Anordnung zum Herstellen eines KörperschnittbildesArrangement for producing a body sectional image
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Herstellen eines
Körperschnittbildes aus der Absorption ionisierender Strahlen, die den Körper in
der Schnittebene nacheinander in verschiedenen Richtungen durchsetzen. Den Strahlen
ist ein Detektorsystem zugeordnet, dessen Ausgang mit einer Elektronik verbunden
ist, die einen Computer enthält. Derartige Anordnungen sind bekannt als Computertomographen.The invention relates to an arrangement for producing a
Body cross-sectional image from the absorption of ionizing rays that the body in
the cutting plane successively enforce in different directions. The rays
a detector system is assigned, the output of which is connected to electronics
is that includes a computer. Such arrangements are known as computed tomographs.
Die durch das Körpergewebe zum Teil absorbierte und damit informationsbehaftete
Strahlung, beispielsweise Röntgen- oder Gammastrahlung, wird von den Detektoren
in ein elektrisches Signal umgewandelt. Die Strahlungsquelle kann einen fächerförmigen
Strahl liefern, dem ein Detektorsystem mit einer großen Anzahl von Detektoren zugeordnet
ist. Die Strahlungsquelle wird mit dem Detektorsystem in der Schnittebene um den
zu untersuchenden Körper geschwenkt. Ferner kann auch ein ruhendes Detektorsystem
vorgesehen sein, dessen Detektoren in der Schnittebene um den zu untersuchenden
Körper angeordnet sind. In dieser Anordnung führt nur noch die Strahlungsquelle
eine Bewegung um den Körper aus. Aus den gewonnenen Meßsignalen wird die gesuchte
Verteilung der Absorption des Körpergewebes in den einzelnen Bildelementen berechnet
und daraus das Bild aufgebaut. Zu diesem Zweck werden die Meßwerte in einer Elektronik
verarbeitet und gespeichert und am Ende der Meßwerterfassung das Körperschnittbild
ausgedruckt oder auf auf einem Bildschirm sichtbar gemacht. In der Detektor-
anordnung
kann beispielsweise die Röntgenstrahlung umgewandelt werden in Lichtstrahlung, die
mit Photodetektoren gemessen werden kann. Ferner kann auch eine Kombination von
Szintillatoren mit Photomultipliern vorgesehen sein oder die Röntgenstrahlen können
mit Xenon-Ionisationskammern gemessen werden.That which is partially absorbed by the body tissue and therefore contains information
Radiation, such as X-rays or gamma rays, is generated by the detectors
converted into an electrical signal. The radiation source can be a fan-shaped one
Deliver beam to which a detector system with a large number of detectors is assigned
is. The radiation source is with the detector system in the cutting plane around the
swiveled body to be examined. A stationary detector system can also be used
be provided, the detectors in the cutting plane around the to be examined
Bodies are arranged. In this arrangement only the radiation source leads
movement around the body. The sought-after one is obtained from the measurement signals obtained
Calculation of the distribution of the absorption of the body tissue in the individual picture elements
and from that built the picture. For this purpose, the measured values are stored in electronics
processed and stored, and at the end of the data acquisition, the cross-sectional image of the body
printed out or made visible on a screen. In the detector
arrangement
For example, the X-ray radiation can be converted into light radiation that
can be measured with photodetectors. Furthermore, a combination of
Scintillators with photomultipliers can be provided or the x-rays can
can be measured with xenon ionization chambers.
Es ist bekannt, daß zur Messung ionisierender Strahlen Halbleíterdetektoren,
beispielsweise mit einem Halbleiterkörper aus hochreinem Germanium oder Cadmiumtellurid
sowie Quecksilberäodid, verwendet werden können. Mit solchen Detektoren erhält man
größere Meßsignale, eine größere Stabilität der Meßwerte und durch die dichtere
Packung der Detektorelemente auch ein höheres Auflösungsvermögen. Eine Detektoranordnung
aus hochreinem Germanium muß jedoch auf die Temperatur von flüssigem Stickstoff
gekühlt werden. Bei Zimmertemperatur betriebene Detektoren mit einem Halbleiterkörper
aus Cadmiumtellurid zeigen Instabilitätseffekte sogenannte Speichereffekte, die
ihren Einsatz in der Computertomographie bisher verhinderten. Diese Speichereffekte
bewirken nämlich bei der Messung der in der Computertomographie üblichen gepulsten
Röntgenstrahlung, daß die Abfallflanke des Detektorsignals nicht dem Röntgenimpuls
folgt, sondern in einen flachen Teil übergeht, der im allgemeinen wesentlich länger
dauert als eine Pause der Impulsfolge. Dadurch "stocken" sich die Impulse einer
Impulsfolge auf und ihre Größe ist somit nicht mehr proportional der Strahlungsdosis.
Man kann zwar die Wirkung dieses Nachklingens durch elektronische Maßnahmen vermeiden;
dies ist Jedoch verhältnismäßig aufwendig und mit Schwierigkeiten verbunden (Journal
of Computer Assisted Tomographie, Nov. 1978, Seiten 586 bis 593, Raven Press, New
York).It is known that semiconductor detectors,
for example with a semiconductor body made of high-purity germanium or cadmium telluride
as well as mercury anodide, can be used. With such detectors one obtains
larger measurement signals, greater stability of the measurement values and the denser
Packing of the detector elements also has a higher resolving power. A detector array
made of high-purity germanium, however, must be brought to the same temperature as liquid nitrogen
be cooled. Detectors operating at room temperature with a semiconductor body
from cadmium telluride show instability effects so-called memory effects, the
prevented their use in computed tomography. This memory effects
cause the pulsed measurement that is usual in computed tomography
X-rays that the falling edge of the detector signal is not the X-ray pulse
follows, but merges into a flat part, which is generally much longer
lasts as a pause in the pulse train. As a result, the impulses "falter"
Pulse sequence and its size is therefore no longer proportional to the radiation dose.
It is true that the effect of this ringing can be avoided by electronic measures;
However, this is relatively time-consuming and difficult (Journal
of Computer Assisted Tomography, Nov. 1978, pages 586-593, Raven Press, New
York).
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Herstellen
eines Körperschnittbildes anzugeben, in der die ionisierende Strahlung ohne Zwischenumwandlung
in Licht direkt in elektrische Ladungsträger umgewandelt werden kann. Die Größe
des daraus resultierenden elektrischen Impulses soll proportional der Strahlungsdosis
sein. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Speichereffekte auf der Wirkung
von Haftstellen (traps) im Halbleiterkörper beruhen.The invention is now based on the object of producing an arrangement
of a body cross-sectional image, in which the ionizing radiation without intermediate conversion
in light can be converted directly into electrical charge carriers. The size
of the resulting electrical impulse should be proportional to the radiation dose
be. The invention is based on the knowledge that the memory effects on the effect
of traps in the semiconductor body.
Die Erfindung besteht deshalb darin, daß das Detektorsystem Detektoren
aus Cadmiumtellurid oder Wismutgermaniumoxid enthält, deren Temperatur während des
Betriebes wenigstens 400C beträgt. Die erhöhte Temperatur der Halbleiterkörper kann
vorzugsweise wenigstens 60°C, insbesondere wenigstens 700C, betragen. Bei diesen
Temperaturen tritt das erwähnte Nachklingen der Detektorimpulse nicht mehr auf.The invention is therefore that the detector system detectors
of cadmium telluride or bismuth germanium oxide, the temperature of which during the
Operation is at least 400C. The increased temperature of the semiconductor body can
preferably at least 60.degree. C., in particular at least 700.degree. With these
Temperatures, the mentioned reverberation of the detector pulses no longer occurs.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug
genommen, in der ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zum Herstellen eines Körperschnittbildes
nach der Erfindung schematisch veranschaulicht ist.To further explain the invention, reference is made to the drawing
taken, in which an embodiment of an arrangement for producing a body sectional image
is illustrated schematically according to the invention.
In der Figur ist eine Strahlungsquelle 2 für ionisierende Strahlen,
beispielsweise Röntgenstrahlen, vorgesehen, die einen fächerförmigen Strahl liefert,
der in der Figur gestrichelt angedeutet und mit 4 bezeichnet ist. Diese Strahlung
durchsetzt den Körper 6 eines Patienten, der auf einem Tisch 8 liegt, und von dem
ein Körperschnittbild angefertigt werden soll. Die Strahlungsquelle 2 ist um den
Körper 6 schwenkbar angeordnet, wie es durch einen nicht näher bezeichneten Pfeil
ange-
deutet ist, so daß der Körper 6 nacheinander von Strahlen
verschiedener Richtung durchsetzt wird. Ein unbewegliches Detektorsystem 10 enthält
Detektoren 12 aus Cadmiumtellurid, die mit einem geringen Abstand a von beispielsweise
weniger als 1 mm derart nebeneinander angeordnet sind, daß sie einen Vollwinkel
in der Körperschnittebene bilden. Zur Herstellung einer wählbaren konstanten Temperatur
von vorzugsweise etwa 70 0C kann das Detektorsystem 10 mit einer Heizeinrichtung
14 versehen sein, die beispielsweise eine induktive Heizeinrichtung oder eine Widerstandsheizung
sein kann und mit dem Detektorsystem 10 in einem Gehäuse 16 angeordnet ist. Die
Heizung ist in der Figur als Heizwendel angedeutet, die sich über den gesamten Umfang
des Detektorsystems 10 erstrecken kann und deren elektrische Anschlüsse in der Figur
zur Vereinfachung nicht dargestellt sind. Mit Hilfe der Heizeinrichtung 14 wird
das Detektorsystem 10 auf eine Temperatur eingestellt, die vorzugsweise veränderbar
sein kann. Zu diesem Zweck kann die Heizeinrichtung 14 mit einer in der Figur nicht
dargestellten Steuer- oder Regeleinrichtung versehen sein.In the figure is a radiation source 2 for ionizing rays,
such as x-rays, which provide a fan-shaped beam,
which is indicated by dashed lines in the figure and denoted by 4. This radiation
penetrates the body 6 of a patient who is lying on a table 8, and of the
a body cross-sectional image is to be made. The radiation source 2 is around the
Body 6 pivotably arranged, as indicated by an arrow unspecified
appropriate
is so that the body 6 successively of rays
is enforced in different directions. An immovable detector system 10 includes
Detectors 12 made of cadmium telluride, which with a small distance a of, for example
less than 1 mm are arranged side by side in such a way that they form a full angle
Form in the body section plane. To produce a selectable constant temperature
of preferably about 70 ° C., the detector system 10 can be equipped with a heating device
14 may be provided, for example, an inductive heating device or a resistance heater
can be and is arranged with the detector system 10 in a housing 16. the
Heating is indicated in the figure as a heating coil that extends over the entire circumference
of the detector system 10 and their electrical connections in the figure
are not shown for the sake of simplicity. With the help of the heating device 14
the detector system 10 is set to a temperature that is preferably changeable
can be. For this purpose, the heating device 14 cannot have one in the figure
be provided control or regulating device shown.
3 Patentansprüche 1 Figur
L e e r s e i t e3 claims 1 figure
L e r s e i t e