NL8300039A

NL8300039A - Referentiedetectieinrichting voor multidetector tomodensitometer en tomodensitometer die een dergelijke inrichting omvat.

Info

Publication number: NL8300039A
Application number: NL8300039A
Authority: NL
Original assignee: Thomson Csf
Priority date: 1982-01-08
Filing date: 1983-01-06
Publication date: 1983-08-01
Also published as: FR2519772B1; DE3300406C2; FR2519772A1; DE3300406A1; US4458358A

Description

*_.............. ΐ 82.310 »"

Korte aanduiding : Referentiedetectieinrichting voor multidetector tomo- densitometer en tomodensitometer die een dergelijke inrichting omvat.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een referentiedetectieinrichting voor multidetector tomodensitometer.

De onder nr. 2.426.343 gepubliceerde Duitse octrooiaanvrage beschrijft een toestel waarvan de röntgenbuis met draaiende anode een brede 5 bundel van geringe dikte geeft van sectoriële vorm of in de vorm van een waaier, om verscheidene meetdetectors die op een lijn zijn opgesteld en zij aan zij zijn geplaatst*gelijktijdig te bestralen dwars door het geheel van een sectie van het te onderzoeken lichaam. In dit toestel worden verscheidene, weinig plaats innemende referentiedetectors, zoals halfgeleider-10 dioden, op het niveau van de ingang van de riehtinrichting geplaatst die in staat stelt de sectoriële bundel te bepalen. De signalen van deze detectors worden in een rekencircuit gecombineerd om de intensiteit te bepalen van de straling die door de buis wordt verschaft op elke plaats van de bundel en om de globale en op het niveau van elke meetdetector gelegen 15 variaties te compenseren.

Een tweede bekende inrichting volgens het Franse octrooischrift dat onder het nummer 2.235*854 is gepubliceerd, beschrijft een inrichting voor axiale tomografie die omvat een referentiedetector bestemd voor het meten van de intensiteit van de straling die door een X-stralenbuis is 20 verschaft, een bundel die het te onderzoeken lichaam bestraalt en, stroomafwaarts daarvan, een meetdetector bestemd voor het meten van de intensiteit van de straling stroomafwaarts van het te onderzoeken lichaam, waarbij de verhouding tussen de signalen die respectievelijk worden verschaft door de meetdetectors en de referentiedetectors overeenkomen met de absorp-25 tie van de straling door dat lichaam. Deze referentiedetector omvat een flikkerorgaan dat weinig absorberend is voor de X-stralen en waarvan de absorptie voor de X-stralen die er door gaan, kleiner is dan 10%, waarvan de absorptie van het zichtbare licht dat door hemzelf is uitgezonden te verwaarlozen is, en dat zo geplaatst is dat het de gehele bundel opvangt.

30 De bundel die de referentiedetector bereikt omvat de gehele nuttige bundel die de meetdetector bereikt en is op deze bundel gecentreerd, waarbij het oppervlak van de referentiedetector dat door de referentiebundel wordt bestraald tenminste gelijk is aan dat van de meetdetector die door de nut- 8300039 __^ V i -2- tige bundel wordt bestraald. Men kiest de opening van de bundel die de referentiedetector bereikt bijvoorbeeld 10 tot 20 maal groter dan die van de nuttige bundel, om aan de uitgang van deze referentiedetector een refe-rentiesignaal te verkrijgen dat opnieuw vergelijkbaar is met dat van de 5 meetdetector en waarvan de intensiteitsvariaties als gevolg van de wisselende verwarming en zijn onstabiliteit, van de rotatie en van de fouten van het oppervlak van de anode evenals van de trillingen van deze laatste, voldoende dichtbij die van de nuttige bundel liggen om hen zeer voldoende te compenseren, wat niet het geval is voor inrichtingen die als referentie 10 een bundel X-stralen gebruiken die het geheel van de nuttige bundel niet omvat, zoals in de genoemde stand van de techniek (punctuele detectors), want het stralingsdiagram kan eveneens met de rotatie variëren.

Het eerste genoemde geschrift stelt in staat een intensiteitsva-riatie als functie van de richting van de sectoriële bundel van de beschouw-15 de meetdetector te compenseren.

Het tweede genoemde document stelt in staat de gehele nuttige bundel in beschouwing te nemen.

Deze inrichtingen maken het mogelijk een variatie van de bundel, die bijvoorbeeld verbonden is met de hoge spanning die aan de X-stralen-20 buis wordt opgelegd, te compenseren, maar houden geen rekening met het feit dat de te analyseren voorwerpen niet uniform zijn. De referentiedetec-tieinrichting volgens de uitvinding stelt in staat deze fout te verhelpen door met de referentiedetectors compenserende filters te verbinden die de meest courante voorwerpen uit het oogpunt van demping van X-stralen na-25 bootsen.

De uitvinding heeft betrekking op een referentiedetectieinrichting voor multidetector tomodensitometer, welke inrichting omvat, om in elk punt van een doorsnede van een voorwerp de meting van de radiologische dichtheid van dit voorwerp te verkrijgen, een bron van X-stralen en meet-50 detectors, en welke inrichting gekenmerkt is doordat zij bovendien omvat verscheidene referentiedetectors, filtreermiddelen die in staat stellen op elk van de referentiedetectors een bundelmeting te verkrijgen in spectrale omstandigheden die de demping van deze X-stralen door courante te analyseren voorwerpen nabootsen, waarbij elk van deze referentiedetectors is ver-55 bonden met êén van deze filtreermiddelen die de invallende X-straling meten na demping door het genoemde verbonden filtreermiddel; middelen voor de ogenblikkelijke combinatie van de gevonden waarden op de verschillende referentiedetectors rekening houdend met de waarden van de metingen in het beschouwde meetpunt; en middelen voor het ontwikkelen van een referentie-40 waardesignaal dat afkomstig is van deze combinatie van waarden.

8300039 *.. % -3-

De uitvinding heeft bovendien betrekking op een tomodensitoaeter die een dergelijke inrichting omvat·

De uitvinding wordt nader toegelicht door middel van de volgende beschrijving en de figuren waarvans 5 - fig· 1 een tomodensitometer voorstelt die een referentiedetectietoestel volgens de -uitvinding omvat} - fig. 2 en fig. 3 een bijzonder aspect van de inrichting van de uitvinding illustreren.

Het doel van de tomodensitometrie is het gebruiken van de absorp-10 tievariaties van de X-stralen door een lichaam om te trachten zijn aard en eventueel wijzigingen van zijn aard te identificeren. Verbonden met een beeldreconstruetieproces stelt zij in staat, bijvoorbeeld door een kaart van de absorpties te maken, om anatomische structuren voor te stellen.

Maar voor elk physisch meetproces is een wisselwerking van het 15 meetapparaat met de gemeten grootheid nodig.

Voor de wisselwerkingswetten van X-stralen met de materie: alleen de absorptie maakt het mogelijk een aanzienlijke energie van de bundel af te nemen. Iedere meting van X-stralen maakt dus een absorptie van deze X-stralen nodig.

20 In het geval van strikt monoenergetische X-stralen is de absorptie- wet goed bekends men kan zich dus tevreden stellen met een partiële absorptie, als men de precisieproblemen die met het aantal gemeten deeltjes zijn verbonden, uitsluit.

Daarentegen is het, in het geval van een polyenergetische straling, » 25 en als men niet exact de spectrale samenstelling van de bundel kent, noodzakelijk dat de absorptie totaal is} men kan zo meten hetzij het totale aantal fotonen, wat ook hun energie is, hetzij de totale energie van de bundel.

Deze gedwongenheid van de totale absorptie noodzaakt over een de-50 tector te beschikken waarvan hetzij het atoomnummer en de volumetrische massa, hetzij de lengte in de richting van de bundel voldoende zijn voor de maximaal mogelijke energie van de te detecteren straling. Daar het exponentiële karakter van de absorptie is gegeven, kan zij nooit streng totaal zijn; daarentegen kan men haar zo dicht benaderen als nodig is voor 35 de precisie waar naar men streeft.

In enkele gevallen kan het eveneens nodig zijn minimale afmetingen aan de normale sectie van de bundel te stellen om rekening te houden met de verspreide X-fotonen.

Eet mechanisme van de eigenlijke detectie vloeit direct voort uit het 40 absorptiemechanisme.

____Λ 8300039 •J » -4-

In principe is de gemeten grootheid de globale lineaire dempings-constante toch geeft men er de voorkeur aan als de gerealiseerde benaderingen zijn gegeven, deze te vervangen door het begrip van radiologische dichtheid, welke twee grootheden in dezelfde zin variëren. In het bijzon-5 der, voor een monochromatische straling, zijn zij gelijk, of tenminste bestaat er een lineaire relatie tussen hen. In de praktijk is het dikwijls mogelijk hen aan elkaar gelijk te stellen.

Het eerste element van een tomodensitometer is de r’óntgeninrichting, omvattende een generator van hoge spanning en een buis. De door de brand-10 vlek uitgezonden straling gaat door het te meten voorwerp, en bereikt de detector waarin zij geheel wordt geabsorbeerd; laten wij aannemen dat I de intensiteit van deze straling is. De meting van I is niet voldoende om de kenmerken van het absorberende lichaam te kennen; het is inderdaad nodig bovendien nog de intensiteit I van de door de bron uitgezonden straling 15 te kennen. In de monochromatische hypothese heeft men dans

Ï-I

O

Log I=sLog(loe“J/C^X^dx)

LogI=LogI0-Jj>* (x)dx

In het geval van een lengte L van een homogeen lichaam: \

20 LogIQ-LogI=yi.L

^ (Logl0-Logl)

De waarde van IQ kan onder dezelfde omstandigheden als I worden 25 gemeten door eenvoudig het absorberende lichaam weg te nemen. Evenwel is deze methode niet toepasbaar als men continue metingen wil verrichten, uitgezonderd wanneer de intensiteit X voldoende stabiel is om eenmaal voor allen gemeten te worden.

Daarentegen kan men zelfs voor een door een X-stralenbuis uitge-30 zonden bundel, als de hoogspanning constant is, zich tevreden stellen met het meten van een deel van de bundel door middel van een detector met partiële absorptie die voor het voorwerp is gelegen. Men kan eveneens een bundel meten die identiek is met de nuttige bundel, maar in een andere 8300039 if. 4» -5- richting, met het voorbehoud dat hij geen variaties van de ruimtelijke verdeling van de uitzending heeft·

Op deze manier kan men tegelijkertijd I en Iq kennen: daar de grootheid die in staat stelt j4. te berekenen in feite ^ (of 2) is, men spreekt 5 dan van een meetverhouding. 0

De detector die de meting van I verzekert wordt referentiedetee- o tor genoemd·

In het geval van een polyenergetische verdeling f(E), is de gemeten intensiteit de som van de relatieve intensiteiten van elke energie: 10 I=Jf(E)dE=ffo(E)e“J/*·

Het is niet meer mogelijk terug te gaan door dezelfde berekeningen toe te passen. In de praktijk moet men de bundel met een monochroma-tische bundel gelijkstellen^ bij gebruik van een aangebracht filter geplaatst tussen de bron en het voorwerp wat in staat stelt de begane fout 15 zo klein mogelijk te maken, is het voldoende het verschil tussen de nepe-riaanse logarithmen van de metingen te verwezenlijken om een grootheid gelijk aan Jpt(x)dx te kennen (de winsten van de twee wegen in evenwicht gebracht veronderstellende zodanig dat I=Iq siy^eO).

Sedert de eerste beschrijvingen van tomodensitometrie is het be-20 kend een dergelijke referentiedetector te gebruiken wiens functie het is de stroom X-stralen te meten die geen demping heeft ondergaan, of een grootheid die daarmede evenredig is.

In het algemeen wordt deze detector dichtbij de X-stralenbron geplaatst; deze kan zijn hetzij een detector met totale absorptie die buiten 25 de meetbundel is geplaatst, hetzij een detector met zwakke absorptie die binnen de meetbundel is geplaatst die door hem heengaat voor het gemeten voorwerp te bereiken.

Het voornaamste voordeel van deze tweede oplossing is dat de referentiedetector de bron(orandvlak van de buis) onder dezelfde hoek ziet 30 als de metingen, daarentegen moet de demping van de bundel veroorzaakt door de referentiedetector zwak blijven, opdat de in de metingen gebruikte stroom intens genoeg blijft. Gegeven zijnde dat het in X-stralen onmogelijk is een dempingsorgaan te verwezenlijken dat neutraal is ten opzichte van de energie, en dat de in het algemeen gebruikte bron een uitgebreid spectrum 35 uitzendt, heeft men twee daaruit volgende nadelen: een filtrering van de straling door de referentiedetector, wat invloed kan hebben op de metingen (verharding van de bundel) en referentiemetingen die betrekking hebben op een spectrum dat verschilt van dat van de meetstroom.

8300039 —6— ·«- %

Deze twee filtreringen zijn complementair omdat het deel van het voor de referentiemetingen gebruikte spectrum precies dat is wat niet wordt overgebracht.

In het algemeen worden de stralen van zwakkere energie preferen— 5 tieel tegengehouden en door de referentiedetector gemeten.

De eerste oplossing, dat wil zeggen het gebruik van een referentiedetector met totale absorptie^is in het algemeen de beste, op voorwaarde dat de stroom in de referentierichting niet verschillend is van wat hij is in de meetrichting, en dat de detector even absorberend is als het meest 10 absorberende voorwerp* Evenwel blijft een probleem bestaan, altijd verbonden met de polyenergetische aard van de door de bron uitgezonden stroom.

Er bestaan namelijk in de praktijk geen monochromatische stralen, wat een autofiltrering van de X-stralen door het voorwerp met zich mee brengt, en alle golflengten niet in dezelfde verhouding door een gegeven lijn van het 15 voorwerp gaan. Als een zeer dun voorwerp wordt beschouwd is er weinig autofiltrering, maar als de dikte van het lichaam toeneemt worden de grote golflengten geabsorbeerd.

Als men het geval beschouwt van een homogeen rond voorwerp moet de p demping langs een bundel slechts afhangen van de doorlopen lengte, gering 20 aan de kanten, groot in het midden; toch is de demping niet dezelfde voor alle energieën. De zachte stralen worden sterk geabsorbeerd door een kleine lengte; de harde stralen ondergaan een zwakke demping, zelfs voor een grotere lengte; er is dus een filtreereffect van de straling door het gemeten voorwerp; des te groter de doorlopen lengte is, des te harder de straling 25 wordt en, dus des te onbelangrijker zijn lineaire demping is.

De dempingsconstante blijkt dus zwakker in het midden van het voorwerp dan aan zijn kanten. Na het opnieuw samenstellen^ zijn de berekende waarden van radiologische dichtheid in het midden dus kleiner dan aan de kanten. Een grafische voorstelling van de dichtheid in het voorwerp heeft 30 dus een holle vorm, met opgerichte randen; daarom noemt men de manifestatie van dit probleem: Mkomeffectw.

Gezien het exponentiële karakter van de demping is de autofiltrering vooral belangrijk nabij de kanten. In het voorwerp neemt men dus een belangrijke variatie nabij de kanten waar, en een zwakke variatie in het mid-35 den.

In het geval van een complexere vorm is het effect in het bijzonder gevoelig voor de punten die tegelijk gelegen zijn in het rayon dat het meest gebasorbeerd.JLs^ en het minst geabsorbeerde rayon, zoals het geval is in het voorste_deel van het hoofd; men kan dus toenemende effecten opmer-40 ken gaande tot het ontzeggen van ieder gebruik van deze zone door er een .8300039 -7- C λ eventuele pathologie te maskeren. Het probleem wordt nog gecompliceerder wanneer de aanwezigheid van verschillende stoffen dit verschijnsel nog doet toenemen (het geval van het been van de schedel).

Men spant zich in om deze nadelen te overwinnen ï door een combi-5 natie hoge spanning-filtrering die de amplitude van het spectrum vermin» dert, en door specifieke correctiemiddelen*

Tijdens de doorgang door het gemeten voorwerp ondergaat de hoofdstroom een filtrering die zijn kwaliteit wijzigt. Dit verschijnsel, bekend onder de naam "verharding van het spectrum" kan op verschillende manieren 10 worden gecorrigeerd, in het algemeen gebaseerd op calibratiemetingen. Echter worden de calibratiemetingen nitgevoerd op een tijdstip dat verschillend is van het meettijdstip; zij houden dus geen rekening met eventuele variaties van de kwaliteit van de bundel, bijvoorbeeld verbonden met variaties van de hoge, spanning die aan de X-stralenbuis wordt aangelegd. Deze 15 variaties vertalen zich door een verschijnsel van decalibrering wanneer zij langzaam zijn, en door een verschijnsel van geruis op de metingen wanneer hun variatie^periode vergelijkbaar is met de monsternemingsperiode van de metingen, bijvoorbeeld als men een verhouding.van 2. of 3 heeft.. Inderdaad moeten de meetomstandigheden kennelijk strikt dezelfde blijven van het be-20 gin tot het einde, anders worden de meetvariaties tussen het begin en het einde van de verkrijging genomen als dichtheidsvariaties als functie van de projectiehoek, en worden vertaald door valse over elkaar geplaatste beeldstructuren, of "artefacts". Eveneens moet men niet vergeten dat de tomodensitometer numerieke informaties verschaft. Maar het meetbegrip im-25 pliceert dat van betrouwbaarheid, vandaar de noodzaak van eveneens een stabiliteit over een zeer lange termijn (verscheidene maanden of jaren).

Tenslotte komt,tijdens de verkrijging,iedere meting overeen met een monsternemingsperiode van enkele miniseconden. De experimentele omstandigheden moeten dus niet meer schommelen op deze schaal.

50 Deze noodzakelijkheid is tegelijk toepasselijk op de kwaliteit van de gebruikte bestraling, en op de positie van de zender; daarentegen stelt het feit om overeenkomstig te werken in staat de kwantitatieve variaties van de bestralingsbron op te heffen indien zij niet te belangrijk zijn.

Een variatie van de spanning brengt met zich mee: een wijziging 35 van het emissierendement, een wijziging van het stralingsspectrum na remming, een wijziging van de opwekking van karakteristieke lijnen van de stof die de anode van de buis vormt.

Al deze variaties zijn niet lineair. De detectors meten in het algemeen de totale energie van het spectrum; de variatie gezien door een 8300039 I , -8- fliter (filter van bundel of voorwerp zelf) hangt dus zowel af van de variatie van de totale uitgezonden energie, als van de aard van de filtre-ring, onder de vorm van de afgeleide van de energetische distributie van de bundel, 5 In de buurt van het maximum van het continue spectrum is de mo dulatie dus betrekkelijk zwak, slechts afhankelijk van de globale rende-mentvariatie; in de buurt van de maximale energie is de modulatie van de uitzending volledig,

De modulatie gezien door de meetdetectors is de integraal van de 10 modulaties voor het gehele spectrum* Indien de modulatie, gezien door de referentiedetector^ gelijk is aan die welke wordt gezien door de meetdetectors, is de berekening van de verhouding meting/referentie voldoende om de modulatie uit te schakelen.

Daar het voorwerp echter niet uniform is;kan deze uitschakeling 15 in het algemeen niet in alle gevallen plaatsvinden, en een parasitaire modulatie blijft over. Om deze fout uit te schakelen is het bekend de modulatie van de aan de buis opgelegde spanning verwaarloosbaar te maken en om het voorwerp uniform te maken door het gebruik van compenserende filters, Inderdaad zijn alle lengten waarover de stralen door het lichaam 20 gaan niet gaL ijk, gezien de bijvoorbeeld cirkelvormige doorsnede van het lichaam en de doorsnede van de materie die het omringt. Om deze reden hebben de detectors die op de buitenste plaatsen liggen de neiging grote uitgangswaarden te geven»zelfs voor een lichaam met uniforme absorptie. Om deze fout te corrigeren voorziet men dus in dempingslichamen of filters 25 van geschikte vorm om de lengten van het traject gelijk te maken,

In de inrichting van de uitvinding wordt een andere oplossing voorgesteld bestaande in het gebruiken van niet meer lén enkele, maar van verscheidene referentiedetectors, die de invallende stroom meten na demping door filters die de gebruikelijkste gemeten voorwerpen nabootsen uit het 50 gezichtspunt van de filtrering van de straling. Men kan dus de waarde van een unieke referentiemeting op een gegeven ogenblik vervangen door een combinatie van de waarden die op heizelfde ogenblik zijn gevonden op de verschillende referentiedetectors,

De combinatie van referentiedetectors,verbonden met filters, kan 55 worden bepaald als functie van het type voorwerp dat men meet, a priori bekend, kan variabel zijn als functie van de metingen zelf, of variabel aijn als functie van het resultaat van een eerste reconstructie, om een tweede reconstructie van betere kwaliteit mogelijk te maken.

Met elk filter komt een afzonderlijke demping van de X-stralen 40 overeen. Op een gegeven ogenblik houdt men rekening met de samenstelling 8300039 -9- van de waarde van de metingen op het beschouwde meetpunt· Men kent dus de types dempingen die door de X-stralen worden ondergaan, en men doet dan beroep op een combinatie van referentiedetectors die deze dempingstypen nabootsen; inderdaad zijn de te analyseren voorwerpen in het algemeen niet 5 homogeen.

Men heeft dus verschillende nabootsingsfliters, en dankzij een in-terpolatieverwerker, kan men de waarden verkrijgen die equivalent zijn met tussenliggende dikten· Deze filters geplaatst vóór de referentiedetectors stellen in staat het verschijnsel te simuleren. Door interpolaties kan men 10 het werkelijke geval benaderen. De filters kunnen van gelijk of verschillend materiaal zijn dat in staat stelt het voorwerp te simuleren.

De parasol van bladen plexiglas is bruikbaar voor het ijken van een rotatiemachine buiten de meetperioden, door hen in de bundel op de plaats van het voorweg te plaatsen.

15 Een tomodensitometer is op fig. 1 voorgesteld·

Een bron van X-stralen 1 zendt een bundel X-stralen uit waarvan één deel het te analyseren voorwerp 2 doorstroomt vo'ór het bereiken van een reeks meetdetectors MLj...M^· De referentiedetectors Rj-*..R^ zijn hier voorgesteld buiten de bundel X-stralen, maar in dit geval wordt verondersteld dat zij 20 bereikt worden door een deel van de bundel. _

De detectors, of zij meetdetectors of referentiedetectors zijn, worden gevolgd door een versterkercircuit 5» door een integratorcircuit 4 en door een omzettingscircuit 5 dat in staat stelt tot de omzetting analoog-numeriek maar dat ook een omzetting in logarithmen kan bewerkstelligen.

25 Het integratorcircuit integreert het signaal op een tijd die een vooraf bepaalde graad van beweging voorstelt van de X-stralenbron om een analoog signaal te geven dat de totale stralenintensiteit voorstelt die de respectieve detector op dat ogenblik bereikt en die door het te analyseren voorwerp 1 wordt overgebracht volgens een route die effectief door deze $0 detector wordt onderzocht, waarbij rekening is gehouden met de beweging van de bron van de X-stralen.

Eén van de referentiedetectors, bijvoorbeeld de detector Rpstelt in staat een eerste benadering van de waarde meting/referentie in de gebruikelijke betekenis te ontwikkelen.

55 De referentiesignalen Rj en de meetsignalen Kj worden wanneer zij eenmaal zijn behandeld, respectievelijk aangelegd aan twee ingangen van een verdelercircuit 6 dat een gecompenseerd signaal verschaft dat overeenkomt met de verhouding tussen het meetsignaal en het referentiesignaal. De verdeling kan worden uitgevoerd door de aftrekking van de logarithmen van de 40 twee signalen.

8300039 Λ -10-

De op een gegeven ogenblik verkregen referentiedetectorwaarden stellen in staat een samenstel te ontwikkelen van referentiewaarden, met tussenliggende waarden. verkregen door interpolatie? deze waarden geplaatst in een tabel dienen als referentie, en worden geadresseerd als functie van 5 de gevonden meetwaarde, gereferentieerd met betrekking tot een gemiddelde detector·

De referentiedetectors BLj · · .R^ verschaffen referentiesignalen, die na behandeling in geheugen 7 worden opgeslagen· Deze waarden worden dan voor elk ogenblik van monsterneming verzonden naar een interpolatieproces-10 sor δ die in een geheugen 9 de tabel van de referenties als functie van de demping ontwikkelt of, beter, direct de tabel ontwikkelt van de overeenkomst tussen metingen/referentie (unieke referentie) en metingen/referen-ties (polyenergetische referentie)·

De aan de uitgang van het verdeelcircuit 6 verkregen waarde meting/ 15 referentie dient voor het adresseren van de tabel door tussenkomst van een leesprocessor 10· Men leest de verkregen gecorrigeerde waarde in 11? deze bewerkingen kunnen gedeeltelijk of in zijn geheel zijn verbonden met de berekening van de logarithmen. Deze in 11 verkregen gecorrigeerde waarde, wordt dan gebruikt voor een reconstructieberekening^uitgevoerd in 12 om een 20 resultaat in 15 te verkrijgen·

Elke referentiedetector is verbonden met een filter dat overeenkomt met een speciale demping van de X-stralen. Zo kan men op elk ogenblik deze tabel vullen uitgaande van de verkregen waarden door de verschillende referentiedetectors · 25 Men kent dus op een gegeven ogenblik voor elk meetpunt welk dem- pingstype men moet beschouwen* Men kan dus van een combinatie van referen-tis^detectors gebruik maken om rekening te houden met het feit dat het te analyseren voorwerp in het algemeen niet homogeen is.

De referentiedetectors kunnen in de bundel X-stralen worden gè-5'P plaatst maar in een deel van de bundel die het te analyseren lichaam niet heeft doorlopen, wat altijd mogelijk is in tomodensitometermachines met overbrenging, waarbij de analysebundels de detectors bereiken, die achtereenvolgens in de tijd beschouwd kunnen worden als meetdetectors of referentiedetectors, want zij vertrekken periodiek uit het veld van het voor-35 werp· Maar dit geldt niet voor de inrichtingen met alleen rotatie, en de werkwijze van de uitvinding is dan noclig.

Indien het voorwerp niet bekend is, is er geen nabootsing of correcte compensatie mogelijk· Men neemt een samenstel van alle mogelijke gevallen in aanmerking die men simuleert op het primaire niveau· In functie 40 van de op het tweede niveau uitgevoerde meting, kan. men correcties aan- 8300039 1 · •11 «· brengen die herhaald kannen zijn, men kan er een herafslniting hebben en zo, na stabilisering, een correct resultaat verkrijgen. Dus, als men bijvoorbeeld twee axiale secties van de schedel neemt respectievelijk gaande door de hersenmassa (fig. 2) en door de basis van het hoofd en de achterste 5 holte (fig. 3)» volgens de as A, is er slechts lucht. Volgens de as B is er ongeveer 2,3 cm been met een volumetrische massa van 1,6 die nagebootst kan worden door een aluminiumplaat met volumetrische massa van 2,7· Volgens de as G is er ongeveer 1,3 cm been en 16 cm weefsel die nagebootst kunnen worden door een plaatje plastic dat componenten C, H en 0 bevat zoals bij-10 voorbeeld een epoxyhars. Volgens de grote as D, is er ongeveer 5 cm been en 10 cm weefsel.

Zo kunnen deze weefsels worden gemaakt bijvoorbeeld met bladen plexiglas, waterdikten, bladen polyesterhars. tenminste één van de filters kan bijvoorbeeld een materiaal bevatten dat een gemiddeld atoomnummer heeft 15 in de buurt van dat van de beenstructuren, zoals aluminium, een gevulde hars of een materiaal dat gips of glas bevat.

De gebruikte referentiedetectors kunnen van het gebruikelijke type zijn, d.w.z. van het flikkerorgaantype verbonden met een fotovermenig-vuldigerbuis of van het detectortype met gasvormige ionisatie. De detector 20 bestemd voor de refer ent ieme ting van de niet gedempte straling moet een gedrag hebben dat zo dicht mogelijk ligt bij dat van de meetdetector, dat wil zeggen in het algemeen een grote werkzaamheid. De detectors die overeenkomen met verschillende dempingsgraden van de bundel moeten het meest energetische deel van de bundel meten en kunnen tot stand worden gebracht 25 hetzij door de combinatie van een detector met totale absorptie en van een filter, hetzij door andere methoden, zoals bijvoorbeeld het gebruik van een verspreider die de directe straling ontvangt en door verspreiding of fluorescentie een in verhouding zwakkere energiestraling opnieuw uitzendt in het meest energetische deel van het spectrum.

30 Immers wat betreft de gebruikelijke energiesoorten is de demping het gevolg van drie mechanismen: de absorptie door fotoelectrisch effect, de elastische verspreiding (Thomson-Eayleigh effect), de niet elastische verspreiding (Compton effect).

Het niet -elastische verspreidingseffect (Compton effect) kan ver-55 bonden zijn met een niet elastische schok. Het invallende foton X dat aankomt in de buurt van de electronenwolk van een atoom van de doorlopen stof wordt afgeweken, en hij verliest de energie die hij overdraagt op electro-nen die hij in vrijheid brengt. De door het foton X verloren energie is betrekkelijk zwak; zij varieert met zijn verspreidingshoek, en is des te 40 groter naar mate de afwijkingshoek groter is. Toch is de waarschijnlijkheid __ 8300039 -12- van afwijking maximaal voor kleine hoeken, en neemt met de energie af·

Evenwel, ge geven zijnde de grote afneming van het fotoelectrisehe effect met de energie, is het Compton effect overwegend voor de grote e-nergieën. Men kan aantonen dat de coëfficiënt van het Compton effect slechts 5 afhangt van de electronische dichtheid van het absorberende lichaam· haar deze parameter weinig varieert met de aard van de chemische elementen, zou men kunnen beschouwen dat de lineaire massacoëfficiënt van het Compton effect vrijwel dezelfde., is voor alle lichamen, en dus dat de lineaire dem-pingscoëfficiënt door het Compton effect praktisch evenredig is met de 10 volumemassa van de absorberende stof.

he beschouwde verspreider kan buiten het nuttige deel van de bundel X-stralen worden geplaatst.

Wanneer men een verspreider binnen de bundel plaatst, kunnen de referentiedetectors, evenals hun daarmee verbonden filterSj buiten de nut- 15 tige bundel worden geplaatst, waarbij het geheel ervan wordt getroffen door de verstrooide X-stralen.

hit toestel van de uitvinding stelt in staat ogenblikkelijk variaties te corrigeren van de hoge spanning die de bron van X-stralen bestuurt· Men kan ook dempingsversehijnselen in overbrenging en in rotatie corrigeren· 8300039

Claims

1, Eeferentiedetectieinrichting voor multidetectortomodensltometer, welke inrichting omvat, om op elk punt van een doorsnede van een voorwerp (2) de meting van de radiologische dichtheid van dit voorwerp (2) te verkrijgen, een bron van X-stralen (1) en meetdetectors (Hj. gekenmerkt 5 doordat zij bovendien omvat verscheidene referentiedetectors (Hj filtreermiddelen die in staat stellen op elk van de referentiedetectors een bundelmeting te verkrijgen in spectrale omstandigheden die de demping van deze X-straling door courante te analyseren voorwerpen nabootsen, waarbij elk van deze referentiedetectors (Rjis verbonden met êén van 10 deze filtreermiddelen die de invallende X-straling meten na demping door het genoemde verbonden filtreermiddel; middelen voor de ogenblikkelijke combinatie van de^gevonden waarden op de verschillende referentiedetectors rekening houdend met de waarde van de metingen in het beschouwde meetpunt; en middelen voor het ontwikkelen van een referentiewaardesignaal dat af-komstig is van deze combinatie van waarden,

2, Detectieinrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de middelen voor de ogenblikkelijke combinatie van de op de verschillende referentiedetectors gevonden waarden in staat stellen, na een eerste gebruikelijke constructie,.tot een tweede reconstructie met verbeterde referentie- 20 waarden, rekening houdend met de meetwaarden op het beschouwde meetpunt,

3, Detectieinrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat terwijl de bron van X-stralen een hoofdbundel uitstoot, die zich onderverdeelt in twee afzonderlijke onder-bundels, waarvan alleen de eerste ondez-bundel het voorwerp treft en de tweede het niet treft, de referentiedetectors de- 25 tectors met totale absorptie van de X-stralen zijn en zijn opgesteld in de tweede onder-bundeL, afkomstig van de bron van X-stralen,

4· Detectieinrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat een verspreidingselement van X-stralen geplaatst is in de hoofdbundel afkonl·-stig van de bron van X-stralen die zich onderverdeelt in twee afzonderlijke 30 onder-bundels,waarvan alleen de eerste het voorwerp (2) treft, terwijl de referentiedetectors buiten de hoofdbundel en op het traject van de verspreide X-stralen zijn gelegen.

5. Inrichting volgens conclusie 4» gekenmerkt doordat het verspreidingselement in de tweede onder-bundel^ afkomstig van de bron van X-stralen 35 is geplaatst.

6. Detectieinrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de referentiedetectors detectors voor partiële absorptie van de invallende X-stralen zijn en dat zij in de hoofdbundel^ afkomstig van de bron van 8300039 -:/4- V -s X-stralen, zijn geplaatst.

7· Detectieinriohting volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de gebruikte filtreermiddelen bladen plexiglas zijn.

8« Detectieinriohting volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de 5 gebruikte filtreermiddelen met waterdikten zijn tot stand gebracht.

9· Detectieinriohting volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de gebruikte filtreerinrichtingen bladen van polyesterhars zijn.

10. Detectieinriohting volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat tenminste één van de filtreermiddelen een materiaal bevat met een gemiddeld 10 atoomnummer in de buurt van dat van beenderstructuren.

11. Detectieinriohting volgens conclusie 10, gekenmerkt doordat dit materiaal aluminium is.

12. Detectieinriohting volgens conclusie 10, gekenmerkt doordat dit materiaal met vulstof beladen hars is. 15

13· Detectieinriohting volgens conclusie 10, gekenmerkt doordat dit materiaal gips omvat,

14. Detectieinriohting volgens conclusie 10, gekenmerkt doordat dit materiaal glas omvat.

15. Multidetector tomodensitometer, gekenmerkt dóórdat hij een de- 20 tectieinrichting volgens één van de conclusies 1 tot 14 omvat. 8300039