DE3037169A1

DE3037169A1 - Computer-tomograph und korrekturverfahren

Info

Publication number: DE3037169A1
Application number: DE19803037169
Authority: DE
Inventors: Godfrey Newbold Winthorpe Newark Nottinghamshire Hounsfield; Erlvada Anne Wheeling Ill. Olson; Daniel Joseph Barrington Ill. Pisano jun.; Richard Miller London Waltham
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1979-10-12
Filing date: 1980-10-01
Publication date: 1981-04-23
Also published as: GB2066017B; GB2066017A; DE3037169C2; US4250387A; JPS5660541A; JPS6411295B2

Description

- 7 - 303716S¹

Die Erfindung betrifft ein allgemein als Computer-Tomograph (CT) bekanntes medizinisches, radiographisches Gerät sowie ein Verfahren zu dessen Betrieb.

Computer-Tomographen werden verwendet, um Abbildungen der Variation der Absorption eindringender Strahlung in Abhängigkeit vom Ort innerhalb eines ausgewählten Bereichs, gewöhnlich einer Querschnittsscheibe, des Körpers eines Patienten zu erhalten. So beschreibt z.B. die DE-OS 19 41 433 ein Gerät, mit dem eine Untersuchung in kurzer Zeit durchgeführt werden kann, wenn eine eine im wesentlichen ebene₉ fächerförmige Verteilung der Roentgenstrahlen erzeugende Strahlungsquelle kreisförmig (orbital) um den Patienten bewegt und die auf einer Vielzahl von Strahlenwegen (Abtastwegen) innerhalb dieser Verteilung durch den Körper des Patienten durchgelassene Strahlung aufgefangen (registriert) wird.

Die Registrierung kann durch Detektoren erfolgen_s die synchron mit der Strahlungsquelle um den Patienten eine Drehbewegung ausführen. Es wurde jedoch auch vorgeschlagen, eine kreisförmige Anordnung mehrerer statischer Detektoren zu verwenden, die den Körper (das Objekt) umgeben und die Strahlung von einer Quelle registrieren«, die den Körper, wie in der vorgenannten DE-OS beschrieben^, umkreist. Diese Anordnung kann dadurch verwirklicht werden, daß die Umlaufbahn der Strahlungsquelle um den Körper innerhalb des Kreises liegt, auf dem die Detektoren angeordnet sind (siehe DE-OS 27 09 599) In der DE-OS 28 28 963 wird andererseits eine Vorrichtung beschrieben, bei der die Kreisbahn der Quelle einen größeren Radius aufweist als der Detektorkreis. Dabei sind Mittel vorgesehen, daß Detektoren, die anderenfalls in den Strahlen-

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gang zwischen Patient und Quelle gelangen könnten, Strahlung vom Patienten abhalten. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, äa& relativ wenige Detektoren benötigt werden. Beide Systeme verwenden einen Fächerstrahl, der an der Quelle einen relativ großen Winkelbereich überspannt, beispielsweise oder mehr, während es früher üblich war, eine kleinere Streuung der Strahlung zuzulassen, d.h. den Strahl enger zu begrenzen. Es hat sich gezeigt, daß derartige Roentgenquellen, typischerweise Drehanoden-Roentgenröhren, dazu neigen, die Strahlung aus den den eigentlichen Brennfleck (Fokus) der Roentgenröhre umgebenden Bereichen zu emittieren. Wegen des erforderlichen großen Fächerwinkels ist es nicht zweckmäßig, derartige Strahlung durch Verwendung von Anodenblenden oder Wehnelt-Zylindern zu eliminieren. In vielen Fällen mag eine derartige, nicht vom Fokus ausgehende Strahlung, kein wesentliches Problem darstellen. Jedoch ist es ebenfalls üblich, zwischen der Quelle und dem Patienten !Compensationsabschwächer (oft "Keile" genannt, obwohl sie im allgemeinen sattelförmig sind) anzuordnen, die das Strahlungsprofil hinsichtlieh des näherungsweise kreisförmigen Querschnitts des Körpers eines Patienten korrigieren. Nicht vom Fokus ausgehende Strahlung durchläuft derartige Keile durch Teile, deren Dicke sich von der Dicke der Teile unterscheidet,die die Hauptuntersuchungsstrahlung durchläuft, und kann somit weniger abgeschwächt werden als der Hauptstrahl, was zu wesentlichen Fehlern führt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gerät und ein Verfahren bereitzustellen, durch die

derartige Fehler verringert v/erden.

Diese Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

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- 9 - 303718s"¹

Pig. 1 in schematischer Form ein Gerät, bei dem die

Erfindung verwendet werden kann, Fig. 2 eine Ansicht der Abtastvorrichtung des Gerätes gemäß Fig. 1,
Fig. 3 die Auswirkung eines Abschwächkeils auf die von einer Quelle mit großem Öffnungswinkel ausgehende Strahlung,

Fig. 4a und 4b eine Erläuterung von zwei Verfahren zum Zusammensetzen fächerförmiger Roentgenstrahlengänge,

Fig. 5a, 5b und 5c aus verschiedenen Richtungen betrachtete to Profile der Halo-Strahlung einer Roentgenstrahlquel-

Ie nach Schwächung durch den Keil,

Fig. 6 ein Verfahren zur Messung der Profile der Halo-Strahlung vor ihrer Schwächung durch den Keil,

Fig. 7 eine Erläuterung der Geometrie des Geräts und der Bedeutung der von einem Detektor aus verschiedenen Richtungen empfangenen Strahlung,

Fig. 8 ein Blockschaltbild zur Festlegung von Korrekturtermen vor der Untersuchung eines Patienten und

Fig. 9 ein Blockschaltbild zur Korrektur der während

der Untersuchung des Körpers eines Patienten gemessenen Ausgangssignale .

In Fig. 1 wird in vereinfachter Form ein Computer-Tomograph des in der DE-OS 28 28 963 beschriebenen Typs gezeigt. Eine Quelle 1 fächerförmiger Roentgenstrahlen 2 umkreist eine Achse 3. Im Bereich der Achse 3j näherungsweise auf der Achse, befindet sich ein Patient 4 auf einer Unterlage oder einem Tisch 5. Um den Patienten 4 ist ein Ring 6 von Detektoren angeordnet, von denen nur ein Teil gezeigt wird. Die Strah-

lung aus der Quelle 1 wird von Detektoren auf der der Quelle 1 gegenüberliegenden Seite des Patienten 4 aufgefangen. Die Detektoren sind stationär angeordnet,und während der Drehbewegung der Quelle 1 wandert die Strahlung über die Detektoren und bestrahlt Jeweils verschiedene Detektoren. Dabei

sind in Fig. 1 nicht gezeigte, aber in der 'DE-OS 28 28 963 beschriebene Mittel vorgesehen, damit die Strahlung nicht

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^Γ - ίο - · 3037Ί69¹

von den am nächsten zur Quelle 1 angeordneten Detektoren aufgefangen wird, wobei das gleiche Ergebnis dadurch erzielt werden kann, daß die Quelle 1 innerhalb des Rings 6 der Detektoren angeordnet ist.

Die von den Detektoren gelieferten Signale repräsentieren die durch den Patienten entlang individueller (einzelner), enger Strahlengänge (Wege) durchgelassene Strahlung, d.h. sie stellen ein Maß für die gesamte Absorption entlang dieses Weges dar. Die einzelnen Wege bzw. Strahlbreiten werden dabei durch die Aperturen (Öffnungswinkel) der Detektoren und die 3ewegung der Quelle 1 während der erforderlichen Meßzeit definiert. Die Signale werden zu Verstärkern 7 geleitet. Im Prinzip wird für jeden Detektor ein eigener, individueller Verstärker benötigt. Praktisch werden jedoch nicht alle Detektoren gleichzeitig bestrahlt, und einige Ausgangs signale können gesammelt werden, d.h. es kann im Multiplexbetrieb gearbeitet werden, woraus sich Einsparungen in der Apparatur ergeben. Die Signale werden dann in Integratoren

8 über eine Zeitdauer integriert, die einen bestimmten Weg der vom jeweiligen Detektor empfangenen Strahlung repräsentiert, wobei die Bewegung der Quelle 1 während dieser Zeitdauer berücksichtigt wird. Die erforderlichen Zeit- oder Taktsignale werden von in Fig. 1 nicht gezeigten Anzeige-

vorrichtungen für die Position der Quelle -1 geliefert. Derartige Anzeigevorrichtungen sind beispielsweise transparente Substrate, die eine Drehbewegung mit der Quelle 1 ausführen und netz- oder fadenkreuzartige Markierungen zur Unterbrechung eines Lichtweges zwischen einer Lichtquelle und 30

einer Fotozelle aufweisen.

Die ,Detektorsignale werden dann in Analog-Digit al-Wandlern in digitale Form und in Wandlern 10 in logarithmische Form überführt und in dieser Form an die Verarbeitungssehalt-

kreise 11 geliefert.

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^Γ - ii - 30371 es"¹

Die Schaltkreise 11 können die Signale wie in der DE-OS 19 ¹H 433 beschrieben oder mit einein weiterentwickelten, eine Faltungsoperation umfassenden/in der DE-OS 2H 20 500 beschriebenen Verfahren verarbeiten. Falls eine derartige Faltungsoperation Signale von Sätzen oder Gruppen paralleler Strahlenwege erfordert, müssen die Signale in der richtigen Reihenfolge vorsortiert werden. Vorzugsweise ist die Form der Verarbeitung jedoch für Signale von Gruppen fächerförmig verteilter Strahlenwege geeignet. Die verarbeiteten Daten werden schließlich auf einem geeigneten Gerät, wie einem Fernsehmonitor oder einem Zeilendrucker angezeigt oder zur weiteren Verwendung gespeichert. Ein derartiges Gerät wird allgemein mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet.

Fig. 2 zeigt eine zum Erhalt der Detektorsignale verwendete Abtastvorrichtung. Die Abtastvorrichtung ist auf einem Hauptrahmen 13 montiert, der von einem in geeigneter Weise angeordneten Gehäuse I²J abgedeckt ist» Der Rahmen 13 und das Gehäuse i4 besitzen eine öffnung 15 zum Einführen des Patienten. Die Roentgenröhre (Quelle) 1 wird von einem auf Lagern 17 um die Achse 3 drehbaren Bauteil 16 getragen. Das Bauteil 16 wird über einen Riemen 18 und ein Getriebe 19 von einem auf dem Hauptrahmen montierten Motor 20 angetrieben. Die Spannungsversorgung und die Zufuhr des Kühlmittels (Kühlöls) für die Roentgenröhre 1 erfolgt über Kabel 21 mit ausreichender Größe und Länge und mit einer geeigneten Handhabungsvorrichtung, um eine Kreisbewegung der Röhre 1 um 360 während der Untersuchung und zuzüglich um etwa I80 zum Erreichen der notwendigen Winkelgeschwindigkeit und etwa l80° zum Anhalten zuzulassen.

Unterhalb der Quelle 1 sind ein Kollimator 22 zur Strahlbegrenzung auf die geforderte Fächerform und ein vorstehend erwähnter Kompensations-"Keil"/montiert, die die Drehbewe-

gung der Quelle 1 mitmachen. Der Keil 23 soll zur Kompensation dienen, da der Patient 4 mit der Unterlage 5 und ir-

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^Γ - 12 - 3 Ο 3 71 6 9"¹

gendwelchen Pack- oder Füllmaterialien meist einen annähernd kreisförmigen Querschnitt aufweist, so daß die den Körper des Patienten auf Wegen in der Nähe seines Mittelpunkts durchquerende Strahlung einen längeren Absorptionsweg zurücklegt, und infolgedessen mit weniger Intensität als die - den Körper an einem Rand durchquerende Strahlung nachgewiesen (empfangen) würde. Der Keil 23 versieht (beaufschlagt) die äußeren Strahlen mit einem längeren Absorptionsweg und gleicht dadurch die Intensität der äußeren und mittleren Strahlen an. Einer, der Vorteile liegt dabei darin, daß alle Detektoren etwa im gleichen (Empfindlichkeits-) Arbeitsbereich arbeiten.

Im allgemeinen bereitet die Verwendung eines Keils bei Apparaten mit einer Roentgenröhre, die Strahlung von einer im wesentlichen punktförmigen Strahlungsquelle erzeugt, wenige Schwierigkeiten, obwohl einige Korrekturen wegen den durch die verschiedenen Wege durch den Keil verursachten Änderungen in der Härte der Strahlung notwendig sind.

in Computer-Tomographen verwendete Roentgenröhren erzeugen oft fächerförmige StrahlungsVerteilungen mit relativ kleinen ÖffnungswinkeIn, und können deshalb näherungsweise als punktförmige Strahlenquellen behandelt werden. Dieses Ergebnis wird jedoch teilweise dadurch erzielt, daß Blenden oder Abschirmungen um die Anoden angeordnet werden, um die Emission der nicht vom Fokus ausgehenden Strahlung zu verhindern bzw. diese Strahlung zu absorbieren. Derartige Strahlung wird von auf die Anode auffallenden (oder in ihr erzeugten) Sekundärelektronen verursacht und führt zu einem "Halo"-Ring

^⁰ um den Hauptbrennfleck der Quelle. Wenn, wie in den in den DE-OSen 27 09 599 und 28 28 963 beschriebenen Vorrichtungen, Roentgenröhren mit großen Öffnungswinkeln (typischerweise 50°) erforderlich sind, ist eine derartige Blende oder Abschirmung schwierig anzubringen. Dieses Problem wird noch

schwieriger bei Verwendung von Drehanoden-Roentgenröhren. Somit weist die Strahlung eine Hauptstrahlung von einem wohl-

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definierten Brennfleck auf der Anode und einen diffuseren und weniger intensiven Strahlungshalo von der den Brennfleck umgebenden Anodenoberfläche auf.

Die Auswirkung des Strahlungshaiοs in Verbindung mit dem Kompensationskeil 23 ist schematiseh in Fig. 3 dargestellt. Das Target oder die Anode der Roentgenröhre wird durch die Linie 24 angezeigt, obwohl praktisch im allgemeinen eine bekannte Drehanodenröhre verwendet wird. Das Target 24 emittiert Strahlung mit der durch die Kurve 25 angezeigten Intensitätsverteilung. Diese weist in der Mitte ein durch den Punkt 2β angezeigtes Emissionsmaximum (Peak) mit einem umgebenden Halo niedriger Intensität auf. Die Strahlung durchläuft den Kompensationskeil 23 und trifft auf die Detektoren

6. Die Strahlung innerhalb des 50°-Fächers trifft selbstverständlich auf eine große/von Detektoren auf_s aber zunächst soll die auf den der Anode 24 gegenüberliegenden, d.h. sich in der Mitte des Fächers befindenden Detektor 6. auftreffende Strahlung betrachtet werden. In Fig. 3 ist ein Strahl 27 vom mittleren Peak zusammen mit zwei Strahlen 28 und 29 von den Rändern des Halo dargestellt, und man sieht, daß die Strahlen 28 und 29 längere Wege durch den Keil 23 zurücklegen als der Strahl 27 ,und stärker abgeschwächt werden. So-

StranTung von

mit lassen sich die von/verschiedenen Positionen auf der Anode 24 herrührenden Beiträge zum Signal des Detektors 6

durch die Kurve 30 darstellen, deren Halo-Beiträge verringert sind.

Wenn man jedoch einen Detektor 6, am Rande des Fächers und typische Mittel- und Randstrahlen 27', 28' und 29' betrachtet j, zeigt sich, daß der Mittelstrahl 27^r nun einen längeren Weg durch den Keil 23 zurücklegt als der einen Beitrag (Komponente) des Halo darstellende Strahl 29*. Die von verschiedenen Positionen auf der Anode 24 stammenden Beiträge zum

deren Halo-Beiträge asymmetrisch und teilweise relativ groß

Signal des Detektors 6. sind in der Kurve 30' dargestellt,

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sind. Dies bedeutet, daß absorbierendes Material im zu untersuchenden Körper, der vom Strahl 29' aber nicht vom Strahl 27 * durchsetzt wird, große Auswirkung auf das Ausgangssignal des Detektors 6_b hat, obwohl es .eigentlich keinen Einfluß haben sollte.

Es wird vorgeschlagen, das Problem dadurch zu verkleinern, daß der Keil 23 umgedreht (auf den Kopf gestellt) und näher zur Achse 3 angeordnet wird. Der Keil kann dann bei schwä-Ί0 cherer Krümmung, wie etwas .übertrieben anhand des Keils 23^r gezeigt, die gleiche Weglängenkompensation durchführen. Dieser Schritt verkleinert das Problem jedoch nur, kann es aber nicht beseitigen.

Zum Verständnis der nachfolgenden Beschreibung sollte klargestellt werden, daß, wenn in der Computer-Tomographie auf eine fächerförmige Verteilung der einen Patienten durchsetzenden Roentgenstrahlen Bezug genommen wird, ein derartiger Fächer zwei verschiedene Formen aufweisen kann. Bei der ersten, schematisch in Fig. 4a dargestellten und meist als Beispiel verwendeten Form trifft ein von einer Position aus der Quelle 1 ausgehender Fächerstrahl gleichzeitig auf eine Vielzahl von Detektoren ,wie 6." -w 6 und 6, ... auf.

* in—Ί} n. (n+1)

Die gleichzeitig gemessenen Detektor-Ausgangssignale stammen deshalb von einer von einer Position auf der Quelle

ausgehenden fächerförmigen Strahlenverteilung (Fächerstrahl), und die zu verschiedenen Zeiten gemessenen Signale stammen von ähnlichen Fächern bei anderen Winkelorientierungen oder -Stellungen.
30

Eine alternative Anordnung für sich nicht'mit .der.;-Quelle 1 drehende Detektoren 6 ist schematisch in Fig. 4b dargestellt. Von der von jeder einer Vielzahl von Positionen der Quelle 1, wie ^r_n *)> I_n und -Wn+!)* während ihres Umlauf emittierten Strahlung wird der auf einen einzigen Detektor 6 auftreffende Strahl ausgewählt, über mehrere Po-

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-¹S- § O 3 71 6 9¹

sitionen der Quelle stammen die nacheinander gemessenen Ausgangssignale von einem in der Stellung des Detektors 6 konvergierenden Strahlfächer (Fächerstrahl). Natürlich müssen die Ausgangssignale, um diese Wirkung zu erzielen, neu geordnet werden und sind nicht gleichzeitig verfügbar. Jedoch werden gleichzeitig Ausgangs'signale von Strahlenfächern gemessen, die in anderen Detektorpositionen konvergieren. Dieses Verfahren hat gewisse Vorteile, und in der nachfolgenden Beschreibung wird unter einem Strahlfächer ein "Detektorfächer", wie in Fig. 4b gezeigt, verstanden, obwohl sie auch auf einen in Fig. 4a gezeigten "Strahlungsquellenfächer" anwendbar ist.

Bei der Betrachtung der Verteilungen des Ausgangspunkts der ¹S von einem Detektor von einer Position der Quelle empfangenen Strahlung (siehe Fig. 3, Kurven 30 und 30') zeigt es sich, daß jede dieser Verteilungen eine jeweils vom Keil 23 modifizierte Kombination der vom Hauptbrennfleck und vom Halo ausgehenden Strahlung ist. Die Auswirkung des Keils 23 auf ²^ den Hauptbreiiüfleck, bzw. auf den von diesem 3rennfleck ausgehenden Haupt- oder Mittelstrahl, ist natürlich beabsichtigt und stellt den eigentlichen Zweck des Keils 23 dar. Da jeder Detektor der Quelle durch die Serie der einen Detektorfächer ergebenden Positionen folgt, d„h. jeweils von der Quelle angestrahlt wird, ändert sich die Verteilungsfunktion des Halo-Beitrags von der in Kurve 30' dargestellten HaIo-Komponente über diejenige der Gruppe 30 bis zum Spiegelbild von 30* am entgegengesetzten Ende. Diese Halo-Komponenten

sind in den Fig. 5a, 5b bzw. 5c dargestellt. 30

Erfindungsgemäß

/ wird vorgeschlagen, die von den Detektoren ermittelten Werte mit von der gemessenen Intensitäts verteilung 25 des Halo-Profils und der bekannten Form und Zusammensetzung des Abschwächers 23 abgeleiteten Korrekturtermen (-beiträkorrigierte

gen) zu modifizieren (korrigieren), um/Detektorsignale zu erhalten, deren Halo-Komponente zumindest teilweise besei-

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BAD ORIGINAL

Γ , Π

- ίο - . 30371-63-

tlgt ist.

Die zu verarbeitenden Detektorsignale sind die von einem Detektor für einen Detektorfächer von Strahlen gelieferten Signale, und dieser Vorgang wird in gleicher Weise für andere derartige Fächer wiederholt. Dabei wird vorausgesetzt, daß für jede Position, in der der Detektor die Quelle "sieht" und ein Ausgangssignal liefert, ein Emissionsprofil für den Halo ohne vorhandenen Keil abgeleitet worden ist. Es sollte ferner der von der Halo-Strahlung nach Durchgang durch den Keil und den Körper gelieferte Anteil an jedem Detektorausgangssignal ermittelt werden. Um dies im strengen Sinne durchzuführen, muß die Absorption der Halo-Strahlung durch den Körper bekannt sein. Andererseits soll gerade diese Absorption vom Computer-Tomographen ermittelt werden. Die Detektorausgangssignale liefern selbst eine erste Abschätzung dieser Absorption für den ausgewerteten Detektorfächer, wenn die vom Keil ausgeübte Abschwächung kompensiert ist. Die Ausgangssignale sind zwar selbst von der Halo-Strahlung beeinflußt, da sie Anteile dieser Strahlung enthalten, aber sie liefern eine für Korrekturzwecke ausreichende erste Abschätzung der Absorption des Körpers. Die Korrekturterme von 2n+l Werten werden in der nachstehend beschriebenen Weise mit den Detek-

ver arbeitest torausgangssignalen von Detektoren^ die zu beiden Seiten des Detektors, dessen Signal ausgewertet wird, angeordnet sind. Das Ergebnis dieses Verfahrens ist die Halo-Fehlerkomponente, d.h. der vom Halo stammende Fehlerbestandteil.

Dieses Verfahren ähnelt einer Faltung zweier Funktionen, von denen eine von den gemessenen Intensitätswerten abgeleitet ist und die andere räumlich veränderlich und vom gemessenen Halo-Profil und der bekannten Form des Abschwächers (Keils) 23 abgeleitet ist. Die Halo-Fehlerkomponente wird dann vom Ausgangssignal abgezogen, worauf sich ein bezüglich des Halos korrigierter Wert ergibt. Dieser erste korrigierte Wert sollte hinreichend genau sein, um mit der das end-

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Γ · "I

gültige Bild ergebenden Verarbeitung fortzufahren. Es kann Jedoch vorteilhaft sein, das vorstehend beschriebene Verfahren wiederholt (iterativ) durchzuführen, das nach jeder Iteration eine genauere Abschätzung der Schwächung der Strahlung durch den Körper und damit eine genauere Abschätzung der Halo-Fehlerkomponente liefert.

Der Schwächungskoeffizient μ des Keils und die Absorptionsweglängen χ durch den Keil sollten als Gerätepararaeter bekannt sein. Sie können deshalb zusammen mit der Ausdehnung des Halo für die verwendete Roentgenröhre und den Abmessungen der Vorrichtung für den jeweiligen Bedarf gespeichert sein/und das Halo-Profil kann dann nach Bedarf berechnet werden.

Es ist dennoch angebracht, die Halo-Profile für eine hinreichend große Anzahl relativer Positionen von Quelle 1 und Detektor 6 in Abwesenheit eines Körpers 4 und ohne den Keil 23 zu messen. Das Verfahren zur Ermittlung eines Profils für eine Detektorstellung wird in Fig» 6 gezeigt.

Das von einem Detektor beim Passieren der Anode 24 durch das "Blickfeld" des Detektors während der Drehbewegung der Strahlungsquelle empfangene (beobachtete) Halo-Profil wird

zunächst für alle Detektoren genau dasselbe sein. Es muß deshalb nur das Profil für einen typischen Detektor ausgemessen

(Aperfcurblende) werden. Wie in Fig. 6 gezeigt, wird ein Teststück/31 so vor den Detektoren angeordnet, daß es alle bis auf einen Detektor 6 abdeckt, aber Strahlung durch einen schmalen Spalt 32

innerhalb des Teststücks 31 entlang eines feinen Strahls 33 auf den Detektor auftreffen läßt. Ohne Schwächungskeil 23 und ohne Untersuchungskammer 4 kreist die Roentgenröhre mit der Anode 24 in der üblichen Weise um die Rotationsachse 3,

wobei das Profil 25 sich über den "Registrierstrahl" 33 35

hinwegbewegt. Das Profil (die Intensitätsverteilung) 25 wird dann sukzessiv, vom Detektor 6 aufgenommen. Die Intensitätß-

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- is - - §037161 werte des Profils werden dann in einem Halo-Profil-Speicher 34 gespeichert.

Dieses Verfahren ist Teil des Vorkalibrierverfahrens, das für jede verwendete Roentgenröhre nur einmal durchgeführt werden muß oder wiederholt werden kann, wenn die Röhrencharakteristik sich geändert haben kann. Es können deshalb eigens errichtete Schaltkreise verwendet werden. Es ist jedoch vorteilhaft, die normalen Schaltkreise zur Behandlung des Detektor-Ausgangssignals zu verwenden, so daß das Halo-Profil gesteuert von den vorstehend beschriebenen Taktimpulsen mit den gleichen Intervallen wie in einem normalen Abtastvorgang abgetastet wird.

Es ist auch vorteilhaft, da§ aufgenommene Halo-Profil hinsichtlich der Auswirkungen der endlichen Breite des Registrierstrahls 33 zu korrigieren»

Das Profil vixrd im Speicher J>k gespeichert und zwar als In-

o ^a^-^s

tensitätswert I für den Hauptbrennfleck und/eine Anzah Werten für Abschnitte auf beiden Seiten dieses Brennflecks, die jeweils als 1
-27 -=SJ ^T27 ist.

o ^a^-^s

tensitätswert I für den Hauptbrennfleck und/eine Anzahl von

i
die jeweils als 1°. bezeichnet werden, wobei vorzugsweise

Bei der Verwendung des gemessenen Profils

ist es zweckmäßig, die Position (Stellung) der Strahlungsquelle relativ zu den Detektoren zu markieren (indizieren), und dies geschieht beispielsweise durch eine ganze Zahl r. Fig. 7 zeigt die Position der dureh das Halo-Profil· 25 kenntlich gemachten Strahlungsquelle und des Schwächungskeils 23 in der Position r relativ zur Linie von einem beliebigen Detektor 6 durch die Achse 3· Die ganze Zahl r repräsentiert die Orbitalposition der Strahlungsquelle, d»h. die Winkelstellung der Quelle auf ihrer Kreisbahn um die Achse 3, derart, daß sich die Indizierung der Position der Strahlungsquelle auf. -ihrer Kreisbewegung jeweils während

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Γ -]

einer Detektor-Integrationsperiode, d.h. während der Meßzeit für einen Heßpunkt/ um eins erhöht. Das Halo-Profil

25 wird durch diskrete, beispielsweise durch eine Anordnung wie in Fig. 6 gelieferte Meßwerte angegeben, in Fig. 7 beispielsweise mit Jeweils 6 Werten auf beiden Seiten des Hauptbrennflecks, obwohl, wie vorstehend erwähnt, typischerweise jeweils 27 Werte verwendet werden.

Wenn die Vermessung des Halo-Profils, wie beschrieben, mit den normalen Detektor-Meßintervallen durchgeführt wird, entspricht der Abstand der Halo-Meßwerte j dem der Positionen r der Drehbewegung der Strahlungsquelle. Somit durchläuft, wenn sich die Quelle (das Halo-Profil) und der Keil in der durch 25 ^ und 2~5 ^ dargestellten Position

r—o r-2

(r - 5) befinden, der Mittelstrahl vom Hauptbrennfleck, J=O, den gleichen Weg 35 zum Detektor 6 viie die Strahlung von der Halo-Position J = -5 in der Position r der Strahlungsquelle.

Bei näherer Betrachtung des Fehlers und seiner Korrektur zeigt es sich,, daß die vom Detektor β in der Position r der Strahlungsquelle registrierte Intensität die Summe der Intensitäten der von jeder der, beispielsweise 55, vermessenen Positionen des Halo (-27<j<c27) ausgehenden Roentgen- strahlen darstellt, nachdem diese vom Keil 23 auf ihren je-

weiligen Wegen durch diesen hindurch und vom Körper des Patienten (falls vorhanden) geschwächt worden sind. Da eigentlich nur die vom Hauptbrennfleck(j =0) emittierte Strahlung registriert werden sollte, muß der von anderen Teilen der Strahlungsquelle (g t 0) ausgehende Anteil bestimmt und vom

gemessenen Signal abgezogen werden.

Die Schwächung im Patienten entlang der verschiedenen vom Halo-Profil ausgehenden Strahlenwege kann tatsächlich gemessen werden, aber zunächst ist es zweckmäßig anzunehmen,

daß die Schwächung für alle Wege vom Halo zum Detektor bei jeder Position der Strahlungsquelle gleich groß ist. Dann

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kann die Schwächung entlang dieses angenommenen, jeweils gleichen (gemeinsamen) Weges durch den Patienten als das vom Detektor gelieferte Signal (d.h. die gesamte, vom Halo und vom Hauptbrennfleck empfangene Strahlung),dividiert durch die Summe der mit ihrer jeweiligen Schwächung im Keil multiplizierten Intensitäten der vermessenen Punkte der Strahlungsquelle (d.h. die gesamte Halo- und Hauptbrennfleckstrahlung unmittelbar nach dem Keil), betrachtet werden. Da die Strahlungsquelle (der Halo)/Wie im Zusammenhang mit Fig. 6 beschrieben, vermessen worden ist und da der Schwächungskoeffizient des Keilmaterials, wie Aluminium, bekannt ist, kann die Schwächung entlang jedes Wegs durch den Keil und somit der erforderliche Divisor direkt

ermittelt v/erden.

Nachdem die Schwächung entlang dieses angenommenen gemeinsamen Weges durch den Patienten ermittelt worden ist, wird angenommen, daß dies der korrekte Wert für den mittleren Strahlenweg vom Hauptbrennfleck ist. Wie im Zusammenhang mit Fig. 7 erläutert, ist jedoch der Weg vom Hauptbrennfleck (j =0) für die Position (r-n) der Strahlungsquelle derselbe wie der Strahlungsweg vom Meßpunkt j = -η des Halo für die Position r der Strahlungsquelle. Damit ist die Schwächung entlang des Wegs durch den Patienten für den Halo-Meßpunkt j = -n in der Position r der Strahlungsquelle durch den durch die Summe der Halo-Intensitäten nach Durchgang durch den Keil in der Position (r-n) der Strahlungsquelle dividierten Detektor-Ausgangsmeßwert in der Position (r-n) der

Strahlungsquelle gegeben.
30

Somit ist der vom Halo-Meßpunkt j = -n in der Position r der Strahlungsquelle gelieferte Beitrag zum gemessenen Detektorausgang dadurch zu bestimmen, daß man die Intensität der Strahlungsquelle an der Position j = -η des Halo hernimmt, mit der Schwächung durch den Keil multipliziert, das Produkt mit dem gesamten Detektorwert in der Position (r-n)

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der Strahlungsquelle multipliziert und das Produkt durch die Summe der Intensitäten der Strahlungsquelle nach Durchgang durch den Keil in der Position ( r-n ) der Strahlungsquelle dividiert.

Die gesamte Korrektur ist dann dadurch gegeben, daß diese Beiträge über einen Bereich von Detektorwerten auf beiden Seiten des zu korrigierenden Wertes für Strahlungsquellen— Positionen von (r-k) bis (r+k) aufsummiert werden, wobei der Beitrag für k = O ausgenommen wird, da dies einer Verwendung des Detektorwerts für seine eigene Korrektur entsprechen würde.

Diese Korrektur wurde unter gewissen Annahmen abgeleitet, die eher durch die Praxis als durch eine exakte mathematische Analyse gerechtfertigt sind. Dennoch kann die Korrektur zur Erläuterung durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

wobei

I, exp	-	k,r,_x	-
27	¹J ^e
	-	ΧΌ ί "~ LL X \
j=-27

(D

^LDet

0 = Fehlerterm, der von der Anzeige (dem Meßweirt) eines Detektors in der Position r der Strahlungsquelle abzuziehen ist,

^r - Meßwert eines gegebenen Detektors von durch den Körper eines Patienten in der Stellung (r+k) der Strahlungsquelle durchgelassene Strahlung' (diese Anzeige ist nicht hinsichtlich des Halo-Pehlers korrigiert, aber ist in der Praxis oft bereits hinsichtlich anderer Fehler korrigiert),

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P_w = linearer Schwächungskoeffizient des homogenen, gewohnlich aus Aluminium bestehenden Keils,

χ^'^{Γ =} Weg der vom k-ten Meßpunkt des Halo in der r~ ten Position der Strahlungsquelle ausgehenden Strahlen durch den Keil und

I⁰, ⁼ relative Intensität des k-ten Meßpunkts des Halo

Dabei muß sich der Patient nur bei der Bestimmung von
im Strahlengang befinden. Die Korrektur kann deshalb aufgespalten werden

°^r- EZZ *^r _k

15 20

k = -27
k φ 0

wobei P^r, den k-ten Meßwert des r-ten Profils darstellt,
der gegeben ist durch

j = -27

k ji O (3)

Alle Terme der Gleichung (3) können im Rahmen des Einstelloder EichVerfahrens ohne Anwesenheit eines Körpers (eines
Patienten) in der Vorrichtung ermittelt und so lange gespeichert werden, bis sie in einer Untersuchung benötigt
werden.

30

Schaltkreise zur Durchführung dieser Teile der Korrektur
sind in Fig. 8 dargestellt. Das während des genannten Verfahrens, wie in Zusammenhang mit Pig. 6 beschrieben, gemessene Halo-Profil ist im Speicher 3¹I gespeichert. Die verwen deten Speicherplätze werden vom Adressenwähler 3^a. entsprechend dem Wert der ganzen Zahl j (mit -27^j <27 in diesem.

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^Γ -23- 303716a"¹

Beispiel) ausgewählt, wobei für die Mitte des Hauptbrennflecks j=O gilt. Der Adressenwähler 3¹Ja wählt in ähnlicher Weise die Ausgangs signale aus und spricht dabei auf die Werte der ganzen Zahlen j oder k vom Adressenzuordner (Speicher) 36 an. j und k haben ähnliche Bedeutung in Bezug auf die Nummer eines Halo-Meßpunkts vom Hauptbrennfleck. Die Bedeutung von j liegt jedoch nur beim Zählen über das HaIo-Profil und der Verwendung verschiedener Meßpunkte. Die Bedeutung von k liegt in der Verwendung einer Detektor-Ausgangsmeßwerts in der Position (r + k), so daß der Detektor eine Halo-Komponente vom Meßpunkt k "sieht"» Im Hinblick auf ihre unterschiedliche ßedeutung werden j und k getrennt voneinander eingegeben und gezählt.

Ein Keilform- und Keiltransmissionsspeicher 37 enthält Informationen, die die Form des Schwächungskeils 23 (in komplexeren Fällen die Form mehrerer derartiger Keile für verschiedene Patientengrößen)j seinen Schwächungskoeffizienten

und die Weglängen durch den Keil für alle verwendeten Strah-20

lenwege darstellen. Der Weg von einem Halo-Meßpunkt zu einem beliebigen Detektor ist durch die laufenden Werte von j, k und r definiert. Die Schwächungen für die jeweiligen Strahlenwege können vorher berechnet und gespeichert werden, und der Speicher 37 spricht auf die jeweiligen Eingaben vom Adressenzuordner 36 an und liefert an seinem Ausgang die Schwächung im Keil 23 für den (durch das jeweilige Zahlentripel) identifizierten Weg. Auf Grund der bekannten exponentiellen Abhängigkeit der Schwächung werden also im Speicher 37 Exponentialwerte gespeichert. Obxirohl in diesem Beispiel nur ein Halo-Profil gemessen wird,

und die Strahlenwege (und die jeweilige Schwächung) .durch

xst es auch möglich,

den Keil 23 im Speicher 37 vorher gespeichert sind^fdas Profil mit dem eingebauten Schwächungskeil in der in Fig. 6 gezeigten Anordnung zu messen. In diesem Falle wäre im Speicher 34 nicht nur ein Profil, sondern eine große Zahl von für alle Richtungen, aus denen der Detektor 6 durch den Keil 23

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- 2k -

die Strahlungsquelle 24 sieht, gemessener Profile gespeichert. Diese alternative Möglichkeit erfordert keinen Speicher 37, wird aber in der Praxis als weniger leistungsfähig betrachtet.

Es ist inzwischen bei Verwendung derartiger Schwächungskeile allgemein üblich, eine Korrektur hinsichtlich der Strahlfilterung im Keilmaterial, wie Aluminium, vorzunehmen. Die im Speicher 37 gespeicherten, vorher berechneten Schwächungs- ^" werte, können einen derartigen Korrekturfaktor enthalten.

unter Berücksichtigung der Exponentialfunktion Durch die Schaltkreise von Fig. 8 wirdVzunächst der Nenner von Gleichung (3) für einen Wert von k bestimmt, d.h. der gesamte, vom Detektor in Abwesenheit eines Körpers registrierte PhotonenfluS von Hauptbrennfleck und Halo,wenn sich die Strahlungsquelle in der Position (r + k) befindet.Der Adressenzuordner 36 liefert die vorgegebenen Anfangswerte von r und k und durchläuft nacheinander alle Werte von j, für die der Halo-Profil-Speicher 34 einen von Null verschiedenen Wert

enthält (-27«< j < + 27). Pur jeden Wert von j liefert der Speicher 34 den jeweiligen Halo-Intensitätswert und der Speicher 37 die Schwächung entlang des Wegs durch den Keil als Ausgangssignale a. Diese werden durch einen Multiplizierer 38 multipliziert und in einem Speicher 39 für alle Werte von j

summiert und gespeichert. Zur Berechnung des Zählers der Gleichung (3) wählt der Zuordner 36 nach Vorgabe den HaIo-Meßwert k (die relative Intensität des k-ten Ifeßpunkts des Halo) aus dem Speicher 34 und dessen Schwächung entlang der Weglänge im Keil aus dem Speicher 37. Diese werden, nach Durchlaufen aller j-Werte als Ausgangs-

signale b geliefert und in einem Multiplizierer 40 multipliziert und ergeben den gesamten Pluß der vom Element k des Halo ausgehenden und vom Keil geschwächten Roentgenstrahlen, durch den das vom Hauptstrahl hervorgerufene Ausgangssignal

für die Position r der Strahlungsquelle verfälscht wird. Das 35

Verhältnis dieser beiden Flüsse (Werte) wird im Dividierer

L J

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⁵ §037169

4l erzeugt und zur weiteren Verwendung als Wert P , im Speicher 42 gespeichert. Danach wird der Wert von k um eins erhöht,und das Verfahren wird wiederholt, und z\ia.r für alle im Speicher 34 gespeicherten k-Werte des Halo-Profils außer für k = 0.

Wie vorstehend erwähnt, wird das Verfahren nach Fig. 8 als Kalibrierverfahren vor Beginn der Untersuchung durchgeführt. Obwohl die gezeigten Schaltkreise zur praktischen Verwendung geeignet sind, könnten auch alle im Speicher 42 gespeicherten Werte vorher (nach Ausmessen des Halo-Profils) berechnet und zur späteren Verwendung in einen geeigneten Speicher eingegeben werden.

Während der Untersuchung eines Patienten werden die Korrekturen von den als Blockschaltbild in Fig. 9 dargestellten Schaltkreisen durchgeführt.

Die von Analog-Digital-Wandlern 9 gelieferten Detektor-Ausgangssignale werden in einen temporären Speicher 43, beispielsweise einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), eingegeben. Die Speicherplätze, in die sie eingelesen werden, werden vom Adressenwähler 43a in Abhängigkeit von den vorstehend beschriebenen Taktimpulsen bestimmt. Die Adressen werden in einer vorher festgelegten Weise bestimmt, so daß die Signale in einer gevninschten Form geordnet werden, beispielsweise als "Detektorfächer", wenn dies für die Form der angewandten Weiterverarbeitung (Bildrekonstruktion) erforderlich ist. Die Speicherplätze für die geordneten Signa-

le jedes Fächers werden, wie vorstehend beschrieben, durch die ganzen Zahlen r und k identifiziert. Bis einschließlich zur Speicherung in Speicher 43 wird das für handelsübliche Apparate bekannte Verfahren angewandt, wobei weitere zusätzliche Schaltkreise, beispielsweise für weitere Korrekturen ,

bekannter Art, als Bezugszeichen 44 in gestrichelter Form an gegeben sind.

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Zur Durchführung des erfindungsgeraäßen Verfahrens wird jedes Signal aus dem Speicher 43 entnommen und es v/erden j wie anhand der Gleichung (2) erläutert, die mit den in Speicher 42 gespeicherten Korrekturtermen multiplizierten Meßwerte (Anzeigen) für die diesem Signal auf beiden Seiten im gleichen Fächer benachbarten k-Vierte subtrahiert.

Die Arbeitsweise der Schaltung wird von ganzzahligen r- und k-Werten von einem Adressenzuordner 45 gesteuert. Der Start erfolgt bei einem vorgegebenen Anfangswert von r, für den die erste Fehlerkomponente auf summiert wird. Ic durchläuft dann den Bereich der Werte von -N bis +N (ausgenommen Null), also den Bereich, für den keil- und strahlungsquellenabhängige Korrekturen gespeichert sind. Bei jedem Wert der ganzen Zahl k werden die Ausgangssignale der Speicher 43 und 4 2 in einem Multiplizierer 46 multipliziert; die Produkte für den gesamten Bereich der k-Werte in einem Summierer (Speicher) 47 aufsummiert und der summierte Fehlerwert In die Adresse r eines Speichers 48 eingegeben.

Das Verfahren wird für alle relevanten r-Werte für den zu korrigierenden Fächer wiederholt. Schließlich wird k = 0 gesetzt und r durchläuft seinen Wertbereich für diesen Fächer, wobei jedes gemessene Detektor-Ausgangssignal nacheinander einem Differenz glied 49 zugeführt wird, in dem das Fehlersignal für den gleichen r-Wert aus dem Speicher 48 davon subtrahiert wird. Die korrigierten Detektorsignale werden in einen temporären Speicher 50 eingegeben, bevor sie dem Logarithmiere.r 10 und der nachfolgenden Verarbei-

^ tung zugeführt werden.

Vorstehend wurde angenommen, daß für jede Relativstellung von Strahlungsquelle und Detektor, bei der ein Ausgangssignal ermittelt wird, ein Halo-Profil vermessen und ge-

speichert werden sollte. Eine kleine Relativbewegung von Strahlungsquelle und Detektor ergibt jedoch nur eine kleine

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- ²⁷ - 303716a"¹

Änderung des Halo-Profils. Somit kann jedes Profil für mehrere, beispielsweise drei, Relativstellungen verwendet werden, womit Speicherplatz eingespart wird. In gleicher V/eise kann das Halo-Profil statt mit 2N+1 Werten mit geringerer

Genauigkeit durch ■ ■ Werte dargestellt werden, von denen

jeder m Mal itfiederholt wird, wobei typischerweise m = 3 gilt. Diese Verringerung des Speicherbedarfs kann jedoch nur dann sinnvoll angewandt werden, wenn die Kontur (Form) des Halo-Profils glatt und wenig gekrümmt ist, und wenn die ausgelassenen Meßwerte durch Interpolation ergänzt werden.

Wie beschrieben, vrird das erfindungsgemäße Verfahren mit speziellen, den Erfordernissen angepaßten Schaltkreisen, durchgeführt. Üblicherweise sind Computer-Tomographen mit digitalen Rechenanlagen ausgerüstet, die viele der verlangten Aufgaben übernehmen und den Betriebsablauf steuern. Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit Hilfe geeignet ausgewählter und programmierter Rechenanlagen leicht durchgeführt werden„
20

Es lassen sich auch weitere, beispielsweise besonderenVerarbeitungsverfahren oder Konstruktionen von Computer-Tomographen angepaßte Ausführungsformen der Erfindung angeben»

Vorstehend sind ein Computer -Tomograph und ein Verfahren zu dessen Betrieb beschrieben. Bei als Computer-Tomographen bezeichneten Roentgengeräten durchsetzen Roentgenstrahlen, gewöhnlich mit einer fächerförmigen Verteilung.den Körper eines Patienten ²J. Die fächerförmige Verteilung kann an η

der Strahlungsquelle 1, 24 einen Öffnungswinkel von 50 oder mehr aufweisen. Bei derartigen Röhren, insbesondere bei Drehanodenröhren, tritt oft eine Emission der Roentgenstrahlen in den den eigentlichen Brennfleck umgebenden Bereichen auf, und die Verwendung von Anodenblenden zur Beseitigung dieser Strahlen ist nicht zweckmäßig. Diese

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Γ -Π

nicht vom Fokus ausgehende Strahlung kann Probleme aufwerfen, insbesondere wenn Abschwächer zum Ausgleich der verschiedenen Absorptionswege durch den Patienten verwendet werden, da die nicht vom Fokus ausgehende Strahlung manchmal weniger geschwächt werden kann als der Hauptstrahl. Es wird vorgeschlagen, die von den Roentgendetektoren 6 erzeugten Signale hinsichtlich der nicht vom Fokus ausgehenden Strahlen zu korrigieren. Ein Intensitätsprofil 25 der nicht vom Fokus ausgehenden Halo-Strahlung wird vermessen und die darauf ausgeübte Schwächung abgeschätzt bzw. berechnet. Die Berechnungen werden dazu verwendet, den von der Halo-Strahlung hervorgerufenen Anteil am gemessenen Signal zu bestimmen und eine entsprechende Korrektur durchzuführen, um die

vom Hauptstrahl hervorgerufenen Signale zu ermitteln. 15

L -

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Claims

VOSSiUSVO SS IUS-TA UCHNER · HEU N EMAN N · RAUH

SIEBERTSTRASSE 4--8OOO MÜNCHEN 86 · PHONE: (O89) 474O75 CABLE: BENZOLPATENT MÖNCHEN -TELEX 5-29 45 3 VOPAT D

u.Z.: P 810 (He/GH/ko) ¹· Oktober 1980

Case: USSN 84123 (P.Q. 11,349)

EMI LIMITED

Hayes, Middlesex, Großbritannien
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"Computer-Tomograph und Korrekturverfahren"

Priorität: 12. Oktober 1979, V.St.A., Nr. 084 123

Patentansprüche

1·) Computer-Tomograph, gekennzeichnet durch

a) eine Strahlungsquelle (1) mit einer fächerförmigen Verteilung der Strahlung, die teilweise aus einem Hauptbereich eines Roentgenstrahlung emittierenden Targets (24) und teilweise aus einem diesen Hauptbereich umgebenden HaIo-

Bereich auf dem Target (24) austritt und sich durch einen

Raum zur Aufnahme eines zu untersuchenden Patienten (4) hindurch ausbreitet,

b) Vorrichtungen (17-21) zum kreisförmigen Bewegen der Quelle

(1) um den Patientenraum, so daß die Strahlung sich aus einer Vielzahl verschiedener Richtungen durch den Patientenraum hindurch ausbreitet,

c) mehrere Detektoren (6) zum Registrieren der Strahlung, die sich entlang mehrerer zueinander divergenter Strahlenwege aus jeder dieser Richtungen durch den Patientenraum hindurch ausgebreitet hat, wobei sich die Quelle (1) relativ zu den Detektoren (6) derart bewegt, daß jeder der Detektoren (6) während der Kreisbewegung der Quelle (1) die Quelle (1)

^L 130017/0616 ^J

ORIGINAL INSPECTED

"3037Ί69¹

entlang mehrerer Wege aus verschiedenen Richtungen sieht und Ausgangssignale liefert, von denen jedes der auf einem dieser Wege empfangenen. Strahlungsintensität entspricht,

d) ein zwischen der Quelle (1) und dem Patientenraum angeordneter Abschwächer(23), der sich mit der Quelle (1) um den Patientenraum bewegt und die zur Angleichung der Gesamtabsorption entlang verschiedener Strahlenwege die Strahlen, die unterschiedliche Weglängen innerhalb des Körpers eines im Patientenraum befindlichen Patienten (4) aufweisen_f verschieden stark schwächt,

e) eine Einrichtung zur Korrektur der Detektorausgangssignale

oder daraus abgeleiteter Signale, um diejenigen Signalander
teile zu verringern, die/aus dem Halo-Bereich ausgetretenen und nach Durchgang durch den Körper des Patienten (4) in einem der Detektoren (6) registrierten Strahlung entsprechen und

f) Vorrichtungen zum Verarbeiten der modifizierten, korrigierten Signale zur Herstellung einer Abbildung der Strahlungsabsorption in einer Querschnittsscheibe des Körpers, des Patienten (4) .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung

el) einen Speicher (34), der ein von einem Detektor (6) von verschiedenen Teilen des Halo-Bereichs für verschiedene Relativstellungen des Detektors (6) und der Quelle (1) registriertes Strahlungsprofil (25) enthält, und e2) eine Vorrichtung zum Modifizieren jedes Ausgangssignals oder eines daraus abgeleiteten Signals in Abhängigkeit vom Halo-Profil (25) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung eine Einrichtung aufweist, die das Halo-Profil (25) und vorgegebene Absorptionswerte des Abschwächers (23) zur Ableitung von Korrektursignalen verwendet, aus denen die die Halo-Strahlung repräsentierenden Anteile zu den AusgangsSignalen abgeleitet und in einem Speicher (42) gespeichert werden.

L -I

1 3 0 0 1 7 / 0 6 1 5.

^Γ -³- 303716|^Π
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Modifiziervorrichtung

a) eine Einrichtung (46,47) zum Multiplizieren der Korrektursignale mit mehreren Ausgangssignalen, die Strahlenwegen auf beiden Seiten des Strahlenwegs des zu korrigierenden Ausgangssignals zugeordnet sind und zum Erzeugen eines summierten Fehlersignals und

b) einen Subtrahierer (49) zum Abziehen des Fehlersignals vom betreffenden Ausgangssignal aufweist.
5. Computer-Tomograph mit

a) einer r_oentgenröhre (1), in der ein Elektronenstrahl auf ein Target (24) auf trifft und Roent genstrahlen erzeugt, die sich in einer fächerförmigen Verteilung durch den Körper eines Patienten (4) ausbreiten,,

b) mehreren Detektoren (6), die die Strahlung nach Durchgang durch den Körper des Patienten (4) registrieren und die Intensität der registrierten Strahlung anzeigende Ausgangs signale liefern, die so verarbeitet werden, daß sie eine Abbildung der Verteilung der Strahlungsschwächung in einer QuerschnittsScheibe des Körpers des Patienten (4) liefern_s

c) einem zwischen der Roentgenröhre (1) und dem Körper des Patienten (4) angeordneten Abschwächer (23) zur Verringerung der Intensitätsunterschiede der vom Detektor (6) nach Durchgang durch den Korper des Patienten (4) auf Wegen

verschiedener Länge registrierten Strahlung, gekennzeichnet durch

d) eine Korrekturvorrichtung zur Verringerung derjenigen Beiträge der Ausgangs signale der Detektoren (6), die von registrierter Strahlung hervorgerufen werden, die nicht von dem vom Elektronenstrahl getroffenen Bereich des Targets (24) ausgegangen ist, sondern in einem diesen Bereich umgebenden Halo, beispielsweise durch Einfall von Sekundärelektronen auf das Target (24), erzeugt wurde.

L . ■ J

1 3 C Π 1 7 / 0 6 1 5

^Γ - 4 - · 3 O 3 718 sT
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch e) Einrichtungen (17-21) zur Durchführung einer Relativbewegung der Roentgenröhre (1) bezüglich der Detektoren (6), so daß jeder Detektor (6) die Strahlungsquelle aus mehreren verschiedenen Richtungen sieht,
wobei die Korrekturvorrichtung

d1) einen Speicher (42) zum Abspeichern von vorgegebenen Werten der im Halo erzeugten, im Abschwächer (23) geschwächten und vom Detektor (6) jeweils aus einer der verschiedenen Richtungen zu registrierenden Strahlung,

d2) eine Einrichtung (46,47,48) zum Modifizieren dieser Werte unter Berücksichtigung der Absorption der Halo-Strahlung durch den Körper des Patienten (4) und

d3) eine Einrichtung (49) zum Subtrahieren der modifizierten Werte von den betreffenden AusgangsSignalen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Modifiziereinrichtung (46,47,48) eine Einrichtung zum Kombinieren der Werte mit unkorrigierten AusgangsSignalen aufweist, deren zugeordnete Strahlenwege nahe bei dem Strahlenweg verlaufen, dessen zugeordnetes Ausgangssignal· korrigiert wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombiniereinrichtung (46,47) die Werte mit den unkorrigierten AusgangsSignalen multipliziert und die Produkte aufsummiert.
9.· Verfahren zum Betrieb eines Computer-Tomographen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem sich Roentgenstrahlung von einem Hauptbereich einer in mehreren Positionen um den Körper eines Patienten (4) befindlichen Strahlungsquelle (1) fächerförmig ausbreitet, so daß sie den Patienten (4) und einen die Absorption auf Strahlenwegen mit unterschiedlicher Absorptionslänge im Patienten (4) ausgleichenden Abschwächer (23) durchsetzt und auf mehrere Detektoren (6) auftrifft, die die Strahlungsquelle

(1) entlang mehrerer Strahlenwege in verschiedenen Richtungen sehen und die Intensität der registrierten Strahlung anzeigende Ausgangssignale liefern, wobei die Ausgangssignale

L J

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^r -s- 3037163¹

^ jeweils einem Strahlenweg zugeordnet sind, gekennzeichnet durch eine Korrektur der Aus gangs signale bezüglich derjenigen Anteile, die von einer nicht vom Hauptbereich der Strahlungsquelle (1), sondern von einem diesen umgebenden Ha-Ιο-Bereich ausgehenden Halo-Strahlung hervorgerufen werden, wobei die Korrektur durch Abschätzen oder Berechnen der intensität der Halo-Strahlung am Ort jedes Detektors (6) und Sub- " tränieren des geschätzten oder berechneten Wertes vom jeweiligen Ausgangs signal durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9₃ dadurch gekennzeichnet _s daß

die Abschätzung durch

a) Messen der Intensitätsverteilung (25) der Emission der HaIo-Strahlung an verschiedenen Stellen in der Umgebung des . Hauptbereichs der Strahlungsquelle (1) für mehrere Richtungen, aus denen ein Detektor (6) den Ausgangspunkt der Strahlung sehen kann, und

b) Modifizieren der Intensität der Halo-Strahlung zur Berücksichtigung der Abschwächung durch den Abschwächer (23) und durch den Körper des Patienten (4). durchgeführt wird. .
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Intensitätsprofil (25) der Emission der Halo-Strahlung mit der jeweils ermittelten, vom Abschwächer (23) auf verschiedenen Strahlenwegen durch diesen hindurch auf die Strahlung ausgeübten Abschwächung kombiniert wird, um Korrekturterme zu erhalten, die das Ausmaß der auf den Körper des Patienten (4) auftreffenden Halo-Strahlung wiedergeben.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektursignale mit mehreren Ausgangssignalen multipliziert werden, denen Strahlenwege auf beiden Seiten des Strahlenweges entsprechen, der dem zu korrigierenden Ausgangssignal entspricht, und daß die Produkte zur Bildung der Abschätzung aufsummiert werden.

L . J

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13· Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch ge kennzeichnet, daß das Korrekturverfahren unter Verwehdung des ersten korrigierten Ausgangssignals wiederholt wird, um die

Abschätzungen iterativ mit höherer Genauigkeit zu ermitteln. 5

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Intensitätsprofil (25) der Emission dar Halo-Strahlung in jeder Richtung, aus der ein Detektor (6) den Ausgangspunkt der Strahlung sehen kann, dadurch ermittelt wird, daß eine Aperturblende (31,32) in der Mitte des Sichtfeldes . des Detektors (6) angeordnet und die in jeder einer Vielzahl \ron Positionen der Strahlungsquelle (1) registrierte Strahlung gemessen wird, während sich die Strahlungs quelle (1) aus der Sicht des Detektors (6) durch die Aperturblende (31,32) bewegt.

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