DE2907206A1

DE2907206A1 - Schichtgeraet zur herstellung von transversalschichtbildern

Info

Publication number: DE2907206A1
Application number: DE19792907206
Authority: DE
Inventors: Hans-Jochen Dipl Ing Krumme; Guenter Ing Grad Schmitt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-02-23
Filing date: 1979-02-23
Publication date: 1980-09-04
Also published as: GB2043393B; GB2043393A; FR2449438A1; US4311911A

Description

2907208

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München YPA 79 P 5014 BRD

Schichtgerät, zur Herstellung τοπ Transversals chi chtbildern

Die Erfindung betrifft ein Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjektes mit einer Strahlenmeßanordnung, die eine Strahlenquelle, welche ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes, fächerförmiges Strahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke ist, sowie einen Strahlenempfänger enthält, der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt ermittelt und aus einer Reihe von Strahlendetektoren besteht, mit Mitteln zur Bewegung des Strahlenbündels in der Schichtebene im Sinne einer Abtastung eines Schichtbereiches, der größer als der vom Strahlenbündel durchsetzte Schichtbereich ist, sowie mit einem Drehring für die Meßanordnung zur Durchstrahlung des Aufnahmeobjektes aus verschiedenen Richtungen und mit einem Meßwertumformer für die Transformation der vom Strahlenempfänger gelieferten Signale in ein Schichtbild.

Tp 5 Ler / 13.2.1979

0 300 36/023 4

-/έ - VPA 79 P 5014 BRD

Ein Schichtgerät dieser Art ist in der DE-OS 27 41 874 beschrieben. Während der Drehung der Meßanordnung um das Aufnahmeobjekt wird dabei die zu untersuchende Schicht des Aufnahmeobjektes von dem Strahlenbündel abgetastet. Der Strahlenempfänger liefert Ausgangssignale, aus denen ein Computer im Meßwertumformer die Schwächungskoeffizienten vorbestimmter Stellen der untersuchten Schicht berechnet. Die berechneten Schwächungskoeffizienten können dann in Form eines Schichtbildes auf einem Sichtgerät, z.B. einem Fernsehmonitor, wiedergegeben werden.

Bei dem bekannten Schichtgerät erfolgt die Bewegung des Strahlenbündels in der Schichtebene im Sinne einer Abtastung eines Schichtbereiches, der größer als der vom Strahlenbündel durchsetzte Schichtbereich ist, da- ' durch, daß die Strahlenquelle und der Strahlenempfänger um eine durch den Schichtbereich verlaufende Achse gegenläufig zueinander bewegt werden. Zur Bewegung des Strahlenbündels ist eine Blende vorgesehen, die syn-. chron mit der Detektorbewegung so verstellt wird, daß das von der Strahlenquelle ausgesendete Strahlenbündel so eingeblendet wird, daß nur der Strahlenempfänger von Strahlung getroffen wird. Für die Blendenverstellung ist ein besonderes Getriebe erforderlich. Dies bedeutet einen hohen konstruktiven Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schichtgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es im Hinblick auf den Stand der Technik wesentlich einfacher und störungssicherer ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßanordnung auf einer Schwinge befestigt ist, welehe auf dem Drehring schwenkbar gelagert ist. Bei dem

030036/0234

2307206 (,

- Ϋ- VPA 79 P 5014 BRD

erfindungsgemäßen Schichtgerät wird für die Abtastung des Aufnahmeobjektes in der Schichtebene im Sinne einer Abtastung eines Schichtbereiches, der größer als der .vom Strahlenbündel durchsetzte Schichtbereich ist, die gesamte Meßanordnung als Einheit um einen Schwenkpunkt geschwenkt. Wird die Blende mit der Schwinge fest verbunden, so ist eine Blendenverstellung relativ zur Strahlenquelle nicht erforderlich. Es kann daher mit einer festen Blende gearbeitet werden.

Eine besonders zweckmäßige und einfache Ausbildung ergibt sich, wenn zwei konzentrisch zueinander liegende Drehringe vorgesehen werden, von denen der äußere das mit dem Fokus der Strahlenquelle zusammenfallende Schwenkgelenk und der innere einen Mitnehmer für die Schwinge trägt, und wenn die Drehringe durch einen einzigen Motor über Getriebemittel so angetrieben werden, daß sich der innere Ring bei einer Umdrehung des äußeren Ringes um den Öffnungswinkel des Strahlenbündels weiterdreht.

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

In der Zeichnung ist ein Patient 1 dargestellt, der auf einer Liege 2 liegt und von dem das Bild einer Transversalschicht erzeugt wird. Der Patient 1 ist in eine Öffnung 3 des Gerätes eingeschoben. Er wird durch eine Meßanordnung abgetastet, die von einer Röntgenröhre 4 und einem Strahlenempfänger 5 gebildet ist. Die Meßanordnung 4, 5 ist auf einer Schwinge 6 befestigt, welche um eine durch den Fokus der Röntgenröhre 4 gehende Achse 7 auf einem Drehring 8 schwenkbar gelagert ist. Sie ist mit ihrem freien Ende durch

030036/023A

-A - YPA 79 P 5014 BRD

eine Führungsschiene 9 geführt, welche am Drehring 8 "befestigt ist. Der Drehring 8 umschließt einen inneren Drehring 10, in dessen Öffnung 3 der Patient 1 liegt. Die Drehringe 8, 10 werden durch einen einzigen Motor 11 angetrieben, und zwar derart, daß sich bei einer Umdrehung von 360° des Drehringes 8 der Drehring 10 um einen Winkel dreht, der um den Öffnungswinkel γ* des von der Röntgenröhre 4 ausgesendeten Strahlenbündels 12 größer ist. Dies ist durch die unterschiedlichen Außendurchmesser der Drehringe 8, 10, die vom Motor 11 über Zahnriemen 11a, b angetrieben werden, erreicht. Dadurch wird die Schwinge 6 bei einer vollen Umdrehung des Drehringes 8 über einen am Drehring 10 befestigten Stift 13, der in einem Langloch 14 der Schwinge 6 geführt ist, um den Öffnungswinkel ΙΛ des Strahlenbündels 12 aus der gezeichneten Stellung in Richtung des Pfeiles 15 verschwenkt und tastet die zu untersuchende Schicht des Patienten 1 ab. Der Öffnungswinkel γ des Strahlenbündels 12, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke ist, ist durch eine Blende 12a festgelegt.

Die Röntgenröhre 4 wird von einem Röntgengenerator 16 mit Hochspannung versorgt. Der Strahlenempfänger 5 bestellt aus einer Reihe von Detektoren, die die empfangene Röntgenstrahlung in entsprechende elektrische Signale umwandeln. Diese Signale sind einem Meßwertumformer 17 zugeführt, der die Schwächungskoeffizienten vorbestimmter Stellen der untersuchten Schicht berechnet und die bildliche Wiedergabe dieser Schicht auf einen Pernsehmonitor 18 bewirkt. Zweckmäßigerweise erfolgt sowohl die Meßwertübertragung vom Strahlenempfänger 5 zum Meßwertumformer 17 als auch die Hochspannungszuführung zur Röntgenröhre 4 kontaktlos über rotierende Übertrager.

030036/0234

2901206

-/S' - YPA 79 P 5014 BRD

Für die Abtastung der zu untersuchenden Transversalschicht des Patienten 1 wird der Drehring 8 einmal oder mehrmals um 360° gedreht. Das Strahlenbündel 12 ist im Hinblick auf die Geräteöffnung 3 so bemessen, daß in der gezeichneten Endlage der Begrenzungsstrahl

19 und in.der anderen Endlage der Begrenzungsstrahl

20 am Rande der GeräteÖffnung'3 liegt. Bei einer Umdrehung des Drehringes 8 wird das Strahlenbündel 12 um seinen Öffnungswinkel verschwenkt. Die Zahl der Umdrehungen wird so gewählt, daß das gesamte Aufnahmeobjekt oder der gesamte aufzunehmende Objektbereich vom Strahlenbündel 12 überstrichen wird.

Die Anfangsstellung für eine Abtastung kann dem jeweiligen maximalen Objektdurchmesser angepaßt werden. Beispielsweise können für eine Aufnahme des Kopfes des Patienten 1 die Drehringe 8, 10 vor der eigentlichen Messung bei ausgeschalteter Strahlung so weit gedreht werden, daß beim Beginn der Messung der Begrenzungsstrahl 19 oder 20 den Kopf links oder rechts tangiert. In dieser Stellung kann auch eine Eichung des Systems vorgenommen werden. Ein Meßvorgang ist in diesem Fall beendet, wenn der Begrenzungsstrahl 19 oder 20 den Kopf rechts oder links tangiert. Je klei-' ner das Objekt ist, um so schneller ist somit ein Meßvorgang beendet.

Bei kleinen Objekten und Objektausschnitten, die in das Strahlenbündel 12 passen, können die Drehringe 8, 10 so weit gedreht werden, bis das Strahlenbündel 12 etwa symmetrisch zum Objekt liegt. In dieser Anfangsstellung für die Messung wird der Stift 13 von der Schwinge 6 gelöst - und diese mit dem Drehring 8 fest gekuppelt. Eine Messung ist in diesem Fall frühestens nach einer Umdrehung des Drehringes 8 abgeschlossen.

030036/0234

VPA 79 P 5014 BRD Dieses Meßverfahren ist sinngemäß auch sinnvoll durchführbar für Ausgangsstellungen des Strahlenbündels zwischen der oben beschriebenen Symmetrielage und dem Grenzfall, in dem ein Begrenzungsstrahl 19 oder 20 in der Ausgangsstellung durch das Drehzentrum verläuft .

Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Differenz der Winkelgeschwindigkeiten der Drehringe 8 und 10 konstant. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, Getriebemittel, z.B. ein Schaltgetriebe, vorzusehen, durch die diese Differenz geändert und damit der vom Strahlenbündel 12 pro Umdrehung des Drehringes 8 zurückgelegte Winkel eingestellt werden kann. Dadurch ist ein optimales Verhältnis zwischen Bildauflösung und Abtastgeschwindigkeit einstellbar.

030036/0234

Claims

Χ VPA 79 P 5014 BRD Pat ent ansp rüche

IV Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjektes mit einer Strahlenmeßan-5 Ordnung, die eine Strahlenquelle, welche ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes ρ fächerförmiges Strahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke ist, sowie einen Strahlenempfänger enthält;, der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt ermittelt und aus einer Reihe von Strahlendetektoren besteht, mit Mitteln zur Bewegung des Strahlenbündels in der Schichtebene im Sinne einer Abtastung eines Schichtbereiches, der größer als der vom Strahlenbündel durchsetzte Schichtbereich ist, sowie mit einem Drehring für die Meßanordnung zur Durchstrahlung des Aufnahmeobjektes aus verschiedenen Richtungen und mit einem Meßwertumformer· für die Transformation der vom Strahlenempfänger gelieferten Signale in ein Schichtbild, d a durch gekennzeichnet, daß die Meßanordnung (4, 5) auf einer Schwinge (6) befestigt ist, welche auf dem Drehring (8) schwenkbar gelagert ist.
2. Schichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel (10, 11,11a,"b,13, 14) zur Verschwenkung der Schwinge (6) so ausgebildet sind, daß die Schwinge (6) mindestens um den Öffnungswinkel ( \r) des Strahlenbündels (12) verschwenkbar ist und daß in der einen Endlage der Schwinge (6) der eine Begrenzungsstrahl (19) und in der- anderen Endlage der andere Begrenzungsstrahl (20) des Strahlenbündels (12) am Rand einer das Aufnahmeobjekt (1) aufnehmenden Geräteöffnung (3) liegt.

030036/0234 OBMHNAL INSPECTED

- 2 - VPA 79 P 5014 BRD
3. Schichtgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkpunkt (7) mit dem Fokus der Strahlenquelle (4) zusammenfällt.
4. Schichtgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei konzentrisch zueinander liegende Drehringe (8, 10) vorhanden sind, von denen der erste (8) das Schwenkgelenk (7) und der zweite (10) einen Mitnehmer (13) für die Schwinge (6) trägt, und daß die Drehringe (8, 10) mit unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten antreibbar sind.
5. Schichtgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der äußere Drehring (8) das Schwenkgelenk (7) und der innere Drehring (1O) den Mitnehmer (13) trägt.
6. Schichtgerät nach Anspruch 5, dadurch

•gekennzeichnet , daß der Mitnehmer (13) ein Stift ist, der in einem Langloch (14) der Schwinge (6) geführt ist'.
7. Schichtgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Motor (11) für den Antrieb beider Drehringe (8, 10) vorhanden ist, der beide Drehringe (8, 10) über Getriebemittel (11a, b) mit unterschiedliehen Winkelgeschwindigkeiten antreibt.
8. Schichtgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drehringe (8, 10) so antreibbar sind, daß sich der den Mitnehmer (13) tragende Ring (10) "bei

0 30036/0234

- 3 - VPA 79 P 5014 BRD

einer Umdrehung des das Schwenkgelenk (7) tragenden Ringes (8) um den Öffnungswinkel ( ]/* ) des Strahlenbünde Is (12} ';/e it er dreht.

9· Schichtgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 8, da du rc h gekennzeichnet _s daß der Mitnehmer (13) lösbar und die Schwinge (6) mit dem das Schwenkgelenk (7) tragenden Drehring (8) kuppelbar 1st.

10» Bchichtger-ät nach Anspruch 7_S dadurch g 9 jz s τι η ξ 3 lehnet , daß die Getriebe-3<it'G3l sur Einstellung des Terhältnlsses der ¥inkelgesohviindiglceiten der beiden Drehringe (8, 10) umschaltbar sind.

030036/0 2 34