DE3325939A1

DE3325939A1 - Computer-tomograph

Info

Publication number: DE3325939A1
Application number: DE19833325939
Authority: DE
Inventors: Masakuni Nishinasuno Tochigi Fujise
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-07-21
Filing date: 1983-07-19
Publication date: 1984-02-09
Also published as: US4641328A; DE3325939C2; JPH0237174B2; JPS5917334A

Description

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER ⁷⁴ °20

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Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha, 72 Horikawacho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa-ken (Japan)

Computer-Tomograph

Gegenstand dieser Erfindung ist ein System für das Untersuchen eines Körpers oder eines Gegenstandes mit Hilfe von durchdringenden Strahlen, beispielsweise mit Hilfe von Röntgenstrahlen oder mit Hilfe von Gammastrahlen.

Gegenstand dieser Erfindung ist insbesondere aber ein für die Computer-Tomographie bestimmtes System, das in der Lage ist, auf einem Kathodenstrahl-Bi Idschirmröhre für ein Zeitintervall, das einem ganz bestimmten Teil des Herzrhytmus entspricht, einr vollständige Abbildung eines Querschnittes des schlagenden Herzens eines Patienten darzustellen und wiederzugeben.

Mit der Computer-Tomographie können Veränderungen in der Absorption und in der Durchlässigkeit von durchdringenden Strahlen - beispielsweise von Röntgenstrahlen - Querschnittsschicht eines i.n Untersuchung befindlichen Körpers erfaßt und bestimmt werden. Anhand solcher Veränderungen können dann viele nutzbringende klinische Informationen gewonnen werden, können weiterhin, ohne daß dafür chirurgische Eingriffe erforderlich sind, Tumore oder Gewebeschäden identifiziert und ganz exakt 1okali siert werden.

Die verschiedensten technischen Verfahren zur Herbeiführung einer Computer-Tomographie sind mit den US-Patenten Nr. 4.035.647 und Nr. 4.075.492

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dargestellt und beschrieben worden. Andere technische Verfahren wiederum sind mit dem US-Patent Nr. 4.149.247 veröffentlicht worden. Die zuerst, genannten technischen Verfahren ermöglichen eine möglichst schnelle Datenerfassung unter Verwendung fächerförmigen Strahles, wohingegen die zuletzt angeführten technischen Verfahren sich im wesentlichen befassen mit der Rekonstruktionsmethode'f für eine, fächerförmige Strahlungsquelle, welche ihrerseits wiederum im Zusammenhang mit der Datenwiedergabe mit der Konvolutionsmethode arbeitet, und dies ohne das frühere Neuordnen der Fächserstrahldaten, was wiederum zur Folge hat, daß Fehler und·Irrtümer in den Messungen und Verzögerungen in der Berechnungszeit, die sonst bei der Neuordnung zu verzeichnen sein würden, eliminiert und vermieden werden. Eine schnelle Datenerfassung und eine schnelle Datenwiedergabe sind deshalb wichtig, weil dann, wenn die Daten schnell aufgenommen und erfaßt werden und wenn die Tomograpjiewiedergäbe auf der Grundlage der aufgenommenen Daten schnell wiedergegeben wird, keine Möglichkeiten mehr dafür gegeben sind, daß die Wiedergabe durch Artifakte aufgrund der Bewegung des sich in Untersuchung befindlichen Körpers während der Datenerfassungszeit verwischt wird, oder aber während der Datenerfassungszeit durch Organe und durch die in diesen Organgen befind! ichen KörperfVüssi gkei ten.

Zufolge des US-Patentes Nr. 4.035.647 wird die

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Bestrahlung so geführt, daß ein fächerförmiger Strahl entsteht, der aus ein er kleinen Strahlungsquelle austritt und durch den Körper des Patienten geführt wird. Der Winkel des zur Bestrahlung verwendeten Strahles ist groß genug, daß er zumindest einen beträchtlichen und wesentlichen Teil der Schnittschicht des Patienten erfassen kann, wobei dann die Strahlungsquelle auch um den Körper herum rotiert, und zwar um eine Achse, die die Querschnittsschicht schneidet. Eine Reihe von Strahlungsmeßfühlervorrichtungen erfaßt und mißt die durch den Körper des zu untersuchenden Patienten geführten Strahlen und erzeugt dabei Ausgangssignale, die mit hoher Geschwindigkeit erfaßt und zusammengetragen werden. Die einzelnen Ausgangssignale können jeweils bestimmten Strahlengänge bei der Bestrahlung des Patientenkörpers zugeordnet werden.

Während eines kontinuierlichen Rotationszyklus oder während mehrerer kontinuierlicher Grundzykklen werden die Grunddaten aufgenommen und erfaßt. Diese Grunddaten werden gespeichert und mit Teilen des Organzyklus verglichen. Das gewünschte Querschnittsbild entsteht dann dadurch, daß die gespeicherten Daten in Korrelation gebracht werden mit dem Teil oder mit der Phase der zyklischen Bewegung des in Untersuchung befindlichen Körperorganes.

Bei solchen konventionellen Systemen werden nur die Projektionsdaten derart verarbeitet, daß die auf dem Sichtgerät wiedergegebene Abbildung

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der jeweils ausgewählten Herzphase entspricht. Es ist noch nicht möglich gewesesen, während der gewählten Herzphase oder Kardiophase das Schnittbild zusammen mit den jeweils zutreffenden Elektrokardiogramm-Informationen zu betrachten und zu untersuchen.!.

Die Erfindung stellt sich somit die Aufgabe, ein Tomographiesystem zu schaffen, das in der Lage ist, für eimen¹Herzzyklus Querschnittsbilder vom Körper eines Patienten aufzubauen und wiederzugegen.

Die Erfindung löst die ihr gestellte Aufgabe dadurch, daß sie zur Wiedergabe eines solchen Schnittbildes ein Tomographiesystem vorsieht, das sich wie folgt zuammensetzt:-

aus einer Strahlungsquelle, die die durchdringenden Strahlen als divergentes Strahlenbündel durch den Körper führt;

aus einer Vorrichtung, mit der unbeachtet vom Herzzyklus eine Winkel verschiebung zwischen dem Strahlungsbündel und dem Patienten herbeigeführt werden kann;

aus Strahlungsmeßfühlern zum Messen und Erfassen des durch den Körper des Patienten in mehreren relativen Winkelpositionen geführten divergenten Strahlungsvündels, um dadurch Messungen für das Abschwächen der Strahlung oder des Strahlungsdurchganges im Körper zu erhalten;

aus e.inem Kardiographiesystem zur Erzeugung von Kardiogrammsignalen, die den elektrischen Signalen des Herzens entsprechen;

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aus einem Datenspeicher, in welchem sowohl die von den Strahlungsmeßfühlern gemessenen und erfaßten Strahlungsmeßwerte als auch die Kardiogrammsignale aus dem Kardiogrammmeßfühler gespeichert werden;

aus einer Befehls-und Steuerungseinheit zum Einstel· len und Kontrollieren der relativen Winkellage zwischen dem Strahlungsbündel und dem Patienten;

aus einer Datenverarbeitungsvorrichtung zum Erstellen und Aufbauen der Schnittbilder des Patienten aus dem aus dem Speicher entnommenen Strahlungsmeßwerten ;

aus einer Datensichtgerät-SchnittstelIe bzw. aus einem Datensichtgerätanschluß für das Übertragen der den Schnittbildern zugehörigen Videosignale;

schließlich auch noch eine Bildschirmeinrichtung mit zugehöriger Kathodenstrahl-Bildröhre zur Wiedergabe der aufgenommenen Schnittbilder.

Das Tomographiesystem dadurch' gekennzeichnet,

daß die Befehls- und Steuerungseinheit (54, 40) zum Auswählen und Ansteuern der Kardiophasen des Herzzyklus verwendet wird;

daß von der Datenverarbeitungsvorrichtung (40) eine Korrelation der Winkellage des divergenten Strahlungsbündels mit den Kardiogrammdaten herbeigeführt wird und dadurch wiederum die ausgewählten Kardiophasen mit den aufgenommenen und erfaßten Strahlungsmessungen in Korrelation gebracht werden;

daß die Querschnittsabbildungen des Patienten in Übereinstimmung mit den gewählten Kardiophasen

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und unter Verwendung der ihnen zugeordneten Strahlungsmeßwerte erstellt und aufgebaut werden;

daß schließlich Vorrichtungen (60, 62, 66) vorhanden sind* von denen aus entsprechend der gewählten Kardiophasen Bezugsdaten in das im Sichtgerät wiedergegebene Querschnittsbild übertragen werden, und zwar in Übereinstimmung mit den gewählten Kardiophasen und auf Befehlssignal der Befehls-und Steuerungseinheit (54, 40) hin.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Computer-Tomographiesystem mit einer Strahlungsquelle 16 für Röntgenstrahlen, die direkt auf einen Patienten 22 ausgerichtet ist, wobei die Strahlen, die den Patienten durchdrungen haben von einer Strahlungsmeßfühler-Anordnung 18 gemessen und erfaßt werden. Die Strahlungsquelle 16 und die Strahlungsmeßfühler 18 bewegen sich in einer Drehbewegung ringsum den Patienten 22, wobei die Gruppen und Sätze der Strahlungsmeßwerte, die gemessen und erfaßt worden sind, in einer Speichereinheit 52 einer Computers 40 zusammen mit den Elektrokardiogrammwerten aus dem Kardiogramm-Meßfühler 53 gespeichert werden. Vom Computer 40 werden die Strahlungsmeßwerte zur Erstellung von Schnittbildern, die ganz bestimmten Kardiophasen zugeordnet sind, in Korrelation gebracht, und zwar bestimmt vom Operator über Konsole 54. Die Abbildungen werden auf einem Kathodenstrahlröhren-Sichtgerät zusammen mit den Elektrokardiogramm-Bezugswerten sichtbar gemacht und wiedergegeben.

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Die Erfindung wird nachstehend nun anhand des in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel (in den mit Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen) näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:-

Fig. 1 Ein Blockschaltbild des Computer-Tomographiesystemes der Erfindung.

Fig. 2 Die vom Computer-Tomographiesystem dieser Erfindung auf der Kathodenstrahl-BiIdröhre wiedergegebene Anzeige.

Wie aus der Zeichnung zu erkennen ist, besteht das Computer-Tomographiesystem 10 aus einer rechnergesteuerten Tomographie-Abtasteinheit 12 und aus der für die Datenverarbeitung bestimmten Elektronik 14. Zur Abtasteinheit oder Scanner-Einheit 12 gehören:- eine Strahlungsquelle 16 für Röntgenstrahlen und ein System von Strahlungsmeßfühlern 18 , welcher auf einer Drehbaren Halterung 20 montiert sind-. Ein Patient 22 wird auf der Liege 23 derart in eine Öffnung 24 der drehbaren Konstruktion 20 hineingeschoben, daß die jeweils ausgewählte Querschnittsscheibe seines Körpers 22 sich in der 'Öffnung 24 befindet.Die Drehkonstruktion 20 ist derart angeordnet, daß sie sich um eine Achse 26 dreht, und zwar im Längsrichtung zum Körper 22 und senkrecht zum Papier. Die Drehkonstruktion 20 wird von den drei Zahnrädern 28a, 28b und 28c gehalten und geführt, welche ihrerseits wiederum mit den Zähnen am Umfang der Drehkonstruktion 20 in Eingriff stehen. Die Zahnräder 28 sind drehbar in einem Hauptrahmen 30 des Systemes gelagert, der das System hält und

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auch die erforderliche Drehbewegung ermöglicht. Ein am Hauptrahmen 30 angebrachter Elektromotor 34 weist Zahnrad 32 auf, das in die Zähne des Systemss 20 eingreift und das System 20 in Umdrehung versetzt.

Als Strahlungsmeßfühler 18 kann jede dafür geeignete Ausführung verwendet werden, beispielsweise Szinti11ationskristalle, denen Fotoelektronenvervielfacher oder Fotodioden zugeordnet sind. Mit einem - nicht dargestellten - Kollimator werden die aus der Strahlungsquelle 16 austretenden Röntgenstrahlen in die Form eines dünnen und fächerförmigen Strahlenbündels gebracht , dessen Grenzen mit den beiden gestrichelten und auseinanderstrebenden Linien 36 gekennzeichnet sind. Die Röntgenstrahlungsquelle 16 ist eine konventionelle Ausführung, der aber eine Röntgenbelichtungssteuerung 50 zugeordnet ist, die das pulsierende Arbeiten der Röntgenstrahlungsquelle 16 in Übereinstimmung mit den Befehlssignalen aus dem Computer 40 steuert und regelt. Während der normalen Drehbewegung wird die Röntgenstrahlungsquelle 16 in regelmäßigen Abständen pulsierend eingeschaltet und ausgeschaltet, wobei eine jede Zelle des Systemes der Strahlungsmeßfühler 18 ein Analogsignal erzeugt, das der Strahlungsabsorption eines jeden der kleinen EIe. mente im Strahlengang entspricht. Die Absorptionsdaten für jeden zusätzlichen Drehwinkel der Röntgenstrahl ungsquelle 16 und der Strahlungsmeßfühler werden von der Datensammelstation 38 aufgenommen, die ein jedes Computer-Tomographiesystem aufweist und die deshalb auch nicht näher beschrieben zu werden braucht.

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Die Absorptionswerte oder die Strahlungsaufnahmewerte für eine komplette und vollständige Abtastung des Patienten 22 werden von einem Analog/Digital Wandler 42 digitalisiert und von dort aus dann dem Computer (der Zentraleinheit CPU) 40 auf geschaltet. Der Computer 40 selber wird von einem geeigneten Algorithmus derart gesteuert und geregelt, daß er die Daten in einer Weise verarbeitet, die für eine Sichtwiedergabe einer erstellten Abbildung der Körperschicht oder Körperscheibe des Patienten, die vom Röntgenstrahlenblindel abgetastet worden ist, geeignet ist. Die Daten für die Abbildungen von einer oder mehrerer Körperschichten, die zeitweilig im Speicher des Computers 40 gespeichert sind, können in einen Plattenspeicher 52 übertragen werden.

Koaxial auf die Welle des Zahnrades 32 aufgesetzt ist eine kreisför,ige Skalenscheibe 44, die den jeweiligen Drehzustand der Drehkonstruktion 20 anzeigt. Die Skalenscheibe 44 ist wie ein transparenter Ring ausgeführt und weistradial verlaufende Gravierungslinien auf, die den Lichtdurchgang zwischen einer Lichtquelle und einem FotozeTlensystem 46 unterbrechen können, die am Hauptrahmen 30 angebracht sind. Wenn sicn das Zahrad 32 dreht, unterbrechen die aufeinanderfolgenden Skalenlinien den Lichtdurchgang, was wiederum zur Folge hat, daß vom Fotozellensystem 46 Impulse abgegeben werden, die der jeweiligen Position der Drehkonstruktion 20 entsprechen, damit aber auch der jeweiligen Position von Röntgenstrahlungsquelle 16 und von den Strahlungsmeßfühlern 18 im Hinblick auf den Körper 22..

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Das Ausgangssignal der Fotozelle 46 wird der Abtastregelung (Scanning Control) 48 für die Einstel- -Iu-JTg-.und für die Neueinstellung zu den gewünschten Zeitintervallen übertragen und aufgeschaltet. Es werden Signale erzeugt und auf den Computer 40 geführt, der dann aufgrund solcher Signale mit der Auswertung des Strahlungsaufnahmekoeffizienten oder Absorptionskoeffizienten an jeder der mehreren und über den Körper 22 verteilten Stellen befaßt ist. Das Ausgangssignal aus der Abtastungsregelung 48 wird dem Motor 34 zugeführt, von dem aus dann die rotierende Konstruktion 20 in kontinuierlicher Weise über mehr als 180 ringsum den Körper 22 des Patienten gedreht wird.

Ein Elektrokardiogramm-System,zu welchem auch ein Elektrokardiogramm-Meßwertaufnehmer (ECG-Meßauf nehmer) 53 gehört, wird unter Verwendung von Elektroden an die Arme des Patienten angeschlossen und mit einer Elektrode in der Nähe des Herzens mit der Brust des Patienten verbunden. Weitere und zusätzliche Elektroden des Elektrokardiogramm-Meßwertaufnehmers können an die Beine oder an andere Stellen des Patientenkörpers 22 angelegt werden. Vom Elektrokardiogramm-Meßwertaufnehmer 53 wird ein.Signal erzeugt, dessen Wellenform den elektrischen Signalen des Herzens entsprechen, und dann dem'Anal aog/Di gi tal-Umsetzer 56 zugeführt. Die vom Umsetzer 56 digitalisierten Signale werden schließlich über den Computer 40 in den Plattenspeicher 52 in einer vorgegebenen Reihenfolgeübertragen.

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Vom Computer 40 werden im Ansprechen auf die Über die Eingabekonsole 54 eingegebenen Eingabesi gnale .Steuerungssignale und Regelun gssignale für das gesamte System erzeugt und weitergeleitet. Die von den Strahlungsmeßfühlern 18 erfaßten und gemessenen Absorptionswerte, die Projektionswinkel, bei welchen die Daten aufgenommen worden sind sowie die Kardiophasensigna-Ie - diese mit einer Wiederholungsrate für einen vorgegebenen Teil eines kompletten Herzzyklus, wwrden über den Computer 40 in den Plattenspeicher 52 übertragen. Im Ansprechen auf die von der Eingabekonsole 54 erzeugten Befehlssignale werden die gespeicherten Daten aus dem Plattenspeicher 52 heruagelesen und wiederum über den Computer 40 zwecks Wiedergabe in das Sichtgerät 56 geführt.

Zum System gehört ein Taktmarkengenerator 60 zum Hineinführen eines der gewählten Kardiophase entsprechenden Vorlaufhellsteuerungssignales in ein Video-Mischsignal - auf der Basisder aus dem Plattenspeicher 52 abgerufenen und in einen nicht dargestellten Anzeigedatenspeicher einer Datenschnittstelle 62 gehörenden Anzeigedatenspeichef übertragenenDaten. Die summierten digitalen Mischsignale werden dann in einem Digital-Analog-Umsetzer 64 in analoge Video-Mischsignale umgewandelt.Der Analogausgang dieses Digital-Analog-Umsetzers 64 wird dann auf das Sichtgerät 65 übertragen . Damit kann beispielsweise der Teil der Elektrokardiogramm-Wellenform, welcher der gewählten Kardiophase entspricht, zur Erzeugung eines Leuchtpfeiles, der über der Kardiogramm-Wellenform auf dem Sichtgerät liegt , hei 1 gesteuert werden.Die i m Computer 40

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vorhandenen Zeichencode-Daten werden auf einen Zeichen-Generator 66 geführt und die Anzeigesignale werden in der Anzeigedatenschnittstelle 62 derart addiert, daß sie ein Teil des Mischsignales für das Sichtgerät 56 werden. Im Plattenspeicher 52 werden die Absorptionsdaten für jeden Schritt der Drehbewegung der Strahlungsquelle 16 und der Strahlungsmeßfühler 18 gespeichert, und zwar zusammen mit den Daten, die der Korrelation der Winkellage der Drehkonstruktion zumKardiophasen-Digitalsignal, welches mit der Amplitude der Signale übereinstimmt, die vom Elektrokardiogramm-ECG-Meßfühler 53 her aufgeschaltet und zugeführt werden.

Von einem Operator wird die gewünschte Operation oder der gewünschte Vorgang über die Eingabekonsole 54 in den Computer 40 eingegeben.,. Von der Eingabekonsole 54 aus erhält der Computer 40 mehrere "verschiedenartige Signale auf geschal tet und zugeführt, darunter auch ein erstes Signal, mit dem der Computer 40 darüber informiert wird, daß die Röntgen-Belichtungssteuerung 50, die Scanning Steuerung oder Abtastungssteuerung 48, die Datenerfassung 38 und der Elektrokardiogramm-ECG-Meßwertaufnehmer 53 aktiviert worden sind. Wenn sich, wie dies mit Fig. 2 wiedergegeben ist, die zu untersuchende Person mit ihrem Körper richtig im Tomographie-System befindet, wird der Elektromotor in Betrieb genommen, der dann seinerseits wiederum die Drehbewegen der Drehkonstruktion über die Scanning Control/Abtastungssteuerung 48 bewerkstelligt. Der Röntgenstrahlungsquelle 16 wird Hochspannung auf geschaltet. Die Drehkonstruktion

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bewegt sich rechtsdrehend, wobei für jeden vorgegebenen Drehwinkel, bei spielsweie einen Drehwinkelschritt von jeweils 0.6 , die Bank der Strahlungsmeßfühler 18 Ausgangssignale erzeugen und abgeben, die dem abgeschwächten Strahlenbündel entsprechen. Die RöntgenstrahlenquelIe 16 wird in pulsierender Weise sehr kurz ein-und ausgeschaltet, beispielsweise während einer vollständigen Umdrehung über einen Drehwinkel von 360° 600 mal. Normalerweise werden für eine vollständige Umdrehung fünf Sekunden oder weniger benötigt. Am Ende einer vollständigen Umdrehung hält die Drehkonstruktion 20 an, und zwar für den Zeitraum* der für das Abkühlen des Röntgenstrahlensystemes notwendig ist. Dann wird eine neue Abtastung gestartet. In einer Minute können drei oder mehr Abtastungsvorgänge durchgeführt werden, was aber afehlnging ist von der Energie, die für das Röntgenstrahlenbündel verwendet wird, und von der zuvor angeführten Abkühlungsperiode.

Von jedem der zur Strahlungsmeßfühlerbank gehörenden Strahlungsmeßfühler 18 wird je Röntgenimpuls der Röntgenstrahlungsquelle 16 eine Messung vorgenommen, und diese Strahlungsquelle 16wird während einer vollständigen Drehbewegung über 360° aus 600 separaten Position pulsierend ein-und ausgeschaltet, was wiederum bedeutet, daß bei jeder 360°-Drehung der Konstruktion 20 dann 300 000 Gesamtmessungen vorgenommen werden können, wenn man das Vorhandensein von 500 Meßfühlern 18 annimmt.

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Bei der gemessenen und erfaßten Größe handelt es sich um die Abschwächung des Strahlenbündels aus Röntgenstrahlen, die von den mehreren StrahlenmeßfUhlern 18 erfaßt werden. Die gemessenen Strahlungsäbschwächungswerte werden in die Datenerfassungseinheit 38 übertragen und dann vom Analog-Digital-Umsetzer 42 in Digitalwerte umgewandelt. Die so erhalten digitalisierten Meßwerte werden •im Computer 40 oder im Plattenspeicher 52 gespeichert. Dem Computer 40 muß die Anzahl der Unterteilungen des Herzzyklus und der Kardiophase, die von Interesse ist (und die durch die Position des Leuchtpfeiles im Hinblick auf die Wellenform des Elektrokardiogrammes ausgewiesen wird,) bekannt sein.

Der Plattenspeicher 52 wird durch Bedienungselemente der Eingabekonsole 54 über den Computer 40 in Betrieb genommen. Die Eingabekonsole 54 erzeugt eine Aufforderung für die übertragung von Elektrokardiogrammdaten über den Computer 40 zum Plattenspeicher 52. Zu diesem Zeitpunkt werden die Elektrokardiogrammdaten, die im Plattenspeicher 52 mindestens einem vollständigen Herzzyklus entsprechen, abgerufen und in den Speicher der Anzeigedaten-Schnittstelle 62 übertragen. Diese aus dem Plattenspeicher 52 herausgelesenen digitalen Elektrokardiogrammdaten werden vom Digital-Analog-Umsetzer 64 in ein analoges Videosignal umgewandelt und dem Datensichtgerät 56 zugeführt, in welchem dann die Elektrokardiogramm-Wellenform 74 sichtbar gemacht wird. Gleichzeitig werden die Gesamtmessungen

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für jeden Scan-Vorgang oder Abtastungsvorgang abgerufen und in den Computer 40 überführt, in dem die Absorptionsdaten zusammengefaßt und entsprechend gespeichert werden und dann später derart sichtbar gemacht werden, daß über die Anzeigedaten-Schnittstelle 62 und dem Digital-Analog-Umsetzer 64 eine konventionelle Querschnittsabbildung des zu untersuchenden Körpers 22 auf den Bildschirm 70 gebracht wird. Nun erzeugt die Bedienungskonsole 54 ein Datenübertragungs-Anforderungssignal zum Plattenspeicher 52 über den Computer 40 in Übereinstimmung mit der vom Operator ausgewählten ganz bestimmten Phase der Kardiophase. Die im Plattenspeicher 52 für die ausgewählte Kardiophase gespeicherten Absorptionsdaten werden aus dem Plattenspeicher 52 herausgelesen und abgerufen und im Speicher des Computerts 40 zusammengefaßt, so daß dadurch eine Querschnittsabbildung des Körpers, die genau der ausgewählten Kardiophase entspricht, entsteht, daß die Daten in gleicher Weise verarbeitet werden. Auch das der gewählten Kardiophase entsprechende Signal, das von der Bedienungskonsole 54 erzeugt wird, wird auf den Zeitmarkengenerator 60 übertragen. Dieser Zeitmarkengenerator 60 erzeugt ein digitales Signal, mit dem der Leuchtzeiger auf dem Bildschirm in eine vorgegebene Position gebracht wird, dieses Signal wird über die Anzeigendaten-Schnittstelle 62 übertrage n. Der gewünschte Punkt in dem gewünschten Herzzyklus wird über die Eingabekonsole 54 gewählt, der Wert entspricht der Position der gewählten Kardio-

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phase im Hinblick auf die R-Welle, die ihrerseits wiederum der elektrische η Aktivität des Herzmuskels bei Kontraktion der Ventrikle entspricht. Dieser Wert wird in den Zeichengenerator 66 übertragen, der seinerseits dann das entsprechende Ausgangssignal erzeugt, das in eine binärkodierte Dezimale umgesetzt wird, die für die Anzeige verfügbar ist.

Mit Fig. 2 dargestellt ist eine typische Bildwiedergabe auf dem Bildschirm 70 des Sichtgerätes 56. Dargestellt sind die gewün sehte Querschnittsabbildung während der gewählten Kardiophase, Hinweiszahl 72 und die Wellenform des Elektrokardiogrammes ECG, HInweiszhal 74, Direkt unter der Elektrokardiogramm-Wellenform 74 ist der Leuchtzeiger 76 wiedergegeben - dieser Leuchtzeiger besteht· aus mehreren vertikal ausgerichteten Videozeichen. Rechts dargestellt ist eine Digital zeichendarstellung 78, mit welcher die Phase des Herzzyklus entsprechend der Position des Leuchtzeigers 76 im Hinblick auf die R-Welle kenntlich gemacht wird - die R-Welle entspricht der elektrischen Aktivität des Herzmuskels bei Kontraktion des Ventikels.

Den Fachleuten sollte auch klar sein, daß für die Erstellung von voll akzeptierbaren Abbildungen im Hinblick auf Unscharfe, Dichte und Auflösung, die der benachbarten Kardiophase entsprechenden Absorptionsdaten auch für die Rekonstruktion des gewünschten Querschnittsbildes des Körpers zusammen mit den der gewählten Kardiophase entsprechenden Daten im Ansprechen auf einen Befehl des Computers 40 verwendet werden können.

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Wenn sich die Patentbeschreibung auch ganz besonders mit einem AusfUhrungsbeispiel befaßt, das mit einem E CG-Meßwertauf nehmer/Kardiogramm-Meßwertaufnehmer arbeite, so kann docj auch ein Phonokardiogramm Anwendung finden, so kann eine Querschnittsabbildung eines Körpers entsprechend einem besonderen Punkt in der vorgesehenen Pulsationszeit erstellt werden.

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Claims

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER 74 - bh 19.7.1983 : - 18 - Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha, 72 Horikawa$-2 2 3 ij 3 cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa-ken (Japan) ~ Patentansprüche:-

1. Tomographie-System, mit welchem für einen Herzzyklus Querschnittsabbildungen vom Körper eines Patienten gemacht werden. Dieses Tomographie-System bestehend aus:-

.einer Strahlungsquelle, von welcher aus ein divergentes Strahlenbündel durchdringender Strahlen durch den Körper geführt wird;

einer Vorrichtungzum herzzyklusunabhängigen Verstellen der Winkellage zwischen dem Strahlenbündel und dem Patienten;

Meßfühlern, welche die durch den Patienten geführten Strahlen in einer Anzahl von relativen ■ Winkelpositionen des divergenten Strahlenbündels und des.Körpers messen und erfassen, wobei die dabei erzielten Meßwerte für die Abschwächung der Strahlen durch den Körper stehen;

einem Kardiogramm-Meßwertaufnehmer, der ent-• sprechend den elektrischen Signalen-des Herzens Kardiogramm-Signale erzeugt;

einem Datenspeicher zum Aufnehmen und Speichern der von den Meßfühlern erfaßten Strahlungsmeßwerte und der vom Kardiogramm-Meßwertaufnehmer erzeugten Kardiogrammsignale;

einer Befehlssteuerung zur Steuerung und Regelung der zwischen dem Strahlenbündel und dem Patienten gegebenen relativen Winkellage und ihrer Veränderung sowie zum Auswählen von ganz bestimmten Phasen des Herzzyklus;

einem Datenverarbeitungssystem zum Erstelen der Schnittabbildungen des Patienten anhand der

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gespeicherten Strahlungsmeßwerte sowie für das Zuordnen der Winkellage des divergenten Strahlenbündels zu den Kardiogramm-Werten, um dadurch eine Zuordnung der ausgewählten Kardiophasen mit den zugehörigen gemessen Strahlungsmeßwerte zu erhalten und um die Schnittbilder des Patienten unter Verwendung der Strahlungsmeßwerte, die ihnen zugeordnet sind, zu erhalten;

eine für die Anzeige bestimmte Schnittstelle, die die Videosignale in Übereinstimmung mit den Schnittbildern erzeugt;

schließlich auch noch ein Sichtgerät mit einer Kathodenstrahl-BiIdröhre . Das Tomographie-System dadurch gekennzeichnet, daß

eine Vorrichtung (6§, 62, 66) vorhanden ist für das Erzeugen und Liefern der den dargestellten Querschnittsabbildungen entsprechenden Anzeigesignale und zwar für die gewählten Kardiophasen auf ein Befehlssignal aus der Befehls" steuerung (54, 40) hin.

2. Tomographie-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

von der Vorrichtung (60, 62, 66), die die Bezugsdaten liefert eine Anzeige der Wellenform des Elektrokardiogrammes sowie ein Leuchtzeiger für das Hervorheben der gewählten Kardiophase der Elektrokardiogramm-Wellenform auf den Bildschirm bringt.

3. Tomographie-System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

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die für das Sichtbarmachen der Bezugsdaten be· stimmte Vorrichtung (60, 62, 66) auch einen Zeitmarkengenerator (60) aufweist, der die Videosignale für den Leuchtzeiger entsprechend der jeweiligen Position der Wellenform des Elektrokardiogrammes zu erzeugen hat.

Tomographie-System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zu der für das Sichtbarmachen der Bezugsdaten bestimmten Vorrichtung (60, 62, 66) ein Video-Mischkreis (62) gehört, im welchem die Videosignale für die Schnittabbildungen, die Videosignale für den Leuchtzeiger sowie die Videosignale für die Wellenform des Elektrokardiogrammes miteinander vermischt werden und von welcher für das Sichtgerät Video-Mischsignale erzeugt werden.

Tomographie-System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu der für das Scihtbarmachen der Bezugsdaten bestimmten Vorrichtung (60, 62', 66) auch noch ein Zeichengenerator (66) gehört, der schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß er von der Datenverarbeitungsvorrichtung (40) aus Signale auf geschal tet erhält, damit er auf der Bildwiedergabe eine Digitalzeichendarstellung mit numerischen Werten entsprechend der Signale aus der Datenverarbeitungsvorrichtung bringt.