DE2901406A1

DE2901406A1 - Verfahren zur ermittlung des koerperrandes zur rekonstruktion der absorption von strahlung in einem ebenen bereich eines koerpers

Info

Publication number: DE2901406A1
Application number: DE19792901406
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Phys Wagner
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1979-01-15
Filing date: 1979-01-15
Publication date: 1980-07-24
Also published as: US4375696A; GB2040138A; FR2446105A1; NL8000120A; GB2040138B; JPS5596407A; FR2446105B1; SE8000221L

Description

PHILIPS PATENTVERWALiUNG GMBII, 5-ueindana.i 94, 2000

3 PHD 79-004

"Verfahren zur Ermittlung des Körperrandes zur Rekonstruktion der Absorption von Strahlung in einem ebenen Bereich eines Körpers"

Die Erfindung betrifft ein Verfären zur Ermittlung des Randes eines auf einem Patiententisch liegenden Körpers zur Rekonstruktion einer Absorptionsverteilung von Strahlung in einen ebenen Untersuchungsbereich des Körpers, wobei der innerhalb eines Lagerungsbereichs liegende Untersuchungsbereich in unterschiedlichen in der Unter suchung sebene liegenden Richtungen auf jeweils einer Anzahl wenigstens annähernd parallel liegender Strahlenwege vollständig von Meßstrahlen zvlt Bestimmung von Absorptionswerten und der Lagerungsbereich von einer in der Untersuchungsebene liegenden, vom Körper stark oder völlig absorbierten, zumindest in einem unmittelbar an den Untersuchungsbereich angrenzenden und den Lagerungsbereich tangierenden Gebiet verlaufenden Hilfsstrahlung durchstrahlt wird, durch deren Messung mit zusätzlichen Hilfsdetektoren die Lage von den Körper tangierenden Hilfsmeßstrahlen und aus ihnen erste RandpunKte des Körpers ermittelt werden, aus denen zusammen mit den Absorptionswerten die Absorptionsverteilung rekonstruiert wird.

Ein derartiges Verfahren ist bereits aus dem Aufsatz "Reconstruction from truncated scan data" von ¥. Wagner, erschienen in MEDITA, Sonderheft 1/78 bekannt. Mit diesem Verfahren ist es möglich, die Absorptionsverteilung von

030030/0209

4 PHD 79-004

Strahlung, z.B. Röntgenstrahlung, in einem in der durchstrahlten Ebene (Untersuchungsebene) liegenden Unter-: suchungsbereich eines z.B. menschlichen Körpers zu reKons trui er en. Der Untersuchungsbereich Kann dabei ganz oder teilweise innerhalb der durchstrahlten Körperebene liegen, wenn beispielsweise nur einzelne Organe des Körpers untersucht werden sollen. Das heißt, der Untersuchungsbereich weist einen wesentlich Kleineren Durchmesser auf als der in der Ebene liegende Lagerungsbereich zur Aufnahme des Körpers. Der außerhalb des Untersuchungsbereichs liegende Körperbereich wird hierbei im Gegensatz zum Untersuchungsbereich nicht in jeder Richtung vollständig von Strahlung durchsetzt, so daß die Strahlenbelastung des Körpers reduziert ist.

Um Fehler in der reKonstruierten Absörptionsverteilung des Untersuchungsbereichs zu vermeiden, müssen zusätzlich in den außerhalb des Untersuchungsbereiches liegenden Körperbereichen, die nicht vollständig von den Meßstrahlen durchsetzt werden, Absorptionsdaten (S(p,/t^)) ermittelt werden, die den Absorptionswerten (Q(P,/^)) entsprechen. Hierzu ist aber wenigstens eine Kenntnis des Körperrandes erforderlich. Dieser wird, wie in dem oben erwähnten Aufsatz beschrieben, mit-Hilfe von zusätzlichen Strahlenquellen ermittelt, die eine vom Körper starK oder völlig absorbierte, in der Ebene liegende Hilfsstrahlung aussenden. Die Hilfsstrahlung wird unmittelbar in den an den Untersuchungsbereich angrenzenden Bereich emittiert, wobei sie den Lagerungsbereich tangiert. Ein Teil der Hilfsstrahlung läuft hierbei am Körper vorbei und trifft auf eine in der Ebene liegende Reihe von HilfsdeteKtoren, mit deren Hilfe der· Abstand der den Körper tangierenden Hilfsmeßstrahlen vom Untersuchungsbereich ermittelt wird. Durch Drehung der Anordnung Hilfsstrahlenquelle-HilfsdeteKtoren um den Körper herum wird somit eine Vielzahl von den Körper tangierenden Hilfsmeßstrahlen in unter-

030030/0269

BAD ORIGINAL

5 PHD 79-004

schiedlichen Richtungen erzeugt. Der Rand des Körpers wird dann wenigstens näherungsweise als Envelope der tangierenden Hilfsmeßstrahlen bestimmt.

s Die zur Rekonstruktion der Absorptionsverteilung des Untersuchungsbereiches zusätzlich benötigten Absorptionsdaten werden derart bestimmt, daß für jede Richtung die außerhalb des Untersuchungsbereichs liegenden, nicht von den Meßstrahlen durchsetzten Bereiche des Körpers in Streifen unterteilt werden, die wenigstens annähernd parallel zu den Meßstrahlen verlaufen und deren Breite wenigstens ungefähr der der Strahlenwege, auf denen die Meßstrahlen verlaufen, entspricht. Die Länge eines Streifens ist hierbei durch den Körperrand begrenzt. Jedem Streifen wird nun ein vorgewählter, auf eine Einheitslänge bezogener Absorptionskoeffizient zugeordnet, der wenigstens annähernd die mittlere Körperabsorption beschreibt. Durch MuItipliKation des vorgewählten AbsorptionsKoeffizient en mit jeweils einer Streifenlänge werden dann Absorptionsdaten erzeugt, die zur entsprechenden Streifenlänge proportional sind.

Mit den erhaltenen Absorptionsdaten, die so behandelt werden, als wären sie aus einer Messung gewonnen und den Absorptionswerten wird dann die Absorptionsverteilung bei erheblich verminderter Strahlenbelastung des Körpers rekonstruiert.

Bei Anwendung dieses Verfahrens ist es jedoch erforderlieh, daß der Patient ent i sch im Bereich der Untersuchungsebene unterbrochen ist, damit die Hilfsstrahlung ungehindert durch ihn hindurchtreten kann. In der Regel werden jedoch Patiententische verwendet, welche über ihre gesamte Länge aus für die Hilfsstrahlung undurchdringbarem Material, z.B. Kunststoff, gefertigt sind, so daß bei Anwendung dieses Verfahrens der Körperrand nur unvollständig

030030/0269

PHD 79-004

ermittelbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe der Rand eines auf einem durchgehenden, für die Hilfsstrahlung undurchdringbaren Patiententisch gelagerten Körpers vollständig bestimmbar ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß zur Bestimmung von ersten RandpunKten des Körpers nur Hilfsmeßstrahlen berücksichtigt werden, die den Patiententisch nicht berühren, und daß auf jedem Strahlenweg, der durch einen der ersten RandpunKte des Körpers und den Untersuchungsbereich verläuft, ein weiterer Randpunkt ermittelt wird, dessen Abstand von dem ersten Randpunlct in Richtung des Körpers als ein Wert bestimmt wird, der einem Quotienten (L(r,j£)) aus dem zum jeweiligen Strahlenweg gehörenden Absorptionswert (Q(r,^i^) und einem vorgewählten, mittleren AbsorptionsKoeffizienten ( /G) entspricht.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst unter Verwendung der den Patiententisch nicht berührenden Hilfsmeßstrahlen nur Teile des Körperrandes bzw. der dem Patiententisch gegenüberliegende Bereich des Körperrandes ermittelt. Hierzu werden unter gleichem WinKelabstand vom Zentrum des Untersuchungsbereichs ausgehende und zu dem von den Hilfsmeßstrahlen tangierten Randbereich des Körpers weisende Vektoren definiert, die jeweils mehrere Hilfsmeßstrahlen schneiden. Die Länge der Detektoren wird dabei durch die Lage desjenigen Schnittpunktes bestimmt, der dem Zentrum des Untersuchungsbereichs am nächsten liegt. Hierauf wird weiter unten näher eingegangen. Die Endpunkte dieser Vektoren stellen dann die ersten Randpunkte des Körpers dar. Ausgehend von den so ermittelten ersten Randpunkten werden dann auf allen durch die ersten Randpunkte und den Untersuchungsbereich hindurchlaufenden

030030/0269

290U06

7 PHD 79-004

Strahlenwegen die Quotienten L(r,^), die einer Länge entsprechen, in Richtung des Körpers abgetragen, so daß eine Vielzahl weiterer RandpunKte entsteht, die den ersten RandpunKten etwa gegenüberliegen. Mit Hilfe der ersten und der weiteren RandpunKte läßt sich somit der Körperrand nahezu vollständig bestimmen.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird auf den durch die so ermittelten weiteren RandpunKte hindurchlaufenden Strahlenwegen, ausgehend von den weiteren RandpunKten in Richtung des Körpers jeweils ein zusätzlicher RandpunKt ermittelt, dessen Abstand von dem weiteren RandpunKt als ein Wert bestimmt wird, der dem Quotienten (L(r,40)) aus dem zum jeweiligen Strahlenweg gehörenden Absorptionswert und einem vorgewählten, mittleren AbsorptionsKoeffizienten entspricht.

Durch jeden weiteren RandpunKt verläuft ebenfalls eine Vielzahl von in der Ebene liegenden Strahlenwegen, auf denen in Richtung des Körpers die einer Länge entsprechenden Quotienten L(r,-^ zur Erzeugung zusätzlicher RandpunKte abgetragen werden« Hierdurch wird erreicht, daß die Zahl der den Körperrand wenigstens näherungsweise beschreibenden RandpunKte erheblich gesteigert wird.

Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden zur Ermittlung verbesserter RandpunKte vom Zentrum des Untersuchungsbereichs ausgehende und bis zu den RandpunKten weisende DeteKtoren A(r,^) in vorgewählten WinKelbereichen gemittelt, wodurch der Rand des Körpers genauer bestimmt wird. Unter den ermittelten RandpunKten sind hier die ersten, weiteren und ggf. die zusätzlichen RandpunKte zu verstehen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird als HiIfsstrahlung Licht- oder Ultraschallstrah-

030030/0269

290 U

8 PHD 79-004

lung verwendet, wodurch erreicht wird, daß der Körper bei der Bestimmung seines Randes Keiner weiteren schädlichen Strahlenbelastung ausgesetzt ist.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein schematisch dargestelltes Röntgentomographiegerät, Fig. 2 den Verlauf der den Körper tangierenden Hilfsmeßstrahlen,

Fig. 3 einen in der Untersuchungsebene liegenden Schnitt des Körpers mit durch erste Randpunkte verlaufenden Strahlenwegen und Fig. 4 ein Blockschaltbild einer elektronischen Einheit zur Durchführung des Verfahrens.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein schematisch dargestelltes Röntgentomographiegerät, welches aus einer Strahlenquelle 1 zum Aussenden eines fächerförmigen Röntgen-Strahlenbündels2 besteht, das in der Schnittebene (Zeichenebene), die die Untersuchungsebene darstellt, verläuft, und das mittels einer Bleiblende 3 begrmzt ist. Das Röntgenstrahlenbündel 2 durchdringt einen zu untersuchenden Körper 4 und trifft auf eine DeteKtorreihe 5_f welche aus einzelnen in der Untersuchungsebene nebeneinander liegenden Strahlungsdetektoren 6 besteht. Das System Strahlenquelle 1 - Detektorreihe 5 ist um eine Zentralachse 7» die senkrecht zur Untersuchungsebene verläuft, drehbar angeordnet, wobei seine Stellung relativ zu einem in der Untersuchungsebene liegenden, rechtwinkligen Koordinatensystem X,Y durch einen Drehwinkels, den der Zentralstrahl 9 des fächerförmigen Strahlenbündels 2 mit der Y-Achse einschließt, angegeben wird. Der Ursprung des Koordinatensystems X,Y durch den die Zentralachse 7 hindurchläuft, ist gleichzeitig Zentrum des Untersuchungsbereichs 10 des Rontgentomographiegerätes.

030030/0269

9 PHD 79-004

Dies ist der in der Untersuchungsebene liegende Bereich, der unter jedem Drehwinlcel^vollständig von auf Strahlenwegen 11 verlaufenden Meßstrahlen durchstrahlt wird, wobei die Breite der Strahlenwege 11 durch die Breite der DeteKtoren 6 bestimmt ist. Die Lage eines Strahlenweges wird ferner durch seinen Abstand ψ vom Zentrum des Untersuchungsbereichs 10 angegeben.

Zur Lagerung des zu untersuchenden Körpers 4 (gestrichelt gezeichnet), der in einem den Untersuchungsbereich 10 konzentrisch umgebenden Lagerungsbereich 12 liegt, ist ein senKrecht zur Untersuchungsebene"verstellbarer Patiententisch 8 vorgesehen. Seine mechanische Halterung ist der Übersicht wegen nicht dargestellt.

Durch eine Veränderung der Lage des Körpers 4 innerhalb des Lagerungsbereichs 12 Kann erreicht werden, daß der UntersuchungsbereLch 10, der erforderlichenfalls in seiner-Größe durch Verstellen der Blende 3 verändert werden Kann, verschiedene zu diagnostizierende Bereiche innerhalb des Körpers 4 überdecKt. Hierzu muß natürlich zwischen dem Körper 4 und dem Lagerungsbereich 12 genügend Spiel sein.

Weiterhin sind optische Hilfsstrahlungsquellen 13,13' vorgesehen, deren Positionen sich an den Enden der Detektorbereiche 5 befinden und die zwei in der Ebene liegende Hilfsstrahlungsbündel mit den Randstrahlen 15, 15' und 16, 16' in Richtung zweier aus mehreren einzelnen DeteKtoren bestehenden HilfsdeteKtoranordnungen 14, 14' aussenden. Die HilfsdeteKtoranordnungen 14, 14', die ebenso wie die Hilfsstrahlungsquellen 13, 13' an der Rotation des DeteKtorsystems teilnehmen, sind hierbei in der Nähe der Strahlenquelle 1 so angeodnet, daß sie an die Randstrahlen 16, 16·, die gleichzeitig die Begrenzung des Röntgenstrahlenbündels 2 beschreiben und an die den

030030/0269

290U06

10 PHD 79-004

Lagerungsbereich 12 tangierenden Randstrahlen 15, 15' angrenzen. Dadurch ergibt sich ein kompakter Aufbau der Anlage. Verläuft beispielsweise ein Hilfsmeßstrahl 17 tangential zum Rand des Körpers 4, so werden die Hilfsdetektoren der Hilfsdetektoranordnung 14 links vom Hilfsmeßstrahl 17 (in Richtung des Hilfsmeßstrahls 17 gesehen) Strahlung empfangen und ein elektrisches Signal ein eine nicht näher dargestellte elektronische Einheit abgeben, während in Strahlenrichtung gesehen die rechts vom Hilfsmeßstrahl 17 liegenden Detektoren der Hilfsdetektoranordnung 14 keine Strahlung empfangen und somit kein elektrisches Signal abgeben können. Auf diese Weise läßt sich die Lage P^ (^) eines den Körper 4 tangierenden Hilfsmeßstrahls 17 leicht bestimmen. Durch Drehung der Detektoranordnung um die Zentralachse 7 herum lassen sich nun für jeden Winkel λΙ? Hilf smeßstrahlen 17 ermitteln, von denen aber nur die ausgewertet werden, welche nicht den Patiententisch 8 tangieren. Dabei sind die Koordinaten der Hilfsmeßstrahl en 17, die den Patiententisch 8 tangieren, aus den Anordnungskoordinaten des Patiententisches 8 bekannt, so daß eine eindeutige Auswertung der tangierenden Hilfsmeßstrahlen 17 in jedem Fall gewährleistet.

Natürlich kann das Tomographiegerät auch mit einer einzigen Hilfsstrahlungsquelle 13 und einer dazugehörenden, ihr gegenüberliegenden Hilfsdetektoranordnung 14 ausgerüstet sein, wenn bei einer Rotation des Abtastgerätes um etwa 180° gewährleistet ist, daß die Hilfsmeßstrahlen 17 immer an der dem Patiententisch 8 abgewandten Seite des Körpers 4 verlaufen. Die Hilfsstrahlenquelle 13, 13¹ können beispielsweise sichtbares Licht emittierende Lumineszenzdioden oder Infrarotstrahlung emittierende Laserdioden sein. Noch vorteilhafter ist es, eine gemeinsame Lichtquelle mit zwei Lichtfaserleitern zu koppeln, deren Enden in den Positionen bei 13 und 13¹ möglichst nahe den Grenzstrahlen 16, 16' angeordnet sind, derart,

030030/0269

29Q14Q6

11 PHD 79-004

daß ihr Licht in Richtung der Hilfsdeteictoranordnungen 14, 14« gerichtet ist. Die Hilfsstrahlenquellen und die Hilfsdetektoranordnungen können zusammen mit der Strahlenquelle 1 und der Detektoranordnung 2 um die Achse 7

s gedreht werden. Hierbei können sie mit der aus Strahlenquelle 1 und Detektoranordnung 5 bestehenden Meßanordnung starr verbunden sein. Wenn die Hilfsstrahlenquellen und die Hilfsdetektoranordnungen amplituden-, frequenz- oder pulsmoduliert betrieben werden, wird die Messung der Hilfsstrahlung unempfindlicher gegen Umfeldbeleuchtung und gegen Rauscheinflüsse.

Es ist ebenfalls möglich, Ultraschall als Hilfsstrahlung zu verwenden. Dabei können nach dem Prinzip der sogenannten "phased arrays" mehrere Ultraschallsender vorgesehen sein, die gleichzeitig mit der gleichen Frequenz, aber unterschiedlicher Phasenlage erregt werden, wobei die Phasenlagen bzw. die Phasendifferenzen zwischen den einzelnen Ultraschallsendern mit geeigneten Verzögerungsschaltungen ständig verändert werden. Dadurch ändert sich ständig die Richtung des Ultraschallstrahls, so daß dieser entlang der Oberfläche des zugehörigen Ultraschallempfängers jenseits des Untersuchungsbereiches abgelenkt wird.

In Fig. 2 ist der Verlauf der den Körper 4 tangierenden Hilfsmeßstrahlen 17 genauer dargestellt. Mit 4, 7, 8 und 10 sind dieselben Bezeichnungen gemeint, wie in Fig. 1. Gezeigt ist ferner ein System von Hilfsmeßstrahlen 15 ausgehend von der Hilfsstrahlungsquelle 13 in einer beliebigen Rotations st ellung *^des Abtastgerätes (Detektoranordnungen und Strahler), in dieser Stellung verläuft der den Patiententisch 8 tangierende Hilfsmeßstrahl 16 nicht unmittelbar am Rande des Körpers 4 und ist somit nicht zur Bildung des Körperrandes heranzuziehen. Die Hilfsmeßstrahlen 17 jedoch, die aus nacheinander erfolgenden Messungen bei unterschiedlichen Winkeln «t£ermittelt

030030/0269

290 H

12 PHD 79-004

wurden und die tangential zum Körper 4 verlaufen, beschreiben den oberen, dem Patiententisch 8 abgewandten Körperrand.

Ein beliebiger vom Patiententisch 8 wegweisender VeKtor A(r,^) (Zentral vektor), der unter dem Winkel γ zur x-Achse eines im Zentrum des Untersuchungsbereichs 10 liegenden Koordinatensystem X,Y verläuft, schneidet nun mehrere HiIfsmeßstrahlen 17 an den Punkten a,b,c ...

Um einen ersten Randpunkt 18a-c usw. (siehe Fig. 3) bestimmen zu können, werden sämtliche Schnittpunkte a,b,c... des Vektors Α(τ,ψ) mit den Hilfsmeßstrahlen 17 ermittelt, von denen dann der dem Zentrum des Untersuchungsbereichs 10 am nächsten liegende gemäß der Gleichung 1 mit

A(r, f ) = Min^g ^y X²CVJ^e) +-Y²O/^)¹) (D

als ein erster Randpunkt bestimmt wird. Hierbei sind Χ(^4&) und Υ(·^Ί0 jeweils die Koordinaten der Schnitt- . punkte a,b,c ... des Vektors A(r,^) mit den Hilfsmeßstrahlen 17 in Richtung j . Diese Koordinaten lassen sich zu

*£) ΛΜ) · (sin/^ · tan-f + cosrfflT¹ (2) und
Y(VJ^) =yO_t(/ie) · (sin-t& + cos<£· cot/)"¹ (3) bestimmen.

Dabei ist yo^.(tÄ) der Abstand jeweils eines mit Hilfe der Hilfsdetektoranordnung 14, 14' gemessenen und den

Körper 4 tangierenden HilfsmeßStrahles 17 vom Zentrum des Untersuchungsbereiohs, dessen Lage sich ferner aus der Winkelstellung *tgdes Systems Strahler 1 - Strahlungsdetektoren 6 und der geometrischen Anordnung von Hilfs-3S Strahlungsquellen 13, 13' und der Hilfsdetektoranordnungen 14, 14' ergibt.

03003G/0269

13 PHD 79-004

Durch eine Vielzahl von Vektoren A(r,^), die alle vom Patiententisch 8 fortgerichtet sind und zwischen denen gleiche Winkelabstände δ ψ bestehen, Können somit wenigstens näherungsweise obere erste Randpunicte 18a-c usw. (siehe Fig. 3) bestimmt werden.

In der Darstellung nach Fig. 3 ist angenommen, daß die obere Berandung des Körpers 4 (durchgezogene Linie) bereits beKannt ist. Beim Durchstrahlen des Körpers 4 mit parallel oder fächerförmig verlaufenden Meßstrahlen - beide Strahlengeometrien können in bekannter Weise ineinander umgewandelt werden - verlaufen durch die ersten Randpunkte jeweils mehrere Strahlenwege 11 in unterschiedlichen, in der Ebene liegenden Richtungen und durch den Untersuchungsbereich 10 hindurch. Trägt man nun ausgehend von den ersten Randpunkten 18a-c in Richtung des Körpers 4 auf den jeweiligen Strahlenwegen 11 den Quotienten L(p,*t£) = Q(p»<tS>)//ü ab, wobei /ü ein vorgewählter mittlerer Absorptionskoeffizient ist, der die Körperabsorption näherungsweise beschreibt, so erhält man weitere Randpunkte 19, die wenigstens näherungsweise den dem Patiententisch zugewandten Rand des Körpers 4 beschreiben.

Die Länge der den weiteren Randpunkten 19 zugeordneten Vektoren A(r,^) wird dabei durch einen multiplikativen Faktor F korrigiert, derart, daß keiner der Vektoren mit seiner Spitze über den Patiententisch hinausragt. Hierzu werden zunächst andere Vektoren A' in denselben Richtungen ίΡ gebildet, wobei sich deren Längen [ A¹j aus den Abständen der Schnittpunkte der Vektorstrahlen mit dem Patiententisch vom Zentrum des Untersuchungsbereichs ergeben. Der multiplikative Faktor wird dann berechnet aus:

F"¹ =

-1) . |lf-Tf_ef¹ · *γ +1,

wenn dieses Maximum etwa beim Winkel of auftritt und Δ

ι ο

die WinkelSchrittweite bedeutet.

030030/0269

14 PHD 79-004

Zur weiteren Erhöhung der Zahl der RandpunKte oder ggf. zum Schließen von LücKen zwischen den ersten RandpunKten Können auf den jeweils durch die weiteren RandpunKte 19 und den Untersuchungsbereich 10 hindurchtretenden Strahlenwegen 11, wie oben bereits beschrieben, erneut die Quotienten L(p,/i£), ausgehend von den weiteren RandpunKten 19, in Richtung des Körpers 4 zur Gewinnung von zusätzlichen RandpunKten aufgetragen werden.

Da die tatsächliche Absorption entlang der Strahlenwege nur näherungsweise durch den mittleren AbsorptionsKoeffizienten /G wiedergegeben werden Kann, ist es zwecKmäßig, die Beträge der einzelnen VeKtoren A(r,^), deren EndpunKte die RandpunKte darstellen, zu mitteln. Hierzu werden zusätzliche zu den weiteren und ggf. auch zu den zusätzlichen RandpunKten weisende VeKtoren gebildet, deren Beträge in jeweils Kleinen WinKelbereichen ^^Pzur Erzeugung verbesserter RandpunKte gemittelt werden.

In Fig. 4 wird das Verfahren anhand eines BlocKschaltbildes näher erläutert» Die mit Hilfe der DeteKtoren 6 gemessenen Meßwerte Ι(ρ,*ί&) (Intensitäten) bzw. die Referenzintensität I werden in einer Logarithm!ereinheit 21 logariüimiert, welche gleichzeitig Absorptionswerte Q(p,^) bildet, die in einem Datenspeicher 22 gespeichert werden. Diese Absorptionswerte werden später benutzt, um im Zentralrechner 23 die Absorptionsverteilung /u(x,y) im Untersuchungsbereich 10 zu reKonstruieren, welche auf dem Monitor 24 dargestellt wird.

Eine erste Recheneinheit 25 ermittelt nun zu jedem der im Speicher 20 gespeicherten und den Körper 4 tangierenden Hilfsmeßstrahlen 17 die SchnittpunKte X(*f₍ *&), Υ(^λ&) mit denVfegen der jeweiligen ZentralveKtoren A(r,*p). Hierzu werden übliche Verfahren zur SchnittpunKtberechnung verwendet. Anschließend ermittelt die Einheit 25 den jeweils Kleinsten Abstand der SchnittpunKte vom MitfcelpunKt

030030/026 9

29 ϋ Η 06

15 PHD 79-004

des Untersuchungsbereichs 10 entlang je eines ZentralveKtorweges. Der SchnittpunKt mit dem Kleinsten Abstand bildet somit jeweils die EndpunKtKoordinate eines VeKtors, bzw. einen ersten RandpunKt. Die ermittelten ersten Randpunkte werden dann im Speicher 25a zwischengespeichert. Eine Recheneinheit 26 sucht nun zu jedem der im Speicher 25a gespeicherten ersten RandpunKte die durch sie hindurchlaufenden Strahlwege 11 und die zu den Strahlwegen 11 gehörigen Absorptionswerte Ο^ρ,οβΟ auf, die im Datenspeicher 22 gespeichert sind. Aus diesen Absorptionswerten berechnet eine Recheneinheit 27 die einer Länge entsprechenden Quotienten L(p,t#) und trägt sie zur Ermittlung weiterer RandpunKte 19 auf den jeweiligen Strahlenwegen 11 ab.

Hierbei werden weitere ZentralveKtoren in Richtung des unteren Körperrandes gebildet, deren EndpunKte die weiteren RandpunKte 19 darstellen.

Diese weiteren RandpunKte 19 werden im Speicher 27a zwischengespeichert. Zusammen mit den bereits im Speicher 25a gespeicherten ersten RandpunKten werden mit Hilfe der in Fig. 4 dargestellten Einheit 28 verbesserte RandpunKte, die zugleich KörperrandpunKte darstellen, ermittelt, indem über den gesamten WinKelbereich ^ die in einzelnen, begrenzten WinKelab schnitt en Abliegenden Beträge der ZentralveKtoren A(r,^ ) nach beKannten Verfahren gemittelt werden.

Eine weitere Recheneinheit 29 erstellt dann mit Hilfe des ermittelten Randes des Körpers 4 in der eingangs beschriebenen Weise die Absorptionsdaten £i(p, AJi)₁ die zur Ermittlung eines ReKonstruKtionsbildes des Untersuchungsbereichs 10 ebenfalls dem Datenspeicher 22 zugeführt werden.

030030/0269

e r s e

i f

Claims

PHILIPS PATENTVERWAI-TIW« GlVRH, Stetrviamm 94, 2000 Hamburg

1 PHD 79-004

PATENTANSPRÜCHE:

(i) Verfahren zur Ermittlung des Randes

eines auf einem Patiententisch liegenden Körpers (4) zur Rekonstruktion einer Absorptionsverteilung von Strahlung in einen ebenen Untersuchungsbereich (10) des Körpers, wobei der innerhalb eines Lagerungsbereichs (12) liegende Untersuchungsbereich in unterschiedlichen in der Untersuchungsebene liegenden Richtungen auf jeweils einer Anzahl wenigstens annähernd parallel liegender Strahlenwege

(11) vollständig von Meßstrahlen zur Bestimmung von Absorptionswerten (Q(P,^)) und der Lagerungsbereich von einer in der Untersuchungsebene liegenden, vom Körper stark oder völlig absorbierten, zumindest in einem unmittelbar an den Untersuchungsbereich angrenzenden und den Lagerungsbereich tangierenden Gebiet verlaufenden Hilfsstrahlung durchstrahlt wird, durch deren Messung mit zusätzlichen Hilfsdetektoren (14, 14') die Lage von den Körper tangierenden Hilfsmeßstrahlen (17) und aus ihnen erste Randpunkte (I8a-c) des Körpers ermittelt werden, aus denen zusammen mit den Absorptionswerten die Absorptionsverteilung rekonstruiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung von ersten Randpunkten (I8a-c) des Körpers nur Hilfsmeßstrahlen (17) berücksichtigt werden, die den Patiententisch (8) nicht berühren, und daß auf jedem Strahlenweg, der durch einen der ersten Randpunkte des Körpers und den Untersuchungsbereich verläuft, ein weiterer Randpunkt (19) ermittelt wird, dessen Abstand von dem ersten Randpunkt in Richtung des Körpers als ein Wert bestimmt wird, der einem Quotienten (L(p,<g£,)) aus dem zum jeweiligen Strahlenweg gehörenden Absorptionswert (θ.(ρ,Ί0θ) und einem vorgewählten, mittleren Absorptionskoeffizienten (/ü) entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß auf den durch die so ermittelten weiteren Randpunkten (19) hindurchlaufenden Strahlenwegen

030030/0260

29QKQ6

2 PHD 79-004

(11), ausgehend von den weiteren Randpunkten in Richtung des Körpers (4) jeweils ein zusätzlicher Randpunkt ermittelt wird, dessen Abstand von dem weiteren Randpunkt als ein Wert bestimmt wird, der dem Quotienten (L(r,4^)) aus dem zum jeweiligen Strahlenweg gehörenden Absorptionswert (Q(r,*£)) und einem vorgewählten, mittleren Absorptionskoeffizienten (/ü) entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung verbesserter Randpunkte vom Zentrum des Untersuchungsbereichs (10) ausgehende und bis zu den Randpunkten weisende Vektoren in vorgewählten Winkelbereichen Af'gemittelt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsstrahlung Licht- oder Ultraschallstrahlung verwendet wird.

030030/0269