DE2840965C2

DE2840965C2 - Strahlendiagnostikgerät für die Erzeugung von Schichtbildern eines Aufnahmeobjekts

Info

Publication number: DE2840965C2
Application number: DE2840965A
Authority: DE
Inventors: Edgar Ing.(grad.) 8521 Atzelsberg Tschunt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-09-20
Filing date: 1978-09-20
Publication date: 1982-11-11
Also published as: FR2436598A1; GB2030422B; GB2030422A; FR2436598B1; US4292525A; DE2840965A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Strahlendiagnostikgerät für die Erzeugung von Schichtbildern eines Aufnahme >hjektes mit einer Lagerstatt, mit einer Meßanordnung . jr Durchstrahlung des Aufnahmeobjektes aus verschiedenen Richtungen, bestehend aus einer Strahlenquelle, welche ein die zu untersuchende Schicht durchdringendes Strahlenbündel aussendet, dessen Abmessung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke ist, und einem Strahlenempfänger, welcher der gemessenen Strahlenintensität entsprechende elektrische Ausgangssignale liefert und mit einem am Strahlenempfänger angeschlossenen Rechner zur Berechnung der Schwächungswerte bestimmter Bildpunkte der durchstrahlten Körperschicht aus den Ausgangssigrialen des Strahlen' empfängers, bei dem der Strahlenempfänger aus einer Detektorreihö besteht und ein Kollimator mit einefn Kollimatorschacht für jeden Detektor vorhanden ist, wobei jeder Detektor mindestens teilweise in dem ihm zugeordneten Köllimalorschacht angeordnet ist_ä

Bei bekannten Strahlendiagnostikgeräten dieser Art, sog. Computer-Toniiogrnphen, erfolgt eine Drehung der Meßanordnung, gegebenenfalls in mehreren Schritten, wobei zwischen jedem Drehschritt eine seitliche Verschiebung der Meßanordnung zur Abtastung der gesamten zu untersuchenden Schicht des Aufnahmeobjektes erfolgt, so daß jeder Strahlenweg in der untersuchten Schicht von einer Vielzahl anderer Strahlenwege gekreuzt wird und aus den Ausgangssignalen des Strahlenempfängers durch den R»chner ein Bild der untersuchten Schicht berechnet werden kann. Es ist dabei bekannt, den Kollimator vor dem Strahlenempfänger anzuordnen, so daß die einzelnen Detektoren des Strahlenempfängers nicht mehr durch die Kollimatorwände voneinander getrennt sind. Dadurch ist es jedoch möglich, daß unerwünschte Streustrahlung auf die Detektoren einwirkt Ferner ist eine getrennte Halterungsvorrichtung für die Detektoren erforderlich, die es schwierig macht. Detektoren einzeln auszuwechseln.

Durch die DE-OS 24 34 224 ist ein Strahlendiagnostikgerät der eingangs genannten Art bekannt, bei dem jeder Detektor mindestens teilweise in dem ihm zugeordneten Kollimatorschacht angeordnet ist. Bei diesem Strahlendiagnostikgerät ist ein guter Schutz der Detektoren des Strahlenempfängers gegen Streustrahlung gegeben. Hinsichtlich des konstruktiven Aufbaues des Kollimators mi den Detektoren läßt sich aus dieser Schrift jedoch nichts entnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Strahlendiagnostikgerät der eingangs genannten Art so auszubilden. daLS ein leichtes Auswechseln einzelner Detektoren möglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kollimator zwei im Abstand voneinander parallel liegende Seitenteile aus strahlenabsorbierendem Material aufweist, welche um den Fokus gekrümmt sind und auf ihren Innenseiten mit einander gegenüberliegenden Schlitzen versehen sind, in denen Bleche aus strahlenabsorbierendem Material herausziehbar stekken, und daß jeder Detektor an einem Blech seines Kollimatorschachtes befestigt, vorzugsweise angeklebt ist. Das Auswechseln eines einzelnen Detektors ist in einfacher Weise durch Herausziehen des Bleches, auf dem er befestigt ist, aus dem Kollimator möglich. Ragt jedes Kollimatorblech mit dem Teil seines Detektors, der die Anschlüsse aufweist, etwas in Strahlenrithtung über die Strahlenaustrittsseite der Seitenteile des Kollimators hinaus, so ist eine leichte Verbindung der Anschlüsse der Detektoren mit den ihnen zugeordneten Leitungen, die beispielsweise auf auf den Außenseiten der Seitenteile angebrachten Leiterplatten vorgesehen sein können, möglich. Die Kollimatorbleche bieten dabei ebenfalls einen guten Schutz gegen Streustrahlung.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

F 1 g. 1 eine schematische Darstellung eines Strahlendiagnostikgerätes zur Erläuterung des Erfindungsgedankens.

F i g- 2 den Strahlenempfänger mit dem zugeordneten Kollimator bei dem Gerät gemäß der F ί g. 1,

F i g. 3 und 4 einen Schnitt und eine Ansicht von oben des Strahlenempfängers mit dem Kollimator gemäß F ί g. 2, und

Fig,5 und"6 eine Einzelheit des Strahlenempfängers und Kollimators geniäß den F i g, 2 bis 4, In der F i g. 1 ist als Strahlenquelle eine Röntgenröhre

1 dargestellt, die mit einem Sirahleiiempfänger 2 eine Meßanordnung bildet. Der Strahlenempfänger 2 besteht aus einer Reihe von Detektoren 2a, 2b usw„ von denen jeder teilweise in dem Schacht eines Kollimators 3 angeordnet ist Die Röntgenröhre 1 ist mit dem Strahlenempfänger 2 und dem Kollimator 3 über einen Drehrahmen fest verbunden. Die Röntgenröhre 1 sendet ein fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel 4 aus, dessen Ausdehnung in der zu untersuchenden Querschicht 5 eines Patenten 6, welcher auf einer Lagerstatt 7 liegt, so groß ist, daß die gesamte zu untersuchende Schicht 5 von Röntgenstrahlung durchsetzt wird. Senkrecht zu der Schicht 5 ist die Ausdehnung des Röntgenstrahlenbündels 4 gleich der Schichtstärke. Die Anzahl der Detektoren de* Strahlenempfängers 2 ist der gewünschten Bildauflösung entsprechend gewählt und kann z. B. 512 betragen. Jeder Detektor liefert ein Signal, das der Intensität der empfangenden Röntgenstrahlung entspricht Die Detektoren des Strahlenempfängers 2 sind an einem Rechner 8 angeschlossen, der aus den Ausgangssignalen der Detektoren, die während der Drehung der Meßanordnung 1, 2 um einen Winkel von 360° um die Drehachse 9 gebildet werfen, die Schwächungswerie bestimmter Bildpunkte der Schicht 5 und damit ein Bild der durchstrahlten Schicht 5 des Patienten 6 berechnet. Dieses Bild wird auf einem Sichtgerät 10 wiedergegeben. Zur Verringerung der Strahlenbelastung des Patienten 6 kann die Röntgenröhre 1 während eines Abtastvorgangs gepulst werden, so daß beispielsweise pro Winkelgrad ein Satz von Ausgangssignalen des Strahlenempfängers 2 erzeugt wird. Auf diese Weise werden beispielsweise 360 χ 512 Ausgangssignale erzeugt. Bei dem Beispiel sind der Übersichtlichkeit halber nicht alle Detektoren, sondern nur eine geringe Detektorzahl gezeigt.

Aus der Fig. 2 geht hervor, daß der Kollimator Bleche 3a, 3b usw. aufweist, die auf der Strahlenausgangsseite des Kollimators 3 nach unten etwas über zwei in Verbindung mit den F i g. 3. 4 und 6 noch näher beschriebenen Seitenteilen hinausragen. Jedes der Kollimatorbiet.ie 3a usw. trägt je einen Detektor, der ebenfalls nach unten etwas über die Seitenteile des Kollimators 3 hinausragt, so daß gemäß F-g. 2 die Anschlüsse jedes Detektors freiliegen und leicht mit den entsprechenden Leitungen je einer auf jedem Seitenteil auf dessen Außenseite befestigten Leiterplatte verbunden werden können. Jeder Detektor la usw. ist somit teilweise in dem ihm zugeordneten Kollimatorschacht angeordnet. In der Fig. 2 ist die Leiterplatte 16 dargestellt. Die Verbindung kann durch Löten erfolgen. Gemäß F i g. 2 sind auf der Leiterplatte 16 jeweils vier Detektoranschlüsse zu je einem Stecker geführt, von denen die Stecker 12 und 13 dargestellt sind. Entsprechendes gilt auch für die in der Fig. 2 nicht sichtbaren Anschlüsse der Detektoren und die entsprechende Leiterplatte auf der nicht sichtbaren Seite des Kollimators 3.

In der F i g. 3 ist der Kollimator 3 mit den Detektoren in einer Ansicht von oben gezeigt. Hier sind die beiden Seitenteile 14 und 15 sowie die Leiterplatten 16 und 17 sichtbar. An den Enden ist der Kollimator 3 zwischen zwei Blöcken 18,19 gehalten, die den Abstand zwischen

den Seitenteilen 14,15 festlegen. Die Bleche 3a usw.. die aus strahlenabsorbierendem Material, z. B. aus Tantal bestehen, sind in Schlitzen der ebenfalls aus strahlenabsorbterendem Material bestehenden Seitenteile 14, 15, die auf deren Innenseiten liegen, herausziehbar eingesteckt Sie können also auf der Strahlenaustrittsseite des Kollimators 3 aus diesem einzeln herausgezogen werden. Dadurch ist es möglich, leicht einen einzelnen Detektor durch Herausziehen des Bleches, mit dem der Detektor verbunden, vorzugsweise verklebt ist, auszuwechseln.

Die Seitenteile 14, 15 können z. B. aus Gießharz bestehen, das mit Bleipulver versetzt ist.

Die F i g. 4 zeigt einen Schnitt durch den Kollimator 3. In ihr ist deutlich erkennbar, daß der größte Teil der Detektoren 2a usw. in den Schächten des Kollimators 3 liegt, während nur der die Anschlüsse tragende Teil der Detektoren 3a usw. auf der Strahlenaustrittsseite des Kollimators 3 herausragt, so daß ein leichter Anschluß der Detektoren 2a usw. an den Leiterplatten 16, 17 möglich ist Ferner geht aus der Fig."¹ hervor, daß die Bleche 3a usw. ebenfalls auf den Strahie^ustrimseiten des Kollimators 3 herausragen und zwar über die Strahlenaustrittsseiten der Seitenteile 14, 15 etwas hervorstehen, so daß sie die Detektoren 2a usw. jut gegen Streustrahlung abschirmen.

Die F i g. 5 zeigt ein einzelnes Kollimatorblech 3a mit dem daran befestigten Detektor 2a. Der Detektor besteht aus einem Szintillationskristall 20 und einem

v· lichtelektrischen Wandler 21. z. B. einer Fotodiode, die mit dem Szintillationskristall 20 verbunden ist. Der Szintillationskristall 20 kann mit Ausnahme seiner mit dem lichtelektrischen Wandler 21 verbundenen Seite allseitig lichtdicht gekapselt sein. Jedes Kollimatorblech 3a usw. trägt einen Detektor gemäß dem Aufbau, wie er in der F i g. 5 dargestellt ist. Es ist ferner mit einem Loch versehen, das das Herausziehen aus den Seitenteilen 14, 15 und damit aus dem Kollimator zum Auswechseln des Detektors erlaubt. In der Fig. 5 ist das Loch 22 des

■to Kollimatorbleches 3a dargestellt Alle Szintillationskristalle, die die Röntgenstrahlung empfangen, liegen somit ganz τ den ihnen zugeordneten Kollimatorschächten.

Die Fig.6 zeigt einen Querschnitt durch den

Kollimator 3 mit den Seitenteilen 14, 15. den Leiterplatten 16, 17 sowie den daran angebi achten Steckvorrichtungen 12 und 23. Zwischen den Seitenteilen 14,15 ist als Beispiel das Blech 3a zu sehen, das den Szintillationskristall 20 mit dem lichtelektrischen Wandler 21 trägt. Von den Steckvorrichtungen 12, 23 usw.

können Flachbandkabel zur eigentlichen Meßelektronik führen. Die Seitenteile 14, 15, deren Abstand durch die Blöcke 18, 19 festgelegt ist, und die parallel zueinander liegen, sind um den Fokus der Röntgenröhre 1 gekrümmt

Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung bei einem Computer-Tomographen mit konlinuierlhh oder schrittweise drehbarem Strahlenempfänger beschränkt, sondern auch anwendbar, wenn der Strahlenempfänger als Ring ausgebildet ist, der das Aufnahmeobjekt umschließt und wan £nd der Abtastung feststeht, bei dem also zu de- Abtastung des Aufnahmeobjekts nur die Strahlenquelle gedreht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Strahlendiagnostikgerät für die Erzeugung von Schichtbildern eines Aufnahmeobjektes mit einer Lagerstatt (7), mit einer Meßarordnung (I₁ 2) zur Durchstrahlung des Aufnahmeobjektes (6) aus verschiedenen Richtungen, bestehend aus einer Strahlenquelle, welche ein die zu untersuchende Schicht durchdringendes Strahlenbündel (4) aussendst, dessen Abmessung senkrecht zur Schichtebene (5) gleich der Schichtstärke ist, und einem Strahlenempfänger (2), welcher der gemessenen Strahlenintensität entsprechende elektrische Ausgangssignale liefert und mit einem am Strahlenempfänger (2) angeschlossenen Rechner (8) zur Berechnung der υ Schwächungswerte bestimmter Bildpunkte der durchstrahlten Körperschicht (5) aus den Ausgangssignalen des Strahienempfängers (2), bei dem der Strahlenempfänger (2) aus einer Detektorreihe (2a usw.) begeht und ein Kollimator (3) mit einem Kollimatuischacht für jeden Detektor (2a usw.) vorhanden ist, wobei jeder Detektor (2a usw.) mindestens teilweise in dem ihm zugeordneten Kollimatorschacht angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollimator (3) zwei im Abstand voneinander parallel liegende Seitenteile (14, 15) aus strahlenabsorbierendem Material aufweist, welche um den Fokus gekrümmt sind und auf ihren Innenseiten mit einander gegenüberliegenden Schlitzen versehen sind, in denen Bleche (3a usw.) aus strahlenabsorbierendem Material herausziehbar stecken, und daß jeder Detektor (2a usw.) an einem Blech (3a.usw.) seines. Kollin jtorschachtes befestigt, vorzugsweise angekleb; ist.

2. Strahlendiagnostikgerät ach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kollimatorblech (3a usw.) mit dem zugeordnetem Detektor (2a usw.) in Strahlenrichtung über die Strahlenaustrittsseite derSeitenteile(14,15) etwas hinausragt.

3. Strahlendiagnostikgeräl nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Außenseiten der Seitenteile (14, 15) Leiterplatten (16,17) angebracht sind, mit denen die Detektoren (2a usw.) verbunden sind.