DE2852968A1

DE2852968A1 - Schichtgeraet zur herstellung von transversalschichtbildern eines aufnahmeobjektes

Info

Publication number: DE2852968A1
Application number: DE19782852968
Authority: DE
Inventors: Karl-Georg Ing Gra Heinzelmann; Guenter Ing Grad Schmitt; Edgar Ing Grad Tschunt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-12-07
Filing date: 1978-12-07
Publication date: 1980-06-19
Also published as: US4303830A; GB2038590A; DE2852968C2; FR2443236A1; GB2038590B; FR2443236B1

Description

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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen
Berlin und München YPA 78 P 5135 BRD

Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjektes

Die Erfindung betrifft ein Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjektes mit mehreren, mit ihren Fokussen um gleich große Winkel gegeneinander versetzt angeordneten Strahlenquellen, mit einer Strahlenmeßanordnung, die aus einer der Zahl der Strahlenquellen gleichen Zahl von Strahlenempfängern besteht, welche die Strahlungsintensität

hinter dem Objekt ermitteln, mit einer Antriebsvorrichtung, die einen Drehrahmen für die Strahlenquellen und die Strahlenempfänger antreibt, sowie mit einem Meßwertumformer für die Transformation der von
den Strahlenempfängern gelieferten Signale in ein

Schichtbild, bei dem auch die Strahlenempfänger um
gleich große Winkel versetzt den Strahlenquellen gegenüberliegend angeordnet sind.

Ein Schichtgerät dieser Art ist in der DE-OS 26 14 beschrieben. Bei diesem Schichtgerät ist ein Rechner

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vorgesehen, der die Ausgangssignale der Strahlenempfänger, die bei unterschiedlichen Projektionen während der Drehung des Drehrahmens erzeugt werden, in der Weise verarbeitet, daß daraus die Strahlenschwächungskoeffizienten bestimmter Punkte der durchstrahlten Schicht berechnet werden, die dann bildmäßig wiedergegeben werden können. Die Antriebsvorrichtung ist bei dem bekannten Schichtgerät derart ausgebildet, daß sie den Drehrahmen für eine Abtastung um einen dem Versetzungswinkel der Strahlenquellen und der Strahlenempfänger gleichen Winkel dreht. Bei drei Röntgenröhren und drei Strahlenempfängern ist es demgemäß erforderlich, den Drehrahinen um 120° zu drehen. Die Abtastzeit ist somit gegenüber dem Fall, in dem nur eine Röntgenröhre und ein Strahlenempfänger vorgesehen sind, auf ein Drittel verkürzt. . ■

Bei dem bekannten Schichtgerät der eingangs genannten Art ist es jeweils nur möglich, eine einzige Schicht des Aufnahmeobjektes abzutasten. Sollen mehrere Schichten des Aufnahmeobjektes untersucht werden, so ist es erforderlich, nach der Abtastung einer Schicht die liege mit dem Aufnahmeobjekt um einen Schritt weiterzubewegen und eine erneute Abtastung vorzunehmen. Aufgrund der somit für die Untersuchung mehrerer Schichten erforderlichen wechselweisen Abtastung und Liegenverschiebung ist die Zeit bis zur Beendigung der Untersuchung mehrerer Schichten verhältnismäßig lang.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einem Schichtgerät der eingangs genannten Art, bei einem Schichtgerät zur Erzeugung von Querschnittsbildern eines Patienten, einem sog. Computer-Tomographen, die Zeit für die.Untersuchung mehrerer paralleler

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Schichten des Patienten gegenüber den bekannten Computer-Tomographen wesentlich zu reduzieren.

Diese Aufgabe ist erfindwngsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Teil der aus je einer Strahlenquelle und einem Strahlenempfänger bestehenden Meßeinheiten in Richtung der Drehachse im Abstand zueinander angeordnet ist. Bei dem erfindungsgemäßen Schichtgerät werden durch einen einzigen Abtastvorgang, d.h. durch eine einzige Drehung des Drehrahmens, mehrere parallel zueinander liegende Schichten des Aufnahmeobjektes untersucht. Dadurch, ist eine wesentliche Verkürzung der Abtastzeit für die Untersuchung solcher paralleler Schichten gegeben.

Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß Mittel zum Einstellen des Abstandes der Meßeinheiten voneinander vorhanden sind. Dadurch ist es möglich, einerseits den Abstand der untersuchten Schichten voneinander einzustellen, andererseits aber auch als Grenzfäll durch alle Meßeinheiten nur eine einzige Schicht des Aufnahmeobjektes abzutasten, wodurch, wie bei dem eingangs beschriebenen, bekannten Schichtgerät, eine Verkürzung der Abtastzeit gegenüber der Verwendung einer einzigen Meßeinheit gegeben ist. Es ist in diesem Fall aber auch für die Erzielung einer besseren Auflösung möglich, für eine Abtastung des Aufnahmeobjektes den Drehrahmen um den gleichen Winkel zu drehen, um den gedreht wird, wenn nur eine einzige Meßeinheit vorhanden ist, wenn die Detektoren entsprechend angeordnet werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

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-M- VPA 78 P 5135 BRD Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schichtgerätes

nach der Erfindung bei geöffnetem Gehäuse,

Fig. 2 eine Ansicht des Gerätes gemäß Figur 1 von oben bei aufgeschnittenem Dr.ehrahmen,

Fig. 3 eine schematische Ansicht des Gerätes gemäß Figur 1 zur Erläuterung der Kabelführung für die Strahlenquellen, und 10

Fig. 4 eine Ansicht der Kabelführung "von oben.

In den Figuren 1 und 2 ist ein Drehrahmen 1 gezeigt, der als Hohlzylinder ausgebildet ist und auf seiner äußeren Mantelfäche einen Zahnkranz 2 aufweist, in den ein Ritzel 3 eines Antriebsmotors 4 eingreift. Auf dem Drehrahmen 1 sind drei um jeweils 120° gegeneinander versetzte Röntgenröhren 5, 6, 7 befestigt. Jeder der Röntgenröhren 5 bis 7 liegt je ein Strahlenempfänger 8, 9, 10 gegenüber. Jeder der Strahlenempfänger 8 bis 10 besteht aus einer Detektorreihe von beispielsweise 256 einzelnen Detektoren. Jede der Röntgenröhren 5 bis 7 sendet ein fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel aus, dessen Ausdehnung in Längsrichtung der Achse des Aufnahmeobjektes, das in eine Öffnung Hades Gehäuses 11 eingebracht wird, gleich der gewählten Schichtdicke ist und dessen Breite so bemessen ist, daß einerseits die gesamte Öffnung 11a und damit das gesamte Aufnahmeobjekt erfaßt wird, andererseits aber nur der zugeordnete Strahlenempfänger von Röntgenstrahlung getroffen wird. Der Drehrahmen 1 ist durch den Motor 4 um eine Achse 12, mit der etwa die Längsachse des Aufnahmeobjektes zusammenfallen soll, drehbar. Die Röntgenröhren 5 bis 7 sind an einem Röntgengenerator angeschlossen, während die Strahlenempfänger 8 bis 10 ihre Signale

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einem Meßwertumformer zuführen, der daraus ein Röntgenbild aufbaut und seine Wiedergabe auf einem Sichtgerät bewirkt.

Die Röntgenröhre 5 und der Strahlenempfänger 8 sind an der inneren Mantelfäche des Drehrahmens 1 fest angeord net, d.h. nicht verstellbar. Im Gegensatz dazu ist die Röntgenröhre 7 und der Strahlenempfänger 10 in Rich-• tung der Drehachse 12 verstellbar_: am Drehrahmen 1 gelagert. Hierzu ist am Drehrahmen 1 ein Motor 13 mit einer Stellspindel 14 für die Röntgenröhre 7 sowie ein Motor 15 mit einer Stellspindel 16 für den Strahlenempfänger 10 befestigt. In gleicher ¥eise ist die Meßeinheit aus der Röntgenröhre 6 und dem Strahlenempfänder 9 in Richtung der Drehachse 12 über einen am Drehrahmen 1 befestigten Motor 17 mit einer Stellspindel 18 für die Röntgenröhre 6 und einem ebenfalls am Drehrahmen 1 befestigten Motor 19 mit einer Stellspindel 20 für den Strahlenempfänger 9 verstellbar.

Durch Verstellung der Meßeinheiten 6, 9 und 7, 10 in Richtung der Drehachse 12 kann der Abstand dieser Meßeinheiten von der Meßeinheit 5, 8 und damit der Abstand dreier durch eine Drehung des Drehrahmens. 1 gleichzeitig abtastbarer, paralleler Körperschichten festgelegt werden. Es ist aber auch möglich, die Meßeinheiten 6, 9 und 7, 10 so zu verstellen, daß alle drei Meßeinheiten 5, 8; 6, 9;" 7, 10 in einer Ebene liegen. In diesem Fall braucht für die gleiche BiIdauflösung wie bei im Abstand voneinander angeordneten Meßeinheiten nur eine Drehung von 120° zu erfolgen. Die Zeit für die Abtastung einer Schicht beträgt daher nur ein Drittel der Zeit,-die für die Abtastung einer Schicht erforderlich ist, wenn die Meßeinheiten gemäß Figur 2 im Abstand voneinander liegen. Wird der Abtast-

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winkel größer als 120°, z.B. 360°, bei in einer Ebene liegenden Meßeinheiten gewählt, so ergibt sich bei geeigneter Ausbildung der Strahlenempfänger 8 bis 10, d.h. bei geeigneter Anordnung der einzelnen Detektoren, eine größere Zahl von Ausgangssignalen pro Schicht als in dem Fall, in dem die Meßeinheiten im Abstand voneinander liegen. Dadurch ist eine bessere Bildauflösung gegeben.

Die Zuführung der Hochspannung und gegebenenfalls der Steuersignale zu den Röntgenröhren 5 bis 7 erfolgt gemäß den Figuren 3 und 4, in denen nur die für diese Zuführung wesentlichen Teile dargestellt sind, durch ^J.;.j vom Röntgengenerat or kommende Kabel 21, die über eine '*/ 15 im Sockel des Gerätes angeordnete Rolle 22 geführt und um den äußeren Mantel des Drehrahmens 1 gelegt sind. Von der Rolle 22 sind die Kabel dabei zu einer Rolle ^! 23 auf dem. Mantel des Drehrahmens 1 und von dort zu einem festen Punkt 24 des Drehrahmens 1 geführt. Vom Punkt 24 führt eine feste Verkabelung zu den Röntgenröhren 5,. 6, 7· Die Rolle 23 ist mittels eines Wagens 25 auf dem Mantel des Drehrahmens 1 in Umfangsrichtung verschiebbar. An ihm greift ein Seilzug.26 an, der über eine gerätefeste Rolle 27 geführt und an einer Feder 28 befestigt is"t, welche am Gehäuse 11 verankert ist.

Bei einer Drehung.des Drehrahmens 1 läuft die Rolle auf dem Mantel des Drehrahmens 1 und hält die Kabel gespannt. Sie bewegt sich dabei beispielsweise in die in der Figur 4 gestrichelt gezeichnete, durch das Bezugszeichen 29 gezeichnete Stellung.

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Claims

YPA 78 P 5135 BRD Patentansprüche

1, Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjektes mit mehreren, mit ihren Fokussen um gleich große Winkel gegeneinander versetzt angeordneten Strahlenquellen, mit einer Strahlenmeßanordnung, die aus einer der Zahl der Strahlenquellen gleichen Zahl von Strahlenempfängern besteht, welche die Strahlungsintensität hinter dem Objekt ermitteln, mit einer Antriebsvorrichtung, die einen Drehrahmen für die Strahlenquellen und die Strahlenempfänger antreibt, sowie mit einem Meßwertumformer für die Transformation der von den Strahlenempfängern gelieferten Signale in ein Sehichtbild, bei dem auch die Strahlenquellen um gleich große Winkel versetzt den Strahlenquellen gegenüberliegend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil (6,9; Ί, 10) der aus je einer Strahlenquelle und einem Strahlenempfänger bestehenden Meßeinheiten (5, 8; 6, 9; 7, 10) in Richtung der Drehachse (12) im Abstand zueinander angeordnet ist.
2. Schichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Mittel (13 bis 20) zum Einstellen des Abstandes der Meßeinheiten (5, 8; 6, 9; 7, 10) voneinander vorhanden sind.

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