DE4130369A1 - Medical imaging device for measuring blood and tissue changes - measures transmission or reflection of laser source in red to infrared region, with deflector producing fan-shaped beam, and position-resolving two-dimensional sensor - Google Patents
Medical imaging device for measuring blood and tissue changes - measures transmission or reflection of laser source in red to infrared region, with deflector producing fan-shaped beam, and position-resolving two-dimensional sensorInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Transmission oder Reflexion von Licht von Objekten mit einer Beleuchtungsvorrichtung, die Licht im roten bis infraroten Spektralbereich zur Bestrahlung des Objektes aussendet, und mit einem Photodetektor zur Erfassung der von dem Objekt aus gehenden Strahlung. Eine derartige Vorrichtung zur spektros kopischen Untersuchung dient zum Anzeigen von Änderungen im Blut oder in biologischen Geweben.The invention relates to a device for determining the Transmission or reflection of light from objects with a Lighting device, the light in the red to infrared Emits spectral range for the irradiation of the object, and with a photodetector for detection of the object outgoing radiation. Such a device for spectroscopic Copy Exam is used to show changes in the Blood or in biological tissues.
In dem Artikel "System for long-term measurement of cerebral blood and tissue oxygenation on newborn infants by near infra red transillumination", von M. Cope et al, der in der Zeit schrift "Medical & Biological Engineering & Computing", 26, 5/1988, Seiten 289 bis 294, erschienen ist, ist eine oben ge nannte Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Be stimmung der Lichttransmission an stark streuenden und stark absorbierenden Objekten, beispielsweise biologischen Geweben mit Schichtdicken im Millimeter- und Zentimeterbereich, be schrieben. Derartige Verfahren zeichnen sich durch extrem ge ringe Lichtintensitäten aus, die vom Photodetektor nachgewie sen werden müssen. Für die Gewinnung diagnostischer Informa tionen am Menschen wird Licht im roten bzw. nahen infraroten Spektralbereich angewandt, in dem abhängig von der durchstrahl ten Objektdicke Schwächungen im Bereich von 6 bis 10 optischen Dichten und mehr auftreten.In the article "System for long-term measurement of cerebral blood and tissue oxygenation on newborn infants by near infra red transillumination ", by M. Cope et al publication "Medical & Biological Engineering & Computing", 26, 5/1988, pages 289 to 294, has appeared, one is above named device for performing a method for loading mood of light transmission on strongly scattering and strong absorbent objects, such as biological tissues with layer thicknesses in the millimeter and centimeter range, be wrote. Such methods are characterized by extremely ge wring out light intensities, which are verified by the photodetector must be. For the acquisition of diagnostic informa human beings, light becomes red or near infrared Spectral range applied, depending on the transmission Object thickness attenuations in the range of 6 to 10 optical Densities and more occur.
Ein derartiger Aufbau eines Transmissionsverfahrens mit Laser licht ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Die quasi-punkt förmige Beleuchtung des Objektes 1 erfolgt z. B. mit einem kol limierten Laserstrahl 2, wobei als Strahlungsquelle konventio nelle Gas- und Festkörperlaser oder auch Halbleiter-Laserdio den Verwendung finden können. In dem Objekt 1 wird der Laser strahl 2 gestreut, so daß sich Streustrahlen 3 bilden. Das transmittierte Licht wird auf der dem Eingangsstrahlungsort gegenüberliegenden Seite des Objektes 1 detektiert, wobei das entsprechende Lichtsignal z. B. mit einem Lichtleiter 4 auf einen Photodetektor 5 geführt werden kann. Dazu werden heute meist Lichtwellenleiter bzw. Kabel aus einzelnen Glasfasern verwendet, die einen Durchmesser von wenigen 100 µm bis zu einigen mm aufweisen können. Zur Bildgebung wird das Objekt 1 durch synchrone Verschiebung von Sender (Laserstrahl 2) und Empfänger (Lichtleiter 4 mit Photodetektor 5) an diskreten Punkten der Meßebene abgetastet.Such a structure of a transmission method with laser light is shown schematically in Fig. 1. The quasi-point-shaped lighting of the object 1 takes place, for. B. with a kol limited laser beam 2 , where conventional gas and solid-state lasers or semiconductor laser diodes can be used as the radiation source. In the object 1 , the laser beam 2 is scattered, so that scattered rays 3 form. The transmitted light is detected on the side of the object 1 opposite the input radiation location, the corresponding light signal, e.g. B. can be performed with a light guide 4 on a photodetector 5 . Today mostly optical fibers or cables made of individual glass fibers are used, which can have a diameter of a few 100 µm up to a few mm. For imaging, object 1 is scanned at discrete points on the measurement plane by synchronous displacement of the transmitter (laser beam 2 ) and receiver (light guide 4 with photodetector 5 ).
Als Photodetektor 5 ist wegen der geringen nachzuweisenden Lichtintensität ein spezieller infrarotempfindlicher Photomul tiplier eingesetzt. Es können aber auch Photodioden verwendet werden, die aber eine deutlich geringere Empfindlichkeit auf weisen.A special infrared-sensitive photomultiplier is used as the photodetector 5 because of the low light intensity to be detected. However, photodiodes can also be used, but they have a significantly lower sensitivity.
Mit diesem Prinzip wird wegen der kleinen Detektorfläche nur ein geringer Teil der in transmittiertem Streulicht enthalte nen Informationen aufgenommen. Darüber hinaus kann die licht empfindliche Detektoroberfläche räumlich nicht weiter aufge löst werden. Ferner wirft die Verwendung von Photomultipliern eine Reihe von Problemen auf, die die Praktibilität entspre chender Systeme beschränken. So muß der Photomultiplier vor Überbelichtung geschützt werden, wobei eine Überbelichtung so wohl durch Umgebungslicht als auch vom Meßstrahl des Lasers hervorgerufen werden kann. Entsprechende elektronische Schutz schaltungen in Kombination mit optischen Maßnahmen sind daher vorzusehen. Bei Messungen an Objekten unterschiedlicher opti scher Dicke muß zusätzlich der Dynamikbereich des Photodetek tors durch Variation der Hochspannung am Photomultiplier oder durch Veränderung der Laserleistung jeweils individuell ein gestellt werden.This principle is only due to the small detector area a small part of that contained in transmitted scattered light information. In addition, the light sensitive detector surface no longer spatially be solved. It also raises the use of photomultipliers a number of problems related to practicality restrict such systems. So the photomultiplier has to Overexposure to be protected, so overexposure probably by ambient light as well as by the measuring beam of the laser can be caused. Appropriate electronic protection circuits in combination with optical measures are therefore to provide. When measuring objects with different opti The thickness of the dynamic range of the photodetec must be added tors by varying the high voltage on the photomultiplier or individually by changing the laser power be put.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine effiziente Nut zung des transmittierten Lichtes und eine Berechnung der Streustrahlen bei einfachem Aufbau ermöglicht.The invention is based on the object of a device to create an efficient groove tion of the transmitted light and a calculation of the Scattering rays with a simple structure enables.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch den zweidimensional orts auflösenden Bildsensor als Photodetektor wird erreicht, daß na hezu das gesamte transmittierte Licht, also auch das gestreute Licht, auf einer Fläche simultan und räumlich aufgelöst erfaßt werden kann. Aus der Information über das Streulicht können Streustrahlbilder berechnet werden und eine Streustrahlungs korrektur durchgeführt werden. Auch läßt sich eine beliebig große Fläche zur Bestimmung der Lichttransmission ohne Ände rung des apparativen Aufbaues auswählen.The object is achieved by the in claim 1 specified features solved. Because of the two-dimensional location resolving image sensor as a photodetector is achieved that na all the transmitted light, including the scattered light Light, recorded on a surface simultaneously and spatially resolved can be. From the information about the scattered light can Scattered radiation images are calculated and a scattered radiation correction. You can also choose any large area for determining the light transmission without changes Select the equipment structure.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Bildsensor ein CCD-Array (charge coupled device) ist. CCDs sind zweidimensio nal ortsauflösende Photodetektoren. Die Entwicklung von CCDs für die quantitative Bildgebung (scientific grade CCDs) hat heute einen Stand erreicht, die deren Anwendung auch im vor liegenden Fall ermöglicht.It has proven to be advantageous if the image sensor is on CCD array (charge coupled device). CCDs are two-dimensional nal spatially resolving photodetectors. The development of CCDs for quantitative imaging (scientific grade CCDs) reached a level today, which is also used in the front allows lying case.
Für ein Zahlenbeispiel sei eine Lasereingangsleistung von 1 mW angenommen, die einer Lichtleistung von ca. 4 · 1015 Photonen/Sekunde bei einer Wellenlänge von 800 nm entspricht. Bei Durch strahlung von biologischem Gewebe einer Dicke von 4-5 cm wird erfahrungsgemäß auf einer runden Empfangsfläche von 5 mm Durch messer ein Bruchteil von ca. 10-6 des eingestrahlten Lichtes noch nachgewiesen. Dies entspricht einer Leistungsdichte in der Detektorebene von ca. 2 · 108 Photonen/(Sekunden · mm2). Bei einer typischen Pixelgröße eines CCD-Arrays von 20 · 20 µm2 erhält man also 8 · 104 Photonen/(Sekunde · Pixel). Wählt man dagegen eine Laserleistung von 50 mW und eine Integrations zeit pro Pixel von 10 ms, so ergeben sich ca. 4 · 104 Photo nen/Pixel. A numerical example assumes a laser input power of 1 mW, which corresponds to a light output of approx. 4 · 1015 photons / second at a wavelength of 800 nm. When radiating biological tissue with a thickness of 4-5 cm, experience has shown that a fraction of approx. 10 -6 of the incident light is still detected on a round receiving surface of 5 mm in diameter. This corresponds to a power density in the detector plane of approx. 2 · 108 photons / (seconds · mm 2 ). With a typical pixel size of a CCD array of 20 · 20 µm 2 one obtains 8 · 10 4 photons / (second · pixel). On the other hand, if you choose a laser power of 50 mW and an integration time per pixel of 10 ms, you get approx. 4 · 10 4 photos / pixel.
Die Leistungsdaten heutiger CCDs zeigen, daß CCDs für diesen Anwendungsfall sehr gut geeignet sind. Typische strahlungsem pfindliche Flächen des CCDs liegen bei 2 · 2 cm2 (10242 Pi xeln). Die Sättigungsladung eines Pixels (full weIl capacity) liegt je nach Typ zwischen 30 000 bis 500 000 Elektronen/Pixel. Dunkelströme können durch thermoelektrische Kühlung auf typischerweise -40° C kombiniert mit MPP- (multi-pinned-phase) Betrieb auf wenige bis Bruchteile von Elektronen/(Sekunden x Pixel) reduziert werden. Das Ausleserauschen bewegt sich selbst bei Auslesefrequenzen von 500 kNz in der Größenordnung von 10 Elektronen (RMS). Typische Linearitätsfehler betragen ca. 0,1%. Aus diesen Leistungsdaten ergibt sich eine Dynamik bis zu 50 000 : 1. Der Quantenwirkungsgrad bei einer Wellen länge von λ = 700 nm ist typischerweise 40% und damit um einen Faktor 4 größer als bei Photomultipliern mit spezieller infra rot-empfindlicher Photokathode (GaAs(Cs)).The performance data of today's CCDs show that CCDs are very well suited for this application. Typical radiation-sensitive areas of the CCD are 2 · 2 cm 2 (1024 2 pixels). The saturation charge of a pixel (full white capacity) is between 30,000 and 500,000 electrons / pixel, depending on the type. Dark currents can be reduced to a few to fractions of electrons / (seconds x pixels) by thermoelectric cooling to typically -40 ° C combined with MPP (multi-pinned-phase) operation. The readout noise is in the order of 10 electrons (RMS) even at readout frequencies of 500 kNz. Typical linearity errors are approximately 0.1%. This performance data results in a dynamic range of up to 50,000: 1. The quantum efficiency at a wavelength of λ = 700 nm is typically 40% and thus a factor of 4 greater than that of photomultipliers with a special infrared-sensitive photocathode (GaAs (Cs )).
Im oben betrachteten Zahlenbeispiel ergaben sich 4 · los Pho tonen/Pixel bei einer Objektschwächung von 106. Daraus resul tieren 1,6 · 104 Elektronen pro Pixel des CCDs. Bei einem elektrischen Rauschen von 10 Elektronen (RMS) resultiert also ein Signal/Rausch-Verhältnis (S/R) von ca. 1,6 · 103. Durch Addition der Signale mehrerer Pixel des CCD-Arrays läßt sich das S/R-Verhältnis noch weiter steigern. Bei der Zusammenfas sung von N · N Pixeln läßt sich das S/R-Verhältnis um den Fak tor N verbessern, wenn, beispielsweise bei N = 50, 50 · 50 Pixel der Fläche 20 · 20 µm2 zu einer Flächen von 1 mm2 (ana log oder digital) zusammengefaßt werden. In diesem Falle be trägt das S/R-Verhältnis 8 · 104. Bei sorgfältiger Auslegung des CCD′s, der Kühlung und der Auslesung lassen sich also noch deutlich geringere Lichtintensitäten, d. h. deutlich größere Objektschwächungen als die angenommene Schwächung von 6 opti schen Dichten, nachweisen.In the numerical example considered above, there were 4 · lots of photons / pixels with an object weakening of 10 6 . This results in 1.6 · 10 4 electrons per pixel of the CCD. With an electrical noise of 10 electrons (RMS), this results in a signal / noise ratio (S / R) of approx. 1.6 · 10 3 . The S / R ratio can be increased even further by adding the signals of several pixels of the CCD array. In the combination of N · N pixels, the S / R ratio can be improved by a factor of N if, for example, N = 50, 50 × 50 pixels of the area 20 × 20 μm 2 to an area of 1 mm 2 (ana log or digital) can be summarized. In this case, the S / R ratio is 8 · 10 4 . With careful design of the CCD's, the cooling and the reading, significantly lower light intensities can be demonstrated, ie significantly greater object weakenings than the assumed weakening of 6 optical densities.
Im Gegensatz zu Photomultipliern sind CCDs unempfindlich gegen Überbelichtung, so daß die eingangs erwähnten Probleme und Schutzmaßnahmen entfallen. In contrast to photomultipliers, CCDs are insensitive to Overexposure, so that the problems mentioned above and Protective measures are eliminated.
Eine mechanische Verstellung der Beleuchtungsvorrichtung und des Bildsensors kann entfallen, wenn die Beleuchtungsvorrich tung einen zweidimensional abgelenkten Abtaststrahl erzeugt. Dies kann durch eine der Beleuchtungsvorrichtung vorgeordnete Ablenkvorrichtung zur zweidimensionalen flächenförmigen Ablen kung erfolgen. Zweckmäßigerweise erzeugt die Beleuchtungsvor richtung Licht der Wellenlänge zwischen 600 nm bis 1000 nm. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Langpaßfilter vor dem Bildsensor angeordnet ist. Durch direkte, optische Kopp lung der CCD-Arrays mit einer vor dem Bildsensor angeordneten Abbildungsvorrichtung, die beispielsweise eine fiberoptischer Taper sein kann, kann eine größere Objektfläche auf der em pfindlichen Fläche des CCDs von ca. 2 · 2 cm2 simultan und ortsaufgelöst detektiert werden.A mechanical adjustment of the lighting device and the image sensor can be omitted if the lighting device generates a two-dimensionally deflected scanning beam. This can be done by a deflection device upstream of the lighting device for two-dimensional planar deflection. The illuminating device expediently generates light of the wavelength between 600 nm and 1000 nm. It has proven to be advantageous if a long-pass filter is arranged in front of the image sensor. By direct, optical coupling of the CCD arrays with an imaging device arranged in front of the image sensor, which can be a fiber-optic taper, for example, a larger object area on the sensitive area of the CCD of approximately 2 × 2 cm 2 can be detected simultaneously and in a spatially resolved manner .
Der Untersuchungsbereich kann vergrößert werden und es können Tomogramme erstellt werden, wenn die Beleuchtungsvorrichtung und der Bildsensor verschiebbar angeordnet sind. Schnittbilder können erstellt werden, wenn die Beleuchtungsvorrichtung und der Bildsensor drehbar angeordnet sind. Die gleichzeitig zu erfassende Fläche kann weiterhin vergrößert werden, wenn meh rere Bildsensoren nebeneinander angeordnet sind.The examination area can be enlarged and it can Tomograms are created when the lighting device and the image sensor are slidably disposed. Sectional images can be created when the lighting device and the image sensor are rotatably arranged. The at the same time area can be further enlarged if more rere image sensors are arranged side by side.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dar gestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated below in the drawing presented embodiments explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Bestimmung der Lichttransmission ge mäß dem Stand der Technik, Fig. 1 shows a device for determining the light transmission accelerator as the prior art,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit CCD-Array, Fig. 2 shows a device according to the invention with a CCD array,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 2 zur Bildgebung nach den Prinzip der Projektions radiographie und Fig. 3 is a perspective view of the device of FIG. 2 for imaging according to the principle of projection radiography and
Fig. 4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bildgebung nach dem Prinzip der Computertomographie. Fig. 4 shows an inventive device for imaging according to the principle of computer tomography.
In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur medizini schen Bildgebung mit Licht dargestellt, die eine Beleuchtungs vorrichtung 6, beispielsweise einen Laser, aufweist und mit einem Lichtleiter 7 zur Führung des Laserstrahles 2 an das Ob jekt 1 versehen ist. Die aus dem Objekt 1 austretenden Streu strahlen 3 werden durch einen hinter dem Objekt 1 angeordneten Photodetektor erfaßt. Für den speziellen Anwendungsfall der Transmission mit rotem oder infrarotem Licht weist der Photo detektor als Eingang ein optisches Langpaßfilter 8 auf, so daß die Eingangsfläche vor stören dem Untergrund aus Umgebungslicht geschützt ist. Das Langpaßfilter 8 ist vor einer optischen Ab bildungsvorrichtung, beispielsweise einem Taper 9, angeordnet, an dessen Ausgang ein Bildsensor, beispielsweise ein CCD-Array 10, angekoppelt ist.In Fig. 2, an inventive device for medical imaging with light is shown, the lighting device 6 , for example a laser, and is provided with a light guide 7 for guiding the laser beam 2 to the object 1 . The litter 3 emerging from the object 1 are detected by a photodetector arranged behind the object 1 . For the special application of transmission with red or infrared light, the photo detector has an optical long-pass filter 8 as an input, so that the input surface is protected from disturbing the background from ambient light. The long-pass filter 8 is arranged in front of an optical imaging device, for example a taper 9 , at the output of which an image sensor, for example a CCD array 10 , is coupled.
Der Taper 9 ist ein Lichtblock aus einzelnen fiberoptischen Lichtleitern, deren Querschnitt sich von der Eingangs- zur Ausgangsseite verjüngen, so daß eine große Eingangsfläche auf einer kleinen Ausgangsfläche ohne Verzerrung abgebildet wer den kann. Anstelle des Tapers 9 kann jedoch auch jede belie bige andere optische Abbildungsvorrichtung, beispielsweise ein Linsensystem, Verwendung finden. Dies hat jedoch den Nachteil, daß höhere Lichtverluste als bei der direkten Kopplung mit dem Taper 9 auftreten.The taper 9 is a light block made of individual fiber-optic light guides, the cross-section of which taper from the input to the output side, so that a large input surface can be imaged on a small output surface without distortion. Instead of the taper 9 , however, any other optical imaging device, for example a lens system, can be used. However, this has the disadvantage that higher light losses occur than in the direct coupling with the taper 9 .
Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung läßt sich nun nach dem Prinzip der Projektionsradiographie, wie sie in Fig. 3 schema tisch dargestellt ist, und dem Prinzip der Computertomographie einsetzen, wie dies anhand Fig. 4 näher erläutert wird.The device shown in Fig. 2 can now be used according to the principle of projection radiography, as shown schematically in Fig. 3, and the principle of computer tomography, as will be explained in more detail with reference to Fig. 4.
In Fig. 3 ist schematisch durch Pfeile 12 und 13 dargestellt, daß die Beleuchtungsvorrichtung 6 sowie der Photodetektor, be stehend aus Langpaßfilter 8, Taper 9 und CCD-Array 10, flächen förmig über den zu durchstrahlenden Bereich des Objektes 1 be wegt wird. Zur Bilderfassung kann dabei die auf die Umgebungs fläche U des des Einstrahlungspunktes des Objektes 1 gegenüber liegenden Bildpunktes fallenden transmittierten Strahlen durch entsprechende Beschaltung des CCD-Arrays 10 herangezogen wer den.In Fig. 3 is shown schematically by arrows 12 and 13 that the lighting device 6 and the photodetector, be standing from long-pass filter 8 , taper 9 and CCD array 10 , is moved over the area to be irradiated area of the object 1 be. For image acquisition, the transmitted rays falling on the surrounding surface U of the image point lying opposite the irradiation point of the object 1 by appropriate wiring of the CCD array 10 can be used for who.
In Fig. 4 ist die Beleuchtungsvorrichtung 6 dargestellt, die einen Laserstrahl 2 erzeugt. Der Beleuchtungsvorrichtung 6 ist eine Ablenkvorrichtung 11 vorgeordnet, die beispielsweise aus einem Ablenkspiegel besteht. Dieser bewirkt eine fächerförmige Ablenkung des Laserstrahles 2 über das Objekt 1 innerhalb ei nes durch Linien 14 gekennzeichneten Bereiches. Zur Erfassung der vom Objekt 1 hervorgerufen durch den Laserstrahl 2 ausge henden Strahlen kann der Bilddetektor 8 bis 10 gemäß den ge strichelten Darstellungen 15 in einer Ebene verschoben werden. Eine entsprechende Vorrichtung zur Verschiebung des Bilddetek tors 8 bis 10 kann entfallen, wenn entsprechend den Darstellun gen 15 mehrere Bilddetektoren 8 bis 10 nebeneinander angeord net sind. Durch eine entsprechende Beschaltung kann dann die für die Bildgebung erforderliche Umgebungsfläche U derart aus gewählt werden, daß sie synchron mit dem Laserstrahl 2 seit lich verschoben wird.In FIG. 4, the illumination device 6 is shown, which generates a laser beam 2. The lighting device 6 is preceded by a deflection device 11 , which consists, for example, of a deflection mirror. This causes a fan-shaped deflection of the laser beam 2 over the object 1 within egg nes marked by lines 14 area. To detect the object 1 caused by the laser beam 2 outgoing rays, the image detector 8 to 10 can be shifted in one plane according to the dashed lines 15 GE. A corresponding device for shifting the image detector 8 to 10 can be omitted if, according to the representations 15, a plurality of image detectors 8 to 10 are arranged side by side. Appropriate wiring can then be used to select the surrounding area U required for imaging in such a way that it is shifted in synchronism with the laser beam 2 since.
Das CCD-Array 10 wird durch eine nicht dargestellte Kühlvor richtung gekühlt, so daß es einen empfindlichen Nachweis ge ringer Lichtmengen mit Vermeidung der erwähnten Komplikationen erlaubt, die bei der Verwendung von Photomultipliern auftreten.The CCD array 10 is cooled by a cooling device, not shown, so that it allows sensitive detection of small amounts of light with avoidance of the complications mentioned which occur when using photomultipliers.
Der wichtigste Vorteil jedoch ist, daß das transmittierte Licht auf einer Fläche simultan und räumlich aufgelöst nach gewiesen werden kann.The main advantage, however, is that the transmitted Light on a surface simultaneously and spatially resolved can be pointed.
Wird von dieser flächenhaften Information nur diejenigen ge nutzt, die in der kleineren Umgebungsfläche U (Fig. 3 und 4) des Punktes einfällt, der dem Einstrahlort gegenüberliegt, so erhält man die Informationen, die die Vorrichtung nach Fig. 1 liefert. Diese direkte Information kann zu einem direkten Pro jektionsbild verarbeitet werden. Im tomographischen Verfahren nach Fig. 4 kann daraus das direkte Schnittbild mit den übli chen Algorithmen der Computertomographie rekonstruiert werden.If only ge is used by this areal information, which occurs in the smaller surrounding area U ( FIGS. 3 and 4) of the point which lies opposite the irradiation location, then the information provided by the device according to FIG. 1 is obtained. This direct information can be processed into a direct projection image. In the tomographic method according to FIG. 4, the direct sectional image can be reconstructed therefrom with the usual algorithms of computer tomography.
Zusätzlich steht außerhalb dieser Umgebungsfläche U die Infor mation über Streulicht zur Verfügung, aus der Streustrahlbil der berechnet werden können. Diese Streustrahlbilder können nach verschiedenen Kriterien ausgewählt werden. Diese können, wie in Fig. 3 dargestellt, der radiale Abstand r von der opti schen Achse oder der Winkel α relativ zur optischen Achse sein. Diese zusätzlichen Informationen über Streustrahlung können auch zur Streustrahlungskorrektur im direkten Projek tionsbild benutzt werden.In addition, outside of this surrounding area U, information about scattered light is available, from which scattered radiation images can be calculated. These scattered radiation images can be selected according to various criteria. As shown in FIG. 3, these can be the radial distance r from the optical axis or the angle α relative to the optical axis. This additional information about scattered radiation can also be used to correct scattered radiation in the direct projection image.
Analog können bei einem tomographischen Verfahren verschiedene Streustrahlungstomogramme rekonstruiert, bzw. kann mit Hilfe der zusätzlichen Streustrahlungsinformation eine Streustrah lungskorrektur am direkten Schnittbild vorgenommen werden.In the same way, a tomographic method can have different Scattered radiation tomograms reconstructed, or can with the help the additional scattered radiation information a scattered beam correction can be made on the direct sectional image.
Ein weiterer Vorteil des Detektors mit CCD-Array 10 ist, daß wegen der großen Empfangsfläche das transmittierte Licht effi zient genutzt wird. Wird die gesamte von der Empfangsfläche des CCD-Arrays 10 aufgenommene Information für ein Bild ge nutzt, so kann dieses aus Teilbildern zusammengesetzt werden, deren Fläche mit der Empfangsfläche identisch ist. Da inner halb dieses Teilbildes nicht mehr punktweise abgetastet werden muß, verkürzen sich die Bildaufnahmezeiten gegenüber punktwei sem Abtasten entsprechend.Another advantage of the detector with CCD array 10 is that the transmitted light is used efficiently because of the large receiving area. If all of the information recorded by the receiving surface of the CCD array 10 is used for an image, this can be composed of partial images, the surface of which is identical to the receiving surface. Since it is no longer necessary to scan point by point within this partial image, the image recording times are correspondingly shortened compared to point white scanning.
Claims (11)
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