DE3001103A1

DE3001103A1 - Schichtgeraet zur herstellung von transversalschichtbildern

Info

Publication number: DE3001103A1
Application number: DE19803001103
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Martin 8520 Erlangen Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-01-14
Filing date: 1980-01-14
Publication date: 1981-07-16

Description

Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern Die Erfindung betrifft ein Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjektes mit einer Strahlenmeßanordnung, die eine Strahlenquelle, welche ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes Strahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene im wesentlichen gleich der Schichtstärke ist, sowie einen Strahlenempfänger enthält, der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt ermittelt und als aus einer Reihe von Detektoren bestehender, geschlossener Ring ausgebildet ist, sowie mit Mitteln zur Bewegung des Strahlenbündels um ein Abtastzentrum zur Durchstrahlung des Aufnahmeobjektes aus verschiedenen Richtungen und mit einem Rechner für die Bestimmung der Schwächungskoeffizienten jedes Bildpunktes in einer in der untersuchten Schicht liegenden Bildpunktmatrix.
Ein Schichtgerät dieser Art, ein sog. Computertomograph, erlaubt es, allein durch eine Drehung einer Röntgenröhre als Strahlenquelle das Aufnahmeobjekt abzutasten und ein Transversalschichtbild aufzubauen. Der Strahlenempfänger wird bei der Abtastung nicht gedreht, so daß eine schnelle Abtastung möglich ist. Ein solcher Computertomograph ist beispielsweise in der DE-OS 27 28 815 beschrieben.
In jeder Stellung der Strahlenquelle werden bei Anwendung eines fächerförmigen Strahlenbündels alle Detektoren mit Ausnahme des vom Zentralstrahl getroffenen Detektors schräg getroffen. Das Detektor-Ausgangssignal kann aber bei bestimmten Detektorarten, z.B. bei Halbleiterdetektoren, nicht nur von der Strahlenschwächung im Aufnahmeobjekts sondern auch von dem Winkel der auf~den Detektor auftreffenden Strahlung abhängen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schichtgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem Einflüsse des Winkels, mit dem die Strahlung auf einem Detektor auftrifft, auf das Detektor-Äusgangssignal weitgehend eliminiert sind.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Detektoren in Richtung auf das Abtastzentrum verjüngt sind. Dadurch ist erreicht, daß in dem möglichen Winkelbereich, in dem verwertbare Ausgangssignale der Detektoren entstehen, eine Abhängigkeit dieser Ausgangssignale vom Einfallwinkel der Strahlung weitgehend ausgeschaltet werden kann. Besonders zweckmäßig istesdabei,die Detektoren trapezförmig zu verjüngen.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein Schichtgerät zur Erläuterung des Erfindungsgedankens und Fig. 2 die für die Erfindung wesentlichen Teile des Schichtgeräts gemäß Fig. 1.
In der Fig. 1 ist eine Röntgenröhre 1 dargestellt, die von einem Röntgengenerator 2 gespeist wird. Ein Patient 3 wird von einem Strahlenempfänger 4 umschlossen, der aus einer Vielzahl von Detektoren, z.B. aus Halbleitermaterial, besteht. Der Strahlenempfänger 4 empfängt das eine Transversalschicht des Patienten 3 durchsetzende, fächerförmige Röntgenstrahlenbündel 7, dessen Randstrahlen Tangenten zu dem kreisförmigen Meßfeld 5 -sind. Die Dicke des Röntgenstrahlenbündels ist senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke. Jeder Detektor des Strahlenempfängers 4 ist an einem Rechner 8 angeschlossen, der aus den Ausgangssignalen der Detektoren des Strahlenempfängers 4, die bei der Drehung der Röntgenröhre 1 um das Meßfeld 5 und damit den Patienten 3, und zwar um eine Achse 3a, entstehen, ein Bild der durchstrahlten Transversalschicht des Patienten 3 berechnet und seine Wiedergabe auf einem Sichtgerät 9 bewirkt. Die Bilderzeugung erfolgt dadurch, daß der Rechner 8 die Schwächungskoeffizienten von Bildpunkten in einer in der untersuchten Schicht des Aufnahmeobjektes liegenden Bildpunktmatrix bestimmt. Eine Abtastung des Aufnahmeobjekts ist beendet, wenn die Röntgenröhre 1 um 3600 um das Aufnahmeobjekt gedreht worden ist.
Der Strahlenempfänger 4, der als Detektorring ausgebildet ist, ist ortsfest. Demgemäß wird jeder Detektor des Strahlenempfängers 4 in jeder Stellung der Röntgenröhre 1 von schräg auftreffender Strahlung getroffen. Eine Ausnahme davon bildet der jeweils vom Zentralstrahl getroffene Detektor.
In der Fig. 2 sind drei Detektoren 10, 11, 12 des Strahlenempfängers 4 dargestellt. Die Detektoren 10, 11, 12 sind in Richtung auf die Drehachse 3a verjüngt und durch Absorber 13, 14 voneinander getrennt. Aus der Fig. 2 gehen zwar nur zwei Absorber hervor; sie stellt jedoch nur einen Ausschnitt aus dem Strahlenempfänger 4 dar. Tatsächlich liegt zwischen je zwei benachbarten Detektoren je ein plattenförmiger Absorber. Die Verjüngung der Detektoren ist trapezförmig gewählt. Aufgrund dieser Verjüngung ist es möglich, zu erreichen, daß die Detektor-Ausgangs signale weitgehend unabhängig von dem Winkel, mit dem die Röntgenstrahlung auftrifft, ist. In der Fig. 2 ist für den Detektor 11 beispielsweise strichpunktiert eine mögliche Strahlenrichtung eingezeichnet und es ergibt sich, daß die der Strahlung ausgesetzte Querschnittsfläche bei jedem Winkel etwa gleich groß ist. Der Winkelbereich, innerhalb dessen diese Wirkung der Unabhängigkeit des Detektor-Ausgangssignals vom Einfallswinkel der Röntgenstrahlung erzielt wird, ist durch die Geometrie der Strahlenmeßanordnung festgelegt.
Für den Winkel ob gilt, daß dieser gleich dem maximalen Schrägeinfallswinkel der Strahlung in bezug auf einen Detektor oder größer als dieser Winkel ist. Durch geeignete Wahl dieses Winkels kann erreicht werden, daß die Strahlung bei jedem vorkommenden Einfallswinkel und Strahlenweg nahezu vollkommen im Detektor absorbiert wird. In der Fig. 2 ist für den Detektor 11 der eine maximale Schrägeinfallswinkel gezeichnet.
Die Absorber 13, 14, die ein Übersprechen verhindern, können auch eine von der Plattenform abweichende Form, z.B. Keilform, haben und gegebenenfalls entfallen, wenn das Übersprechen im Bild nicht stört.
Zusammenfassung Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern Die Erfindung bezieht sich auf einen Computertomographen mit einem ortsfest das Aufnahmeobjekt umschließenden Strahlenempfänger, der aus einer Reihe von Detektoren (io, 11, 12 usw.) besteht. Alle Detektoren (10, 11, 12 usw.) sind zum Abtastzentrum hin verjüngt, so daß die der Strahlung ausgesetzte Eingangsfläche eines Detektors (10, 11, 12, usw.) weitgehend unabhängig von dem Einfallswinkel der Strahlung ist. Dadurch ist auch das Detektor-Ausgangs signal weitgehend unabhängig von diesem Winkel (Fig. 2).
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Claims

Patentansprüche Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjektes mit einer Strahlenmeßanordnung, die eine Strahlenquelle, welche ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes Strahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene im wesentlichen gleich der Schichtstärke ist, sowie einen Strahlenempfänger enthält, der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt ermittelt und als aus einer Reihe von Detektoren bestehender, geschlossener Ring ausgebildet ist, sowie mit Mitteln zur Bewegung des Strahlenbündels um ein Abtastzentrum zur Durchstrahlung des Aufnahmeobjektes aus verschiedenen Richtungen und mit einem Rechner für die Bestimmung der Schwächungskoeffizienten jedes Bildpunktes in einer in der untersuchten Schicht liegenden Bildpunktmatrix, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Detektoren (10, 119 12) in Richtung auf das Abtastzentrum (3a) verjüngt sind.
2. Schichtgerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Detektoren (10, 11, 12) trapezförmig verjungt sind