DE2924082A1

DE2924082A1 - Computertomograf

Info

Publication number: DE2924082A1
Application number: DE19792924082
Authority: DE
Inventors: Robert Lewis Carper; Joseph William Erker; Samual Kelley Taylor
Original assignee: Ohio Nuclear Inc
Current assignee: Ohio Nuclear Inc
Priority date: 1978-06-14
Filing date: 1979-06-15
Publication date: 1980-01-03
Also published as: FR2428433A1; US4253027A; JPS552487A; GB2023367A

Description

Köln, den 11. Juni 1979 vA.

J NACHGEREICHT

¹— J Anmelderin: Ohio-Nuclear, Inc.

Mein Zeichen: O 22/11 Computertomograf

Die Erfindung bezieht sich auf Computertomografen mit Axialabtastung und insbesondere auf Computertomografen nach dem Translations-Rotationsprinzip, Computertomografen nach dem Translations-Rotationsprinzip mit Axialabtastung sind allgemein bekannt, siehe zum Beispiel die US-PS 3 919 552. Ebenso bekannt sind die Elektronik und die Mathematik zum Umsetzen der sich durch das abgetastete Objekt ergebenden StrahlungsSchwächung in eine visuelle Darstellung des Querschnittes des abgetasteten Objektes. Siehe zum Beispiel "The Fourier Reconstruction of a Head Section", von Shepp and Logan, IEEE Transaction on Nuclear Science, Juni 1974. In einem auf konventionelle Weise aufgebauten Translations-Rotationssystem werden ein Strahl und ein Detektor linear mit einer konstanten Geschwindigkeit während der Zeit, in der Schwächungsdaten aufgenommen werden, in einem Abtastkreis über einen Patienten bewegt. Nach dem Abtasten des Patienten werden die Strahlungsquelle und der Detektor zu einem Haltepunkt in einem Gebiet außerhalb des Abtastkreises verlangsamt. Der die Strahlungsquelle tragende Schlitten und der Detektor wurden anschließend um wenige Grad gedreht und dann vor Erreichen des Abtastkreises auf die gewünschte Lineargeschwindigkeit beschleunigt. Ein weiterer Satz von Schwächungsdaten wurde dann aufgenommen, während die Strahlungsquelle und der Detektor in umgekehrter Richtung und um die wenigen Grad, die der Schlitten gedreht wurde, versetzt über den Patienten bewegt. Zum Erzielen eines Datensatzes wurde dieser Translations- und anschließende RotationsVorgang oft in der Größenordnung von fünfzehn- bis einhundertachtzigmal wiederholt.

In der Vergangenheit hat man allgemein angenommen, daß der die Strahlungsquelle und den Detektor tragende Schlitten mit konstanter Geschwindigkeit bewegt werden muß. Man nahm an, daß

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nicht konstante Translationsgeschwindigkeiten Unregelmäßigkeiten in den übertragenen Schwächungsdaten erzeugen würden. Als Folge hiervon wurden nur Antriebe für die Schlitten verwendet, die beim Überqueren des Abtastkreises konstante Geschiwindigkeiten bewirkten. Antriebe der erforderlichen Art mit konstanter Geschwindigkeit sind komplex und aufwendig. Da die Abtastgeschwindigkeit über dem Abtastkreis konstant war, mußten sämtliche Beschleunigungen und Verzögerungen außerhalb dieser Fläche erfolgen. Die Zeit und der Raum, der für realistische Geschwindigkeitsänderungen erforderlich war, addierte sich zu der Größe und den Kosten der Maschine und erhöhte die Abtastzeiten.

Um die Größe der Bewegungen der menschlichen Organe während der Abtastungen auf ein Minimum herabzusetzen, verlangte man nach kürzeren Abtastzeiten. Als Ergebnis hiervon wurden kürzere Beschleunlgungs- und Verzögerungszeiten notwendig. Je plötzlicher jedoch die Änderungen in der Geschwindigkeit wurden, umso größer wurden die auf die Abtasterteile einwirkenden unerwünschten Kräfte. Zusätzliche Abnutzung, Vibrationen und Unterhaltserschwernisse traten als ein Teilergebnis der erhöhten Kräfte infolge der kürzeren Beschleunigungs- und Verzögerungszeiten auf.

Zum Erzielen der linearen Geschwindigkeit beim Überstreichen des Patienten mit einem raschen Verlangsamen und einer Beschleunigung und Verzögerung an den beiden Endpunkten der Translationsbewegung wurden nichtlineare Getriebe verwendet. Zum Antrieb des Strahlungsquellen- und Detektorschlittens während der sich schnell ändernden Geschwindigkeiten wurden auch Kugeltransportspindeln verwendet. Diese beiden mechanischen Getriebe waren manchmal die Quelle von unerwünschten Schwingungen im System.

Die vorliegende Erfindung betrachtet einen neuen und verbesserten Abtastapparat nach dem Translations- und Rotationsprinzip, mit dem sämtliche oben genannten Schwierigkeiten überwunden werden und ein Abtaster zur Verfügung steht, der schnell,

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einfach und unaufwendig ist und eine hohe Auflösung liefert.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Abtaster nach dem Translations- und Rotationsprinzip geschaffen, bei dem die Strahlungsquelle und die Detektoren auf einem Schlitten mit nichtlinearer Geschwindigkeit geführt werden. Die Datenaufnahme erfolgt an räumlich statt an zeitlich gesteuerten Teilbereichen.

In Übereinstimmung mit einem stärker eingegrenzten Gesichtspunkt vorliegender Erfindung wird ein kontinuierlich betriebener Antriebsmechanismus verwendet, der den Schlitten für die Strahlungsquelle und den Detektor über der gesamten durchlaufenen Strecke beschleunigt und verzögert.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Schwingungen isolierender Antrieb, wie zum Beispiel ein flexibler Antrieb, zum Erzeugen der Teildrehungen zwischen den Linearbewegungen verwendet.

Gemäß einem noch anderen Gesichtspunkt verbindet ein flexibles Gelenk, das zwei Freiheitsgrade erlaubt, die elektrischen Kabelverbindungen mit den auf den Schlitten angeordneten elektrischen Komponenten.

Ein Vorteil des vorliegenden Systems ist die Glattheit des Betriebes. Der Schlitten für die Strahlungsquelle und den Detektor beschleunigt und verzögert allmählich über dem gesamten Abtastbereich. Diese mehr allmähliche Änderung setzt die Zeit und die Strecke der Translationsbewegung herab und erhöht damit die Abtastgeschwindigkeit. Geringere Kräfte begleiten die mehr graduelle Beschleunigung und Verzögerung und reduzieren oder vermeiden damit viele Vibrationsursachen.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß sie zum Erzeugen der geringeren Kräfte nur verhältnismäßig leistungsschwache Quellen benötigt. Die Verwendung von kleineren Motoren setzt die Kosten, die Abnutzung und die Belastung

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herab.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in dem hohen Grad der Auflösung. Räumlich auseinanderliegende Datenentnahmen vom Strahlungsdetektor lassen sich in Abständen von einem Millimeter oder weniger aufnehmen. Die Stellen für die Datenentnahme werden räumlich bestimmt und die Geschwindigkeit der Datenentnahme ist vom Raum abhängig und unabhängig von Zeit und Geschwindigkeit. Bei der vorliegenden Erfindung ist die Nyquist-Frequenz damit unabhängig von der Detektorgeschwindigkeit .

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in einer Herabsetzung von Schwingungsinterferenzen. Schwingungen werden auf/zahlreiche Arten herabgesetzt, wie zum Beispiel durch einen Translationsmotor mit kontinuierlicher Geschwindigkeit, graduelle Änderungen in der Translationsgeschwindigkeit und durch einen flexiblen Antrieb, um nur wenige Möglichkeiten zu nennen.

Ein noch anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der sanften Kabelhandhabung. Die Kabelhanditthabung ermöglicht eine flexible Verbindung mit den auf den Schlitten montierten elektrischen Bauteilen, ohne daß sich die Kabel miteinander verheddern und ohne daß bei der Schlittenbewegung Schwingungen oder andere Interferenzen auftreten.

Die Erfindung kann in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt werden. Eine bevorzugte Ausführungsform wird nun in ihren Einzelheiten erläutert und ist in der Zeichnung dargestellt. In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Translations- und Rotationssystems,

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines erfindungsgemäßen Translations- und Rotationssystems, wobei der Schlitten mit der Strahlungsquelle und dem Detek-

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tor und Schlitten mit einem Gegengewicht zentriert sind,

Fig. 3 eine Aufsicht auf eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Translations- und Rotationssystems mit einem Antrieb mit einem Getriebemotor,

Fig. 4 eine Vorderansicht einer noch anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Translations-Antriebssystemes und

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Signalverarbeitungssystemes.

In den Figuren 1 und 2 wird ein erfindungsgemäßer Abtaster nach dem Translations- und Rotationsprinzip gezeigt. Im Mittelpunkt des Abtasters befindet sich ein ortsfester Zylinder 10, in den das abzutastende Objekt eingesetzt wird. In der bevorzugten Ausführungsform würde der Zylinder etwa 25 cm Durchmesser aufweisen oder würde ausreichend groß sein, um das zu untersuchende Gebiet, das heißt den Abtastkreis, einzuschließen. Der Zylinder kann so bemessen werden, daß er den Kopf eines Patienten zur Abtastung von dessen Gehirn aufnimmt, obgleich auch andere Abmessungen verwendet werden können. Zum Abstützen des ortsfesten Zylinders 10 sind an diesem zwei Beine 12 und 14 befestigt, die den Zylinder und andere Einrichtungen auf einer großen Grundplatte 16 abstützen. Einstellbare Füße, von denen drei bei 18, 20 und 22 gezeigt werden, sind an der Grundplatte 16 befestigt und dienen zum Einstellen der Horizontallage.

Drehbar auf dem Zylinder 10 ist ein Rahmen oder eine Platte 24 befestigt. Der Rahmen 24 ist einstückig mit einem Zylinder 26 ausgebildet, über den er drehbar auf dem Zylinder 10 befestigt ist. Einrichtungen 25, mit denen der Rahmen 24 und der Zylinder 26 abschnittweise gedreht werden, enthalten einen d Drehantrieb mit einem Motor 28, der mit einem Getriebekasten verbunden ist, ein Kettenrad und eine flexible Antriebskette 30. Die Kette 30 steht ihrerseits mit einem Ring

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COP^ *

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31 aus Kettenzähnen in Eingriff, die den Zylinder 26 umschließen. Bei der -* abschnittweisen Drehung des Antriebsmotors 28 nimmt der Rahmen 24 gegenüber dem im Zylinder 10 befindlichen Objekt abschnittweise verschiedene Winkellagen ein. Der Drehantrieb wird weiter unten noch im größeren Detail beschrieben. Auf der Vorderseite des Rahmens 24 sind ein Paar von oberen und unteren Stangen 32 und 34 montiert, auf denen eine Einrichtung zum Halten der Strahlungsquelle und der Strahlungsdetektoren gleitbar befestigt ist. In der bevorzugten Ausführungsform weist diese Einrichtung die Form eines Schlittens 36 auf. Ein weiteres Paar von Stangen 76 und 78 ist ähnlich auf der Rückseite des Rahmens 24 montiert und trägt ein Gegengewicht, wie zum Beispiel eine Schlittenanordnung 38.

Eine Einrichtung 39 für die Translationsbewegung des Schlittens enthält einen Drehmomentmotor 40, der auf einer Plattform auf dem Rahmen 24 montiert ist, und eine nichtlineare Antriebseinrichtung 43. Die nichtlineare Antriebseinrichtung enthält eine zentrische Welle 41, die in dieser Ausführungsform intfcgral mit dem Anker des Motors 40 ausgebildet ist, auf dessen beiden Seiten Hebelarme in Form eines Paares von Hebelarmen 42 und 44 montiert sind. Zwischen dem Hebelarm 42 und dem Schlitten 36 befindet sich eine Kupplung zur gleitbaren Verbindung zwischen Hebelarm und Schlitten, um die Bewegung vom Arm auf den Schlitten zu übertragen. In der bevorzugten AusfUhrungsfonn besteht diese Kupplung aus einem Rad oder einer Nachfolgeeinrichtung 46, die auf dem Arm 42 befestigt ist, uiid eine Führung 48 auf dem Schlitten 26, auf der die Folgeeinrichtung aufliegt. Ähnlich befindet sich noch eine weitere Kupplung zwischen dem Arm 44 und dem Gegengewichtschlitten 38. Diese Kupplung enthält eine Folgeeinrichtung 50 und eine Führung 52 auf dem Gegengewichtschlitten 38, auf der die Folgeeinrichtung aufliegt. Man sieht nun, daß die Folgeeinrichtungen 46 und 50 bei Betrieb des Motors 40 die Schlitten 36 und 38 entlang der Stangen 32 und 34 bzw. 76 und 78 hin- und herziehen bzw. drücken. Diese dargestellte Antriebsanordnung ist als schottisches Joch bekannt. Sie bewirkt, wie bemerkt werden darf, daß die Schlitten bei Antrieb durch eine Kraftquelle mit

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konstanter Geschwindigkeit mit einer im wesentlichen einfachen harmonischen Bewegung hin- und hergeschwungen werden. Andere Antriebsarten, die andere Formen einer sich nur allmählich ändernden Hin- und Herbewegung erzeugen, können gleichermaßen verwendet werden. Auf dem Schlitten 36 ist eine Strahlungsquelle 54 montiert. Sie setzt sich aus einer Röntgenröhre 53, einer Kollimator- und Verschlußanordnung 55, einem Strahlungsdetektor 56, den Gehäusen zur Aufnahme des Detektors und normalen elektrischen Verbindungen zusammen. In der bevorzugten Ausführungsform wird die Strahlung durch eine Anordnung 55 gebündelt und es entstehen drei Fingerartige Strahlen, die winkelmäßig um zwei Grad auseinanderliegen. Auch eine andere Anzahl von Strahlen und andere Abstände können jedoch gewählt werden. In der Detektoreinrichtung 56 gegenüber jedem der drei divergierenden bleistiftartigen Strahlen befinden sich drei Szintillationskristalle 58, 60 und 62, die an die drei fotoelektrischen Übertrager, wie die Fotovervielfacherröhren 64, 66 und 68, angeschlossen ist. Während der Schlitten 36 nun das in den Zylinder 10 eingesetzte Objekt überquert, erzeugen die Detektoren 56 drei Gruppen von Schwächungsdaten. Während der ersten Überquerung können zum Beispiel Daten aus zueinander parallelen Strahlen erzielt werden, die gegenüber der Vertikalen einen Winkel von 0,2 und 4 Grad einschließen.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Anordnung von Fig. 1 mit zentriertem Schlitten 36 und 38. Wie es in dieser Darstellung sehr klar gezeigt wird, kann der Gegengewichtschlitten 38 zusätzliche Gewichte 80 und/oder 82 aufweisen, um ihm die gleiche Masse wie dem Schlitten 36 mit aufgesetzter Strahlungsquelle und Detektor zu verleihen. Statt zusätzlicher Gewichte, wie sie in Flg. 2 in strichpunktierten Linien dargestellt sind, können die Gewichte auch durch Bleieinlagen oder lediglich durch eine stärkere Konstruktion der Gegengewichtschlittenanordnung ausgebildet werden.

Die abschnittweise arbeitende Dreheinrichtung 25 wird ebenfalls deutlich in Fig. 2 gezeigt. In der bevorzugten Ausführungsform wird der Zylinder 26 abschnittweise in Stufen von

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drei Grad gedreht, obgleich auch andere Stufen im Rahmen der Erfindung liegen. Bei Verwendung einer ungeraden Zahl von Strahlen N und bei um 2 Grad auseinanderliegenden Strahlen führt eine Drehung des Zylinders 26 in Stufen von N Grad zu Datengruppen, die Drehabschnitte von 1° darstellen und nach sechzig Abschnitten können hundertachtzig Datengruppen aufgenommen werden. Die abschnittweise Verdrehung läßt sich unter Verwendung einer Meßeinrichtung 84 für die Verschiebung erreichen, die die Drehung des Zylinders 26 gegenüber dem Zylinder 10 mißt. Alternativ kann auch eine Einrichtung 86 verwendet werden, die die Winkeldrehung der Antriebswelle zum Antrieb der Kette 30 mißt. Als eine dritte Alternative könnte auch ein Mechanismus zum Messen der linearen Verschiebung einer Anzahl von Gliedern der Kette 30 verwendet werden. Eine Spezialvorrichtung zum Messen von solchen Bewegungsstufen ist das von der Disc Instruments aus Costa Mesa, Kalifornien, hergestellte Modell LM-14.0-500-IX 4. Die Bewegung des Drehantriebes 28 in einem von der Prüffläche abgelegenen Gebiet und dessen Anschluß über einen flexiblen Antrieb 30 bewirkt eine Isolation der Schwingungen in dem Rotationsantrieb vom übrigen Teil der Konstruktion. Andere Gelenke könnten natürlich auch zwischen dem Motor 28 und dem Zylinder 26 verwendet werden.

Eine Einrichtung 74 zum Messen der räumlichen Verschiebung ist zwischen dem Schlitten 36 und dem Rahmen 24 angeordnet. Diese Einrichtung mißt die räumliche Verschiebung des Schlittens 36 gegenüber dem Rahmen 24 während dieser während einer Translationsbewegung auf den Stangen 32 und 34 gleitet. Die Meßeinrichtung 74 enthält eine räumliche Gradienten- oder Teilbereicheinrichtung 88, die Abschnittsmarkierungen trägt, die sich entlang der Rahmen 24 erstrecken, und eine Leseeinrichtung 90 zum Lesen der Abschnittsmarkierungen auf der Einrichtung 88. Ein spezieller Detektor für solche räumlichen Verschiebungen, der verwendet werden könnte, ist das Modell LM-14.0-500-IX 4, das von der Disc Instruments in Costa Mesa, Kalifornien, hergestellt wird.

Im Betrieb wird der Patient so gelegt, daß die zu untersuchen-

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de planare Schicht seines Körpers zwischen der Strahlungsquelle 54 und dem Detektor 56 liegt. Mit dieser Lage des Patienten kann die tomografische Abtastung beginnen.

Der Schlitten 36 läuft an und ist auf eine Seite verschoben, wie dies in Fig. 1 gezeigt wird. Der Motor beginnt die Beschleunigung des Schlittens 36 nach links und die planare Schicht des Körpers wird der Strahlung ausgesetzt. Zn räumlich regelmäßig auseinanderliegenden Intervallen, zum Beispiel jeden Millimeter, bewirkt der Verschiebungsdetektor 74 ein Abfragen der Fotovervielfacherröhren 64 bis 68. Bis zu einer Verzögerung zu einem plötzlichen Halt in der extremen linken Stellung haben die Fotovervielfacherröhren drei Gruppen von Abtastdaten erzeugt. Eine Gruppe stellt die Schwächung entlang einer Reihe von vertikalen parallelen Linien dar. Eine zweite Gruppe stellt die Schwächung entlang einer Reihe von parallelen Linien dar, die gegenüber der Vertikalen um 2° verschoben sind, und eine dritte Gruppe stellt die Schwächungsdaten entlang von parallelen Linien dar, die um 4° gegenüber der Vertikalen versetzt sind.

Die abschnittweise arbeitende Dreheinrichtung 25 wird betätigt und bewirkt, daß der Rahmen 24 und der Schlitten 36 um 3° gedreht werden. Da die Stangen 32 und 34 auf dem Rückweg um 3° aus der Horizontalen herausgedreht worden sind, lassen sich Schwächungsdaten entlang von parallelen Linien aufnehmen, die um 3°, 5° und 7° aus der Vertikalen verschoben sind. Die Translations- und Drehbewegungen werden wiederholt, bis mindestens hundertachtzig Gruppen von Schwächungsdaten aufgesammelt sind. In der bevorzugten Ausführungsfor» dauert dies etwa zwei Minuten.

Man erkennt, daß sich der Gegengewichtschlitten 38 in umgekehrter Richtung wie der Schlitten 36 bewegt. Da die Geschwindigkeit dieser beiden die gleiche Masse aufweisenden Schlitten in jedem Zeitaugenblick gleich, aber entgegengesetzt ist, ist das verbleibende Kraftmoment praktisch Null.

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Man erkennt weiter, daß das schottische Joch bei einer Drehung des Motors 40 mit konstanter Geschwindigkeit bewirkt, daß sich der Schlitten mit veränderlicher Geschwindigkeit vor- und zurückbewegt. Da sich die Geschwindigkeit dieser Bewegung ändert und da die Daten in räumlich regelmäßig auseinanderliegenden Intervallen abgefragt werden, sind diese Datenabfragen zeitunabhängig. Die Datenabfragen erfolgen somit in zeitlich verschiedenen, aber räumlich konstanten Abständen.

Fig. 3 ist eine Aufsicht auf eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abtasters m nach dem Translationsund Rotationsprinzip zur Darstellung einer anderen Einrichtung für die Translationsbewegung des Schlittens. Den beiden Ausführungsformen nach den Figuren 1 und 2 gemeinsame Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen gefolgt von einem Strich (*) bezeichnet. Die Antriebsquelle, ein Getriebemotor 92, ist auf dem den Schlitten tragenden Rahmen 24* montiert und seine Abtriebswelle ist an einen Getriebekasten 94 angeschlossen. Die nichtlineare Antriebseinrichtung enthält den Getriebekasten 94 und die Zentralwelle 41·, an die die Arme 42' und 44' zum Verschieben der Schlitten 36^f und 38* angeschlossen sind. Bei dieser Ausführungsform ist die Zentralwelle mit der Abtriebswelle des Getriebekastens 94 integral. In der bevorzugten Ausführungsform läuft der Motor 92 zum maximalen Ausnutzen von Raum, Zeit und Aufwand und zum Herabsetzen der Schwingungen auf ein Minimum mit praktisch konstanten Geschwindigkeiten. Wie jedoch oben angegeben und da die Strahlungsquelle und die Detektoren nicht mit einer linearen Geschwindigkeit laufen müssen, kann der Motor 92 so betrieben werden, daß er mit einer konstanten oder veränderlichen Winkelgeschwindigkeit arbeitet. Ähnlich kann der Getriebekasten 94 ein einfaches mechanisches Gelenk sein, das eine Drehung der Arme 44* und 42' mit konstanter Winkelgeschwindigkeit bewirkt. Da es für den Schlitten wieder nicht erforderlich ist und auch in der bevorzugten Ausführungsform nicht erforlgt, daß er sich mit einer konstanten linearen Geschwindigkeit bewegt, kann für den Getriebekasten 94 fast jedes lineare oder nichtlineare Gelenk verwendet werden. Zum Beispiel kann ein

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Getriebekasten mit nichtlinearen Zahnrädern ausgewählt werden, der bewirkt, daß die Strahlungsquelle und der Detektor das zu prüfende Objekt mit einer im wesentlichen linearen konstanten Geschwindigkeit oder mit irgendeiner aus einer Vielzahl von sich ändernden Translationsgeschwindigkeiten passieren. Der Getriebekasten 94 kann auch die Winkelgeschwindigkeit der Arme 42' und 44' einstellen, so daß sich die Strahlungsquelle und die Detektoren mit einer einfachen harmonischen Bewegung oder mit Geschwindigkeitsschwankungen bewegen. Das heißt, daß der Getriebekasten 94 in dieser Ausführungsform so ausgewählt werden kann, daß die nichtlineare Antriebeeinrichtung die Strahlungsquelle und die Detektoren gegenüber dem Objekt mit einer konstanten Geschwindigkeit, wie bei den bekannten Abtastern, oder mit einer nichtkonstanten Geschwindigkeit verahieben.

Fig. 4 zeigt eine andere alternative Ausführungsform der Einrichtung zum Verschieben der Schlitten (gleiche Elemente sind mit einem doppelten Strich (") gekennzeichnet). In dieser Ausführungsform enthält der nichtlineare Antrieb ein Schwungrad 140, das auf der in dem Rahmen 24" gelagerten Zentralwelle 4£ 41" befestigt ist. Die Verbindung enthält zwei Rollen oder Folgeeinrichtungen 46" und 50", die um 180° versetzt mit der Welle 41" verbunden sind, und Führungen 48" und 52" auf den Schlitten, in denen die Folgeeinrichtungen laufen. Bei diesem Antriebssystem rotieren ein oder mehrere Schwungräder mit der Welle 41" und Hebelarme verbinden die Welle mit den Folgeeinrichtungen. Jede Folgeeinrichtung 46" und 50" kann auf einem eigenen Hebelarm oder auf einem Schwungrad montiert sein, wobei der Hebelarm dann ein integraler Teil des Schwungrades ist, oder eine kann auf dem Schwungrad und eine auf einem eigenen Hebelarm montiert sein. Das Schwungrad 140 kann weiter entweder auf der Welle befestigt oder durch Zahnräder oder Riemen mit diesem verbunden sein.

Das Schwungrad 140 wird durch die Antriebsquelle, wie zum Beispiel einen Elektromotor 144 angetrieben. Auf seiner Ankerwelle weist der Motor dabei eine Fläche 146 zum Eingriff mit

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und zinn Antrieb des Schwungrades 140 auf. Der Motor ist auf einer Platte 148 montiert, die an einem Drehpunkt 150 angelenkt ist. Mit einer Stelleinrichtung 152 läßt sich die Stärke des Eingriffes oder der Anpreßdruck zwischen der Wellenoberfläche 146 und dem Schwungrad 140 einstellen.

Mit einem Signalgeber oder einem Tachometer 154 wird die Geschwindigkeit der Welle 41^w und des Schwungrades 140 indirekt überwacht durch Überwachung der Geschwindigkeit des Motors 144. An diesen ist der Tachometer über eine Riemenscheibe 156 und einen Treibriemen 158 angeschlossen. Der Tachometer wird zum Steuern der Geschwindigkeit des Motors 144 verwendet und hält diesen, das Schwungrad und die Welle 41" auf einer konstanten Geschwindigkeit. Die konstante Geschwindigkeit, die sich aus der Trägheit des Schwungrades und der konstanten Überwachung der Geschwindigkeit des Motors 144 ergibt, hat zur Folge, daß die Folgeeinrichtungen 46" und 45" die Schlitten sehr glatt überqueren. Durch diese Glätte werden Schwingungen herabgesetzt und die räumliche Auflösung wird dadurch nicht beeinträchtigt.

Im Betrieb arbeiten diese alternativen Ausführungsformen im wesentlichen genauso wie die Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2, obgleich diese alternativen Ausführungsformen die Welle 41 mit einer glatteren stärker konstanten Winkelgeschwindigkeit als die Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 oder mit nichtkonstanten Winkelgeschwindigkeiten antreiben. Das Abfragen der Strahlungsdetektoren, wie dies oben erläutert wurde, hängt nur von der räumlichen Lage ab und ist unabhängig von der Zeit oder Translationsgeschwindigkeit, wobei die sich ergebenden Schwächungsdaten die gleichen wie bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 sind.

Die Kabelanordnung enthält ein elektrisches Kabel 200 zur Zufuhr von Energie zu der Röntgenröhre 53 und zum Steuern des Verschlusses und des Kollimators der Anordnung 55. Mit mehreren Klammern 202 ist das Kabel 200 am Schlitten 36 befestigt.

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Das von der Strahlungsquelle abgelegene Ende des Kabels 200 ist an einen elektrischen Anschluß oder ein elektrisches Gehäuse 204 angeschlossen.

Ein zweites Kabel 210, das mindestens die Adern 212, 214 und 216 enthält, verbindet die i¹ fotoelektrischen Übertrager 64, 66 und 68 mit dem elektrischen Anschluß 204. Mit diesem Anschluß ist auch eine kombinierte Kabeleinrichtung 220 verbunden, die die Adern der Kabel 200 und 210 zu einem einzigen größeren Kabel zusammenfaßt. Alternativ kann auch eine Vielzahl von einzelnen Kabeln verwendet werden.

Eine flexible Kabelstutzeinrichtung 230 stützt die Kabeleinrichtung 220 zwischen dem verschiebbaren Schlitten 36 und dem Rahmen 24 ab. Die Kabelstützeinrichtung 230 ist in derjenigen Ebene, die in Fig. 1 horizontal liegt, flexibel, und in der Ebene, die in Fig. 1 vertikal verläuft, steif. Zwischen dem Schlitten und dem Rahmen folgt die Kabelstützeinrichtung einem im allgemeinen bogenförmigen Weg. Bei der Bewegung des Schlittens biegt sich die Kabelstützeinrichtung so, daß das bogenförmige Wegsegment im Raum verschoben wird.

In der bevorzugten Ausführungsform besteht die Kabelstützeinrichtung aus einer Reihe von Gelenken, abwechselnd Hauptgelenken 232 und Verbindungsgelenken 234. Die Hauptgelenke weisen jeweils eine im allgemeinen rechteckförmige obere Platte oder vorzugsweise zwei Platten 240 und 242 und eine im allgemeinen rechteckförmige Bodenplatte oder vorzugsweise zwei Platten 244 und 246 auf. In jede Platte sind drei Rundlöcher 250 und ein Langloch 252 zur Aufnahme der Verbindungsstifte 254 gebohrt .

Die oberen Platten und die Bodenplatten werden auf Abstand voneinander gehalten. Hierzu dienen Abstandhalter 256, wie Streifen, die die Platten oder Schultern auf den Stiften 252, die mit den oberen und den unteren Platten in Eingriff liegen, verbinden. Die Abstandhalter führen weiter die Kabeleinrich-

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tung 220 und halten diese in ihrer Abstützung.

Die Verbindungsglieder bestehen aus zwei Platten 260 und 262, die zur Aufnahme der Stifte 254 je vier runde Löcher aufweisen. Die Langlöcher 252 ermöglichen, daß sich die Hauptgelenke gegenüber den Verbindungsgelenken verschwenken können, aber die Gleitberührung zwischen den Haupt- und den Verbindungsgelenken verhindert eine Bewegung aus der Ebene der Gelenkplatten hinaus. Dies ermöglicht nur eine einzige planare Biegung der Abstützeinrichtung, das heißt zwei Freiheitsgrade.

Die Abstützeinrichtung 230 biegt sich um die Rückseite des Rahmens 24, wo die Kabeleinrichtung 220 am Rahmen befestigt ist. Jede geeignete Einrichtung läßt sich zum Anschließen des vom Rahmen kommenden Kabels an die Energieversorgung, einen Prozessor und an andere elektrische Einrichtungen verwenden.

In Fig. 5 wird ein Blockschaltbild eines Systems zur Aufnahme und Bearbeitung der Schwächungsdaten gezeigt. In der bevorzugten Ausführungsform sind drei Kreise 100, 102 und 104 zur Aufnahme der Schwächungsdaten vorgesehen. Einer entspricht jeweils der Kombination aus Szintillationskristall und Fotovervielfacherröhrendetektoren. Die genaue Anzahl der Daten empfangenden Kreise schwankt damit mit den gewählten Detektoreinrichtungen.

Wenn man den Datenempfangskreis 100 als typisch ansieht, fängt das Szintillationskristall 62, das ein mi^thallium dotiertes Natriumjodidkristall sein kann, die Strahlung auf und erzeugt proportional zu der Menge deri? auf es auftretenden Strahlung eine Fotoluminiszenz. Die Fotovervielfacherröhre 68 überträgt die Intensität der Fotoluminiszenz in einen Strom, der diese Intensität darstellt. Der Ausgangsstrom der Fotovervielfacherröhre wird mit einem logarithmischen Verstärker 106 verstärkt. Der Ausgang des logarithmischen Verstärkers ist über ein Widerstandselement 108 an einen Ausgang 110 angeschlossen. Weiter ist noch ein kapazitives Element 109 vorgesehen, das den

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Ausgang an Masse anschließt, e; Ή--** Bewegung der Strahlungsquelle und des Strahlungsdetet ';r^? über das zu untersuchende Objekt schwankt der Betrag der i\u das Szintillationskristall auftreffenden Strahlung mit der stärke der Schwächung entlang des Strahlweges durch den Körpn ~3?& am Ausgang 110 stehende Signal schwankt in gleicher ¥f » '- v; e der Betrag der Strahlung.

Jeder Datenaufnahmekreis hat eine i -' jtitkonstante. Eine Möglichkeit der Beschreibung der RG-2e.it . »nstante liegt in der Angabe derjenigen Zeit, die das am Ausgang 110 anstehende Sif;-nal zum Abfallen auf e benötigt, falls die auf das Kristall auftreffende Strahlung plötzlich unterbrochen wird. In der bevorzugten Ausführungsform liegt diese Zeit bei etwa zwei Millisekunden. Es leuchtet ein, daß bei einem zweifachen Abfragen des Ausganges 110 in einem Zeitabschnitt, der kürzer als die Zeitkonstante ist, das zweite abgefragte Ausgangssignal sich dann aus zwei Komponenten zusammensetzen würde. Eine dieser Komponenten ist dasjenige Signal, das den tatsächlichen Betrag der gerade erfaßten Strahlung anzeigt, und die andere Komponente ist das von der vorhergehenden Abfragung übernommene Signal, das noch nicht bis auf Null abgefallen ist. Dieser Übertrag ist dann bei der zweiten Abfragung eine Quelle von Fehlern.

Es gibt mindestens zwei Lösungen für den Übertragfehler. Eine Lösung liegt in einem ausreichend langsamen Betreiben des Systems, so daß die Zeit zwischen zwei Abfragungen bei maximaler Translationsgeschwindigkeit so groß wie die Zeitkonstante oder größer ist. Eine andere Lösung liegt darin, jedes abgefragte Signal um den Betrag der übertragenen Komponente zu korrigieren.

Die erste Lösung hat sich unter einigen annehmbaren Betriebsbedingungen als zufriedenstellend herausgestellt. Die maximale Geschwindigkeit läßt sich einfach durch Erhöhen der Translationsgeschwindigkeit bis zu dem Punkt bestimmen, an dem die

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Auflösung herabgeht. Falls zum Beispiel der räumliche Abfrageabstand 1 mm, die maximale Geschwindigkeit etwa 300 mm/s und die RC-Zeitkonstante 2 ms betragen, dann hat sich eine Korrektur als nicht erforderlich herausgestellt.

Die andere Lösung liegt in der Subtraktion der übertragenen Komponente von Ausgangssignal. Die übertragene Komponente läßt sich durch Multiplikation des vorhergehenden Signales mit dem Filterwert annähern:

- e

wobei ZIx der konstante räumliche Abstand zwischen zwei Abfragungen und X das räumliche Äquivalent zu der RC-^eitkonstanten ist. χ wird mit der Formel bestimmt:

wobei t_RC die bekannte RC-Zeitkonstante und t* die seit der vorhergehenden Abfragung verstrichene Zeit ist. Wie oben als erste Lösung dargestellt ist, wird die Korrektur bei einem im Vergleich zu t_RC · 4x großen t^_x vernachlässigbar.

Zum Durchführen dieser Korrektur wird ein Extrapolationsfilter 112 verwendet, Das Filter kann ein geeigneter Mikrocomputer oder ein geeignet programmierter digitaler Computer sein. Der Computer hat einen Speicher 114 zum Speichern eines ersten Ausgangssignales vom Ausgang 110. Wenn der Computer dann ein zweites Ausgangssignal liest, gibt er das zweite Signal in den Speicher 114 und verschiebt das erste Signal zum Vervielfacher 116. Die Zeitspanne zwischen dem ersten und dem zweiten Abfragen wird durch eine Zählvorrichtung 118 festgelegt, die an einen Taktgeber 120 und an den Sensor 74 für die räumlichen Teilabschnitte angeschlossen ist. Eine mit der Zählschaltung 118 verbundene Teilerschaltung 122 bestimmt T durch Division des

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Produktes aus der RC-Zeitkonstante und Δχ einer Systemkonstante, durch die Zeit aus der Zählschaltung 118. Ein mit der Teilerschaltung 122 verbundener Kreis 124 errechnet den Filterwert -ÄS

- e . Zum Erzeugen eines Korrekturfaktors multipliziert der Verstärker 116 das erste Ausgangssignal mit dem Filterwert. Eine Additionsstufe 126 kombiniert das zweite Ausgangssignal mit dem Korrekturfaktor. Ein analoger Vorgang folgt für jedes Abfragen in jeder Translation.

Es leuchtet ein, daß das Ausgangssignal am Ausgang 110 bei niedriger Translationsgeschwindigkeit im wesentlichen gleich dem Signal am Ausgang 128 ist. Bei niedrigen Translationsgeschwindigkeiten ist das Filter 112 damit überflüssig.

An die Ausgänge jedes Filters 112, 112¹ und 112", falls sie gebraucht werden, und falls sie nicht gebraucht werden, an die Ausgänge 110, 110* und 110" ist ein Prozessor 130 angeschlossen. Das Bearbeiten zum Umformen von Daten aus einem Abtaster nach dem Translations- und Rotationsprinzip in eine visuelle Darstellung der Strahlenschwächung über einem planaren Abschnitt eines untersuchten Objektes ist in der Fachwelt bekannt. Ein Beispiel eines verwendbaren Prozessors ist ein programmierbarer digitaler Computer, der auf die Algorithmen programmiert ist, die in dem Buch "The Fourier Reconstruction of the Head Section" von L. A. Shepp und B. F. Logan, IEEE Transactions on Nuclear Science, Juni 1974, dargestellt ist. Ebenso lassen sich auch die Algorithmen aus dem Buch "Optimum Reconstruction of a Function from Its Projections" von Logan und Shepp, Duke Mathematics Journal, Band 42, Band 4, Dezember 1975, verwenden. Eine dritte Alternative wird in der US-PS 3 924 129 gezeigt.

Der Prozessor wird an den Detektor 74 für die räumliche Verschiebung angeschlossen, der den Prozessor auf das Abfragen der Ausgänge 128 oder 110 einstellt. Der Prozessor ist weiter mit einem Monitor 132 verbunden, auf dem die von dem Prozessor erzeugte visuelle Darstellung erscheint.

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Es leuchtet noch ein, daß ein einziger Computer so programmiert werden kann, daß er die Funktion des Prozessors 130 und einer Vielzahl von Filtern 112 ausführt.

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ORIGINAL INSPECTED

Leerseste

Claims

Köln, den 11. Juni 1979 vA.

Anmelderin: Ohio-Nuclear, Inc. Mein Zeichen: O 22/11

Patentansprüche j nachqereicht|

1J Computertomograf zum Untersuchen eines Gegenstandes mit durchdringender Strahlung, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

einen Rahmen,

einen Schlitten, der verschiebbar auf dem Rahmen montiert ist und eine Strahlungsquelle und einen Strahlungsdetektor trägt,

wobei die Strahlungsquelle und der Strahlungsdetektor auf gegenüberliegenden Seiten des zu untersuchenden Gegenstandes angeordnet sind, und

Einrichtungen zum Verschieben des Schlittens entlang des Rahmens mit einer nicht-konstanten Geschwindigkeit, während die Strahlungsquelle und der Strahlungsdetektor an dem zu untersuchenden Gegenstand vorbei bewegt werden, und abschnittweise arbeitende Rotationseinrichtungen, die mit dem Rahmen verbunden sind und den Schlitten nach einer Translationsbewegung um einen Winkelabstand abschnittweise drehen.
2. Tomograf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-konstante Geschwindigkeit im wesentlichen eine einfache harmonische Bewegung ist.
3. Tomograf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bewegen des Schlittens folgende Merkmale aufweist:

eine nichtlineare Antriebseinrichtung, die mit dem Schlitten verbunden ist und diesen an dem zu untersuchenden Gegenstand vorbeibewegt, und

eine mit der nichtlinearen Antriebseinrichtung verbundene Leistungsquelle, die die Bewegungskraft zum Antrieb

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- 20·-

λ 292408?

des Schlittens liefert.
4. Tomograf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Antriebseinrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

eine mit der Energiequelle verbundene Welle, einen mit der Welle verbundenen Hebelarm und Verbindungseinrichtungen, die zwischen dem Schlitten und dem Hebelarm angeordnet sind, um die Bewegung des Hebelarmes auf den Schlitten zu übertragen, so daß die von der Energiequelle stammende Drehbewegung die Welle dreht, die ihrerseits den Hebelarm dreht, der seinerseits eine hin- und zurückgehende Bewegung des Schlittens auf dem Rahmen bewirkt.
5. Tomograf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung einen mit dem Schlitten zusammenwirkenden linearen Schlitz umfaßt, der im allgemeinen senkrecht zu der Richtung der Translationsbewegung verläuft, und eine mit dem Hebelarm zusammenwirkende und gleitbar mit dem Schlitz verbundene Folgeeinrichtung.
6. Tomograf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle die Welle mit im wesentlichen konstanter Winkelgeschwindigkeit dreht.
7. Tomograf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle ein Drehmomentmotor mit einem integral mit der Welle verbundenen Anker ist.
8. Tomograf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle mit der Welle über einen Getriebekasten verbunden ist.
9. Tomograf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Antriebseinrichtung weiter ein mit der Welle zusammenwirkendes Schwungrad enthält, so daß das

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Schwungrad dazu beiträgt, die Drehgeschwindigkeit der Welle im allgemeinen konstant zu halten.
10. Tomograf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungrad konzentrisch auf der Welle befestigt ist und daß der Hebelarm ein integrales Teil des Schwungrades ist.
11. Tomograf nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Codiereinrichtung zum Überwachen der Geschwindigkeit der Welle und zum Steuern der Energiequelle, um die Geschwindigkeit der Welle im wesentlichen konstant zu halten.
12. Tomograf nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen mit der Welle zusammenwirkenden zweiten Hebelarm, eine mit dem zweiten Hebelarm zusammenwirkende Verbindungseinrichtung, und wobei diese Verbindungseinrichtung mit einem Gegengewicht zusammenwirkt.
13. Tomograf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Hebelarm ein Paar von Hebelarmen sind, die winkelmäßig um 180° auseinanderliegen, so daß der Schlitten und das Gegengewicht den zu untersuchenden Gegenstand mit einer gegenseitigen Phasenverschiebung von 180° passieren.
14. Tomograf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtung einen Rotationsmotor und eine flexible Antriebseinrichtung enthält, um den Rotationsmotor mit dem Rahmen betrieblich zu verbinden, wobei die flexible Antriebseinrichtung den Schlitten vibrationsmäßig von dem Rotationsmotor 1ε kliert.
15. Tomograf nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle eine Vielzahl von bleistiftförmigen Strahlen erzeugt, die winkelmäßig gegeneinander verschoben sind, und daß der Strahlungsdetektor mehrere Strahlungsdetektoren enthält, von denen je einer für jeden

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- ag - * 292408?

bleistiftförmigen Strahl vorgesehen ist.
16. Tomograf nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Messen der räumlichen Verschiebung des Schlittens gegenüber den Gegenstand und durch mit diesen Meßeinrichtungen und den Strahlungsdetektoren zusammenwirkenden Prozessoren, um die Strahlungsdetektoren in Intervallen abzufragen, die räumlich regelmäßig und zeitlich variabel sind.
17. Tomograf nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine an die Prozessoren angeschlossene Darstellungseinrichtung, wobei die Prozessoren die Signale der Strahlungsdetektoren in eine Darstellung eines planaren Gebietes des Gegenstandes zur Darstellung auf der Darstellungseinrichtung umwandeln.
18. Tomograf nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kabelstütze zum Abstützen eines Kabels für elektrische Verbindungen nach mindestens der Strahlungsquelle, die ihrerseits zwischen dem Schlitten und dem Rahmen verlaufen, wobei die Kabelstütze in einer im allgemeinen bogenförmigen planaren Bahn angeordnet und nur innerhalb der Ebene dieser Bahn flexibel ist, so daß die Kabelstütze auf eine Bewegung in einer einzigen Ebene eingeschränkt ist.
19. Tomograf nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn eine im wesentlichen konstante Länge aufweist.
20. Tomograf nach Anspruch 1 bis 19» zum Erzeugen der Darstellung von Schwankungen einer StrahlungsabSchwächung über einem planaren Gebiet eines sich in Untersuchung befindenden Gegenstandes, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

eine Strahlungsquelle, um das planare Gebiet einer Strahlung auszusetzen,

ein Strahlungsdetektor, um Ausgangssignale zu verzeugen, die die durch das Objekt bewirkte Strahlungsschwächung anzeigen,

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eine Antriebseinrichtung, um die Strahlungsquelle mit einer nichtkonstanten Geschwindigkeit an dem Objekt vorbeizubewegen,

eine mit der Antriebseinrichtung zusammenwirkende Energiequelle, um eine Antriebskraft für die Antriebseinrichtung zu erzeugen, wobei die Energiequelle einen Motor enthält, der mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit arbeitet,

Einrichtungen zum Messen der räumlichen Verschiebung der Strahlungsquelle gegenüber dem Gegenstand und

Prozessoren, die mit der Einrichtung zum Messen der räumlichen Verschiebung und mit dem Strahlungsdetektor zusammenwirken, um die Ausgangssignale in räumlich regelmäßigen Intervallen zu erfassen, wobei die Prozessoren die Ausgangssignale in eine bildliche Darstellung der Schwankungen der StrahlungsSchwächung über dem planaren Gebiet des Objektes umwandeln.
21. Tomograf nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung ein schottisches Joch zum Verschieben der Strahlungsquelle mit einer allgemein einfachen harmonischen Bewegung enthält.
22. Tomograf nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung ein Schwungrad enthält, um den Motor auf einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit zu halten.
23. Tomograf nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die raummäßig regelmäßigen Intervalle zeitlich veränderliche Intervalle sind.
24. Tomograf nach Anspruch 1 bis 23, mit Einrichtungen zum Festlegen der Lage eines Patienten, mit einer Strahlungsquelle, um mindestens einen Teil des sich in dieser Lage befindenden Patienten einer Strahlung auszusetzen, mit Strahlungsdetektoren, die so angeordnet sind, daß minde-

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stens etwas der durch den Patienten durchtretenden Strahlung auf sie auftrifft, so daß ein Signal erzeugt wird, das die Intensität der auf sie auftreffenden Strahlung anzeigt, und mit Einrichtungen einschließlich eines Motors zum Drehen von mindestens der Strahlungsquelle gegenüber dem Patienten, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor vibrationsmäßig von mindestens der Strahlungsquelle isoliert ist und eine flexible Antriebseinrichtung vorgesehen ist, die mit dem Motor zusammenwirkt und zur vibrationsmäßigen Isolation des Motors von der Strahlungsquelle während deren Drehung beiträgt.
25. Tomograf nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Antrieb eine Kette enthält.
26. Tomograf nach Anspruch 24 mit einem Schlitten, der gegenüber dem Patienten eine Rotations- und eine Translationsbewegung ausführen kann, und mit mindestens einer auf dem Schlitten montierten Strahlungsquelle, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die bewirken, daß die Translationsbewegung des Schlittens mit einer gleichförmig veränderlichen Geschwindigkeit erfolgt.
27. Tomograf nach Anspruch 1 bis 26 zum Untersuchen des Körpers eines Patienten zum Erzeugen eines Bildes der Schwankungen der « Absorptionskoeffizienten gegenüber einer über einem planaren Gebiet des Körpers durchtretenden Strahlung, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

Einrichtungen zum Festlegen einer Lage des Patienten,

einen drehbar auf diesen Einrichtungen angeordneten Rahmen,

einen auf dem Rahmen angeordneten Schlitten zum Ausführen einer hin- und hergehenden Translationsbewegung gegenüber dem Rahmen,

eine Strahlungsquelle und einen Strahlungsdetektor, die auf dem Schlitten montiert und so angeordnet sind, daß sie an gegenüberliegenden Seiten des Patienten vorbeigehen, wenn der Schlitten eine Translationsbewegung

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gegenüber dem Rahmen durchführt,

Prozessoren, die an den Strahlungsdetektor angeschlossen sind und dessen Signale erfassen und ein Bild erzeugen, das die Schwankungen der Absorption über dem planaren Gebiet des Patienten darstellt und

Rotationseinrichtungen zum Drehen des Rahmens gegenüber den Einstelleinrichtungen mit einem Rotationsmotor, der vibrationsmäßig vom Rahmen isoliert ist, und mit einem flexiblen Antrieb, der den Motor mit dem Rahmen verbindet, so daß die Vibrationen vom Rotationsmotor durch den flexiblen Antrieb vom Rahmen isoliert werden.
28. Tomograf nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch ein erstes mit dem Rotettionsmotor zusammenwirkendes und von diesem in Drehung versetztes Kettenrad, und ein zweites mit dem Rahmen zusammenwirkendes Kettenrad, wobei der flexible Antrieb eine zwischen dem ersten und dem zweiten Kettenrad verlaufende Kette ist.
29. Tomograf nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung zur abschnittweisen Steuerung der Rotation des Rahmens durch den Rotationsmotor, wobei diese Steuerung auf den Einstelleinrichtungen befestigte Einrichtungen zum Messen der Winkelverschiebung des Rahmens gegenüber den Einstelleinrichtungen und zum Anhalten der Rotation des Rotationsmotors enthält, nachdem eine vorgewählte Rotation zwischen den Einstelleinrichtungen und dem Rahmen etfolgt ist.
30. Tomograf nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch einen auf dem Rahmen angeordneten zweiten Schlitten zum Ausführen einer hin- und hergehenden und gegenüber dem ersten Schlitten um 180° phasenverschobenen Bewegung, und auf dem Rahmen angeordnete Translationseinrichtungen, die bewirken, daß der erste und der zweite Schlitten einer linearen Translationsbewegung ausgesetzt werden.

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" & " 29240^2
31. Tomograf nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die lineare Translationsbewegung eine nichtkonstante Geschwindigkeit ist, während sich die Strahlungsquelle an den Einstelleinrichtungen vorbei bewegt.
32. Tomograf nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle einen Kollimator zum Bündeln der Strahlung in N bleistiftförmige Strahlen aufweist, die um je

2° auseinanderliegen, wenn N eine ungerade Zahl ist, wobei die Strahlungsdetektoren N Strahlungsdetektoren umfassen, die Jeweils so angeordnet sind, daß sie Je einen der N bleistiftförmigen Strahlen aufnehmen, und wobei die Steuereinrichtung bewirkt, daß der Rotationsmotor den Rahmen in Abschnitten von Je N Grad dreht.
33. Tomograf nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch eine Kabelstütze zum Abstützen von mindestens einem Kabel zum Tragen von elektrischen Verbindungen zu mindestens der Strahlungsquelle, wobei die Kabelstütze zwischen dem Schlitten und dem Rahmen angeordnet ist.
34. Tomograf nach Anspruch 33» dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelstütze eine Reihe von Gelenken enthält, die nicht mehr als zwei Freiheitsgrade aufweisen.
35. Tomograf nach Anspruch 1 bis 34, zum Untersuchen eines Gegenstandes mit durchdringender Strahlung, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

einen Rahmen,

einen verschiebbar auf dem Rahmen angeordneten Schlitten, der eine Strahlungsquelle und Strahlungsdetektoren hält,

wobei die Strahlungsquelle und der Strahlungsdetektor auf gegenüberliegenden Seiten des zu untersuchenden Gegenstandes angeordnet sind,

Einrichtungen, die den Schlitten an dem Rahmen entlangbewegen, so daß die Strahlungsquelle und der Detek-

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a "' 292408^

tor den zu untersuchenden Gegenstand passieren, und abschnittweise arbeitende Rotationseinrichtungen, die mit dem Rahmen zusammenwirken, um den Schlitten nach einer Translationsbewegung um einen bestimmten Winkelabstand zu drehen,

eine Kabelstütze zum Abstützen von mindestens elektrischen Verbindungen für die Strahlungsquelle und den Strahlungsdetektor, die zwischen dem Schlitten und dem Rahmen angeordnet sind, wobei die Stütze nur in einer Ebene, die parallel zu der Richtung der Translationsbewegung te verläuft, flexibel ist, so daß die Kabelstütze nur in einer einzigen Ebene verschiebbar ist.
36. Tomograf nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelstütze eine Reihe von Gelenken enthält, die entlang einer im allgemeinen bogenförmigen planaren Bahn angeordnet sind.
37. Tomograf nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelstütze höchstens zwei Freiheitsgrade aufweist.
38. Tomograf nach Anspruch 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtkonstante Geschwindigkeit eine lineare Translationsgebewegung ist.
39. Tomograf nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtkonstante Geschwindigkeit allgemein eine sinusförmig veränderliche Geschwindigkeit ist.

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