DE2828467A1

DE2828467A1 - Verschlussmechanismus fuer die rotierende quelle eines kathodenstrahlabtasters

Info

Publication number: DE2828467A1
Application number: DE19782828467
Authority: DE
Inventors: Arthur B Braden; John Covic; John J Kuwik; Samuel K Taylor
Original assignee: Ohio Nuclear Inc
Current assignee: Ohio Nuclear Inc
Priority date: 1977-07-01
Filing date: 1978-06-29
Publication date: 1979-01-18
Also published as: US4190773A; GB1600185A; AU3664578A; CA1102933A; AU513887B2; FR2395737A1; FR2395737B1; JPS5417691A

Description

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Ohio Nuclear, Inc.

Verschlußmechanismus für die rotierende Quelle eines Kathodenstrahlabtasters. '

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Abbildung von internen Strukturen mit Hilfe von Strahlung. Insbesondere bezieht sie sich auf durch einen Rechner gesteuerte, transaxial wirkende tomographische (Kathodenstrahl-) Röntgenstrahlabtaster. Im Unterschied zu üblichen Röntgengeräten, mit denen Film belichtet wird, erzeugt ein Kathodenstrahlabtaster schmale Strahlenbündel, entweder aus Röntgen- oder aus Gammastrahlen. Diese Strahlenbündel erstrecken sich über mehrere coplanare Bahnen, die eine Schnittansicht oder ein tomographisches Bild der inneren Organe des Patienten, wie z. B. des Gehirnes, ergeben. Die geschwächten Strahlen werden mit Strahlungsdetektoren gemessen» Die elektrische Ausgangsspannung dieser Detektoren ist ein Maßstab für die Stärke der von dem Detektor aufgenommen Strahlung. Eine frühe Bauart eines in der Patentliteratur genannten Kathodenstrahlabtasters wird in der US-PS 3.778.614 gezeigt. Das diesem Abtaster zugrundeliegende System wird allgemein das "translate and rotate" oder "Querbewegungs- und Rotations-" System genannt. Eine Strahlungsquelle und ein einziger Detektor sind z. B. in gegenseitiger Ausrichtung auf einem Mechanismus angeordnet. Dieser bewirkt, daß sich der Strahlungspfad zwischen der Strahlungsquelle und dem Detektor seitlich über den Abtastkreis bewegt. Nach dieser Drehung der aus der Strahlungsquelle und dem Detektor bestehenden Anordnung wird die

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Translationsabtastung wiederholt. Ablesungen werden an in gleichen Abständen zueinander liegenden und zueinander parallelen Strahlpumpen abgenommen und kennzeichnende Werte werden digital gespeichert. Daten aus einer vollständigen Gruppe, von Abtastungen, zu denen zahlreiche Ortsverschiebungen des Strahlungsweges gehören, werden mit bekannten mathematischen Regeln, wozu auch eine "Rückprojektion" gehört, manipuliert und man gelangt damit zu einer digitalen Darstellung des tomographischen Bildes. Diese digitale Darstellung wird in ein Tomogramm umgewandelt. Sie läßt sich auf einer Kathodenstrahlröhre betrachten. Die Anmelderin vertreibt einen solchen Kathodenstrahlabtaster unter dem Warenzeichen "DELTA SCAN".

Der entscheidene Nachteil dieses Systems, das mit Quer- und mit Drehbewegungen arbeitet, liegt in der Langsamkeit des Abtastmechanismus. Diese Langsamkeit ergibt sich aus den unterschiedlichen Bewegungsarten. Die entscheidenden Vorteile dieses Systems ergeben sich dann jedoch aus der Tatsache, daß der gesamte Abtastkreis mit einem einzigen Detektor abgetastet werden kann und damit Messungen zu jedem Zeitpunkt vorgenommen werden können und damit der Zwang entfällt, die Detektoren oder die Verstärkung abzugleichen.

Bei einer anderen Abtasttechnik, die ausschließlich mit Rotation arbeiten, wird eine einen Strahlungsfächer abgebende Strahlungsquelle und eine zu dieser in fest räumlicher Beziehung stehende geschnittene Detektoranordnung verwendet, so daß der Strahlungsfächer und die Detektoranordnung miteinander rotieren. Dieses

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System hat einen entscheidenden Nachteil. Man benötigt zahlreiche Detektoren und keiner tastet den Patienten insgesamt ab. Damit sinkt die Bildauflösung und die Detektoren müssen in ihrer Verstärkung aufeinander abgestimmt werden. Der Hauptvorteil des allein mit Rotation arbeitenden Systems liegt in seiner hohen Abtastgeschwindigkeit. Eine hohe Geschwindigkeit der Abtastbewegung ist erwünscht. Damit entfallen Auswirkungen auf das Bild, die sich aus Verschiebungen der Organe infolge der Atembewegungen des Patienten ergeben.

Es wurde nun gefunden, daß sich eine Bildrekonstruktion mit einem Rechner auch noch mit einer anderen Anordnung von Strahlungsquelle und Detektoren erzielen läßt. Bei diesem neuen System besteht die Detektoranordnung aus einem ortsfest angeordnetem Bogen aus in gleichen Abständen zueinander liegenden Detektoren, die um den Mittelpunkt im Abtastkreis angeordnet sind. Die Quelle des Strahlungsbündels rotiert innerhalb dieser Detektoranordung um den Mittelpunkt, leuchtet den Abtastkreis aus und schneidet in jedem Zeitaugenblick nur einen Bruchteil der Detektoren aus der gesamten Anordnung. Auf Wunsch kann die Detektoranordnung ein vollständiger Kreis oder Ring sein. Die zur Bildaufbereitung verwendeten Algorithmen werden in Lakshminarayanan "Reconstruction from Divergent Ray Data", Technical Report No. 92, State University of New York bei Buffalo, Computer Sciences Department, Januar 1975, beschrieben.

Diese neue Bauart eines Abtastsystems bietet, obwohl sie zahlreiche Detektoren und zur Bildaufbereitung eine etwas ausge-

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feiltere digitale Verarbeitung verlangt, den Vorteil einer hohen Abtastgeschwindigkeit. Dies ergibt sich aus der einzigen mechanischen Rotationsbewegung. Sie bietet gleichzeitig die Fähigkeit einer hohen Bildauflösung. Ebenso entfallen ein Abgleich bei der Verstärkung, da jeder Detektor die Strahlungsquelle über dem gesamten Abtastkreis erfaßt.

Falls die kreisförmige Detektoranordnung den Patienten nicht vollständig umschließt, kann der Patient der unbenutzten Strahlung ausgesetzt werden, wenn sich die Strahlungsquelle dem Ende ihrer Kreisbahn nähert und ein Teil des Strahlenbüschels aus der Detektoranordnung herausfällt. Ein anderes Problem stellt sich dann, wenn die Detektoren in der Anordnung auseinander liegen, da das Strahlenbündel nicht auf bestimmte Detektoren ausgerichtet ist, sondern statt dessen den Abtastkreis überflutet. In diesem Fall fällt ein Teil der Strahlung zwischen benachbarten Detektoren durch und geht für die Datenspeicherung verloren. Diese Strahlungsdosis wird jedoch vom Patienten auch dann aufgefangen, falls sie nicht verwendet wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Dosis der ungenutzten Strahlung herabzusetzen, die der Patient empfängt, wenn eine rotierende Strahlungsquelle zusammen mit einer Reihe von ortsfesten Detektoren in einem Kathodenstrahl-Abtastsystem verwendet wird. Man erreicht dies durch Verwendung eines abdeckenden Verschlußmechanismus, der die Menge des durch den Abtastkreis zu jedem Zeitpunkt durchtretenden Strahlungsbündels auf eine Breite beschränkt, die mit dem geschnittenen Teil der Detektoranordnung

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zusammenfällt. Falls die Detektoren in der Detektoranordnung genügend weit auseinander liegen, wird die überflüssige Dosis dadurch herabgesetzt, daß das Strahlungsbündel in mehrere diskrete divergierende Strahlen aufgeteilt und diese auf die betreffenden Detektoren ausgerichtet werden, so lange sie sich im Abtastkreis befinden.

In der Kathodenstrahl-Abtastanordnung, auf die die Erfindung angewendet wird, rotiert die Strahlungsquelle und eine Reihe von Detektoren sind in Abständen um den Drehpunkt angeordnet und liegen coplanar zu der Kreisbahn der Strahlungsquelle. Ein Strahlungsschild schränkt die Strahlung der Quelle auf ein festes auf die Rotationsachse zentriertes Strahlenbündel ein. Ein um die Strahlungsquelle herum angeordneter abdeckender Verschlußmechanismus begrenzt das Strahlenbündel zu jedem Zeitpunkt auf ein Bündel, das auf die Detektoranordnung fällt, wenn die Strahlungsquelle ihre Kreisbahn durchschreitet. Der Verschlußmechanxsmus kann eine einzige öffnung zum Erfassen des Abtastkreises oder einen Kolimator mit mehreren öffnungen aufweisen, von denen je eine öffnung für einen Detektor vorgesehen ist. Mit diesen öffnungen wird je einer der diskreten Strahlen, die gemeinsam das Strahlenbündel bilden, auf einen bestimmten Detektor ausgerichtet, so lange wie jeder Strahl den Abtastkreis schneidet. Der Verschlußmechanxsmus spricht auf die Rotation der Strahlungsquelle an. Dadurch entsteht eine bestimmte geringe Drehbewegung in zu der Drehung der Strahlungsquelle entgegengesetzter Richtung. Bei Verwendung des Kolimators bleiben dessen öffnungen über dem gesamten Abtastkreis zwischen der Strahlungsquelle und den jeweiligen Detektoren ausgerichtet. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Einrichtung zum Drehen

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des Verschlußmechanismus ein epizyklisches Getriebe. Auch andere Mittel sind möglich, wie z. B. ein Servoantrieb mit einem Gleichspannungsmotor oder dergleichen.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines mit der Erfindung verwendbaren Kathodenstrahl-Abtasters,

Figur 2 eine Aufsicht auf den Gehäuserahmen, wobei Teile zum Freilegen des den Verschlußmechanismus antreibenden epizyklischen Getriebes weggebrochen sind.

Figur 3 eine schematische Detailansicht von der Seite auf das epizyklische Getriebe,

Figur 4, 5 und 6 je eine schematische Darstellung der Relativlagen von Strahlungsquelle, Verschlußmechanismus, des sich ergebenden Strahlenbündels und der Detektoren bei drei verschiedenen Ausrichtungen,

Figur 7 eine Aufsicht, ähnlich Figur 2, auf einen Verschlußmechanismus mit einem mehrere öffnungen aufweisenden Kolimator, wodurch sich diskrete divergierende Strahlenbündel ergeben und

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Figur 8, 9 und 10 je eine schematische Darstellung der Relativlagen von Strahlungsquellen, gebündelten Strahlen und Detektoren bei drei verschiedenen Ausrichtungen.

Figur 1 zeigt die mechanische Einrichtung, der der Kathodenstrahlabtaster mit rotierender Strahlungsquelle zugeordnet ist. Eine Gehäuseanordnung 10 enthält einen U-förmigen Rahmen 12. In diesem ist verschwenkbar eine Platte 14 aufgehangen. In ihrer Mitte weist sie eine kreisförmige öffnung 16 auf, durch die ein Patient zum Erzielen einer Körperabtastung zum Beispiel auf einem zweiteiligen Patiententisch 18 durchgeschoben wird. In gestrichelten Linien ist dargestellt, wie die Strahlungsquelle 20 in einem coplanaren Büschelschema die auf die andere Seite der öffnung 16 ausgerichtete Strahlung erzeugt und diese die Mitte der öffnung 16 schneidet. Ein in der Platte 14 angeordneter Mechanismus dreht die Strahlungsquelle 20 in Gegenuhrzeiger-Richtung um eine durch den Mittelpunkt der öffnung 16 tretende und senkrecht zu der Strahlung stehende Achse. Ein in Figur 1 ebenfalls in strichlierten Linien dargestellter Ring aus Detektoren 22 befindet sich ebenfalls innerhalb der Platte 14 konzentrisch zu der öffnung 16 und auf einem etwas größeren Radius zum Mittelpunkt der öffnung 16 als die Strahlungsquelle 20. Der aus den Detektoren bestehende Ring 22 liegt in der gleichen Ebene wie das Strahlenbündel. Die Signale, die von den im Strahlenbündel liegenden Detektoren erzeugt werden, werden an mehrere Signalverarbeitungs-Kanäle angelegt. Durch Verwendung der in der Patentanmeldung P 28 13 829.6 der Anmelderin beschriebenen Multiplex-Schaltungsanordnung läßt sich die Zahl der Signalverarbeitungskanäle auf die maximale Anzahl von Detektoren herabsetzen,

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die vom Strahlungsbündel erfaßt werden und die Detektoren können diese Signalverarbeitungskanäle im Multiplex ausnutzen.

Auf der in Figur 2 wiedergegebenen Ansicht der Platte 14 befindet sich die Strahlungsquelle 20 auf einem niedrigen Punkt , auf ihrem Orbit entlang ihrer kreisförmigen Bahn 20 a. Die Strahlungsquelle 20 liegt innerhalb eines Strahlungsschildes 24. Aus diesem ist ein Sektor herausgeschnitten. Dies führt dazu, daß die auf die öffnung 16 gerichtete Strahlung die Form eines Fächers annimmt. Die Stärke dieses Fächers in einer zur Zeichenebene senkrecht liegenden Richtung ist leicht divergent und stellt im Drehungsmittelpunkt die Stärke der Scheibe oder des zu rekonstruierenden Tomogramms dar. Zwischen der Strahlungsquelle 20 und der öffnung 16 befindet sich ein Verschlußmechanismus 26. Dieser weist entweder eine einzige öffnung oder eine Reihe von sehr dicht zueinander stehenden öffnungen auf. Diese liegen konzentrisch zur Strahlungsquelle Der Verschlußmechanismus 26 ist auf einem Planetengetriebe 28 montiert und kann sich um eine mit der Strahlungsquelle 20 zusammenfallende Achse drehen.

Die Strahlungsquelle 20 mit dem Schirm 24 erzeugt ein Strahlenbündel, dessen winkelmäßige Breite den Durchmesser eines Patienten-Abtastkreises 30 in einem vorgegebenen Abstand vom Mittelpunkt dieses Abtastkreises bestimmt. Der Abtastkreis 30 enthält diejenige Fläche, die dem Strahlenbündel oder -fächer an verschiedenen Stellungen der Strahlungsquelle 20 entlang von deren Orbit 20 a gemeinsam ist. Die Fläche innerhalb des Abtastkreises ist diejenige

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Fläche, die von dem rekonstruierten Bild wiedergegeben wird. Diese Fläche fällt somit mit dem Abschnitt des Körpers des Patienten, z. B. mit dessen Kopf, zusammen.

Die Winkelgröße der einzigen öffnung 26a (Figur 4 bis 6) im Schließmechanismus 26 hängt von der Anzahl und dem gegenseitigen Abstand der Detektoren 22 ab. Der von der öffnung 26 a im Verschlußmechanismus erfaßte Bogen ist jedoch kleiner als der von der Anordnung der Detektoren 22 erfaßte Bogen. Falls z. B. 424 Detektoren vorhanden sind mit einem Abstand von 1/2 Grad von der Mittellinie des einen Detektors zu der Mittellinie des nächsten Detektors, überdecken sie auf dem Detektorring 22 a einen Bogen von 211 Grad. Bei der in den Figuren 2 bis 6 dargestellten Ausführungsform umfaßt der sich ergebende Bogen, der von der öffnung 26 a im Verschlußmechanismus überdeckt wird, nur 127,2 Grad, d. h. 60 Prozent des von der Detektoranordnung abgedeckten Bogens.

Gemäß der Darstellung in den Figuren 2 und 3 dient ein Getriebe 32 zum Antrieb des Planetengetriebes 28, auf dem die Strahlungsquelle 20, der Strahlungsschirm 24 und der Verschluß 26 angeordnet sind. Das Getriebe 32 enthält ein kleineres Stirnrad 34, das das Planetenrad 28 antreibt, und ein größeres Stirnrad 36, das mit dem kleineren Stirnrad 34 drehfest verbunden ist und mit einem ortsfesten ringförmigen Sonnenrad 38 in Eingriff steht, das seinerseits mit dem Gehäuserahmen verbunden ist und mit dem Abtastkreis konzentrisch zum Mittelpunkt c liegt. Bei der Kreisbewegung der Strahlungsquelle 20 in Uhrzeigerrichtung entlang ihrer Bahn 20 a dreht sich das O 22/9

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Getriebe 32 in Uhrzeigerrichtung und. bewirkt damit seinerseits eine Drehung des Planetenrades 28 und des Verschlusses 26 in Gegenuhrzeigerrichtung. Nach der in der Figur 3 in schematischer Form gegebenen Darstellung sind die Achsen der Zahnräder in bezug aufeinander sämtlich fest angeordnet.Zum Zwecke der Darstellung wird dies durch den Arm 40 von Figur 3 dargestellt, an dem die imaginäre Achse A des Sonnenrades 30, die mit dem Mittelpunkt c des Abtastkreises zusammenfällt, zusammen mit der gemeinsamen Achse des Zahnrades 32 und der Achse des Planetenrades 28 gelagert ist. Da das Sonnenrad fest steht, kann sich der Arm 40 frei um die imaginäre Achse A drehen. Diese Drehung bewirkt die Kreisbahn der Strahlungsquelle 20 und des Strahlungsschirmes 24. Diese Bewegung ist analog zu der Bewegung eines Systems mit Sonne, Planeten und Mond, wobei das Sonnenrad 38 die Sonne darstellt, die Strahlungsquelle 20 die Erde darstellt und ein fester Punkt auf dem Planetenrad 28, z. B. die öffnung in dem Verschlußmechanismus 26, den Mond darstellt.

Das Erfordernis für diese Bewegungsart zwischen dem Verschlußmechanismus und der Strahlungsquelle wird in den Figuren 4, 5 und 6 gezeigt, die aufeinander folgende Ausrichtungen der Strahlungs-

quelle in Uhrzeigerrichtung zeigen. In Figur 4 wird die Strahlungsquelle am Ausgangspunkt S₁ des Abtastzyklus gezeigt. In den Figuren 5 und 6 wird die Strahlungsquelle am Mittelpunkt S_m des Abtastzyklus und am Schluß- bzw. Endpunkt S_f des Abtastzyklus gezeigt. Die Figuren 4, 5 und 6 zeigen auch den Detektorring 22 und zur Erläuterung auch den ersten, den letzten und drei dazwischen liegende ortsfeste Detektoren D1, D2, D3, D4 und D5 in dem Detektor-

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ring. In der praktischen Ausführungsform befinden sich natürlich viele Detektoren in den Räumen zwischen den Detektoren D1 und D5. Der Bogen 22 a wird von den Detektoren D1 und D5 überbrückt und bildet den Detektorbereich. Der Bogen 22 b ist derjenige Bereich des Detektorringes, der außerhalb der Detektoranordnung liegt.

Nach der Darstellung in Figur 5 erzeugt die Strahlungsquelle 20 mit dem Schirm 24 ein durch den Strahlenfächer 20 b begrenztes Röntgenstrahlungsfeld mit äußeren divergierenden Grenzlinien B1 und B3, die ihrerseits den eingeschlossenen Winkel des Strahlenfächers, der seinerseits den Abtastkreis 30 überdeckt, bestimmen. Nach der Darstellung in den Figuren 4 und 6 bewirkt der abdeckende Verschlußmechanismus 26, daß der eingeschlossene Winkel des Strahlenbündels 20 b immer dann herabgesetzt wird, wenn sich die Strahlungsquelle entweder dem Endpunkt S^ oder S_f ihres Zyklus annähert. Dies ist erwünscht, da die Anordnung der Detektoren auf dem Ring 22 den Abtastkreis nicht völlig umschließt und falls die Breite des Strahlungsfeldes nicht auf diese Weise herabgesetzt werden würde, würde ungebrauchte Strahlung durch den Abtastkreis 30 durchtreten und die Belastung des Patienten grundlos erhöhen.

Die abdeckende Wirkung des Verschlusses 26 ergibt sich durch Verwendung des in Figur 3 gezeigten epizyklischen Mechanismus. Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß auch andere Antriebsmechanismen, wie z. B. ein Servoantrieb mit einem Gleichspannungsmotor verwendet werden können. In der dargestellten Ausführungsform beträgt der zwischen dem ersten Detektor D₁ und dem letzten Detektor D₅ eingeschlossene winkel 211_Grad. Der verbleibende O 22/9

Bogen 22 b des Ringes 22, ζ.. B. 148 Grad, liegt außerhalb der Detektoranordnung. Der Verschlußmechanismus 26 dient dazu, das Austreten jedes Anteiles des Röntgenstrahlenfächers 20 b durch den Abtastkreis zu verhindern, falls dieser Anteil des Feldes aus der Detektoranordnung herausfallen würde, d. h. auf den Bogen 22 b.

Bei der in den Zeichnungen gezeigten Anordnung wird eine Drehung des Verschlusses 26 von 60 Prozent für jede positive Drehung der Strahlungsquelle 20 von 100 Prozent auf ihrer Umlaufbahn 20 a benötigt. Die Strahlungsquelle bewegt sich auf der Bahn 20 a vom Punkt S₁ zum Punkt S_f in der Richtung des Pfeiles S während eines Abtastzyklus und der Verschlußmechanismus rotiert in der durch den Pfeil T angezeigten entgegengesetzten oder negativen Richtung. Nach der Darstellung in Figur 4 liegt die vorlaufende Kante 26 b der Verschlußöffnung auf einer geraden Linie, die vom Detektor D-zur Strahlungsquelle 20 so lange wie eine vom Detektor D₁ zur Strahlungsquelle ausgehende gerade Linie den Abtastkreis 30 schneidet. Die durch den Verschluß bestimmte Grenzlinie Bl des Strahlen bündeis 20 b wird daher fortwährend auf den Detektor D1 gezogen so lange wie sich dieser Detektor in dem Daten aufnehmenden Abschnitt des Abtastkreises befindet. Von der auferlegten Grenzlinie Bl kann es irgendeine geringe Abweichung geben. Diese ist im Effekt das gleiche wie die Abweichung eines einzelnen Schlitzes in dem weiter unten beschriebenen rotierenden Kolimator. Der Abschnitt des Strahlenbündels zwischen der nachlaufenden Kante Bl des Strahlenbündels und der durch den Verschluß auferlegten Grenzlinie Bl wird durch den Schirmabschnitt 26 d des Verschlusses 26

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abgedeckt und tritt nicht durch den Abtastkreis 30 durch. Dieses ist erwünscht, da dieser Anteil des Strahlenbündels aus der Detektoranordnung herausfallen und die Strahlungsbelastung des Patienten unnötig erhöhen würde.

Während sich die Strahlungsquelle auf ihrer Umlaufbahn 20 a in der Richtung des Pfeiles S (in Uhrzeigerrichtung) bewegt, rotiert der Verschluß 26 in der durch den Pfeil P angegebenen Richtung (in Gegenuhrzeigerrichtung) um 0,6 Grad für jede Drehung der Strahlungsquelle um 1 Grad, wobei die Breite des Strahlenbündels ständig erhöht und die von dem Verschluß auferlegte Grenzlinie Bl des Strahlenbündels kontinuierlich auf den Detektor D1 gezogen wird, so lange wie sich dieser Detektor D1 in dem Daten aufnehmenden Abschnitt des Zyklus befindet, d. h. daß sich der Abtastkreis zwischen dem Detektor D1 und der Strahlungsquelle 20 befindet. Das Strahlenbündel weitet sich kontinuierlich weiter, bis das gesamte von der vorlaufenden Kante B3 und der nachlaufenden Kante B 1 begrenzte Strahlenbündel auf die Detektoranordnung fällt. An diesem Punkt liegt die Verschlußöffnung vollständig außerhalb des von der Strahlungsquelle austretenden Strahlungsbündels und das gesamte Strahlungsbündel überdeckt den Patienten-Abtastkreis 30. Dies ist erwünscht, da das gesamte Strahlenbündel auf die Detektoranordnung fällt.

Die Strahlungsquelle 20 wird an ihrem mittleren Punkt S ihrer Bahn in Figur 5 gezeigt. Dieser Punkt ist repräsentativ für den erfaßten Abtastkreis/ wobei die vorlaufende Kante B3 des Strahlenbündels 20 b auf den Detektor D2 und die nachlaufende Kante B1

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auf den Detektor D4. Bei der weiter fortschreitenden Bewegung der Strahlungsquelle 20 nähert sich die vorlaufende Kante B3 des Strahlenbündels dem Detektor D5, d. h. dem letzten Detektor in der Anordnung. Wieder ist es erwünscht, jeden Anteil des Strahlenbündels zu blockieren, der aus der Detektoranordnung herausfallen würde. An dieser Stelle hat sich die nachlaufende Kante 26 c der Verschlußöffnung gemäß der Darstellung in Figur 6 in eine blockierende Beziehung zu der Strahlungsquelle gedreht und schirmt die vorlaufende Kante B3 und einen Anteil des Strahlenbündels 20 b ab und zieht die durch den Verschluß bedingte Grenzlinie B_k auf den letzten Detektor D5 so lange wie sich dieser Detektor D5 in dem Daten aufnehmenden Abschnitt des Abtastzyklus befindet. Nachdem die Strahlungsquelle mit ihrem Durchlauf durch den Punkt S_f ihren Umlaufzyklus beendet hat_r werden sowohl die Strahlungsquelle wie auch der Verschluß in die in Figur 4 gezeigte Anfangsstellung Sl zurückgeführt.

Durch Verwendung eines Verschlußmechanismus 26 kann die Strahlungsquelle durch jeden Abschnitt ihrer Umlaufbahn hindurchgeführt werden, ohne daß irgendwelche Strahlung durch den Abtastkreis durchtritt, die nicht schließlich auf die Detektoranordnung fallen würde. Der die einzige öffnung aufweisende Verschlußmechanismus 26 gemäßt den Figuren 1 bis 6 ist immer dann praktisch anwendbar, wenn die Detektoren in der Detektoranordnung so auseinander liegen, daß das überdecken des Abtastkreises mit Strahlung erwünscht ist. In der bevorzugten Ausführungsform ist dieses System z. B. dann verwendet worden, wenn die Mittellinien von benachbarten Detektoren um etwa 1/2 Grad auseinander liegen. Falls die Detektoren weiter

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auseinander um den Ring 22 herum liegen, kann die auf den Patienten entfallende Strahlung weiter dadurch herabgesetzt werden, daß das Strahlenbündel in eine Vielzahl von diskreten Strahlen aufgeteilt wird, von denen jeder auf einen bestimmten Detektor fällt, so lange sich dieser in dem Daten aufnehmenden Abschnitt des Abtastkreises befindet. Bei der vorliegenden Erfindung hat sich diese Strahlunterteilung immer dann als praktisch herausgestellt, wenn die Mittellinien benachbarter Detektoren 22 auf dem Detektorring etwa 1 Grad auseinander liegen.

Diese Strahlunterteilung ergibt sich durch Austausch des eine öffnung aufweisenden Verschlusses 26 gegen den mehrere öffnungen aufweisenden Verschluß oder Kolimator 126, wie er in den Figuren 7 bis 10 gezeigt wird. Die erste und die letzte öffnung in dem rotierenden Kolimator erfüllen effektiv die gleiche Funktion wie die nachlaufende und die vorlaufende Kante des abdeckenden Verschlusses. Die Anzahl der öffnungen in dem Kolimator 126 entspricht der Anzahl der Detektoren 22. Wie bei dem die eine öffnung aufweisenden Verschluß 26 ist der von den öffnungen in dem Kolimator 126 erfaßte Bogen kleiner als der von den Detektoren 22 überdeckte Bogen. Falls z. B. 212 Detektoren mit einem Abstand von 1 Grad von der Mittellinie eines Detektors zu der Mittellinie des nächsten Detektors vorhanden sind, überdecken sie auf dem Detektorring 22 a einen Bogen von 211 Grad. Dann würden in dem Kolimator 126 212 genau bearbeitete öffnungen vorhanden sein, je eine öffnung für einen Detektor. Wie bei der Verschlußöffnung 26 a

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beträgt der von den 212 Öffnungen überdeckte Bogen jedoch nur 127,2 Grad, d. h. 60 Prozent des von der Detektoranordnung in dem gezeigten Beispiel überdeckten Bogens.

Die Öffnungen in dem Kolimator 126 führen zu einer großen Anzahl von schmalen, diskreten, in gleicher Weise divergierenden und winkelmäßigen Abstand voneinander aufweisenden Strahlen, die gemeinsam den Strahlenfächer 20 b bilden, dessen winkelmäßige Breite in einem vorgegebenen Abstand vom Abtastmittelpunkt den Durchmesser des Patienten-Abtastkreises 30 bestimmt. Die Aufgabe des Kolimators 126 liegt darin, jeden Strahl des Strahlenfächers 20 b in Richtung auf einen bestimmten einzelnen Detektor zu halten, während sich die Strahlungsquelle 20 entlang ihrer Bahn 20 a bewegt. Selbstverständlich ist dies nur von Bedeutung, da die Linie zwischen dem jeweiligen Detektor und der Strahlungsquelle den Abtastkreis 30 schneidet. Die Linie schneidet den Abtastkreis über demjenigen Winkel, der "Detektorwinkel" genannt wird und der vom Detektor durch den Durchmesser des Abtastkreises geschnitten wird.

Die epizyklische Bewegung zwischen dem Kolimatorring und der Strahlungsquelle wird anhand der Figuren 8, 9 und 10 gezeigt. Diese zeigen in ührzeigerrichtung aufeinander folgende und um je 40 Grad auseinander liegende Stellungen der Strahlungsquelle. Figur 8 zeigt drei aufeinander folgende Stellungen S1, S2 und S3, die um je 40 Grad auseinander liegen und sich bei der Bewegung der Strahlungsquelle in Uhrzeigerrichtung auf ihrer Kreisbahn 20 a ergeben. Figur 8 zeigt auch den Detektorring 22 und zur Illustration

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fünf ortsfeste Detektoren D10, D20, D30, D40 und D50. Die Strahlungsquelle 20 erzeugt einen Fächer aus mehreren divergierenden Strahlen, die gemeinsam auf den Rotationsmittelpunkt c der Strahlungsquelle 20 zentriert sind. Drei von diesen zahlreichen Strahlen, nämlich die Strahlen B1, B2 und B3 sind wegen ihrer geometrischen Bedeutung für Figur 8 ausgewählt worden. Wie bei den Figuren 6 bis 6 sind die Strahlen B1 und B3 die am Rande liegenden Strahlen des Strahlenfächers und verlaufen tangential zum Abtastkreis 30. Der Strahl B2 tritt durch den Mittelpunkt c durch. Die Breite des Strahlenfächers beträgt 2 χ dC , wobei dC der Winkel zwischen den Strahlen B2 und B3 ist. In der Wirklichkeit liegen viele Strahlen zwischen B1 und B2 und B2 und B3. Ebenso liegen viele Detektoren zwischen jedem der in Figur 8 gezeigten fünf Detektoren. Der Detektor D10 wird als derjenige Detektor definiert, der auf der von der Stellung S1 ausgehenden Tangente liegt. Der Detektor D20 ist auf den Mittelpunkt und die Stellung S1 ausgerichtet und der Detektor D30 liegt auf der anderen von der Stellung S1 ausgehenden und am Abtastkreis anliegenden Tangente.

In Figur 8 wird der Strahl B2 durch die öffnung A2, d. h. eine der öffnungen im Kolimatorring 26 aus Figur 2 festgelegt. In der gezeigten Lage sieht die öffnung A2 die Strahlungsquelle am Mittelpunkt c vorbei. Bei der Bewegung der Strahlungsquelle 20 von der Stellung S1 in die Stellung S2 bewegt sie sich um den Winkel φ um denDrehungsmittelpunkt c. Der Radius r von der neuen Stellung S2 zum Mittelpunkt c in Figur 8 zeigt die Richtung an, in der die öffnung A2 auf die Strahlungsquelle zielen würde, falls die öffnung

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A2 fest mit der Strahlungsquelle verbunden wäre und damit immer auf den Mittelpunkt c sehen würde. Dies würde bedeuten, daß der Strahl B2 nicht langer auf den Detektor D20 sehen würde, sondern in die Richtung des Detektors D30 sehen würde. Während sich die Strahlungsquelle von der Stellung S1 zur Stellung S2 bewegt, ist es für den Strahl B2 nicht erwünscht, daß dieser sein Ziel entlang der Bahn von D20 nach D30 bewegt. Statt dessen sollte der Strahl B2 ständig auf den Detektor D20 ausgerichtet sein, wie es Figur zeigt. Dieses Erfordernis bedingt, daß die öffnung A2 nicht auf den Radius ausgerichtet ist, sondern um den Winkel oL in eine neue Winkellage um die Strahlungsquelle 20 so rotiert, daß der Strahl B2 auf den Detektor D20 ausgerichtet bleibt. Während sich die Strahlungsquelle nun um den φ von S1 nach S2 bewegt, bewegt sich die Öffnung A2 kontinuierlich um einen Winkel, der zur gleichen Zeit bis zum Winkel ^C anwächst. Dies bedeutet, daß die öffnung A2 in Gegenuhrzeigerrichtung um die Strahlungsquelle rotieren muß, während sich die Strahlungsquelle 20 in Uhrzeigerrichtung von der Stellung S1 in die Stellung S2 bewegt, damit der Strahl B2 auf den Detektor D20 gerichtet bleibt.

Die öffnung A2 stellt nur eine der öffnungen für die vielen Detektoren zwischen der Detektorstellung D10 und der Detektorstellung D30 in der praktischen Ausführungsform dar. Sämtliche Strahlen müssen über den Abtastkreis in der gleichen Weise wie B2 geschwenkt oder hinüberbewegt werden. Es sei zum Beispiel angenommen, daß der Strahl B3 gerade entstanden ist, d. h. daß er den Abtastkreis 30 gerade geschnitten hat und der Detektor D30 wird zum ersten Mal durch die Strahlung von B3 ausgeleuchtet.

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Während sich die Strahlungsquelle 20 nun von der Stellung S1 in die Stellung S2 bewegt, bleibt B3 auf den Detektor D30 ausgerichtet, wie dies Figur 9 zeigt. Der einzige hierzu mögliche Weg liegt darin, daß die entsprechende Öffnung A3 um den gleichen Betrag und in der gleichen Richtung oder im gleichen Sinne wie die öffnung A2 rotiert. Das heißt, daß der Strahl B3 in Figur 9 den Detektor D30 durch den Mittelpunkt c hindurchsieht, obgleich dieser Strahl B3 zuvor in Figur 8 auf den Umfang des Abtastkreises 30 startete. Bei dem in Figur 8 gezeigten Zeitpunkt befindet sich der Detektor D1Q an der Stelle, an der er die Verbindung mit dem Strahlenbündel verliert. Der Strahl B1 ist den gesamten Weg über den Abtastkreis 30 bis zu dessen Umfang geschwenkt worden und während die Strahlungsquelle beginnt, sich nur leicht in Uhrzeigerrichtung aus der Stellung S1 weg zu bewegen, fällt der Strahl B1, der durch die entsprechend rotierende öffnung A3 auf den Detektor D10 gezogen wird, aus dem Abtastkreis 30 heraus und wird durch den in Figur 2 gezeigten Strahlenschirm 24 abgedunkelt. Das heißt, daß der in Figur 9 gezeigte Strahl B1 nach der Bewegung der Strahlungsquelle in die Stellung S2 imaginär ist, da er durch den Schirm 24 abgedeckt wird. Die einzigen aktiven Strahlen in Figur 9 sind die Strahlen B2, B3 der neue Strahl B4 , der gerade jetzt zum ersten Mal am Abtastkreis 30 anliegt. Die öffnung A4 zieht den Strahl B4 auf den Detektor D40.

Gemäß der Darstellung in Figur 10 werden die beiden Strahlen B1 und B2, nachdem sich die Strahlungsquelle 20 um weitere 40 Grad in Uhrzeigerrichtung in die Stellung S3 bewegt hat, nicht länger

benötigt und der neue Strahl B5, der durch die öffnung A5 auf den O 22/9

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Detektor D50 gezogen wird, kommt ins Blickfeld und tangiert den Abtastkreis 30. Zu dem in Figur 10 gezeigten Zeitpunkt ist der Strahl B3, der zum ersten Mal in der Stellung S1 in Figur 8 ins Blickfeld kam, durch den Mittelpunkt c des Abtastkreises 30 in Figur 9 geschwenkt worden und liegt nun zum letzten Mal tangential an dem Abtastkreis 30 an, gerade bevor er aus dem Blickfeld austritt. Die öffnung A2, die ursprünglich auf den Mittelpunkt c in Figur 8 zentriert war, hat sich während der Bewegung der Strahlungsquelle um 80 Grad in Figur 10 so weit um die Strahlungsquelle S3 bewegt, daß sie die Strahlungsquelle selbst nicht mehr durch den Abtastkreis hindurchsieht.

Es ist wichtig darauf hinzuweisen, daß der Winkel, um den sich die öffnung A2 bewegt hat, nicht 80 Grad, sondern weniger als 80 Grad beträgt. Dies liegt an der Geometrie der Anordnung von Strahlungsquelle und Detektor. Das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeit der Strahlungsquelle zur Winkelgeschwindigkeit der öffnung A2 oder irgendeiner anderen öffnung auf dem Kolimator (oder der einzigen öffnung 26 a gemäß den Figuren 1 bis 6) bestimmt sich aus dem Verhältnis zwischen dem Halbmesser der Bahn der Strahlungsquelle und dem Halbmesser des Detektorringes. Es kann gezeigt werden, daß Werte für diese beiden Radien vorliegen, bei denen das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeit der Strahlungsquelle um den Mittelpunkt c und des Kolimatorringes (oder des Verschlusses 26 in den Figuren 1 bis 6) um die Strahlungsquelle 20 rationale Zahlen sind, die sich mit einem Reduktionsgetriebe aufnehmen lassen. Es läßt sich z. B. zeigen, daß bei einem Radius des Detektorringes von 36" und einem Radius der Strahlungsquelle von 24,3" die Winkelgeschwindigkeit des Kolimators (oder des Verschlusses bei den Figuren 1 bis 6) um

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die Strahlungsquelle 20 exakt 60 Prozent (in der entgegengesetzten Richtung) der Winkelgeschwindigkeit der Strahlungsquelle 20 um den Mittelpunkt c trägt. Dieses Verhältnis ( - 0,60) läßt sich verhältnismäßig einfach mit einem Zahngetriebe aufnehmen.

Es läßt sich auch zeigen, daß falls der Detektorring auf 36" gehalten und die Strahlungsquelle von 24,3 auf 24,0" bewegt wird, daß das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten dann - 0,603015 wird. Dieses Verhältnis läßt sich dann nicht mehr einfach mit einem einfachen Getriebe aufnehmen. Obwohl es zwar zutrifft, daß ein Reibradgetriebe mit geeignet bemessenen Reibrädern ein solches Verhältnis aufnehmen kann, führen die Instabilitäten in einem Reibradgetriebe dazu, daß es sich nicht für eine genaue Registrierung der Kolimatoranordnung eignet. Zahnräder sind auf der anderen Seite sehr genau, da sie keinen Schlupf zulassen. Die gleiche Beziehung gilt auch dann, wenn der die einzige öffnung aufweisende Verschluß 26 aus den Figuren 1 bis 6 verwendet wird.

Bei der Geometrie der Figuren 8 bis 10 kommt noch ein anderer anormaler Faktor ins Spiel. Selbst mit dem "besten" Winkelgeschwindigkeitsverhältnis, nämlich 0,603015 bei einer Strahlungsquellenlage von 24", folgen die Strahlen den Detektoren nicht perfekt» Das heißt, daß eine geringe Abweichung oder ein geringer Fehler beim Umlauf der Strahlungsquelle vorliegen. Die Mittellinie eines vorgegebenen Strahles wird, obgleich er in die
Richtung eines bestimmten Detektors zielt, leicht über die Mittellinie des Detektors auswandern.

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Es gibt auch noch einen anderen Grund, warum die Lage der Strahlungsquelle bei 24" unerwünscht wäre- Eine sehr kleine Lageänderung von 24 auf 24,3" würde nicht nur bewirken, daß linke Geschwindigkeitsverhältnis eine rationale Zahl würde ( minus 0,6000), sondern zur gleichen Zeit würde sie auch den Fehler des Strahlnachlaufes auf einen Bereich von plus oder minus 1,037 bis 1,078 mm herabsetzen. Dieser Nachlauf-Linearitätsfehler wurde für den Zustand berechnet, bei dem der Röntgenstrahl durch eine bestimmte öffnung über einen Winkel von etwa 80 Grad der Rotation der Strahlungsquelle emittiert wird, d. h. über den vollen Winkel in Figur 8, um den jeder Strahl durch den Abtastkreis 30 geschwenkt wird.

Diese Abmessungen werden tatsächlich für die bevorzugte Ausführungsform verwendet. Das heißt, mit einer Kreisbahn der Strahlungsquelle bei 24,3" und einem Mittelpunkt jeder Detektorfläche bei 36" wird das Verhältnis von minus 0,60 für die Winkelgeschwindigkeiten der Strahlungsquelle und des Kolimators bzw. des Verschlusses unter Bezug auf Figur 3 mit den folgenden Zahnrädern erreicht: das Sonnenrad 38 hat 600 Zähne. Das größere mit dem Sonnenrad 38 in Eingriff stehende Verbundzahnrad 36 hat 100 Zähne. Das kleinere mit dem Planetenrad 28 in Eingriff stehende Zahnrad hat 40 Zähne und das Planetenrad 28 hat 400 Zähne. Das Verhältnis der Anzahl der Zähne auf dem Sonnenrad 38 zu der Anzahl der Zähne auf dem größeren Verbundzahnrad 36 multipliziert mit dem Verhältnis der Anzahl der Zähne auf dem kleineren Verbundzahnrad zu der Anzahl der Zähne auf dem Planetenrad 38 ist 0,600. Eine andere Bauart eines epizyklischen O 22/9

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Getriebes, das die Drehrichtung des Planetenrades und des Kolimatorringes 26 umkehrt und eine Herabsetzung von genau 60 Prozent bringt, ist auch möglich. Es scheint weiter, daß die Abmessungen der Radien der Strahlungsquelle und des Detektorringes infolge der Kreisgeometrie des Systems richtig aufeinander passen. Das heißt, das Verhältnis des Radius des Detektorringes zu dem Radius der Strahlungsquelle, 1,48 bei der bevorzugten Ausführungsform, verlangt ein Verhältnis der Winkelgeschwindigkeit für den Kolimator und die Strahlungsquelle von genau 60 Prozent,und zwar unabhängig von der Größe des Systemes.

Bei ausreichend großem Detektorabstand ist ein mehrere öffnungen aufweisender Kolimator, wie er in den Figuren 7 bis 10 gezeigt wird, praktisch. Mit einem Abstand in der Größenordnung von 1/2 Grad oder weniger wird der mehrere öffnungen aufweisende Kolimator jedoch weggelassen und dies führt zu der abdeckenden Verschlußanordnung gemäß den Figuren 1 bis 6.

Diese Erfindung ist unter Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen mit einigen möglichen Abänderungen an diesen beschrieben worden. Es leuchtet ein, daß bei einem Lesen und dem Verständnis dieser Beschreibung weitere Abänderungen und Abweichungen den Lesern offensichtlich werden. Es ist die Auffassung der Anmelderin, daß alle diese Abänderungen und Abweichungen eingeschlossen sind, so weit sie in den Rahmen der beiliegenden Patentansprüche oder deren Äquivalente fallen.

Patentansprüche :

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Claims

828467

Patentansprüche

j Verschlußmechanismus für die rotierende Strahlungsquelle eines Kathodenstrahl-Abtasters mit einer rotierenden Strahlungsquelle und einer Reihe von ortsfesten Strahlungs-Detektoren, die coplanar mit der Bahn der Strahlungsquelle liegen, in einem Abstand um die Drehachse der Strahlungsquelle angeordnet sind, die Bahn der Strahlungsquelle teilweise umschließen und eine Detektoranordnung bilden, dadurch gekennzeichnet,

daß Einrichtungen vorgesehen sind, um die von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung auf ein divergierendes Strahlenbündel zu begrenzen, das auf die Drehachse zentriert ist,

daß die gemeinsame Fläche innerhalb des Winkels des Strahlenbündels an verschiedenen Stellungen der Strahlungsquelle einen Patienten-Abtastkreis bildet und

daß eine sich anpassende öffnung zwischen dem Abtastkreis und der Strahlungsquelle vorgesehen ist, um die durch den Abtastkreis durchtretende Strahlung auf eine Form zu begrenzen, die bei sämtlichen Stellungen der Strahlungsquelle auf die Detektoranordnung fällt.

2ο Verschlußmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung einen geöffneten Körper enthält, der die Strahlungsquelle in der Ebene der Detektoren mindestens teilweise umschließt

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-2- 2628467

und um die Strahlungsquelle drehbar ist.

3. Verschlußmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der geöffnete Körper einen die Strahlung durchlassenden Abschnitt aufweist, der mit der mit den Detektoren coplanaren Strahlungsquelle einen Winkel einschließt und der ein vorgegebenes Größenverhältnis zu demjenigen Bogen aufweist, der von sämtlichen Detektoren erfaßt wird.

4. Verschlußmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung weiter eine Einrichtung aufweist, die für jede Winkeleinheit der Drehung der Strahlungsquelle ein bestimmtes Aus·^ maß an Drehung des geöffneten Körpers in umgekehrter Richtung um die Strahlungsquelle bewirkt.

5. Verschlußmechanismus nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel des die Strahlung durchlassenden Abschnittes im gleichen Verhältnis zu dem Detektorbogen steht wie dieser feste Drehbetrag zu dieser Winkeleinheit der Drehung der Strahlungsquelle.

6. Verschlußmechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bewirken eines bestimmten Ausmaßes an Drehung ein mechanisches Antriebssystem ist, das von der Drehung der Strahlungsquelle angetrieben wird und so angeschlossen ist, daß es den Körper in Drehung versetzt.

7. Verschlußmechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebssystem aus einer Gruppe von Rädern besteht, die

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miteinander in Antriebsverbindung stehen.

8. Verschlußmechanismus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder Zahnräder sind.

9. Verschlußmechanismus nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Zahnräder ein epizyklisches Getriebe bilden, das eine Getriebeuntersetzung mit einem Verhältnis von 1 bis minus 0,60 zwischen der Drehung der Strahlungsquelle zu der Drehung des geöffneten Körpers um die Strahlungsquelle bewirkt.

10. Verschlußmechanismus nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren sämtlich den gleichen Abstand vom Mittelpunkt des Abtastkreises aufweisen, der beim 1,48-fachen des Radius der Bahn der Strahlungsquelle liegt.

11. Mechanismus nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle in einem Abstand von 24,3" vom Mittelpunkt angeordnet ist und daß die Detektoren in einem Abstand von 36" vom Mittelpunkt angeordnet sind.

12. Verschlußmechanismus nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder ein epizyklisches Getriebe bilden.

13. Verschlußmechanismus nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das epizyklische Getriebe ein Planetenrad enthält, das konzentrisch mit der Strahlungsquelle liegt und sich mit dieser bewegt, an der der geöffnete Körper befestigt ist, daß ein ortsfestes ringförmiges Sonnenrad k^JSfftkfc^f 9*V, gH. Ü^em Abtastkreis liegt, und

und daß ein Verbundzahnrad aus einem ersten Zahnrad besteht/ das mit dem Sonnenrad in Eingriff liegt, und aus einem zweiten Zahnrad, das mit dem ersten Zahnrad, das mit dem Planetenrad kämmt, verbunden ist.

14. Verschlußmechanismus nach Anspruch13, dadurch gekennzeichnet, daß das epizyklische Getriebe eine Getriebeuntersetzung mit einem Verhältnis von 1 zu minus 0,60 zwischen der Drehung der Strahlungsquelle zu der Drehung des geöffneten Körpers um die Strahlungsquelle bewirkt.

15. Verschlußmechanismus nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Anzahl der Zähne auf dem Sonnenrad zu der Anzahl der Zähne auf dem ersten Verbundzahnrad multipliziert mit dem Verhältnis der Anzahl der Zähne auf dem zweiten Verbundzahnrad zu der Anzahl der Zähne auf dem Planetenrad 0,60 ist.

16. Verschlußmechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß der die Strahlung durchlassende Abschnitt eine einzige kontinuierliche öffnung aufweist, die sich in der gleichen Richtung wie der Winkel des die Strahlung durchlassenden Abschnittes erstreckt.

17. Verschlußmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung die folgenden Einrichtungen aufweist:

einen Kolimator, der die Strahlung in dem Strahlenbündel auf mehrere divergierende getrennte Strahlen begrenzt und

eine Einrichtung, um jeden der getrennten Strahlen kontinuier-

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lieh auf einen einzigen ortsfesten Detektor zu ziehen, während sich die Strahlungsquelle dreht und so lange wie der getrennte Strahl den Abtastkreis schneidet.

18. Verschlußmechanismus nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß diese die Strahlen ausrichtende Einrichtung eine Einrichtung enthält, die bewirkt, daß für jede Winkeleinheit der Drehung der Strahlungsquelle ein bestimmter Betrag an Drehung jedes getrennten Strahles in der umgekehrten Richtung um den Mittelpunkt der Strahlungsquelle bewirkt wird.

19. Verschlußmechanismus nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung ein Kolimator ist, der um die Strahlungsquelle rotiert und eine Vielzahl von Strahlungsöffnungen aufweist, die mit den um die Strahlungsquelle angeordneten Detektoren in einer Ebene liegen.

20. Verschlußmechanismus nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die die Strahlen ausrichtende Einrichtung eine Einrichtung enthält, die bewirkt, daß für jede Winkeleinheit der Drehung der Strahlungsquelle ein bestimmtes Ausmaß an Drehung des Kolimators in umgekehrter Richtung stattfindet.

21. Verschlußmechanismus nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der von sämtlichen öffnungen überbrückte Bogen in dem gleichen Verhältnis zu dem von sämtlichen Detektoren überbrückten Bogen steht wie das feste Ausmaß an Drehung jedes getrennten Strahles zu der Winkeleinheit der Drehung der Strahlungsquelle.

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22. Verschlußmechanismus nach Anspruch 21, dadurch gekenzeichnet, daß die Einrichtung zum Bewirken einer bestimmten Drehung ein mechanisches Antriebssystem ist, das durch die Drehung der Strahlungs* quelle angetrieben wird und den Kolimatorkörper in Drehung versetzt.

23. Verschlußmechanismus nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet/ daß das Antriebssystem eine Gruppe von Rädern umfaßt, die miteinander in Antriebskontakt stehen.

24.·Verschlußmechanismus nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder Zahnräder sind.

25. Verschlußmechanismus nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder ein epizyklisches Getriebe bilden, das eine Getriebeuntersetzung im Verhältnis von 1 zu minus 0,60 zwischen der Drehung der Strahlungsquelle zu der Drehung des Kolimatorkörpers um die Strahlungsquelle bewirkt.

26. Verschlußmechanismus nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren sämtlich im gleichen Abstand vom Mittelpunkt des Abtastkreises liegen und dieser Abstand das 1,48-fache des Radius der Bahn der Strahlungsquelle beträgt.

27. Verschlußmechanismus nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle in einem Abstand von 24,3" vom Mittelpunkt und die Detektoren in einem Abstand von 36,0" vom Mittelpunkt angeordnet sind.

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28. Verschlußmechanismus nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder ein epizyklisches Getriebe bilden mit einem Planetenrad, das mit der Strahlungsquelle konzentrisch ist und sich mit dieser bewegt, an der der Kolimatorkörper befestigt ist, ein ortsfestes ringförmiges Sonnenrad, das konzentrisch zu dem Abtastkreis liegt, und ein Verbundzahnrad, das aus einem ersten Zahnrad besteht, das mit dem Sonnenrad kämmt, und aus einem zweiten Zahnrad, das mit dem ersten Zahnrad, das mit dem Planetenrad kömmt, fest verbunden ist.

29. Verschlußmechanismus nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das epizyklische Getriebe eine Untersetzung mit einem Verhältnis von 1 zu minus 0,60 zwischen der Drehung der Strahlungsquelle und der Drehung des Kolimatorkörpers um die Strahlungsquelle bewirkt.

30. Verschlußmechanismus nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Anzahl der Zähne auf dem Sonnenrad zu der Anzahl der Zähne auf dem ersten Verbundzahnrad multipliziert mit dem Verhältnis der Anzahl der Zähne auf dem zweiten Verbundzahnrad zu der Zahl der Zähne auf dem Planetenrad 0,60 beträgt.

31. Verschlußmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekenzeichnet, daß die öffnung eine Einrichtung enthält, um nur einen Teil des Strahlenbündels zu blockieren, der bei sämtlichen Stellungen der Strahlungsquelle aus dem Bogen herausfällt, der von den Detektoren umfaßt wird.

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32. Verschlußmechanismus nach Anspruch 1 bis 31, mit einer rotierenden Strahlungsquelle und mit einer Detektoranordnung aus einer Reihe von ortsfesten Strahlungsdetektoren, die in einer Ebene mit der Bahn der Strahlungsquelle liegen und in einem Abstand von deren Achse liegen und die die Bahn der Strahlungsquelle mindestens teilweise umschließen, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um die von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung auf ein divergierendes nach innen gerichtetes Strahlenbündel zu begrenzen,

daß ein die Strahlung blockierender Körper mit mindestens einer die Strahlung durchlassenden öffnung vorgesehen ist, wobei diese öffnung zwischen der Strahlungsquelle und der Drehachse liegt und der Körper selbst sich um die Strahlungsquelle dreht und

daß eine mechanische Antriebseinrichtung vorgesehen ist, um zu bewirken, daß sich der Körper für jede Winkeleinheit der Drehung der Strahlungsquelle um einen bestimmten Betrag in umgekehrter Richtung um die Strahlungsquelle dreht.

33. Verschlußmechanismus nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Antriebseinrichtung durch die Drehung der Strahlungsquelle angetrieben wird.

34. Verschlußmechanismus nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Antriebseinrichtung eine Gruppe von Rädern enthält, die miteinander in Antriebskontakt stehen.

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35. Verschlußmechanismus nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder Zahnräder sind.

36. Verschlußmechanismus nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder zu einem epizyklischen Getriebe gehören mit einem Planetenzahnrad, das konzentrisch zu der Strahlungsquelle liegt und sich mit dieser bewegt, mit der der Kolimatorkörper fest verbunden ist, daß ein ortsfestes ringförmiges Sonnenrad konzentrisch zum Abtastkreis liegt, und daß ein Verbundzahnrad aus einem ersten Zahnrad besteht, das mit dem Sonnenrad kämmt, und einem zweiten Zahnrad, das mit dem ersten Zahnrad, das mit dem Planetenrad kämmt, fest verbunden ist.

37. Verschlußmechanismus nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß das epizyklische Getriebe eine Getriebeuntersetzung mit einem Verhältnis von 1 zu minus 0,60 zwischen der Rotation der Strahlungsquelle und der Rotation des Körpers um die Strahlungsquelle bewirkt.

38ο Verschlußmechanismus nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Anzahl der Zähne auf dem Sonnenrad zu der Anzahl der Zähne auf dem ersten Verbundzahnrad multipliziert mit dem Verhältnis der Anzahl der Zähne auf dem zweiten Verbundzahnrad zu der Anzahl der Zähne auf dem Planetenzahnrad 0,60 beträgt.

39«. Verschlußmechanismus nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren sämtlich in der gleichen Entfernung vom Mittelpunkt des Abtastkreises liegen und dieser Abstand gleich dem

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1,48-fachen des Radius der Bahn der Strahlungsquelle ist.

40. Verschlußmechanismus nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle in einem Abstand von 24,3" vom Mittelpunkt und die Detektoren in einem Abstand von 36,0" vom Mittelpunkt angeordnet sind.

41. Verschlußmechanismus nach Anspruch 1 bis 40, mit einer rotierenden Strahlungsquelle und einer Detektoranordnung mit einer Reihe von ortsfesten Strahlungsdetektoren, die die Bahn der Strahlungsquelle in der gleichen Ebene mindestens teilweise umschließen, dadurch gekennzeichnet, daß

ein die Strahlung blockierender Körper mit mindestens einer die Strahlung durchlassenden Öffnung um die Strahlungsquelle drehbar angeordnet ist und

daß eine Antriebseinrichtung vorgesehen ist, um eine Gegendrehung des Körpers um die Strahlungsquelle bei deren Drehung zu bewirken.

42. Verschlußmechanismus nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung eine Einrichtung enthält, die für jede Winkeleinheit der Drehung der Strahlungsquelle eine Drehung des Körpers um einen bestimmten Betrag in der entgegengesetzten Richtung bewirkt.

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43. Verschlußmechanismus nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung eine mechanische Antriebseinrichtung enthält, um die gegendrehung zu bewirken und daß diese durch die Drehung der Strahlungsquelle selbst angetrieben wird.

44. Verschlußmechanismus nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Antriebseinrichtung eine Gruppe von Rädern enthält, die in Antriebskontakt miteinander stehen.

45. Verschlußmechanismus nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder Zahnräder sind.

46. Verschlußmechanismus nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder eine Getriebeuntersetzung mit einem Verhältnis von 1 zu minus 0,60 zwischen der Drehung der Strahlungsquelle und der Drehung des Körpers um die Strahlungsquelle bewirken.

47. Verschlußmechanismus nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder ein epi.zyklisches Getriebe mit einem Planetenrad bilden, das konzentrisch zu der Strahlungsquelle liegt und sich mit dieser bewegt, an der der Kolimatorkörper befestigt ist, ein ortsfestes ringförmiges Sonnenrad, das zu dem Abtastkreis konzentrisch liegt, und ein Verbundzahnrad vorgesehen ist, das aus einem ersten Zahnrad besteht, das mit dem Sonnenrad kämmt, und einem zweiten Zahnrad, das mit dem ersten Zahnrad fest verbunden ist, das seinerseits mit dem Planetenrad kämmt.

48. Verschlußmechanismus nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet,

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daß das epizyklische Getriebe eine Getriebeuntersetzung mit einem Verhältnis von 1 zu minus 0,60 zwischen der Drehung der Strahlungsquelle und der Drehung des Körpers um diese Strahlungsquelle bewirkt.

49. Verschlußmechanismus nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Anzahl der Zähne auf dem Sonnenrad zu der Anzahl der Zähne auf dem ersten Verbundzahnrad multipliziert mit dem Verhältnis der Anzahl der Zähne auf dem zweiten Verbundzahnrad zu der Anzahl der Zähne auf dem Planetenrad 0,60 beträgt.

50. Verschlußmechanismus nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren sämtlich in gleichem Abstand vom Mittelpunkt des Abtastkreises liegen und dieser das 1,48-fache des Radius der Bahn der Strahlungsquelle beträgt.

51. Verschlußmechanismus nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle in einer Entfernung von 24,3" vom Mittelpunkt und die Detektoren in einer Entfernung von 36,0", vom Mittelpunkt angeordnet sind.

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