DE3817724A1 - Computertomograph - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Computertomograph mit einem eine
Meßöffnung umschließenden Drehrahmen, auf dem ein von einer
Reihe von Detektorelementen gebildeter Strahlendetektor und ein
Röntgenstrahler für ein fächerförmiges, auf dem Strahlendetek
tor auftreffendes Röntgenstrahlenbündel angeordnet sind und
welcher zur Durchstrahlung des Untersuchungsobjektes unter ver
schiedenen Richtungen um eine senkrecht zur Fächerebene liegen
de, die Meßöffnung durchsetzende Achse drehbar ist, bei dem ein
Rechner zur Erzeugung eines Querschnittsbildes des Untersu
chungsobjektes aus den mit Hilfe eines Datenerfassungssystems
erzeugten Meßwerten des Strahlendetektors vorhanden ist und bei
dem eine Ablenkeinheit zur Ablenkung des Fokus des Röntgen
strahlers in der Fächerebene senkrecht zur Symmetrieachse des
Strahlendetektors vorgesehen ist.
Bei einem bekannten Computertomographen dieser Art erhält man
gegenüber einer Ausbildung, bei der der Fokus in dem Drehrahmen
eine feste Position hat, aufgrund der periodischen Ablenkung
des Fokus eine erhöhte Gesamtzahl von Meßwerten und damit eine
verbesserte Bildauflösung. Die Sollposition des Fokus wird da
bei relativ zum Drehrahmen vorgegeben, da der Strahlendetektor
beim Stand der Technik ortsfest auf dem Drehrahmen angeordnet
ist. Dies hat den Nachteil, daß Erschütterungen des Drehrahmens
in unerwünschtem Maße auf den Strahlendetektor übertragen wer
den, was zu Störsignalen führen kann, die zu Bildartefakten
führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Computertomo
graphen der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich Er
schütterungen des Drehrahmens praktisch nicht auf die Bild
qualität auswirken.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Strahlendetektor auf dem Drehrahmen tangential zu seiner Um
laufbahn federnd gelagert ist und daß eine Steuervorrichtung
für die Sollposition des Fokus vorhanden ist, die diese Soll
position in Abhängigkeit von der jeweiligen Dektektorposition
bestimmt. Aufgrund der federnden Lagerung des Strahlendetektors
wirken sich Erschütterungen des Drehrahmens praktisch nicht auf
die Bildqualität aus. Bewegt sich der federnd aufgehängte
Strahlendetektor während eines Umlaufes aufgrund der Schwer
kraft tangential zu seiner Umlaufbahn, so wird die Sollposition
des Fokus entsprechend nachgeführt. Die Verlagerung des Strah
lendetektors führt also nicht zu einer Änderung der Meßwerte
und damit auch nicht zu Bildfehlern.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Computertomographen nach der Erfindung, und
Fig. 2 eine Einzelheit des Computertomographen nach Fig. 1.
In der Fig. 1 ist ein Drehrahmen 1 dargestellt, der eine Meß
öffnung 2 umschließt und einen aus einer Reihe von Detektor
elementen 3 a usw. bestehenden Strahlendetektor 3 sowie einen
Röntgenstrahler 4 für ein fächerförmiges, auf dem Strahlen
detektor 3 auftreffendes Röntgenstrahlenbündel 5 trägt. Der
Drehrahmen 1 ist zur Durchstrahlung eines Meßfeldes 6, in dem
sich ein Untersuchungsobjekt, z. B. ein Patient auf einer Liege,
befindet, unter verschiedenen Richtungen um eine Achse 19 dreh
bar, welche senkrecht zur Fächerebene des Röntgenstrahlenbün
dels 5 die Meßöffnung 2 und damit das Meßfeld 6 durchsetzt. Ein
Rechner 7 erzeugt aus den dabei mit Hilfe eines Datenerfas
sungssystems 8 gewonnenen Meßwerten des Strahlendetektors 3 ein
Querschnittsbild des Untersuchungsobjektes. Dieses wird auf
einem Sichtgerät 9 wiedergegeben.
Der Fokus 10 des Röntgenstrahlers 4 wird zur Erhöhung der Zahl
der Meßwerte mit Hilfe einer Ablenkeinheit 11 in einem Röntgen
generator 12 periodisch in Richtung des Doppelpfeiles 13, also
senkrecht zur Symmetrieachse 14 des Strahlendetektors 3, abge
lenkt.
Die Fig. 2 zeigt den Aufbau des Röntgenstrahlers 4 zur periodi
schen Ablenkung des Röntgenstrahlenbündels 5. Eine Kathode 15
sendet einen Elektronenstrahl 16 auf eine Anode 17, von der das
Röntgenstrahlenbündel 5 so ausgeht, daß die Fächerebene senk
recht zur Zeichenebene liegt. Mit Hilfe von Ablenkspulen 18,
die an der Ablenkeinheit 11 angeschlossen sind, erfolgt die
periodische Fokusablenkung senkrecht zur Zeichenebene.
Aus der Fig. 1 geht hervor, daß der Strahlendetektor 3 in einer
Lagerung 21 zur Absorption von Erschütterungen elastisch, also
federnd gelagert ist. Sein Fokussierungspunkt, der in der in
der Fig. 1 gezeigten Stellung mit dem Fokus 10 zusammenfällt,
verlagert sich aufgrund des Gewichtes bei der Rotation des
Drehrahmens 1 relativ zum Drehrahmen 1. Zum Ausgleich dieser
Verlagerung ist dem Strahlendetektor 3 ein die Ablenkeinheit 11
steuernder Sensor 20 zugeordnet, der ein elektrisches Signal
liefert, das dem Ortsvektor eines Detektorpunktes P entspricht.
Bei bekannter Bewegung des Strahlendetektors 3 wird die Soll
position des Fokus 10 relativ zum Fokussierungspunkt des Strah
lendetektors 3 vorgegeben. Wird der Fokusort relativ zum Dreh
rahmen 1 gemessen und sind
- rF 1 der Ortsvektor der Sollposition des Fokus 10 bei in be zug auf den Drehrahmen 1 ortsfestem Strahlendetektor 3,
- rDU der Ortsvektor eines Detektorpunktes P für den Fall, daß der Strahlendetektor 3 zum Drehrahmen 1 fixiert ist,
- rDb der Ortsvektor desselben Detektorpunktes P für den Fall, daß der Strahlendetektor 3 beweglich gelagert ist,
so erhält man den Ortsvektor rF 2 für die Sollposition des Fokus
10, die sich auf den Fokussierungspunkt des Strahlendetektors 3
bezieht, folgendermaßen
rF 2 = rF 1 + Tangentialkomponente des Vektors (rDU - rDb).
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der zur Kompen
sation der tangentialen Bewegung des Strahlendetektors 3 vor
gesehenen Verlagerung der Sollposition des Fokus 10 eine peri
odische Fokusbewegung zur Erhöhung der Zahl der Meßwerte über
lagert. Diese periodische Fokusbewegung kann auch entfallen.
Der Sensor 20 kann entfallen, wenn der jeweilige Ortsvektor des
Detektorpunktes P dadurch gewonnen wird, daß die jeweilige Po
sition des Detektorpunktes P in bezug auf einen ortsfesten
Punkt auf dem Drehrahmen 1 bei der jeweiligen Projektion erfaßt
wird. Hierzu kann eine Kurve abgespeichert sein, die die Ab
hängigkeit des jeweiligen Ortsvektors des Detektorpunktes P von
der jeweiligen Projektion wiedergibt.
Die Position des Strahlendetektors 3 kann z. B. nach folgender
Rechnung bestimmt werden:
t (rDU - rDb) = t o · cos α,
wobei
t (rDU - rDb) die Tangentialkomponente eines Vektors
bezeichnet,
α der Winkel ist, den die durch den Fokus 10 gehen
den und auf der Achse 19 senkrecht stehende Gerade
mit der in der Fächerebene liegenden Horizontalen
bildet,
t o eine konstante Eigenschaft der Detektorlagerung
21 und des Detektors 3 ist, nämlich die Amplitude
der Tangentialauslenkung des Detektors.
Claims (2)
1. Computertomograph mit einem eine Meßöffnung (2) umschließen
den Drehrahmen (1), auf dem ein von einer Reihe von Detektor
elementen (3 a . . .) gebildeter Strahlendetektor (3) und ein
Röntgenstrahler (4) für ein fächerförmiges, auf dem Strahlen
detektor (3) auftreffendes Röntgenstrahlenbündel (5) angeordnet
sind und welcher zur Durchstrahlung des Untersucherungsobjektes
unter verschiedenen Richtungen um eine senkrecht zur Fächer
ebene liegende, die Meßöffnung (2) durchsetzende Achse (19)
drehbar ist, bei dem ein Rechner (7) zur Erzeugung eines Quer
schnittsbildes des Untersuchungsobjektes aus den mit Hilfe ei
nes Datenerfassungssystems (8) erzeugten Meßwerten des Strah
lendetektors (3) vorhanden ist und bei dem eine Ablenkeinheit
(11) zur Ablenkung des Fokus (10) des Röntgenstrahlers (4) in
der Fächerebene senkrecht zur Symmetrieachse (14) des Strahlen
detektors (3) vorgesehen sind, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Strahlendetektor (3) auf dem Dreh
rahmen (1) tangential zu seiner Umlaufbahn federnd gelagert ist
und daß eine Steuervorrichtung (11) für die Sollposition des
Fokus (10) vorhanden ist, die diese Sollposition in Abhängig
keit von der jeweiligen Detektorposition bestimmt.
2. Computertomograph nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Ortsvektor rF 2 für die
Sollposition des Fokus, bezogen auf den Fokussierungspunkt des
Strahlendetektors (3) nach folgender Formel bestimmt wird:
rF 2 = rF 1 + Tangentialkomponente des Vektors (rDu - rDb),wobei ist: rF 1 = Ortsvektor der Sollposition des Fokus (10) bei
in bezug auf den Drehrahmen (1) ortsfestem
Strahlendetektors (3),rDU = Ortsvektor eines Detektorpunktes (P) bei in
bezug auf den Drehrahmen (1) ortsfestem Strah
lendetektor (3),rDb = Ortsvektor desselben Detektorpunktes (P) bei
beweglich gelagertem Strahlendetektor (3).
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