DE3019606A1

DE3019606A1 - Schichtgeraet zur herstellung von transversalschichtbildern

Info

Publication number: DE3019606A1
Application number: DE19803019606
Authority: DE
Inventors: Franz Ing.(grad.) 8521 Möhrendorf Müller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-05-22
Filing date: 1980-05-22
Publication date: 1981-11-26
Also published as: US4377868A; FR2482854B1; FR2482854A1; JPS5720255A; DE3019606C2

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT "^" Unser Zeichen Berlin und München . VPA 80 P 5073 DE

Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahme-Objektes mit einer Strahlenmeßanordnung, die eine Strahlenquelle, welche ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes Strahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene etwa gleich der Schichtstärke ist, sowie einen Strahlenempfänger mit einer Reihe von Meßkanälen enthält, der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt in entsprechende elektrische Signale umwandelt, sowie mit einer Drehvorrichtung für die Meßanordnung und mit einem Meßwertumformer für die Transformation der vom Strahlenempfänger gelieferten Signa-Ie in ein Schichtbild, bei dem in jedem Meßkanal des Strahlenempfängers ein Einzeldetektor und eine nachgeschaltete Verstärkerschaltung liegen.

Ein Schichtgerät dieser Art ist beispielsweise in der DE-OS 26 27 4-33 beschrieben. Dieses Schichtgerät, ein sogenannter Computertomograph, erlaubt die Berechnung der Schwächungswerte von in einer Matrix in der untersuchten Schicht angeordneten Bildpunkten und die bildliche Wiedergabe dieser Schwächungswerte. Für jeden Meßkanal muß dabei berücksichtigt werden, daß bei ausgeschalteter Röntgenröhre, d.h. in den Signalpausen, das Meßkanal-Ausgangssignal aufgrund von in den Kanalverstärkern auftretenden Nullpunktdriften von Null abweichen kann. Diese Abweichung ist bei der Verarbeitung der Meßsignale an den Kanalausgängen zu berücksichtigen.

Tp 5 KIi / 7.5.1980

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VPA 80 P 5073 DE Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schichtgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine automatische Erfassung und Kompensation der Nullpunktdriften der Verstärker in den Meßkanälen in regelmäßigen Zeitabschnitten erfolgen kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für jeden Meßkanal des Strahlenempfängers ein Korrekturwertgeber, z.B. ein Register mit einer Vielzahl von Speicherplätzen für Korrekturwerte, vorhanden ist-, dessen Eingang am Meßkanalausgang nach der Verstärkerschaltung und dessen Ausgang am Meßkanaleingang vor der Verstärkerschaltung angeschlossen ist und der dem Meßkanaleingang in den Signalpausen ein in Abhängigkeit vom Meßkanal-Ausgangssignal im Sinne der Hinführung des Meßkanal-Ausgangssignals auf einen Nullwert festgelegtes Korrektursignal zuführt. Bei dem erfindungsgemäßen Schichtgerät wird in den Meßpausen das Ausgangssignal eines jeden Meßkanals erfaßt und als Adresse z.B. einem Register zugeführt, in dem unter einer von der gewünschten Genauigkeit abhängigen Anzahl von Adressen Korrektursignale für die Eingänge der Meßkanäle gespeichert sind. Das dem am Kanalausgang erfaßten Signal entsprechende Korrektursignal kann automatisch dem Eingang des Meßkanals zugeführt werden, so daß das Meßkanal-Ausgangssignal bei der darauffolgenden Messung mit hoher Genauigkeit dem Meßwert entspricht.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: "

Figur 1 ein Schichtgerät zur Erläuterung des Erfindungsgedankens und

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- ρ - VPA 80 P 5073 DE

Figur 2 die für die Erfindung wesentlichen Teile des Schichtgerätes gemäß Figur 1.

In der Figur 1 ist ein Röntgenschichtgerät mit einer Röntgenröhre 1 als Strahlenquelle und einem Strahlenempfänger 2, der größenordnungsmäßig über 100, z.B. einzelne Detektoren in einer Reihe angeordnet aufweist, dargestellt. Die Röntgenröhre 1 sendet ein Strahlenbündel 1a aus, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur untersuchten Schichtebene gleich der Schichtstärke und in der Schichtebene so groß ist, daß das ganze Auf-. nahmeobjekt. von Strahlung durchsetzt wird. Der Strahlenempfänger 2 ist um den Fokus der Röntgenröhre 1 gekrümmt. Die Meßanordnung 1, 2 ist um eine Achse 3, die etwa mit der Längsachse des Aufnahmeobjektes 4 zusammenfällt, mit Hilfe eines Drehrahmens 3a drehbar. Die Anzahl der Detektoren des Strahlenempfängers 2 ist der gewünschten Bildauflösung entsprechend gewählt, so daß aufgrund einer Drehung der Meßanordnung 1, 2 von einem Computer die Schwächungswerte einer Bildpunktmatrix der durchstrahlten Transversalschicht des Aufnahmeobjektes 4 berechnet und als Bild auf einem Sichtgerät 6 wiedergegeben werden können. Die Röntgenröhre 1 wirdvjn einem Röntgengenerator 7 gespeist.

Jedem Einzeldetektor des Strahlenempfängers 2 ist ein Meßkanal nachgeschaltet, der zum Computer 5 führt. In diesem Meßkanal sind Verstärkerschaltungen angeordnet, die im Laufe der Zeit driften können, so daß in einer Signalpause das Ausgangssignal einer solchen Verstärkerschaltung von Null abweichen kann. Die Maßnahmen zur Kompensation dieser Abweichungen sind anhand der Figur näher erläutert.

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- je - VPA 80 P 5073 DE

In der Figur 2 sind ein Meßkanal I und ein Meßkanal η dargestellt. Die übrigen Meßkanäle sind analog zu diesen beiden Meßkanälen aufgebaut. Alle Meßkanäle sind über Vorverstärker Ia bis na zu einem Multiplexer 8 geführt, der die Ausgangssignale der Vorverstärker nacheinander einem Analog-Digital-Wandler 9 zuführt. Die digitalen Ausgangssignale des Analog-Digital-Wandlers 9 werden über einen Datenbus 10 dem Computer 5 zugeführt. Sie sind vom Datenbus 10 abgezweigt und parallel digitalen Speicherregistern Ib bis nb in den Meßkanälen I bis η zugeführt. In den Registern Ib bis nb ist eine Anzahl von Korrektursignalen in Speicherplätzen gespeichert, von denen jeweils eines entsprechend dem jeweiligen Eingangssignal, d.h. dem Ausgangssignal des Analog-Digital-Wandlers 9 entsprechend, aufgerufen wird. Tritt eine Signalpause auf, so wird den Registern Ib bis nb an den Eingängen Ic bis nc ein Datenübernahmesignal zugeführt, so daß das dem Eingangssignal entsprechende Korrektursignal einem nachgeschalteten Digital-Analog-Wandler Id bis nd zugeführt wird und als Analog-Ausgangssignal das Eingangssignal, das der gemessenen Strahlenintensität entspricht, so korrigiert, daß in einer Signalpause das Kanal-Ausgangssignal auf dem Datenbus 10 für jeden Meßkanal Null ist.

In den Registern Ib bis nb ist also eine Korrekturtabelle entsprechend dem zu jedem Ausgangssignal eines Meßkanals beim Eingangssignal Null erforderlichen Korrektursignal gespeichert, deren Werte durch die Meßkanal-Ausgangs signale in den Signalpausen abgerufen und zur Nullpunktkorrektur herangezogen werden. Die Korrektur kann dabei sehr schnell erfolgen. Die Bit-Tiefe der Digital-Analog-Wandler Id bis nd richtet sich dabei nach dem maximal zu korrigierenden Fehler.

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VPA 30 P 5073 DE Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, die Register Ib bis nb durch Zähler zu ersetzen und diese von einem digitalen Komparator anzusteuern, der die Ausgangsdaten des Analog-Digital-Wandlers 9 in der Weise auswertet, daß dann, wenn diese Daten in den Signalpausen Null sind, der Zählerstand nicht verändert wird, daß also Clock-Impulse nicht an den Zähler weitergeleitet werden, daß dann, wenn die Daten des Analog-Digital-Wandlers 9 in den Signalpausen kleiner als Null sind, der Zähler zum Aufwärtszählen gesteuert wird und daß er in dem Fall, in dem diese Daten größer als Null sind, zum Abwärtszählen gesteuert wird. In Abhängigkeit vom jeweiligen Zählerstand wird dann über einen Digital-Analog-Wandler dem Eingang des jeweiligen Verstärkers Ia bis na ein Korrekturstrom zugeführt.

Der Nullwert am Ausgang des Analog-Digital-Wandlers in den Signalpausen kann der Wert Null aber auch ein anderer, beliebiger aber definierter Wert sein. Im letzteren Falle gilt bei der Verwendung eines Zählers für die Ansteuerung des jeweiligen Vorverstärkers Ia bis na, daß der den Zähler steuernde Komparator keine Veränderung des Zählerstandes bewirkt, wenn in den Signalpausen der definierte Wert vorliegt und im anderen Fall eine Aufwärtszählung bzw. Abwärtszählung bewirkt.

2 Figuren

4 Patentansprüche

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Claims

- ff- VPA 80 P 5073 DE

Patentansprüche

1 J 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 etwa gleich der Schichtstärke ist, sowie einen Strahlenempfänger mit einer Reihe von Meßkanälen enthält, der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt in entsprechende elektrische Signale umwandelt, sowie mit einer Drehvorrichtung für die Meßanordnung und mit einem Meßwertumformer für die Transformation der vom Strahlenempfänger gelieferten Signale in ein Schichtbild, bei dem in jedem Meßkanal des Strahlenempfängers ein Einzeldetektor und eine nachgeschaltete Verstärkerschaltung liegen, dadurch gekennzeichnet , daß für jeden Meßkanal (I bis n) des Strahlenempfängers (2) ein Korrekturwertgeber (Ib bis nb) vorhanden ist, dessen Eingang am Meßkanalausgang nach der Verstärkerschaltung (Ia bis na) und dessen Ausgang am Meßkanaleingang vor der Verstärkerschaltung (Ia bis na) angeschlossen ist und der dem Meßkanaleingang in den Signalpausen ein in Abhängigkeit vom Meßkanal-Ausgangssignal im Sinne der Hinführung des Meßkanal-Ausgangssignals auf einen Nullwert festgelegtes Korrektursignal zuführt. ■
2. Schichtgerät nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß der Korrekturwertgeber ein Register (Ib bis nb) mit einer Vielzahl von Speicherplätzen für Korrekturwerte aufweist.

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VPA 80 P 5073 DE
3. Schichtgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Meßkanalausgang und dem Register (Ib bis nb) ein Analog-Digital-Wandler (9) und zwischen dem Register (Ib bis nb) und dem Meßkanaleingang ein Digital-Analog-Wandler (Id bis nd) liegt, und daß das Register (Ib bis nb) ein digitales Speicherregister ist.
4. Schichtgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Register (Ib bis nb) einen Steuereingang (Ic bis nc) für die Datenübernahme in den Signalpausen aufweist.

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