
der Lage des Aufnahmeobjekts im Erfassungsfe'd der Detektor-Anordnung sichert.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Lehre nach dem kennzeichnenden Teil
ίο des Patentanspruchs.
Die erfindungsgemäß ermöglichte Überprüfung ist besonders einfach, weil sie ohne zusätzliche optische
Mittel auskommt, also insbesondere keine gesonderte Lichtquelle erfordert, sondern die ohnehin von der
Strahlungsquelle ausgehende Strahlung ausnutzt. An Zusat?maßnahmen sind nur mindestens ein weiterer
Detektor in der Detektor-Anordnung und eine entsprechende Ergänzung der (elektronischen) Signalverarbeitungseinrichtung
notwendig, also nur eine Erweiterung ohnehin vorhandener Systeme unter Vermeidung weiterer,
andersartiger(z. B. lichtoptischer) Systeme.
Vorzugsweise wird das Ausgangs-Signal des mindestens einen Prüf-Detektors vor seiner Einspeisung in
den Vergleicher logarithmiert (wegen der exponentiellen Schwächung von Strahlung im Körper gelangt man
durch Logarithmieren des Signals entsprechend der einen Körper durchsetzenden Strahlung unmittelbar zum
Exponenten und damit zum Strahlungs-Absorptionskoeffizienten).
Der Schwellenwert des Vergleichers kann das Signal von irgendeinem der Detektoren sein, der mit Strahlung
beaufschlagt wird, die Luft bzw. Vakuum durchlaufen hat.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen weitgehend bekannten Computer-Tomographen (ohne die Signalverarbeitungseinrichtung)
mit den erfindungsgemäß verwendeten Prüf-Detektorenund
F i g. 2 das Blockschaltbild der in F i g. 1 nicht gezeigten, ebenfalls weitgehend bekannten Signalverarbeitungseinrichtung
einschließlich des Schaltungsteils, der die Ausgar.gssignale der Prüf-Detektoren verarbeitet.
Wie aus Fig. 1 im einzelnen ersichtlich ist, erzeugt eine Röntgenröhre 1 an ihrer Anti-Kathode 2 Röntgenstrahlen 3, die nach Durchlaufen eines Kollimators 4 zum größten Teil (d. h. abgesehen von Randstrahlen) ein Aufnahmeobjekt 5 (hier einen menschlichen Kopf) und dann nach dessen Durchdringen auf Detektor 6, Korso rektur-Detektor 12 und Prüf-Detektor 13 treffen, wobei die Detektoren 12 und 13 nur mit Randstrahlen beaufschlagt werden.
Wie aus Fig. 1 im einzelnen ersichtlich ist, erzeugt eine Röntgenröhre 1 an ihrer Anti-Kathode 2 Röntgenstrahlen 3, die nach Durchlaufen eines Kollimators 4 zum größten Teil (d. h. abgesehen von Randstrahlen) ein Aufnahmeobjekt 5 (hier einen menschlichen Kopf) und dann nach dessen Durchdringen auf Detektor 6, Korso rektur-Detektor 12 und Prüf-Detektor 13 treffen, wobei die Detektoren 12 und 13 nur mit Randstrahlen beaufschlagt werden.
Beim Betrieb des Computer-Tomographen werden die Röntgenröhre 1 sowie die Detektoren 6,12 und 13 in
Pfeilrichtung 9 um das Aufnahmeobjekt 5 herumgedreht, wobei sie ihre gegenseitige Lage beibehalten.
Da das Ausgangssignal der Detektoren 6, soweit sie von Strahlen 3 beaufschlagt werden, die das Aufnahmeobjekt
5 durchsetzt haben, bekanntlich exponentiell abgeschwächt ist, führt seine Verarbeitung in einem Logarithmierer
10 zu einer Größe entsprechend dem Röntgenstrahlungs-Absorptionskoeffizienten des Aufnahmeobjekts
5.
Die Detektoren 12 und 13 sind vorgesehen, um die Bildqualität des Compuier-Tomographen zu verbessern,
wobei eine geeignete Verarbeitung ihrer Ausgangssignale stattfindet (vgl. dazu weiter unten die Erläuterung
von F i g. 2).
Die Korrektur-Detektoren 12 überwachen eine Änderung der Stärke der von der Röntgenstrahlröhre 1
erzeugten Strahlung 3, um diese Änderung als elektrisches Signal zu erfassen und so letztlici; eine Korrektur
des Ausgangssignals der Detektoren 6 vornehmen zu können.
Das Ausgangssignal der Prüf-Detektoren 13 wird
derart in der SignalverarbeitungEeinrichiung verarbeitet,
daß mit ihm festgestellt werden kann, ob das Aufnahmeobjekt 5 im Erfassungsfeld der Gesamtheit der
Detektor-Anordnung liegt.
Jeder Detektor 6, 12 und 13 kann ein herkömmlicher Funken- oder Gaskammer-Röntgenstrahlendeiektor
sein (vgl. z. B. US· PS 40 31 306). in dem die auftreffenden Röntgenstrahlen durch Ionisation eines Edelgases
oder inaktiven Gases ein elektrisches Signal erzeugen.
F i g. 2 zeigt nun im einzelnen das Blockschakbild der
Signalverarbeitungscinrichtung für die von den Detektoren 6, 12 und 13 abgegebenen Signale. Dabei sind
schematisch durch Blöcke 301 —303 die Detektoren von F i g. 1 noch einmal dargestellt, wobei folgender bezugszeichenmäßiger
Zusammenhang besteht: 301 entspricht 12, 302 entspricht 13, 303-318 entspricht 6: d.h. in
Fig. 2 wird nur von 16 Detektoren 303—318 entsprechend den Detektoren 6 von Fig. 1 ausgegangen, obwohl
in Wirklichkeit regelmäßig weit mehr Detektoren verwendet werden, z. B. 256. Die Darstellung einer so
großen Anzahl von Detektoren hätte aber das Verständnis der Zeichnung beträchtlich erschwert.
Ein bei Drehung der Röntgenröhre 1 und der Detektor-Anordnung in herkömmlicher Weise erzeugu-s Winkelsignal
θ wird in ein Steuerglied 337 eingespeist, das seinerseits ein Ausgangssignal zum Betrieb eines Zählers
345 abgibt, dessen Ausgangssignale Integrierer 319—336 betätigt bzw. setzt. Das Steuerglied 337 speist
auch Adreßsignale in einen Multiplexer 339, ein Halle-Start-Signal in ein Halteglied 241, ein Vergleichs-Start-Signal
in einen Vergleicher 342 und ein A/D(Analog/Digital)-Umsetz-Start-Signal
in einen A/D-Umseizer 344.
Zunächst wird der Integrierer 319 durch das Ausgangssignal des Zählers 345 betätigt, so daß er das Ausgangssignal
von einem Korrektur-Detektor 301 während einer Integrationszeit ΔΤ integriert. Nach Ablauf
der Integrationszeit ΔΤ wird der Integrierer 319 durch ein Adreßsignal vom Steuerglied 337 über den Multiplexer
339 angesteuert, damit das Integral des Ausgangssignals des Korrektur-Detektors 30t einer Logarithmierung
in einem Logarithmierer 340 unterworfen werden kann. Die logarithmierte Größe In /„ wird im Halteglied
341 durch das Halte-Start-Signal vom Steuerglied 337
gehalten oder kurzfristig gespeichert.
Sodann wird der Integrierer 320 betätigt, damit das Ausgangssignal vom Prüf-Detektor 302 integriert werden
kann. Auch der lniegrierer 320 wird vom Multiplexer 339 nach einer Integrationszeit z/7angesteuert, wonach
das Integral des Ausgangssignals des Prüf-Detektors 302 im Logarithmierer 340 lugarithmiert wird. Bei
Einspeisen des Vergleichs-Start-Signals vom Steuerglied 332 wird das logarithmierte Integral (Bezugssignal)
im Vergleicher 342 mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen, der an einem Anschluß Th
anliegt und dem Erfassungsfeld der Detektor-Anordnung 6 entspricht. Falls das logarithmierte integrierte
Ausgangssignal des Prüf-Detektors 302 den Schwellenwert überschreitet, erzeugt eine geeignete Anzeige 346
ein Warnsignal oder ein sonstiges Signal, das anzeigt, daß das Aufnahmeobjekt sich nicht vollständig im Erfassungsfeld
der Detektor-Anordnung 6 befindet.
Der am Anschluß Tu in den Vergleioher 342 eingespeiste
Schwellenwert kann dabei von irgendeinem gegebenen Detektor stammen, wenn die Röntgenstrahlen
Luft durchlaufen.
Es sei nun angenommen, daß der n-te Integrierer der
Integrierer 321—336 im Zeitpunkt t = Tbetätigt wird.
Dann wird der /7-te Integrierer durch den Multiplexer 339 zum Zeilpunkt / = T + JTangesteuert, so daß das
integrierte Ausgangssigna! des dem η-ten Integrierer to zugeordneten Fühlers am Logarithmierer 340 anliegt,
dessen Ausgangssignal als logarithmierte Größe In In in
einem Subtrahierer 343 von der Größe In I0 subtrahiert
wird, die zuvor im Halteglied 341 gehalten worden ist
Die am Ausgang des Subtrahierers 343 anstehende korrigierte Größe In IJln wird in ein Digital-Signal durch
öen A/'D-Umsetzer 344 umgesetzt. Bei Abschluß der A/D-Umseizung im A/D-Umsetzer 344 unterbricht ein
Ausgangssignal vom A/D-Umsetzer 344 den Betrieb des Zählers 345, der seinerseits jeden der Integrierer
319 — 336 rückseizt bzw. löscht. Das Ausgangssignal vom A/D-Umscizer 344 erregt auch einen Adreßzähler
347. damit das Ausgangssignal des A/D-Umsetzers 344 in einem Speicher 348 an einer ihm durch den Adreßzähler
347 zugeordneten Adresse gespeichert wird.
Beim oben erläuterten Ausführungsbeispiel wurde die Lage des Aufnahmeobjekts im Erfassungsfeld der Detektor-Anordnung 6 dadurch geprüft, daß das Ausgangssignal des Prüf-Detektors 13 bzw. 302 mit einem vorgegebenen Schwellenwert im Vergleicher 342 verglichen wird. Diese Prüfung kann aber auch so erfolgen, daß die Ausgangssignale der Detektoren 12 bzw. 301 und 13 bzw. 302 derart verglichen werden, daß ein Verlassen des Erfassungsfelds angezeigt wird, wenn die Differenz zwischen diesen Detektor-Ausgangssignalen einen vorbestimmten Pegel überschreitet.
Beim oben erläuterten Ausführungsbeispiel wurde die Lage des Aufnahmeobjekts im Erfassungsfeld der Detektor-Anordnung 6 dadurch geprüft, daß das Ausgangssignal des Prüf-Detektors 13 bzw. 302 mit einem vorgegebenen Schwellenwert im Vergleicher 342 verglichen wird. Diese Prüfung kann aber auch so erfolgen, daß die Ausgangssignale der Detektoren 12 bzw. 301 und 13 bzw. 302 derart verglichen werden, daß ein Verlassen des Erfassungsfelds angezeigt wird, wenn die Differenz zwischen diesen Detektor-Ausgangssignalen einen vorbestimmten Pegel überschreitet.
Obwohl in Fig. 1 die Detektoren 12 und 13 auf beiden
Seiten der Fühler-Anordnung 6 vorgesehen sind, können sie auch lediglich an einer Seite der Detektor-Anordnung
6 vorgesehen sein. Auch in letzterem Fall ist die Qualität des Transversal-Schichtbildes verbessert.
Die Anzahl der Detektoren 12 bzw. 13 ist nicht auf Eins beschränkt, z. B. können drei oder vier Detektoren 12
bzw. 13 vorgesehen sein. Falls die Detektoren 12 und 13 auf beiden Seiten der Detektor-Anordnung 6 angeordnet
sind, kann das Erfassung ^feld vergrößert werden, so
daß die in diese Detektoren in der Nähe der beiden Enden der Detektor-Anordnung eintretenden Röntgenstrahlen
nur durch eine Luftschicht verlaufen, weshalb das Ausgangssignal von diesen Detektoren für das
so Überprüfen der Lage des Aufnahmeobjekts im Erfassungsfeld verwendet werden kann.
Im übrigen kann die Erfindung trotz ihrer Erläuterung anhand der Erzeugung des Transversal-Schichtbildes
mittels divergenter Röntgenstrahlen auch zur Transversat-Schichtbild-Erzeugung mittels /-Strahlen
verwendet werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:
Computer-Tomograph mit— einer Strahlungsquelle zum Bestrahlen eines Aufnahmeobjektes,— einer Detektor-Anordnung zum Erfassen der von der Strahlungsquelle aus das Aufnahmeobjekt durchsetzenden Strahlung,— einem Drehantrieb für die Strahlungsquelle und die Detektor-Anordnung in vorbestimmter Lage zueinander, und— einer Signalverarbeitungseinrichtung, die aus den Ausgangssignalen der Detektor-Anordnung ein Transversal-Schichtbild des Aufnahmeobjekts rekonstruiert,— wobei die Detektor-Anordnung an mindestens einer Seite einen zusätzlichen Detektor aufweist,
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10492277A JPS5438789A (en) | 1977-09-02 | 1977-09-02 | Tomography |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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- 1978-04-27 GB GB16805/78A patent/GB1601580A/en not_active Expired
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Also Published As
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| JPS5438789A (en) | 1979-03-23 |
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