DE3518995A1

DE3518995A1 - Abtastvorrichtung mit rotierbarem faecherstrahl fuer die computer-tomographie, und nichtrotierbarer detektorring

Info

Publication number: DE3518995A1
Application number: DE19853518995
Authority: DE
Inventors: Daniel Haifa Barnea
Original assignee: Elscint Ltd
Current assignee: Elscint Ltd
Priority date: 1984-05-29
Filing date: 1985-05-25
Publication date: 1986-02-13
Anticipated expiration: 2005-05-26
Also published as: FR2565092A1; NL8501531A; JPS6182737A; NL192971C; IL75265A; DE3518995C2; NL192971B; IL75265A0; JPH0773573B2; US4669103A; FR2565092B1

Description

Äbtastvorrichtung mit rotierbarem Fächerstrahl für die Computer-Tomographie, und nichtrotierbarer Detektorring.

Die Erfindung bezieht sich auf Abtastvorrichtungen mit einem rotierbaren Fächerstrahl und einem nichtrotierbaren Detektorring für die Computer-Tomographie, die nachfolgend als CT-Abtastvorrichtungen bezeichnet v/erden.

Aus der US-PS 4.137.45 5 ist eine CT-Abtastvorrichtung bekannt, die eine herkömmliche, um 360° um die Achse der Abtastvorrichtung drehbare Röntgenstrahlquelle und einen innerhalb des von der Quelle durchlaufenen kreisförmigen Pfades befestigten, eine Rotation ausführenden Detektorring aufweist, der eine Vielzahl von sich um 360° um die Achse erstreckende Detektoren aufnimmt. Die Röntgenstrahlquelle erzeugt eine Fächerstrahlung in einer Ebene senkrecht zur Achse der Abtastvorrichtung, und eine Drehung der Quelle ergibt einen rotierenden Fächerstrahl, dessen Mittelpunkt auf der Achse liegt. Der Detektorring ist zur Ausführung einer Kippbewegung um eine Ringachse befestigt, die senkrecht zur Rotationsachse des Fächerstrahles verläuft, und die Ringachse rotiert um die Fächerstrahlachse synchron mit der Drehung der Quelle, derart, daß der Teil des Detektorringes in der Nähe der Quelle aus der Ebene des Fächerstrahles gekippt wird, damit ein Spiel für den Fächerstrahl erhalten wird, der auf die Detektoren an dem Detektorring gegenüber dem ersterwähnten Teil auftrifft.

Da eine echte Drehung der Quelle erforderlich ist, um einen rotierenden Fächerstrahl aufzubauen, ist die Zeitdauer, die zur Beendigung einer Abtastung erforderlich ist, selbst wenn eine Drehung auf 180° begrenzt ist und keine redundanten Daten genommen werden, durch die Beschleunigungsbelastungen begrenzt, die von den rotierbaren Komponenten toleriert werden können. Wenn eine dynamische Abbildung erfolgt, d.h. eine Abbildung von sich bewegenden Körperorganen, z.B. einem schlagenden Herzen, ergeben die vorübergehenden Beeinflussun-

gen der Datenerfassung, die durch die Forderung aufgegeben v/erden, daß die Quelle eine Umdrehung abschließen muß, in den rekonstruierten Bildern Wisch- oder Schleiereffekte.

Ein Versuch, dieses Problem zu lösen, ist in der US-PS 4.129.78 3 beschrieben, die eine stationäre, halbkreisförmige Anordnung von Rontgenstrahlquellen, welche der Reihe nach gezündet werden, so daß eine Fächerstrahlung erzeugt wird, die effektiv mit einer Geschwindgkeit rotiert, welche durch die Zündgeschwindigkeit der Quellen bestimmt ist, sowie eine stationäre, halbkreisförmige Anordnung von Röntgenstrahl-Detektoren, die so positioniert sind, daß sie die Strahlung aus dem rotierenden Fächerstrahl aufnehmen, zeigt. Bei dieser CT-Abtastvorrichtung ist die Geschwindigkeit, mit der Daten erfaßt werden, nur durch die Zeitdauer begrenzt, die die Detektoren benötigen, um auf die auftreffende Strahlung anzusprechen. Weil die Rontgenstrahlquellen getrennt voneinander gezündet werden, können ferner höhere Leistungseingänge toleriert werden, was zur Folge hat, daß der von jeder Quelle erzeugte Röntgenstrahlluß bis zu vier mal so groß sein kann wie z.B. der einer herkömmlichen 30 - 50 kW Heißkathodenstrahlröhre mit rotierender Anode, die üblicherweise bei CT-Abtastvorrichtungen verwendet wird. Infolgedessen ist es bei diesem Vorschlag möglich, bei gleicher Dosis für den Patienten (Produkt aus Röntgenstrahlluß und Flußdauer) die Datenerfassung in etwa ein Viertel der Zeitdauer durchzuführen, die von einer Quelle benötigt wird, welche tatsächlich rotiert.

Weil eine Rotation des Fächerstrahles in der eben beschriebenen CT-Abtastvorrichtung auf weniger als 180° beschränkt ist, steht die Erfassung von redundanten Daten zur Verbesserung der Bildqualität nicht zur Verfügung. Eine Rotation über 360° ist erforderlich, um redundante Daten zu erhalten, und es wurde vorgeschlagen, die Lösung nach US-PS 4.129.783 in der Weise zu modifizieren, daß die Quellen um 36 0° über einen festen Quellenring erstreckt werden und daß anstelle der festen, halbkreisförmigen Anordnung ein eine Rotationsbewegung ausführender Ring verwendet wird, der eine 360°-Gruppie-

rung von Detektoren enthält. Diese Modifikation ermöglicht es, daß redundante Daten wesentlich rascher erfaßt werden, als dies mit einer rotierenden Quelle möglich ist; trotzdem müssen jedoch entscheidende Beschränkungen in Kauf genommen werden. Vor allen Dingen ist ein aufeinanderfolgendes Zünden der Quellen erforderlich, um eine kontinuierliche Rotationsbewegung des Detektorringes aufzunehmen, wodurch die Geschwindigkeit beschränkt wird, mit der Daten erfaßt werden können. Des weiteren bedeutet ein aufeinanderfolgendes Zünden der Quellen, daß der gleiche Detektor durch aufeinanderfolgend gezündete Quellen nacheinander beleuchtet wird. Dies hat zur Folge, daß die Rotationsgeschwindigkeit des Fächerstrahles, d.h. die Zeitperiode zwischen dem Zünden der Quellen, auf die Zeitdauer begrenzt ist, die ein Detektor benötigt, um sich zu erholen, die aber begrenzt ist, selbst wenn Detektoren mit niedrigen Nachglimmeigenschaften verwendet werden, z.B. Kadmiumtungstat. Ferner besteht keine Möglichkeit, diese Modifikation in einer Betriebsart zu betreiben, in der ein mit mehr Geräusch behaftetes, jedoch ein rascher erfaßbares Bild erzielt werden kann, indem weniger als alle Quellen verwendet werden (z.B. durch Verwendung nur jeder zweiten Quelle zur Erzielung eines rascheren Rotierens des Fächerstrahles), weil eine Beschleunigungsbelastung des Nutationsbewegungen ausführenden Detektorringes die Rotationsgeschwindigkeit des Fächerstrahles begrenzt.

Wird der vorbeschriebene, Nutationsbewegungen ausführende Ring durch eine Gruppe von Detektoren ersetzt, die auf einem stationären Ring befestigt sind, dessen Achse gleichachsig mit der Achse der Abtastvorrichtung, jedoch nicht gleichachsig mit der Ebene des Fächerstrahles verläuft, können Bilder rasch dadurch erhalten werden, daß einige der Quellen bei der Vervollständigung einer Abtastung übersprungen werden; Bilder höherer Qualität können erzielt werden, indem alle Quellen verwendet werden. Ferner können die Quellen außerhalb der Reihenfolge gezündet werden, damit für die Detektoren ausreichend Zeit zum Erholen zur Verfügung steht. Diese Vorteile werden jedoch nur dadurch erzielt, daß der Detektorring in eine Ebene gesetzt wird, die in axialer Richtung aus

der Ebene versetzt ist, die durch den rotierenden Fächerstrahl definiert ist, um einen Zwischenraum für den Fächerstrahl zu erhalten. Die nicht-koplanare Beziehung zwischen den Detektoren und dem Fächerstrahl ist in der US-PS-4.289.96 9 dargestellt, die eine CT-Abtastvorrichtung zeigt, bei der sowohl der Detektorring als der Quellenring fest sind. Die Nicht-Koplanarität zwischen dem Detektorring und dem Quellenring verkompliziert den Rekonstruktions-Algorithmus, weil die konische Art des Übertragungspfades durch den Patienten in Rechnung gestellt werden muß. Dies bedeutet, daß der Pfad, den der Fächerstrahl durch den Patienten zurücklegt, wenn der Fächerstrahl um einen Bogenwert von 180° rotiert, unterschiedlich von dem Pfad ist, den der Fächerstrahl während des übrigen Weges von 180° zurücklegt. Diese Pfaddifferenz beeinflußt die Bildqualität nachteilig.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, eine CT-Abtastvorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die in der Lage ist, redundante Daten rasch zu erfassen.

Mit vorliegender Erfindung wird eine CT-Abtastvorrichtung mit einer Rontgenstrahlquelle zur Erzeugung eines Fächerstrahles vorgeschlagen, der relativ zur Achse der Abtastvorrichtung in einer Ebene senkrecht zur Achse drehbar ist. Die Abtastvorrichtung weist ferner eine Vielzahl von Röntgenstrahldetektoren auf, die in einem nichtrotierbaren Detektorring befestigt sind, dessen Achse kolinear mit der Achse der Abtastvorrichtung verläuft, um Röntgenstrahlen aus dem Fächerstrahl aufzunehmen; die Detektoren erstrecken sich dabei über mindestens 3 60° um die Achse.

Gemäß der Erfindung ist der Detektorring in Form einer Wendel aufgebaut. Insbesondere weist der Detektorring eine innere Oberfläche auf, die der Achse der Wendel zugewandt ist, und die Detektoren sind auf der Innenfläche so befestigt, daß ihre fotoempfindlichen Bereiche der Achse der Wendel zugewandt sind. Bei jeder gegebenen axialen Position des Detektorringes hat eine gegebene Gruppe von Detektoren eine ungehinderte Sicht auf bestimmte der diametral gegenüberlie-

OFUGINAL INSPECTED

genden Rontgenstrahlquellen durch den Raum zwischen benachbarten Windungen der Wendel hindurch. Die Winkellage der Gruppen von Detektoren, die die Quellen "sehen" können, hängt von der axialen Translationsstellung der Detektorwendel ab.

Der Detektorring ist auf der Abtastvorrichtung axial verschiebbar; diese Axialverschiebung ist mit dem Zünden der Quellen auf dem Quellenring synchronisiert. Dies bedeutet, daß mit vorliegender Erfindung eine Vorrichtung geschaffen wird, die auf die axiale Position des Detektorringes anspricht, um ein Steuersignal zu erzeugen, das zur Steuerung der Zündung der Quellen verwendet wird. Die axiale Position des Detektorringes identifiziert eine Gruppe von Detektoren in Ausrichtung mit der Ebene eines Fächerstrahles, der an einer zugeordneten Quelle auf dem Quellenring entsteht, welcher eine bestimmte Winkel- oder Azimuthstellung hat, wobei die Gruppe von Detektoren eine einwandfreie Sicht auf die Quelle durch die Windungen der Wendel hindurch hat. Eine axiale Verschiebung des Detektorringes verschiebt die Azimuthposition der Quelle, die der Gruppe von Detektoren zugeordnet ist, die mit der Ebene ausgerichtet sind, so daß eine Verschiebung des Detektorringes um eine Steigung ermöglicht, daß die Detektoren alle die Quellen "sehen", die über 360° um die Achse der Abtastvorrichtung verteilt sind.

Hat die Steigung der Wendel des Detektorringes den Wert P, ist die Winkelposition in Graden der Quelle, die gezündet werden muß, um einen Fächerstrahl zu erzeugen, der in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Achse des Detektorringes liegt, mit (36 0 D)/P gegeben, wobei D die axiale Verschiebung des Detektorringes ist. Die Abweichung der mit vorliegender Erfindung erzielten Rekonstruktionsebene von der gewünschten Ebene wird somit unter Verwendung einer verhältnismäßig einfach erzielbaren linearen Verschiebung des Detektorringes reduziert. Darüberhinaus beeinflussen durch die Abfühlung der tatsächlichen Position des Detektorringes und durch Verwendung der abgefühlten Position zum Triggern und Zünden der richtigen Quelle keine Unregelmäßigkeiten in der Bewegung die Fähigkeit der Anordnung, Daten einwandfrei zu erfassen.

AO

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittseitenansicht einer CT-Abtastvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 und 4 weitere Ausführungsformen der Quelle und von Detektoren nach der Erfindung,

Fig. 5 ein Zeitdiagramm für das aufeinanderfolgende Zünden, und

Fig. 6 ein Zeitdiagramm der Beziehung zwischen den nacheinander auftretenden Zündimpulsen.

In Fig. 1 ist mit 10 eine CT-Abtastvorrichtung der gattungsgemäßen Art gezeigt, in Verbindung mit der vorliegende Erfindung eingesetzt wird. Die Abtastvorrichtung 10 weist eine kreisförmige Quellenanordnung 11, die die Achse 12 der Abtastvorrichtung festlegt, eine nichtrotierbare Detektorringanordnungl3, die kolinear mit der Achse 12 verläuft, und eine Vorrichtung 14 zum linearen Verschieben einer Vorrichtung gegenüber der anderen auf.

Die Quellenvorrichtung 11 besteht aus einem kreisförmigen Gehäuse 15, das auf einer Basis 16 befestigt ist, welches mit entsprechenden Stützen 17 (Fig. 2) versehen ist, um das Gehäuse fest aufzunehmen, das seinrseits eine Vielzahl von Rontgenstrahlquellen 18 enthält, die gleichförmig über 360° um die Achse 12 positioniert sind. Die Quellen 18 sind in der Zeichnung schematisch dargestellt, sie können Kaltkathoden-Röntgenstrahlquellen sein, wie sie beispielsweise in der US-PS 4.289.969 dargestellt sind, oder sie können Kaltkathoden-Röntgenstrahlquellen einer anderen Art sein, wie sie beispielsweise der US-Anmeldung SN 313.268 vom 21.10.1981 zu entnehmen sind. Jede der Quellen 18 kann selektiv durch eine Zündsteuerschaltung 19 gezündet werden, d.h., daß jede der Quellen 18 so gezündet werden kann, daß ein Strahlungs-Fächerstrahl erzeugt wird, wie dies mit 20 in Fig. 2 angedeutet ist. Durch sequentielles Zünden der Quellen 18 wird

ein rotierender Fächerstrahl durchdringender Strahlung ausgebildet, wobei die Rotationsachse des Fächerstrahles die Achse 12 ist.

Die Detektorringvorrichtung 13 weist eine Vielzahl von Rontgenstrahldetektoren 21 auf, die um die Achse des Ringbauteiles herum angeordnet sind. Jeder der Detektoren besitzt eine zugeordnete Kombination 3 3 aus Szintillatorkristall und Photodetektor zur Aufnahme von Röntgenstrahlen, die einen Kreis durchlaufen, der senkrecht zur Achse 12 liegt und der von den äußeren Begrenzungen des Fächerstrahles 20 umschrieben wird. Die Detektoren 21 sind herkömmlicher Art und werden deshalb nicht im einzelnen beschrieben. Ferner kann ein fest angeordneter konzentrischer Kollimator innerhalb oder außerhalb des Detektorringes vorgesehen sein.

Vorliegende Erfindung betrifft auch die Anordnung der Rontgenstrahldatektoren auf der Detektorringvorrchtung. Insbesondere sind die Detektoren wendelförmig um die Achse des Ringes angeordnet. Die innere Fläche der Detektorringvorrichtung , die der Achse einer Wendel zugewandt ist, ist durch die Kollimatoren der Detektoren definiert, so daß die Szintillatorkristalle (nicht dargestellt) der Achse zugewandt sind.

Die Detektorringvorrichtung 13 ist starr mit der Befestigungsvorrichtung 22 verbunden, damit die axiale Position der Detektorringvorrictung relativ zur Achse 12 festgelegt ist. Insbesondere weist die Befestigungsvorrichtung 22 eine für Röntgenstrahlen durchlässige rohrförmige Hülse auf, die um die Achse 12 nichtrotierbar ausgebildet, jedoch in axialer Richtung dazu verschiebbar ist. Die Hülse ist auf Führungsrollen 2 3 befestigt, die drehbar auf am Rahmen 25 befestigten Führungsblöcken 24 abgestützt ist. Die rohrförmige Hülse ist somit so gehalten, daß sie sich nur in axialer Richtung in Abhängigkeit von der Aktivierung der Verschiebevorrichtung 14 bewegt.

Die Hülse ist in einer ausgewählten axialen Position durch einen axialen Antrieb 27 positioniert, der so ausgelegt ist, daß er den Detektorring 13 über die Steigung P (Fig. 1) der Wendel mit relativ gleichförmiger Geschwindigkeit in axialer Richtung verschiebt. Somit verschiebt der Antrieb 27 in axialer Richtung den Detektorring aus der Ruhestellung in seine Betriebsgeschwindigkeit in einem Bereich, in welchem die Wendel außerhalb des Fächerstrahles liegt, um den Detektorring mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit zu verschieben, wenn die Wendel sich durch die Ebene des Fächerstrahles bewegt, und um im Anschluß daran den Detektorring zu verzögern, nachdem die Wendel die Ebene des Fächerstrahles verläßt. Während der Verschiebung der Wendel durch die Ebene des Fächerstrahles ändert sich die Winkeloder Azimuthposition der Detektoren, die Quellen 18 durch die Windungen der Wendel hindurch "sehen", um einen Winkel, der von dem Gesamtwinkel der Detektoren abhängt.

Im allgemeinen muß der Gesamtwinkel θ der wendeiförmigen Anordnung der Detektoren gleich der Summe von Fächerstrahlwinkel $ und Gesamtwinkel der Gruppierung der Quellen sein. Mit anderen Worten heißt dies, daß die Quellen um die Achse über den Winkel θ - 0 angeordnet sein müssen. Wenn der Fächerstrahl z.B. 30° ist und die Quellen sich über 180° erstrecken, müssen sich die Detektoren über einen Winkelwert von 210° erstrecken.

Die Verschiebungsvorrichtung ist mit einer Positionsanzeigevorrichtung 28, z.B. fotoelektrischen oder magnetischen Positionsdetektoren versehen, um die axiale Position des Detektorringes festzulegen und diese Information in den Antrieb zurückzuführen. Die Axialpositions-Anzeigevorrichtung 2 8 ergibt somit einen Ausgang für Steuersignale, der in der Funktion auf die Axialposition der Hülse bezogen ist. Wenn ein Steuersignal an die Zündsteuerung 19 angelegt wird, bewirkt dieses Steuersignal ein Zünden einer ausgewählten Quelle 18. Wie in Fig. 1 gezeigt, hat bei einer gegebenen axialen Position des Detektorringes eine gegebene Gruppe von Detektoren, die im Winkel gegenüber der ersten Gruppe

ORIGINAL INSPECTED

versetzt sind, einen ungehinderten Blick auf bestimmte der Rontgenstrahlquellen durch den Raum zwischen benachbarten Windungen der Wendel hindurch, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn der Detektorring sich in axialer Richtung bewegt, hat eine andere Gruppe von Detektoren eine ungehinderte Sicht auf unterschiedliche Quellen. Wenn somit der Detektorring über einen Abstand gleich der Steigung der Wendel des Detektorringes verschoben worden ist, "sehen" die Detektoren alle die um 360° um die Achse der Abtastvorrichtung verteilten Quellen.

Das Gehäuse 2 5 stellt eine starre Befestigung für einen Tisch oder dergl. 34^N dar, der in axialer Richtung ausgerichtet ist und einen Körper innerhalb des Rekonstruktionskreises aufnimmt, der durch einen Kreis definiert ist, welcher in den Fächerstrahl eingeschrieben ist und auf der Achse der Abtastvorrichtung zentriert ist.

Der Ausgang der Fotodetektoren, die den im Ring 13 befestigten Detektoren zugeordnet sind, wird gesammelt und der Detektorelektronik 34 in herkömmlicher Weise zur Erzielung von Daten während einer Abtastung aufgegeben. Da keine Rotation des Detektorringes erfolgt, sind keine Schleifringe zur Erzielung der Daten erforderlich, die von den im Detektorring befestigten Detektoren erzeugt werden.

Im Betrieb bewirkt ein axialer Antrieb 27, daß der Detektorring auf seine Betriebsgeschwindigkeit gebracht wird, bevor die Öffnung in der Wendel die Ebene erreicht, die durch einen von den Quellen 18 erzeugten Fächerstrahl definiert ist. Wenn die Öffnung in der Wendel sich der Ebene des Fächerstrahles nähert, identifiziert die axiale Position des Detektorringes eine Quelle 18, die einen Fächerstrahl erzeugt, welcher zwischen den Windungen der Wendel hindurchtritt und auf eine Gruppe von Detektoren auf dem Detektorring auftrifft. Die axiale Position des Detektorringes wird durch den Detektor 28 abgefühlt und dient zur Signalgabe an die Zündsteuerung 19 zum Zünden der jeweiligen richtigen Quelle 18. Wenn der Detektorring sich in axialer Richtung bewegt, erzeugt der Detektor 27 zusätzliche Steuersignale, die das Zünden der

Quellen 18 synchron mit der axialen Position des Ringes verschieben. Auf diese Weise reicht eine axiale Verschiebung des Detektorringes um die Steigung der Wendel aus, um ein Zünden aller Quellen zu erreichen.

Diese Anordnung hat entscheidende Vorteile gegenüber herkömmlichen CT-Abtastvorrichtungen. Es ist nur eine lineare Verschiebung des Detektorringes erforderlich, anstatt eine Rotation eines wesentlich schwereren und komplizierteren Quellenringes. Da der durch die Kaltkathoden-Röntgenstrahlröhren erzeugte Fluß etwa viermal so groß ist wie der von einer konventionellen Heißkathoden-Anodenröntgenröhre erzeugte Fluß, kann ferner die Information, die ausreichend ist, um ein Bild gleicher Qualität zu erzeugen wie ein Bild, das von einer rotierenden Quelle erzeugt wird, in etwa ein Viertel der Zeit erhalten v/erden. Dies bedeutet, daß dann, wenn eine konventionelle CT-Abtastvorrichtung unter Verwendung einer rotierenden RontgenstrahlquelIe Daten in einer Sekunde erhalten kann, die ausreichend sind, um ein Bild zu erzeugen, die Vorrichtung nach vorliegender Erfindung in der Lage ist, die gleichen Resultate in etwa 250 msec zu erzeugen. Ferner hat vorliegende Erfindung den Vorteil, daß ein Bild noch schneller dadurch erzielt werden kann, daß die axiale Verschiebung des Detektorringes beschleunigt und z.B. jede zweite Quelle verwendet werden kann. Es würde zwar ein Bild mit höherem Geräuschpegel erzielt, es würde jedoch rascher erhalten und aus diesem Grunde sinnvoll sein.

Die Bildqualität kann dadurch verbessert werden, daß die Quellen sequentiell fortschreitend in einer Bank gezündet werden, wodurch es möglich ist, die Geschwindigkeit der Bewegung des Detektors zu verringern und die Dosierung zu erhöhen. Der Ausdruck "sequentiell fortschreitendes Zünden in einer Bank" bedeutet eine Anordnung zum Zünden der Quellen, bei der das Zünden sequentiell auftritt, bis alle Quellen in einer ersten Gruppe gezündet worden sind, und daß dann diese Folge abgebrochen wird, und das Zünden sequentiell in einer zweiten Gruppe auftritt, die die erste Gruppe überlappt. Das sequentiell fortschreitende Zünden in einer Bank unterschei-

det sich von dem sequentiellen Zünden der Quellen, wie weiter oben beschrieben, welche eine spezielle Form eines sequentiell fortschreitenden Zündens einer Bank darstellt, in der alle Quellen die Gruppe darstellen.

Wenn die Quellen durch Zählwerte bezeichnet werden, tritt ein reguläres, sequentielles Zünden in dieser Folge auf: 1, 2, 3,.... N, wobei N die Gesamtzahl von Quellen ist und jede Quelle einmal gezündet wird. Andererseits tritt ein sequentiell fortschreitendes Zünden einer Bank wie folgt auf: 1, 2,

3, .... n, 2, 3, 4, n+1, 3, 4, 5, .... n-:-2, usw., wobei

η angibt, wie oft jede Quelle in einem vollständigen Zyklus gezündet wird. Die Quellen 1, 2, 3, .... η stellen eine erste Gruppe dar, die Quellen 2, 3, 4, .... n+2 eine zweite Gruppe, usw.

Das sequentiell fortschreitende Zünden einer Bank ist in Fig. 5 für η = 3 dargestellt. Somit wird jede Quelle nach der zweiten Quelle dreimal gezündet. Wenn der Röntgenstrahlimpuls eine Dauer von 5 0 usec Dauer hat und zwischen den Impulsen ein Intervall von 10 usec liegt, wie in Fig. 6 gezeigt, ergibt sich das Zündschema nach Fig. 5. Somit wird die erste Gruppe von Quellen "1 - 3", die zweite Gruppe von Quellen "2 - 4", usw. dargestellt. Die Quellenzündsteuerung ist so programmiert, daß Quellen "1 - 3" mit Intervallen von 60 xisec nacheinander gezündet werden und zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen der Röntgenstrahlen Intervalle von 10 jusec bestehen. Die zweite Gruppe von Quellen "2 - 4" wird dann sequentiell in ähnlicher Weise gezündet, anschließend die dritte Gruppe usw. Wie sich aus Fig. 5 ergibt, wird die Quelle "3" dreimal gezündet, die Periode hierfür beträgt 120 usec. Allgemein beträgt die Periode für Mehrfachzündungen der Quellen 6 0 (n-1) usec.

Um Mehrfachschnittdarstellungen durch einen Körper zu erhalten, kann eine Abtastvorrichtung 5 0 nach Fig. 3 verv/endet werden. Die Abtastvorrichtung 50 weist eine Vielzahl von stationären Quellen HA, HB, HC auf, deren jede ähnlich der Quelle 11 nach Fig. 1 ist, und einen axial verschiebbaren

wendeiförmigen Detektorring 13A, der ähnlich dem Ring 13 ist. Im Betrieb wird der Detektorring 13A in axialer Richtung an den drei Quellen vorbei in die axiale Position verschoben, die durch die gestrichelten Linien angezeigt ist, damit Daten nacheinander erfaßt werden, die drei in axialer Richtung verschobenen Abschnitten durch einen innerhalb des Detektorringes angeordneten Körper zugeordnet sind. In der Abtastvorrichtung 10 0 nach Fig. 4 wird ein einzelner Detektorring HD verwendet, in diesem Fall ist der Ring jedoch wendelförmig und kann in axialer Richtung bewegt werden, unabhängig von dem wendeiförmigen Detektorring 13B, jedoch synchron mit ihm. In der Abtastvorrichtung 100 werden die Quelle und die Detektorringe in gleicher Richtung bewegt, um gleichzeitig axial versetzte Querschnitte durch einen Patienten zu erhalten.

SAD ORIGSNAL

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Claims

Patentansprüche:

ill. Computer-Tomographie-Abtastvorrichtung mit einer Rontgenstrahlquelle zur Erzeugung eines Fächerstrahles, der relativ zur Achse der Abtastvorrichtung in einer Ebene senkrecht zur Achse rotierbar ausgebildet ist, und mit einer Vielzahl von Röntgenstrahl-Detektoren, die in einem nichtdrehbaren Detektorring befestigt sind, dessen Achse kolinear mit der Achse der Abtastvorrichtung zur Aufnahme von Röntgenstrahlen angeordnet ist, wobei die Detektoren sich in einem Winkel θ um die Achse erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektorring in Form einer Wendel ausgebildet ist.
2. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektorring eine innere Oberfläche aufv/eist, die der Achse der Wendel zugewandt ist, und daß die Detektoren auf der Innenfläche, die der Achse zugewandt ist, befestigt sind.
3. Abtastvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektorring auf der Abtastvorrichtung axial verschiebbar befestigt ist.
4. Abtastvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zum axialen Verschieben der Wendel synchron mit der Rotation des Fächerstrahles vorgesehen ist.
5. Abtastvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rontgenstrahlquelle die Form einer Vielzahl von nichtrotierbaren Röntgenstrahlquellen hat, die sich über einen Winkel θ - $ um die Achse erstrecken, wobei pi der FächerStrahlwinkel ist, und wobei die Röntgenstrahlquellen selektiv zündbar sind.
6. Abtastvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, aa* β -/=360°. BAD
7. Abtastvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß θ - gf = 180°.
8. Abtastvorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die auf die axiale Verschiebung des Detektorringes zum Zünden der Quellen anspricht.
9. Abtastvorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die auf die axiale Position des Detektorringes zur Erzeugung eines Steuersignales anspricht, und eine Vorrichtung zum Zünden der Quellen, die auf das Steuersignal anspricht.
10. Computer-Tomographie (CT) -Abtastvorrichtung, gekennzeichnet durch

a) eine nichtdrehbare Quelle zur Erzeugung eines Fächerstrahles durchdringender Strahlung, der relativ zur Achse der Abtastvorrichtung in einer Ebene senkrecht zur Achse rotierbar ist,

b) einen nichtrotierbaren Detektorring mit einer Vielzahl von Strahlungsdetektoren, die um die Achse des Ringes herum angeordnet sind, und

c) eine Vorrichtung zum axialen Verschieben der Quelle relativ zum Detektorring bzw. umgekehrt.
11. Abtastvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren in Wendelform um die Achse des Ringes angeordnet sind.
12. Abtastvorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum selektiven Verschieben des Detektorringes längs der Achse.
13. Abtastvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle die Form eines stationären Ringes hat, der eine Vielzahl von Quellen durchdringender

Strahlung aufweist, die um die Achse der Abtastvorrichtung angeordnet sind, und daß eine Vorrichtung zum selektiven Zünden der Quellen vorgesehen ist.
14. Abtastvorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die auf die Axialverschiebung des Detektorringes anspricht, um die Quellen synchron mit der Verschiebung selektiv zu zünden.
15. Abtastvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Quellenring so ausgebildet ist, daß die Quellen eine Ebene senkrecht zur Achse der Abtastvorrichtung festlegen.
16. Abtastvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Quellenring so ausgebildet ist, daß die Quellen eine Wendel festlegen, deren Achse kolinear mit der Achse der Abtastvorrichtung verläuft.
17. Abtastvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle die Form einer Vielzahl von nichtrotierbaren Ringen hat, deren jeder eine Vielzahl von Quellen durchdringender Strahlung besitzt, die um die Achse der Abtastvorrichtung angeordnet sind, und daß eine Vorrichtung zum selektiven Zünden der Quellen vorgesehen ist.
18. Abtastvorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die auf die axiale Verschiebung des Detektorringes zum selektiven Zünden tier Quellen synchron mit der Verschiebung anspricht.
19. Abtastvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Quellenringe so ausgelegt sind, daß die Quellen durchdringender Strahlung parallele Ebenen festlegen, deren jede senkrecht zur Achse der Abtastvorrichtung liegt.
20. Abtastvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle die Form eines nichtrotierbaren Ringes hat, der eine Vielzahl von Rontgenstrahlquellen in Wendelform um die Achse der Abtastvorrichtung besitzt, und daß eine Vorrichtung zum selektiven Zünden der Quellen vorgesehen ist.
21. Abtastvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring von Quellen in axialer Richtung mit dem Detektorring verschiebbar ist.
22. CT-Abtastvorrichtung mit einer Vielzahl von Quellen durchdringender Strahlung, die individuell und selektiv betätigbar sind, um einen Strahlungs-Fächerstrahl in einer Ebene senkrecht zur Achse der Abtastvorrichtung zu erzeugen, und mit einer Vielzahl von Detektoren durchdringender Strahlung, die in einem nichtrotierbaren Detektorring befestigt sind, dessen Achse kolinear mit der Achse der Abtastvorrichtung zur Aufnahme durchdringender Strahlung aus den Quellen verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Quellen in fortschreitenden Gruppen sequentiell betätigbar sind.
23. Abtastvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Quellen in der Reihenfolge 1, 2, 3, .... n,

2, 3, 4, , n+1, 3, 4, 5, , n+2 betätigt

werden.

ORiQiMAL INSPECTED