DE2950819A1

DE2950819A1 - Strahlendiagnostikgeraet fuer die erzeugung von schichtbildern

Info

Publication number: DE2950819A1
Application number: DE19792950819
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Manfred 8520 Erlangen Pfeiler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-12-17
Filing date: 1979-12-17
Publication date: 1981-06-25
Also published as: US4368536A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München VPA 79 P 5125 BRD

Strahlendiagnostikgerat für die Erzeugung von Schichtbildern

Die Erfindung betrifft ein Strahlendiagnostikgerat für die Erzeugung von Schichtbildern eines Aufnahmeobjektes mit einer Lagerstatt, mit einer Meßanordnung zur Durchstrahlung des Aufnahmeobjektes aus verschiedenen Richtungen, bestehend aus einer Strahlenquelle, welche ein die zu untersuchende Schicht durchdringendes, fächerförmiges Strahlenbündel aussendet, dessen Abmessung senkrecht zur Schichtebene etwa gleich der Schichtstärke ist, und einem aus einer Reihe von Detektoren bestehenden Strahlenempfänger, welcher der gemessenen Strahlenintensität entsprechende elektrische Ausgangssignale liefert, mit einem Drehrahmen, auf dem die Strahlenquelle und der Strahlenempfänger gelagert sind, und mit einem Meßwertumformer mit einem Sichtgerät zur Umformung der Ausgangssignale des Strahlenempfängers in ein Bild der untersuchten Schicht.

Tp 5 Ler / 22.11.1979

130026/0108

- ^- VPA 79 P 5125 BRD

Ein Strahlendiagnostikgerät dieser Art, ein sog. Computertomograph, ist beispielsweise in der DE-OS 27 41 732 beschrieben. Dabei wird der Patient unter verschiedenen Projektionen durchstrahlt. Ein Rechner berechnet aus den AusgangsSignalen des Strahlenempfängers die Schwächungswerte bestimmter, in einer Matrix angeordneter Bildpunkte. Pro Projektion wird also bei dem bekannten Computertoraographen ein Datensatz erzeugt. Im Rechner wird jeder Datensatz nach einer Vorverarbeitung, die neben einer Kalibrierung auch die Logarithmierung vorsieht, einer Faltungsrechnung unterzogen und dann rückprojiziert, d.h. als Zuschlag in eine Bildmatrix hineinaddiert, die an Ende eines Abtastvorganges und damit auch eines Rechenvorganges die Schwächungswerte der Bildpunkte enthält. Diese Schwächungswerte können dann optisch auf einem Sichtgerät wiedergegeben werden.

Weist bei dem bekannten Computertomographen ein Detektor hinsichtlich seines Übertragungsverhaltens eine Abweichung von dem übertragungsverhalten der anderen Detektoren auf, so wird durch diesen Detektor nicht der seinem Strahl im Strahlenfächer entsprechende richtige, sondern ein falscher Wert in die Bildmatrix hineinprojiziert. Da der dem Detektor zugeordnete Strahl immer die Tangente zu einem zum Systemmittelpunkt konzentrischen Kreis ist, wird auch in der Bildmatrix eine Fehlinformation kreisförmig aufgebaut. Aufgrund der Faltung wirken sich die fehlerhaften Signale auch geringfügig auf die Nachbarstrahlen zugeordneten Detektor-Ausgangssignale aus. Im Bild zeigen sich also bei einem fehlerhaften Detektorelement kreisförmige Artefakte, wobei zu einem Kreis die Verbindungslinie Fokus-Detektorelement - in das Bild projiziert - Tangente ist.

130026/0108

- rf - VPA 79 P 5125 BRD Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schichtgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem bei fehlerhaftem Detektorelement die Entstehung von kreisförmigen Bildartefakten vermieden ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Sichtgerät nach Art eines Radarsichtgerätes ausgebildet ist, bei dem eine Anzahl von konzentrischen Bildpunktkreisen geschrieben wird, von denen jeder über ein Übertragungsnetzwerk ortsmäßig einem bestimmten Detektor im Strahlenempfänger zugeordnet ist und in seiner Helligkeit vornehmlich dem Ausgangssignal des zugeordneten Detektors entsprechend moduliert wird und daß Mittel zur Synchronisierung des Schreibvorganges mit der Abtastbewegung der Meßanordnung vorhanden sind, so daß die Kreise vollständig geschrieben sind, wenn ein Abtastvorgang beendet ist. An der Helligkeitsmodulation eines Bildkreises können grundsätzlich alle Detektoren teilhaben. Die Gewichtung nach einem Rekonstruktionsalgorithmus erfolgt durch das Übertragungsnetzwerk. Bei dem erfindungsgemäßen Schichtgerät wird das von einem Detektor ausgehende Signal unter Auslassung der vorher beschriebenen Rückprojektion einem Wiedergabegerät zugeführt, das nicht nach der üblicherweise angewendeten Fernsehnorm (zeilenweise Bilddarstellung) die aus einer kartesisch orientierten Bildmatrix ausgelesenen Bilder wiedergibt, sondern wie das Sichtgerät eines Radargerätes das Bild aus konzentrischen Kreisen aufbaut. Jedem Kreis ist dabei ein Detektor zugeordnet. Es ist dabei auch möglich, eine Gruppe von Kreisen zusammenzufassen und diese Gruppe gemeinsam einem Detektor zuzuordnen. Signaleinflüsse auf Nachbarkreise oder die Beeinflussung einer Bogenlänge auf einem Kreis durch ein Augenblickssignal können durch analog oder digital arbeitende Filter in dem

130026/0108

-Jt- VPA 79 P 5125 BRD

übertragungsnetzwerk festgelegt werden. Das Ubertra-•gungsnetzwerk enthält keinen Bildspeicher wie bei den bekannten Computertomographen mit der eingangs beschriebenen Rückprojektion in eine Bildmatrix. 5

Das übertragungsnetzwerk verbindet die Meßanordnung aus Röntgenstrahlenquelle und Strahlenempfänger on line mit dem Sichtgerät. Dadurch ist auch eine Dauerdurchleuchtung möglich.
10

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

In der Zeichnung ist ein Drehrahmen 1 dargestellt, auf dem eine aus einer Röntgenröhre 2 und einem Strahlenempfänger 3 bestehende Meßanordnung gelagert ist. Die Röntgenröhre 2 sendet ein fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel 4 aus, das eine Querschicht eines Patienten 5 vollständig durchdringt. Der Patient 5 ist auf einer Patientenla^erstatt 6 gelagert. Die Stärke des Strahlenbündels 4 senkrecht zur Schichtebene ist gleich der Schichtstärke. Die Röntgenröhre 2 wird von einem Röntgengenerator 7 gespeist, während der aus einer Reihe von Detektoren, z.B. 512 Detektoren, bestehende Strahlenempfänger 3 an einem Übertragungsnetzwerk 8 angeschlossen ist, das für jeden Detektor je einen Eingangs- und einen Ausgangskanal aufweist. Die Wiedergabe des Bildes der untersuchten Querschicht des Patienten 5 erfolgt auf einem Sichtgerät 9.

Zur Abtastung ^es Patienten 5 wird der Drehrahmen 1 mit der Röntgenröhre 2 und dem Strahlenempfänger 3 mindestens um 360° um den Patienten 5 mittels einer Drehvorrichtung 10 gedreht. Die Drehvorrichtung 10 ist an einer Steuervorrichtung 11 angeschlossen.

130026/0108

- 4 - VPA 79 P 5125 BRD

Das Sichtgerät 9 ist nach Art eines Radarsichtgerätes ausgebildet, d.h. auf seinem Bildschirm wird durch einen Elektronenstrahl eine Anzahl von konzentrischen Bildpunktkreisen geschrieben, von denen jeder über das Übertragungsnetzwerk 8 einem bestimmten Detektor im Strahlenempfänger 3 zugeordnet ist und in seiner Helligkeit vornehmlich dem Ausgangssignal des zugeordneten Detektors entsprechend moduliert ist. Die Steuervorrichtung 11 bewirkt eine Synchronisierung der Abtastbewegung der Meßanordnung 2, 3 mit dem Schreibvorgang auf dem Sichtgerät 9, so daß die Kreise auf dem Bildschirm des Sichtgerätes 9 vollständig geschrieben sind, wenn ein Abtastvorgang, d.h. eine Drehung der Meßanordnung 2, 3 um 360°, beendet ist.

Da das Sichtgerät 9 über das Übertragungsnetzwerk 8 on line am Strahlenempfänger 3 angeschlossen ist, ist es möglich, durch Dauerrotation der Meßanordnung 2, 3 eine Durchleuchtung vorzunehmen.

130026/0108

Claims

VPA 79 P 5125 BRD

Patentanspruch

Strahlendiagnostikgerät für die Erzeugung von Schichtbildern eines Aufnahmeobjektes mit einer Lagerstatt, mit einer Meßanordnung zur Durchstrahlung des Aufnahmeobjektes aus verschiedenen Richtungen, bestehend aus einer Strahlenquelle, welche ein die zu untersuchende Schicht durchdringendes, fächerförmiges Strahlenbündel aussendet, dessen Abmessung senkrecht zur Schichtebene etwa gleich der Schichtstärke ist, und einem aus einer Reihe von Detektoren bestehenden Strahlenempfänger, welcher der gemessenen Strahlenintensität entsprechende elektrische Ausgangssignale liefert, mit einem Drehrahmen, auf dem die Strahlenquelle und der Strahlenempfänger gelagert sind, und mit einem Meßwertumformer mit einem Sichtgerät zur Umformung der Ausgangssignale des Strahlenempfängers in ein Bild der untersuchten Schicht, dadurch gekennzeichnet , daß das Sichtgerät (9) nach Art eines Radarsichtgerätes ausgebildet ist, bei dem eine Anzahl von konzentrischen Bildpunktkreisen geschrieben wird, von denen jeder über ein Übertragungsnetzwerk (8) ortsmäßig einem bestimmten Detektor im Strahlenempfänger (3) zugeordnet ist und in seiner Helligkeit vornehmlich dem Ausgangssignal des zugeordneten Detektors entsprechend moduliert wird und daß Mittel (11) zur Synchronisierung des Schreibvorganges mit der Abtastbewegung der Meßanordnung (2, 3) vorhanden sind, so daß die Kreise vollständig geschrieben sind, wenn ein Abtastvorgang beendet ist.

130026/0108

ORIGINAL INSPECTED